Turbinas mareomotrices: palas de caucho que se doblan solas
· Redacción de BehindLines
Ingenieros de la Universidad de Edimburgo y de Michelin han diseñado y probado, a escala experimental, palas de turbina mareomotriz de caucho que se deforman solas en corrientes fuertes. Según el comunicado de la universidad, publicado el 11 de noviembre, y el estudio aparecido en la revista Nature, estas palas producirían tanta energía como palas rígidas con paso variable activo, y reducirían a la vez las variaciones de carga que fatigan la máquina.
El problema de las corrientes marinas
Según la universidad, las turbinas mareomotrices aprovechan las mareas, un recurso predecible con años de antelación, a diferencia del viento o del sol. Pero las turbulencias, las olas y las corrientes cambiantes someten las palas a esfuerzos que fluctúan sin cesar, lo que provoca fatiga, acorta la vida útil y causa paradas imprevistas costosas. El comunicado explica que las máquinas más grandes se apoyan en un sistema de motores, sensores y rodamientos, llamado control del paso, que gira las palas fuera del flujo cuando la corriente se vuelve demasiado fuerte. La universidad considera este dispositivo caro, difícil de mantener bajo el agua y una fuente importante de averías. El estudio publicado en Nature también describe estos sistemas activos como complejos y caros.
Una pala que se dobla sola
El equipo se inspiró en los peces y los árboles, que se doblan ante el agua o el viento. Sus palas son de caucho blando, con una varilla de acero rígida en el interior, de la raíz a la punta. Cuando la corriente se intensifica, el borde de salida se dobla y aplana la curvatura del perfil, lo que reduce automáticamente la carga, sin bisagras, rodamientos ni actuadores, detalla la universidad. Añade que el caucho tiene una densidad próxima a la del agua, por lo que las palas pueden flotar sin ser ni más pesadas ni más ligeras que el agua, lo que limita aún más las fluctuaciones de carga.
Los resultados anunciados
Una turbina de prueba de 1,26 metros se ensayó en el centro FloWave de la universidad, un tanque circular de 25 metros que reproduce la turbulencia de emplazamientos reales. Al combinar sus mediciones con simulaciones de un ciclo de marea completo, los investigadores indican, según la universidad, que esta turbina produjo la misma cantidad de energía que una turbina convencional con control activo del paso en las mismas condiciones. Las variaciones rápidas de carga, responsables de la fatiga, bajan hasta un 29 % según el comunicado y hasta un tercio según el estudio de Nature, que la compara con palas rígidas de paso activo. Las simulaciones de una turbina de 20 metros hacen pensar en una eficacia similar a tamaño comercial, y los cálculos preliminares sugieren que palas de tamaño real podrían superar los 20 años de servicio previstos para las turbinas actuales.
Por qué importa
Según la universidad, el Reino Unido apunta a 1 gigavatio de capacidad mareomotriz para 2035, y las estimaciones hablan de más de 300 gigavatios en el mundo para 2050. El equipo afirma que este concepto, si se validara a mayor escala, permitiría construir palas y estructuras más ligeras, generadores más potentes y un mantenimiento más barato, y así reducir el coste de la electricidad mareomotriz y abrir emplazamientos que hoy se consideran demasiado duros. La universidad precisa, no obstante, que estos trabajos siguen en fase de investigación: harán falta más desarrollo y más ensayos antes de cualquier aplicación industrial o comercial.