Fuente: http://www.technologyreview.es/
El dispositivo consiste en un cilindro cónico
que oscila y aprovecha la aparición de remolinos de viento
Cuando una estructura cilíndrica, como una
chimenea, se interpone en el curso de un fluido como el viento (cuando el flujo
es laminar, es decir, que discurre de forma ordenada y estratificada), se
produce un fenómeno denominado calle de vórtices Von Kárman. El fluido forma un
patrón cíclico de remolinos de movimiento espiral que azotan la estructura y la
hacen oscilar de un lado a otro. Muchas torres y chimeneas sufrieron los
efectos de este fenómeno hasta que el físico Theodore von Kárman descifró su
explicación aerodinámica en 1911.
Desde entonces la ingeniería contempla estos
vórtices y dispone de métodos de prevención para evitar que se comprometa la
solidez de las infraestructuras. Ahora, lastart-up española Vortex Bladeless ha
decidido dar un giro al planteamiento y aprovechar este fenómeno para generar energía eólica. Para ello ha
creado Vortex, un aerogenerador sin palas que oscila de un lado a otro de
acuerdo con el viento para captar la energía cinética.
Pie de foto: Recreación en 3D de los aerogeneradores
sin palas; futuros modelos podrán alcanzar más de 100 metros de altura.
Crédito: Vortex.
“Estos remolinos son un problema que,
habitualmente, los ingenieros tratan de evitar por todos los medios, porque se
les podrían caer los edificios”, explica el cofundador deVortex Bladeless,
David Suriol. El responsable explica que su caso es justo el contrario:
“Nosotros lo buscamos deliberadamente y lo optimizamos".
Para ello, la empresa ha creado una
estructura cuya geometría se acopla a la frecuencia de oscilación de los
remolinos y los empuja a reproducirse de forma ordenada en torno a ella. El
aerogenerador contiene un sistema de bobinas e imanes integrados en un
mecanismo que además de generar energía eléctrica logra que la estructura se
“sintonice” a la frecuencia adecuada para mecerse al ritmo de los remolinos de
forma óptima.
A simple vista, el dispositivo se presenta
como un cilindro vertical en forma de cono fabricado con fibra de vidrio, lo
que lo hace tanto ligero como rígido. Los prototipos actuales alcanzan los seis
metros de altura, aunque la empresa planea hacer versiones mayores. En 2015
lanzarán un modelo de 12,5 metros y de aquí a tres años, otro de más de 100
metros. “Cuanta mayor sea la altura, mayor será su rendimiento”, explica Suriol.
“Al funcionar sin palas, el diseño elimina
muchas de las partes móviles y mecánicas del molino tradicional, lo que
reducirá notablemente los costes de fabricación y de explotación de la energía
eólica”, asegura el cofundador. Estima alcanzar una disminución de costes en el
proceso de construcción de un 53% frente al de un aerogenerador normal. Además,
“la reducción del tamaño y la ausencia de palas facilitará también las labores
de transporte y mantenimiento”, detalla el responsable. Los materiales con los
que se construye también tienen un menor impacto en la huella de carbono, “ya
que como no tiene sistemas de engranaje, Vortex no necesita aceites”, añade.
Esta solución innovadora para la generación
de energía ha permitido a la compañía integrar la lista de seleccionados de la
primera convocatoria del Fondo de Emprendedores de Fundación Repsol. Después de
un intenso proceso de incubación en el Centro de Tecnología Repsol, el equipo
ha registrado tres patentes que incluyen todos los aspectos técnicos de Vortex.
La última, tuvo lugar en octubre, antes de presentar su proyecto al concurso de
start-up The South Summit 2014, donde obtuvo el premio al mejor proyecto en la
categoría de Energía e Industria.
Además de abaratar costes, esta tecnología
presenta otras características beneficiosas frente a otros modelos. Suriol
explica que Vortex puede generar energía en un amplio rango de velocidades del
viento, “mayor que el de los aerogeneradores convencionales”. En concreto, su
dispositivo arranca a partir de una velocidad de viento de un metro por
segundo, “menor a la requerida por un molino tradicional”, explica. Los molinos
multipala se ponen en funcionamiento a partir de los tres metros por segundo.
La forma cilíndrica de la estructura también
elimina la necesidad de orientar el aerogenerador en dirección a la corriente
de viento, como debe hacerse con los molinos con palas, aunque, ante las mismas
condiciones, la energía que produce Vortex sería aproximadamente un 30% menor a
la que genera un molino tradicional.
Por otro lado, el diseño también hace a
Vortex menos invasivo en el paisaje natural y la ausencia de palas lo hace
menos peligroso para las aves. Tampoco hace ruido, lo que reduce aún más su
impacto medioambiental.
Hacia lo piezoeléctrico
A medio y largo plazo, los investigadores de
Vortex Bladeless trabajan en una forma alternativa a la inducción
electromagnética para generar la electricidad a partir de las oscilaciones de
Vortex. Esta alternativa estaría basada en la piezoelectricidad.
Este fenómeno, descubierto en 1880 por los
hermanos Pierre y Jacques Curie, ocurre en algunos cristales como el cuarzo,
que carecen de centro de simetría. Al comprimirlos, su masa se polariza y
genera un potencial eléctrico.
Desde su descubrimiento, la piezoelectricidad
(del griego piezein, “estrujar o apretar”) ha servido para diversos propósitos,
desde el diseño del sónar de los submarinos y el mecanismo de los mecheros y
los relojes, hasta las pastillas que amplifican la señal acústica de las
guitarras. La piezoelectricidad también se ha venido utilizando para
aplicaciones de energy harvesting, pero no para generación de grandes
cantidades de energía.
En el caso de Vortex, al incluir materiales
piezoeléctricos en el interior del cilindro, las oscilaciones del viento
deformarían los componentes, produciendo así electricidad. “Por ahora los
materiales piezoeléctricos que existen no tienen la potencia suficiente para
ser rentables, necesitaríamos toneladas”, explica Suriol. No obstante, ya hay
distintos grupos de investigación que están trabajando en nuevos materiales,
basados en plásticos y cerámicas, con mayor potencia y menor peso “que sí
serían interesantes para Vortex”, concluye.
