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Palas de caucho flexibles aplicadas para la energía mareomotriz

by JWCarlin
Ilustración de una turbina mareomotriz de tres palas en el fondo marino, en agua turquesa clara, con sus palas negras de caucho doblándose con la corriente.

Las turbinas mareomotrices son como aerogeneradores colocados bajo el agua: las hace girar el mar cuando la marea sube y baja. Sus palas reciben una paliza tremenda de corrientes rápidas y llenas de remolinos. Unos ingenieros de la Universidad de Edimburgo y del fabricante de neumáticos Michelin han creado palas de caucho flexible que, sencillamente, se doblan y se apartan cuando el agua empuja demasiado, anunció la universidad el 11 de noviembre. El estudio se publica en la revista Nature.

Por qué importa: las mareas son tan puntuales como un reloj, lo que las convierte en una fuente de energía limpia muy atractiva. Pero las turbinas que trabajan en el fondo del mar son caras de construir y todavía más caras de reparar. Todo lo que elimine piezas móviles, y las averías que traen consigo, acerca una electricidad mareomotriz más barata.

El problema: palas que deben esquivar la corriente

Las turbinas mareomotrices actuales se protegen con el control de paso: motores, sensores y rodamientos giran cada pala para apartarla del flujo cuando la corriente aprieta demasiado, algo así como poner la mano de canto cuando la sacas por la ventanilla del coche. Funciona, pero es otra máquina complicada que tiene que aguantar años en agua salada.

Además, el agua turbulenta nunca es constante. Cada golpe de corriente hace que la fuerza sobre las palas suba y baje, y esas continuas fluctuaciones de carga son las que desgastan las turbinas con el tiempo.

El truco del caucho

Las nuevas palas llevan dentro un larguero de acero rígido que va de la raíz a la punta, como una columna vertebral, envuelto en caucho flexible. Cuando la corriente se hace más fuerte, el borde trasero de la pala se dobla y aplana su forma curva, de modo que la propia pala se libra de la fuerza sobrante. Sin bisagras, sin rodamientos y sin motores. La idea viene de la naturaleza: los peces y los árboles se doblan ante un flujo fuerte en lugar de plantarle cara.

Y hay un extra. El caucho tiene casi la misma densidad que el agua, así que las palas pueden tener flotabilidad neutra (ni se hunden ni flotan), lo que reduce todavía más los vaivenes de carga, señala The Edinburgh Reporter.

Una turbina de pruebas con tres palas negras de caucho moteadas, sobre un poste de acero encima del fondo turquesa del tanque FloWave.
La turbina de pruebas de 1,26 metros con palas de caucho flexible en el tanque FloWave · Imagen: Universidad de Edimburgo/Michelin.

Probadas en una piscina redonda gigante

El equipo probó una turbina a escala de 1,26 metros en FloWave, el tanque circular de 25 metros de la universidad que recrea la turbulencia de las corrientes de marea reales. Después combinó esas medidas con simulaciones por ordenador de un ciclo de marea completo y de una turbina de tamaño real de 20 metros.

  • La misma energía: las palas de caucho produjeron tanta electricidad como una turbina convencional con control de paso activo en las mismas condiciones.
  • Cargas más tranquilas: las dañinas fluctuaciones de carga bajaron hasta un 29 %.
  • Vida larga: los primeros cálculos indican que unas palas de caucho de tamaño real podrían durar más que los 20 años que se esperan de las turbinas actuales.
Una mano sujeta una pala negra de caucho con puntos blancos y la dobla, mostrando lo flexible que es.
Se dobla con la mano: la pala de caucho cede donde una rígida no lo haría · Imagen: Universidad de Edimburgo/Michelin.

«Nuestras palas hacen ese trabajo por sí solas», resume el profesor Ignazio Maria Viola, de la Universidad de Edimburgo, que ha codirigido el estudio con Bertrand Daval, vicepresidente de I+D de soluciones compuestas de Michelin. La aportación de Michelin es su larga experiencia con cauchos que soportan cargas fuertes y repetidas a diario: piensa en un neumático rodando sobre el asfalto, vuelta tras vuelta.

¿Hasta dónde puede llegar la energía de las mareas?

El Reino Unido aspira a tener 1 gigavatio de energía de corrientes de marea en 2035, suficiente para alrededor de un millón de hogares, y las previsiones citadas en el anuncio hablan de más de 300 gigavatios de energía mareomotriz en el mundo en 2050. Hay zonas de mareas fuertes en muchas costas del planeta, así que una turbina más barata y sencilla importaría mucho más allá de Escocia.

Las palas de turbina están de moda en la energía limpia. Hace poco contamos cómo las palas viejas de los aerogeneradores pueden convertirse en grafeno en segundos, una solución para el otro extremo de la vida de una pala.

Qué viene ahora

Esto sigue siendo investigación: las palas necesitan más desarrollo y pruebas en el mar antes de que alguien pueda comprarlas. Michelin ha solicitado una patente sobre la tecnología y la Universidad de Edimburgo tiene patentes relacionadas. El próximo hito que hay que vigilar es una pala de caucho de tamaño real girando en un canal de marea de verdad.

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Fuentes

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