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Desarrollado por investigador español, el sistema experimental utiliza un cilindro sumergido que oscila con corrientes oceánicas, convierte vibraciones en energía eléctrica, alcanza el 15% de eficiencia en pruebas controladas y reduce costos al mantener componentes críticos fuera del agua
El investigador español Francisco Huera, de la Universitat Rovira i Virgili, en Cataluña, en el sur de España, desarrolló un sistema energético basado en péndulo que utiliza vibraciones inducidas por corrientes oceánicas para generar electricidad.
La invención consigue alcanzar cerca de 15% de eficiencia en pruebas de laboratorio y reduce drásticamente la complejidad de equipos sumergidos.
Un Principio Físico Conocido Aplicado de Forma Inédita
La extracción de energía del océano suele asociarse a grandes turbinas instaladas bajo el agua, con rotores, palas y estructuras complejas.
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El sistema propuesto por Huera sigue un camino diferente al explorar un fenómeno físico ampliamente conocido, pero raramente utilizado como fuente energética: las vibraciones inducidas por flujo.
Cuando una corriente de agua contorna un cuerpo cilíndrico, se forman vórtices alternos que generan oscilaciones periódicas. Históricamente, este efecto siempre ha sido tratado como un problema en la ingeniería naval y offshore, por causar fatiga estructural. En el nuevo sistema, pasa a ser el elemento central de la generación de energía.
El dispositivo consiste en un tubo cilíndrico sumergido, suspendido por un eje, que oscila como un péndulo al interactuar con la corriente oceánica. Esta oscilación mecánica se convierte entonces en energía a través de un sistema de transmisión y generación ubicado fuera del agua.
Solo Un Componente Sumergido y Reducción de Mantenimiento
Uno de los aspectos centrales de la propuesta es que solo el cilindro permanece en contacto directo con el agua. El eje, la transmisión mecánica y el generador pueden ser posicionados externamente, incluso en plataformas flotantes.
Esta configuración reduce significativamente problemas asociados a la corrosión, a la bioincrustación y al desgaste de componentes críticos.
La simplificación estructural representa una diferencia relevante en relación a las turbinas convencionales. Sistemas con múltiples elementos móviles sumergidos requieren mantenimiento frecuente, costoso y técnicamente complejo, además de largos periodos de inactividad.
En el modelo oscilante, la mayor parte de las intervenciones puede ocurrir fuera del entorno submarino.
Según el investigador, se trata esencialmente de “solo un tubo colgado en un eje”, una descripción simple que resume la propuesta de minimizar componentes y puntos de falla sin abandonar la conversión energética.
En la parte (b), hay un dibujo esquemático que explica cómo funciona el sistema: el cilindro oscila dentro de un recipiente, sufriendo la acción del peso, de la resistencia del medio y de fuerzas que frenan el movimiento. Sensores registran el ángulo y la rotación a lo largo del tiempo.
En la parte (c), se muestran los resultados de la prueba en aire. El gráfico de la izquierda indica que las oscilaciones comienzan grandes y van disminuyendo gradualmente hasta detenerse, siguiendo un patrón regular de pérdida de energía. El gráfico de la derecha muestra la frecuencia principal de esta oscilación, que fue de cerca de 1,6 oscilaciones por segundo.
Pruebas Controladas y Validación Científica
Los resultados del estudio fueron obtenidos en pruebas realizadas en un canal hidráulico del laboratorio de interacción fluido-estructura de la universidad española.
Durante los experimentos, un freno electromagnético fue acoplado al sistema para medir la cantidad de energía mecánica extraída en función de la intensidad de las oscilaciones.
Los datos fueron posteriormente publicados en la revista científica Journal of Fluids and Structures, validando el rendimiento del dispositivo en condiciones controladas.
Las pruebas mostraron coeficientes de potencia cercanos al 15%, un valor compatible con otros sistemas basados en vibraciones inducidas por flujo.
Aunque inferior al potencial máximo de las turbinas oceánicas, este nivel de eficiencia fue obtenido con un sistema estructuralmente más simple, sin rotores o palas, y con menor exposición de componentes sensibles al ambiente marino.
Comparación Directa con Turbinas Oceánicas Tradicionales
Las turbinas de flujo axial o transversal son actualmente el estándar para aprovechamiento energético de corrientes oceánicas. En condiciones ideales, pueden superar el 50% de eficiencia teórica, pero en la práctica rara vez superan el 25% al 35%.
Además de las limitaciones reales de rendimiento, estas turbinas presentan desafíos operativos significativos. Son estructuras grandes, con múltiples componentes móviles sumergidos, sujetas a desgaste continuo y a costos elevados de mantenimiento. Muchos proyectos permanecen en fase piloto, sin implantación comercial a gran escala.
El sistema de péndulo no busca competir directamente con estos niveles máximos de eficiencia.
La propuesta se basa en aceptar una generación más discreta, pero constante, con ganancias en simplicidad, confiabilidad y viabilidad operativa en lugares donde las turbinas convencionales serían impracticables o económicamente inviables.
Eficiencia Moderada y Ventajas de Contexto
Los propios resultados experimentales indican que la eficiencia del sistema oscilante corresponde a cerca de la mitad de la obtenida por una turbina bien diseñada. Aún así, el contexto de aplicación altera la evaluación del rendimiento.
Estos dispositivos ocupan menos espacio, presentan menor complejidad constructiva y pueden ser instalados en entornos donde grandes rotores no son adecuados.
La transferencia de la parte más compleja del sistema a fuera del agua también permite intervenciones más rápidas, menor tiempo de parada y una vida útil potencialmente más larga.
Desde el punto de vista de la ingeniería, el enfoque desplaza el foco de la maximización absoluta de la eficiencia hacia la optimización del conjunto eficiencia-operatividad-mantenimiento, un equilibrio relevante en aplicaciones distribuidas.
Aplicaciones Potenciales y Nuevas Líneas de Investigación
El sistema presenta especial interés para corrientes de marea, donde el movimiento del agua es predecible y continuo. También puede ser adaptado para ríos con caudal suficiente, sin necesidad de represas ni desvíos, reduciendo impactos ambientales en el ecosistema fluvial.
La investigación aún explora la aplicación del mismo principio al viento, ampliando el concepto a otros fluidos y contextos energéticos.
Esta versatilidad refuerza el carácter modular de la tecnología, que puede ser combinada con otras fuentes renovables.
El estudio actual se concentra en el análisis del comportamiento dinámico del péndulo y en la cuantificación de la potencia mecánica disponible. No incluye, hasta el momento, el diseño completo de un generador comercial ni una evaluación económica detallada, lo que aún está en falta.
Próximos Pasos y Cambio Conceptual en la Ingeniería
Las próximas etapas involucran la optimización de la extracción de energía, el ajuste del torque de frenado según la carga hidrodinámica y el estudio de la interacción entre múltiples dispositivos para aumentar la energía generada por unidad de área.
También hay un cambio conceptual relevante. Durante décadas, las vibraciones inducidas por flujo han sido tratadas como un enemigo silencioso de la ingeniería, responsables de fallas y fatiga estructural. Huera, incluida, ya ha desarrollado soluciones para mitigar dichas vibraciones y posee patente europea en esta área.
Ahora, el mismo fenómeno pasa a ser visto como un recurso energético.
Aún sin ser una solución aislada para la crisis climática, el sistema contribuye con una alternativa técnica de bajo impacto, capaz de proporcionar energía local para boyas oceanográficas, estaciones de monitoreo e instalaciones costeras pequeñas, ayudando a diversificar el portafolio de fuentes renovables de forma pragmática y eficiente.
Pode ser usado com vários pontos ao longo de um rio a ponto de manter ou a ponto de criar uma reserva de energia para uma comunidade?
Ora, ora, mas quem não sabe que a pressã subaquática oceânica é um grande e infinito gerador de energis?
Parabéns pelo artigo! 👏🏻👏🏻👏🏻 Mas por favor, mudem a gravura de apresentação. Essa arte não tem nada a ver com o invento do engenheiro espanhol.