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La turbina cabeza de tiburón peregrino

19 enero 2011 - 14:04 - Autor:

El tiburón peregrino (Cetorhinus maximus) es el segundo pez más grande del mundo después de su hermano el tiburón ballena. Alcanza los 10 metros de longitud y las cuatro toneladas de peso y para nutrirse se pasa 18 horas comiendo, nadando con la boca abierta hasta hacerla redonda y filtrando el agua a través de sus inmensas branquias para obtener el alimento. En los mayores ejemplares la boca alcanza diámetros superiores a 1 m.

Anthony Reale, un diseñador industrial que trabaja en el laboratorio de hidrodinámica de la Universidad de Michigan, se ha inspirado en este increíble animal para crear un nuevo tipo de turbina de agua llamada ‘strait power’ que puede revolucionar la industria de generación eléctrica hidromotriz, ya que aumenta un 40% la eficiencia de salida de las turbinas convencionales.

Y todo gracias al tiburón peregrino y a la forma en que el agua se mueve por su boca hasta salir por sus branquias.

El tiburón peregrino filtra el agua de una forma muy parecida a como las turbinas a reacción absorben el aire en las alas de los aviones: existe un diferencial de presión a lo largo del cuerpo del tiburón, el agua se mueve de las zonas de menor presión (la boca) hacia la parte interior del cuerpo del tiburón, más estrecha y curvada y por tanto con mayor presión. Esto hace que el agua salga por sus branquias con una especie de efecto chorro que le permite nadar más eficientemente.

La turbina strait-power utiliza este efecto hidrodinámico para mover no uno sino dos rotores conectados al generador. El secreto está en simular la boca y las branquias del tiburón peregrino, gracias a una doble boquilla convergente que hace transcurrir el agua tanto por el interior como por el exterior del cuerpo de la turbina.

El agua que sale de las “branquias de la turbina” mueve el segundo rotor y se junta con la que viene de la “boca de la turbina” (más ralentizada por chocar contra los álabes), uniéndose ambas corrientes en un chorro de salida acelerado que también aumenta el flujo de agua que entra a través de la boquilla central y, por tanto, la generación de energía.

Anthony Reale ha adaptado esta revelación en el diseño de las palas de su turbina y construyó un prototipo del dispositivo que puede funcionar con velocidades de agua a partir de 3 km/h. El modelo de 400 kg de peso estaba compuesto casi totalmente de madera atornillada y sellada con pintura marina.

La turbina se sometió a 200 horas de pruebas en el canal de hidrodinámica marina de la universidad de Michigan y, aunque tuvo que ser retirada porque la madera se quebró por el hinchazón del líquido, el equipo calculó que el prototipo ya mejoraba la potencia de salida de una turbina de un sólo rotor en un 40%, una cifra que esperan mejorar en las versiones posteriores con resistente metal.

Con el éxito bajo el brazo, se han diseñado cinco usos comerciales del sistema ‘strait power’, que van desde la llamada ‘power in your pack’ (una versión de bolsillo para uso en exteriores, una turbina portátil y plegable que cabe en una mochila y es capaz de cargar pequeños aparatos eléctricos) hasta la ‘industrial strait power’, que monta rotores de 30 cm de diámetro para proporcionar energía a generadores de hasta 40.000 vatios, para alimentar una bomba de agua o cualquier motor eléctrico.

Entre estos usos destaca el denominado R.E.D, abreviatura de ‘remote locations, emergency relief, and developing nations’, una suerte de barcazas flotantes que sujetan las turbinas bajo la línea de flotación y que podría trasladarse a diversas zonas remotas donde no es viable el tendido de líneas de alta tensión o con determinadas necesidades eléctricas de urgencia por desastres naturales

La parte superior de la barcaza está diseñada como un espacio verde con árboles, para permitir un sitio de anidación seguro para las aves migratorias. Las turbinas en la parte inferior de la embarcación proporcionarían la energía a las residencias y las empresas de la ribera del río, reduciendo al mínimo la cantidad de energía perdida a través de la resistencia en los cables eléctricos tendidos hasta la central de distribución más cercana.

Más info: Strait Power y Universidad de Michigan

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