Sistema tipo celda eólica con turbina de potencia periférica transmitida mediante levitación magnética, se perfila como solución eficiente y económica para electrificación de zonas rurales costeras y altoandinas.
Investigadores de la Universidad Nacional de Ingeniería crearon un innovador prototipo como sistema alternativo de aerogeneración del tipo celda eólica, con turbina de potencia mecánica periférica transmitida hacia el generador eléctrico mediante sistema de levitación magnética. Se obtiene electricidad limpia al 100% y sostenible, lo cual lo perfila como solución energética de zonas rurales costeras y altoandinas en el marco de la electrificación descentralizada y generación distribuida.
Este novedoso prototipo que marca un hito en la búsqueda de alternativas energéticas más limpias y eficientes, fue desarrollado con el financiamiento concursado del Programa Nacional de Investigación Científica y Estudios Avanzados (PROCIENCIA) del CONCYTEC, mediante Contrato N° PE501078852; ha generado tres publicaciones indexadas y una patente de invención que se encuentra en proceso de registro en la Dirección de Invenciones y Nuevas Tecnologías de INDECOPI.
El equipo de investigación es liderado por el docente investigador de la UNI Dr. Salome Gonzales Chávez, y conformado por los investigadores de la UNI, Dr. Alfredo Raúl Calle Madrid (Tesista Doctoral), Ing. Giusep Baca Bernabé (Tesista Título Profesional), Ing. Andrés Díaz Zamora, Msc. José López Lachira, y el Msc. Hugo Calderón Torres en calidad de coinvestigador de la Universidad Nacional del Santa.
El Dr. Salome Gonzales explicó que el prototipo eólico creado constituye una solución innovadora para la generación eléctrica a partir de energía limpia, con ventajas en rendimiento energético, economía de funcionamiento y adaptación a la arquitectura existente; que, a diferencia de los generadores eólicos convencionales, no requiere de torres para captar el viento y además se puede integrar ergonómicamente a viviendas, edificios, unidades agroindustriales, pecuarias y mineras.
“Los componentes innovadores del prototipo desarrollado están constituidos por la celda eólica optimizada aerodinámicamente, que maximiza la potencia del viento en su punto de aprovechamiento; así como la turbina axial especial que genera la potencia mecánica en su periferia, transmitiéndola a rozamiento cuasi nulo gracias al giro levitante entre la turbina y las coronas fijadas a la celda (carriles de acople magnético)”; aseguró el investigador de la UNI.
Difusión de su funcionamiento a la comunidad académica, científica y empresarial.
DESCRIPCIÓN:
El prototipo consiste en una celda eólica con diseño tipo Venturi abierto, compuesta por una tobera (parte convergente), un difusor (parte divergente), una turbina axial de tres álabes aerodinámicos con transmisión de potencia mecánica en su periferia dentada, así como dos coronas fijadas al terminal de la tobera y a la entrada del difusor. Tanto la turbina como las coronas están dotadas de magnetos apropiadamente distribuidos para lograr el giro levitante de la turbina. Finalmente se tiene un eje que acopla al engranaje multiplicador de velocidad de giro (piñón) con el generador eléctrico.
Vista de corte de la tobera y difusor del prototipo.
Turbina de transmisión periférica de potencia.
Peoceso de construcción del prototipo.
Vista del perfil del prototipo en funcionamiento.
¿CÓMO FUNCIONA?:
El viento ingresa a la celda eólica por la tobera hasta su terminal (garganta Venturi), donde se maximiza la velocidad y potencia del viento, que impulsa a la turbina axial para generar potencia mecánica en su periferia, mientras que el aire turbinado sale de manera estable y uniforme por el difusor.
El giro levitante de la turbina se logra mediante el principio de atracción y repulsión de los magnetos apropiadamente distribuidos entre la turbina y las coronas, que permiten la suspensión y el giro sin contacto.
La potencia mecánica cosechada en la turbina y transmitida al eje del piñón se transforma en energía eléctrica en el generador de imanes permanentes.
IMPACTO SOCIAL Y AMBIENTAL:
Por último, el Dr. Salome Gonzales, enfatizó sobre la importancia de la investigación, ya que contribuye al proceso de descarbonización de la cadena productiva, en la que se encuentran integradas agroindustrias, empresas mineras, comunidades, entre otros actores. Además, promueve la autonomía energética de las comunidades, la electrificación de instituciones educativas, así como el impulso de emprendimientos individuales y colectivos, como la agricultura con sistemas de riego eficientes, la manufactura tradicional y el procesamiento de alimentos. Estas acciones fomentan la generación de empleo y mejoran las condiciones socioeconómicas de las zonas de influencia.
