Gracias a las alas de los insectos los aerogeneradores son un 35% más eficaces
La eficiencia de una turbina eólica no se logra haciendo girar los rotores lo más rápido posible. Con ello, además de aumentar el riesgo de que sufran falladas, las turbinas se vuelven menos eficientes a velocidades más elevadas, ya que se parecen más a una pared que a un rotor, impidiendo que el viento fluya más allá de las aspas. Según explica Vicent Coghet (físico de la Universidad de París-Sorbonne), la cantidad óptima de energía se consigue en las tasas intermedias de rotación.
Para que puedan producir energía de manera óptima, el viento debe golpear sus palas en el “ángulo de inclinación” justo para así aplicar la cantidad correcta de par al generador.
Las alas de los insectos no tienen este problema. Como son flexibles, pueden dirigir la carga aerodinámica en la dirección de su vuelo, aumentando la potencia. Y como se doblan con el viento de manera natural, pueden minimizar la resistencia para evitar daños.
Para ver si esa flexibilidad natural del vuelo de los insectos podía aplicarse a las palas de las turbinas eólicas, Cognet y su equipo construyeron prototipos de aerogenerador a pequeña escala con tres estilos de palas diferentes: completamente rígidas, moderadamente flexibles y muy flexibles. Las flexibles estaban hechos con un material llamado tereftalato de polietileno, mientras que la versión rígida fue elaborado con una resina sintética rígida.
En pruebas de túnel de viento, las aspas más flexibles no produjeron tanta energía como las rígidas, ya que resultaron demasiado flácidas. Pero las palas moderadamente flexibles sí ofrecieron un excelente rendimiento: superaron a las rígidas, aportando hasta un 35% más de potencia y permitieron que las aspas funcionaran eficientemente en una gama más amplia de condiciones de viento.
Las pruebas también pusieron de manifiesto que la mejora provenía de cambios en el ángulo de inclinación: a medida que las palas de la turbina flexionaban hacia adelante y hacia atrás gracias, respectivamente, a la presión del viento y el efecto centrífugo, el ángulo de inclinación iba cambiando ligeramente. Los ángulos de paso más altos (más “abiertos”) rendían mejor a velocidades de viento más bajas, mientras que los ángulos de paso más bajos (más “cerrados”) lo hacían a velocidades más altas. Así, los científicos comprobaron que al cerrar ligeramente el ángulo de inclinación se lograba generar más potencia.
El próximo desafío, dice Cognet, es escalar la tecnología para aplicarla a turbinas de tamaño estandar. El estadounidense Asfaw Beyene, que está realizando una investigación en una linea parecida en la Universidad San Diego de California, cree que aunque la parte de la ingeniería llevará su tiempo, lograr ese 35% más de eficiencia es perfectamente razonable.
