FLOR DE MACHIGUÁ INSPIRA TURBINA EÓLICA PARA BOMBEAR AGUA


Así lo afirmó Werner Francis Wahanik, ingeniero mecánico de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), quien participó en la simulación de una turbina eólica bioinspirada durante un semestre de intercambio en la Universidad de Purdue (Estados Unidos).

El primer prototipo fue diseñado por David Armando Castañeda, magíster en Ingeniería Mecánica de la U.N., el cual se basó en el diseño natural de la flor de la planta Petrea Volubilis (conocida como machigua), la cual posee cinco pétalos y al caer mantiene un movimiento rotativo.

“Teniendo en cuenta las cualidades de esta flor, pensamos que una turbina diseñada con su forma sería adecuada para transformar la energía del viento en energía rotacional”, explicó el ingeniero Wahanik.

Dado que la necesidad de energía puede crecer un 50 % para el año 2035, se necesitarán nuevas fuentes de energía limpias.

Además, 884 millones de personas en el mundo carecen de acceso a agua potable y esa necesidad se puede solventar haciendo uso de pozos subterráneos y un sistema de bombeo con viento.

Impresa en 3D

Para la creación de la turbina, de cinco aspas, fueron escaneados los pétalos de la flor, impreso el molde en 3D y fabricada con material compuesto, como plástico y fibra de vidrio.

El prototipo fue probado en el túnel de viento de la U.N. Sede Bogotá para determinar su coeficiente de potencia, es decir, con qué eficiencia convierte la energía del viento en potencia útil y, así, calcular su desempeño en el sistema de bombeo.

Con el fin de confirmar las pruebas experimentales realizadas y analizar el sistema en otras condiciones de operación, el investigador Wahanik realizó simulaciones computacionales de fluidos para evaluar el desempeño de este rotor eólico.

Los procedimientos fueron adelantados en la Universidad de Purdue. Allí, el estudiante fue asesorado por el profesor Jun Chen y gracias al método utilizado predijo el torque (capacidad para girar) generado en varias condiciones de velocidad de viento y velocidad angular, parámetros necesarios para evaluar la eficiencia del sistema de esta turbina.

Según afirma el ingeniero, “se demostró que esta turbina eólica tiene un buen coeficiente de potencia con bajas velocidades de giro y funciona con bajas velocidades de viento”, anota el ingeniero.

Además, la eficiencia de esta turbina resultó superior en comparación con otras turbinas, como las eólicas holandesas usadas para moler harina. También, evidenció que su eficiencia es similar a las turbinas de tres aspas que producen energía.

“Esta turbina puede funcionar con velocidades bajas como 3,5 metros sobre segundo (m/s), una cantidad menor respecto a las turbinas usuales que necesitan 10 m/s”, agrega.

El proyecto es liderado por Fabio Emiro Sierra, docente del Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, quien dirige el Laboratorio de Plantas Térmicas y Energías Renovables, donde las pruebas y simulaciones continúan.

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