Imitar como se mueven los animales en el agua para transportar el mismo concepto a las turbinas. Esto es lo que ha hecho el grupo de investigación Laboratorio de Interacción Fluido-Estructura (LIFE) de la URV, que ha analizado cómo se mejora la eficiencia haciendo más flexibles parte de las palas de los aerogeneradores de eje vertical

Los aerogeneradores de eje vertical están poco desarrollados en la industria. Los investigadores consideran que tienen un gran camino para recorrer, puesto que pueden instalarse muy juntos -al  contrario de los convencionales, que necesitan una distancia mínima de separación—, ocupan muy poco espacio y la concentración de potencia instalada por metro cuadrado puede ser más alta. Además, los de eje vertical no se tienen que orientar, ya que es independiente de donde venga el viento, son omnidireccionales. Por lo tanto, en un momento que se habla de pequeñas plantas urbanas en que los flujos de viento son menos constantes, o de plantas marinas, se han convertido en un recurso con muchas posibilidades y es por eso que se está recuperando el interés por la investigación en este tipo de aerogeneradores.

Con esta premisa, el grupo Laboratorio de Interacción Fluido-Estructura (LIFE) de la URV, liderado por el investigador Francisco Huera-Huarte, ha puesto en marcha una nueva línea de investigación que busca mejorar la eficiencia de estos aerogeneradores. Desde hace años el investigador trabaja aspectos del diseño inspirado en la naturaleza (bioinspirado), concretamente en los movimientos de los pájaros y los peces. Los animales aprovechan la elasticidad del cuerpo, no son rígidos: “Nos fijamos como se mueven los animales para imitarlos y una de sus características es, en el caso de los peces, como aprovechan la flexibilidad de las aletas.” Así, han llevado este concepto de propulsión bioinspirada a las turbinas: “En vez de generar potencia con palas rígidas, queríamos saber qué pasaba si convertíamos la pala en flexible aprovechando la interacción fluido-estructura.”

De este modo han creado un prototipo de aerogenerador de eje vertical con parte de las palas flexibles y lo han puesto a prueba en un túnel del viento, para ver las prestaciones. En un artículo publicado en la revista Energy Reports, han concluido que las palas que tienen cierta flexibilidad mejoran hasta un 12% más la eficiencia de la turbina. “Hemos comprobado diferentes tipos de flexibilidad y hemos determinado cuál es el rango que hace mejorarla”. Lo importante, apunta, es que esta mejora depende únicamente de la pala, que además no tiene que ser toda flexible, únicamente una parte: “No se necesita motor ni ningún elemento extra, depende únicamente del material y del flujo, que es el que hace que se deforme de cierta manera e incremente la eficiencia.”

De momento la investigación se está realizando en el túnel de viento de la URV  y ahora se combinará con el estudio en el túnel de agua. Pronto se harán ensayos también en un espacio abierto, a escala más grande y con situaciones de viento reales. En estudios futuros fijarán qué parte de la pala, que está elaborada con fibra, tendrá que ser flexible para poder garantizar el máximo de eficiencia.

Referencia: Somoano, F.J. Huera-Huarte, “Bio-inspired blades with local trailing edge flexibility increase the efficiency of vertical axis wind turbines”, Energy Reports, Volume 8, 2022, Pages 3244-3250, ISSN 2352-4847, https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.02.151