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Tras un trabajo de dos años, los alumnos de la Universidad Técnica Federico Santa María Philippe Gentillon, Francesco Massa, Rodrigo Hormazábal, Nicolás Becker y Fernando de la Fuente (de Ingeniería Civil Mecánica) junto a Felipe Schürman (de Ingeniería Civil) y Miguel Lopez y Francisco Arenas (de Ingeniería Civil Electrónica), ya se encuentran a medio camino para finalizar e instalar el proyecto en el que tanto han trabajado: el aerogenerador Savonius con giro helicoidal, que será emplazado en el Parque Quebrada Verde, en Laguna Verde, Valparaíso.
En 2007, los cinco estudiantes pertenecientes al Grupo de Generación de Energías Alternativas (GEA) ganaron un fondo del Programa de Iniciativas Estudiantiles Académicas (PIE>A) de la USM, el cual les otorgó una suma de $760.000. Pero como el proyecto prosperó y las ganas de seguir trabajando incrementaban, decidieron postular a un Fondo de Desarrollo Institucional (FDI) del Ministerio de Educacion, donde recibieron $2.915.000 para la fabricación de la turbina y las piezas que componen la estructura.
Aerogenerador Savonius
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Pero, ¿por qué de eje vertical y no horizontal, como los aerogeneradores tradicionales? Según Philippe Gentillon, Jefe del Proyecto, los Savonius funcionan bajo el principio de arrastre, lo cual los hace más tolerantes a vientos turbulentos y provenientes de cualquier dirección. “Mientras más turbulento el viento, más empinado el perfil de velocidades, por lo tanto trae mayor cantidad de movimiento y puede empujarlo con mayor facilidad”.
En contraposición a los de eje horizontal, los aerogeneradores verticales no requieren tanto estudio de los vientos, y una de sus características principales es que son de baja altura.
Otra de las ventajas que posee el Savonius en relación a los molinos horizontales es que no se necesita un sistema de direccionamiento del viento, donde el objetivo es que éste llegue lo más perpendicular en todos los ángulos posibles para generar energía. Asimismo, tampoco se requieren torres tan altas como en el caso de los generadores tradicionales. Sin embargo, hay que señalar que estos últimos son mucho más eficientes para la alta generación energética.
“Este tipo de molino (Savonius) no es muy atractivo para alta generacion, y la motivación que nos llevó a fabricar uno es la investigación y obtención de datos sobre éste. Nuestra intención es ver su aplicación a nivel de baja generación, por ejemplo, para alumbrar parte de un campo o un quincho; o para utilizarlos en las carreteras para alimentar los teléfonos SOS como alternativa a la energía solar. La idea es tratar de sacarle mayor eficiencia de la que se conoce actualmente”, explicó Gentillon.
Otro de los factores positivos de este sistema de eje vertical Savonius es que puede ser construido con materiales poco sofisticados; incluso, dice Gentillon, con un tambor de 200 litros partido por la mitad, al cual se le monta un alternador, unas baterías y puede producir energía. Sin embargo, los ocho estudiantes pretenden obtener datos de estudio y quieren fabricar un molino con materiales resistentes y sofisticados. Un sistema que bordea una inversión de $1.500.000, con baterías y generador incluido.
El giro helicoidal
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A pesar del poco estudio en torno al Savonius y la investigación que esto implica, el grupo de alumnos, no conformes con el desafío de construir uno de estos molinos, decidieron darle una rotación a este sistema. Por eso, decidieron probar la aplicabilidad de un giro helicoidal en el molino, con el objeto de hacerlo más eficiente.
“La ‘gracia’ que tiene nuestro aerogenerador en relación al Savonius tradicional es que éste es de giro helicoidal, y se ejecuta lo largo del eje en 90°. De esa forma el torque en el eje es más uniforme a lo largo del giro, lo cual reduce las vibraciones de manera significativa”, manifestó el Jefe de Proyecto.
“Además de uniformizar el torque en el giro, permite que el torque negativo (contrario a la dirección de rotación) de ciertas posiciones angulares de los álaves respecto al viento sea eliminado, lo cual supone una mejora respecto al diseño tradicional de álaves rectos”, señala Francesco Massa, encargado del diseño de las palas de la turbina.
Minimizar las vibraciones es un tema central a la hora de diseñar estructuras y mecanismos, ya que los esfuerzos cíclicos reducen significativamente la resistencia de los materiales involucrados y, por lo tanto, la durabilidad de los proyectos. Así, al dar el giro helicoidal, se está ayudando además a dar una vida útil mayor al aerogenerador.
Centro eólico en Quebrada Verde
El molino medirá poco más de tres metros de alto, y el poste donde será instalado, otros tres. Tendrá dos palas que girarán de manera helicoidal generando, como proyectan los alumnos, alrededor de 1 Kilo Watt de potencia.
Con dinero del proyecto, los estudiantes trajeron una torre de estudios meteorológicos desde Antofagasta, la cual será instalada a 30 metros del aerogenerador con el fin de tener una pequeña estación meteorológica con anemómetro, pluviómetro, veleta y sensores de temperatura y presión barométrica. Esto, para tener una referencia y poder hacer estudios eólicos del lugar.
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“A unos 50 metros del aerogenerador queremos poner un container que será una especie de centro de operaciones autónomo. La idea es que el container funcione sólo con la energía proveniente del aerogenerador, alimentando una serie de ampolletas y a los computadores que se requieran. Para esto, queremos utilizar baterías de ciclo profundo, que están diseñadas para soportar ciclos de carga y descarga profundos, y que pueden entregar energía prolongadamente”, señaló el estudiante del Departamento de Mecánica de la USM, Philippe Gentillon, quien asegura que entre enero y febrero de 2010 el Savonius de giro helicoidal debería estar girando.
Los alumnos, incluso, hicieron un blog donde explican todos los procesos de la construcción del aerogenerador http://savoniushelicoidal.blogspot.com, y también cuentan con cierta información en el sitio web del Grupo de Generación de Energías Alternativas ( www.gea.usm.cl).
Martin Kempf
