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Aerogeneradores sin palas ‘made in Spain’: cuando del problema surge la oportunidad

La startup Vortex Bladeless desarrolla aerogeneradores que no necesitan palas ni rotación para generar energía. Aprovechan el “problema” que genera la inestabilidad aerodinámica para conseguir una innovadora forma de obtener energía

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Viento y rotación. Son las dos piezas clave de cualquier aerogenerador, de esos enormes molinos de viento que forman parte de nuestro paisaje y que se han convertido en una alternativa “verde” para la obtención de energía.  Pero ¿es posible conseguir esa energía eliminando las aspas? La respuesta es sí, y lo ha demostrado una empresa española: Vortex Bladeless

Todos los aerogeneradores actuales rotan para generar energía. Vortex Bladeless es el único proyecto que está desarrollando un aerogenerador que no esté basado en una rotación. Sin engranajes ni rodamientos. Los equipos de Vortex no tienen palas. Tanto su morfología como su diseño son absolutamente innovadores. A simple vista es un cilindro vertical (como si fuera un bate de beisbol invertido). El cilindro oscila en un rango de velocidad de viento, que posteriormente transforma la energía mecánica en electricidad mediante un alternador. En otras palabras, es una turbina eólica que no es una turbina en realidad. “Imagina un muelle que fijas verticalmente a una mesa. Oscila al soltarlo”. Así explica Jorge Piñero, responsable de comunicación de la empresa, el funcionamiento de estos dispositivos que pueden revolucionar el sector de la energía eólica.

Las grandes compañías europeas del sector ya han fijado su mirada en esta startup que nació en 2014 de la mano de David Yáñez y Raúl Martín, socios en Deutecno, empresa de sensores químicos ultrasensibles. Decidieron vender su “nariz artificial” para afrontar un nuevo reto: descubrir como un problema, la resonancia aeroelástica, puede convertirse en una nueva oportunidad de conseguir energía de manera más barata y sostenible.

Convertir el problema en solución

Cuando David Yanez estaba en la universidad vio el video del fenómeno del puente de Tacoma Narrows de 1940. Sin que hubiera un viento excesivo la estructura se puso a oscilar. Se produjo un acoplamiento estructural entre el viento y el puente. Tanto que finalmente colapsó. La energía del viento había superado a la ingeniería. “Desde ese momento David se obsesionó por conseguir aprovechar esa energía capaz de derribar un puente” nos cuenta Jorge Piñero. “Decidió investigar el tema e incluso preparó un prototipo que patentó … y guardó en un cajón”. Su objetivo era aprovechar el movimiento que genera un fluido como el aire al pasar por una estructura.

Tras muchos años de investigación, muchas pruebas y mucha dedicación para comprender y aprovechar la resonancia aeroelástica ya ha conseguido desarrollar un nuevo aerogenerador que se basa en el fenómeno Vortex Shedding (de ahí el nombre de la compañía). Este nuevo dispositivo cilíndrico sin aspas lo que intenta conseguir es aprovechar el efecto calle de vórtices de Von Kármán. “En ocasiones se producen unos remolinos en torno a la estructura con una determinada frecuencia en función de la velocidad del viento. Cuando la frecuencia de la estructura y la frecuencia de esos vortex, de esos remolinos, coinciden hay un acoplamiento aeroelástico que produce el pico de absorción de energía. Es una buena manera de transmitir energía de un fluido – el viento -  a una estructura” comentan desde la empresa. Así se consigue que el aerogenerador puede oscilar de un lado para otro como un péndulo y se pueda convertir la energía cinética en energía eléctrica. A pesar de su simplicidad, cuenta con hasta 6 familias de patentes registradas, la última para su alternador que funciona sin rotar.

Su nicho de negocio, el mercado B2B

“El mercado para la energía mini eólica es tan amplio que no estamos cerrados a nada”, comenta Piñero, “pero nuestro mercado potencial estará en el B2B”. Señalización de carreteras, instalaciones de semáforos, torres de tecnología móvil o de IoT… “En esencia lo que hemos querido hacer en Vortex Bladeless es un aerogenerador que se asemeje lo máximo posible a lo que hace de los paneles solares los reyes del mercado de energías renovables”. Con la ventaja adicional de que necesitan menos mantenimiento.

En este momento ha construido 100 prototipos de su aerogenerador más pequeño, el Vortex Nano que con apenas 85 cm de altura, 6 cm de diámetro y 1 kg de peso produce 2 watios por hora de electricidad. Muy poca comparada con lo grandes aerogeneradores, pero constante. “Aquí se presenta un nicho semivacío para una tecnología eólica como la nuestra, que puede darte poca potencia, pero constante todo el año aun con vientos flojos o turbulentos y muy cambiantes, que requiere un mantenimiento mínimo casi nulo, que es segura y que representa un menor impacto medioambiental, visual, sonoro y en la fauna local”. Con estos dispositivos ya se están realizando pruebas de campo (beta testing) con la Universidad Politécnica de Avila, en la Universidad Politécnica de Honduras y con organizaciones y ONG. Su cose oscila entre los 120 y los 150 € por unidad, “aunque nuestro objetivo es venderlos por unos 100 € por unidad”

Cuando testen los Nano, harán lo mismo con prototipos de Vortex Tacoma que con sus 2,75 m  genera 100 watios por hora y tienen diseñado una más de 12 m que podrá producir hata 1 kw por hora. “En el mundo de la eólica el tamaño si importa”.

Diseño vanguardista y respetuoso con el medio ambiente

El cilindro exterior es rígido y está diseñado para oscilar como un muelle. Está construido con resina reforzada con fibra de carbono y/o fibra de vidrio, como las palas de los aerogeneradores convencionales. La base sobre la que se apoya está construida con un polímero reforzado con fibra de carbono, que proporciona una gran resistencia a la fatiga y tiene una pérdida de energía mínima cuando oscila. Necesita mucha menos materia prima y menos cimentación que cualquier otro aerogenerador.

Pero su gran ventaja es que apenas necesita mantenimiento. No tiene ejes ni engranajes que necesiten ser engrasados o sustituidos. Además, como no necesita una gran cimentación su afección sobre el terreno, su coste ecológico, también es menor. Además, hace menos ruido, ocupa menos espacio y se reduce el impacto paisajístico.  Como no tiene palas no puede dañar a las aves. Tan respetuoso con el medio ambiente que hasta Seo Bird Life quiere contar con uno de ellos en sus instalaciones. 

El primer aerogenerador tal y como lo conocemos fue creado en 1888. Llamada la turbina Brush, un aerogenerador autónomo, medía 17 m de diámetro y tenía 144 palas de madera que se movían lentamente. A pesar de sus considerables dimensiones, sólo era capaz de generar unos pocos kW. Alimentando unas baterías, funcionó durante dos décadas. La primera turbina moderna vio la luz en la década de 1940 en U.S.A., Han pasado 130 años desde que la humanidad comenzó a suministrarse de electricidad producida por la energía eólica.