9 March, 2021 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Desarrolla IPN turbina eólica de uso residencial

Por Armando Bonilla

Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Un prototipo de aerogenerador de uso residencial que cuenta con un diseño de doble paleta y con la capacidad de producir 800 watts a 12-15 m/s fue desarrollado por un equipo multidisciplinario de investigación del Instituto Politécnico Nacional (IPN). El prototipo en fase final de desarrollo fue probado en el túnel de viento responsable de generar el Patrón Nacional de Velocidad del Aire.

El aerogenerador de doble paleta —rodete contragiratorio— está pensado para operar de manera complementaria a los calentadores solares, cada vez más comunes en las casas habitación, y disminuir aún más el consumo de energía eléctrica derivada de fuentes no renovables, aprovechando las fuentes naturales existentes en el país —energía solar y eólica.

De acuerdo con el doctor José Antonio Urbano Castelán, profesor investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), el desarrollo tecnológico cuenta con un innovador diseño —mecánico y estructural— planeado para las características de viento en las zonas altas del Valle de México y del territorio nacional en general, que aprovecha al máximo los flujos de viento para generar energía.

El investigador explicó a la Agencia Informativa Conacyt que el prototipo se encuentra en una fase final de diseño que ya se ha sometido a pruebas de funcionamiento en el túnel de viento del Laboratorio de Ingeniería Térmica e Hidráulica Aplicada (Labinthap), de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME Zacatenco). Esas pruebas permitieron realizar algunas mejoras previas a su producción comercial.

1-garitaturb1018.jpgLas entrañas del aerogenerador

Revisando la literatura científica, el investigador encontró que la mayoría de las turbinas horizontales cuenta con un solo rotor con tres paletas; sin embargo, también encontró que se utilizan turbinas de doble paleta que funcionan con base en dos motores generadores.

A partir de ese conocimiento, decidió diseñar y construir su propia turbina de doble paleta pero que funcionara con base en un solo rotor, a diferencia de los productos ya existentes en el mercado, es decir, que tuviera mayor eficiencia energética al demandar menos energía y producir más.

Al colocar un segundo juego de paletas que giran en sentido contrario —up-wind y down-wind—, pero que funcionan con el mismo rotor —sumando así las revoluciones—, el prototipo es capaz de producir 800 wattsde potencia y reducir al mismo tiempo el consumo de energía necesario para hacerlo.

“Las paletas de nuestro dispositivo giran en sentido contrario; contamos con un motor convencional que tiene un rotor y un extractor; al rotor le pusimos un primer juego de paletas y el extractor lo modificamos mecánicamente, poniéndole un juego de baleros montados en una góndola para que la carcasa gire en sentido contrario”.

Asimismo, entre las innovaciones de la turbina de uso residencial, respecto a las versiones comerciales, se encuentra el rediseño de las paletas traseras que realizó el laboratorio Labinthap, a cargo del doctor Guilibaldo Tolentino Eslava, luego de someter el prototipo a diversas pruebas en el túnel de viento del IPN, mismo que se utilizó para generar el Patrón Nacional de Velocidad del Aire.

El túnel de viento que se utilizó para validar el prototipo

Ante la creciente demanda de energía eólica en el país, surgió la necesidad de crear un Patrón Nacional de Velocidad del Aire que permitiera validar —calibrar— la tecnología utilizada en el sector eólico, tanto por la iniciativa privada como por el sector gubernamental, y que, a su vez, apoyara las tareas de investigación e innovación tecnológica en la materia.

Fue así como el IPN se dio a la tarea de construir un túnel de viento que cumpliera con los más altos estándares a nivel nacional e internacional, capaz de brindar servicio a la industria y al mismo tiempo generar nuevos recursos humanos altamente especializados, mismo que utilizó el doctor Urbano Castelán para validar el prototipo de aerogenerador de uso habitacional.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Guilibaldo Tolentino Eslava, profesor del posgrado de investigación del Departamento de Ingeniería Mecánica en la ESIME Zacatenco, explicó que ante el potencial del sector, se dieron a la tarea de construir un túnel de viento utilizado para generar, en coordinación con el Centro Nacional de Metrología, el Patrón Nacional de Velocidad del Aire.

1-eolicoshh1018.jpg“Ese patrón nacional es el que nos permite calibrar instrumentos para medición de velocidad de aire, es decir, a partir de los instrumentos calibrados aquí, se logran mediciones precisas de la velocidad del aire en cualquier sitio que queramos explorar. Dentro de ese entorno, el túnel desarrollado puede utilizarse también para probar prototipos o modelos del área de energía eólica”.

Así funciona un túnel de viento

El túnel de viento —de velocidad baja— mide 20 metros de largo aproximadamente, cuenta con un ventilador centrífugo para generar los flujos de aire, que funciona con base en un motor de 100 caballos de fuerza.

“Este equipo es novedoso porque cuenta con dos secciones de pruebas: una inmediata a la succión del ventilador que posteriormente descarga el flujo de aire a la atmósfera, y una segunda donde la sección de pruebas se encuentra en la descarga”.

Durante las pruebas, se genera el flujo de aire a través del ventilador y se hace correr a través de las diferentes secciones que permiten controlar la velocidad del viento de acuerdo con las necesidades de la prueba, entre ellas una cámara estabilizadora de madera.

Demanda energética en México

El documento “Una aproximación sociodemográfica al consumo de energía en los hogares mexicanos, 2014” señala que en ese año el consumo energético nacional ascendió a ocho mil 624.3 petajoules (PJ) —unidad de medida que expresa la cantidad de energía contenida en combustibles; un PJ equivale a mil 15 joules— y que cada habitante consumió en promedio 72 gigajoules.

Asimismo, que el consumo energético de los hogares mexicanos representó 15.4 por ciento del total de la energía demandada, cifra que significó en ese momento un incremento de 1.5 respecto al año anterior (2013), en cuanto a consumo energético de las familias mexicanas. Esas cifras suponen un problema toda vez que, en su mayoría, la electricidad consumida se obtiene de fuentes no renovables de energía.

“La producción y el consumo de energía aportan dos terceras partes de la emisión de gases de efecto invernadero (GEI), siendo el dióxido de carbono (CO2) el más cuantioso, originado por la quema de combustibles fósiles utilizados en la generación de energía eléctrica”, cita el documento.

Comparte tu opinión sobre este artículo

Comentarios

Related Posts

Ingeniería biomédica hecha en México

25 abril, 2018

25 abril, 2018

Por Armando Bonilla Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de optimizar los esfuerzos de rehabilitación en pacientes...

Desarrollan biorreactor tubular compacto para tratamiento de aguas residuales

8 diciembre, 2016

8 diciembre, 2016

Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- De acuerdo con un artículo publicado en la revista Science, México es uno de los países...

Gana la UNAM el Premio Nacional del Emprendedor 2015

14 marzo, 2016

14 marzo, 2016

FUENTE: AGENCIA ID   * El reconocimiento le fue otorgado por el Instituto Nacional del Emprendedor en la categoría Instituciones Educativas que impulsan...

Nanotecnología para “repartir” fármacos en el organismo

19 abril, 2017

19 abril, 2017

Por Amapola Nava Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Cuando un fármaco entra al torrente sanguíneo puede distribuirse, según sus...

Con dispositivo del IPN encenderás tu automóvil a través de la voz

10 enero, 2019

10 enero, 2019

FUENTE: Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior, ANUIES, www.anuies.mx Esta tecnología reprograma el vehículo para arranque con...

Desarrollan nuevo sistema para manejo de residuos sólidos

19 diciembre, 2016

19 diciembre, 2016

Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- El manejo de residuos sólidos urbanos (RSU) se ha convertido en un grave problema para...

Qué es el síndrome metabólico y por qué debemos temerle

11 junio, 2018

11 junio, 2018

Elegir los alimentos adecuados es el principal factor para hacer frente al problema En el mundo, uno de cada cuatro...

XXII Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico 2017

18 marzo, 2017

18 marzo, 2017

Por Claudia Karina Gómez  Cancino Tepic, Nayarit. (Agencia Informativa Conacyt).- Desde hace 22 años, el Programa Interinstitucional para el Fortalecimiento de...

Laboratorio Nacional de Microscopia Avanzada

17 noviembre, 2016

17 noviembre, 2016

Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- En el Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), se encuentra...

Riego por goteo subterráneo en cultivos de alfalfa: más producción con menos agua

27 mayo, 2018

27 mayo, 2018

Por Karla Navarro Ensenada, Baja California. (Agencia Informativa Conacyt).- Hasta 2015, la alfalfa (Medicago sativa) ocupaba en Baja California una...

Lanza consorcio México-británico bioestimulante agrícola de alto valor a partir de microalgas

12 agosto, 2018

12 agosto, 2018

El proyecto es coordinado por científico connacional desde Inglaterra y en el mismo participan instituciones de ambas naciones Instituciones de...

Reproducen plátanos a partir del cultivo de tejidos

28 junio, 2016

28 junio, 2016

AUTOR: Claudia Karina Gómez Cancino   FUENTE: CONACYT, AGENCIA INFORMATIVA CONACYT Tepic, Nayarit. (Agencia Informativa Conacyt).- En la Unidad Académica de Agricultura de la...

Impulsan periodismo sustentable con premiación a reportajes

24 mayo, 2016

24 mayo, 2016

FUENTE: AGENCIA ID Lanzan la convocatoria 2016 del Premio Nacional de Divulgación Periodística en Sustentabilidad, participan trabajos en las categorías de...

Incentiva uso de estufas solares en regiones indígenas

30 marzo, 2016

30 marzo, 2016

AUTOR: Alejandro Durán FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT Morelia, Michoacán. 24 de marzo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- El doctor en física Mauricio...

Rodrigo Medellín, el Batman mexicano

12 marzo, 2017

12 marzo, 2017

Por Verenise Sánchez Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Desde hace más de 40 años, Rodrigo Medellín Legorreta, investigador mexicano de...