Energía limpia con un innovador sistema de turbina eólica

El 11 de marzo de 2011 se desencadenó el desastre nuclear más grave de la historia, ocasionado por un terremoto y posterior tsunami en Japón. Esta catástrofe, que sigue causando problemas de salud a la ciudadanía por los efectos de la radiación, estableció un nuevo rumbo en la política energética de ese país.

En aquel entonces, Atsushi Shimizu trabajaba como ingeniero en una importante fábrica electrónica. Su respuesta ante esta situación, fue la creación de un revolucionario diseño generador, capaz de transformar los vientos destructivos de un tifón en energía utilizable. Con esta idea en mente fundó la empresa Challenergy  y creó un prototipo de turbina de viento sin hélices.

“Existe un enorme potencial para generar electricidad a partir del viento en Japón, pero los patrones erráticos de este recurso y los tifones destructivos han frenado su propagación. Teniendo en cuenta las circunstancias, sentí que había espacio para la innovación”, afirmó Shimizu.

El desarrollo de una gran idea

Poco después del desastre de 2011, Shimizu propuso un nuevo diseño en el que un generador de eje vertical aplica el efecto Magnus – un fenómeno físico en el que un cilindro que gira en un flujo de aire o agua experimenta una fuerza de tracción perpendicular a ese flujo-. Shimizu realizó sus primeros experimentos en casa y en apenas un mes, encontró la base de su solución a los problemas de la generación eólica de Japón.

Mientras que las turbinas eólicas usan hélices, el generador de Shimizu está montado con tres columnas giratorias verticales. La particular forma de esta turbina permite un mayor control de la velocidad de rotación, para la generación continua de electricidad, incluso en condiciones de tifón. Este diseño también resuelve problemas comunes que enfrentan las turbinas a base de hélice, como las colisiones de aves y el ruido de baja frecuencia debido a la rotación de la turbina.

Quería abordar la generación de energía eólica, teniendo en cuenta el duro entorno de Japón y buscaba especialmente construir una turbina que pudiera soportar un tifón”, comentó Shimizu.

En el diseño de eje vertical de Shimizu, mediante el ajuste de la velocidad de rotación de los cilindros, se puede controlar la velocidad de la propia turbina, lo que ayuda a evitar la sobre-rotación en vientos fuertes que podrían dañar el generador.

“Si la rotación de los cilindros se detiene completamente, el efecto Magnus se disipa, lo que permite que la turbina se detenga en cualquier momento”, explica Shimizu. “Además, la rotación del cilindro se puede ajustar instantáneamente en respuesta a cambios repentinos en la velocidad del viento. Esto significa que se puede lograr una tasa estable de generación de energía incluso en condiciones de tifón”, agregó.

La idea en la realidad

En marzo de 2014, esta turbina de eje vertical obtuvo el primer premio en el Tech Plan Grand Prix.

En el recorrido en búsqueda de fondos para lograr un producto totalmente funcional, Shimizu participó en el Programa de Impacto Empresarial de Autodesk y quedó impresionado con el software Autodesk Inventor, del cual mencionó que “Es fácil de usar, y las funciones de simulación agregadas fueron muy útiles. Estas herramientas nos permitieron realizar análisis estructurales y estudios de frecuencia-resonancia con niveles muy altos de precisión”.

Mirando hacia el futuro

Tras realizar un montón de pruebas, Shimizu mejoró la eficiencia de su sistema, llevando su ambicioso proyecto un paso más cerca de lograr suficiente generación de energía.

Pero Shimizu tiene planes más grandes en mente. “Me gustaría aprovechar la inmensa energía liberada por los tifones para impulsar la electrólisis del agua de mar y generar gas de hidrógeno que luego podríamos almacenar. Veo los mapas de amenazas de hoy -que muestran tifones, huracanes o ciclones- como sitios de energía que podrían ayudar a apoyar a sociedades golpeadas constantemente por estos desastres naturales.