El Grupo de Investigación Reconocido (GIR) de Ingeniería de los Fluidos de la Universidad de Valladolid trabaja conjuntamente con la Universidad de Mohammed V de Rabat, en Marruecos, en la utilización de las corrientes oceánicas como fuente de energía. En concreto, colaboran en el diseño de una turbina de tipo OWC (siglas en inglés de Columna de Agua Oscilante) para aprovechar la energía de las olas. Como ha explicado a DiCYT el coordinador del grupo vallisoletano, César Méndez, se trata de una instalación que se coloca en los malecones de los puertos y aprovecha la subida y la bajada del agua como fuerza para crear energía.

“Es una especie de cámara que, al subir y bajar el oleaje, el agua entra en ella. Al ascender el nivel de agua el aire que está por encima sale y es ese aire el que, al pasar por la turbina, hace que gire y que se obtenga la energía eléctrica que va a las torres de alta tensión”, detalla el investigador.

No obstante, es necesario optimizar su diseño para obtener un mayor aprovechamiento del ciclo. En este sentido, Méndez recuerda que mientras en las turbinas de las centrales hidroeléctricas el fluido siempre va en la misma dirección, “simplemente tienes un embalse y el agua pasa a través de la turbina para volver de nuevo al río”, en el caso de la turbina oceánica el aire pasa primero en un sentido y, al bajar la marea, en el contrario.

Esto supone un problema, y es que los álabes (cada una de las paletas curvas de la turbina), “están diseñados para optimizar el rendimiento siempre en una misma dirección de flujo”. Así, los primeros diseños de estos generadores incluían “válvulas anti retorno” que se cerraban cuando la ola retrocedía y se abrían de nuevo al subir la marea. “Este tipo de instalaciones funcionan siempre en el mismo sentido, por lo que se desaprovecha la mitad del ciclo y por tanto la eficiencia no es muy buena”, apunta Méndez.

Posteriormente, se empezaron a diseñar otro tipo de turbinas que aprovechaban la corriente en los dos sentidos. “En los últimos años se han propuesto básicamente dos tipos de turbinas, las turbinas wells y las de impulso que, concretamente, son las que más se han impuesto. En los dos sentidos el rendimiento no es igual, pero al final en un ciclo completo el aprovechamiento es bastante bueno”, indica el coordinador del grupo.

En este sentido, “los diseños tienen que ser más o menos simétricos y se trata de que, aunque la corriente vaya al revés, la turbina gire en el mismo sentido”. Así, se están estudiando los posibles diseños y comparando los distintos tipos de turbinas para llegar a un modelo óptimo. Por ejemplo, se analiza el diseño de los álabes, si deben ser fijos o móviles (ya que orientándose pueden mejorar el rendimiento global), los ángulos o los deflectores.

Simulación numérica

En estos estudios conjuntos, el papel del equipo español se centra en la simulación numérica de la turbina, y espera poder crear en el futuro un prototipo de alta eficacia. Hasta el momento, han desarrollado un modelo que permite simular el flujo de aire a través de la turbina utilizada en las centrales OWC.

El Grupo de Ingeniería de los Fluidos, que es también Grupo de Excelencia de la Junta de Castilla y León, trabaja desde hace algunos años en esta línea de investigación, para la cual se suscribieron acuerdos con la Agencia Española de Cooperación Internacional. El grupo vallisoletano y el marroquí mantienen contactos asiduamente para su desarrollo y realizan visitas de trabajo periódicas.

Imagen: DiCYT