La empresa francesa Save Innovations ha desarrollado una miniturbina capaz de generar energía con el flujo del agua en distintos tipos de tuberías.
Las energías renovables siguen ganando terreno en España a las basadas en los combustibles fósiles, pero aún queda mucho camino por recorrer a nivel mundial para frenar los peores efectos del cambio climático. La innovación está centrada en nuevos materiales que pueden aumentar la eficiencia de las placas solares y en la mejora de los diseños de los aerogeneradores, como el que logra el doble de energía al saber cómo sopla el viento. Sin embargo, no se deben descuidar las posibilidades que ofrecen otros tipos de energía renovable, como la geotérmica o la undimotriz, que pueden ser la llave definitiva de la descarbonización.
En el caso de la energía hidroeléctrica, lo más habitual es referirse a las grandes infraestructuras hidráulicas, como la gigantesca batería de agua suiza que abastece a 800.000 hogares, pero en los últimos años se están desarrollando tecnologías para aprovechar flujos de agua más lentos y pequeños. Los más habituales son pequeñas turbinas inteligentes que transforman la corriente de ríos y arroyos en energía limpia, pero también hallazgos como el revolucionario invento español que logra generar energía con el agua que pasa por las tuberías.
En esa misma línea, la empresa francesa Save Innovations ha desarrollado Picogen, una pequeña turbina que ofrece «acceso a una fuente de energía renovable previamente desaprovechada, directamente en el punto de consumo», señalan en su página web. Es un dispositivo compacto y fácil de instalar, diseñado para alimentar sensores que permitan un control más preciso y constante sobre la calidad del agua, además de alertar sobre posibles problemas en su distribución. En palabras de sus responsables, Picogen pretende «ayudar a los operadores de redes de agua a prestar un servicio de calidad y evitar la complejidad de la gestión mediante la retroalimentación de información en tiempo real».
Generación de energía
La solución de Save Innovations, protegida por una decena de patentes propias, cuenta con cuatro elementos clave para lograr su cometido. En primer lugar, un sistema de propulsión en forma de hélice, que es la encargada de recupera la energía del fluido, moviéndose cuando este pasa a través de ella. Después, un generador es el encargado de transformar esa energía mecánica en electricidad y un regulador es el que optimiza las corrientes bajas para suministrar la tensión deseada.
Por último, uno de los elementos clave de Picogen es un bypass integrado que evita la necesidad de derivación a la red y garantiza su seguridad en caso de que se produzca lo que se conoce como golpe de ariete, un incremento súbito y elevado en la velocidad del agua.
Diagrama que explica el funcionamiento de Picogen Omicrono
Así, la picoturbina inteligente se encarga de aportar la energía necesaria a los instrumentos de medición para ofrecer un completo diagnóstico del agua en tiempo real. Eso incluye las características de la red, como el caudal y la presión del agua, y la calidad del líquido, con mediciones de cloro, pH, turbidez, conductividad y temperatura.
Además de recoger esos datos, el dispositivo los transmite localmente al controlador y a distancia al centro de supervisión, «al tiempo que produce, almacena y gestiona la energía necesaria para las mediciones y la transmisión», lo que permitirá también detectar posibles fugas en el sistema.
Picogen, el sistema para generar energía en tuberías de agua
El invento, que funciona con caudales de agua inferiores a 0,1 m/s y puede incluso mejorar esa velocidad, se puede instalar en tuberías estándar con diámetros DN200, DN150 y DN100. La potencia generada en el mayor de los diámetros puede llegar a los 40 W, todo un logro teniendo en cuenta los resultados de otros productos similares. En última instancia, Picogen es una alternativa «escalable, energéticamente autosuficiente y menos costosa que todas las soluciones existentes».
Invento español
En un futuro, este tipo de fuentes de energía escondidas o desaprovechadas pueden ser cruciales para aportar un flujo constante de electricidad al mix energético. De momento, una de las investigaciones más avanzadas en este sentido es la que está llevando a cabo el grupo Barcelona Fluids & Energy Lab (IFLUIDS) y el Centro de Innovación Tecnológica en Convertidores Estáticos y Accionamientos (CITCEA), pertenecientes a la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).
Uno de los diseños de la iniciativa H-HOPE Omicrono
Esta investigación se enmarca dentro del programa Horizon Europe de la Comisión Europea, con el objetivo de desarrollar sistemas innovadores y sostenibles para extraer energía escondida o no aprovechada en instalaciones de distribución de agua, redes de tratamiento de aguas residuales, sistemas de riego y corrientes de agua libres.
El trabajo de los investigadores españoles de la UPC es, en primer lugar, «identificar zonas concretas dentro de instalaciones hidráulicas existentes pertenecientes a diversas compañías públicas y privadas, como Aigües de Barcelona, recolectar datos operacionales y usarlos para definir las pruebas experimentales de validación de los sistemas desarrollados», explicó Xavier Escaler, uno de los líderes del proyecto, a EL ESPAÑOL – Omicrono.
El concepto inicial parece sencillo. Lo complicado, insisten sus responsables, es optimizar la generación de energía. El protagonista será un elemento que, gracias a las condiciones hidráulicas (velocidad, presión, fluctuaciones…), empezará a oscilar. «Lo que haremos es convertir esta energía mecánica de las oscilaciones en energía eléctrica gracias a los materiales piezoeléctricos. Es lo mismo que utilizan los mecheros: cuando tú aprietas un mechero se realiza un arco eléctrico, que se produce porque el cristal piezoeléctrico se comprime, se deforma y genera una diferencia de potencia», indica David Bermejo, otro de los investigadores.
Las primeras pruebas del proyecto, que finalizará cuando se realicen simulaciones por ordenador de las condiciones reales a las que se pueden enfrentar los distintos modelos desarrollados, están arrojando datos bastante modestos, no superiores a 1 W por cada dispositivo para tuberías de 200 mm.
Laboratorio de pruebas hidráulicas de IFLUIDS Omicrono
Pero, aclara Escaler, todavía es pronto y «el objetivo inicial del proyecto no es sustituir la energía renovable, sino darle una utilización a un recurso que se pierde. El potencial más evidente es, en principio, alimentar sensores para ayudar a las empresas a sensorizar y digitalizar toda su red de transporte, por ejemplo. Servirá también para medir parámetros de la calidad del agua para el consumo o en comunidades de riego, actuar sobre alguna válvula para cerrarla en caso de fuga o medir la cantidad de cloro y gestionar su dosificación».
Así, el éxito del proyecto, resume Bermejo, «consistirá en demostrar que el equipo es sostenible, barato, sencillo, sensible, robusto y funciona. Si queremos ser más ambiciosos y hacerlo rentable a escala de producción será en una fase posterior», concluye.
Fuente: El Español