El sitio de la construcción del sur argentino

Julio 2017 - Año XXVII
Avances tecnológicos

Energía a partir del sistema de abastecimiento de agua

por Melisa Pietrantonio

A pesar de sus evidentes diferencias, el mármol y la madera forman una pareja equilibrada y perfecta. Entre ellos se complementan, creando una maravillosa fusión que hace las delicias de los diseñadores de interiores y de mobiliario y posibilian creacíon de ambientes cálidos y refinados.

Portland será la primera ciudad en disfrutar de este sistema

Lucid Energy ha llegado a un acuerdo con las autoridades locales de Portland (Oregón, Estados Unidos) para los próximos 20 años, que le permite sustituir algunos tramos de tuberías con sus propios conductos, dotados de cuatro turbinas de 42 pulgadas y 50 kilovatios. Las turbinas, que mueven un generador que convierte la energía y la envía a la red eléctrica urbana, han sido instaladas en lugares donde el agua fluye sin necesidad de ser impulsada artificialmente, con el fin de aprovechar la fuerza de la gravedad. A diferencia de otras formas de generación de energía renovable, como la solar o la eólica, el sistema Lucid puede producir energía en cualquier momento del día, porque el agua siempre fluye. La única desventaja es que las turbinas sólo pueden producir energía donde el agua fluye naturalmente hacia abajo por la gravedad. Las tuberías de Lucid contienen sensores que pueden monitorear la calidad del agua que fluye a través de las tuberías, por lo que además de ser una tecnología de generación de energía eléctrica, puede ser una valiosa fuente de información.

Esta idea no es nueva, hace ya un par de años se conoció un proyecto muy similar, a menor escala, pero que guarda una gran relación con este. Hacemos referencia a ES Pipe Waterwheel, una miniturbina capaz de acumular luz con las tuberías. Una idea del diseñador Ryan Jongwoo Cho para proporcionar luz a las poblaciones más desfavorecidas que no tienen acceso a la electricidad.

Según los directivos de Lucid Energy, los servicios de agua tienden a usar grandes cantidades de electricidad, por lo que el nuevo sistema de generación de energía puede ayudar a reducir el costo de la distribución de agua potable en las ciudades. Las empresas pueden decidir si utilizar esta energía para su propio uso, o venderla como una nueva fuente de ingresos.

Mínima inversión en la nueva infraestructura

“Con los últimos avances en lo que a energías renovables se refiere, el sistema requiere de una mínima nueva infraestructura y no necesita altas presiones de cabeza, ya que utiliza las instalaciones de agua existentes y los flujos de agua disponibles para generar electricidad a bajo costo” señalan los responsables de la iniciativa. Además de generar electricidad para surtir a la red general —está previsto que genere una media de entre 900 y 1.200 megavatios/hora de energía al año, suficiente para abastecer a 150 hogares—, los conductos contienen sensores que pueden monitorizar los niveles de potabilidad del agua, así como las condiciones generales de abastecimiento de la ciudad.

Ventajas de LucidPipe

  • Energía hidroeléctrica que no daña los ecosistemas.
  • Puede generar energía consistente y predecible las 24 hs durante los 7 días de la semana.
  • Sin impacto en la entrega de agua.
  • Convierte el exceso de presión en un flujo de ingresos a través de acuerdos de compra de energía.
  • Proporciona energía conectada a la red o fuera de la red.
  • Uso para electricidad distribuida, energía de pico y carga de batería.

El Sistema de Energía LucidPipe está diseñado para ser utilizado por las compañías de agua que tienen:

  • Conductos de suministro de agua alimentados por gravedad.
  • Tubos grandes (de 24 "a 60" de diámetro) con flujo y presión igualados al tamaño de la turbina.
  • Exceso de presión para eliminar.
  • Reparación o instalación planificada de tuberías o ubicación sobre el suelo.
  • Conexión de red para la venta de electricidad mediante acuerdos de compra de energía, o
  • Conexión fuera de la red para uso detrás del medidor, energía distribuida, carga de la batería.

Actualmente la firma proveedora del sistema de generación tiene ya colocados 498 equipos, principalmente en grandes ciudades de Estados Unidos, donde los caudales que mueven las redes subterráneas son de grandes dimensiones. Actualmente esta tecnología cuenta con una potencia instalada de 25 MW.

Según la información facilitada por el fabricante, una sola unidad puede producir de 20 a 100 kWh de energía eléctrica renovable y se puede implementar en redes de 24 a 96 pulgadas. Además se pueden agregar múltiples unidades al mismo sistema de red y llegar a generar hasta un megavatio (MW).

Siempre y cuando exista suficiente flujo y presión, este sistema de turbinas puede montarse sobre tuberías de transmisión y distribución de agua o de otras redes de aguas residuales, líquidos industriales o de cualquier otra red.



Un buen proyecto de la UTN

Un grupo de investigadores de la Facultad Regional Bahía Blanca de la Universidad Tecnológica Nacional, se reunió con autoridades de la provincia de Río Negro, para dialogar sobre la posible aplicación del diseño de una turbina hidrocinética para el Río Negro. Asistieron el Ing. Eduardo Guillermo, Secretario de Ciencia y Tecnología de la UTN Bahía Blanca, el Doctor Ing. Horacio Di Prátula, Director del Grupo de Estudios en Energía (GESE) y el Ing. Carlos Pistonesi, integrante del mismo grupo, así como otros funcionarios del Gobierno Provincial.

Las turbinas hidrocinéticas (THC), también llamadas turbinas de flujo libre (free flow turbine) generan electricidad a partir de la Energía Cinética presente en la corriente de los ríos, canales hechos por el hombre, corrientes marinas u oceánicas, y mareas.

El impacto medioambiental es mínimo. La potencia de una THC requiere del conocimiento de la geometría de la misma, de los parámetros cinéticos del cauce y de los estudios fluidodinámicos para cada caso y la adaptación entre la turbina y el conversor electromagnético.

Como las turbinas hidrocinéticas operan sumergidas, tanto en agua salada como dulce, somete, a los materiales de construcción de columnas, rotores y demás componentes del equipo, a los inconvenientes generados por la acción de un ambiente agresivo y los fenómenos biológicos que allí suceden.

Por las características particulares de la Universidad Tecnológica Nacional, orientada exclusivamente a las tecnologías, tienden a centrarse fuertemente en la investigación aplicada y, por sobre todo, en las demandas del tejido social y productivo basadas en las necesidades que existen en la zona de influencia de la Facultad. Se pensó en la posibilidad de orientar el desarrollo de la turbina en función de las características particulares del mencionado río ya que éste constituye un curso bastante caudaloso y de baja velocidad, que divide la provincia de Río Negro con la Provincia de Buenos Aires.

El proyecto de investigación se lleva adelante junto con la Facultad Regional Chubut. Una de las iniciativas de la Universidad para la mejora de la función en investigación es la convocatoria de proyectos tutorados, que vinculan a Facultades con mayor desarrollo en el área con otras con menor nivel de desarrollo, y al mismo tiempo permiten que se trabaje de manera mancomunada.

En cuanto a las líneas de investigación que se abordan desde la UTN Bahía Blanca, se menciona que la Facultad tiene varias líneas de investigación relacionadas, entre otras, con disciplinas tan variadas como energías renovables, mecánica de los fluidos, impacto ambiental, materiales, sistemas de comunicación, puertos y costas, etc. Se cuenta con 24 proyectos de investigación y seis grupos definidos, con más de 120 investigadores activos, con una oferta muy amplia e interdisciplinaria.

El potencial en materia de posible utilización de los equipos de generación hidrocinética es enorme, si se considera que dicho sistema puede usarse desde canales o corrientes de agua potable hasta ríos, mar y toda corriente de agua que sea aprovechable.

Se estima que la potencia hidroeléctrica es superior a los 30.000 MW sólo en aprovechamiento de centrales hidroeléctricas en los ríos. El potencial económicamente extraíble es muy importante, si se cuenta con soluciones de ingeniería idónea y económicamente viable. En contraste con esta potencialidad hay una casi total ausencia de datos que permitan decidir inversiones que puedan aprovechar esta fuente inagotable de energía, por lo tanto resulta necesario iniciar estudios que cubra dicha falencia.

Actualmente, este proyecto se encuentra en su etapa de investigación y desarrollo, realizando las muestras necesarias para el aprovechamiento de la energía cinética de cursos de agua con diferentes geometrías, aspectos fluidodinámicos e incursión en el uso de un generador novedoso en etapa de prototipo exponiendo pautas para la elección del número de palas incluido el número de discos en serie.


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