Una pieza de ascensor podría impulsar las tecnologías de energía marina

La investigación sobre desalinización impulsada por las olas del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) está abriendo nuevos caminos al mejorar la robustez, la confiabilidad y la capacidad de implementación del convertidor de energía undimotriz por ósmosis inversa hidráulico y eléctrico o HERO WEC.

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Para ello, el equipo modificará diferentes componentes del dispositivo y probará el diseño revisado. Los investigadores ya han comenzado con el cable del cabrestante, sustituyendo el cable original por una correa plana de poliuretano mejorada, que superó las expectativas en las pruebas iniciales de laboratorio.

El HERO WEC, financiado por la Oficina de Tecnologías de Energía Hídrica (WPTO) del Departamento de Energía de EEUU, puede funcionar con una configuración hidráulica o eléctrica para bombear agua de mar a través de un sistema de ósmosis inversa terrestre y producir agua potable (un proceso llamado desalinización). Los investigadores del NREL comenzaron a diseñar el HERO WEC en 2020 y, tras cientos de horas de pruebas, que incluyeron tres programas de laboratorio y cinco instalaciones oceánicas, el equipo está retirando la primera versión y aprovechando las lecciones aprendidas para diseñar la segunda.

Pero ¿por qué empezar con el sistema de cabrestante? Porque el equipo de investigación sabía que era el punto más débil del HERO WEC.

Sustituir el cable metálico por una correa plana de poliuretano

El cable metálico utilizado en el sistema de cabrestante original, que conectaba el WEC, similar a una balsa, con un ancla en el fondo marino, cumplía su función original al actuar como línea de amarre para evitar que el dispositivo derivara y, al mismo tiempo, permitirle moverse con el movimiento de las olas. Sin embargo, un cable metálico solo puede resistir cierta fuerza antes de desgastarse, deshilacharse y romperse, especialmente al moverse por poleas en el duro entorno oceánico, donde la corrosión y la resistencia a las tormentas pueden representar un desafío significativo.

El cable original del HERO WEC va desde el WEC hasta el suelo, donde se ancla debajo de la plataforma de movimiento de gran amplitud.  - Taylor Mankle, NREL. /></p><p>Por eso, el equipo la sustituyó por una correa plana de poliuretano (un material típico de las poleas de ascensores). Estas robustas correas están hechas de finos hilos de cable recubiertos de poliuretano. Esta configuración ayuda a distribuir la fuerza de forma uniforme, aliviando la tensión en la correa y permitiéndole soportar las grandes cargas de anclaje. El revestimiento de poliuretano, un material sintético duradero y asequible, que además es impermeable, ayuda a mitigar el desgaste y la corrosión.</p>
<p>El equipo probó el nuevo cinturón en la plataforma de movimiento de gran amplitud del NREL , haciéndolo funcionar durante unos 30.000 ciclos de olas (aproximadamente el mismo número de ciclos de olas que soportaría durante un despliegue oceánico típico de dos a cuatro días). Incluso después de miles de ciclos de prueba, el cinturón seguía sin mostrar signos visibles de desgaste, lo que indica una vida útil mucho mayor. Basándose en los modelos del equipo y los datos de la plataforma de movimiento, el equipo predice que este tipo de cinturón debería durar uno o dos años en el océano antes de necesitar ser reemplazado.</p>
<h3>Pruebas de estrés</h3>
<p>Los investigadores también probaron la correa en diversas condiciones oceánicas estresantes (simuladas), presionándola para ver si se deslizaba, doblaba o enrollaba/desenrollaba más rápido de lo debido. Descubrieron que la correa no mostraba señales de deslizamiento ni enredo, lo que confirma que es una mejora prometedora del diseño del HERO WEC. Gracias a su durabilidad, una correa como esta podría mejorar significativamente la fiabilidad, permitir despliegues más prolongados, reducir el mantenimiento y, en última instancia, aumentar la producción de agua dulce.</p>
<p>Si la correa de poliuretano presenta un buen rendimiento durante las pruebas oceánicas, estos hallazgos preliminares de investigación no solo resultarán prometedores para la investigación del NREL sobre desalinización undimotriz, sino que también impulsarán la fiabilidad de las tecnologías de energía marina en general. Los resultados de las pruebas de la correa HERO WEC están disponibles para otros investigadores y desarrolladores. Estos hallazgos iniciales podrían servir como punto de partida para los desarrolladores de energía marina que buscan reducir los riesgos y mejorar sus diseños de WEC existentes.</p>
<p>Debido a la robustez demostrada de la correa, el equipo de investigación la utiliza como piedra angular para el diseño de la HERO WEC V2. Basándose en este resistente sistema de cabrestante, los investigadores se centrarán ahora en otros componentes de la HERO WEC para mejorar aún más su fiabilidad.</p></div></body></html>

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