Pablo Valdez es un ingeniero que desde el año 2001 comenzó sus investigaciones en la UTN de Buenos Aires; es doctor en energía y fluidomecánica recibido en la Universidad de Valladolid, España. Desde el año 2007 ha trabajado en proyectos de energías renovables en Argentina y en el exterior.

Este aventurero se radicó en España en el año 2010, con el objetivo de estudiar el potencial de la energía oceánica. Fue a fondo, trabajó con los más prestigiosos expertos en la materia, pero en octubre de 2014 decidió regresar a su país de origen, Argentina, con la idea de enfrentar un nuevo desafío. En esta nota para Energía Estratégica, se explaya sobre los estudios de simulación de fluidos con CFD aplicados a energía oceánica.

Antes de comenzar ¿Podría explicar qué son las simulaciones CFD?

Las simulaciones CFD permiten realizar diseños para compararlos con las instalaciones reales y de esta forma evaluar proyectos sin erogaciones importantes de dinero previo a la construcción de prototipos. El campo de aplicación de las herramientas CFD (Computational Fluid Dynamics) posee innumerables opciones para su utilización en sector energético, tanto en recursos renovables como Oil & Gas, y es complemento de estudios en prototipos experimentales.

¿Qué características presentan?

Diferentes sistemas han sido desarrollados en el campo de la energía oceánica a partir de convertidores de energía de las olas (Wave Energy Converters, WEC) que utilizan diferentes conceptos en dispositivos para hacerse con el recurso. También están los desarrollos particulares como el Pelamis o el Wave Dragon y los relacionados con boyas como el Wave Star en Dinamarca o el sistema de boyas y cámara hiperbática de Brasil; ambos en escala real. En nuestro país un sistema de boyas, semejante a los dos anteriores, ha sido desarrollado y construido en escala 1:10.

Por último, se cita la tecnología denominada de Columna Oscilante de Agua (Oscillating Water Column, OWC) que forman parte del estudio presentado; éstos aprovechan el aire desplazado por las olas para encausarlo y hacer girar una turbina.

Para describir la energía undimotriz puede citarse que  las olas son oscilaciones en la superficie del mar; que se caracterizan estadísticamente por la amplitud, la longitud de onda y el periodo. Se forman por la acción del viento y descargan la energía acumulada, combinación de energía cinética con energía potencial, en los obstáculos que encuentran en su camino.

Utilizando esta herramienta ¿Qué resultados se han obtenido?

Las simulaciones realizadas corresponden al método denominado OWC, en el cual convierte la energía de las olas en energía neumática para luego ser convertida en mecánica a través de una turbina reversible.

La turbina es un complejo elemento de diseño debido a que trabaja en condiciones muy desfavorables: flujo bidireccional, régimen no estacionario y un amplio rango de situaciones de funcionamiento, debido a que la naturaleza del oleaje es muy irregular. Las simulaciones permiten obtener resultados sobre el comportamiento del modelo físico y numérico que representan a la turbina para el ciclo sinusoidal que describen las olas del mar.

Un modelo físico es una serie de ecuaciones diferenciales que describen los fenómenos físicos que suceden entre el fluido y la turbina. Los códigos de simulación CFD resuelven las ecuaciones de conservación de la masa, de energía y de cantidad de movimiento, y así es posible conocer el comportamiento de una partícula fluida en el espacio y el tiempo.

¿A qué conclusiones han llegado?

Para la validación del modelo numérico realizado se ha recurrido a resultados experimentales existentes en la bibliografía de la comunidad científica internacional; fueron utilizados los coeficientes característicos y planos del prototipo de la turbina de forma de conocer con precisión como interactúa el diseño en los resultados alcanzados experimentalmente y en el modelo simulado.

El diseño y las posteriores simulaciones CFD para representar el comportamiento de la energía oceánica han permitido obtener resultados acordes a las tendencias publicadas sobre comportamientos de las instalaciones experimentales referidas a tecnología OWC.

¿Hay en marcha trabajos futuros?

Las líneas de investigación de grupos de I+D, públicos o privados, podrían incrementar su grado de conocimiento al implementar el uso de modelos numéricos que simulen la realidad para predecir resultados de sus propuestas previo a ser evaluadas por inversores. Los dispositivos pueden ser modelados y simulados en sus etapas de desarrollo iniciales o avanzadas, de una amplia gama de tecnologías referidas a proyectos energéticos.

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