EHD, un sistema de energía hidroeléctrica que no requiere de infraestructuras colosales
Este nuevo sistema genera corriente eléctrica adaptándose a los cursos de agua canalizados ya construidos, sin requerir infraestructuras colosales ni sufrir las limitaciones de los pequeños equipamientos
Los sistemas hidroeléctricos convencionales abarcan una amplia gama de tamaños, desde grandes proyectos de infraestructura que requieren embalses, desniveles y una ingeniería compleja, hasta pequeñas instalaciones cuyo rendimiento depende normalmente del comportamiento natural de los arroyos y que a menudo solo capturan una fracción de la energía disponible.
En definitiva, las grandes centrales hidroeléctricas son costosas e involucran aspectos de ingeniería, localización y construcción muy complejos, mientras que en los sistemas más pequeños, gran parte del agua no pasa por las turbinas o lo hace a velocidades subóptimas, lo que limita la generación de electricidad.
UN ENFOQUE INNOVADOR
La emprendedora Emily Morris y el profesor universitario Thorsten Stoesser han ideado una innovación que soluciona ambos problemas, al generar electricidad a partir del empuje del agua, sin requerir grandes obras ni inversiones, ni tener las limitaciones de las instalaciones microhidroeléctricas. Es la denominada ‘energía hidroeléctrica distribuida’ o EHD.
La EHD es una tecnología modular basada en canales para producir energía fiable sin alterar sustancialmente los cauces ni realizar grandes obras civiles, explican desde la Oficina Europea de Patentes, OEP.
Morris, graduada con honores de la Universidad de Vanderbilt (EE. UU.) es fundadora y directora ejecutiva de la compañía tecnológica Emrgy, con sede en Atlanta (Georgia, EE. UU.). Stoesser es profesor de Ingeniería Mecánica de Fluidos en la universidad University College de Londres, UCL, en Londres (Reino Unido).
Ambos inventores, en conjunto, fueron finalistas en la categoría ‘Países no pertenecientes a la OEP’ del Premio Europeo al Inventor 2026, creado por la OEP y considerado uno de los galardones de innovación más prestigiosos de Europa.
LA PIEZA CLAVE DEL SISTEMA
La pieza clave de su solución es un componente denominado Unidad de Transición Hidroeléctrica o Unidad de Hidrotransición, que manipula activamente el flujo de agua para acelerar su velocidad y aumentar el caudal, según la OEP.
Cada una de estas unidades de transición se encargan de canalizar y concentrar el agua en una estructura de doble turbina, utilizando componentes estructurales como cables tensados, soportes reforzados y sistemas de anclaje para mantener la estabilidad en canales con diversas geometrías, apuntan.
Las dobles turbinas emplean unos rotores de eje vertical contrarrotatorios con palas denominados Darrieus (y utilizados habitualmente para genera electricidad con la fuerza del viento), optimizados para aguas poco profundas y de movimiento lento.
Cada módulo suele proporcionar entre 5 y 25 kilovatios (kW). Los componentes mecánicos altamente estandarizados, el carácter modular y un mecanismo de tipo ‘casete’ del sistema, permiten intercambiar o mantener las turbinas rápidamente con un tiempo de inactividad mínimo, y sin interrumpir el suministro de agua, según explican los inventores.
AUMENTANDO LA FUERZA DEL AGUA
Esta tecnología, que incluye una electrónica compatible con inversores estándar (dispositivos que transforman la corriente continua en corriente alterna), transforma las redes de canales existentes en generadores activos de energía hidroeléctrica que complementan la generación solar y eólica intermitente.
La Unidad de Transición Hidroeléctrica redirige y restringe el flujo de agua para que pase a través de las turbinas generadoras de electricidad en mayor cantidad y a mayor velocidad. Este flujo controlado aumenta la cantidad de energía que se puede capturar en vías fluviales poco profundas y de corriente lenta, explican.
Los rotores Darrieus son ideales para canales poco profundos y niveles de agua variables, mientras que las unidades modulares se pueden instalar de forma gradual a lo largo de extensos canales, con lo que se puede ir ampliando la potencia generada a lo largo del tiempo, aseguran.
Los orígenes de esta tecnología se remontan a 2008, cuando Stoesser, entonces profesor asistente en el Instituto Tecnológico de Georgia, comenzó a probar dispositivos en un canal universitario para generar energía a partir de las mareas para un campamento de Girl Scouts de Georgia.
CÓMO SURGIÓ ESTA TECNOLOGÍA
Casi al mismo tiempo, Morris trabajaba en AMT Inc. en el desarrollo de tecnologías de propulsión naval para submarinos. Cuando ese proyecto cambió de rumbo, ella reconoció el potencial de aplicar conceptos de ingeniería similares a la generación de energía hidroeléctrica en aguas poco profundas.
Una publicación sobre los trabajos de Stoesser llamó la atención de Tony Morris, padre de Emily y también emprendedor, dando inicio a la conexión que, en última instancia, llevó a Emily a fundar Emrgy en 2014, para comercializar una tecnología que combinaba la investigación hidrodinámica de Stoesser con un enfoque de ingeniería modular y escalable.
Una colaboración con la ciudad de Atlanta permitió realizar pruebas a gran escala en una planta de tratamiento de aguas residuales, lo que contribuyó a perfeccionar el concepto de transición hidroeléctrica.
Esta demostración inicial propició nuevas colaboraciones, incluyendo un trabajo con Denver Water (empresa de agua que opera como una agencia pública) y el apoyo del Departamento de Energía de Estados Unidos, explican desde la OEP.
Destacan que el trabajo con Denver Water impulsó un cambio de enfoque, pasando centrase en las plantas de tratamiento de aguas residuales a poner el foco en los canales.
Actualmente, Emrgy tiene acuerdos con 48 distritos de agua y riego, lo que le proporciona acceso a unos 19 mil kilómetros de infraestructura de canales en todo Estados Unidos y permite el despliegue gradual de sistemas hidroeléctricos distribuidos a lo largo de las vías fluviales existentes, según la OEP.
EL INAGOTABLE POTENCIAL HIDROLÉCTRICO
La energía hidroeléctrica sigue siendo la principal fuente de electricidad renovable a nivel mundial, generando casi tanta energía como todas las demás tecnologías renovables juntas, según la Agencia Internacional de Energía. Sin embargo, a pesar de su viabilidad económica, aún queda un enorme potencial hidroeléctrico sin explotar en todo el mundo, según la OEP.
Al permitir la generación de electricidad a partir de la infraestructura hídrica existente, aumentando el caudal de agua que pasa por turbinas instaladas directamente en canales y vías fluviales, el sistema de Morris y Stoesser, posibilita la producción de energía renovable en lugares sin explotar donde la energía hidroeléctrica convencional no sería viable, concluyen.
DESTACADOS:
- La emprendedora Emily Morris y el profesor universitario Thorsten Stoesser han desarrollado un “sistema hidroeléctrico distribuido” que aumenta el caudal de agua que pasa por turbinas instaladas directamente en canales y vías fluviales, permitiendo generar electricidad en infraestructuras hídricas preexistentes.
- El sistema modular ideado por Morris y Stoesserse se adapta a los cauces artificiales por donde se conduce el agua, potenciando activamente el flujo para que generar más energía, sin necesidad de grandes obras ni inversiones. Ya se ha implementado en unos 19.000 kilómetros de vías fluviales en Estados Unidos.
- Este sistema, cuya componente clave es un mecanismo que redirige y restringe el flujo de agua para que pase a través de las turbinas en mayor cantidad y a mayor velocidad, permite producir electricidad en lugares sin explotar donde la energía hidroeléctrica convencional no sería viable, explican.
Por Ricardo Segura, EFE-Reportajes.
