El uso de convertidores de energía de flujo en la corriente (o hidrocinéticos) en los ríos parece ofrecer otra opción viable y efectiva para expandir la energía renovable y limitar las emisiones de carbono en los Estados Unidos. Si bien ya se ha demostrado el potencial de los sistemas de captación de energía de flujo en la corriente para ríos con lechos fijos, Los investigadores ahora desarrollaron una demostración a escala de la energía hidrocinética generada a partir de un canal de río con un lecho arenoso. Sus hallazgos, detallado en un nuevo artículo publicado en Energía de la naturaleza , demostró que la central hidrocinética modelo puede generar energía de manera eficaz y segura sin socavar la estabilidad del entorno geomórfico del río.

A medida que crece el interés mundial por promover tecnologías de energía renovable y sostenible, Los científicos han estimado que la energía cinética sin explotar se puede obtener del flujo de agua de los arroyos, ríos y mareas para producir hasta el 10 por ciento de la electricidad del país. La idea clave es instalar en lechos de vías fluviales conjuntos de turbinas de flujo axial y transversal, se parece mucho a "parques eólicos submarinos, "para aprovechar la energía cinética sin la necesidad de construir presas como en la generación de energía hidroeléctrica tradicional. Si bien ya se han obtenido resultados prometedores para ríos con lechos fijos, La viabilidad y el potencial de tales tecnologías aún no se ha demostrado para una gran clase de ríos en la naturaleza con lechos arenosos y dunas de arena migratorias.

Un equipo de científicos incluido Fotis Sotiropoulos, Doctor., un profesor distinguido de SUNY y decano de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Stony Brook, y colaboradores del Laboratorio St. Anthony Falls de la Universidad de Minnesota, asumió esta pregunta.

Los investigadores crearon un modelo de planta de energía hidrocinética en condiciones controladas de laboratorio representativas de grandes ríos arenosos. Instalaron múltiples turbinas hidrocinéticas sumergidas dentro de un canal de 85 metros de largo y 2,75 metros de ancho. El canal reproduce la hidráulica, transporte de sedimentos, y rango de escala morfodinámica de un río natural bajo condiciones controladas de laboratorio, lo que permite a los investigadores controlar el caudal y la descarga de sedimentos. Utilizaron técnicas de medición de flujo de última generación y un escáner láser de alta resolución para visualizar cómo las grandes dunas de arena migratorias interactúan con las turbinas e impactan el rendimiento y la resistencia de la planta de energía hidrocinética en un entorno fluvial activo de sedimentos.

El estudio mostró que con la colocación adecuada de las turbinas, la planta de energía podría extraer energía cinética de manera eficiente sin comprometer el equilibrio geomórfico del río y la seguridad estructural de los cimientos de la turbina, incluso en presencia de grandes dunas de arena migratorias.

"Nuestro trabajo muestra que es posible cosechar energía hidrocinética de los ríos arenosos sin socavar la integridad estructural de las turbinas ni perturbar el medio ambiente del río. Los ríos arenosos prevalecen en la naturaleza y, por lo tanto, nuestros hallazgos podrían afectar la producción de electricidad renovable en las comunidades de todo el mundo. el país y el mundo, "resumió Dean Sotiropoulos.