Alrededor del mundo, Los productores de energía buscan los medios más confiables y eficientes para generar energía renovable a través de prácticas sostenibles. Las turbinas que utilizan corrientes de agua para alimentar comunidades es uno de estos métodos.

El problema:decidir dónde y cómo colocar las turbinas para generar energía mientras se limita su efecto en los entornos circundantes.

Ahí es donde entra en juego el modelo de computadora de Lauren Ross.

Ross es profesor asistente en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Maine. Anteriormente trabajó con otros investigadores e ingenieros en la Universidad de Burdeos, estudiando turbinas de marea en un sistema de estuario en la costa suroeste de Francia.

Esa investigación postdoctoral se ha trasladado a su proyecto actual, "Comprender el impacto de las turbinas de marea en la velocidad de la corriente y el transporte de sedimentos en un estuario macrotidal:un estudio de modelo numérico".

El proyecto implica ingresar datos numéricos en un modelo de computadora 3-D. El modelo puede simular los efectos de colocar turbinas generadoras de energía en vías fluviales que experimentan mareas.

¿Qué son las turbinas mareomotrices?

Las turbinas de marea son palas giratorias impulsadas por corrientes de agua que generan energía. Se utilizan en estuarios, o lugares donde los ríos se encuentran con la marea. Esta es una ubicación ideal para equipos de producción de energía debido a las mareas diarias confiables y la capacidad de estimar la cantidad de electricidad que se generará en un momento dado.

Las turbinas mareomotrices se alojan en estructuras fijas y se colocan en el agua. Se necesitan múltiples turbinas, considerada una granja de turbinas, "para generar suficiente electricidad para alimentar una parte sustancial de una comunidad.

¿Porque es esto importante?

Si bien las turbinas mareomotrices no son tan grandes como sus primas eólicas, pueden afectar los aspectos físicos y sociales de las comunidades de los estuarios.

Antes de colocar una "granja" de turbinas mareomotrices en una vía fluvial, El modelo de Ross puede simular el impacto y los beneficios de la ubicación geográfica de la granja y la forma más eficiente de organizar las turbinas. Esto ahorra a los productores de energía el tiempo y el costo financiero de prueba y error en el campo.

"Las empresas quieren comprender el impacto de las turbinas en el medio ambiente, ", dijo Ross." Me di cuenta de que no se habían realizado muchos estudios sobre la optimización de la configuración y sobre cómo esa configuración óptima afectaría las condiciones ambientales ".

Optimización de la ubicación de la turbina de mareas

Antes de elegir una ubicación de prueba, Los productores de turbinas deben tener en cuenta la necesidad de evitar los concurridos carriles de tráfico de botes. áreas que contienen escombros flotantes, la proximidad de la finca a una red eléctrica, y el ancho de la ubicación geográfica para determinar si una granja encajaría.

Una vez que se elige una ubicación, El modelo de computadora de Ross simula las condiciones del estuario y ayuda a determinar dónde ubicar y organizar un campo de turbinas completo. El objetivo es que todas las turbinas de un campo reciban un flujo de agua efectivo.

El modelo muestra ubicaciones en un estuario que tienen el flujo de agua ideal para crear la velocidad necesaria para generar electricidad. Usando el coeficiente de arrastre de una turbina, el modelo mide la energía que la turbina extrae del campo de flujo a lo largo del ciclo de las mareas.

"Podría ayudar a los responsables de la toma de decisiones a determinar la configuración óptima de las turbinas con este modelo, "dijo Ross." Específicamente, Podría decir 'Si puede implementar las turbinas de esta manera, generará 'x' cantidad de electricidad '".

Simular el efecto de las turbinas mareomotrices en la física del sistema de agua.

Es importante conocer el impacto que tendrá una granja de turbinas en el medio ambiente circundante. La presencia física de las propias turbinas podría ralentizar el flujo de agua en el canal y aumentar la cantidad de sedimentación y acumulación. El modelo de Ross simula este impacto.

Según Ross, muchos estuarios con grandes rangos de mareas son muy turbios, lo que significa que son turbios con una gran cantidad de sedimentos en suspensión. Las granjas de turbinas afectarán a dónde se transportará finalmente el sedimento. Su modelo puede predecir dónde se depositarían los sedimentos.

Por ejemplo, si la acumulación hiciera que una montaña submarina obstruyera un canal de navegación, los agricultores tendrán que decidir si trasladarán la granja o prepararse para la necesidad de dragar con mayor frecuencia en esas áreas.

Aplicando la investigación a su enseñanza y a la ingeniería costera local.

Ross cree que su investigación es única y está entusiasmada con el uso de sus modelos para involucrar a sus estudiantes.

"Utilizo modelos como este para enseñar hidráulica y mostrar a los estudiantes universitarios de qué se trata la ingeniería costera, ", dijo Ross." Esta es una aplicación realmente genial y se emocionan con ella ".

Puede desarrollar modelos informáticos similares que se pueden aplicar a los estuarios de todo el mundo. Ella está ansiosa por colaborar con los productores de turbinas de marea en Maine y más allá.

"Con el estado actual de nuestro clima, necesitamos enfocar nuestros métodos para generar electricidad a partir de combustibles fósiles, ", dijo Ross." Creo que la energía de las mareas es una de las formas más prometedoras en que podemos hacer eso en el futuro ".