Por Kevin Beck
Actualizado el 30 de agosto de 2022
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En el lenguaje cotidiano, un generador es un dispositivo que produce electricidad utilizable a partir de una fuente de energía externa. Si bien no podemos crear energía de la nada, los generadores aprovechan otras formas (combustión de combustible, flujo hidráulico, viento o fisión nuclear) para generar energía que mantiene en funcionamiento hogares, empresas e instalaciones críticas.
En 1831, el físico Michael Faraday observó que mover un imán dentro de una bobina de alambre hace que los electrones fluyan, un fenómeno que ahora se conoce como inducción electromagnética. Todo generador se basa en este principio:el movimiento relativo entre un campo magnético y un cable conductor produce una corriente eléctrica, independientemente de si el movimiento proviene del imán, del cable o de ambos.
Los generadores típicos utilizan un electroimán cilíndrico que rodea una serie de bobinas de cobre aisladas enrolladas alrededor de un eje central. Cuando el eje gira, las bobinas cortan el campo magnético estacionario, induciendo una corriente continua que puede dirigirse a hogares, oficinas o a la red eléctrica en general.
La electricidad no se puede almacenar a una escala que mantendría alimentada a una ciudad entera durante días sin una fuente continua. Si bien las baterías son útiles para dispositivos portátiles y sistemas de respaldo, su capacidad es demasiado limitada para la demanda a gran escala. En consecuencia, la infraestructura eléctrica moderna debe generar electricidad según la demanda, y muchas empresas mantienen generadores de respaldo para evitar cortes que podrían ser catastróficos, especialmente en hospitales donde los equipos de soporte vital dependen de un suministro de energía constante.
Imagine dos grandes imanes en forma de cubo colocados a un metro de distancia, con el polo sur de uno frente al polo norte del otro. El campo magnético resultante discurre horizontalmente entre ellos. Si un cable conductor vertical se mueve perpendicularmente a través de este campo (permaneciendo exactamente a 0,5 m de cada imán), una corriente eléctrica fluye a lo largo del cable. Esta disposición ilustra la ortogonalidad fundamental del campo magnético, el movimiento de los cables y la corriente inducida que alimenta cada generador.
En un generador típico, el eje giratorio mueve las bobinas dentro del imán, manteniendo esta relación perpendicular y asegurando una corriente constante mientras el eje reciba energía mecánica. Los ingenieros han desarrollado una variedad de generadores que utilizan diferentes fuentes de energía para hacer girar ese eje.
Los generadores se clasifican en términos generales en tipos térmicos y cinéticos, lo que refleja la fuente de su energía mecánica.
Cada tipo de generador refleja un equilibrio entre la disponibilidad de recursos, el impacto ambiental y la demanda de energía. Comprender estos fundamentos ayuda a explicar por qué coexisten diversas tecnologías en la red eléctrica global.
