Turbina hidroeléctrica impresa en 3D reduce los costos de la energía hidroeléctrica a pequ

Un equipo estadounidense dice que ha encontrado una forma más barata de construir centrales hidroeléctricas a pequeña escala: imprimir las piezas de la turbina, usar PVC comercial cuando sea posible y dejar de tratar cada emplazamiento como una escultura metálica única. El resultado, según la empresa detrás del proyecto, podría reducir el costo de la pequeña hidroeléctrica en alrededor de un 40% por kilovatio y acelerar el despliegue en presas existentes y vías fluviales de bajo salto.

El proyecto de turbina hidroeléctrica impresa en 3D proviene de Cadens, una empresa de Wisconsin que trabaja con el Manufacturing Demonstration Facility del Oak Ridge National Laboratory. Esa colaboración importa porque la pequeña hidroeléctrica ha tenido durante mucho tiempo un problema práctico, no técnico: hay muchos emplazamientos, pero el hardware a medida hace que muchos de ellos no sean económicamente viables antes de que gire la primera pala.

Cómo construyó Cadens la turbina hidroeléctrica impresa en 3D

La configuración de Cadens combina la impresión 3D con materiales compuestos de bajo costo. El canal difusor, una de las piezas clave que ayuda al agua a salir del sistema de manera eficiente, se imprimió en ABS reforzado con fibra de carbono en dos mitades y luego se ensambló en una sola unidad que pesa alrededor de 313 kg. La carcasa de la turbina empleó un proceso híbrido: primero un molde impreso y luego una pieza final de fibra de vidrio moldeada a partir de él.

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Piezas más grandes, como soportes, montajes y componentes del rotor, se fabricaron con impresión 3D de gran formato destinada a piezas a escala industrial. Ese enfoque es menos llamativo que una turbina completamente impresa, pero resulta más inteligente: las piezas metálicas caras son donde suele desaparecer el presupuesto, y este diseño las recorta del coste.

Por qué la pequeña hidroeléctrica sigue infrautilizada

En Estados Unidos hay decenas de miles de presas, pero solo una pequeña parte genera electricidad actualmente. Cadens afirma que alrededor de 51,000 sitios más podrían emplearse, lo que representaría aproximadamente 29 GW de capacidad sin explotar. Eso es mucha infraestructura inactiva, sobre todo en un momento en que los planificadores de la red siguen buscando energía que no requiera otro proceso de permisos gigantesco y lento.

• Los sistemas de pequeña hidroeléctrica pueden generar hasta 100 kW.
• El nuevo diseño utiliza tuberías de PVC para parte de la estructura.
• Las piezas clave de la turbina están impresas en 3D o moldeadas a partir de moldes impresos.
• Cadens dice que el enfoque puede reducir el costo en aproximadamente un 40% por kilovatio.

Un prototipo ya en funcionamiento en Wisconsin

El prototipo ha estado operando en el sitio de Cadens en Wisconsin durante más de seis años como banco de pruebas para materiales y diseños. Eso recuerda que el equipo energético no necesita un vídeo viral; necesita resistir el agua, el desgaste y las exigencias económicas el tiempo suficiente para ser relevante.

Si las cifras se mantienen fuera del laboratorio, el mayor ganador podría no ser la propia turbina sino la estandarización que hay detrás. La pequeña hidroeléctrica siempre ha tenido una física útil y unos procesos de adquisición deficientes, y este diseño ataca primero el problema de la contratación. La siguiente pregunta es si las compañías eléctricas y los propietarios de presas confiarán lo suficiente en un sistema impreso y moldeado como para pedirlo a escala.