Estudio comparativo de diversos diseños de dispositivos para el aprovechamiento de la energía mareomotriz en el canal de Chacao, utilizando herramientas de dinámica de fluidos computacionales

Abstract

En este trabajo se realiza un análisis comparativo de tres dispositivos de aprovechamiento de energía utilizando el software de elementos finitos Autodesk CFD, esto tiene como propósito ser empleado en el canal de Chacao para estudiar la posibilidad de utilizar la energía renovable mareomotriz presente en el lugar. Este análisis consta de 4 pasos. En una primera instancia se realiza el modelamiento 3D en el software inventor Autodesk de los tres dispositivos. Para el primer dispositivo se utiliza una turbina generadora de eje horizontal ubicada en el lecho marino, para el segundo se utiliza un sistema de efecto Venturi también ubicado en el lecho marino y para el tercer dispositivo se utiliza una turbina de eje vertical Darrieus de palas planas flotante. Luego se importan dichos modelos 3D al software CFD Autodesk, para los cuales se debe crear el volumen de control respectivo, este debe presentar las dimensiones adecuadas para un correcto comportamiento del fluido en las simulaciones. Además de esto, se seleccionan las condiciones de contorno respectivas para simular el canal de Chacao, escogiendo las condiciones de simulación adecuadas para este tipo de análisis, todo esto con la finalidad de obtener el torque generado por los tres dispositivos. A continuación, se obtienen las velocidades de rotación de los tres dispositivos, las cuales se calculan como factor de diseño, esto es posible mediante el coeficiente de celeridad de diversos dispositivos de aprovechamiento de energía hidrocinética, la celeridad y la geometría de los diversos dispositivos nos permiten calcular la velocidad de rotación. Finalmente se calcula la potencia producida por los tres dispositivos, de esta manera se selecciona cuál presenta mayor potencia generada. Los resultados arrojaron que, para este análisis, el dispositivo de efecto Venturi presenta una potencia generada considerablemente superior respecto a los otros 2 dispositivos analizados (turbina generadora de eje horizontal y turbina de eje vertical Darrieus de palas planas flotante).