x

El aire comprimido como respuesta

Inspirado en una pistola de juguete, el estudiante de ingeniería mecánica de la USACH, Gonzalo Pacheco, ideó un proyecto de generación eléctrica en base a las olas del mar.

Se percibe apasionado en su forma de hablar y a veces, las palabras salen de su boca con más velocidad de lo que le permite su pensamiento. Así es Gonzalo Pacheco (23) estudiante de ingeniería mecánica de la USACH, quien por estos días respira, come, vive y estudia diversos proyectos en el área energética. Para demostrar su velocidad, el último de ellos lo concibió en dos o tres días. “Me junté con un grupo de amigos y al poco tiempo teníamos el esquema de trabajo organizado”, asegura.

“Estoy en quinto año de la carrera y la exigencia es peluda, en la USACH te exigen porque nadie puede pasar un ramo sin saber”, dice sentado en un café de Providencia. Pacheco cuenta que dentro de la escuela hay mucha materia gris y que debe ser aprovechada. “Como universidad piendo que debemos ser partícipes de las actividades y proyectos en distintas áreas, cómo no vamos a estar presentes en este tipo de cosas. Mi idea es que estas cosas en la época universitaria son las semillas que marcan tu personalidad. Después de recibido en la carrera solo quiero generar ideas para salir adelante, ser partícipe en las instancias de emprendimiento, innovación, esa es la intención, poner arriba a mi universidad”, cuenta convencido.

Sus proyectos

Pachecho cuenta que en estos momentos está desarrollando tres proyectos. El primero de ellos tiene que ver con una carrera de autos sin motor, el Red Bull Soap Box, el cual se realizó en el 20 de noviembre en la comuna de La Reina. “Nos enteramos por la tele, nos motivamos y lo hicimos, postularon más de 1.200 diseños, quedaron 70 finalistas y dentro de los cuales quedamos nosotros. La única energía es la fuerza de la pendiente. Aunque no es un proyecto científico, sirve como experiencia, porque hay que aplicar soldadura de componentes… es un proyecto complicado”, dice.

Su segundo proyecto es un auto solar innovador, fabricado con tela. “Ese es nuestro plus”, cuenta. “Hemos descubierto que se puede hacer muchas cosas con la tela, tela técnica… hay aviones de tela, se ha innovado mucho en las aplicaciones de la tela. Por ejemplo, el Metro de Maipú tiene mucha tela en su arquitectura, si te metes a internet verás que hay harto diseño de tela… se ha innovado en filtros de sol hechos de tela. Bueno, la cosa es que nos preguntamos, ¿por qué no aplicar esto a un auto eléctrico? Tú podrías pensar que el auto podría quedar poco rígido, pero la rigidez viene dada por el chasis”, dice.

Es por eso que decidieron aplicar un cambio. La tela, cuenta, hace del auto un artefacto más liviano, otorga una geometría variable con la cual pueden adaptarse mejor al viento, además de otras prestaciones. “Es más barato que la fibra de carbono. En términos de innovación es mejor”, dice. De todas maneras, los principales costos tienen relación con el motor, los componentes eléctricos, las celdas solares, cosa que eleva el desarrollo del proyecto sobre los 70 millones de pesos. “Tenemos una empresa que nos está auspiciando con la tela, y esperamos participar en la carrera de autos solares a nivel mundial el año 2013”, dice.

Pero sin duda, su principal proyecto es el que tiene relación con la energía mareomotriz. Tan entusiasmado está, que en solo dos días tenía organizado el trabajo con unos compañeros de la universidad y en poco más de dos meses está en las fases finales de la etapa de cálculo de ingeniería.

“En el mundo existen plantas mareomotrices, pero hay mucho impacto ambiental, no existe esta alianza entre el medio ambiente y la tecnología. Nosotros lo que hicimos fue innovar en el tema del almacenamiento de la energía a través de aire comprimido”, explica. Pacheco cuenta que hoy, la única forma de almacenar energía es a través de baterías. “Las baterías están hoy en los celulares, en las cámaras fotográficas, y su uso será mucho más intensivo en el futuro cuando las instalen de manera masiva en los vehículos. Pienso que la batería, cuando muere, tiene un impacto ambiental gigantesco, es gigante la contaminación, es gigante la huella de carbono asociada a la minería para extraer el litio, el perjuicio ambiental es grande”, dice. ¿Cómo lograr almacenar energía de una manera eficiente y con un bajo costo para el medio ambiente? “Me puse a pensar que no estamos obligados a usar baterías para almacenar energía, por lo que llegué a la conclusión de que podemos acumular la energía en bombas de aire comprimido”, dice. “Además que ofrecemos costos bajos en todo sentido, sobre todo en el tema medioambiental. Hoy estamos en un mundo en que tienes que considerar el costo del impacto ambiental”, asegura.

Preguntas y más preguntas

La idea surgió a partir de una curiosidad. “La inspiración viene de una pistolita de juguete. Yo estoy de cumpleaños el 16 de septiembre, tenía una pistolita de juguete, me puse a jugar con ella y altiro se me ocurrió la idea. A los cuatro días ya tenía organizados a un grupo de amigos de la universidad, también estudiantes, gente con la que ya podía contar”.

De inmediato, se comunicó con varios de sus profesores de la carrera, a los cuales llenó de preguntas, ¿se puede?, ¿no se puede? ¿Qué falta? “Me empecé a asesorar con varios profesores y académicos, y la verdad es que todos estudiaron de acuerdo y empezamos a sacar ideas para potenciar el proyecto, me junté con gente de mi edad (Felipe Valenzuela, Juan Jimenez y Amaru Gonzalez), y nuestra idea es desarrollarlo al tope”, cuenta Pacheco.

Pacheco dice que existen tanques de aire comprimido, los cuales se calientan para dilatar el aire del compresor, lo cual genera presión en el tanque y mueve la turbina. “Lo que no queríamos era justamente eso, tener que recurrir a calentar el aire para presionarlo, por lo que en este proyecto pensamos en la posibilidad de usar el agua de mar en vez del calor. La energía del mar está a todo momento, en el día, en la noche, el pistón va presionando”.

El sistema funciona de la siguiente manera: un domo de unos cuarenta centímetros de diámetro se ubica en la costa, justo en la zona donde se produce el oleaje. Este domo es hueco, por lo que a cada embate de las olas retiene un poco de agua. El agua presiona el aire dentro del domo, lo comprime, y lo inyecta, mediante una válvula, hacia un compresor ubicado en tierra. El aire comprimido se queda dentro del compresor hasta que alguien se decida a liberarlo. Cuando lo haga, la energía del aire impulsará una turbina para generar electricidad.

En estos momentos, Pacheco tiene casi finalizados los estudios de prefactibilidad. “Los cálculos ya los tenemos hechos. No hemos visto aplicaciones de este tipo en otros lados, por lo que todo es nuevo, estudiamos la estructura receptora de la ola y llegamos a la conclusión de que necesitamos un diseño que permita que la ola pegue de lleno y con potencia, para que podamos comprimir más aire”, dice. La estructura, dicen, es más amigable con la ola. En todos los modelos estudiados, la potencia de la ola se concentra en una sola cara, y el objetivo de ellos es diseñar el domo antes mencionado.

“La ola choca y presiona el aire de adentro, el domo es hueco, el aire lo libero a través de una válvula hasta el generador, este generador estará en tierra, por si hay que aplicar mantención”, dice. Pacheco sostiene que la mantención es un concepto relativo. Mientras una central eólica y una central de energía solar demanda un enorme gasto en mantención, dice, el sistema mareomotriz es lo suficientemente robusto como para no necesitar grandes mantenciones.

Costas en todo Chile

Pacheco cuenta que los cálculos, debido a que no tenían otros marcos de referencia, los sacaron basándose en el desplazamiento de un barco a partir de la potencia de las olas. “Podemos sacar estimaciones de presión a partir de la ecuación fuerza/área y ahí determinamos la presión a trasferir. El aire lo transferimos a un estanque, el cual es normado, lo vimos en varios proyectos de la Armada”, dice.

Hasta el momento, la USACH le ha dado respaldo. También los números. “Consideramos que la fase de ingeniería es exitosa porque según nuestros cálculos en el papel nos dice que funciona. Por otro lado, yo no veo grandes impactos ambientales aparte del impacto visual”, dice.

Pacheco dice que de resultar el proyecto, esta sería la antesala de la independencia energética de Chile. “Dependemos de muchos países para abastecernos de energía, con la energía mareomotriz seríamos independientes. La dependencia ahora es impresionante. Importamos carbón, petróleo, gas, la energía eólica, por otro lado no es permanente. En cambio con la energía mareomotriz tenemos un alto factor de planta porque las olas están presentes todo el día y en toda la costa de Chile”, complementa.

En términos de potencial eléctrico, el objetivo es abastecer, en una primera fase al menos, las luminarias de la costa central de Chile. “La energía viene de muy lejos y nuestra idea es iluminar las costas con energía que viene de cerca, con lo que los costos de transmisión disminuyen. Estamos en la fase de demostrar que podemos generar energía, nuestro nuevo paso es terminar el cálculo de costos, formalizar el cálculo de costo”, finaliza.

Destacados
El agua presiona el aire dentro del domo, lo comprime, y lo inyecta, mediante una válvula, hacia un compresor ubicado en tierra. El aire comprimido se queda dentro del compresor hasta que alguien se decida a liberarlo. Cuando lo haga, la energía del aire impulsará una turbina para generar electricidad.

“La inspiración viene de una pistolita de juguete. Yo estoy de cumpleaños el 16 de septiembre, tenía una pistolita de juguete, me puse a jugar con ella y altiro se me ocurrió la idea. A los cuatro días ya tenía organizados a un grupo de amigos de la universidad, también estudiantes, gente con la que ya podía contar”.