Investigadores canadienses desarrollan palas autoformantes para turbinas eólicas de eje ve

Investigadores de la Universidad Concordia han ideado una forma de fabricar palas para turbinas eólicas de eje vertical sin moldes costosos ni acabado mecánico extenso. Imprimen en 3D y curan piezas planas de material compuesto que luego se curvan por sí mismas hasta alcanzar la forma aerodinámica deseada gracias a tensiones internas en el material. Esta técnica podría reducir significativamente los costes de producción de pequeñas turbinas urbanas.

El proceso puede parecer inusual al principio. Los científicos comienzan calculando la forma final de la pala y luego diseñan la disposición de la fibra de carbono y la resina epoxi para generar tensión interna durante el curado. Una vez enfriada, la pieza plana se dobla de forma natural hasta su forma objetivo, eliminando la necesidad de conformado mecánico tradicional.

Las pruebas de laboratorio muestran que estas palas compuestas pesan alrededor de un 80 % menos que palas de aluminio comparables, a la vez que reproducen de cerca los perfiles aerodinámicos. Las turbinas equipadas con ellas giraron más rápido que sus homólogas con palas metálicas. Si estos resultados se mantienen fuera de los experimentos controlados, los fabricantes podrían simplificar el montaje del rotor y reducir el peso de forma significativa.

El equipo se centra en pequeñas turbinas eólicas de eje vertical, que ocupan un nicho frente a los modelos convencionales de eje horizontal. Estas turbinas compactas suelen montarse en tejados o espacios urbanos donde el viento es variable y la dirección cambia con frecuencia. Sin embargo, las producciones en pequeño volumen siguen afrontando elevados costes de utillaje y moldes, por lo que reducir costes es crítico.

Los materiales compuestos están bien establecidos en la energía eólica: los grandes fabricantes ya usan fibra de vidrio y fibra de carbono en palas de gran tamaño para turbinas horizontales tradicionales. El sector busca continuamente componentes más ligeros y más fáciles de fabricar a medida que las palas crecen y la logística se complica. Imprimir piezas planas que luego se deforman por sí mismas ofrece una solución inteligente para la fabricación localizada y de bajo volumen.

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El siguiente paso es realizar pruebas prácticas para verificar la durabilidad en condiciones reales: cargas variables, lluvia, exposición a rayos UV y vibraciones. Para las pequeñas turbinas, la fiabilidad y la facilidad de mantenimiento suelen primar sobre la máxima eficiencia. Si se escala con éxito, este método de compuestos autoformantes podría aplicarse más allá de la energía eólica a otras industrias que necesiten piezas compuestas de formas complejas sin los altos costes del moldeo tradicional.