Que la Ola es la protagonista numero uno en la Energía del Oleaje no admite discusiones. Pero como todos los enfoques de las energías renovables naturales tienen dos aspectos, el de la disponibilidad, y el de su utilización, en este ultimo enfoque, en los dispositivos pensados para transformar esa energía en otra forma que se adapte mejor a nuestra necesidad la respuesta no es tan clara.
Doscientos años antes de Cristo, un genio de origen griego por todos conocido fue “a parar a la gayola” por andar gritando en bolas… ¡Eureka, Eureka! al descubrir, mientras se daba una baño de inmersión, uno de los hallazgos que lo hizo famoso: todo cuerpo sumergido en el agua sufre un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del agua que el mismo desaloja. Hoy día parece de lo más estupido pero tampoco es así. Como homenaje a ese genio que tuvo de las suyas como incendiar desde la costa las velas de los barcos romanos que invadían el Peloponeso por medio de la concentración de los rayos solares utilizando las corazas de sus soldados, vamos a aplicar los principios para calcular la dimensión de las boyas, que, como primer escalón de la transformación, servirá además para demostrar que no es tan sencillo entender bien el concepto.
En efecto, veamos como opera la boya flotante que se encarga del suministro de la fuerza necesaria para accionar los subsiguientes mecanismos, que bien .pueden ser de origen mecánico, electromecánico, hidráulico, neumático etc. Como ejemplo ya hemos estudiado una alternativa electromecánica, nuestra Boyita, PG
gs del CD2 y una hidráulica, pero también existen alternativas neumáticas en investigación (fiordos de Suecia, Finlandia y Noruega).
La boya flota acompañando el movimiento alternativo de la onda marina originada por el viento. Ya hemos explicado la energía diaria generada por una ola de altura ho, cuyo valor diario es 5,53 ho3/2 expresado en Kilowatios hora diarios por m2 de superficie marina (Ver ) También hemos explicado el sistema de las dos anclas para accionar un alternador capaz de obtener electricidad acumulándola in situ para ser utilizada como fuente para señalización marina, alarmas sonoras, radar, ecosonda, radio faro, etc. Si se trata de bombeo, también vimos la bomba euripodinamica en la que la boya acciona un cilindro alternativo anclado en el fondo del mar, impulsando agua con presión y caudal variable. Remitimos al lector para familiarizarse con los fundamentos. En su carrera de ascenso la boya “ tira del vástago “ con una fuerza determinada por la pretensión del usuario, cuyo cálculo no forma parte de la presente nota,
La forma del flotador
Supongamos que necesitamos para nuestro dispositivo un flotador de 100 Kg de empuje. De acuerdo con Arquímedes deberíamos contar con uno capaz de desalojar 100 litros de agua al sumergirse. Imaginemos uno de Sección circular. Infinitas relaciones entre el diámetro y la altura cumplen con esa condición. Uno “chato “de gran diámetro y poca altura y otro a la inversa. Como ejemplo, uno de 1 m2 de superficie por 10 cm de altura o bien otro de 0,1 m2 por un metro de altura. Si bien es cierto que cualquiera de los dos
nos darán los 100 Kg. de empuje una vez sumergido totalmente el flotador, para el primero lo logramos con 10 cm de carrera en tanto que en el segundo necesitamos un metro de recorrido. Si la Ola tiene un metro de altura, con el primero tendremos disponibles 90 cm para efectuar el trabajo requerido en tanto que en el segundo caso no habrá recorrido ya que necesita el metro de altura de la ola solo para alcanzar los 100 Kg. necesarios
La eficiencia del Flotador
Supongamos una boya de 1 m2 de superficie y un metro de altura. Cada 10cm de inmersión significan 100 Kg. De empuje hacia arriba. El flotador acompañara, funcionando en vacío, el movimiento de la ola sin sumergirse en el agua. Recorrerá 1 metro pero en vacío sin tirar, con lo cual el trabajo es cero. Si tiramos de ella con pesos variables, responderá de acuerdo con la fuerza a que fue sometida. Por cada 100 Kg se sumerge 10cm que se restarán a la carrera efectiva en cuestión. Si la ola es de un metro y le colocamos una reacción de 100 Kg comenzara su carrera después de recorrer los 10 cm necesarios para llegar a los 100 KG. El trabajo efectuado por esa ola será 100 Kg. por 0.9 metros de recorrido, 90 kilogrametros. Yendo al extremo máximo de exigirle 1000 Kg, el flotador se sumergirá totalmente pero su carrera será nula con lo cual el trabajo será cero. El máximo trabajo se logra con 500 Kg. con lo cual el flotador se sumerge 50 cm pero recorre 50 cm de los 100 disponible efectuando un trabajo de 500 x 0,5 = 250 Kg metros. Como resumen vemos que un “tacho cualquiera “, como dice mi amigo Juan en una observación apresurada, esta lejos de cumplir los requisitos de una boya o flotador bien dimensionados.
Aunque sea obvio, agreguemos que para el cálculo de la capacidad del flotador debemos sumar su peso propio al tiro requerido.
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