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El tiburón peregrino de alimentación de filtro inspira una turbina hidroeléctrica más eficiente

Buen pensamiento

Darren Quick

7 de febrero de 2011

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La turbina Strait Power inspirada en el tiburón peregrino.

El estudio de las protuberancias irregulares en las aletas de las ballenas jorobadas ya ha llevado a turbinas de viento y marea más eficientes y ahora la naturaleza es una vez más la fuente de inspiración para una turbina hidroeléctrica nueva y más eficiente. La última fuente de biomimetismo es el tiburón peregrino, que el estudiante de diseño industrial Anthony Reale ha tomado prestado para crear una "potencia estrecha", un generador de turbina impulsado por agua que las pruebas han demostrado que es 40 por ciento más eficiente que los diseños actuales.

A pesar de ser el segundo tiburón más grande en el océano, el tiburón peregrino generalmente se considera inofensivo para los humanos ya que es un alimentador de filtro. Nada con la boca abierta para tamizar el zooplancton, peces pequeños e invertebrados del agua antes de que el agua sea expulsada a través de ranuras de branquias extendidas que casi rodean toda su cabeza. Aunque este flujo de agua ayuda a la natación del tiburón, Reale reconoció que la forma del cuerpo del tiburón también jugó un papel importante.

Con la mandíbula del tiburón peregrino capaz de estirarse hasta 1, 2 metros (3, 9 pies) de ancho, se crea un diferencial de presión cuando el tiburón nada. Al igual que con las alas de un avión, la presión del agua es mayor a lo largo del fondo recto, mientras que la superficie curva del cuerpo del tiburón aumenta la distancia que debe recorrer el agua, lo que resulta en una menor presión en la parte superior del tiburón.

Este diferencial de presión ayuda a sacar el agua de las agallas del tiburón peregrino y permite que el tiburón peregrino sea solo un tiburón alimentador de filtro que depende únicamente del flujo pasivo de agua a través de su faringe para alimentarse. Otros tiburones, el tiburón ballena y el tiburón megamouth, ayudan al proceso por succión o bombeando activamente el agua en sus faringe.

Con esto en mente, Reale diseñó su turbina "Strait Power" con una doble boquilla convergente o una abertura dentro de una abertura. El agua ingresa a la turbina a través de la primera abertura y la segunda boquilla, como las branquias del tiburón, comprime el agua y crea una zona de baja presión para extraer el agua y generar más energía.

A Reale se le ocurrió el diseño para su proyecto principal en el College for Creative Studies (CCS) en Detroit y recientemente tuvo la oportunidad de probarlo en el Laboratorio de Hidrodinámica Marina de la Universidad de Michigan (UM). Los investigadores de la UM con quienes colaboró ​​Reale estaban interesados, ya que habían estado trabajando en algo similar para proporcionar energía a los campos de investigación remotos en Alaska.

Sometido a 200 horas de pruebas en el tanque de remolque de 100 metros de largo (91 m), 22 pies de ancho (6, 7 m), 10 pies de profundidad (3 m) de UM, 900 libras de Reale El modelo de turbina (408 kg) hecho principalmente de madera, atornillados y sellados con pintura marina salió golpeado y magullado. Pero los resultados fueron prometedores: los investigadores dijeron que el diseño mejoró la potencia de salida de una sola hoja en alrededor del 40 por ciento, una cifra que Reale espera mejorar con las versiones futuras.

Reale ha presentado una patente para la tecnología y ha diseñado cinco usos comerciales potenciales del sistema Strait Power que van desde una versión portátil y plegable para cargar pequeños dispositivos eléctricos diseñados para uso militar y en exteriores, hasta versiones industriales con 10 pies (3 m). ) Hojas de diámetro para alimentar generadores eléctricos de alta potencia de 40, 000 vatios y más.

A través de designboom

Una turbina hidroeléctrica de potencia recta

Se está probando el modelo de turbina Reale 's Strait Power en la UM

La turbina Strait Power inspirada en el tiburón peregrino.

El agua entra en la boca del tiburón peregrino y se expulsa a través de sus branquias

Caudal de agua del aerogenerador del estrecho.

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