Ideas de perfeccionamiento del INVELOX de Sheerwind

Hace solamente 3 días escribí esto:

"Dicen que la creatividad disminuye con la edad. Seguramente es cierto. Pero también es cierto que yo no he parado de generar ideas propias a pesar de que ya no soy un bebé."

Haber escrito sobre el INVELOX parece que me despertó alguna zona ociosa del cerebro, pues se me ocurrió otra idea al respecto, la cual podría mejorar considerablemente las capacidades de generación. Para poder explicarla bien, les presento dos imágenes para recordar cómo es la estructura del INVELOX y cómo se comporta el flujo de aire.

Inforgrafía del funcionamiento del INVELOX

Simulación del flujo de aire en el INVELOX

Como se puede observar, el viento de las alturas es concentrado y acelerado en la estructura del INVELOX. Una vez que el aire atraviesa la zona de generación (zona roja) cae en un difusor cuya función es disminuir la velocidad del viento antes de retornar al medio ambiente. 

La pregunta que me surgió pensando en ese "desperdicio" fue la siguiente: ¿por qué colocar un difusor y esforzarnos en disminuir la velocidad del viento para "desperdiciarlo" a nivel del suelo, en lugar de aprovechar la velocidad que lleva y acelerarlo aún más devolviéndolo hacia arriba?

Inmediatamente se me ocurrió que podía unir en una misma estructura mi idea inicial de "bajar el viento" con mi idea posterior de "subir el viento". Cuando llegué a la casa el 20 de febrero por la noche, dibujé en uno de mis cuadernos de "inventos" la imagen que acabo de fotografiar y que les muestro a continuación:

Bosquejo de las ideas de perfeccionamiento del INVELOX

Sobre esta imagen quiero destacar varias cosas: 

1) En algún momento de mi vida decidí ponerle fecha a los bosquejos que hago, lo cual me ha ayudado a hacer estudios comparativos de la evolución de mis ideas.

2) La nota de la izquierda dice: "Quizás se deba bajar el tubo de arriba hasta dentro del conducto principal". ¿Por qué me pregunto eso? Pues porque no sé cómo están hechos los INVELOX en la realidad. En las fotografías y videos que he logrado ver no se aprecia cómo termina el embudo superior. Según la siguiente imagen, que lleva el logotipo de SHEERWIND, todo parece indicar que el embudo superior termina a la altura donde comienza el embudo inferior.

INVELOX de SHEERWIND

En mi modesta opinión, quizás esto no sea lo más óptimo, y por eso me hago esa pregunta en mi bosquejo. Si el final del embudo superior entrara un poco dentro del embudo inferior, los flujos se "ayudarían", es decir, un flujo "jalaría" al otro, como ocurre en los ventiladores Dyson que tanto impactaron al mundo cuando salieron a la venta, porque no tienen aspas. Para los que no conocen esos ventiladores, les dejo una infografía que explica cómo funcionan.

Infografía del funcionamiento de los ventiladores Dyson

Como se puede ver, el viento que sale del aro "jala" al aire circundante y lo empuja a través del aro. Opino que se lograría el mismo efecto si el embudo superior del INVELOX entrara un poco en el embudo inferior.

Por lo visto, no soy el único que piensa así. Cuando escribí la nota en mi bosquejo no había hecho una búsqueda sobre ese tema concreto. Hoy encontré las siguientes imágenes, las cuales parecen indicar que otros investigadores ya trabajan sobre la idea.

3) Casi de lo mismo habla la nota de la derecha en mi bosquejo, la cual reza: "Habría que ver hasta donde debe entrar el tubo interior". ¿Por qué me pregunto eso? Pues porque para mí está claro que el tubo de la zona de generación debe entrar en el embudo inferior de la derecha, pero no sé hasta qué altura sería más conveniente elevarlo, pues al final de los embudos hay un difusor para disminuir la velocidad del viento de salida, y si el tubo central sube mucho dentro de los embudos, entonces será muy difícil desacelerar el viento de salida.

4) En cuanto a la nota central, ésta es especialmente importante. La nota dice: "Los generadores del INVELOX pueden sustituirse por otros con los enrollados por fuera, tipo rueda de bicicleta". Ya me imagino a algunos preguntándose si me volví loco. ¿Qué es eso de generadores tipo rueda de bicicleta? Pues otras de las ideas que alguna vez tuve y que vi posteriormente llevada a la realidad. 

Navegando por Youtube descubrí que algunas personas habían ideado utilizar las ruedas de bicicletas para hacer las "aspas" de sus generadores. Acá les dejo algunas imágenes.

Como se puede ver, la idea consiste en utilizar los rayos para crear las aspas y unir el eje de la rueda al generador (para los que sientan la tentación de reírse de semejantes ideas, les aconsejo que no lo hagan, pues corren el riesgo de quedar en el ridículo). 

En base a esas ideas, se me ocurrió que podrían mejorarse esos proyectos si en lugar de conectar los generadores al eje de la rueda, convirtiéramos la rueda misma en el rotor del generador. O sea, mi idea consistía en colocarle imanes de neodimio o bobinas al aro de la rueda, y hacer una segunda estructura alrededor del aro donde estarían colocadas las bobinas del estator. ¡Cuál fue mi alegría al descubrir que a algunos inventores ya se les había ocurrido la idea y la estaban realizando de manera artesanal!

Al parecer, la idea tuvo su impacto a nivel de las grandes corporaciones, porque compañías de renombre como HoneyWell y otras sacaron a la venta generadores basados en esa idea.

Pues bien, mi tercera nota sobre el perfeccionamiento del INVELOX se refiere precisamente al uso de este tipo de generadores y no de los generadores tradicionales tipo ventilador que se usan en el INVELOX en la actualidad. Hoy en día, la zona de generación se transporta hasta los lugares donde se instalará el INVELOX y dentro de ella se colocan de uno a tres generadores tradicionales, como se observa en las fotografías. 

Transporte de la zona de generación del INVELOX

Zona de generación del INVELOX

Tres generadores ubicados dentro de la zona de generación del INVELOX

Opino que si, en lugar de ellos, se colocaran generadores tipo rueda de bicicleta, la eficiencia del sistema aumentaría sobremanera. Además, pienso que también deberían colocarse estructuras fijas entre los generadores para destruir las turbulencias y hacer que el flujo vuelva a ser más o menos laminar antes de entrar al próximo generador. 

Resumiendo mis ideas de perfeccionamiento del INVELOX de SHEERWIND:

1) No desacelerar el viento de salida del INVELOX, sino adicionarle una estructura de embudos dirigidos hacia arriba para acelerar aún más el viento de salida. Esto aumentaría la fuerza del viento en la zona de generación. Al final del trayecto habría un difusor para devolver el viento a baja velocidad al medio ambiente.

2) Cambiar los generadores tradicionales tipo ventilador de la zona de generación por generadores tipo rueda de bicicleta. 

3) Colocar entre los generadores estructuras fijas para que el viento turbulento que sale de un generador tome forma laminar antes de entrar al siguiente generador.

4) Alargar el extremo del embudo superior para que quede dentro del embudo inferior (si es que no se está haciendo ya).

Bueno, por ahora me despido. Mis saludos a todos

Uno de mis proyectos eólicos y el INVELOX de SHEERWIND

Siempre he tenido ideas propias, desde niño siempre he estado inventado cosas...

El "invento" más viejo que recuerdo lo hice cuando tenía como 8 años. En los años 70, los niños cubanos se la pasaban empinando chiringas, jugando a las bolas, o se hacían arcos y flechas o tirachapas.

El tirachapas consistía en una tablita a la que se le clavaba una liga en una de las puntas y un clavito en uno de sus cantos. Uno colocaba una tapa de botella en el clavito, estiraba la liga y la colocaba detrás de la chapa. Cuando querías disparar la chapa, simplemente la levantabas con un dedo y ésta salía impulsada por la liga. (Hice un intento de conseguir alguna imagen de un tirachapas en Google, pero nada, así que decidí dibujar uno en SolidWorks para quienes no entendieron mi burda explicación.)

Los tirachapas más sofisticados tenían un gatillo lateral para disparar la chapa.

Pues resulta que en algún momento yo me pregunté: ¿y no se puede hacer que el tirachapas pueda cargar varias chapas a la vez? Así fue como se me ocurrió mi primer "invento" que yo recuerde, que fue no utilizar el canto de la tabla, sino su lado ancho para poner dos clavitos en la tabla y un gatillo a cada lado, y así podría cargar dos chapas y dispararlas juntas o por separado.

Luego comprendí que podía disparar 4 chapas usando los mismos dos gatillos: solamente debía colocar 2 chapas por un lado de la tabla y 2 chapas por el otro lado. Así fue como me convertí en el jefe de la "pandilla" porque tenía el tirachapas con mayor capacidad de fuego ))

Dicen que la creatividad disminuye con la edad. Seguramente es cierto. Pero también es cierto que yo no he parado de generar ideas propias a pesar de que ya no soy un bebé. Y es muy gratificante el hecho de que muchas de esas inspiraciones que he tenido, las haya visto posteriormente plasmadas en la realidad.

Desde que me instalé en Venezuela por allá por el 2009 empecé a interesarme por la generación de energía mediante fuentes alternativas y he tenido un sinnúmero de ideas que abarcan desde lo eólico y lo solar, hasta el uso de las olas marinas y el hidrógeno.

Estando de vacaciones en Rusia en 2012, me vino una idea relacionada con la generación de energía utilizando la fuerza del viento.

Normalmente, los vientos son más fuertes y estables a partir de ciertas alturas. Es por eso que los generadores eólicos tradicionales nos recuerdan unos ventiladores gigantescos. La colocación de los generadores a tales alturas trae consigo una serie de dificultades ingenieriles, por eso siempre ha existido la siguiente interrogante: ¿cómo aprovechar los vientos de las capas altas pero a la vez mantener el sistema de generación al nivel del suelo?

La respuesta que encontré repentinamente cuando me iba a dormir después de haber disfrutado unos cuantos tragos de vodka con mis familiares rusos fue: obliguemos al viento a bajar al nivel del suelo. ¿Y cómo hacerlo bajar? Pues colocando una especie de trampas que obliguen al viento a moverse en una sola dirección: hacia abajo.

Al instante caí en cuenta de que los generadores eólicos tradicionales aprovechan solamente el viento que viene de frente al plano de las aspas, mientras que las trampas de viento que se me habían ocurrido podrían aprovechar el viento proveniente de cualquier dirección, es decir, abarcarían los 360 grados.

Nervioso por la nueva idea, decidí hacer un modelo con lo que tenía a mano a esas horas de la noche, o sea, papel y cinta adhesiva. Recorté las piezas y las uní como pude, lo que me permitió comprobar que, en efecto, cuando yo soplaba hacia aquel adefesio de papel, el viento era recogido y redirigido hacia abajo. A continuación les presento unas fotos de aquel improvisado experimento nocturno.

La parte inferior del sistema no la hice de papel porque ya era muy adentrada la noche y para mí era evidente que había que "entubar" el viento y dirigirlo hacia un costado, aplicando efecto Venturi para acelerarlo y lograr mayor generación.

Dos años más tarde, cansado ya de dibujar en papel las ideas que se me ocurrían constantemente, decidí aprender de manera autodidacta algún programa moderno de diseño, y escogí el SolidWorks 2014, que me ha servido de mil maravillas para diseñar mis loqueras. Así surgió mi primer bosquejo del concentrador de aire:

Acá quiero destacar cuatro cosas:

1) Aunque mi idea inicial era "bajar el viento hasta la tierra", después decidí que quizás sería mejor hacerlo subir, para aprovechar el efecto chimenea y acelerar aún más el flujo de aire. Por eso todos los diseños los he hecho dirigiendo el aire hacia arriba. Además, dirigiendo el flujo de aire hacia arriba, la estructura diseñada podría formar parte armoniosa de un edificio de viviendas u oficinas, con lo cual los edificios podrían generar una parte o toda la electricidad que utilizan.

2) En todos los diseños he utilizado múltiples hélices, aunque en realidad puede utilizarse solamente una sola. Todo depende del sistema de generación eléctrica que se decida utilizar a la hora de realizar el proyecto real.

3) Aunque en estos diseños se propone colocar la o las hélices en las alturas, el sistema de generación eléctrica puede estar a nivel del suelo.

4) En ninguno de los diseños dediqué tiempo a dibujar ni los sistemas de generación eléctrica ni los Venturi para acelerar el flujo de viento, porque siempre he estado concentrado en dejar plasmados los mecanismos de redireccionamiento de los vientos.

La segunda versión la realicé pensando en convertir el concentrador eólico en una estructura modular que pudiera ser aumentada o disminuida según las necesidades tanto de generación como de mantenimiento. La zona vacía en el inferior de la estructura puede utilizarse para la instalación de los generadores, etc.

Acá les dejo una imagen más detallada de cómo podrían ser los módulos.

Por último, a inicios de 2017 decidí realizar un experimento real, pues conseguí una azotea con vientos más o menos estables. Para esa ocasión inicié un diseño de bajo costo con materiales disponibles y reciclados. Toda la estructura ocuparía área de un metro cuadrado y la altura sería de algo más de dos metros, pues no necesitaba más altura en vista de la estabilidad de los vientos en la azotea. Tenía en planes utilizar una sola hélice con un diámetro de 0,9 m, o sea, como las de un ventilador de techo. El proyecto no se pudo llevar a la práctica, pero la idea quedó plasmada.

¡Cuál sería mi sorpresa y alegría cuando a finales de 2017 me enteré de la existencia de un proyecto de SHEERWIND denominado INVELOX que consiste EXACTAMENTE en la idea que tuve inicialmente de bajar el viento a tierra! Acá les dejo algunas imágenes.

Especialmente interesante es la última imagen, pues es una propuesta de introducir los INVELOX en los urbanismos sin que afecten visualmente la arquitectura local.

Considero que éste es un camino correcto para la generación de energía eólica. Aunque las estructuras parezcan sofisticadas a primera vista, tienen muchas superioridades sobre los sistemas tradicionales, incluyendo la influencia sobre el medio ambiente. Sólo quiero señalar que sigo pensando que es mejor redirigir el viento hacia arriba, y no hacia abajo, para aprovechar el efecto chimenea y acelerar aún más el viento.

Esperemos que estos proyectos prosperen, para ver si nuestra Pachamama se recupera poco a poco de los estragos que le hemos causado por nuestra desenfrenada carrera tecnológica.