Línea de investigación: DINÁMICA y CINEMÁTICA

En este área se investigan nuevos principios aplicados de generación electromagnética, para su uso en motores, generadores y transformadores de alto rendimiento. En el proyecto se recoge tanto la investigación de base en electromagnetismo y electrodinámica como el diseño de prototipos, su construcción y análisis. La generación de electricidad a partir de una fuente de energía cinética naturalmente disponible, ya sea por ejemplo el viento (energía eólica) o el curso de una corriente de agua (energía hidráulica), o incluso el movimiento de los pedales de una bicicleta, tiene dos condicionantes fundamentales que limitan su eficiencia. Por un lado, el diseño de los sistemas de captación y transmisión de la energía cinética para generar electricidad. Por otro, el diseño de los sistemas electrónicos de almacenamiento, control de potencia y liberación de la corriente. Estos dos condicionantes definen los dos tipos de problemas fundamentales para los que se requiere la formulación de soluciones innovadoras. Las hipótesis que se exploran bajo esta línea de investigación tienen en común el hecho de abordar las determinaciones geométricas que condicionan el comportamiento de las diferentes fuerzas que operan en los sistemas mecánicos. (I) En el caso del diseño del sistema de captación y transmisión de la energía cinética, lo crucial es plantear una solución que reduzca al mínimo el umbral de fuerza necesario para activar el rotor del generador, de modo que no se desaprovechen las corrientes suaves. Este umbral de fuerza está condicionado fundamentalmente por la distribución espacial de imanes y piezas ferromagnéticas en el rotor y el estator, y en qué grado esta facilita o dificulta el giro del rotor y la sucesiva formación de campos magnéticos de polaridades alternas. Asimismo, es importante optimizar la captación de la fuerza motriz, de manera que sea posible la colocación en serie de varios sistemas de generación, sin que el primero merme de forma significativa el flujo de energía cinética, de modo que pueda ser aprovechada también por los siguientes. En este caso, lo fundamental es la configuración geométrica de los elementos de captación de energía cinética, como las aspas de un molino o las palas de una noria. (II) Por otra parte, el sistema electrónico de almacenamiento, control de potencia y liberación de corriente tiene la función de compensar: (1) la falta de sincronía entre los momentos de mayor generación y los momentos de mayor consumo; y (2) la diferencia entre la cantidad de energía cinética necesaria para iniciar el movimiento del rotor y la cantidad de energía cinética necesaria para mantener el rotor en movimiento, que puede ser inferior, porque se aprovecha la inercia. La optimización de este aspecto del diseño, cuya precondición es el estudio de diferentes patrones de oscilación que están en juego, permite evitar que se pierda la energía eléctrica generada si coincide un pico de generación con un valle de demanda, y usar de la forma más eficiente posible el excedente generado para mantener en funcionamiento el sistema en los momentos en los que se pueda producir un valle de generación coincidiendo con un pico de consumo. Estas diferentes vetas de investigación se traducen en el diseño de prototipos