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lunes, 7 de abril de 2025

La maravilla de la ingeniería de 1928: la turbina espiral alemana de 9000 caballos de fuerza

 

La maravilla de la ingeniería de 1928: la turbina espiral alemana de 9000 caballos de fuerza

 

En 1928, en el apogeo de la innovación industrial, un proyecto de ingeniería pionero capturó la imaginación del mundo. Alemania, líder mundial en ingeniería de precisión, se embarcó en una ambiciosa tarea: construir una turbina en espiral de 9.000 caballos de fuerza para una central hidroeléctrica noruega. Esto no fue sólo una hazaña de ingenio mecánico. Era un testimonio de la audaz visión de aprovechar las fuerzas naturales para alimentar una nueva era de progreso industrial.

 



   Turbina Francis

Esta turbina fue desarrollada por James Bicheno Francis. La función de la turbina Francis es, principalmente, generar electricidad con la ayuda de un generador solidario con su eje. La turbina Francis es el tipo más común de turbina que se instala en las plantas de generación de energía que funcionan sobre la base del flujo de masa de agua a través de una planta de producción. En contraste con la turbina Pelton, la turbina Francis funciona en su mejor momento completamente llena de agua en todo momento.




 

 

Ajuste de la Etapa: Una necesidad de energía

A principios del siglo XX, la energía hidroeléctrica se estaba convirtiendo en una piedra angular de la infraestructura energética en todo el mundo. Noruega, con su abundancia de ríos y cascadas, se situó a la vanguardia de esta revolución de las energías renovables. Sin embargo, la creación de la infraestructura necesaria para transformar el agua en electricidad necesaria. Aquí es donde entró en juego la destreza de ingeniería de Alemania.

Alemania, famosa por su maquinaria innovadora, se encargó de diseñar y construir una turbina que satisficiera las inmensas demandas energéticas de las industrias en crecimiento de Noruega. El resultado fue nada menos que extraordinario: una turbina en espiral que establecería nuevos puntos de referencia en eficiencia y producción de energía.

 

La turbina de la espiral: un monumento a la innovación

Esta turbina de 9.000 caballos de fuerza no sólo era poderosa; era una maravilla de precisión de ingeniería. Su diseño en espiral único fue elaborado para maximizar la eficiencia del flujo de agua, asegurando que cada gota de agua precipitada se tradujera en energía utilizable. En ese momento, las turbinas de este tamaño y capacidad eran prácticamente inauditas, haciendo de este proyecto un faro de progreso tecnológico.

 

    Salida de alimentación: La turbina contaba con una producción de 9.000 caballos de fuerza, una cifra monumental para la época. Para poner esto en perspectiva, tenía suficiente energía para alimentar toda una ciudad industrial.

    Eficiencia de diseño: El diseño en espiral representó un salto hacia adelante en la tecnología de turbina, reduciendo la pérdida de energía y mejorando la producción hasta en un 20% en comparación con los diseños tradicionales.

    Tamaño y peso: Midiendo varios metros de diámetro y pesando decenas de toneladas, la turbina fue una de las máquinas más grandes jamás construidas en su tiempo.

 

El proceso de construcción requirió una atención sin precedentes a los detalles. Los ingenieros trabajaron incansablemente para asegurar que los componentes encajaran con una precisión perfecta, ya que incluso el más mínimo error podría comprometer el rendimiento de la turbina. La maquinaria fue transportada entonces a Noruega, un desafío de ingeniería en sí misma, dado su tamaño y peso masivos.

 

 



 La conexión de Noruega: una colaboración transfronteriza

El abrazo de Noruega a esta turbina de la ingeniería alemana puso de relieve el creciente espíritu de colaboración internacional en la era industrial. Si bien Alemania trajo tecnología y conocimientos técnicos de vanguardia, Noruega proporcionó los recursos naturales y la infraestructura necesarios para desplegarla. Juntos, demostraron cómo dos naciones podían unirse para traspasar los límites de la innovación.

 La turbina se instaló en una de las centrales hidroeléctricas clave de Noruega (Nore I), donde se convirtió en parte integral de la red de energía del país. Esta colaboración no sólo proporcionó a Noruega la energía que necesitaba para industrializar, sino que también cimentó su posición como líder en el legado de energía renovable que continúa hasta el día de hoy.

La central hidroeléctrica de Nore es una central hidroeléctrica situada en el municipio de Nore og Uvdal en Buskerud, Noruega. La planta más antigua, Nore I, opera con una capacidad instalada de 206 MW, con una producción anual media de 1.110 GWh. La planta Nore II tiene una capacidad instalada de 52 MW, con una producción anual media de 314 GWh.

 


 Impacto en la energía renovable

Una vez operativa, la turbina transformó el panorama energético noruego. Proporcionó electricidad fiable tanto a las industrias como a las comunidades, estimulando el crecimiento económico y mejorando la calidad de vida. Pero su impacto no se detuvo ahí. Este proyecto se convirtió en un modelo para futuros desarrollos en energía hidroeléctrica, demostrando el potencial de la ingeniería para aprovechar las fuerzas naturales a una escala sin precedentes.

 

Algunos resultados clave incluyen:

    Liderazgo de Energía Renovable: Noruega sigue siendo uno de los principales productores de energía hidroeléctrica del mundo, con más del 90% de su electricidad procedente de fuentes renovables.

    Avances tecnológicos: La turbina en espiral inspiró innovaciones posteriores en el diseño de turbinas, influyendo en la producción de energía en todo el mundo.

    Crecimiento económico: El suministro de energía fiable permitió la expansión industrial, creando empleos e impulsando la economía de Noruega.

 

Un legado de la innovación

Mirando hacia atrás casi un siglo después, la turbina en espiral de 1928 se erige como un símbolo del ingenio humano y el poder de la cooperación internacional. Mostró cómo se podía aprovechar la tecnología para abordar los desafíos del mundo real, sentando las bases para un futuro sostenible.  Hoy en día, a medida que el mundo lidia con el cambio climático y la necesidad de energía limpia, esta turbina sirve como recordatorio de lo que es posible cuando la visión y la innovación se alinean. Las lecciones de este proyecto siguen inspirando a ingenieros, políticos y ambientalistas que se esfuerzan por construir un mundo más sostenible.

 

Datos claves

    9.000 caballos: La turbina estaba entre las más poderosas de su época, revolucionando la producción de energía.

    Diseño de Espirales: Un enfoque innovador que maximizaba la eficiencia y minimizaba la pérdida de energía.

    Colaboración transfronteriza: Un esfuerzo conjunto entre Alemania y Noruega que subrayó el potencial de las alianzas internacionales.

    Legado de Energías Renovables: Este proyecto sentó las bases para el liderazgo de Noruega en energía hidroeléctrica, que todavía alimenta más del 90% del país hoy en día.

 

Un hito en la historia de la ingeniería

El proyecto de turbina en espiral de 1928, fue más que un éxito de ingeniería. Fue una historia de visión, colaboración y determinación. Demostró al mundo que con las herramientas y la mentalidad adecuadas, incluso se podían alcanzar los objetivos más ambiciosos. Mientras continuamos explorando nuevas formas de aprovechar las energías renovables, el legado de esta notable turbina nos recuerda que la innovación siempre ha sido y seguirá siendo la fuerza motriz detrás del progreso.

 

Fuente: https://engineerine.com/1928-germanys-9000-horsepower-spiral-turbine/

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                          2025.-

viernes, 4 de abril de 2025

El ferry eléctrico (destinado a Argentina) más grande del mundo comenzará sus pruebas

 

El ferry eléctrico más grande del mundo comenzará sus pruebas oceánicas en aguas australianas en Mayo.

 

Por: Rachel Williamson, periodista científica y económica, especializada en temas de salud y medio ambiente relacionados con el cambio climático.

 

¿Cómo se transporta un ferry eléctrico construido para viajes de 100 millas náuticas a través del Pacífico? En otro barco mucho más grande, por supuesto.

El que será el ferry eléctrico más grande del mundo comenzará sus pruebas oceánicas cerca de Hobart en Mayo, antes de ser entregado a su nuevo hogar en Argentina a finales de año.

 


Pero mientras que los ferrys propulsados ​​por GNL pueden cargarse con pilas de combustible, la historia es diferente para un buque construido para viajes de hasta 100 millas náuticas, afirma Stephen Casey, director ejecutivo de la empresa familiar tasmana Incat, uno de los principales fabricantes de ferrys del mundo.

 "Creo que la mejor opción es un buque de carga pesada", declaró a The Driven esta semana en una entrevista.

Incat entró en el mercado eléctrico durante la pandemia de COVID-19. Su cliente sudamericano, el operador de ferry Buquebus, tuvo que pausar un pedido debido al desplome del número de pasajeros, y el retraso brindó a ambas compañías la oportunidad de experimentar.

 “La decisión fue prácticamente forzada. Habíamos comenzado a diseñar y construir este buque propulsado por GNL cuando llegó la COVID-19. Buquebus prácticamente cerró de la noche a la mañana”, dice Casey.

“Tuvimos tiempo para innovar. Consideramos un híbrido, que es una opción de menor riesgo considerando la infraestructura portuaria y la capacidad de recarga, pero en este caso Buquebus tiene el control de sus propias terminales de ferry en Argentina y Uruguay, lo que les permite construir su propia infraestructura de carga”.

 El resultado fue el Hull 096, un buque que cumplía con los requisitos de ligereza y velocidad de Incat, pero que sustituyó un motor de GNL por un sistema de baterías de iones de litio de 250 toneladas.

“Al pasar a un buque más electrificado… seguimos teniendo la ventaja de ser ligeros, lo que significa que consumimos menos energía para movernos”, afirma.

 El principal reto fue mantener la visión de diseño de la compañía de ofrecer altas velocidades y bajo peso: necesitaban la batería, los cuadros de distribución, los motores y los cables adecuados para lograr un intercambio de peso equivalente.

 Finalmente, Incat logró construir un ferry ligeramente más ligero con un sistema de baterías de 40 megavatios hora (MWh) que el motor de GNL original.

 Se botará en Mayo y se someterá a las pruebas finales y a un acondicionamiento que incluirá una planta entera dedicada a una tienda libre de impuestos, antes de embarcarse a Sudamérica a finales de año.

 Y aunque Incat acaba de construir un ferry con el sistema de baterías más grande de la historia, el ferry de mayor tamaño (en términos de espacio de cubierta) es un buque de fabricación turca que transporta pasajeros por la costa noruega.

El Hull 096 tiene 78 metros de eslora, pero puede navegar a una velocidad de hasta 27 nudos con un máximo de 2100 pasajeros y 225 vehículos.

 El BastøElectric tiene 145 m de eslora, pero con una batería de 4,3 MWh, solo puede transportar 600 pasajeros y 200 coches por los fiordos noruegos.

 

Los puertos deben estar preparados.

 El mercado de ferries totalmente eléctricos está emergiendo lentamente, principalmente en Europa, donde existen incentivos para la descarbonización y sanciones para quienes no lo hacen.

Dinamarca, en particular, aprobó leyes este año que aplicarán un impuesto al carbono a los buques que navegan por sus aguas, el cual se implementará gradualmente durante los próximos cinco años.

La dificultad para los operadores de ferries que desean cambiar a la electricidad reside, por supuesto, en el suministro eléctrico en los puertos.


 “La limitación constante que debemos afrontar es el suministro eléctrico a los puertos, para que los operadores de buques se aseguren de tener una recarga fiable en el puerto”, afirma Casey.

 Los puertos europeos están instalando infraestructura de carga y algunos operadores están instalando sus propias baterías de respaldo para buques eléctricos.

Alrededor del 35% de los principales puertos transeuropeos están equipados con suministro eléctrico en tierra, con un total de 407 amarres, según la Agencia Europea de Medio Ambiente.

 Pero esto también significa que el mercado para compradores reacios al riesgo sigue siendo el de los híbridos.

Incat está centrando su atención en este aspecto, pero también posibilitando en el futuro la sustitución sencilla del motor de GNL por uno de batería.

Actualmente está diseñando un ferry híbrido eléctrico para la empresa danesa DFDS.