Los investigadores han creado una nueva herramienta de modelado que puede utilizarse para ayudar a desarrollar proyectos de energía hidrocinética basados ​​en los océanos.La herramienta se puede utilizar tanto para ayudar a diseñar tecnologías hidrocinéticas marinas más sólidas como para informar las evaluaciones de riesgos que son esenciales para asegurar el financiamiento y los permisos de proyectos comerciales.El artículo, "Modelado bayesiano y simulaciones mecánicas para la estimación de la curva de fragilidad del sistema de amarre de dispositivos hidrocinéticos marinos", espublicadoen el diarioInvestigación oceánica aplicada.

Se trata de dispositivos hidrocinéticos marinos, que convierten la energía mecánica de las mareas, las corrientes y las olas del océano en electricidad.

"Las tecnologías hidrocinéticas marinas prometen contribuir significativamente a las carteras de energía sostenible en el futuro", dice Anderson de Queiroz, coautor de un artículo sobre el trabajo y profesor asociado de ingeniería civil, de construcción y ambiental en la Universidad Estatal de Carolina del Norte..

"Sin embargo, las mismas corrientes y ondas que permiten que los dispositivos hidrocinéticos generen electricidad también pueden dañar los dispositivos duranteeventos climáticos extremos, como huracanes otormentas tropicales.Por ejemplo, las ondas generadas porfuertes vientospotencialmente podría arrancar los dispositivos de sus amarres y sistemas de anclaje".

"Los proyectos de energía hidrocinética marina son costosos de poner en marcha", dice Mo Gabr, coautor del artículo y Profesor Distinguido de Ingeniería Civil y Construcción en NC State."Si un desarrollador propone un proyecto hidrocinético marino, necesitará solicitar permisos y obtener un seguro, y ambas cosas requerirán que el desarrollador realice una evaluación de riesgos sólida. Ahí es donde entran las estimaciones de la curva de fragilidad".

Paraevaluaciones de riesgos, es importante saber cuánta fuerza pueden soportar los componentes del dispositivo hidrocinético marino antes de que se suelte del fondo del océano.Y eso es exactamente lo que puede decirle una estimación de la curva de fragilidad.Específicamente, en este contexto, una curva de fragilidad estima cuánta fuerza puede soportar un dispositivo hidrocinético marino de huracanes o tormentas antes de que se produzcan daños debido a una falla del sistema de amarre.

"Por lo tanto, una estimación de la curva de fragilidad ayuda a realizar evaluaciones de riesgos más informadas con respecto a los proyectos de energía hidrocinética marina", dice de Queiroz."Sin embargo, también le brinda información que puede utilizar para diseñar sistemas de amarre y anclaje de dispositivos hidrocinéticos marinos que sean más robustos y más capaces de soportar condiciones climáticas extremas.

"Nuestro objetivo con este trabajo, que se centró en dispositivos hidrocinéticos llamados turbinas de corrientes oceánicas, era crear un modelo que pueda hacer dos cosas", dice de Queiroz.

"En primer lugar, permitir a los usuarios determinar la estimación de la curva de fragilidad para sus proyectos en función de las características específicas de los dispositivos y sistemas de amarre y anclaje que están utilizando. En segundo lugar, incorporar un componente de simulación hidrodinámica que permita a los usuarios ver con precisión cómo responden sus sistemas a diversascorrientes y velocidades del viento. Este segundo elemento es particularmente valioso para ayudar a los diseñadores de sistemas a desarrollar dispositivos y sistemas de amarre más robustos".

Con eso en mente, los investigadores han creado un software que permite a los usuarios ingresar datos específicos asociados con sus proyectos hidrocinéticos marinos, como corrientes oceánicas,velocidades del viento, las características físicas de los dispositivos hidrocinéticos y sistemas de amarre, etc.Luego, el software se puede utilizar para determinar no sólo la probabilidad de que un sistema se libere de sus amarres en el lugar relevante, sino también cuánta corriente o velocidad del viento podría soportar la tecnología antes de que ocurra tal falla.

"Por ejemplo, podría utilizar esta herramienta para determinar si es probable que su dispositivo se suelte de su sistema de anclaje y amarre durante una tormenta de 100 años", dice de Queiroz.

"Pero también podría usar esta herramienta para modificar su dispositivo o sistema de amarre en la simulación hasta que sus características de capacidad de soporte sean capaces de soportar una tormenta de 100 años, y luego usar esa información para diseñar un sistema que tenga los atributos que proporcionarántal capacidad."

Los investigadores planean que el programa de software esté disponible gratuitamente en la plataforma GitHub.

"Esperamos que nuestro modelo sea útil para promover proyectos y tecnologías exitosos de energía hidrocinética marina que hagan contribuciones significativas a la energía renovable", dice de Queiroz.

El autor correspondiente del artículo es Víctor de Faria, quien recibió su doctorado.de NC State a principios de este año.El artículo fue coautor de Neda Jamaleddin, Ph.D.estudiante en NC State.

Más información:Victor Augusto Durães de Faria et al, Modelamiento bayesiano y simulaciones mecánicas para la estimación de la curva de fragilidad del sistema de amarre de dispositivos hidrocinéticos marinos,Investigación oceánica aplicada(2024).DOI: 10.1016/j.apor.2024.104243