Con innovaciones provenientes de la aeronáutica aplicadas a la generación de energía hidráulica, Mauro Grioni, ganador de la Distinción Franco-Argentina en Innovación 2024 en la categoría Junior, trabaja en el desarrollo de turbinas hidrocinéticas capaces de abastecer la demanda energética de bodegas, fincas aledañas, y residencias adyacentes, e incluso conectarse al sistema interconectado nacional.

La iniciativa presenta un amplio potencial de replicabilidad en otras regiones del país.

Frente a la creciente demanda de energías limpias, la necesidad de diversificar la matriz energética y reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2), el becario posdoctoral del CONICET Mauro Grioni impulsa un proyecto destinado a aprovechar una fuente viable y subutilizada de generación eléctrica: los más de 12 mil kilómetros de canales de riego destinado a cultivos y viñedos en la provincia de Mendoza. Para ello, trabaja en el diseño de una turbina hidrocinética (THC), una iniciativa que lo hizo merecedor de la Distinción Franco-Argentina en Innovación 2024 en la categoría Junior en su 8° edición organizada por el CONICET y el Institut français d’Argentine – Embajada de Francia con el apoyo de la empresa TotalEnergies Argentina.

“Estos canales, mayormente destinados al riego de cultivos y viñedos, podrían utilizarse para abastecer la demanda energética de bodegas, fincas, y las viviendas cercanas, e incluso conectarse al sistema interconectado nacional”, explica Grioni, un ingeniero aeronáutico que impulsa el proyecto desde el Instituto de Mecánica Estructural y Riesgo Sísmico (IMERIS) con sede en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Cuyo.

La utilización de las THC permitiría generar energía localmente, reduciendo así la necesidad de transporte desde grandes centros de producción, lo que disminuiría las pérdidas por transmisión y contribuiría a la descentralización de la producción energética. “Además, las THC no requieren de grandes obras civiles para su instalación, lo que reduce considerablemente los costos de implementación y minimizaría el impacto ambiental en comparación con otros sistemas de generación hidráulica”, destaca Grioni.

Aporte de la aeronáutica a la energía hidráulica

El prototipo de THC, diseñado por Grioni, se basa en la incorporación de winglets (dispositivos de punta alar) en los extremos de los álabes del rodete, parte de la turbina encargada de transformar la energía cinética del agua en energía mecánica de rotación. “Los winglets son una innovación de la aeronáutica que permitió que las aeronaves mejoren su rendimiento aerodinámico al reducir los vórtices de punta, logrando reducir el consumo de combustible y aumentar el alcance del avión. Por otra parte, estos dispositivos demostraron ser una innovación probada en turbinas eólicas al mejorar la eficiencia hasta un 10 por ciento. En el caso de las THC, se espera que su aplicación genere aumentos aún mayores en la eficiencia, debido a que el flujo confinado en canales puede potenciar estos beneficios”, explica el becario posdoctoral del CONICET.

El diseño del prototipo de THC está siendo validado y optimizado mediante simulaciones de dinámica de fluido computacional (CFD), considerando tanto las geometrías de los canales como las condiciones de operación. “Este trabajo, enfocado en simulaciones numéricas, proporcionará la base para futuras implementaciones en condiciones reales. Por otro lado, materializaremos el diseño en un prototipo funcional para su ensayo en un canal de agua experimental para hacer los ajustes necesarios. La siguiente fase será buscar financiamiento para la construcción de prototipos a escala real, así como colaboraciones con instituciones académicas y agencias gubernamentales para validar la tecnología en canales de riego reales”, indica Grioni. Y continúa: “Con el prototipo validado y optimizado, el objetivo en el mediano plazo (3 a 5 años) es introducir esta tecnología en el mercado, mediante alianzas con gobiernos locales, cooperativas agrícolas, entes energéticos y organismos encargados de la gestión de canales de riego”.

Para Grioni, la instalación de THC en canales de riego permitiría promover el abastecimiento local de fuentes de energía renovables y contribuir en una matriz energética más diversificada. Y agrega: “Esto permitirá que tanto usuarios independientes como empresas privadas (bodegas e industrias) puedan cubrir parte de sus consumos energéticos sin depender completamente de la red, y que además las empresas distribuidoras y generadoras de energía incrementen la oferta eléctrica para sus clientes en la región. También dinamizaría la industria aportando un nuevo producto con potencialidad de producción local”.

Si bien el enfoque inicial es el aprovechamiento de los canales de riego, el proyecto liderado por Grioni presenta un alto potencial de replicabilidad. “El diseño de las THC puede adaptarse para operar en otras regiones con características similares, y en un futuro, su aplicación podría extenderse a corrientes marinas costeras”, subraya.

Estadía con líderes en energías renovables de Francia

Además de recibir un monto de tres mil euros para el proyecto, la Distinción Franco-Argentina en Innovación 2024 en la categoría Junior incluyó un subsidio para una estadía de investigación en un laboratorio, universidad, centro de investigación, polo tecnológico y/o empresa de base tecnológica radicada en Francia que desarrolle temas relacionados al proyecto ganador.

Grioni visitó el Centro de Investigación y de Ensayos de Maquinaria Hidráulica de Grenoble (CREMHyG) que posee una instalación dimensionada para realizar ensayos en modelos a escala de turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bomba, y por otro lado el Instituto Pprime, un centro de investigación especializado en Física e Ingeniería vinculado a la Universidad de Poitiers.

“La conexión con el ecosistema francés representó una oportunidad estratégica para enriquecer el proyecto asociado, dado que las instituciones que visité son referentes en innovación en tecnologías renovables y gestión de recursos hídricos”, destaca Grioni. Y concluye: “El intercambio con especialistas franceses en la materia aportó herramientas valiosas para mejorar el diseño de la THC y avanzar en la construcción del prototipo a validar en ensayos experimentales. Además, se establecieron vínculos con posibilidades concretas de colaboración a futuro”.