Un prototipo de turbina eólica, diseñado por un centro de investigación guipuzcoano para actuar en las difíciles condiciones ambientales de Marte, acerca la posibilidad de utilizar el viento del planeta rojo como generador de energía eléctrica en futuras misiones de exploración espacial.
El centro tecnológico vasco Tekniker, responsable de la fabricación de este prototipo para la Agencia Espacial Europea (ESA), ha dado a conocer este proyecto en una nota de prensa tras validarlo “en una amplia gama de campañas de pruebas” desarrolladas en sus instalaciones de Eibar (Gipuzkoa).
Esta turbina eólica “marciana”, la primera de estas características, ha sido desarrollada desde 2021 en el marco del proyecto 'Horace', financiado por la ESA que además ha facilitado su testeo en el túnel de viento de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), una instalación “única” para simular las condiciones ambientales del planeta rojo.
Condiciones de Marte
De esta manera, el prototipo ha sido probado con rachas de viento de entre 26 y 16 metros por segundo y una presión atmosférica de entre 8 y 16 milibares, condiciones habituales en Marte.
El aerogenerador, de una potencia electroestática máxima de 15 kilovatios y que funciona a una velocidad de entre 50 y 432 revoluciones por minuto, podría aumentar un 31 % la generación de energía en el ambiente de este planeta en comparación con la atmósfera terrestre.
Además, cuenta con un mecanismo rotatorio y presurizado que permite el movimiento del eje y evita la entrada de polvo mediante un elemento de sellado.
El investigador y responsable del sector espacial de Tekniker, Borja Pozo, explica que esta iniciativa “busca aprovechar el entorno del planeta para convertir la energía mecánica del viento en electricidad y contar así con una fuente de energía eólica auxiliar a las células solares que se emplean habitualmente”.
Suministro constante
De esta forma, aclara, se podrá obtener “un suministro de energía constante y confiable” que resulta “fundamental para las misiones espaciales y la habitabilidad en un territorio como Marte”.
El equipo que ha diseñado la turbina “se ha basado en una tecnología relativamente nueva y prometedora para ser empleada en el espacio, como es la energía triboeléctrica”.
Recuerda en este sentido que “los generadores electromagnéticos habituales tienen limitaciones para la exploración planetaria debido, principalmente, a su gran peso, lo que provoca elevados costes de lanzamiento”.
“En este proyecto -añade- hemos investigado como alternativa los generadores triboeléctricos, que cuentan con un menor peso y volumen y permiten hacer las misiones más eficientes y económicas”.
Materiales triboeléctricos
Esta tecnología se basa en la producción de la energía a través de la fricción y ha requerido el desarrollo y testeo de una combinación de materiales triboeléctricos avanzados que cuentan con excelentes propiedades” para su desempeño en las condiciones extremas de Marte.
“Hemos seleccionado para el prototipo el aluminio, el recubrimiento 'Diamond Like Carbon' (DLC) y el teflón modificado debido a su mayor densidad de potencia, así como a su uso potencial como lubricantes y películas sólidas en el entorno marciano”, detalla Pozo.
El trabajo de investigación desarrollado por Tekniker, así como su conocimiento en el ámbito de los recubrimientos y los materiales, ha permitido optimizar la arquitectura de la turbina para resolver las limitaciones en cuanto a resistencia a la abrasión, capacidad de lubricación, durabilidad y envejecimiento, hasta lograr “más de dos millones de ciclos de funcionamiento nominal” con este primer prototipo.
Gracias a esta innovadora turbina, la ESA dispondrá a partir de ahora de “un conocimiento esencial para definir la hoja de ruta de industrialización de este novedoso sistema de generación energética”.
Entre los próximos pasos de la investigación figura ahora la optimización del diseño de la turbina y nuevas campañas de pruebas hasta demostrar el correcto funcionamiento del modelo para el entorno y condiciones de Marte.
