29/02/2024
Generador MHD prototipo

Generador MHD (Magnetohidrodinámico)

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Un generador de tipo MHD es una máquina para generar electricidad a partir de energía térmica y cinética. Poseen dos principales diferencias respecto a los generadores tradicionales, en primer lugar estos operan a altas temperaturas, y por otro lado, no poseen parte móviles. Estos generadores fueron desarrollados con el objetivo de poder aprovechar los desperdicios de calor de otra maquinaria, y finalmente obtener mayor eficiencia de todo el proceso.

Generadores eléctricos MHD

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Principio de operación

Al igual que cualquier otro generador, su principio de operación consiste en desplazar un elemento conductor a través de un campo magnético. El conductor empleado es un plasma (que se obtiene a partir de las altas temperaturas) el cual fluye a través de un campo magnético. Se emplea un venturi para acelerar el flujo de aire (y por el ende la cantidad de corriente generada).

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Estos generados tienen una gran eficiencia para máquinas de combustibles fósiles, las cuales desarrollan altas temperaturas, sin embargo han sido remplazados gradualmente por otras maquinarias de mayor eficiencia como son los generadores de ciclo combinado.

Aun así existe mucha investigación respecto a estas tecnologías ya que se podría aprovechar el magnetismo natural de la tierra y del sol.

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La fuerza obtenida es equivalente al producto punto de la carga de la partícula (el plasma) por el producto cruz de la velocidad de desplazamiento por la intensidad del campo magnético. A continuación la ecuación que lo describe:

Ecuación de Lorentz Lenz

Historia del generador MHD

El generador magnetohidrodinámico fue propuesto desde los primeros desarrollos de la energía eléctrica. El científico Michael Faraday realizó experimentos en las primeras década de 1800’s en el puente Waterloo. Las primeras pruebas prácticas no serían llevadas a cabo sino hasta un siglo después, en 1938 en Estados Unidos por la empresa Westinghouse.

Las investigaciones en su momento fueron muy entusiastas, sin embargo, la segunda Guerra Mundial detendría su desarrollo y no sería sino hasta los 60s que se retomaría el tema de los generadores MHD.

A partir de la década de los 80’s otros países comenzaron a interesarse en esta tecnología y comenzaron sus propias líneas de investigación.

Aún a la fecha los generadores MHD no son empleados para aplicaciones de gran tamaño debido a que existen diversas otras máquinas las cuales dan rendimientos similares y cuyo diseño y desarrollo resulta mucho menos costoso.

Generador MHD prototipo

Futuro de los generadores MHD

A la fecha el diseño más avanzado es el llamado generador de disco MHD el cual hace fluir el plasma por entre dos discos. El campo magnético es provisto por un par de bobinas de Helmoltz, aunque también se emplean otros tipos de imanes.  A la fecha el mayor rango de eficiencia es de un 22% desarrollado por el Instituto Tecnológico de Tokio (1994). Una cantidad respetable comparada con el promedio de eficiencia de otros generadores que ronda el 17%.

Pruebas realizadas por el Instituto Tecnológico de Tokio han logrado llevar la eficiencia del disco MHD hasta un 30.2%, un valor mucho más atractivo. Sin embargo, los detractores de estos sistemas señalan que aún está lejos de la eficiencia de otras máquinas como los recuperadores de energía de ciclo de Rankine, cuya eficiencia media es de un 40%.

Generador eléctrico de disco

¿Hay futuro para esta tecnología? Evidentemente sí. Especialmente aquellas ramas que buscan lograr diseñar sistemas que aprovechen el magnetismo provisto por la Tierra o el Sol, de esta manera se podría remover la necesidad de usar bobinas para generar campos magnéticos.

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