Evaluación experimental de una microturbina hidrocinética Gorlov para uso rural de bajo caudal
DOI:
https://doi.org/10.24054/rcta.v1i47.4295Palabras clave:
microturbina hidrocinética, rotor Gorlov, manufactura aditiva, electrificación ruralResumen
El estudio desarrolla y evalúa una microturbina hidrocinética tipo Gorlov para generar electricidad en ríos de bajo caudal en zonas rurales de Colombia. Se caracterizó hidráulicamente un cauce en Santander y se diseñó un rotor NACA 0015 fabricado por impresión 3D. Las pruebas experimentales registraron 3.3 W de potencia y 8.8 % de eficiencia, aumentando 40 % la energía captada mediante canalización del flujo con una tubería de 2.5 m. El desempeño estable del rotor y la transmisión por caja de engranajes validan su viabilidad técnica y educativa como alternativa renovable de bajo costo para electrificación descentralizada.
Descargas
Referencias
Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG), Documento de Soporte Resolución 093 de 2011 – Zonas No Interconectadas, Bogotá D.C., Colombia, 2011.
Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), Atlas Hidrológico de Colombia, Bogotá D.C., Colombia, 2020.
Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), Plan Energético Nacional 2020–2050, Bogotá D.C., Colombia, 2021.
F. A. Lara Vargas, M. Á. Ortiz Padilla y C. A. Vargas Salgado, “Análisis experimental comparativo de la producción anual de energía de una planta solar fotovoltaica de 72 kWn instalada sobre techo para autoconsumo en la ciudad de Montería utilizando PVsyst, PVGIS y SAM,” Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada (RCTA), vol. 1, no. 43, pp. 51–56, 2024.
Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), Manual para la Medición de Caudales en Corrientes Superficiales, Bogotá D.C., Colombia, 2018.
I. Gorlov, “Helical Turbine and Fish Friendly Hydropower Generation Method,” U.S. Patent 5,451,137, 1995.
A. Betz, Wind-Energie und ihre Ausnutzung durch Windmühlen, Göttingen: Vandenhoeck & Ruprecht, 1926.
R. Espina-Valdés, R. Ferraiuolo, A. Fernández-Jiménez, G. Del Giudice, E. Álvarez-Álvarez y M. Giugni, “Experimental comparison between hydrokinetic turbines: Assessment of Gorlov and Darrieus configurations in low-velocity flows,” Energies, vol. 15, no. 13, p. 4726, 2022. doi: 10.3390/en15134726.
R. Ferraiuolo, A. Gharib-Yosry, A. Fernández-Jiménez, R. Espina-Valdés, E. Álvarez-Álvarez, G. Del Giudice y M. Giugni, “Design and experimental performance characterization of a three-blade horizontal-axis hydrokinetic water turbine in a low-velocity channel,” Environmental Sciences Proceedings, vol. 21, no. 1, art. 62, 2022. doi: 10.3390/environsciproc2022021062.
J. C. Pineda-Ortiz, “Métodos numéricos para el desarrollo de una turbina hidrocinética de eje vertical tipo Darrieus/Helicoidal,” Revista UIS Ingenierías, vol. 19, no. 1, pp. 78–94, 2020. [En línea]. Disponible en: https://revistas.uis.edu.co/index.php/revistauisingenierias/article/view/10731
M. Rouway, M. Nachtane, M. Tarfaoui y S. Jamoudi Sbai, “3D printing of a tidal turbine blade using two methods of SLS and FFF of a reinforced PA12 composite: A comparative study,” Sustainable Marine Structures, vol. 6, no. 1, pp. 1–19, Mar. 2024. doi: 10.36956/sms.v6i1.1002.
J. Rengifo, L. Velásquez, E. Chica y A. Rubio-Clemente, “Optimization of the Archimedean spiral hydrokinetic turbine design using response surface methodology,” Sci, vol. 7, no. 3, art. 100, 2025. doi: 10.3390/sci7030100.
J. Armañanzas, M. Alcalá, J. P. Fuertes, J. León, A. Torres y M. Gil, “Design and optimization of LCA blade turbine for electrical energy generation in closed pipes,” WSEAS Transactions on Fluid Mechanics, vol. 19, pp. 64–71, 2024. doi: 10.37394/232013.2024.19.7.
V. T. Chow, Open Channel Hydraulics, New York, NY, USA: McGraw-Hill, 1959.
A. G. Yosry, E. Á. Álvarez, R. Espina-Valdés, A. Pandal y E. B. Marigorta, “Experimental and multiphase modeling of small vertical-axis hydrokinetic turbine with free-surface variations,” Renewable Energy, vol. 203, pp. 788–801, 2023. doi: 10.1016/j.renene.2022.12.114.
B. Abed et al., “An efficient hydrodynamic method for cross-flow turbines performance evaluation and comparison with the experiment,” Renewable Energy, vol. 180, pp. 993–1003, 2021. doi: 10.1016/j.renene.2021.09.004.
I. A. Tunio et al., “Investigation of duct-augmented system effect on the overall performance of straight-blade Darrieus hydrokinetic turbine,” Renewable Energy, vol. 153, pp. 143–154, 2020. doi: 10.1016/j.renene.2020.02.012.
J. C. Pineda, A. Rubio-Clemente y E. Chica, “Optimization of a Gorlov helical turbine for hydrokinetic application using the response surface methodology and experimental tests,” Energies, vol. 17, no. 22, p. 5747, 2024. doi: 10.3390/en17225747.
E. Chica, L. Velásquez y A. Rubio-Clemente, “Full-scale experimental assessment of a horizontal-axis hydrokinetic turbine for river applications: A challenge for developing countries,” Energies, vol. 18, no. 7, p. 1657, 2025. doi: 10.3390/en18071657.
A. J. Santos-Montes, D. F. Duarte, C. J. Gómez y J. C. Pérez, “Laboratory prototype for testing electrical devices and emulating real microgrids,” Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada (RCTA), vol. 1, no. 45, pp. 216–224, 2025. doi: 10.24054/rcta.v1i45.3477.
C. A. V. Herrera, J. A. Sánchez, J. A. Cely y D. A. Arévalo, “Automatización de un digestor anaerobio con sistema embebido para la producción de biogás a partir de residuo del aceite de palma,” Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada (RCTA), vol. 2, no. 44, pp. 25–34, 2024.
H. H. Palma, D. J. Novoa y D. Mendoza Cásseres, “Energías renovables y medidas de eficiencia energética aplicables a las instituciones prestadoras de salud en Colombia,” Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada (RCTA), vol. 1, no. 41, pp. 123–131, 2023.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Jorge Enrique Meneses Flórez, Kevin Alexander Ramírez Rodríguez, Henry David Méndez Chávez
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
