BASTÓN DE SENDERISMO ELECTRÓNICO

Carga de dispositivos electrónicos a partir de Energía Eólica - Hidráulica

El Proyecto

Inspiración

Origen y motivación

En la actualidad los deportes de montaña se han convertido en una actividad deportiva que cada vez cuenta con más seguidores. El senderismo, por tratarse de un deporte especializado, requiere de un equipo que minimice la posibilidad de sufrir lesiones y que permita realizar un ejercicio más completo, ejercitando también los brazos y el pecho. Los “palos” o bastones de senderismo son un complemento importante para el deportista ya que aportan grandes ventajas en la práctica de esta actividad.

Por otro lado, cada día son más los dispositivos y aparatos tecnológicos que llegan al mercado destinados a mejorar y aumentar la experiencia de la práctica deportiva como por ejemplo cámaras de video, GPS, mp3, etc., los cuales requieren de un suministro eléctrico para su funcionamiento, generalmente a través de una batería recargable. La práctica de deportes al aire libre tales como el senderismo, montañismo, ski de fondo, ski, etc., hace que los deportistas sufran a menudo accidentes o lesiones que imposibilitan su movilidad, en cuyo caso se hace indispensable el empleo de localizadores GPS, brújulas electrónicas y otros dispositivos electrónicos, con el fin de orientarse, pedir auxilio y localizar el punto más cercano de asistencia o cobijo.

El problema planteado reside en el grave inconveniente y peligro que puede suponer en un determinado momento el agotamiento de las baterías de los dispositivos electrónicos portantes durante estas prácticas deportivas al aire libre, donde la ausencia de suministro eléctrico puede llegar a tener fatales consecuencias, y donde en el peor de los casos, las primeras 48-72 horas se hacen vitales para poder localizar con vida, socorrer y salvar a posibles senderistas o montañistas accidentados o perdidos.

Con el invento del bastón de senderismo electrónico se soluciona el problema anteriormente citado proporcionando un bastón de doble función, que además de actuar como apoyo y bastón convencional para la práctica deportiva, permite también su funcionamiento como generador de electricidad a partir de fuentes de energía primarias, renovables y ecológicas, tales como la energía eólica y la energía hidráulica.

Técnica Funcionamiento

Funcionamiento - Información Técnica

Funcionamiento

La energía del viento es una de las fuentes de energía renovable capaz de generar energía limpia de forma económica. Las turbinas de eje horizontal han centrado la investigación en los últimos años dado su alto nivel de eficiencia aerodinámica. Contrariamente las turbinas de eje vertical presentan otras ventajas como su capacidad de generar potencia a velocidades del viento relativamente bajas, instalación sencilla y mantenimiento, facilidad de manufactura, y un riesgo bajo para las aves. Las turbinas Savonius se enmarcan en el ámbito de las hélices verticales caracterizándose por generar un alto par de arranque en cualquier dirección del viento incluso a velocidades bajas del mismo, siendo altamente silenciosas por funcionar a muy bajo tip speed ratio. Como ventaja particular presentan un diseño sencillo de sus palas o buckets característica que permite introducir criterios de tipo estético en su geometría, siendo idóneas para aplicaciones de pequeña escala

El bastón incorpora una nueva hélice adaptada a partir de una hélice Savonius convencional a la que se han incorporado requerimientos de tipo estético, ergonómico y funcional. Los requerimientos estéticos y ergonómicos han servido para dimensionar y crear la topología de los buckets, dar accesibilidad a la zona interna de los mismos e introducir un elemento de sujeción interior. La hélice presenta las ventajas de la hélice Savonius como su buen funcionamiento en régimen turbulento y a velocidades bajas del viento así como su facilidad de manufactura y mantenimiento, al mismo tiempo que cumple requerimientos de tipo estético y de accesibilidad lateral a su interior. Este hecho permite a la hélice formar parte de diversos productos de consumo como dispositivos energéticos para campistas, mobiliario para smart cities, dispositivos de iluminación doméstica etc.

Ensayos Simulaciones

Inventores Equipo

Financiación

El diseño del bastón de senderismo electrónico ha sido financiado por la Universidad de Jaén a través del proyecto titulado "Proyecto de un bastón ecológico de senderismo generador eólico hidráulico" Código de proyecto (AC20 / 2015-12) y (R1 A7 / 2017).

Posibles Aplicaciones

La nueva hélice nace como una variante idónea de la hélice Savonius para aplicaciones energéticas de pequeña escala en smart cities y para su aplicación en productos donde los requerimientos estéticos necesitan combinarse con un performance funcional.

En las Figs se indican algunas aplicaciones de la hélice como su incorporación en chimeneas y a iluminación.

Diseño Industrial Energía Eólica y Renovable

Uno de los objetivos del bastón de senderismo es utilizar la energía eólica del aire para convertirla en energía eléctrica de forma sostenible. Esta aplicación sirve de base para la divulgación y motivación a la sociedad sobre conceptos hoy en día tan importantes como la sostenibilidad y el respecto al medio ambiente.

La energía eólica se considera una fuente de energía alternativa que puede utilizarse en lugar de los combustibles fósiles reduciendo por una parte los costes de producción así como los efectos del cambio climático. El calentamiento global continuará a menos que se reduzca la dependencia de los fósiles, por lo que la energía eólica tiene un papel clave en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Hoy en día, la turbina eólica más utilizada es la turbina eólica de eje horizontal (HAWT) en la que el eje de rotación se sitúa paralelo al suelo. Sin embargo, existen otros tipos de turbinas eólicas, como la turbina eólica de eje vertical (VAWT). Estos dispositivos pueden operar con flujos provenientes de cualquier dirección ocupando mucho menos espacio que una turbina HAWT tradicional. Las turbinas VAWT son definitivamente una fuente de energía para el futuro.

Las turbinas VAWT presentan una serie de ventajas sobre las turbinas HAWT:

Construcción simple, se pueden hacer con barriles de petróleo cortados en dos mitades.
Extremadamente (bajo costo), la simplicidad reduce el costo de la construcción y ayuda a la instalación.
Pueden aceptar el viento desde cualquier dirección, eliminando así la necesidad de reorientar hacia el viento.
Las VAWT funcionan bien en lugares con una fuerza del viento relativamente baja y vientos constantes.

Entre las VAWT el rotor Savonius funciona con la fuerza de arrastre del viento siendo una de las turbinas más sencillas. Constan de dos o tres palas, presentando una forma de "S" en una sección transversal. La turbina Savonius funciona debido a la diferencia en las fuerzas que ejerce sobre cada pala. Uno de las palas (la mitad cóncava a la dirección del viento) atrapa el viento y la fuerza a girar alrededor de su eje vertical central. Mientras que, la otra pala (la mitad convexa a la dirección del viento) hace que el viento se desvíe lateralmente a su alrededor.