Girobuses: cuando recargaban autobuses “dándoles cuerda”: ENERGÍA CINÉTICA

Hay muchas formas de almacenar energía, aunque la más común es en forma química o electroquímica. Son las usadas en el combustible de los vehículos de combustión interna o en las baterías del móvil, por ejemplo. Otros tipos de almacenamiento son la energía potencial (en centrales hidroeléctricas), energía elástica (los muelles de un reloj de cuerda), etc.

A lo largo de la historia ha habido alternativas de lo más curiosas para intentar mover nuestros vehículos de forma económica y sostenible explotando distintas fuentes de energía, como en el ejemplo que os traigo hoy: autobuses que andan con energía cinética guardada en un volante de inercia.

¿Qué es un volante de inercia? Es tan simple como una rueda diseñada para girar con el mínimo rozamiento posible. El tipo de energía que almacena es del tipo cinético: se recarga empujándola de alguna forma para que gire cada vez más rápido. Como la energía cinética rotacional es:

se ve que a mayor velocidad (ω) mayor la energía almacenada. El otro parámetro (Ix) depende de la forma física que tenga el volante.

Uno de los diseños más fáciles de entender consiste en un motor eléctrico acoplado al disco del volante de inercia. Aplicando electricidad se recarga el volante al hacerlo girar cada vez más rápido. Al desconectar la alimentación, el mismo motor puede actuar de generador y vuelve a convertir el movimiento del volante en corriente eléctrica, frenando más al disco cuanta más corriente se extraiga.

Os dejo un vídeo de un sistema inercial casero que demuestra este concepto, reutilizando un motor (brushless) de un ventilador de PC. Primero se aplica tensión para almacenar la energía y luego se extrae para dar alimentación a un LED:

En la práctica, el límite de este tipo de “baterías cinéticas” está limitado por cuestiones de seguridad por un lado (¿te fiarías de llevar en tu coche un pesado disco girando a alta velocidad?) y por tiempo de almacenamiento, ya que cualquier rozamiento por pequeño que sea va disipando la valiosa energía en inútil calor.

Prototipos desarollados por la NASA han alcanzado 41.000rpm (es decir, ¡unas 683 vueltas por segundo!), pero incluso con suspensión magnética del rotor para limitar el rozamiento dentro de un compartimento al vacío, a las pocas horas se acaba disipando gran parte de la energía en forma de calor. En un vehículo real se tendría el inconveniente adicional de que el movimiento provocaría un rozamiento extra, debido al efecto giroscópico.

 Batería inercial G2 (Fuente: NASA)

A pesar de todas estas pegas, a mitad del siglo XX hubo varias empresas que comercializaron autobuses que empleaban este sistema de almacenaje. Se llamaban girobuses. El único que queda sin desmontar se fabricó en 1955 y hoy puede verse en el museo de tranvías y autobuses de Amberes (Bélgica):

Girobus G3 (Fuente)

Surgieron como una alternativa a los tranvías eléctricos y parece que fueron populares en Suiza. Al aprovechar las paradas para recargar el volante de inercia (mediante un motor eléctrico), se ahorraba mucho dinero en colocar catenarias por todas las calles como era necesario con los tranvías o autobuses eléctricos. Podían alcanzar los 50km/h y en teoría podían recorrer hasta 6km sin recargar. Eso sí, en cada parada tenían que esperar 2 o 3 minutos mientras el volante de inercia se recargaba.

Hoy día, aún hay quienes diseñan sistemas parecidos a nivel industrial como alternativas a baterías eléctricas en sistemas de SAI (alimentación ininterrumpida):

Fuente: http://www.ciencia-explicada.com/2013/04/girobuses-cuando-recargaban-autobuses.html

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4 comentarios sobre “Girobuses: cuando recargaban autobuses “dándoles cuerda”: ENERGÍA CINÉTICA

  1. Hola,¡¡ Interesante est tema pero, como decis de tecnologia difici lpara uso afmiliar. Sin embargo me seria muy util que hicierais un trabajo sobre almacenamiento potencial grabitatorio. Ya hubo algo en USa para ventilar la gasolina yutilizar ese gas como gas de cocina y alumbrado. Pienso que un acumulador, de potencial grabitatorio que se catrgara duranteel dia `podria avastecer un hogar durante la noche y parte de la mañana. Seria tecnologicamente mas apropiado para una familia. Sin acidos, sin plomo, etc. Yo no he llegado aresolver un metodo eficaz que regulara la velocidad adecuada de descarga y noconsumiera mucha tecnologia y energia. Saludos Ezequiel.

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  2. ¿Qué es un volante de inercia? Es tan simple como una rueda diseñada para girar con el mínimo rozamiento posible. El tipo de energía que almacena es del tipo cinético: se recarga empujándola de alguna forma para que gire cada vez más rápido, informa el blog ciencia-explicada.

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  3. A lo largo de la historia ha habido alternativas de lo más curiosas para intentar mover nuestros vehículos de forma económica y sostenible explotando distintas fuentes de energía, como en el ejemplo que os traigo hoy: autobuses que andan con energía cinética guardada en un volante de inercia.

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  4. Este componente funciona obteniendo la energía que se disiparía en forma de calor en las frenadas, acumulándola en un volante de inercia . La idea es que esa energía almacenada otorgue una potencia extra de 60 kW (unos 81 CV / 80 HP ) durante aproximadamente 6,67 segundos en la fase de aceleración tras la frenada. Sin embargo, es posible que la importancia del KERS vaya en aumento con los años, llegándose incluso a los 270 CV durante 8 s con los motores limitados a 400 CV que en principio llegarán en la próxima década.

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