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Jun 18, 2023

¿Ha resuelto un inventor de San Antonio un problema de objetos pequeños?

Al llegar a la casa de Dan Marsh en el distrito histórico King William de San Antonio, lo primero que llama la atención es el camión extrañamente modificado en el camino de entrada. Una plataforma de madera personalizada se encuentra en el frente.

Al llegar a la casa de Dan Marsh en el distrito histórico King William de San Antonio, lo primero que llama la atención es el camión extrañamente modificado en el camino de entrada. Una plataforma de madera personalizada se encuentra en la parte delantera de su Ford F-150 2013, donde Marsh puede atornillar varias pequeñas turbinas eólicas (molinos de viento en miniatura que generan electricidad) para dar una “vuelta” en las carreteras secundarias de las Interestatales 35 y 410.

Con la ayuda de su esposa y un vecino adolescente con un interés principiante en ingeniería, Marsh ha realizado varias pruebas de este tipo, registrando el voltaje generado por cada turbina mientras los vientos a velocidad de carretera hacen girar las aspas. Este inventor aficionado y profesional jubilado de HVAC, de 64 años, quiere demostrar que ha resuelto un problema clave al reducir la generación de energía eólica al nivel del consumidor: lo suficientemente pequeña como para algún día alimentar de manera eficiente una casa desde un tejado o un patio trasero.

Basándose en estas pruebas de campo altamente no oficiales del prototipo que ha estado construyendo en su porche trasero y en los modelos comerciales disponibles en Amazon, así como en las pruebas de laboratorio organizadas a través del EPIcenter Energy Incubator and Accelerator en San Antonio, Marsh afirma que su tecnología patentada Pirate Wind Algún día las turbinas producirán un 30 por ciento más de energía a un costo un 40 por ciento menor que los modelos actualmente disponibles, al tiempo que reducirán drásticamente el ruido y la vibración. Su mayor obstáculo, afirma, es financiar más pruebas a largo plazo y la construcción de prototipos. Está buscando inversores.

“A los militares les encantó mi soporte en la parte delantera del camión”, dice Marsh, quien se reunió con representantes de la Fuerza Aérea de EE. UU. a través de un programa de tutoría en la Universidad Estatal de Texas. “Dijeron: 'Eso mismo me dice quién eres, que no vas a esperar por dinero, no vas a esperar por nada, tienes una idea y, maldita sea, la vas a conseguir. probado." "

De hecho, el sociable Marsh, con barba de chivo, es lo más alejado que se pueda imaginar de un científico investigador de una torre de marfil. Es un comerciante de toda la vida que pasó 23 años brindando servicio a sistemas comerciales de calefacción, ventilación y aire acondicionado en los calurosos tejados de Texas antes de ascender en la industria para convertirse en gerente de proyectos, supervisando la instalación de HVAC en fábricas de alta tecnología para compañías como Intel, Tecnología Micron y Motorola.

Sus tendencias como reductor se remontan al cuarto grado, mientras crecía en Austin, cuando su padre le sugirió que intentara desmontar y volver a montar la cortadora de césped familiar. Pronto Marsh se enganchó a trabajar en cualquier cosa que tuviera ruedas. Construyó bicicletas estilo BMX y, finalmente, modificó motocicletas, automóviles y camiones. Mientras estaba inscrito en un programa de HVAC en el Instituto Técnico del Estado de Texas en Waco, Marsh se dedicó a las carreras callejeras para ganar dinero de bolsillo. Su vehículo era un Toyota Hilux 1972 mejorado: una camioneta cuadrada, no la típica máquina de carreras.

"Mi camión era tan rudo que hasta podía sentir el suelo temblar", dice. “Tenía gente en Corvettes, Camaros y Trans-Ams abriendo sus ventanas, mirando a su alrededor tratando de descubrir de dónde venía el ruido. Luego miro y hay un asentimiento especial, ya sabes, señalamos la luz: 'Mm-hmm'. 'Sí.' Y luego, cuando el semáforo se puso verde. . . Esos eran los buenos viejos tiempos”.

A medida que Marsh crecía, sus retoques pasaron de los vehículos veloces a la energía renovable. En una casa anterior en Canyon Lake, que apareció en un episodio de 2009 de Renovation Nation de Discovery Channel por sus tecnologías ecológicas hechas a medida, fue uno de los primeros en adoptar la energía solar doméstica y las bombas de calor geotérmicas. Marsh también intentó montar una turbina eólica en esa casa, con la esperanza de hacer funcionar la bomba de su piscina con la energía que generaba, pero tuvo que quitarla debido al ruido y la vibración excesivos.

“Aunque las instrucciones decían: 'No atornille esto a la casa debido a la vibración', pensé: 'Bueno, ¿qué tan malo puede ser?' ", dice Marsh. “Y fue horrible. Hizo vibrar todos los dos por cuatro de la casa”.

Descubrió que la tecnología de turbinas eólicas pequeñas ha estado limitada durante mucho tiempo por el problema de la generación de exceso de voltaje en vientos fuertes. Si llega demasiado voltaje a la caja del controlador de carga, puede derretir componentes costosos e incluso provocar un incendio. Puede resultar difícil evitar un derretimiento durante las tormentas y otros eventos de fuertes vientos. Tradicionalmente, las dos formas de evitar que una turbina eólica genere un exceso de voltaje son diseñar las palas para que se enrollen (es decir, alejarse de los vientos fuertes), lo que genera vibraciones ruidosas, o aplicar algún tipo de freno físico o electrónico. Los frenos eléctricos, sin embargo, pueden ser bastante caros y cuestan casi tanto como el resto de la turbina combinada.

Marsh cree que ha encontrado una salida a este dilema con una “salsa secreta” pendiente de patente que se niega a discutir en detalle y que, según él, puede limitar la cantidad de voltaje generado para que nunca exceda lo que un controlador de carga puede manejar, incluso a medida que los fuertes vientos hacen girar rápidamente las palas de la turbina. Marsh ha impulsado sus turbinas montadas en camiones a hasta 75 millas por hora, una velocidad que debería ser más del doble de la necesaria para dañar un controlador de carga desprotegido por un freno electrónico, pero, afirma, sus componentes no se incendiaron ni derretir, gracias a su tecnología patentada.

Debido a que la tecnología de Marsh es tan nueva, pocos ingenieros han tenido la oportunidad de evaluar de forma independiente su potencial. Mark McHenry, director de marketing de Morningstar Corporation, un productor líder de controladores de carga, que ha hablado con Marsh sobre sus planes y experimentos, dice: "No tengo su turbina en mi laboratorio, pero lo que está tratando de hacer, claro, eso suena muy bien. Eso es importante, no hay duda al respecto”. McHenry afirma que los controladores Morningstar, como todos los demás en el mercado, tienden a fundirse si se les aplica demasiado voltaje.

Una figura de la industria que ha observado un poco más las pruebas de Marsh es Hauke ​​Roeschmann, un ingeniero formado en el MIT con experiencia en Dell y en consultoría de gestión. Roeschmann es un empresario residente en Texas State y se desempeña como asesor de los ganadores del concurso de presentación de New Ventures de la universidad. Como tal, ha estado trabajando con Marsh en Pirate Wind Turbines durante gran parte del año pasado, presentándole contactos en el gobierno y la industria y ayudando a organizar una prueba a largo plazo dirigida por estudiantes de las turbinas de Marsh en el techo del edificio de ingeniería del campus. este otoño. "Lo que parecen demostrar las primeras pruebas debe confirmarse a largo plazo y en una prueba más amplia, pero hasta ahora todo va bien", dice Roeschmann sobre las turbinas de Marsh. "Es un pequeño astuto".

Roeschmann sugiere que los militares podrían estar interesados ​​en pequeñas turbinas como forma de suministrar energía a posiciones clandestinas remotas. "¿Qué pasaría si te dejaras caer, digamos, en un lugar de observación remoto donde no puedas tener un gran panel solar, porque podría delatarte?" dice Roeschmann. “Una turbina eólica tiene una huella visual muy, muy pequeña desde arriba. Podría tener sentido hacer eso en su lugar”.

Marsh, por su parte, cree que sus primeros clientes podrían ser bañistas que buscan un poco de electricidad para pasar buenos momentos en un entorno con fuertes vientos. “Mi esposa dijo: '¿Esto puede hacer funcionar una licuadora? ¿Para que podamos tomar una margarita en la playa? " él dice. “Yo digo, '¡Sí!' Su prototipo casero de turbina de mil vatios (una caja de aluminio de veinte por ocho por dieciséis pulgadas) se carga fácilmente en el maletero de un coche o en la caja de un camión. Por supuesto, también tendría que transportar y configurar un conjunto de aspas al que conectar la unidad (un poste largo que sostiene las aspas del ventilador) para disfrutar de esa margarita. (La versión que Marsh ha probado requiere cavar un pequeño hoyo a casi un metro de profundidad en la arena, en el que planta un poste que se extiende más de 10 pies de alto con un ventilador de entre 4 y 6 pies de diámetro en la parte superior). El prototipo de mil vatios, por otro lado, tiene un tamaño cinco veces mayor y es mucho más difícil de levantar para una sola persona.

Muchos de los otros usos que Marsh imagina para sus turbinas son arquetípicamente texanos: alimentar luces montadas en camiones para los pescadores nocturnos a lo largo de la costa del Golfo, brindar entretenimiento a los aficionados al fútbol e incluso resucitar bombas de pozos abandonadas en áreas rurales del estado. “Debido a que mi generador se autorregula, eventualmente podría usar los ventiladores de estilo antiguo que hay ahí arriba, conectarlos a mi generador y hacer que haga funcionar una bomba”, dice Marsh sobre los clásicos molinos de viento Aermotor que han caído en desuso en muchos Ranchos de Texas. "Y todavía parecería viejo, excepto por el contenedor del generador blanco o de aluminio que está allí arriba".

Por supuesto, el mayor mercado potencial para las turbinas pequeñas es la generación de energía eólica que podría conectarse a la red, instalando turbinas en el tejado o en el jardín para reducir la factura de electricidad. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable estimó el año pasado que Estados Unidos podría construir de manera rentable 1.400 gigavatios de capacidad a partir de pequeñas turbinas eólicas, lo que equivale a más de la mitad del consumo anual de electricidad del país.

Para alimentar todo lo que hay en tu casa (al menos cuando sopla el viento), necesitarías más de cinco mil vatios, más de lo que cualquiera de los prototipos existentes de Marsh puede generar. Dice que ciertamente es factible para él llegar a ese tamaño, pero estima que el retorno de la inversión actual para la generación eólica doméstica es de entre diez y quince años. Además, todavía requiere soportar mucho ruido y vibración durante eventos de viento fuerte. (Y cuanto más potencia espere generar, más alto y más grande deberá ser el conjunto de aspas). Dice que sus turbinas eólicas piratas serán significativamente más económicas, pero no está listo para hacer predicciones específicas sobre cuánto tiempo durarán. tomar para recuperar la inversión a través del ahorro de energía en el hogar.

El precio objetivo de Marsh al consumidor para una turbina de mil vatios construida en Estados Unidos es de 1.800 dólares. Señala que una turbina de mil vatios fabricada en China cuesta actualmente 1.300 dólares en Amazon. Pero sostiene que su precio sigue siendo una mejor opción porque muchos compradores de la tecnología existente eventualmente se darán cuenta de que también tienen que comprar un freno electrónico por entre 800 y 1.000 dólares adicionales.

Incluso si sólo el tipo de clientes a los que se refiere como "preppers" adoptan sus turbinas eólicas para la generación de electricidad en el hogar, Marsh todavía ve un valor intrínseco en hacer avanzar la tecnología. “Hago lo que hago porque quiero algo que funcione, quiero que sea silencioso y no quiero vibraciones”, dice. "La industria está llena de basura, así que estoy haciendo algo al respecto".

Lo que realmente hace que a Marsh se le iluminen los ojos no es, al final, la idea de ganar millones de dólares o salpicar las playas de Padre Island con sus máquinas. En cambio, Marsh se emociona más visiblemente cuando habla de su próxima idea para una instalación de prueba de turbinas, una compra que espera que algún día reemplace su camión modificado.

“Mi idea sencilla sobre el túnel de viento (ya la he estudiado) es comprar un barco con ventilador, como el que se ve en los pantanos del Mississippi, con un motor y una hélice grandes”, dice con una amplia sonrisa. “Me gustaría tener uno de esos barcos para pantanos, sólo para poder hacer funcionar mi turbina con un viento de cien millas por hora. Me encantaría construir un túnel de viento casero a partir de un viejo buggy de pantano”.