Historia del aerogenerador Darrieus: del olvido al redescubrimiento

El aerogenerador Darrieus, actualmente clasificado dentro de la familia de VAWT (aerogeneradores de eje vertical), debe su nombre a su inventor: el ingeniero francés Georges Jean-Marie Darrieus. En 1931, este visionario patentó una turbina eólica de eje vertical capaz de girar gracias a la sustentación aerodinámica generada por el movimiento de las palas en el viento. Se trata de un principio directamente inspirado en los perfiles alares de los aviones, adaptado aquí a un eje de rotación fijo. Su forma —con dos grandes palas curvas unidas por ambos extremos— recuerda a un batidor de cocina gigante, lo que le valió el apodo de “aerogenerador batidor”.

En su momento, la invención de Darrieus quedó en gran parte como una propuesta teórica y marginal. Demasiado adelantada a su época, fue rápidamente eclipsada por el desarrollo acelerado de los aerogeneradores de eje horizontal, más fáciles de diseñar para instalaciones a gran escala en entornos rurales abiertos. Durante décadas, el concepto Darrieus fue relegado al olvido dentro de la historia de las energías renovables.

A partir de los años 80 y 90, resurge el interés gracias al trabajo de ingenieros como Ion Paraschivoiu, con su modelo aerodinámico DMST (Double Multiple Stream Tube), y también por la aparición de nuevas necesidades: producción energética descentralizada, integración urbana, reducción del ruido y del impacto visual. En estos contextos más complejos, los aerogeneradores de eje vertical —y en particular el modelo Darrieus— demostraron ser más adecuados que los rotores convencionales.

La tecnología volvió a cobrar impulso en 1995 con la aparición de la turbina helicoidal de Gorlov, diseñada originalmente para generación hidroeléctrica. Su creador, Alexander Gorlov, un profesor de origen ruso, retomó el principio de Darrieus pero aplicando una torsión helicoidal a las palas. ¿El resultado? Una rotación más fluida, una notable reducción de las vibraciones y un comportamiento dinámico mucho más estable. Esta evolución devolvió a la tecnología Darrieus su potencial en entornos urbanos y zonas con vientos turbulentos.

Hoy en día, en un contexto donde la autonomía energética, el funcionamiento silencioso y la robustez mecánica son prioridades claras, los aerogeneradores Darrieus están recuperando un lugar legítimo en la transición energética. Su historia, llena de altibajos, es un buen ejemplo de esas invenciones olvidadas que aún pueden jugar un papel importante en la construcción de un futuro más sobrio e inteligente.

Comprender el principio técnico de los aerogeneradores de eje vertical tipo Darrieus

A diferencia de los aerogeneradores Savonius, que funcionan gracias a la fuerza de arrastre, los aerogeneradores Darrieus aprovechan un fenómeno mucho más eficiente: la sustentación aerodinámica. Este principio, heredado del mundo de la aeronáutica, consiste en generar una fuerza perpendicular al viento aparente gracias a la forma perfilada de las palas.

Dispuestas alrededor de un eje vertical fijo, las palas de un aerogenerador Darrieus siguen una trayectoria circular. En todo momento, el viento relativo (resultado del viento real más la velocidad de rotación) incide sobre las palas con un ángulo que varía constantemente. Ese ángulo se llama ángulo de ataque. Cuando el perfil está bien orientado, se genera sustentación, que a su vez produce un par de giro sobre el eje.

En determinadas configuraciones, esta sustentación puede hacer girar el rotor más rápido que la velocidad real del viento, lo que supone una gran ventaja frente a los rotores por arrastre como los Savonius, que alcanzan rápidamente su límite. Esto permite que los modelos Darrieus logren rendimientos mucho más altos, acercándose al límite teórico establecido por la ley de Betz. Esta ley, formulada en 1919, establece que ningún aerogenerador puede capturar más del 59,3 % de la energía cinética del viento. Un Darrieus bien diseñado puede alcanzar un rendimiento del 40 %, mientras que los modelos Savonius rara vez superan el 20 %.

Pero esta eficiencia tiene un precio: el comportamiento aerodinámico es complejo, ya que las palas pasan sucesivamente por fases de ascenso y descenso, enfrentándose a condiciones de flujo variables durante cada ciclo.

Esto genera fenómenos como el stall dinámico, donde la sustentación se pierde temporalmente y luego reaparece con retardo. Estas variaciones producen fuerzas inestables y un desgaste mecánico no despreciable comparado con otros perfiles más convencionales.

Por eso, la forma y la orientación de las palas se han ido optimizando gradualmente, con soluciones como la curvatura troposcínica, la disposición helicoidal o la optimización de la relación entre cuerda y diámetro, que ayudan a reducir vibraciones y limitar pérdidas.

Por último, los aerogeneradores Darrieus presentan una ventaja fundamental: al ser independientes de la dirección del viento, no requieren sistemas de orientación (como góndolas pivotantes). Esto simplifica enormemente su arquitectura mecánica y los hace especialmente aptos para entornos urbanos o con vientos turbulentos.

Los distintos tipos de rotores Darrieus: tipo D, tipo H y helicoidal

Los aerogeneradores de eje vertical tipo Darrieus se presentan en tres variantes principales. Cada una tiene sus propias características mecánicas, rendimiento aerodinámico y limitaciones de fabricación. Aquí hablamos exclusivamente de rotores basados en sustentación, todos con el mismo principio de funcionamiento, pero optimizados de diferentes formas según la necesidad.

El modelo tipo D es el más emblemático. Sus dos o tres aspas curvas están fijadas en los extremos de un eje vertical, formando una silueta inconfundible que recuerda a un enorme batidor de huevos girando con el viento. Este diseño ofrece buen rendimiento y estabilidad en la rotación, pero también plantea desafíos mecánicos debido a la tensión en los puntos de anclaje y a la necesidad de un arranque asistido. Hablaremos más en detalle sobre esto en la siguiente sección.

El tipo H, por su parte, es más fácil de construir. Utiliza palas rectas conectadas mediante brazos transversales perpendiculares al eje. Este diseño facilita la fabricación artesanal o en pequeña serie y permite un mejor control del equilibrio dinámico. Es muy habitual en proyectos de autoconsumo o en entornos con restricciones de espacio. En contrapartida, su eficiencia teórica es algo menor que la de un tipo D bien optimizado.

Por último, el modelo helicoidal, a menudo asociado con el nombre de Alexander Gorlov, representa la evolución más avanzada del rotor Darrieus. En esta versión, las palas están torcidas en espiral alrededor del eje vertical. Esta configuración reduce las vibraciones y el ruido, y garantiza una fuerza de sustentación más regular durante todo el ciclo de rotación. El rotor helicoidal también muestra mejor resistencia a las turbulencias y una mayor durabilidad de sus componentes mecánicos.

Según simulaciones realizadas con herramientas como QBlade y CFD ANSYS, el rendimiento varía ligeramente entre estas tres variantes. El modelo helicoidal alcanza el mejor rendimiento (hasta un 43 %), seguido de cerca por el tipo D (40 %) y luego el tipo H (alrededor del 38 %). En cuanto a ruido y estabilidad, el helicoidal también lidera, mientras que el tipo H destaca por su facilidad de construcción y bajos costes de mantenimiento.

En resumen, según la naturaleza del proyecto, un modelo Darrieus puede ser más adecuado que otro. Esta diversidad de enfoques es precisamente lo que hace tan interesante este concepto todavía poco conocido, pero cada vez más popular.

Añadir un rotor Savonius o un motor para reducir drásticamente el umbral de arranque

Algunos aerogeneradores de eje vertical tipo Darrieus simplemente no arrancan por sí solos. O lo hacen solo cuando el viento alcanza velocidades raramente presentes en la práctica. ¿Por qué ocurre esto? Porque su funcionamiento se basa en la sustentación aerodinámica, que necesita una velocidad mínima inicial para generarse. Mientras las palas estén quietas, no hay sustentación. Y sin sustentación, no hay par de arranque. Y por tanto, ningún movimiento.

Esto afecta especialmente a los modelos D-type con palas curvadas, pero también puede suceder con modelos helicoidales o H mal dimensionados, o instalados en zonas de viento irregular.

La solución más habitual y eficaz es usar un pequeño motor eléctrico para iniciar la rotación. Y sí, tal vez te estés preguntando: ¿Usar electricidad para hacer girar un aerogenerador? ¡Menuda contradicción! A primera vista parece absurdo. Pero en la práctica es un detalle técnico anecdótico. El consumo energético es mínimo, ya que se trata solo de dar un impulso breve cuando el viento ya está presente.

Algunos sistemas utilizan un motor dedicado, compacto y de bajo consumo. Otros van aún más allá en términos de eficiencia, y hacen que el propio generador funcione brevemente como motor de arranque. Porque sí: algunos generadores son reversibles y pueden girar si se les suministra corriente. Pero cuidado: cuando se usa un motor externo, es obligatorio incorporar un sistema de desacoplamiento mecánico una vez que el rotor esté en marcha. De lo contrario, el motor seguiría acoplado al eje, generando pérdidas por fricción y desgaste acelerado. La solución ideal es un embrague centrífugo simple, similar al de los motores de arranque de automóviles. El principio es fácil: se acopla al iniciar el movimiento y se desconecta completamente cuando el rotor alcanza cierta velocidad.

👉 Si buscas una solución seria, el motor de arranque dedicado es sin duda la mejor opción. Más eficiente, con consumo casi nulo, y optimizado al 100 % para esta tarea. Usar un generador reversible es una solución de compromiso, menos eficaz y además muy difícil de encontrar en configuración de eje vertical.

En ambos casos, el arranque se gestiona automáticamente: un anemómetro detecta si la velocidad del viento es suficiente y sostenida para autorizar la breve activación del motor. Es importante evitar que una simple racha fugaz lo active por error. Una vez en marcha, el rotor continúa girando gracias a la sustentación. Y si el viento disminuye, la inercia permite que siga girando durante un tiempo. Así, la energía consumida en el arranque queda más que compensada.

El inconveniente: este sistema requiere gestión electrónica, lo que lo aleja del enfoque low-tech y complica su implementación para la autoconstrucción.

Existe entonces una alternativa más rústica, muy valorada en proyectos artesanales: añadir un pequeño rotor Savonius dentro del rotor Darrieus. Como los Savonius funcionan con arrastre, pueden arrancar solos incluso con vientos débiles. Y su gran ventaja: generan un par elevado desde el primer giro. Esto permite que arrastren el rotor Darrieus hasta que este alcance velocidad suficiente y tome el relevo. Esta configuración híbrida Savonius-Darrieus no requiere motor, sensores ni electrónica. Es low-tech, robusta y apta para el bricolaje, lo cual la hace atractiva para proyectos autónomos.

Pero no todo es perfecto. Una vez en marcha, el rotor Savonius sigue girando lentamente, limitado por su diseño. Y como su velocidad máxima es muy baja, actúa como freno aerodinámico, impidiendo que el Darrieus supere la velocidad del viento, que es justamente donde alcanza su máximo rendimiento.

Si el rotor Savonius es demasiado grande o está mal diseñado, puede reducir drásticamente el rendimiento del conjunto, hasta hacerlo totalmente ineficaz. Por eso, debe diseñarse con precisión para que su única función sea asistir al arranque, y que después quede lo más pasivo posible. En teoría, un Savonius retráctil sería ideal… pero con esa complejidad, es mejor volver al motor eléctrico, que será más sencillo, más ligero y mucho más eficaz.

¿Mi opinión? No hay duda. Si realmente quieres aprovechar el rendimiento excepcional de una Darrieus, no la frenes con un sistema pasivo. El arranque eléctrico sigue siendo la mejor opción con diferencia. De lo contrario, es mejor optar por otro tipo de rotor más sencillo, porque una Darrieus limitada no es ni eficiente ni coherente.

Aplicaciones de los aerogeneradores Darrieus: viviendas, embarcaciones y zonas expuestas al viento

Los aerogeneradores de eje vertical tipo Darrieus no son para todo el mundo. Su diseño elegante, su funcionamiento silencioso y su resistencia a vientos fuertes los convierten en objetos singulares, a menudo utilizados como obras de arte funcionales. Pero seamos claros: solo destacan en términos de producción energética en condiciones muy concretas.

Para un uso residencial, la altura es clave. Es imprescindible contar con un mástil de al menos 10 metros para evitar las turbulencias generadas por el suelo y salir del viento relativo. Pero incluso así, solo será viable si el lugar está bien expuesto, con vientos fuertes y regulares. Es decir: no es para zonas protegidas ni barrios urbanos densos. El coste es elevado y el mantenimiento exigente. Así que, si tu objetivo es la autonomía energética total, lo que necesitas es regularidad y buen rendimiento. En ese caso, lo más sensato es optar por una clásica turbina de eje horizontal, que será más fiable, mucho más barata, más sencilla de mantener y más madura desde el punto de vista técnico.

En entornos urbanos, las Darrieus tienen a su favor que no dependen de la dirección del viento. Pero eso no basta para convertirlas en una alternativa seria frente a otros modelos con la misma ventaja. Principalmente porque necesitan altura y espacio despejado. Por ejemplo, pueden funcionar sobre el tejado de un edificio que sobresale o en una azotea bien ventilada. En estos dos casos específicos, tienen un punto fuerte importante: resisten mejor los vientos fuertes que las HAWT y generan muy poco ruido si las palas están bien diseñadas. Y, sí: estéticamente son espectaculares. En un render en 3D para convencer a clientes, quedan preciosas. Pero en el mundo real, la historia cambia: la producción eléctrica es muy limitada. En resumen: más marketing verde que herramienta útil para la transición energética. Ahora bien, si eso sirve para reconciliar a los escépticos con las pequeñas turbinas, adelante.

En zonas con vientos muy fuertes –por ejemplo, costas expuestas, lugares azotados por tormentas o incluso regiones con riesgo de ciclones– es ahí donde las Darrieus demuestran su verdadero potencial. Pueden soportar ráfagas intensas y seguir generando cuando otros modelos colapsan o se apagan automáticamente. Y como son mecánicamente estables, pueden instalarse a menor altura siempre que haya espacio libre a su alrededor. Sí, es un nicho. Pero dentro de ese nicho, funcionan de maravilla.

¿Y en un barco? Sobre el papel parece perfecto: viento fuerte y estable. Pero en la práctica, el volumen de las palas las hace poco prácticas comparadas con pequeñas HAWT. También son mucho más caras, y además el modelo debe estar adaptado al entorno marino (resistencia al agua, a la corrosión…). En resumen: no es la solución más lógica, salvo casos muy concretos o si buscas un diseño muy particular.

Resumen: una Darrieus funciona muy bien en zonas con viento fuerte, constante y sin obstáculos. Si tu situación encaja con eso, puede sorprenderte gratamente. Si lo tuyo es el diseño o la integración estética, ¡adelante! 🙂 Pero elige al menos un modelo que rinda bien. Ahora bien, si lo que quieres es autonomía energética real, entonces es mejor que mires otras tecnologías. Porque, como siempre, entre la fantasía tecnológica y lo que realmente funciona, hay un trecho largo.

Construir tu propia turbina Darrieus: ¡Sí, se puede!

¿Te parece que una Darrieus es fácil de construir? ¿Dos o tres palas, un eje, un generador y listo? ¡Error! Detrás de ese diseño minimalista se esconde un nivel de ingeniería exigente donde cada fallo cuenta: un perfil mal elegido, un desequilibrio, una mala dimensión… y acabas con una escultura cinética que hace más ruido que electricidad. Pero si estás dispuesto a hacerlo bien, construir tu propia turbina eólica vertical tipo Darrieus puede ser un proyecto apasionante, desafiante y muy gratificante. Justo eso es lo que vamos a ver aquí. Con el método NovaFuture adecuado, lo vas a lograr sin problemas 😉

Conclusión: la turbina Darrieus, una tecnología por redescubrir

Si te interesa la energía eólica, no puedes pasar por alto las turbinas Darrieus. Son máquinas atípicas, poco conocidas, pero muy interesantes desde el punto de vista técnico, educativo e incluso estético.

Para estudiantes, construir una o varias es una excelente forma de desarrollar sus competencias técnicas y teóricas mientras se divierten y experimentan con algo tangible. Por eso animamos sinceramente a los profesores a proponer este tipo de proyectos en sus clases.

Pero no hace falta estar en la universidad para lanzarse. No hay edad ni perfil para aprender, experimentar y avanzar uniendo lo útil con lo placentero. Si te sientes preparado, adelante. No tengas miedo de equivocarte o de empezar de nuevo. Así es como realmente se aprende.

¿Y quién sabe? Tal vez este tipo de proyecto te ayude a imaginar una futura profesión o incluso una idea empresarial. Porque aún hay muchísimo margen para innovar con las Darrieus. Seamos honestos: la mayoría de modelos comerciales actuales dejan mucho que desear. Así que una persona motivada, que se tome el tema en serio, podría perfectamente diseñar un modelo verdaderamente eficaz y con potencial real en el mercado.

Mientras tanto, esperamos de todo corazón que esta ficha te haya sido útil 🙂 La verdad es que me llevó bastante tiempo y energía redactarla, estructurarla y documentarla. Así que, si quieres apoyar el sitio y ayudarme a producir más contenidos de este nivel, sería genial que te tomaras 20 segundos para invitarme a un café (o varios) en Buy Me a Coffee. Y si prefieres ofrecer otro tipo de impulso, podemos hablarlo en la sección de comentarios más abajo 😉 En cualquier caso, gracias por el interés que muestras en nuestro trabajo.