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Domando los vientos

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Qué sucedería si, en vez de nadar a contracorriente, cambiáramos el foco y procurásemos aprovechar ese enorme caudal de energía. Sin duda los beneficios serían enormes. Nervis Villalobos, director técnico y de operaciones de Enersia Technology & Innovation, explica en este artículo las posibilidades de sacar partido a la energía de los huracanes, aunque ahora nos parezca casi ciencia ficción.
Domando los vientos

La historia de la humanidad es la historia de predecir, controlar y sortear los reveses de la naturaleza, en una carrera constante por la supervivencia y el crecimiento de la comunidad. Volcanes en erupción, tifones, inundaciones, terremotos, tsunamis… nos hemos empecinado en controlar lo incontrolable, olvidando a veces que las manifestaciones más salvajes de la naturaleza tienen el poder de destruir, pero también el de crear.

Los volúmenes de energía liberada en tormentas tropicales y huracanes son ciertamente descomunales. Con rachas de viento que llegan hasta más de 257 km/h y 9 billones de litros de lluvia, estas expresiones de la naturaleza pueden generar en 10 minutos más energía que todas las armas atómicas del mundo. Estas cifras, que suenan casi irreales, podrían ser uno de los mayores logros que el hombre haya conseguido en la historia científica. El reto reside en hallar un sistema para capturar y almacenar toda su potencia a la par que sea capaz de resistirla.

Centrémonos ahora en la eólica y en el aprovechamiento que se hace del viento hoy en día. El desarrollo de aerogeneradores ha permitido transformar los movimientos de masa de aire en electricidad, siempre y cuando se trate de un viento “moderado” (de entre 3 metros por segundo (es decir, 10 km/h) y 25 m/s (90 km/h). Que las palas estén en funcionamiento a más de 90 km/h puede acarrear graves daños a su estructura, por el simple motivo de que están diseñadas con arreglo a la velocidad media del viento a lo largo y ancho del planeta. La construcción de aerogenedores más sólidos, que aguanten vientos huracanados, no ha sido una prioridad hasta la fecha, dados los altos costes de producción a cambio de aprovechamientos más o menos puntuales. La innovación tendrá aquí mucho que decir en los próximos años y tenderá puentes donde antes no los había. Ya son varias las turbinas desarrolladas para aguantar velocidades de cut-out superiores a 25 m/s. Hasta 40 m/s (144 km/h) y seguramente habrá muchas más próximamente.  

Minimizar los impactos de los huracanes y absorber su energía
Actualmente ya es posible predecir y saber en qué momento y lugar se va a formar un huracán. El siguiente paso es, por tanto, conseguir que tanto la estructura como la tecnología de los aerogeneradores eólicos instalados en parques offshore, sean capaces de soportar y “capturar” el viento generado, a la vez que sean capaces de resistir las embestidas del gigante sin sufrir daños tras su paso.

Investigadores de la Universidad de Stanford (California, EEUU), entre otros, han realizado estudios y simulaciones en esta área, con resultados sorprendentes. De acuerdo a ensayos realizados por los californianos, la instalación de aerogeneradores especiales con palas de 120 metros de diámetro y colocados a unos 100 metros sobre el mar, recortaron la fuerza del viento a la mitad, y fueron capaces de interrumpir un huracán, absorbiendo la energía de las tormentas, reduciendo la velocidad del viento y disminuyendo la altura de las olas. Se observó cómo los aerogeneradores conseguían romper el ciclo de retroalimentación que hacía que el huracán fuera cada vez más potente. Esta solución tiene grandes ventajas asociadas en términos de control de catástrofes naturales, pero también serios inconvenientes por el lado de la viabilidad.  Para frenar huracanes harían falta cientos de miles de turbinas instaladas, lo que hace el proyecto prácticamente inabordable desde el punto de vista económico. Posiblemente el futuro vaya por crear generadores todavía aún más potentes para disminuir el número de unidades instaladas.   

¿Se puede calcular la furia de los vientos?
En otro trabajo realizado por el Centre de Recerca Matemàtica (CRM) y de la UAB (Universidad Autónoma de Barcelona) se comprobó  que existe una relación directa entre el número de huracanes que se producen en una determinada zona y la energía que liberan. La relación hallada corresponde a una ley de potencias, de la misma forma en que lo hacen otros fenómenos naturales de gran energía (como los terremotos), una fórmula matemática precisa que los ciclones obedecen de forma  tácita y que dificulta la predicción de la evolución de su intensidad, ya que se llegó a la conclusión de que la dinámica de un huracán puede corresponder a la de un proceso crítico.

Por tanto la ciencia ha logrado mejorar la predicción de las trayectorias, pero no ha habido avances en la previsión de su fuerza. Este es uno de los mayores hándicaps en las investigaciones sobre huracanes, ya que de poder conocer con antelación su “furia” facilitaría la labor de prevención y se podría evitar toda la devastación que dejan tras su paso. La dinámica que rige los grandes huracanes es la misma que producen las tormentas tropicales de corto alcance, por tanto un pequeño temporal puede evolucionar hasta transformarse en un huracán si las fluctuaciones que tienden a aumentar la tormenta dominan sobre las que la disminuyen, pero no es posible saber cuáles dominaran en un caso o en otro.  

Nuevas tecnologías para un mejor aprovechamiento
La empresa japonesa Challenegy ha puesto en marcha un novedoso desarrollo de turbina eólica que está siendo testado actualmente en la isla de Okinawa. El modelo utiliza cilindros rotatorios con un nivel de resistencia muy superior al de los aerogeneradores actuales. La máquina, de 7 metros de altura y tres cilindros rotatorios, pretende resistir vientos de hasta 80 metros/seg. (288 km/hora), mientras que los tradicionales llegan a los 25 m/s. La turbina funciona basándose en el efecto Magnus, fenómeno físico por el cual la rotación de un objeto afecta a la trayectoria del mismo a través de un fluido, como por ejemplo, el aire. Cuando los cilindros están girando, el efecto Magnus se intensifica, alimentando el generador. El sistema permite, captar vientos provenientes de cualquier dirección.

Otra iniciativa curiosa es la desarrollada por la Corporación estadounidense Sandia, basada en el diseño de palas que imitan la forma en la que se colocan las hojas de las palmeras en las zonas tropicales para soportar los huracanes. El objetivo es que cuando hay viento huracanado, las aspas se recogen y alinean con la dirección del viento, reduciendo el riesgo de daños. Cuando la velocidad se reduce, las palas se extienden de nuevo. El tamaño del rotor de la máquina sería de 200 metros, auténticos gigantes montados en una torre aún más alta. Los ingenieros  piensan que esa estructura puede proteger una turbina de 50 megavatios de potencia, mucho mayor que las actuales que se sitúan entre los 2 y los 8 MW, lo que facilita la  reducción del coste de la energía producida.

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