Historical Society Blog: LA ENERGÍA DEL VIENTO

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LA ENERGÍA DEL VIENTO

Todos sabemos que la fiebre consumista de los humanos es insostenible. Y últimamente este hecho se ha vuelto tan flagrante que hasta los propios humanos se han visto forzados a reconocerlo, a pesar de que durante casi todo su desarrollo industrial han hecho como si no pasara nada. Por fin se han dado cuenta de que los recursos del planeta son limitados, y de que, de seguir como hasta ahora, llegará un momento en el que sólo queden unos pocos despojos, o ni siquiera eso. Y, claro, les está empezando a entrar miedito.

Más terrorífico aún resulta que la parte del mundo más desarrollada, lo que ellos llaman el «primer mundo» (culpable, entre otras cosas, de que el planeta parezca un estercolero), no supone ni la mitad de la población, y que las regiones en vías de desarrollo, que es donde se concentra la mayor parte de la gente, van (¡proporcionalmente!) por el mismo camino. Es por eso por lo que buscan como locos formas de energía que no consuman los recursos que aún quedan, que no contaminen, que sean eficientes, y que además sean baratas (sólo les queda pedir que traigan la paz al mundo y que se puedan aplicar como cura para el cáncer). Lo cual explica la curiosa proliferación de molinos de viento (o aerogeneradores).

En realidad los humanos llevan muchos siglos aprovechando la fuerza del viento para mil cosas, desde bombear agua a moler grano. Sin embargo, el concepto de molino como generador de energía a nivel masivo es un invento más bien reciente. Los aerogeneradores han sido los grandes beneficiados del desarrollo del helicóptero: el hecho de comprender –más o menos, que lo suyo les costó– cómo funciona el ala rotatoria posibilitó un diseño mucho más eficiente de los molinos de viento, ya que en esencia vienen a ser iguales que los helicópteros, aunque con algunas diferencias importantes.

En un helicóptero el objetivo es crear una fuerza de sustentación en la dirección perpendicular al plano del rotor que sea capaz de contrarrestar el peso, para lo que es necesario un motor que le suministre potencia, manteniendo la velocidad de giro del rotor y, por tanto, también el movimiento de la corriente de aire a través de él. En cambio un aerogenerador produce potencia debido a que funciona extrayendo energía de una corriente de aire que ya está en movimiento y que a su vez produce una fuerza que lo hace girar. Simplificando: un helicóptero mueve el aire con el rotor y un aerogenerador mueve el rotor con el aire, y el orden de los factores, en este caso, sí que altera el producto.

Curvas de potencia de distintos modelos de aerogeneradores

Hay otra gran diferencia entre un helicóptero y un aerogenerador. Mientras que, por lo general, el rotor de un helicóptero siempre gira a la misma velocidad (lo que simplifica mucho el sistema de transmisión y permite un diseño óptimo del motor), un aerogenerador está sujeto a los caprichos del viento (que es realmente muy, muy caprichoso, como las aves sabemos muy bien). Habrá una velocidad mínima del viento a partir de la cual el generador comience a funcionar, cuando ésta sea suficiente para mover las palas, llamada velocidad de conexión, y una velocidad máxima que garantice la integridad del mismo, que es la velocidad de corte (el rango de funcionamiento suele estar entre 3 y 24 m/s), y a partir de la cual el aerogenerador no puede funcionar. La curva de potencia del generador eléctrico relaciona la velocidad del viento con la potencia que el molino es capaz de producir, que es una magnitud variable, ya que la velocidad del viento también lo es.

Hay que tener en cuenta que, como en el helicóptero, el viento produce fuerzas de sustentación y rozamiento sobre la pala que se invierten en parte en hacer que el aerogenerador gire, y que en parte empujan el molino hacia atrás. Cuanto mayor sea la velocidad del viento, mayor será la velocidad de giro y mayores serán estas fuerzas, haciendo que todo el molino esté sometido a grandes esfuerzos que pueden llegar a romperlo. El aerogenerador debe detenerse para evitar daños a la maquinaria y a la estructura. La mayoría de los aparatos que funcionan hoy en día consiguen esto cambiando el ángulo de paso de la pala, de forma que la fuerza del aire sobre ella sea mínima. Y si este dispositivo no funciona... el siguiente video es un ejemplo bastante gráfico de lo que puede suceder:

Aunque, como decíamos, los aerogeneradores se han puesto muy de moda últimamente, y cada vez se ven más por los campos españoles (de hecho, hay muchos agricultores que han decidido plantar molinos en lugar de cosas más tradicionales), no se puede poner un complejo eólico en cualquier sitio. No sólo hay que tener en cuenta lo abundante de los vientos en la zona: la orografía circundante, la rugosidad del terreno y la presencia de obstáculos son cruciales en el rendimiento de un aerogenerador. La tierra funciona como cualquier otra superficie en presencia de una corriente de aire: los obstáculos y los terrenos rugosos disminuyen la velocidad del viento y crean una zona turbulenta que puede llegar a cubrir por completo un molino de viento convencional (y estamos hablando de alturas de entre 30 y 90 metros). Y para que un molino trabaje a pleno rendimiento lo ideal es una corriente estable y laminar, así que cuanto más pequeña sea la zona turbulenta mucho mejor.

Según este razonamiento el lugar ideal para colocar un molino de viento es una zona completamente llana, que es por lo que a veces se colocan en el mar directamente. Las zonas de costa también son un buen lugar, ya que el viento suele soplar de forma estable y siempre en la misma dirección, durante el día del mar a la tierra y durante la noche de la tierra hacia el mar. Otro buen emplazamiento son los valles, debido al llamado «efecto túnel», que hace que el viento se acelere al comprimirse entre sus paredes. Y en la cima de una elevación, donde se produce el «efecto colina», que hace que la velocidad sea también mayor que en los alrededores al comprimirse el aire contra la ladera. Entre los efectos negativos se cuentan en general todos los producidos por obstáculos, y en particular por la estela de otros molinos de viento, donde el aire es turbulento y tiene ya muy poca energía. Es decir, que lo ideal sería alejar mucho un molino de otro... algo que sin embargo muchas veces es imposible, debido a la infraestructura necesaria para conectar los molinos a la red eléctrica, así que en los parques eólicos se llega a lo que los ingenieros humanos son aficionados a llamar una «solución de compromiso» entre los dos extremos.

Efecto de la presencia de obstáculos sobre el viento

Hoy en día la producción de energía eólica en España (que es el tercer país del mundo en potencia instalada tras Estados Unidos y Alemania) supone un 15,3% de la producción nacional total, según la REE.

Hay muchos defensores de este tipo de energía entre los humanos, y también, como no podía ser de otra forma (que hablamos de humanos), muchos detractores. Los principales argumentos que esgrimen en contra de los molinos de viento son lo antiestéticos que resultan, ya que destacan mucho sobre el paisaje, el ruido que hacen, que es bastante, y lo peligrosos que resultan para nosotros los pájaros. De donde se sigue que los detractores de los molinos piensan que los pájaros, en general, somos cortos de vista y estamos medio sordos (o eso, o que somos bastante lerdos).

En fin, creo que a estas alturas ya he superado lo de sentirme ofendido por lo que puedan decir los humanos...