El principal objetivo del Acuerdo de Paríses limitar el incremento de la temperatura mundial a no más de 2°C, desde su nivel preindustrial, para finales de este siglo. Para lograr este objetivo clave se debe disminuir las emisiones de gases efecto invernadero hasta su total erradicación. Mediante la premisa “Cero combustibles fósiles” se pretende sustituir el petróleo, el carbón, el gas natural y el gasoil por energías renovables y limpias, tales como la energía solar, los autos eléctricos y la energía eólica.
El mecanismo de la formación de los vientos
Los rayos solares calientan la atmósfera de un modo no uniforme, por lo cual la temperatura del aire es diferente entre una zona y otra. El aire caliente, al subir, deja un vació en las capas inferiores que son ocupadas por el aire frío que baja de las capas más altas. Las resultantes de estos desplazamientos son las corrientes de aire. Existen otras causas en la formación de los vientos, como la originada por la diferencia de presión atmosférica entre los océanos y por la inercia y la fuerza centrífuga producida por la rotación de la Tierra. El viento posee una masa y al moverse adquiere energía cinética, la cual es la que se aprovecha en el proceso eólico, mediante la transformación de la energía cinética en mecánica y finalmente en electricidad.
Nuestro amigo el viento
La energía cinética de corrientes de aire o vientos es la que se ha denominado energía eólica, y es la que los humanos hemos utilizado desde milenios, primero en la navegación a vela y luego en los molinos de viento para moler el trigo. En ambos casos se trata de transformar la energía cinética en mecánica. En los veleros la energía eólica se manifiesta en el movimiento de las embarcaciones. En los molinos de viento se presenta mediante el proceso de trituración del grano para obtener harina de trigo. En tiempos recientes la energía eólica comenzó a utilizarse para producir energía eléctrica.
La energía eólica y el aprovechamiento del viento
Todos hemos visto, al menos en fotos o videos eso que desde lejos parecen unos livianos palitos coronados por un ventilador de cierto tamaño. Pero la vista engaña, puesto que los palitos son pesadas torres hechas de láminas de acero revestidas con un material resistente a la intemperie. Son de color gris claro, para minimizar el impacto visual, y un acabado mate para reducir los reflejos. Las torres miden entre 25 y 100 metros de altura para aprovechar mejor la velocidad del viento. Poseen una base circular de hasta cuatro o más metros de diámetro.
Con estas dimensiones, aquellos “livianos palitos” pueden albergar en su interior una escalera de caracol y otros hasta un ascensor. Cada aspa mide unos 20 metros o más de largo y es similar al ala de un avión. Para tener una mejor idea del tamaño de la torre y las aspas basta con saber que la transportación de las piezas requiere de una compleja logística. Un solo aspa debe llevarse en un camión de dos piezas para poder serpentear por algunas de las estrechas calles europeas. Estos componentes tampoco son livianos, pues hemos visto en una imagen un accidente en el que la caída de un aspa ha aplastado la cabina de un enorme camión. El conjunto formado por la torre, las aspas y el mecanismo se conoce con el nombre de aerogenerador o turbina.
El aerogenerador y la transformación de la energía eólica en electricidad
Encima de la alta torre va colocada la góndola o nacelle, especie de cabina algo mayor que un pequeño camión. En la góndola van la mayoría de los equipos que intervienen en el proceso eólico. En su nariz va acoplado el molino de tres aspas o paletas y en la cola se ubican la veleta y el anemómetro, que determinan la dirección y velocidad del viento, las cuales se almacenan en una computadora, la cual ayuda a orientar la góndola y la inclinación de las aspas según las condiciones del momento. El molino es el encargado de capturar la energía cinética de las corrientes de aire y transmitirla mediante un rotor a un multiplicador, el cual hace girar al eje de alta velocidad 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad. De esta manera la energía cinética queda transformada en energía mecánica. El paso siguiente es convertirla en energía eléctrica, lo cual se realiza mediante un generador que gira a 1500 rpm. Una vez obtenida la electricidad es conducida por cables que bajan adosados a la pared de la torre. De allí pasan a un transformador que convierte la corriente directa en corriente alterna para finalmente pasar a alimentar la red eléctrica.
Los parques eólicos
Un parque eólico es un conjunto de aerogeneradores que puede estar ubicado en tierra o en el ma
r, siendo los primeros los más habituales, aunque los parques alejados de las costas han crecido de manera importante en Europa en los últimos años. La cantidad de aerogeneradores que conforman un parque es variable y, entre otros aspectos, depende de las necesidades eléctricas de una zona, de la superficie disponible para ubicar los aerogeneradores y las características de las corrientes de aire del lugar. No toda la energía que procede del viento es utilizable, la energía eólica sólo opera con corrientes horizontales, puesto que las verticales no tienen la energía dinámica necesaria para su aprovechamiento. Antes de la escogencia del sitio para instalar un parque eólico se debe analizar las características del viento por unos doce o más meses. Además, deben someterse a un estudio de impacto ambiental previo, que incluya el efecto de las obras, tendidos eléctricos, afectaciones a la fauna y flora, o impacto visual.
¿Deja de fluir la electricidad cuando un parque eólico se detiene?
Los aerogeneradores arrancan cuando el viento alcanza una velocidad de tres a cuatro metros por segundo (unos 11 a 14 kph). Su máxima eficiencia es con un viento de unos 13 a 14 metros por segundo (cerca de 50 kph). Si el viento adquiere una velocidad media de 25 metros por segundo (90 kph) durante 10 minutos, los aerogeneradores se detienen por motivos de seguridad. En momentos en que cesa el viento obviamente no hay producción eléctrica, la cual se resuelve con la compensación de electricidad entre varios parques. Cuando sobra energía eléctrica un parque vende su excedente, el cual se incorpora a la red pública. Cuando cesa el viento, entonces el parque le compra electricidad a dicha red.
Pros y contras de la energía eólica
Ventajas: es una energía inagotable, limpia y eficiente. Es de las llamadas energías verdes porque la transformación de energía cinética en electricidad no produce emisiones de efecto invernadero. Va en dirección correcta en la lucha contra el cambio climático. La energía eólica contribuye al desarrollo sostenible y es una de las fuentes más económicas y limpias que existen. Genera cinco veces más puestos de trabajo que la industria petrolera y es creadora de gran cantidad de empleos indirectos. Hay mini aerogeneradores o aerogeneradores urbanos para ser colocados en casas, haciendas y lugares remotos.
Desventajas: Hay quienes piensan que los parques eólicos arruinan el paisaje. El giro del rotor produce ruido, por ello se deben instalar lejos de las poblaciones. Las aves pueden ser víctimas de accidentes al impactar con las hélices de los aerogeneradores. Por ello al escoger el lugar para construir un parque eólico debe evitar hacerlo en los corredores migratorios de aves.
Los diez países con mayor potencia eólica instalada Gigawats (GW)
China 168.7; Estados Unidos 82.2; Alemania 50.0; India 28.7; España 23.1; Reino Unido 14.5; Francia 12.1; Canadá 11.9; Brasil 10.7 e Italia 9.2
La energía eólica en cifras
Para finales de 2014 la capacidad instalada de energía eólica en el mundo se ubicaba cerca de los 370 GW, lo cual representaba el 5% del consumo eléctrico mundial. Ya en ese entonces más de 80 países la utilizaban. Dinamarca genera más de 25% de sus necesidades eléctricas con energía eólica. En España, en 2014, la energía eólica contribuyó con cerca del 20% del consumo eléctrico. Europa es la región con mayor número de aerogeneradores. El costo de cada unidad ronda los dos millones de dólares. Hay unos 200 mil aerogeneradores distribuidos por el mundo que, según datos de finales de 2011, generaban cerca de 238 GW de energía.
Evolución de la energía eólica
Desde la primera mitad del siglo XX se venía trabajando en algunos países sobre la energía eólica. Sin embargo, no fue sino hasta los años 70, a raíz de la primera crisis petrolera cuando se comenzó a investigar sobre energías alternativas, entre ellas el aprovechamiento del viento. Ya en la década de los 1980 la generación de energía eólica comenzó a crecer de forma sostenida hasta nuestros días. Entre 2005 y 2015 la producción pasó de 59 a 433 GW. En 2001 se creó en Dinamarca la Asociación Mundial de Energía Eólica, con sede en Bonn, Alemania, a fin de promocionar a escala mundial esta energía.
Los peligros que se ciernen sobre la energía eólica
El continuo hallazgo de enormes yacimientos convencionales de hidrocarburos, unido a la extracción de gas y petróleo no convencionales mediante fracturación hidráulica o fracking, pudieran conducir al abaratamiento de los precios del petróleo y gas. Esto probablemente desestimularía las inversiones en energías limpias como la eólica, aunque también afectaría las inversiones en la industria de los hidrocarburos.
Sandor Alejandro Gerendas-Kiss
Fuentes:
Diario ABC, España. Sección Ciencia. ¿Cómo funciona un parque eólico? Recuperado de http://www.abc.es/ciencia/20140111/abci-parque-central-eolica-funcionamiento-201401101740.html
Centraleólicaa. Partes de un aerogenerador. Recuperado de https://centraleolica.wordpress.com/partes-de-un-aerogenerador
Ekidom Energías Renovables. Historia de la energía eólica. Recuperado de http://www.ekidom.com/historia-de-la-energia-eolica
Energías renovables. Energía eólica: ventajas e inconvenientes. Recuperado dehttp://www.energiasrenovablesinfo.com/eolica/energia-eolica-ventajas-inconvenientes/
AEE Asociación Energía eólica. Energía eólica. Información básica. Recuperado de https://www.aeeolica.org/es/sobre-la-eolica/preguntas-frecuentes
Siemens Gamesa. Energía eólica. Preguntas sobre energía eólica. Recuperado de http://www.siemensgamesa.com/es/sobre-n/energia-eolica/preguntas-sobre-energia-eolica.html
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