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3 de diciembre de 2018

El primer avión sin hélices ni combustible levanta el vuelo

Funciona con "viento iónico", un principio físico también conocido como empuje electroaerodinámico e identificado hace décadas que describe un viento o empuje que puede producirse cuando pasa una corriente entre un electrodo delgado y otro grueso. Investigación publicada en "Nature".


Las baterías en el fuselaje (compartimiento marrón frente al plano) suministran voltaje a los electrodos (líneas horizontales azules / blancas) tendidas a lo largo del plano. Image: Christine Y. He - MIT
Un grupo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en EEUU, ha logrado hacer volar el primer avión construido sin partes móviles como hélices o turbinas, y que además no depende de combustibles fósiles ni baterías, un hito publicado hoy en la revista Nature.

El avión en cuestión utiliza un sistema de propulsión denominado "viento iónico" y puede abrir la puerta a "un futuro con aeronaves más silenciosas y limpias", según afirma la revista en un editorial.

Además, el logro del equipo del MIT generará "comparaciones inevitables" con aquel primer vuelo con motor de los hermanos Wright de hace casi 115 años, anticipa Nature.

El avión de ala fija diseñado por Steven Barrett, profesor asociado de aeronáutica y astronáutica en el MIT, y sus colegas tiene una envergadura de 5 metros y pesa 2,45 kilogramos.

Los vuelos de prueba se realizaron en un gimnasio del Centro Atlético duPont del MIT, el espacio interior más grande que pudieron encontrar, y consiguieron que la aeronave atravesara con éxito los 60 metros de distancia de una punta a otra.

Repitieron el vuelo 10 veces con un rendimiento similar y el aparato voló a una altitud promedio de 0,47 metros.

Inspirado en la saga de "Star Trek", que veía con avidez cuando era niño, Barrett cuenta en el artículo publicado en Nature que hace nueve años empezó a pensar en diseñar un sistema de propulsión para aviones que no tuviera partes móviles como hélices, turbinas o ventiladores.



El artículo completo en: El Espectador

3 de octubre de 2014

China y el edificio que funcionará solo con viento

Medirá 350 metros de altura y la electricidad generada por el viento alcanzará para todo el edificio y una parte de la ciudad en la que se construirá.


El estudio de arquitectura Decode Urbanism Office con sede en Beijing, ha diseñado un rascacielos conceptual con una fachada compuesta de miles de pequeñas turbinas eólicas que serían capaces de producir suficiente energía para abastecer a todo el edificio.

La estructura medirá 350 metros de altura, se ubicará en Taiwan, y estaría destinada a albergar departamentos de desarrollo urbano de la ciudad, que serían comercio, salas de exposiciones y museos entre otras. La fachada de la torre, inspirada en la flor del ciruelo (la flor nacional de China y Taiwán) reaccionaría a los cambios de dirección e intensidad del viento y crearía un efecto de cientos de brotes de ciruelo en la floración.

Cada cuadrícula de la fachada tendría un generador de energía eólica mecánica, que actuarían como veletas que oscilan con el viento. Cada generador tendrá su propia luz LED, que iluminará un pequeño trozo de la fachada con una intensidad que depende de la cantidad de energía producida. Esto produce un flujo pulsante de luz que viaja a través de la fachada ondulante. El color de las luces también sería ajustado para corresponder a los cambios en la temperatura y la temporada. Por la noche, los generadores de forma de diamante se iluminarían con las miles de pequeñas luces LED.

Aunque actualmente existen ya muchas estructuras que utilizan energía eólica, lo novedoso de esta torre es que la electricidad que se genera por medio del viento alcanza para toda la energía que la edificación requiere y también para abastecer a una parte de la ciudad taiwanesa de Taichung, que es en donde se construirá.

Fuente:

Veo Verde

10 de enero de 2014

¿Cuánto puede durar una estructura en el desierto antes de ser engullida por la arena?

Casa de Anakin

La casa de Anakin está a punto de ser cubierta completamente por la arena del desierto.

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Las edificaciones no se hunden sino que son cubiertas por la arena que el viento arrastra.

Sin ninguna planta que la sujete, la arena acaban formando unas dunas en forma de herradura llamadas barján o duna en media luna.

Cada partícula de arena asciende desde la base hasta alcanzar la cresta, hasta que cae por la escarpada cara de deslizamiento al otro lado. Esto quiere decir que el barján se mueve lentamente en dirección del viento unos 15 metros al año.

En Túnez, el set de la casa de Anakin, utilizada en la película la Guerra de las Galaxias Episodio I, está medio enterrado y en cinco o seis años quedará completamente cubierto por la arena.

Fuente:

BBC Ciencia

14 de noviembre de 2013

¿Por qué fue tan feroz el supertifón Haiyán?

Ojo del tifón Haiyán

El ojo del tifón Haiyán, con vientos que alcanzaron los 314 kilómetros por hora.

El extraordinario poder destructivo del tifón Haiyán, que arrasó comunidades enteras en Filipinas, asombró a quienes habían previsto su paso pero no su fuerza.

Alrededor de 10.000 muertos, más de 600.000 personas desplazadas y un país en estado de calamidad nacional figuran en el triste récord de una de las tormentas más potentes de la historia.
Sin embargo, el presidente filipino, Benigno Aquino, aseguró que esos reportes iniciales de víctimas mortales son demasiado altos y que la última estimación es de aproximadamente 2.500.

Y aunque los filipinos están acostumbrados a la amenaza de los tifones –han sufrido más de 20 sólo en este año– ninguno se acerca a la magnitud de este.

Imagen satelital del tifón Haiyán

Todas la previsiones se quedaron cortas frente a Haiyán. 

"Creo que lo que lo hizo particularmente peligroso fue que alcanzó su punto máximo de intensidad cuando llegó a la costa, y por eso es probablemente uno de los tifones más poderosos que jamás haya tocado tierra", dijo a la BBC Julian Heming, del servicio meteorológico británico.

¿Pero cómo se forma una tormenta como ésta, la versión más extrema del clima?

Calor y baja presión

Como todas las tormentas tropicales, comenzó como un grupo de cumulonimbos o nubes cargadas de electricidad. Algo común, según explica David Shukman, editor científico de la BBC.

Pero estas nubes se fundieron rápidamente en un único sistema atmosférico que comenzó a rotar, arrastrando aire hacia arriba, hacia su centro.

La tormenta se extendió sobre más de 400 kilómetros. En este punto, ya era un tifón.

El calor, creciente por el movimiento, iba aumentando su fuerza. Las temperaturas altas significan más energía, y esto hace que se acelere el viento en el ojo de la tormenta y a su alrededor.

Según reporta Matt McGrath, corresponsal de Medio Ambiente de BBC, Haiyán presentó características inusuales que incrementaron su potencia. Normalmente, las paredes de la tormenta que rotan alrededor del ojo se van renovando con el movimiento, debilitando la velocidad de los vientos. Pero eso no pasó en este caso.

Pero además, la intensa presión baja levantó la superficie del mar para crear una marejada ciclónica o inundación costera, otra fuente de peligro que arrasó con todo lo que se encontró a su paso.

Destrucción en Tacloban tras el tifón Haiyán

Tacloban fue uno de los lugares más afectados por el tifón.

La tormenta llegó a Filipinas por la isla de Samar, a unos 600 kilómetros de la capital, Manila, poco antes del amanecer del viernes pasado, con vientos que se estima rondaban los 314kph.

Guiuan, una localidad de pescadores de 40.000 habitantes, fue el primer lugar que golpeó la tormenta, que arrancó casi todos los techos de las casas.

Tacloban, de 200.000 habitantes, también sufrió los embates del ciclón.

Cambio climático

Mientras los filipinos luchan por sobrevivir tras el tifón y esperan la ayuda internacional, los efectos de la catástrofe se hicieron sentir de un modo particular en la apertura de conferencia mundial sobre cambio climático en Varsovia, Polonia.

El desatre causado por Haiyán marcó el inicio de la cumbre de Naciones Unidas, que arrancó este lunes en la capital polaca y durará dos semanas.

La intervención del delegado filipino llamando a la acción inmediata conmovió a los asistentes.

"Podemos arreglarlo, podemos detener esta locura ahora mismo", dijo Naderev Saño al borde de las lágrimas, y anunció una huelga de hambre hasta que se avance en los acuerdos para contrarrestar los efectos del calentamiento global.

"En solidaridad con mis compatriotas, que luchan para encontrar alimentos, voy a comenzar un ayuno voluntario por el clima", declaró Saño al comienzo de la sesión de apertura.

Saño, originario de Tacloban, también dijo que había conseguido comunicarse con su hermano en Filipinas, aunque todavía espera más noticias de sus familiares.

A pesar de que aún no hay evidencia que atribuya al cambio climático la responsabilidad por severos eventos atmosféricos como el tifón Haiyán, los científicos creen que el aumento de la temperatura de los océanos puede hacer que estas tormentas sean más feroces.

Fuente:

BBC Ciencia

2 de octubre de 2013

¿Por qué se forman las dunas?


Quizás, una tarde ventosa en la playa, nos hayamos fijado en el movimiento de la arena, y en la constitución de ésta. Son granos de silicatos, de muchos tamaños desde milímetros, a micras que no podemos ver, pero que podemos sentir en nuestros senos nasales y en los bronquios. El aire empuja esos granos de arena.

El catedrático de Física Aplicada de la UAH Antonio Ruiz de Elvira explica el fenómeno junto a una máquina de dunas de Cosmocaixa Barcelona, el museo de la ciencia Obra Social La Caixa.

Imaginemos una superficie plana y de algunos cientos de metros de longitud y anchura; toda ella cubierta de arena. El viento incide sobre de la misma, pero no sopla nunca por igual. Al variar localmente la presión la arena se acumula en algunos puntos.

El aire, al seguir pasando por los puntos de acumulación, eleva su velocidad y baja aún más la presión. En esos puntos se acumula mas arena, en un mecanismo acumulativo, lo que en física se llama 'mecanismo no lineal de realimentación positiva.

El resultado de esas fluctuaciones del aire sobre la arena es crear pequeños montículos que van creciendo lentamente. Las colinas de arena son asimétricas: De pendiente suave a barlovento, de pendiente fuerte a sotavento.

Al caer la arena y recibir nueva, la duna se desplaza en el sentido del viento. Las dunas, cómo las olas, son limitadas a lo ancho: no hay dunas más anchas que una cierta dimensión.

Fuente:

El Mundo Ciencia

16 de julio de 2013

Los molinos que quitan la sed en la sierra ecuatoriana

A principios de 2013 el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable de Ecuador presentó un Atlas Eólico.

"Es una ilusión de niño, siempre quise tener un molino de viento y ya lo tengo. Al menos para esta cosa puedo morir tranquilo", suspira el francés Christopher Vercoutere, quien lleva 40 años viviendo en Ecuador.

A su lado asiente en silencio Agustín Seminario, el ingeniero que siete años atrás construyó su primer molino, ése que disfruta Vercoutere en su campo, el mismo que tímidamente comienza a moverse como si lo empujaran el francés y el ecuatoriano con la mirada.
El molino de Vercoutere se encuentra en la comunidad de San Roque, provincia de Imbabura, en el norte de la región Sierra, una de las zonas del Ecuador que más sufre para regar sus sembradíos.

"Vivimos en una zona que no tiene acceso a la energía. Si bien es cierto que la electricidad llega a la casa, no llega a las fuentes de agua. Incluso en una gran hacienda que tenga electricidad, ésta llega solo a la casa de la hacienda", explica Seminario, quien estudió ingeniería mecánica en Quito.

Aunque ha llevado sus molinos por todas las provincias serranas, desde Carchi hasta Azuay, Seminario se mueve en un mercado dominado por bombas que funcionan a gasolina o a diesel debido al bajo precio de estos combustibles, pero su apuesta por la generosidad de los vientos ha calado también en Quito.

Un atlas de vientos

A comienzo de este año, el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable de Ecuador presentó su Atlas Eólico, para identificar las zonas del país donde este recurso puede ser aprovechado para la generación de electricidad y diversificar la matriz energética.
"La participación de la energía eólica en la matriz de producción eléctrica hasta la fecha es marginal"

Esteban Albornoz, ministro de Electricidad y Energía Renovable de Ecuador.

"La participación de la energía eólica en la matriz de producción eléctrica hasta la fecha es marginal, con tan solo 16,5 MW en el territorio continental correspondientes al proyecto Villonaco que entró en operación en enero de 2013", dijo a BBC Mundo el ministro Esteban Albornoz y agregó:

"La información contenida en el Atlas Eólico, sumada a los incentivos que se vienen implementando a nivel regulatorio, establecen condiciones propicias para el desarrollo de nuevos proyectos eólicos de iniciativa pública y privada, que contribuirán al abastecimiento de la demanda y al desplazamiento de energía térmica que consume combustibles fósiles".

Pero los subsidios oficiales a estos combustibles han alejado del mercado a otros amantes de los molinos de viento como el ingeniero mecánico Marcos Cabrera, quien comenzó a construirlos como hobby en la provincia del Azuay, en el sur de la Sierra ecuatoriana, seis años atrás.

"La idea nació cuando un amigo me preguntó si le podría hacer un molino de viento y yo por alegrarlo le hice uno de adorno. Luego los fabriqué como negocio, pero hoy en día ya casi estoy retirándome de esta actividad porque la energía en Ecuador, el gas y la electricidad, es muy baratas y las posibilidades de hacer negocios son bien escasas".

Por eso, los artesanos de los molinos de viento han tenido que encontrarles nuevas funciones a las aspas de estos gigantes imaginados por Cervantes: bombear agua ya no es su única misión, sino oxigenarla.

Agua estancada 

Molino

Los molinos de viento ya no sólo bombean el agua, sino que también la oxigenan.

Inspirado por los molinos levantados en las zonas rurales del Ecuador por una misión internacional en la década del 60, Agustín Seminario comenzó a investigar cómo construirlos y cómo comercializarlos.

"Vi molinos de la Misión Andina que habían durado desde el año 65 y todavía seguían, aunque ya no bombeaban. Entonces fui a un molino, me subí, tomé fotos de sus partes, y dije 'esto ya está inventado, lo que hay que hacer es adaptarse a lo que tenemos acá'".

El principal inconveniente que enfrentó era el costo de cada uno de los cuatro piñones que movían estos molinos, que puede variar de 200 a 300 dólares, pero por fortuna, uno de sus trabajadores sugirió utilizar los piñones de una moto, mucho más baratos, y el invento funcionó.

Pero no todos los campesinos ubicados en la ladera del volcán Imbabura necesitaban bombear agua de pozos cavados en la tierra, algunos requerían hacer algo con el agua caída del cielo.

"Nosotros plantamos papa, zanahoria y hierva para el ganado pero para riego no hay nada de agua, solo esperamos a la lluvia en abril y mayo que son aguas medias duras, por eso hicieron esos reservorios", dice a BBC Mundo Luis Rosales, cuidador de unos de los campos de la comunidad Cerotal, ubicada a 3.200 metros de altura.

Fabricar piscinas para almacenar el agua pareció ser la mejor solución, pero los campesinos pronto descubrieron el agua estancada por mucho tiempo pierde el oxígeno y se pudre… y ahí entraron los molinos.

Otro sabor

"En Estados Unidos se diseñó un molino que en lugar de llevar una bomba de agua tenía un compresor, entonces el aire que es comprimido se inyecta debajo del agua y comienzan a salir burbujas como si estuviera hirviendo", cuenta el ingeniero Seminario, quien comenzó a reproducir este modelo en Ecuador.
"Lo interesante de esta agua es que es muy agradable para tomar porque no tiene gusto a cloro"

Christopher Vercoutere

Al oxigenar los reservorios se eliminan las algas y se prolonga la vida útil del agua que pueden beber los animales.


Mientras los animales sacian su sed en los molinos ideados para oxigenar el agua, los hombres que aman los molinos en la sierra ecuatoriana disfrutan del agua que bombean de los pozos estas máquinas inventadas hace siglos.

"Todo el mundo piensa hoy en día que el agua tiene que ser suministrada por redes, pero no se puede comparar a nivel de sabor del agua entubada con esta agua", dice el francés Vercoutere.

"Lo interesante de esta agua es que es muy agradable para tomar porque no tiene gusto a cloro. Es algo que me ha sobrado de niño, porque en cada persona hay algo de niño que hay que tratar de guardar", concluye.

Tomado de BBC Ciencia

26 de abril de 2013

¿Es cierto que llueven sapos y culebras?

  • En todo el mundo hemos visto lluvias de animales varios
  • Unas teorías apuntan a mangas de agua que succionan a los animales
  • Otros expertos hablan de corrientes de aire caliente que los elevan
Ampliar fotoTromba marina estrecho de Gibraltar

Tromba marina estrecho de Gibraltar

Las previsiones apuntan que este mes de abril tendrá lluvias mil, al menos estas primeras semanas. Lloverá sobre mojado ya que hemos cerrado el mes de marzo como el más lluvioso desde hace 66 años.

Tanto llueve y tan furiosas son algunas de las tormentas que podríamos exclamar: “¡Están lloviendo sapos y culebras!”. La versión británica del dicho es: “¡Están lloviendo perros y gatos!” y la alemana: “Están lloviendo cachorros”.

La expresión está basada en hechos reales. Son muchos los casos recogidos en la literatura popular y los periódicos de fuertes tormentas que traen lluvias asombrosas de los animales más diversos.

Muy recordada en España es la lluvia de cientos de pequeñas ranas durante una tormenta en Rebolledo, una pedanía de Alicante, en 2007. Dos años antes cayeron ranas del cielo en Odzaci, una pequeña ciudad serbia, durante un aguacero acompañado de fuertes vientos.

En el pueblo británico Knighton también cayeron peces del cielo en 2004. A eso de las tres de la tarde amainaba la fuerte tormenta que había azotado el pueblo y los lugareños salieron a caminar. Entonces vieron en el suelo cientos de pequeños peces, algunos aún agonizantes. En Lajamanu, un pueblo en Australia, cayeron percas en 2010 y en el pueblo hondureño de Yoro caen peces las épocas de fuertes tormentas con cierta regularidad.

Los roedores también caen como granizo. Olaus Magnus, obispo de Suecia, menciona en su libro sobre la historia y costumbres de su pueblo, Historia Gentibus Septentrionalibus (1555), episodios en los que caían ranas, peces y ratas del cielo. En la ciudad noruega de Bergen en 1578 llovieron ratones amarillos.

Teorías del origen de las lluvias animales

La teoría más aceptada sobre el origen de estas lluvias animales es la que apunta a las mangas de agua, trombas marinas o rabos de nube. Estas son columnas de aire en rotación muy rápida que se extienden desde una nube de tipo cúmulo (las algodonosas) hasta la superficie acuosa, generalmente el mar o grandes lagos. A veces incluso se adentran unos metros en tierra.

En la zona de contacto con el agua, las mangas succionan todo aquello que la fuerza de sus vientos pueda levantar y lo lanzan hacia arriba. Allí, el viento en rotación puede alcanzar los 130 Km/h.

Las mangas duran entre 5 y 10 minutos, y su velocidad de traslación es de 5 a 20 Km/h. Se disipan cuando cesa una de las condiciones que mantienen activa, como cuando llegan a tierra o la lluvia cercana las intercepta.

Sin embargo, otras corrientes sostienen y arrastran durante unos minutos aquello que haya absorbido la manga, hasta que en un momento dado la fuerza de la gravedad es mayor que el viento y provoca la precipitación de las ranas o los peces hacia el suelo. Caen por tamaños, primero los más grandes y luego los más pequeños, en función de la pérdida de fuerza del viento.

Hay expertos que creen que no es imprescindible la formación de una manga de agua para desplazar peces o ranas unos cuantos kilómetros por el aire. Según su criterio, cualquier corriente de aire ascendente inusualmente intensa es suficiente.

Estas corrientes de aire caliente se elevan porque el aire caliente es más ligero que el frío. En ocasiones alcanzan velocidades que rondan los 90 kilómetros/hora, es decir, generan la fuerza suficiente para arrastrar hacia el cielo pequeños objetos y animales. A medida que suben se van enfriando, hasta que el vapor de agua que arrastra se condensa, forma nubes y entonces precipitan hacia el suelo los pequeños objetos y animales que haya arrastrado con el impulso de su ascenso.

Fuente:

RTVE Ciencia


24 de enero de 2013

Japón: Construyen un parque eólico en alta mar

Contaminación, ahorro y ciertas obligaciones internacionales para cumplir con la reducción de los niveles máximos de contaminación llevan a las naciones a gastar grandes sumas de dinero en el desarrollo de tecnologías sanas para el medioambiente. Japón es uno de los países que hace un esfuerzo considerable por balancear la contaminación que genera su ultra concentrada urbanización, por lo que ahora se ha propuesto construir un parque eólico en alta mar para generar energía que será el más grande del mundo una vez terminado.

La urgencia vivida en Marzo de 2011 con la central nuclear de Fukushima fue un llamado de atención para el país nipón, uno de los más preparados ante emergencias y tragedias con tecnología de punta en cada rubro. Aun así, la incertidumbre vivida ante el acontecimiento los sobrepasó y los problemas que por suerte no se desencadenaron en el corto plazo tuvieron consecuencias en el largo, pues los tres reactores principales de Japón se desplomaron (54 reactores inutilizables en total) y el país insular ahora está buscando reducir su dependencia de la energía nuclear. Para esto ha buscado refugio y solución en la energía renovable, para lo que ha de construir el parque eólico en alta mar más grande del mundo. 

Se implementará un moderno sistema de marcos flotantes.  
Se implementará un moderno sistema de marcos flotantes.

Ubicado a 16 kilómetros frente a la costa de Fukushima, el plan se compone de la instalación de 143 turbinas de viento que generarán 1 gigawatt de energía una vez que estén completados en, se espera, 2020. 

Se busca que sea un record, por lo que la granja eólica nipona superará los 504 megavatios generados por las 140 turbinas de la granja Gabbard Mayor de la costa de Suffolk, Reino Unido, que es la mayor granja eólica del mundo por el momento. Incluso será superada cuando a fines de este año se pase al estuario del Támesis, donde tendrá 175 turbinas y producirá 630 megavatios de energía. Según la revista japonesa que dio el anuncio, la primera etapa del proyecto Fukushima será la construcción de una turbina de 2 megavatios, la subestación y una instalación de cable submarino. La turbina se mantendrá a 200 metros de altura y si tiene éxito, las turbinas adicionales serán construidas progresivamente con sujeción a la disponibilidad de fondos.

Su finalización está programada para 2020.  
Su finalización está programada para 2020.

Algo muy interesante en estas noticias es comprender cómo hacen para resolver el problema de los costos, y en este caso para solucionar el gasto total de anclar las turbinas al fondo del mar, se construirán marcos flotantes de acero que se estabilizan con lastre y anclado a la plataforma de 200 metros de profundidad que rodea la costa japonesa vía líneas de amarre. Una vez esté funcionando a todo vapor (no, no usará vapor para funcionar), la intención es que suministre electricidad a la amplia red a la que dos de los reactores de Fukushima proveían. En Japón están interesados en ampliar el parque eólico en alta mar si las cosas salen como esperan, aunque los habitantes de la costa y la industria de la pesca demostraron antipatía por no saber cómo afectará esta construcción a su fuente de ingreso. Esperamos que por resolver un problema no generen otro, algo típico en las intenciones ecologistas de los descuidados.
Fuente:

3 de noviembre de 2012

¿Qué pasa con las aves durante un huracán?


A medida que vuelve la calma a la costa Este de los Estados Unidos, miles de aves regresarán a sus hábitats naturales después de una semana de viaje. El huracán Sandy, como otras grandes tormentas, ha dejado un reguero de destrucción a su paso, pero también ha afectado a decenas de miles de aves. Aunque no hay cifras directas de la mortalidad, es seguro que cientos de pájaros habrán muerto a consecuencia de los vientos y las inundaciones, pero ¿qué pasa con el resto? ¿Cómo se las apañan para sobrevivir a una fuerza de la naturaleza que se lleva todo por delante?

Seguir leyendo en:
¿Qué pasa con las aves durante un huracán? (lainformacion.com)

Tomado de:

Fogonazos

8 de octubre de 2012

La mayor granja eólica 'offshore' del mundo abastecerá Londres

Planta eólica 'offshore'. | London Array Limited
Planta eólica 'offshore'. | London Array Limited
  • Generará energía suficiente para el 25% de los hogares de la capital británica
  • La primera fase de London Array se inaugura a finales de año
  • La pujanza de la eólica en las costas contrasta con el parón en tierra
La embocadura del Támesis siempre fue propicia para los fuertes vientos. Allí se construyó hace cuatro años la granja eólica 'offshore' Thamet, que ostentó durante un tiempo el título de la mayor del mundo. Y en esto llega la London Array, tres veces más grande, con 341 turbinas y una potencia de 1.000 megavatios, capaz de abastecer el 25% de los hogares de Londres.

La primera fase de London Array estará operativa a finales de año. Gran Bretaña confirmará en ese momento el primado mundial de la eólica 'offshore', por delante de Alemana, China y Dinamarca. El auge de las turbinas en la costas británicas contrasta sin embargo con el parón que se ha producido en tierra, donde se enfrentan a una férrea oposición por motivos 'paisajísticos', auspiciada hasta hace poco por el propio Príncipe Carlos.

La 'ventaja' de London Array es que las turbinas están a más de 20 kilómetros y ni siquiera se ven desde tierra, aunque ocupan una 'mancha' de 230 kilómetros cuadrados. El proyecto puso un especial énfasis en la evaluación del impacto ambiental en las aves migratorias y en la fauna marina. Las principales resistencias locales las han planteado los pescadores, pero el proceso de construcción ha discurrido como una 'balsa', en contraste con las protestas generadas por la eólica 'offshore' en lugares como España.

Obstáculos

Los principales obstáculos han sido si acaso los económicos. Con una inversión total estimada en 3.000 millones de libras (unos 3.700 millones de euros), la crisis estuvo a punto de dejar el proyecto en el alero. 

La retirada repentina de Shell fue cubierta sin embargo por el resto de los socios extranjeros (Dong, Masdar y Siemens) y por la subsidiria E.ON UK. El Gobierno británico dio el último impulso con el paquete 'extra' 700 millones de euros de apoyo a las renovables, antes de la marcha atrás iniciada en el 2010.
Con algunos meses de retraso -la idea original era inaugurar London Array para los Juegos Olímpicos-, la construcción de la primera fase ha entrado ya en el tramo final, con la mayoría de las primeras 175 turbinas en posición de espera.

"Nunca creí que acabaría trabajando en renovables, pero me cayó esa responsabilidad", admite al Daily Telegraph el gerente de London Array, Stephen Reynolds, abriéndose paso ente la neblina. Reynolds estaba especializado en pozos petrolíferos marinos, hasta que dio el salto a las energías limpias con la granja 'offshore' Thanet, 14 kilómetros hacia el sur.

Un centenar de operarios se desplazan todos los días en barco para completar la construcción, que ha sido posible gracias a un buque especial, el MPI Adventure, capaz de instalarse sobre el lecho marino y levantarse por encima de las olas como si fuera una plataforma, gracias a seis 'piernas hidráulicas' capaces de levantar su casco.

La construcción de las turbinas se realiza en tres fases: primero se clavan en el fondo la columnas cilíndricas, sobre las que van luego instaladas las piezas de transición. Una vez estabilizados los 'cimientos', al cabo de una semana, otro barco transporta e instala las torres metálicas de 90 metros de altura, acopla las palas y completa el cableado.

Sin apenas ruido, en todo caso un zumbido de fondo, London Array se dispone a entrar en la historia de las renovables en apenas tres meses y a relanzar a Gran Bretaña en momentos de gran incertidumbre para las energías limpias. El avance en el eólica 'offshore' contrasta con las resistencias feroces a las turbinas en tierra.

Por potencia total instalada en energía eólica, Gran Bretaña ocupa el octavo lugar en el mundo con 6,5 gigavatios, muy lejos de Alemania (29) y España (21). El viento, hoy por hoy, no supone aún más que el 4% de la tarta energética.

Fuente:

El Mundo Ciencia

12 de septiembre de 2012

Las turbinas eólicas pueden proporcionar toda la energía necesaria en el mundo

Investigadores de EEUU calculan que cuatro millones de aerogeneradores cubrirían más de la mitad de las necesidades energéticas planetarias.

Turbinas eólicas

Vista aérea de una instalación de generadores eólicos / Arenamontanus

El viento que sopla en la Tierra es suficiente para cubrir las necesidades energéticas de todo el mundo. Es la conclusión de dos estudios  publicados esta semana que utilizan complejos modelos informáticos para calcular cuánta energía pueden producir las turbinas eólicas llevada a su límite teórico. El primero de estos estudios, publicado ayer en Nature Climate Change y liderado por Kate Marvel del Laboratorio Nacional de Lawrence Livermore, calculó que sería posible extraer hasta 400 Teravatios (TW) de potencia del viento que sopla a pocos metros del suelo y más de 1.800 de turbinas suspendidas en el aire que aprovechasen las corrientes fuertes y continuas a grandes altitudes.

En un segundo estudio, elaborado por dos científicos de las universidades de Delaware y Standford (EEUU), los autores utilizan otro modelo para llegar a cifras algo distintas pero igualmente elevadas si se tiene en cuenta que la demanda mundial de energía ronda, según el primero de los estudios, los 18 TW. Según el artículo, publicado hoy en la revista PNAS, si se cubriese toda la superficie terrestre y marina con molinos eólicos de 100 metros de alto, se contaría con una capacidad de 250 TW. Si además se instalasen turbinas a diez kilómetros de altura para cosechar las corrientes atmosféricas, se obtendrían 380 TW más.

Ambos artículos se ocupan también de una preocupación surgida de otros modelos planteados por investigadores como Alex Kleidon, del Instituto Max Planck para Biogeoquímica de Jena (Alemania). Según el investigador, aunque sería posible extraer hasta 70 TW de la energía eólica, hacerlo tendría graves consecuencias sobre el planeta comparables a doblar las emisiones de dióxido de carbono. Los nuevos estudios aseguran que es posible instalar un número de turbinas suficiente para cubrir al menos la mitad de las necesidades energéticas mundiales sin afectar al clima ni agotar la energía eólica.

Consecuencias para el clima

El grupo de Lawrence Livermore estima que las instalaciones eólicas suficientes para cubrir las necesidades energéticas globales solo afectarían la temperatura terrestre en 0,1 grados, y las precipitaciones, en un 1%. Por su parte, el equipo formado por Mark Jacobson y Cristina Archer hace una propuesta algo menos ambiciosa y calcula el número de generadores necesarios para cubrir algo más de la mitad de la demanda energética mundial. Con cuatro millones de turbinas de 5 MW sería posible, según ellos, proporcionar 7,5 TW de potencia (este grupo estima la demanda energética mundial en poco más de 10 TW) sin efectos negativos sobre el clima.

Para realizar sus cálculos, el equipo que hoy publica su artículo en PNAS introdujo un modelo de tierra, mar y aire (GATOR-GCMOM) en el que se extrajo la energía a los 100 metros de altura a los que estarían situadas en realidad las turbinas. Según este modelo, esa extracción de energía a esa altura determinada no agotaría la energía del aire de la atmósfera por encima y por debajo de ese nivel y no provocaría los efectos sobre el clima calculados por Kleidon en un análisis que tomaba como referencia la extracción de aire a ras de suelo.
 
“No decimos que haya que poner turbinas por todos los lados, pero hemos mostrado que no existe ningún obstáculo fundamental para obtener la mitad o, incluso, varias veces la demanda energética mundial del viento hacia 2030″, dice Jacobson. El espacio cubierto por los molinos, no obstante, sería descomunal. Si su propuesta se llevase a cabo, se instalarían dos millones de turbinas en el mar y las restantes sobre tierra. 

Solo estas últimas ocuparían un territorio similar al de España y Alemania juntas. La distribución de los generadores debería ser, se puntualiza en los dos estudios, lo menos concentrada posible para minimizar el impacto sobre el clima y que las turbinas no se roben viento entre sí.

Los resultados de estos dos estudios contradicen las estimaciones presentadas en otros no tan optimistas respecto al potencial de la energía eólica. Es el caso de un artículo publicado por investigadores de la Universidad de Valladolid, con el investigador Carlos de Castro a la cabeza. Este estudio se afirma que muchos de los estudios que obtenían unos resultados de energía potencial eólica tan optimistas estaban mal planteados. Medían la velocidad del viento en distintos puntos del planeta y después evaluaban dónde se podían colocar molinos y cuánta energía se podía sacar de ellos. Este planteamiento olvidaría, según el equipo español, la extracción de la energía cinética del viento que suponen los molinos eólicos, violando el principio de conservación de la energía. Aplicando esta y otras limitaciones, los autores de este análisis consideran que no sería posible obtener más de 1 TW de la energía eólica de todo el planeta. De este modo, la energía eólica no superaría nunca el 10% del consumo actual de energía fósil.
Algunos autores creen que la energía eólica no proporcionará más del 10% de las energías fósiles actuales
Tras ver el nuevo estudio, De Castro considera que, pese a la mejora de los modelos empleados por los autores, la aplicación práctica de estos cálculos sigue siendo poco realista. “Yo podría llegar a estar de acuerdo con los límites geofísicos que ellos dan para la energía eólica, pero otra cosa es cómo llevas esto a la realidad”, explica. “Alcanzar la concentración de molinos que ellos proponen sería imposible sin reducir la eficiencia mínima que suelen exigir las compañías para instalar”, añade. “Al final, se trataría de obligar a las empresas a que instalasen sus turbinas en determinados lugares sin pensar en la rentabilidad, o llenar de molinos un desierto como el Sáhara, sin tener en cuenta las grandes dificultades tecnológicas de llevarlo a cabo”, señala el investigador de la Universidad de Valladolid.

La discusión entre estos grupos, forma parte del debate sobre cómo hacer la transición energética. Aunque De Castro está completamente de acuerdo en la necesidad de abandonar los combustibles fósiles por las renovables, cree que esa metamorfosis no puede ser tan rápida como creen Jacobson y Archer. “Por un lado, creo que las renovables no nos permitirán continuar con los niveles de consumo energético actuales y por otro, creo que la transición requerirá muchos años”, dice De Castro.

Archer, por su parte, considera que la celeridad del cambio depende solo de voluntad política: “El mundo produjo unos 800.000 aviones en 5 o 6 años durante la Segunda Guerra Mundial, así que producir cuatro millones de turbinas eólicas no es técnicamente difícil 70 años después”.

Fuente:


24 de junio de 2011

Física extrña: Navegar contra el viento

Nuestro barco de vela prototípico (Image*After)

En esta entrega vamos a revisar otro comportamiento que inicialmente nos puede parecer contrario a la física: la navegación en contra del viento.[1]

¿No me digáis que nunca os lo habéis planteado de pequeños? Seguro que habéis hecho un barquito con una cáscara de nuez o algo así, le habéis puesto una vela de papel, le sopláis desde atrás y el barquito avanza… pero cuando le soplas por delante, el barco retrocede.

Pero entonces, ¿cómo hacen los barcos de verdad para navegar contra el viento? ¿Es que no respetan las leyes de la… mecánica? ¡Un momento! ¡En esta serie se respetan las leyes de la termodinámica! ¡Y las de la mecánica, también!

Vaya por delante que no soy navegante, ni marino, ni patrón, ni tengo barco, ni barca, así que si meto la pata con la terminología, me lo perdonáis.

El caso es que a todos nos resulta intuitivo que si un barco recibe el viento por popa,[2] el viento empuja a la vela, que a su vez, como está unida al barco, lo empuja… y el barco se mueve hacia adelante.

No es mucho más difícil intuir cómo funciona cuando el viento viene un poco ladeado, pero todavía básicamente por detrás. Creo que se denomina viento ancho, largo, abierto, a la cuadra o por la aleta, dependiendo de cuán cerca esté de la popa (aunque la Wikipedia no me aclara cuál es cada uno[3] ). El viento se descompone en dos componentes: una perpendicular a la vela y otra paralela a la vela, lo mismo que hacemos con la reflexión de un rayo en un espejo o una fuerza en un plano inclinado. La componente paralela a la vela la dejamos como está y la componente perpendicular cambia de sentido, empujando a la vela (y por tanto al barco).

Pero, ¿qué ocurre cuando el viento viene más bien de proa?[4] Esto es lo que se llama “viento de bolina”. Este sistema ya no nos sirve, porque el barco se iría hacia atrás.[5]

En ese caso, lo que hacemos el ladear la vela también, para que la componente perpendicular del viento sobre la vela, esté apuntando hacia adelante.

El problema es que ahora el barco se está moviendo de lado… así que aquí es donde entra en juego la quilla. Los barcos no son redondeados por abajo, sino que tienen una especie de aleta ventral, alargada y plana (llamada quilla), que recorre todo el casco por debajo.

¿Qué es lo que hace esa quilla? Dado que el agua es un fluido relativamente denso, la quilla hace que cualquier fuerza aplicada al barco de forma oblicua se convierta en longitudinal, de modo que ese movimiento que veíamos oblicuo hacia adelante, ahora es completamente hacia adelante.

Si intentas dibujar la posición adecuada de la vela, verás que esto se puede hacer teóricamente con cualquier dirección de viento menos con viento completamente de proa. Obviamente, una cosa es la teoría y otra la práctica, de modo que mucho antes de estar completamente de proa ya es imposible aprovechar el viento contrario para navegar (dependiendo del diseño del barco y la vela, puede ser antes o puede ser después). Por eso, cuando un barco debe navegar contra el viento, lo que hace es ir en zigzag.

Pero claro, el aire es mucho menos denso que el agua, de modo que el barco, debido a la quilla, no se mueve en la dirección transversal a la quilla en su parte sumergida, pero sí que sigue moviéndose transversalmente en la parte no sumergida. ¿Qué es lo que ocurre entonces? Que el barco bascula sobre su centro de gravedad longitudinal, volcándose.

Por eso en las carreras de barcos vemos a los tripulantes colgados del barco por un lado, tratando de enderezarlo todo lo posible, llevando su centro de gravedad hacia el punto donde sopla el viento.

¿Quieres más? Pues aún hay más. Visto esto, ¿dirías que es mejor recibir el viento completamente de popa, viento abierto o viento de bolina? Uno diría que con el viento de popa, estaríamos aprovechando toda la fuerza del viento, mientras que con viento abierto o de bolina estaríamos aprovechando algo así como F\,\cdot{}\,sen(a) (siendo F la fuerza del viento y a el ángulo entre el viento y la vela). Y además seguro que aún perdemos algo de eficiencia en la quilla y no toda la fuerza diagonal se convierte en longitudinal. Luego siempre será peor viento abierto o de bolina que de popa…

¿No?

Pues no, claro que no. Si fuera así, no hubiéramos escrito este párrafo…

Lo primero es pensar que un barco puede tener más de una vela, y si el viento viene de popa, la segunda vela básicamente no sirve de nada. En cambio, si el viento viene de lado, la segunda vela la aprovechamos también. Y no digamos si tiene más mástiles.

Lo primero es pensar que un barco puede tener vela en más de un mástil, y si el viento viene de popa, la segunda vela, la de delante, que queda tapada por la de detrás, básicamente no sirve de nada. En cambio, si el viento viene de lado, la segunda vela la aprovechamos también. Y no digamos si tiene más mástiles.

Pero es que aún hay más: el barco se mueve de frente, así que a la hora de calcular cuánto lo frena el aire (el que hay delante, no el viento que lo empuja por detrás), lo que debemos mirar es la superficie transversal al movimiento. Mirando los siguientes dibujos, te das cuenta de que con el viento de popa y las velas completamente transversales es cuando más frena el aire.

El punto óptimo por el que debe venir el viento depende del diseño del barco y de las velas, pero raramente es completamente por la popa.

Ala, la próxima vez que os quedéis aislados en una isla desierta, ya sabéis un truco más.

  1. A vela, claro. Con motor o remo no tiene mérito. []
  2. Para entendernos: la popa es la parte de atrás del barco. []
  3. Si alguien lo sabe: ¡escríbenos un artículo! []
  4. Para entendernos: la proa es la parte de delante. []
  5. De hecho, en el caso anterior, cuando el viento viene de popa pero un poco de lado, tampoco es así exactamente como se hace, pero no importa, estamos simplificando. []


Fuente:

El Tamiz

25 de marzo de 2011

La velocidad del viento y las olas han aumentado un 10% en 25 años

La velocidad del viento y el tamaño de las olas aumentaron progresivamente en todo el planeta hasta un 10 por ciento, en el último cuarto de siglo, según un estudio publicado hoy por científicos australianos.


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El equipo de expertos de la Universidad de Swinburne en la ciudad de Melbourne, encabezado por Ian Young, basó su análisis en datos sobre los vientos y el oleaje recogidos a través de satélite, entre 1985 y 2008.

Young, especialista en ingeniería oceánica, indicó a la radio ABC que los cambios más significativos durante el periodo se dieron en condiciones extremas, principalmente en zonas cercanas a los polos.

Allí, la velocidad del viento se elevó un 10 por ciento entre 1985 y 2008 o un ritmo del 0,5 por ciento anual, mientras el tamaño de las olas creció un siete por ciento.

La velocidad media de los vientos en la mayoría de los océanos aumentó un 0,25 por ciento anual, aunque en el hemisferio sur este incremento, en condiciones extremas, fue del 0,75 por ciento anual.

El científico australiano Alexander Babanin, coautor de la investigación, manifestó que no queda claro si los cambios en la velocidad del viento y la altura de las olas están vinculados al cambio climático.

"Lo que podemos decir es que hay una tendencia general, pero si se extrapola esto en el futuro tiene que hacerse con cuidado", advirtió el experto, quien enfatizó que hay que considerar estas variables cuando se estudian las condiciones meteorológicas.

"Cuando hablamos del clima, generalmente hablamos de los cambios de temperatura, de las precipitaciones, pero mencionamos pocas veces al viento y las olas", dijo Babanin.

Fuente:

La Razón (España)

22 de septiembre de 2010

El viento pudo separar el Mar Rojo para Moisés


La separación de las aguas puede entenderse mediante dinámica de fluidos

El cruce a pie de las aguas del mar Rojo descrito en las escrituras bíblicas pudo haber sido un fenómeno causado por fuertes vientos, según investigadores estadounidenses.







Simulaciones por computador realizadas por los científicos muestran como la fuerza del viento pudo haber creado un pasaje de tierra que habría permitido escapar a los israelitas guiados por Moisés de los soldados egipcios, tal como se describe en el libro del Éxodo.

"Las simulaciones encajan bastante con el relato", aseguró Carl Drews, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR por su sigla en inglés) de Estados Unidos, quien encabezó el estudio.

Los investigadores creen que un viento fuerte del este de unos 101 kms/h pudo soplar durante la noche, haciendo retroceder las aguas en una curva en la que se cree que un antiguo río se fundió con una laguna costera.

Con el agua retirada de ambos cauces, se habría abierto un pasaje de tierra por el que podrían haber escapado los judíos.

Una vez los vientos dejaron de soplar, las aguas volvieron a su cauce, cubriendo el pasaje.

"La separación de las aguas puede entenderse mediante dinámica de fluidos. Los vientos mueven el agua de una forma acorde a las leyes de la física, creando un pasaje seguro con agua a ambos lados y luego permitiendo abruptamente al agua volver", indicó Drews en un comunicado publicado en la página de internet del NCAR.

El estudio es parte de una investigación más amplia sobre la influencia de los vientos en el nivel de profundidad de las aguas, y en la que también se analiza cómo los tifones del Pacífico pueden crear marejadas.

Delta del Nilo

Para el estudio, publicado en la revista PLoS ONE, se modelaron diferentes localizaciones y profundidades de las avenidas de agua del Delta del Nilo que pudieron existir en la época de Moisés.

En el libro del Éxodo se describe cómo Moisés y los israelitas a los que guiaba fuera de Egipto, quedaron atrapados entre el ejército del faraón y el Mar Rojo o Mar de de los Juncos.

Entonces Dios dividió las aguas del mar por mediación de Moisés y de un viento del este que sopló durante toda la noche, permitiendo a los hebreos cruzarlo con seguridad.

Cuando los egipcios intentaron seguirles, las aguas volvieron a su cauce ahogando a los perseguidores.

Fuentes:

BBC Ciencia

El Mundo Ciencia

17 de marzo de 2010

Los secretos de la gran mancha roja de Júpiter


Miércoles, 17 de marzo de 2010

Los secretos de la gran mancha roja de Júpiter

¿Qué es la Gran Mancha Roja?

La Gran Mancha Roja es el mayor vórtice anticiclónico de Júpiter y el detalle de su atmósfera más conocido a nivel popular. Comparable a una enorme tormenta, se trata de un enorme remolino que podría existir desde hace más de 300 años y caracterizado por vientos en su periferia de hasta 400 km/h. Su tamaño es lo bastante grande como para englobar 2 veces y media el diámetro de la Tierra. El remolino gira en sentido antihorario.

La Gran Mancha Roja fue observada por primera vez por el científico inglés Robert Hooke en el siglo XVII. No obstante no parecen existir informes posteriores de la observación de tal fenómeno hasta el siglo XIX. En todo caso, varía mucho tanto de color como de tamaño habiendo decrecido de manera importante desde comienzos del siglo XX.

Se han publicado nuevas imágenes que revelan una visión sin precedentes de los vientos que giran en la famosa Gran Mancha Roja de Júpiter y permiten a los científicos construir el primer mapa climático detallado del interior de la tormenta gigante.

“Esta es nuestra primera visión detallada del interior de la mayor tormenta del Sistema Solar”, dice Glenn Orton del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y líder del equipo que estudió la mancha roja de Júpiter.

Orton y su equipo observaron imágenes térmicas de la Gran Mancha Roja tomadas por el Telescopio Muy Grande (VLT) del Observatorio Europeo del Sur en Chile. Las imágenes revelaron que los colores más rojos de la Gran Mancha corresponden a un núcleo caliente dentro de un sistema de tormenta fría, y las imágenes muestran carriles oscuros en los bordes de la tormenta donde los gases descienden a regiones más profundas del planeta.

Las observaciones se detallarán en la revista Icarus y dan a los científicos una idea sobre los patrones de circulación dentro del sistema de tormentas más conocido del Sistema Solar.

“Durante un tiempo pensamos que la Gran Mancha Roja era un viejo óvalo plano sin demasiada estructura, pero estos nuevos resultados demuestran que es, de hecho, extremadamente complejo”, dice Orton.

La Gran Mancha Roja de Júpiter tiene al menos cientos de años de antigüedad y ha sido observada por los astrónomos desde el siglo XIX. La tormenta es masiva, y lo bastante grande para alojar tres Tierras en su interior.

Las imágenes del VLT permiten a los astrónomos cartografiar la temperatura, aerosoles y amoniaco de la Gran Mancha Roja dentro y alrededor de la tormenta y hacer mapas de cómo cambia con el tiempo. Los años de observaciones del VLT, junto con las de otros observaciones, revelan cómo la tormenta es increíblemente estable a pesar de las turbulencias, agitaciones y encuentros cercanos con otros anticiclones que afectan al borde del sistema de tormentas.

Júpiter también tiene una Pequeña Mancha Roja que se formó en 2000. En 2008, una tercera mancha roja que había sido anteriormente una tormenta blanca de forma oval, apareció en la superficie de Júpiter. Pero es la Gran Mancha Roja la que centra la atención del nuevo estudio.

La Gran Mancha Roja es una zona fría en Júpiter que tiene temperaturas medias de menos 160 grados Celsius.

“Uno de los hallazgos más intrigantes muestra que la parte central más naranja-rojiza de la mancha está a 3-4 grados más que el entorno que la rodea”, dijo el miembro del equipo Leigh Fletcher de la Universidad de Oxford en Inglaterra.

Este diferencia de temperatura podría no parecer mucho, pero es suficiente para permitir la circulación de la tormenta, normalmente en sentido anti-horario, para desplazar una débil circulación horaria en el mismo centro de la tormenta. No sólo eso, sino que en otras partes de Júpiter, el cambio de temperatura es suficiente para alterar la velocidad de los vientos y afectar a los patrones de nubes en los cinturones y zonas.

“Esta es la primera vez que podemos decir que hay un vínculo estrecho entre las condiciones ambientales — temperatura, viento, presión y composición – y el color real de la Gran Mancha Roja”, dice Fletcher. “Aunque podemos especular, aún no sabemos con seguridad qué elementos químicos o procesos están provocando ese color rojo oscuro, pero sabemos que está relacionado con cambios en las condiciones ambientales en el corazón de la tormenta”.

Fuente:

Ciencia Kanija

28 de junio de 2009

Aerogeneradores captaran la energía eólica de la atmósfera

Lunes, 29 de junio de 2009

El viento a alta altitud tiene una potencia suficiente como para generar toda la energía eléctrica que necesita nuestra sociedad. Esto es lo que ha revelado un análisis de dicha potencia en distintas partes del mundo, realizado por investigadores de la Universidad de Stanford. Para aprovechar la energía eólica de la atmósfera terrestre, científicos y compañías están diseñando actualmente dispositivos especializados. Son las llamadas “cometas eólicas” que, si superan ciertos escollos, podrían ser la solución a todos los problemas energéticos de la Tierra.


Por Yaiza Martínez.

Cometa de Sky WindPower con cuatro turbinas. Fuente: Universidad de Stanford.

Científicos de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, planean crear un aerogenerador que, suspendido en el cielo, capture energía eólica a través de rotores giratorios, enviando después la electricidad obtenida al suelo, a través de un cable que sujete dicho aerogenerador.

El aspecto de este dispositivo aéreo sería similar al de una cometa. Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (o turbina eólica). Sus precedentes directos son los conocidos molinos de viento.

En cualquier momento del día, las corrientes de viento a alta altitud contienen cerca de 100 veces más energía que toda la electricidad que se consume en la Tierra, según se desprende de los estudios realizados por los especialistas en clima de la Universidad de Stanford, Cristina Archer y Ken Caldeira.

Fuente inagotable de electricidad

En un comunicado emitido por dicha universidad, se explica que para capturar esa energía, los investigadores tratan de idear modelos de aerogeneradores con forma de cometa que vuelen a tanta altura como los aviones.

Estas cometas, sujetadas por cables, flotarían lo suficientemente alto como para que las corrientes de aire a presión – que a esas alturas son 10 veces más rápidas que cerca del suelo de nuestro planeta- puedan fluir a través de sus turbinas.

Los rotores giratorios de las turbinas de dichas cometas convertirían la energía cinética (la energía del movimiento) del viento en electricidad, para enviarla después a través de un cable de unos 9.000 metros de longitud hasta una red de distribución eléctrica situada en el suelo.

Conseguir aprovechar las corrientes de aire de las alturas podría suponer el encontrar una fuente inagotable de electricidad, afirman los científicos.

Por otro lado, las cometas son potencialmente competitivas en cuanto a su coste, y los estudios realizados apuntan a que el viento a alta altitud es un recurso energético muy amplio y relativamente fiable.

Máxima densidad de potencia

A todas estas conclusiones llegaron los investigadores tras analizar 27 años de datos del National Center for Environmental Prediction (CEP), de Estados Unidos, y del European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF).

Estudiando la distribución de la energía eólica en la atmósfera, por localización y tiempo, los científicos descubrieron que los vientos a altitudes de alrededor de 9.700 metros presentan la mayor densidad de potencia.

La densidad de potencia del viento es lo que permite conocer cuánta energía eólica fluiría a través de una turbina eólica, explican los investigadores.

Archer y Caldeira usaron todos estos datos para componer la primera prospección global de la energía eólica a alta altitud. Esta prospección ha sido detallada recientemente en el artículo “Global Assessment of High-Altitude Wind Power” publicado por la revista especializada Energies.

Según los científicos, los vientos a alta altitud suponen un enorme potencial energético que está esperando a ser utilizado. Caldeira asegura que “si se aprovecha sólo el 1% de la energía eólica de alta altitud, esto sería ya suficiente para abastecer de energía continuamente a toda la civilización”.

Para que las células fotoeléctricas (dispositivos que permiten transformar la energía luminosa en energía eléctrica) pudieran igualar esta capacidad de abastecimiento energético, deberían cubrir un área 100 veces mayor que la que ocuparía una turbina eólica situada a alta altitud, afirma el científico.

Zonas de mayor densidad

El estudio de los datos del CEP y del ECMWF reveló asimismo que las zonas con mayor densidad de potencia eólica se encuentran sobre Japón, la China oriental, la costa oriental de Estados Unidos, Australia meridional y el noreste de África.

En el análisis se incluyeron evaluaciones de la energía eólica que hay sobre cinco de las principales ciudades del mundo: Tokio, Nueva York, Sao Paulo, Seúl, y Ciudad de Méjico. Según Archer, Nueva York es la ciudad con una mayor densidad de potencia eólica media a alta altitud de Estados Unidos.

Tokyo y Seúl también tienen una densidad de potencia eólica alta, porque ambas áreas se ven afectadas por las corrientes del este asiático.

Ciudad de Méjico y Sao Paulo están localizadas en latitudes tropicales, por lo que se ven afectadas raramente por las corrientes polar y subtropical. Como consecuencia, tienen más bajas densidades de potencia eólica que las otras tres ciudades.

Modelos desarrollados

Para poder capturar la energía de estas corrientes, los fabricantes están desarrollando diversas turbinas-cometa que convertirían la energía cinética del viento en electricidad.

Por ejemplo, la compañía Sky WindPower ha diseñado un modelo que consiste en una cometa individual de cuatro turbinas, cada una de ellas con rotores giratorios. La cometa transferiría la electricidad a un centro situado en tierra a través de su cable de sujeción.

Otro modelo, desarrollado por la empresa Kite Gen parece un tiovivo o carrusel rotatorio, con base en la tierra, y con varias cometas sujetas a él. El patrón de vuelo de cada una de estas cometas sería controlado desde el suelo para conseguir capturar la mayor cantidad de viento.

El principal desafío al que se enfrentan las “cometas de viento” sería a la fluctuación de las corrientes de alta altitud. Aunque estas corrientes tienen una densidad de potencia mayor que el viento de altitudes más bajas, lo cierto es que a veces dejan de fluir, lo que puede producir cortes en el suministro eléctrico.

Archer y Caldeira sugieren que, para superar este escollo, se cree una red eléctrica a gran escala que transfiera los excesos de energía a áreas donde haya más demanda que producción. Según ellos, el viento siempre está soplando en alguna parte, por lo que se debe aprovechar lo que sobre para llegar allí donde falte.

Caldeira explica que ésta sería la única solución, puesto que hacer baterías lo suficientemente grandes para completar las fluctuaciones del viento resultaría demasiado caro.

Otro problema a afrontar es el de la posible interferencia de las cometas eólicas con los aviones. Para Sky WindPower y Kite Gen, esta interferencia se solucionaría estableciendo restricciones de vuelo en aquéllas áreas en que las cometas hayan sido colocadas.

Fuente:

Tendencias 21

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