Energía eléctrica con la fuerza del viento

Llamamos energía eólica a aquélla que obtenemos del viento, es decir, la que resulta de convertir las corrientes de aire en energía cinética y ésta, a su vez, en otro tipo de energía útil para nosotros. Tan solo en 2008 su producción mundial fue de 120.8 GW.

Eolo era el dios de los vientos, Zeus le había dado el poder de controlarlos, precisamente de este personaje mitológico proviene el término eólico, y si observamos las ventajas de este recurso veremos que verdaderamente parece un regalo divino.

Los molinos de viento, antecedente de los actuales aerogeneradores, se considera que tuvieron su origen en Persia (hoy Irán), en el siglo VII d. C., pero eran distintos de los que conocemos comúnmente: la rueda que sujetaba las aspas era horizontal y estaba soportada sobre un eje vertical, aunque no eran muy eficaces, su uso se extendió por China y el Oriente próximo.

Fue hasta el siglo XIX que Charles Brush, inventor y personaje importante en el desarrollo de la industria eléctrica, construyó la primera turbina eólica, tenía 17 m de alto y un rotor de 144 paletas construido en su totalidad de cedro. Después el danés Poul la Cour descubrió que las turbinas de pocas paletas y que giraban rápidamente generaban más electricidad que las de muchas paletas y movimiento lento. Éstos fueron los inicios para los avances en este campo del siglo XX, posteriormente se incorporó el uso de generadores de corriente alterna, de modelos con rotor de cara al viento, de equipos de orientación, para hacer que la turbina siempre esté orientada de esta manera, y de frenos de control, para evitar que se dañe el rotor cuando las corrientes son demasiado fuertes.

Actualmente nos valemos de aeromotores para atrapar la energía del viento, éstos son capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación, sea para activar máquinas o para producir energía eléctrica. Para hacer esto último se valen de un sistema de conversión.

Cuando el dispositivo comprende un generador con sistemas de control y de conexión a la red eléctrica, entonces se les llama aerogeneradores.

Para aprovechar mejor la densidad de energía por unidad de superficie es necesario instalar un número mayor de máquinas para aprovechar los recursos disponibles, esto ha dado origen a instalaciones llamadas parques eólicos.

Aire y viento no son lo mismo, el viento es una corriente de aire producida en la atmósfera por causas naturales, ¿cómo sucede?, pues la superficie de la Tierra no se calienta de manera uniforme, entre 1 y 2% de la energía que recibimos del sol se convierte en viento, lo que sucede porque al aire que se encuentra sobre los continentes se calienta más que el que se halla sobre los océanos, mares y lagos, esto hace que se expanda, se haga más ligero y se eleve, entonces el aire más pesado (frío) ocupa su lugar. Aproximadamente al alcanzar los 10 km de altitud se separa en dos corrientes, una que va hacia el Norte y otra hacia el Sur. Las masas de aire se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión con velocidades proporcionales al gradiente de presión, éste indica la diferencia de presión entre dos puntos diferentes de la superficie terrestre. También los factores locales influyen en el desplazamiento de las corrientes, por ejemplo: montañas, árboles, edificios y masas de agua, además del movimiento de rotación de la Tierra, de otra manera el aire sólo llegaría a los polos y volvería a bajar al ecuador.

Para aprovechar el viento o, mejor dicho, el movimiento de las masas de aire, es necesaria una velocidad mínima de 12 km/h y que no sobrepase los 65 km/h, asimismo, debemos conocer sus variaciones nocturnas y diurnas, estacionales, su velocidad en relación con su altura sobre el suelo, el valor de la ráfaga en espacios cortos de tiempo, y valores máximos en series históricas que abarquen veinte años por lo menos.

Europa es la región que cuenta con más aerogeneradores en el mundo, 57.1%, sigue América del Norte con 24% y Asia, 15.7%, según estadísticas de 2006; en cuanto a países, en 2008, Estados Unidos le ha quitado el primer lugar a Alemania con 25 170 MW instalados.

La energía eólica está presente en la combinación energética de más de 60 países, y no únicamente en la totalidad de los países desarrollados, sino que cada vez son más los países en desarrollo que se involucran. Dentro del continente europeo destaca Alemania, posee 23 903 MW instalados; Dinamarca, por su parte, obtiene más del 20% de su electricidad a través de aerogeneradores, y esto a pesar de ser el número 56 en consumo de energía; no obstante, otros países parecen haberse estancado en su desarrollo, tal es el caso de Italia, que buscará tomar medidas para lograr que el 25% de sus energía sea renovable.

Para comprender mejor este tema, echemos un vistazo a las ventajas y desventajas de la energía eólica:

Ventajas de la energía eólica:

1. Es inagotable, tiene su origen en procesos naturales.
   
   
2. No contamina ni genera residuos.
   
   
3. Para tener cierta perspectiva, consideremos que ya existían hace tres años en Alemania aerogeneradores capaces de producir 17 millones de kWh al año, es decir, la energía eléctrica equivalente al consumo de 10 000 hogares, el ahorro en emisiones de dióxido de carbono es de 20 000 toneladas al año.
   
   
4. Como no necesita una combustión que produzca dióxido de carbono, no contribuye con el efecto invernadero ni con el cambio climático.
   
   
5. Los parque eólicos pueden establecerse es zonas que no serían aptas para otros propósitos: desérticas, laderas áridas y muy empinadas paras ser cultivables, en el mar o cerca de la costa. De igual manera, pueden coexistir con cultivos bajos (trigo, maíz, remolacha, etc.), o prados de uso ganadero.
   
   
6. Económicamente, reducen la dependencia de combustibles convencionales (y de los países que los proveen), con sus variaciones en precio y disponibilidad, consecuentemente, hace que los fondos se queden dentro del país.
   
   

Ver también: La energía solar en México

Desventajas de la energía eólica:

1. La previsión del viento es un problema, pues aunque los últimos avances en este aspecto han mejorado, el azar sigue siendo una dificultad.
   
   
2. Además de una velocidad mínima necesaria, también hay un límite de velocidad, el cual, si es sobrepasado, obliga a desconectar ese circuito o cambiar las aspas de inclinación para que no se dañe la estructura por los esfuerzos a que es obligado el eje.
   
   
3. Existe una discusión sobre si estropean el paisaje. En una encuesta llevada a cabo en 2002, en Escocia, en el área de Argyll, sobre si los turistas visitarían una central eólica que estuviera abierta al público, 80% dijo que sí, y 91% dijo que no dejaría de visitar una localidad porque existiera un parque eólico. También debe tomarse en cuenta que relacionado con el impacto que tienen las centrales nucleares, las termoeléctricas y carboeléctricas, el impacto visual es mínimo y, lo más importante, si no cambiamos a formas de energía limpias inevitablemente el cambio climático cambiará el paisaje, la flora y la fauna, y con ello, la vida.
   
   
4. Otro reproche a este tipo de instalaciones es que las aves se estrellan con ellas. Estudios de radar en Tjaereborg, en Dinamarca, muestran que las aves tienden a cambiar su ruta 100 ó 200 m antes de llegar a la turbina; más de 10 millones de aves chocan contra autos tan sólo en el Reino Unido.
   
   

Una de las críticas que se le hacen a la energía eólica es su falta de confiabilidad, no obstante, debe tenerse en cuenta que ninguna central de energía puede operar todo el tiempo sin parar, las centrales nucleares, por ejemplo, padecen paros inesperados. Si bien es cierto que el viento es intermitente, existen alternativas, por ejemplo, en el futuro se puede aprovechar la energía eólica sobrante para producir hidrógeno mediante electrólisis y después aprovechar éste para generar la electricidad que haga falta.

La energía del viento tiene un impacto completamente positivo ambientalmente: no contamina ni genera residuos, emplea un recurso que no cuesta nada y no se agota.

En México, algunos beneficios serían:

1. Brindaría la posibilidad de que sectores que no están dentro de la red de eléctrica de la CFE puedan tener acceso a la energía eléctrica.
   
   
2. Aumentar los niveles de las presas, con lo que permitiría a la red de la CFE incrementar la disponibilidad y capacidad de sus hidroeléctricas, pues proporcionarían energía en tiempo de sequías.
   
   
3. En los lugares propicios, permitiría obtener ingresos adicionales a los campesinos ejidales y pequeños propietarios por el uso de sus terrenos; relacionado con esto tenemos la recepción de pagos prediales a estados y municipios por proyectos, tanto nacionales como extranjeros, que se lleven a cabo en su territorio.
   
   
4. El gobierno federal cumpliría con los compromisos adquiridos en el protocolo de Kyoto de disminuir sus emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera, con esto, además se beneficia a todos los países del mundo.
   
   

Un documento de 36 páginas que sintetiza más de 1400 investigaciones presentado en marzo de 2009 en una conferencia sobre el clima en Copenhague nos dice que el mundo está en riesgo de cambios climáticos abruptos e irreversibles, como consecuencia del calentamiento global. Esta misma ciudad fue sede de negociaciones por parte de las Naciones Unidas que buscaron conformar el acuerdo que tomó el lugar del Protocolo de Kioto, el cual expiró en 2012.

La temperatura de los océanos, los niveles del mar, los acontecimientos climáticos extremos y el deshielo en el Ártico están incrementándose de manera más rápida que lo que los expertos habían previsto hace dos años por lo que es necesario que las naciones industrializadas rebajen drásticamente las emisiones de gas de efecto invernadero entre un 20 y un 45% en comparación con los niveles de 1990.

Según la Asociación Mexicana de Energía Eólica (AMDEE), México cuenta con un excelente recurso eólico. La mejor zona en la república se halla en el Istmo de Tehuantepec, también en estados como Veracruz, Tamaulipas, Puebla, Zacatecas y en las penínsulas de Yucatán y Baja California. La AMDEE tiene estimado que la energía que se puede obtener en la región del istmo puede proveer 7% de las necesidades de energía eléctrica del país, esto conforme al consumo de 2005.

El proyecto del gobierno de la república es que al menos 12 000 MW de energía eléctrica sean generados por medio de energía eólica en 2012. Es importante que en México el desarrollo de fuentes de energía renovables crezca, en primera, por la salud del planeta, además de que se tiene prevista una crisis de los recursos fósiles en nuestro país en menos de 20 años.