Una nueva generación de turbinas de viento más pequeñas y eficientes

Como a finales de los años 70 y principios de los 80, el mundo vive mirando cada día atento a la energía. Temas como los precios del petróleo, la imparable demanda de materias primas por China o la fiabilidad del gas procedente de Rusia, ocupan a diario las portadas de los principales diarios. En ese contexto, las energías renovables en general, y la eólica en particular, cobran cada vez más protagonismo y se convierten en un negocio muy rentable, en el que cada kilovatio cuenta. Especialmente si se hacen realidad los sueños de un nuevo tipo de turbina que podría revolucionar la producción de energía a partir del viento.

Si alguien tuviese que dibujar un aerogenerador, seguramente lo pintaría como un gran mástil, con tres aspas enormes pintadas de blanco girando en su punta alrededor de un eje horizontal, y encaramado en la cresta de una loma o una montaña. Y así es al menos el modelo clásico, que en la última década se ha extendido por España, y que permitió el pasado año generar 20.236 GWh, un 7,78% del total de la demanda de 2005, gracias a 483 parques eólicos con una potencia instalada de 10.028 MW, según los datos de Red Eléctrica Española.

Y aunque el objetivo de tener 20.155 MW de potencia en generadores instalados que prevé el Plan de Energías renovables para 2010 parece fácil de cumplir, superando el 15% de la demanda eléctrica total de España, una pequeña revolución podría sacudir el sector y superar con creces esas previsiones. Bastaría, según algunos, con darle una vuelta a las turbinas actuales. Literalmente.

La idea de los molinos cuyas aspas rotan en torno a un eje vertical en vez de hacerlo alrededor de uno horizontal es muy antigua como la civilización, y de hecho los primeros molinos de viento de los que se tiene noticia aparecieron en Persia hace 4.000 años. Su aprovechamiento industrial se remonta a 1922 cuando un ingeniero finlandés, S. J. Savonius, diseñó una turbina de eje vertical que se caracterizaba por la forma en "S", vista desde arriba, de sus palas. El problema de este tipo de ingenios es que, mientras una pala recibe la fuerza del viento e impulsa la turbina, el resto ofrecen resistencia al movimiento (los anemómetros, medidores de velocidad del viento situados en muchos tejados, son un buen ejemplo de turbinas que funcionan con el mismo principio que el rotor Savonius).

Darle la vuelta al molino

Por eso la industria venía optando hasta ahora por generadores de eje horizontal: al dirigirse hacia el viento por un sistema de motores, las tres palas con forma de hélice reciben en todo momento la fuerza del viento. Y a mayor tamaño de palas, más superficie para captar la energía del viento, y más electricidad generada. El problema es que según algunos, la industria está cerca de alcanzar su techo. A partir de él, los costes de fabricación e instalación de las palas se dispararán.

¿Cómo rebasar ese límite? Revisando el concepto. Es lo que propone BarcoWM, una empresa radicada en Cantabria que "empieza de cero", en palabras de su coordinador, Ángel Suárez, con el diseño de un aerogenerador horizontal que dice superar los problemas del diseño de Savonius y que, en términos muy simples, puede funcionar mejor que el modelo más extendido en la industria.

Así lo aseguran al menos los ingenieros agrupados en esa compañía, que afirman moverse únicamente por el "entusiasmo en el avance tecnológico y desarrollo social del ser humano", y que ofrecen a quien quiera invertir en el proyecto sus patentes española y europea. No son los únicos. Otra compañía norteamericana, TMA, presume de haber patentado un aerogenerador vertical que supera con creces el rendimiento de los generadores convencionales

Ambos modelos tienen en común las enormes promesas para un mundo sediento de energía: más rendimiento e instalaciones más versátiles. En otras palabras, producen más, y se pueden instalar en casi cualquier sitio. Difieren, sin embargo, en su forma de funcionamiento.

Molinos más pequeños, y más funcionales

El modelo de TMA es un rotor que gira verticalmente, al que se le ha añadido una carcasa con unos concentradores, que redirigen el viento hacia las palas y que al interactuar con ellas provocan una aceleración del flujo de aire, gracias a una caída de la presión en el interior del rotor, que contribuye a acelerar el empuje y la velocidad de rotación. Su forma exterior en los primeros modelos es similar en tamaño a la cabina de un ascensor, por lo que se puede instalar prácticamente en cualquier parte: tejados de edificios, instalaciones agrícolas, bosques, etcétera.

En cuanto al prototipo de la española BarcoWM (generadoreolicowm.com), se trata de un molino de cuatro grandes aspas rectangulares con una serie de láminas verticales en cada una de ellas. El principio de funcionamiento es el mismo, la rotación horizontal de las aspas por el impulso del viento, como ocurre con el resto de turbinas Savonius.

Pero para superar la resistencia de las palas cuando no reciben directamente el impulso del viento, las láminas verticales rotan dentro del aspa y se orientan en función del viento. De esta manera, se cierran cuando el viento sopla sobre el aspa, y mientras ésta gira para volver a encontrarse con el viento a favor, se abren y flamean igual que si fuesen veletas, sin ofrecer apenas resistencia.

La capacidad de generar energía de ambos modelos varía en función del tamaño del rotor y las aspas, aunque prometen potencias de 500 kilovatios a 1 megavatio. Eso quiere decir que podrían competir con la gran mayoría de aerogeneradores que utiliza en la actualidad la industria. Pero no sólo pueden generar la misma potencia que los convencionales. Los entusiastas creadores de estas turbinas aseguran que su rendimiento es mejor: pueden funcionar con un gran rendimiento a velocidades bajas, pero además aguantan mejor en velocidades altas, que es cuando más energía se puede generar.

Poner el viento de la industria a favor

De hecho, TMA y BarcoWM aseguran que la principal ventaja de sus aerogenerador es la de que siguen en funcionamiento cuando el viento supera los 100 Km/h. A partir de esa velocidad los generadores convencionales deben frenarse y desconectarse de la red, ya que su velocidad de rotación pondría en peligro su estructura, mientras que el modelo estadounidense puede seguir funcionando. Eso les haría ideales para entornos marítimos, donde la fuerza del viento es constante.

Aunque con diferencias, ambos modelos prometen además piezas baratas y una gran versatilidad, ya que su tamaño les permite instalarse en casi cualquier entorno. "Nuestra idea es que los modelos pequeños quepan en el maletero de un Land Rover. Que un granjero pueda montarlo y desmontarlo en cualquier lugar", afirma Ángel Suárez. No necesitan además situarse en un lugar alto, como las crestas de una sierra, ya que aprovechan el viento en cualquier superficie, y su impacto visual es muchísimo menor.

El problema es ahora dar el salto a la gran generación. En palabras de Urbano Domínguez, Catedrático de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Valladolid, "hay que ir conociendo esta tecnología". Este experto en energía eólica recuerda que la gran industria de la aerogeneración ha tardado más de una década completa en pasar de generadores de pequeño tamaño hasta los actuales, de 1 megavatio o más de potencia, y que en ese camino se han tenido que probar y desechar multitud de desarrollos.

Parece por tanto que los impulsores de esta tecnología tendrán que convencer a la gran industria, a las entidades financieras y a los pequeños consumidores de sus bondades. A los primeros sólo se les ganará ofreciendo costes más baratos de fabricación que los actuales y, sobre todo, demostrando que sus molinos producen más y durante más tiempo. Para convencer a los últimos bastará con ofrecer aparatos asequibles y duraderos. Y es que con los rampantes costes energéticos y la creciente preocupación por el cambio climático se está inyectando en los hogares una nueva cultura del ahorro… y de la generación.