Imagine un mundo en el que la mitad de nuestra electricidad se genere de forma renovable mediante parques eólicos marinos. Ahora imagina un poderoso huracán azotando la costa donde se encuentra esa finca. Si los desarrolladores, Los ingenieros y los responsables de la formulación de políticas no se han preparado para este evento, la costa podría enfrentarse a importantes consecuencias, como apagones y caídas de tensión. Este es un escenario que Sanjay R. Arwade, profesor de ingeniería civil y ambiental en UMass Amherst, está trabajando para protegerse a medida que la energía eólica marina se vuelve más prominente en el mercado de EE. UU.

"La energía eólica marina es una gran oportunidad para EE. UU., particularmente en la costa este ... pero a lo largo de la costa este de los Estados Unidos, hay riesgos de huracanes, un problema que sabemos cómo modelar y mitigar. Solo se necesitará trabajo de investigación para asegurarnos de que hacemos el desarrollo correctamente, "Dice Arwade.

UMass Amherst cuenta con las herramientas y los expertos necesarios para abordar los problemas de investigación que plantea la energía eólica marina. El campus alberga el Wind Energy Center (WEC), donde se estudian muchas de estas evaluaciones de riesgos, y los investigadores de la UMass contribuyeron ampliamente a un informe de recomendación y evaluación de la energía eólica marina recientemente publicado por la Asociación de Investigación de Massachusetts en energía eólica marina. El informe sugiere que Massachusetts podría ser líder en el desarrollo eólico marino de EE. UU. Arwade, miembro del WEC y coautor del informe, ha liderado un equipo de estudiantes graduados e investigadores postdoctorales para determinar los riesgos que plantean los huracanes a través de simulaciones y experimentos.

"Mucho de lo que estamos haciendo es reunir componentes de investigación que se comprenden bien por sí mismos, pero que no se han vinculado de manera significativa, "Arwade dijo, "La gente sabe cómo hacer el análisis de estructuras costa afuera, desde la industria del petróleo y el gas en los EE. UU. hasta la industria eólica marina en Europa. La gente sabe en gran medida cómo modelar huracanes, pero lo que no se ha hecho es unir esas dos cosas ".

A través de colaboraciones con otras universidades, Arwade dice que su equipo y colaboradores han descubierto que los huracanes tienen características en sus campos eólicos que podrían ser importantes para el diseño de turbinas eólicas marinas. También han analizado cómo interactúan las grandes olas rompientes con las estructuras. Otra investigación en la que está trabajando el equipo de Arwade incluye el análisis de turbinas de fondo fijo y flotante y las oportunidades que surgen de ellas. la creación de mapas de dónde ocurren las olas rompientes y el uso de escenarios para observar las probabilidades de huracanes en relación con el cambio climático en el futuro.

Sucesivamente, La investigación de WEC sobre la evaluación del riesgo de huracanes beneficiará a la industria eólica marina al proporcionar a los desarrolladores la información que necesitan para diseñar e implementar granjas marinas teniendo en cuenta la seguridad y confiabilidad energética.

"Al proporcionar mejores modelos para el riesgo de huracanes, creo que podemos ayudar a garantizar la seguridad energética, esencialmente para ayudar a los reguladores a asegurarse de que dentro de 20 años, cuando logremos una presencia más fuerte de energía renovable, que cuando enciendes el interruptor, las luces se encienden ", dice Arwade.

Otro impacto importante en la seguridad del diseño en alta mar es cambiar los estándares para garantizar estructuras eólicas marinas seguras y efectivas.

"Lo más importante que sucederá es la revisión de los códigos de diseño, "Arwade dijo sobre la investigación que está haciendo su equipo, "Entonces, cuando un grupo de ingenieros va a diseñar una estructura, lo que hacen es hacer referencia a códigos de diseño o especificaciones de diseño y esos códigos de diseño instruyen eficazmente al ingeniero sobre la resistencia que debe tener una estructura en una ubicación determinada. Le dice al ingeniero cuáles son las cargas y cosas así. Ya ha habido algunos avances en esta dirección hacia el desarrollo de estándares de diseño basados ​​en huracanes, pero creo que ahí es donde se sentirá el impacto ".

La energía eólica marina se está convirtiendo en una industria global que necesita someterse a más investigaciones para avanzar en los Estados Unidos. El informe antes mencionado estimó que "la electricidad como una fracción del consumo mundial de energía aumentará del 18% actual al 40% en 2050", y que "el 86% de esa electricidad se generará a partir de recursos renovables, casi todos provendrán de la energía eólica (en tierra y en alta mar), energía solar fotovoltaica, y energía hidroeléctrica ".

El trabajo que están haciendo Arwade y otros expertos de UMass Amherst es importante para el futuro de la energía eólica marina en Massachusetts. El campus está preparado para liderar la investigación, con muchas recomendaciones incluidas en el informe.

"No podemos permitirnos que esta industria se vea perjudicada por fallas inesperadas, "dice Arwade.