El exlíder de los Verdes australianos, Bob Brown, fue noticia esta semana después de que se opusiera a un parque eólico propuesto en la isla Robbins de Tasmania. El desarrollo vería construidas 200 torres, cada uno de pie 270 metros desde la base hasta la punta de sus hojas.

Dejando de lado la cuestión del desarrollo de Robbins Island, estas serán torres extraordinariamente altas. Sin embargo, encajan perfectamente con la tendencia actual de turbinas eólicas.

Las turbinas eólicas vienen en muchos diseños, pero el más común es el del tipo "eje horizontal", que parecen abanicos gigantes en postes. Este tipo de turbina es muy eficiente para convertir la energía del viento en energía eléctrica.

Los observadores entusiastas habrán notado que estas turbinas han ido ganando tamaño a lo largo de los años. En la década de 1990, Las turbinas eólicas tenían normalmente alturas de buje y diámetros de rotor del orden de 30 m. Hoy dia, las alturas de los bujes y los diámetros de los rotores superan con creces los 100 m.

Mas grande es mejor

Cuando se trata de turbinas eólicas, más grande es definitivamente mejor. Cuanto mayor sea el radio de las palas del rotor (o el diámetro del "disco del rotor"), cuanto más viento pueden usar las palas para convertirse en un par que impulsa los generadores eléctricos en el cubo. Más torque significa más potencia. Aumentar el diámetro significa que no solo se puede extraer más energía, pero se puede hacer de manera más eficiente.

Las palas de turbina más grandes y más largas significan una mayor eficiencia aerodinámica. Crear más energía en una turbina significa que se pierde menos energía a medida que se mueve al sistema de transmisión, y de ahí al generador eléctrico. Las economías de escala proporcionan un impulso abrumador para que las empresas de energía eólica desarrollen palas de rotor más grandes.

Las turbinas eólicas también son cada vez más altas debido a la forma en que el viento viaja alrededor del mundo. Debido a que el aire es viscoso (como miel muy fina) y "se pega" al suelo, la velocidad del viento en altitudes mayores puede ser muchas veces mayor que a nivel del suelo.

Por lo tanto, es ventajoso colocar la turbina en lo alto del cielo, donde hay más energía para extraer. El terreno montañoso (como la cresta de una montaña) también puede distorsionar el viento, requiriendo que los ingenieros diseñen las turbinas eólicas para que sean aún más altas para atrapar el viento. Las turbinas eólicas que se utilizan en alta mar son generalmente más grandes y más altas debido a los niveles más altos de energía eólica disponible en el mar.

Típicamente, Las turbinas terrestres (más comunes en Australia) tienen palas de entre 40 y 90 m de largo. Las alturas de las torres suelen estar en el rango de 150 m. Las turbinas marinas (las situadas en el mar y habituales en Europa) son mucho más grandes.

Uno de los diseños de aerogeneradores más grandes del mundo, Haliade-X de 12 megavatios en alta mar de General Electric, tiene palas de 107 my una altura total de 260 m. Como comparación, La torre Centrepoint de Sydney tiene 309 m de altura.

Si las turbinas de Robbins Island están realmente construidas a 270 m, como se informó en los medios, eclipsarían a los gigantes de General Electric. No puedo hablar de la probabilidad de que esto suceda, pero supongo que los ingenieros tendrán que seleccionar la mejor turbina para las condiciones de viento predominantes y la infraestructura existente.

Alturas desafiantes

La búsqueda de turbinas más grandes y más altas viene con una buena cantidad de desafíos de ingeniería.

Las hojas más largas son más flexibles que las más cortas, que puede crear vibraciones. Si no está controlado, esta vibración afecta el rendimiento y reduce la vida útil de las cuchillas y de cualquier cosa a la que estén unidas, como la caja de cambios o el generador.

Los materiales y las técnicas de fabricación se perfeccionan constantemente para crear más y más duradero, cuchillas de turbina.

Las turbinas más altas generan más energía, que pone mayores cargas en la caja de cambios y el sistema de transmisión, requiriendo que los ingenieros mecánicos desarrollen nuevas formas de convertir el par cada vez mayor en energía eléctrica. Las turbinas eólicas más altas también necesitan torres de soporte y cimientos más fuertes. La lista de desafíos es larga.

A medida que crecen las turbinas, también lo hace el ruido que hacen. La fuente dominante de ruido se produce en el borde exterior de las palas. Aquí, la turbulencia causada por la propia hoja crea un sonido de "silbido" cuando pasa sobre el borde de fuga. Se crea más ruido cuando la hoja atraviesa la turbulencia atmosférica en el viento mientras sopla hacia la torre.

El ruido no es solo una cuestión de tamaño. Si una turbina se coloca tras otra, el sonido de sus palas al pasar a través del aire altamente turbulento creado por la turbina aguas arriba será muy fuerte.

Mantener el ruido bajo control requiere soluciones inventivas, como tomar prestadas ideas de la naturaleza:el búho volador silencioso usa plumas dentadas para controlar el ruido y ahora se utilizan para hacer que las turbinas ruidosas sean más silenciosas.

Por supuesto, Los desafíos de ingeniería no son las únicas consideraciones para la creación de parques eólicos. Efectos ambientales, ruido, los impactos visuales y otras preocupaciones de la comunidad deben ser consideradas, como ocurre con cualquier gran proyecto de infraestructura. Pero las turbinas eólicas son una de las formas de energía renovable más rentables y tecnológicamente sofisticadas. y a medida que el mundo desarrollado se enfrente al cambio climático, solo veremos más de ellos.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.