Energía eólica bajo la lupa: ¿la velocidad del viento está disminuyendo por el cambio climático?

Desde 1978 hasta 2010, las investigaciones mostraron que los vientos disminuyeron su intensidad alrededor de todo el mundo, con velocidades que cayeron un 2.3% por década. Sin embargo, en 2019, un grupo de investigadores descubrió que después de 2010, la velocidad promedio del viento global en realidad había aumentado de 11,3 km/ha a 11,9 km/h.

A pesar de esos datos contradictorios, el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), pronostica una desaceleración de los vientos para las próximas décadas. Este organismo afirma que para el 2100 la velocidad media anual del viento podría caer hasta un 10%.

La génesis del viento

La función del viento en el planeta es compensar. Sabemos que tanto el calentamiento diferencial de la superficie terrestre (muy frías en los polos (latitudes altas) y cálidas en los trópicos (latitudes bajas)), como la fuerza centrífuga por la rotación de la Tierra, regulan a gran escala la circulación atmosférica.

Cuando la temperatura del aire aumenta este se dilata, es menos denso y entre las moléculas del aire disminuye la presión; así mismo el aire más frío se contrae, es más denso y entre las moléculas del aire aumenta la presión. El aire se desplaza desde los centros de alta presión (anticiclones) hacia los de baja presión, en el intento por compensar esa diferencia. Para simplificarlo, la velocidad de ese desplazamiento es proporcional a la diferencia de presión, o sea que cuanto mayor sea esa diferencia (gradiente de presión), más intenso será el viento resultante.

¿Cómo podría afectar el cambio climático al viento?

El acelerado calentamiento global de origen antropogénico no solo trae el aumento de la temperatura media, sino que además modifica la circulación atmosférica porque altera la posición/intensidad de los anticiclones (zonas de altas presiones). “Como consecuencia, esto podría llevar en determinadas zonas a una marcada disminución de la velocidad del viento” explica para Nexciencia la Dra. Matilde Rusticucci (DCAO-UBA-CONICET).

Según el análisis publicado por Jim Robbins para la Escuela de Medio Ambiente de Yale, el investigador Paul Williams, que estudia el viento como profesor de ciencias atmosféricas en la Universidad de Reading en Inglaterra, explica que: "Las diferencias de temperatura entre los polos - trópicos, que impulsan los vientos se está debilitando, y esto es en parte porque el Ártico se está calentando más rápido que los trópicos".

Estudios sobre el "estancamiento" del viento

Desde 1979 el Ártico se ha estado calentando cuatro veces más rápido que el resto del mundo, según un estudio reciente publicado en la revista Nature. Esto es mucho más rápido de lo que los científicos habían proyectado anteriormente, y dicho calentamiento podría presagiar una disminución del viento aún mayor de lo previsto.

Las mediciones del viento son difíciles de unificar, alrededor del mundo no siempre se midió en forma continua, en el mismo lugar, a diez metros de altura y con estándares internacionales, y no se tiene una serie larga y homogénea en el tiempo. El campo de viento es joven, con sólo 70 años de datos (los datos de temperatura, por el contrario, se remontan a millas de años), y los sistemas eólicos son notoriamente difíciles de estudiar y analizar. Además, se ha visto modificado por la aparición de instrumental electrónico que permite mediciones más exactas.

Un reciente trabajo logra estudiar el viento al examinar dónde y cuánto se depositó el polvo en la Tierra durante la era del Plioceno (que va desde 5.5 millones de años atrás y culminó hace 2.6 millones de años), cuando las temperaturas y los niveles de dióxido de carbono eran similares a los actuales pero en ese entonces por causas naturales, obviamente.

Al utilizar el Plioceno como analogía del calentamiento global moderno, “parece probable que el movimiento de los vientos del oeste (cinturones de viento del oeste), predominantes en latitudes medias, están migrando hacia los polos en respuesta al forzamiento antropogénico”, dice Gisela Winckler, investigadora del Observatorio Terrestre Lamont Doherty de la Universidad de Columbia y autora del artículo sobre el polvo del Plioceno. Sus modelos indican “que los vientos resultarán más débiles".

Otro estudio reciente encontró que habrá variabilidad regional y estacional en los vientos en los Estados Unidos a medida que aumentan los niveles de dióxido de carbono: para 2100, la velocidad del viento disminuirá en la mayor parte del oeste y de la costa este, pero el centro de los EE.UU. verá un aumento. Varios otros estudios predicen una variabilidad similar, tanto regional como estacional, en todo el mundo.

Hannah Bloomfield, investigadora postdoctoral de la Universidad de Bristol, estudia el viento y la energía eólica. Ella cree que, hasta hace poco, los cambios en la velocidad del viento han estado dentro del rango de variabilidad, y que hoy en día no hay evidencia sólida de un estancamiento global inducido por el cambio climático. Pero los modelos del futuro son más preocupantes. "Los estudios muestran que después de 2050, los argumentos del IPCC sobre el debilitamiento de los vientos empiezan a parecer mucho más convincentes".

Energía eólica y los efectos del cambio climático sobre el viento

Nos urge obtener el mejor registro que se pueda adquirir de esta variable, para lograr comprender que pasa con el viento, sobre todo en el momento actual, cuando la demanda de fuentes de energía alternativas amigables con el medioambiente y abastecidas por un recurso que no sea agotable y perjudicial como los hidrocarburos. Se necesita estudiar para poder proyectar correctamente.

Ni los vientos muy fuertes, ni los muy tranquilos son útiles para poner en movimiento los molinos que servirán para generar electricidad, el más conveniente para producir energía eólica se ubica entre los 3 y 24 m/s aproximadamente. “En un promedio de intensidad del viento de unos 8 m/s, que disminuye medio metro por segundo cada diez años, es bastante”, enfatiza la investigadora Bibiana Cerne (DCAO-UBA), en la entrevista para Nexciencia. Ese descenso fue el registrado en distintos lugares del mundo como Estados Unidos, Canadá y Australia, según precisó.

Un molino se diseña para que produzca energía durante unos veinte años. Pero, “si la velocidad del viento medio cambia el valor (medio metro cada diez años), en algún punto de vista energético puede ser importante”, subraya Cerne.

"Una caída del 10% en los vientos no significa una caída del 10% en la energía, sino de un 30%, y eso sería catastrófico", dice Williams. Las turbinas son algo ineficientes y tienen límites en la cantidad de energía que pueden extraer del viento.

Europa apuesta por la energía eólica como alternativa al carbón y otros combustibles fósiles. El Reino Unido genera alrededor del 24% de su energía a partir de más de 11 mil turbinas eólicas terrestres y marinas, y la Unión Europea obtiene alrededor del 15% de su electricidad del viento. Ese porcentaje está creciendo a medida que se ponen en funcionamiento más turbinas eólicas.

En EE.UU., los parques eólicos proporcionan casi el 10% de la generación de electricidad a escala de servicios públicos. Se prevé que para 2050 la cantidad de energía producida casi se cuadriplicará. Pero si la velocidad del viento disminuye, podría resultar más difícil alcanzar ese objetivo.