¿Están preparados los parques eólicos marinos para las nuevas velocidades del viento?
En los últimos 80 años, los vientos que soplan sobre los océanos se han intensificado debido al cambio climático. Este fenómeno plantea interrogantes sobre la resistencia de las turbinas.
El cambio climático está alterando los patrones de viento globales . Mientras que algunas regiones, como el interior del noroeste de Europa, experimentan actualmente periodos de calma inusual, en otras zonas los vientos están aumentando su velocidad. Las tormentas, especialmente las que se producen en alta mar, son cada vez más frecuentes y violentas, lo que plantea dudas sobre la fiabilidad de los parques eólicos marinos.
Por supuesto, las turbinas eólicas marinas están diseñadas para soportar las duras condiciones ambientales que se encuentran en el mar o en el océano. Sin embargo, las nuevas presiones climáticas a las que se enfrenta actualmente el planeta podrían añadir una cantidad imprevista de estrés mecánico.
El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) ha declarado que el cambio climático afectará cada vez más la velocidad global del viento, con una disminución proyectada del 10 % en la velocidad media anual para el año 2100 (y con amplias variaciones regionales). Este es un problema que las instalaciones terrestres deberán afrontar en particular, mientras que en alta mar el desafío podría ser completamente opuesto.
Estudios recientes han puesto de relieve cómo los fenómenos extremos de viento a nivel del mar se están intensificando debido al calentamiento global. En particular, los ciclones tropicales más fuertes , aquellos con velocidades máximas del viento superiores a 50 m/s, muestran una tendencia de aceleración significativa. En un clima cada vez más cálido, se prevé tanto un aumento en la frecuencia de estos fenómenos como un incremento aproximado del 3 % en las velocidades máximas diarias del viento por cada grado de calentamiento en las regiones de latitudes altas.
Ante estas estimaciones, un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico del Este de Ningbo y de la Universidad Politécnica de Hong Kong se plantearon una pregunta sencilla: ¿pueden las turbinas eólicas marinas soportar tales condiciones?
Para caracterizar la velocidad máxima del viento que una turbina eólica puede soportar durante su vida útil, se utiliza un parámetro específico: la velocidad del viento de referencia (U ref ) . La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) utiliza la Uref para clasificar las turbinas en:
- Clase I: U ref de 50 m/s
- Clase II : U ref de 42,5 m/s
- Clase III : U ref de 37,5 m/s
Los diseñadores y desarrolladores deben asegurarse de que la turbina elegida tenga un parámetro Uref superior al viento extremo esperado para esa ubicación al menos una vez en 50 años ( U 50 ).
El equipo de científicos utilizó datos horarios de velocidad del viento ERA5 a 100 metros sobre el nivel del mar desde 1940 hasta 2023 y encontró un aumento global significativo en U50 oceánico. El parámetro aumentó en 0,016 m/s por año, con tendencias al alza evidentes en el 62,85% de las regiones costeras.
Esto significa que más del 40% de los parques eólicos marinos existentes o planificados en Asia y Europa se enfrentan a velocidades de viento superiores al umbral de diseño para las turbinas de Clase III.
“Más de la mitad de estos parques eólicos se encuentran en regiones con una tendencia creciente en el índice U50, una tendencia fuertemente asociada con cambios en la actividad de ciclones tropicales y extratropicales debido al calentamiento global.”
“Si bien este estudio examina principalmente las velocidades extremas del viento, también evaluamos las tendencias en las velocidades medias del viento para identificar regiones con mayor potencial eólico y mayor riesgo […] El conjunto de datos ERA5 revela un aumento modesto pero generalizado en las velocidades medias del viento en la mayoría de las regiones oceánicas desde 1940 hasta 2023, con la excepción de las zonas ecuatoriales y el norte del Océano Índico.”
Lea el estudio “ El aumento de los vientos extremos supone un desafío para la resiliencia de la energía eólica marina ” en Nature Communications .
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