A propósito de la energía eólica y turbinas cada vez más grandes

En marzo, el Dr. Sergio Preidikman* desarrolló éste y otros temas en el Seminario “Carlos Segovia Fernández” del Instituto de Matemática Aplicada del Litoral (IMAL/CONICET/UNL) -sito en el Predio CONICET “Dr. Alberto Cassano” de la ciudad de Santa Fe-. Las megaturbinas que vienen.

“Las turbinas eólicas actuales y las futuras van a ser cada vez más grandes, más livianas y más flexibles, por lo que serán más susceptibles a cualquier tipo de perturbación causada por el viento. Pero ocurre que cuando un sistema dinámico como éste se hace tan flexible, grande y liviano emergen unos fenómenos llamados ‘inestabilidades’, y la presencia de alguna inestabilidad puede destruir el sistema”, explica.

En este caso, ¿qué papel juega la simulación numérica o por computadora?

Fundamental, porque, entre otras aplicaciones, se emplea en el diseño de nueva tecnología, como la de estas megaturbinas, para llegar a comprender mejor su funcionamiento y, con cierta precisión, los límites de estabilidad que mencioné antes.

¿De qué dimensiones hablamos?

De 300 m de diámetro, con palas de 150 m y torres de casi 200 m de altura. Es algo inimaginable, y no solo que puedan estar en tierra -en un parque eólico como ya tenemos, con turbinas de menos tamaño, por ejemplo, en Comodoro Rivadavia- sino también en el mar, apoyadas en el lecho marino o flotantes, lo cual agrega problemas porque a la perturbación propia del viento se debe añadir la del mar. Y donde las quieren instalar, que es el Mar del Norte, no es, precisamente, uno de los mares más calmos: hay muchos barcos navegando; presencia de hielo en el agua y una gran cantidad de problemas asociados al diseño de esos parques eólicos que están 30 o 40 km mar adentro. De todos modos, ya existen parques de este tipo, y en algunos se están empleando palas de más de 100 metros, muy flexibles, de material compuesto, que cuando vibran pueden chocar contra las torres. Otro problema que requiere solución.

¿Cuánta energía se puede obtener del viento?

Esta crece rápidamente con el área del rotor, por lo tanto es ahí donde, entre otros científicos, los matemáticos centramos nuestros cálculos y simulaciones numéricas en computadora. Aumentar el área del rotor implica aumentar el radio, ya que la solución no pasa por incrementar el número de palas. Hasta ahora, la cantidad ideal son tres palas -aerodinámicamente comprobado- y hay que hacerlas cada vez más grandes para que el área que barran sea mayor, si bien hay diseños italianos con una pala y un contrapeso

¿Qué otros temas abarcó en su charla?

Conté cómo estudiamos los límites de estabilidad vía simulaciones numéricas y los resolvimos con cierto grado de precisión -en un tiempo razonable-, y qué cuantificamos respecto del comportamiento de la turbina -algo que muchas empresas sabían pero no estaba cuantificado-, lo que es un logro de nuestra parte. También me referí al aspecto económico con relación a una turbina de gran tamaño, por ejemplo, ¿dónde radica el costo de la turbina?, ¿cuál es el costo mayor?, ¿la torre?, ¿las palas?, ¿el sistema de control?, ¿el generador? Y lo hice para que, alguna vez, en la Argentina, digamos: “Esta parte puede fabricarse acá. Y representa el 25% o el 30% del costo de la turbina, o menos”. Hoy, aún no hay poder de cómputos para solucionar problemas de tanta complejidad, pero enfaticé que un parque eólico puede rendir hasta un 30% menos si existe un mal diseño de la interacción entre turbinas (entre las que están en una parte y en otra del parque eólico).

¿Dónde desarrolla sus investigaciones?

Las realizo entre Córdoba y EE. UU. A veces, lo que hago en EE. UU. no es para turbinas eólicas sino para las “alitas batientes”, pero los sistemas dinámicos chicos y grandes se comportan más o menos de la misma manera en algunas cosas, así que siempre lo que hago allá lo uso para hacer estas cosas acá. He llevado a cabo muchos trabajos con EE. UU. y con Dinamarca, país donde -a nivel mundial- más saben sobre energía eólica.

Agradecimiento

“Me encanta venir a Santa Fe y quiero agradecerle a Rubén Spies que me haya dado la posibilidad de venir. La gente de aquí es amiga mía, por ejemplo, Sergio Idelsohn, Mario Storti, Victorio Sonzogni, Alberto Cardona, Norberto Nigro, Alejandro Limache, y los quiero un montonazo. Ya el hecho de que te dejen contar lo que hacés es lindo, y hay que agradecer a la gente que te da ese lugar”.

(*) Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/Conicet Santa Fe).