SI LAS manecillas de los relojes de esfera se desplazaran sobre sus caras al revés, esa sería la dirección conocida como «en sentido horario». Y decían la hora con la misma fidelidad. Es conveniente que todas las manecillas del reloj giren en la misma dirección, pero es un accidente de la historia en qué dirección se encuentra. Del mismo modo, parece una elección arbitraria pero eficiente por parte de los fabricantes de turbinas eólicas que las palas de casi todos esos dispositivos giren en el sentido de las agujas del reloj. Sin embargo, un estudio presentado el 4 de mayo a la Asamblea General de la Unión Europea de Geociencias (celebrada en línea, en lugar de en Viena, como estaba previsto), sugiere que en el hemisferio norte, donde se encuentra el 96% de estas turbinas, el reloj universal puede ser malo.
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Para una sola turbina de hecho no importa. Pero las turbinas suelen plantarse en grupos. Si, en un grupo así, una turbina está detrás de otra, entonces sí importa, según Antonia Englberger, del Centro Aeroespacial Alemán, en Oberpfaffenhofen, y sus colegas. Han construido un modelo de computadora que simula el flujo de aire sobre una turbina girando en cualquier dirección, y luego calcula el efecto que esto tiene en una segunda turbina, a favor del viento de la primera. De día, concluye el equipo, no hay diferencia. Pero por la noche, la potencia de salida del dispositivo a favor del viento puede ser hasta un 23% mayor si su compañero de ceñida gira en sentido contrario a las agujas del reloj.
La razón radica en el comportamiento nocturno de los pocos cientos de metros inferiores de la atmósfera, conocidos como la capa límite. Durante el día, los rayos del sol calientan el suelo, que calienta el aire cercano, que se eleva en verticilos de turbulencia, lo que resulta en una capa límite bien mezclada que se comporta de la misma manera en todas las altitudes. La consecuencia, para una turbina eólica, es que sus palas del rotor sienten la misma velocidad y dirección del viento, ya sea que estén en la parte superior o inferior de su rotación.
Por la noche, sin embargo, el suelo se enfría. Por lo tanto, los verticilos a menudo desaparecen y la capa límite deja de mezclarse. La fricción con la vegetación o los edificios ahora significa que el aire cerca del suelo se mueve más lentamente que el aire más arriba, un efecto conocido como cizalladura del viento relacionada con la altitud. Y la cantidad de cizalladura, dada la envergadura de las turbinas modernas, es lo suficientemente grande como para que la rotación de la Tierra entre en juego. Esto empuja el aire en movimiento hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el sur, un fenómeno llamado la fuerza de Coriolis. Cuanto más rápido sea el flujo de aire, mayor será la desviación. Por lo tanto, la cizalladura del viento genera un giro del viento, un cambio gradual en la dirección con la altura.
Eso es importante para los pares de turbinas porque el aire que empuja contra las palas del dispositivo contra el viento, y por lo tanto hace que giren, digamos, en el sentido de las agujas del reloj, es desviado por esas palas en la otra dirección. Esto lo convierte en una estela turbulenta con una rotación (en este caso) en sentido contrario a las agujas del reloj. Esta rotación en sentido contrario a las agujas del reloj entra en conflicto con la tendencia de giro inducida por Coriolis del viento imperturbable alrededor de la estela. Y eso dificulta la capacidad de la estela de recoger energía de este viento circundante y no perturbado y luego golpear la segunda turbina con vim renovado.
En el caso de que la primera turbina gire en sentido contrario a las agujas del reloj, la estela será en el sentido de las agujas del reloj, coincidiendo con el giro del viento del hemisferio norte. Esto le permite obtener energía del aire circundante para entregarla a la siguiente turbina, lo contrario de lo que sucede ahora. Y en el hemisferio sur todo esto funciona al revés, por lo que las turbinas convencionales en el sentido de las agujas del reloj funcionan mejor.
Rediseñar fábricas a la luz del descubrimiento del Dr. Englberger, para hacer que las turbinas funcionen en sentido contrario a las agujas del reloj, sin duda sería costoso. Si la potencia adicional que podría ser exprimida del viento al hacerlo haría que mereciera la pena requeriría mucha más investigación. Su resultado, sin embargo, muestra claramente cómo incluso las decisiones aparentemente arbitrarias pueden tener consecuencias no deseadas.■
Este artículo apareció en la sección de Ciencia & tecnología de la edición impresa bajo el título «Cizallar, girar, animar»
