se os ponteiros dos relógios de discagem varressem seus rostos ao contrário, essa seria a direção conhecida como “no sentido horário”. E eles contariam a hora com a mesma fidelidade. É conveniente que todos os ponteiros do relógio girem na mesma direção, mas é um acidente da história em que direção isso é. Da mesma forma, parece uma escolha arbitrária, mas eficiente, pelos fabricantes de turbinas eólicas de que as pás de quase todos esses dispositivos giram no sentido horário. No entanto, um estudo apresentado em 4 de Maio à Assembleia Geral da União Europeia de Geociências (realizada on-line, em vez de em Viena, como planejado), sugere que no hemisfério norte, onde 96% dessas turbinas são encontradas, a relojoaria universal pode ser ruim.
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para uma única turbina, de fato não importa. Mas as turbinas geralmente são plantadas em grupos. Se, nesse grupo, uma turbina está atrás da outra, isso importa, de acordo com Antonia Englberger, do centro aeroespacial alemão, em Oberpfaffenhofen, e seus colegas. Eles construíram um modelo de computador que simula o fluxo de ar sobre uma turbina girando em qualquer direção e, em seguida, calcula o efeito que isso tem em uma segunda turbina, a favor do vento da primeira. De dia, a equipe conclui, não há diferença. Mas à noite a potência do dispositivo a favor do vento pode ser até 23% maior se seu colega contra o vento estiver girando no sentido anti-horário.
a razão está no comportamento Noturno das poucas centenas de metros inferiores da atmosfera, conhecida como camada limite. Durante o dia, os raios do sol aquecem o solo, que aquece o ar próximo, que nasce em espirais de turbulência, resultando em uma camada limite bem misturada que se comporta da mesma maneira em todas as altitudes. A consequência, para uma turbina eólica, é que suas pás do rotor sentem a mesma velocidade e direção do vento, estejam elas na parte superior ou inferior de sua rotação.
à noite, no entanto, o solo esfria. Os espirais, portanto, muitas vezes desaparecem e a camada limite para de se misturar. O atrito com a vegetação ou edifícios agora significa que o ar próximo ao solo se move mais lentamente do que o ar mais alto—um efeito conhecido como cisalhamento do vento relacionado à altitude. E a quantidade de cisalhamento, dada a extensão da lâmina das turbinas modernas, é grande o suficiente para que a rotação da terra entre em ação. Isso empurra o ar em movimento para a direita no hemisfério norte e para a esquerda no sul, um fenômeno chamado força de Coriolis. Quanto mais rápido o fluxo de ar, maior o desvio. Assim, o cisalhamento do vento gera veer do vento, uma mudança gradual na direção com a altura.
isso é importante para os pares de turbinas porque o ar que empurra contra as pás do dispositivo contra o vento e, portanto, faz com que elas girem, digamos, no sentido horário, é desviado por essas pás na outra direção. Isso o transforma em uma esteira turbulenta com uma rotação (neste caso) no sentido anti-horário. Essa rotação no sentido anti-horário entra em conflito com a tendência de desvio induzida por Coriolis do vento imperturbável ao redor da esteira. E isso dificulta a capacidade do velório de captar energia desse vento circundante e imperturbável e, em seguida, atingir a segunda turbina com vim Renovado.
no caso de a primeira turbina girar no sentido anti-horário, a esteira será no sentido horário, correspondendo assim ao veer do vento do hemisfério norte. Isso permite que ele ganhe energia do ar circundante para entregar à próxima turbina-o oposto do que agora acontece. E no hemisfério sul tudo isso funciona ao contrário, então as turbinas convencionais no sentido horário fazem o melhor.
reformar fábricas à luz da descoberta do Dr. Englberger, para fazer as turbinas funcionarem no sentido anti-horário, certamente seria caro. Se a energia extra que poderia ser espremida do vento ao fazê-lo faria com que valesse a pena exigisse muito mais investigação. Seu resultado, no entanto, mostra perfeitamente como até mesmo decisões aparentemente arbitrárias podem ter consequências não intencionais.■
este artigo apareceu na seção de tecnologia Science & da edição impressa sob o título “Shear, veer, cheer”
