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Ulises y la Ciencia

Desde abril de 1995, el profesor Ulises nos ha ido contando los fundamentos de la ciencia. Inspirado por las aventuras de su ilustre antepasado, el protagonista de la Odisea, la voz de Ulises nos invita a visitar mundos fascinantes, sólo comprendidos a la luz de los avances científicos. Con un lenguaje sencillo pero de forma rigurosa, quincenalmente nos cuenta una historia. Un guión de Ángel Rodríguez Lozano.

Don Quijote y el viento.

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El viento se ha convertido en una de las fuentes de energía renovable más importantes en el mundo. Según el último informe del Consejo Global de energía eólica, la producción mundial alcanzó los 486 gigavatios en 2016. Esto no nos dice mucho si no podemos comparar, lo que sí nos da una idea de su importancia en el momento actual es si decimos que un país como Dinamarca genera un 40 por ciento de la energía que consume a partir del viento, seguido de Uruguay, Portugal, Irlanda y España, que obtiene más del 20% de la energía por este medio.

Nuestro amigo Ulises opina que los datos son muy aburridos, así que, pensando en los más jóvenes, ha pedido la ayuda del mismísimo Don Quijote para ayudarle a hablar, en el podcast que hoy os invitamos a escuchar, de la energía eólica.

Hubo tiempos en los que en las tierras de Castilla abundaban los molinos de viento. Aquellas construcciones tenían una estructura tan imponente que no es extraño que la mente perturbada de Don Quijote los confundiera con gigantes. Constaban de una torre de hasta 15 metros de altura, alrededor de cuya cima giraban amenazadoras cuatro grandes aspas de armazón de madera y pieles. Los vientos, huestes del dios griego Eolo, forzaban el movimiento de las aspas y éstas hacían girar una gran piedra que desmenuzaba el trigo hasta convertirlo en harina. Así, los hombres de Castilla ponían a su servicio la energía del dios: La energía eólica.

No es nada extraño que los antiguos atribuyeran poderes divinos a los vientos. Al fin y al cabo, nacen de la influencia de dos grandes astros: la Tierra y el Sol. La Tierra porque gira y se traslada por el cosmos rodeada de aire y el Sol porque calienta con sus rayos la superficie terrestre. Entre ambos mantienen la atmósfera en continuo movimiento como si se tratara de una inmensa máquina térmica.

Cuando nuestro planeta gira, su superficie gira con él. Las zonas cercanas a los polos apenas se mueven mientras que los puntos situados sobre el ecuador los hacen a velocidades supersónicas. Esas diferencias producen un efecto curioso: las masas de aire que se desplazan desde los polos hacia el ecuador se mueven más lentas que la superficie y tienden a quedarse atrás mientras que las que fluyen desde el ecuador hacia los polos son más rápidas y tienden a adelantarse. Ese efecto, denominado de Coriolis, desvía el viento hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. El sol, por su parte, calienta la superficie terrestre y ésta transmite ese calor a las capas de aire que están en contacto con ella. En algunos puntos ese calentamiento es mayor que en otros, allí el aire se expande y se eleva y otro más denso y frío fluye desde los alrededores para ocupar su lugar.

El aire es un fluido que se mueve perturbado por todo lo que encuentra en su camino. La parte más baja de su corriente choca con la tierra y se frena, al frenarse su velocidad se reduce hasta hacerse cercana a la del terreno y los efectos de la rotación de la tierra le afectan menos, su desviación hacia izquierda o derecha es menor. En cambio, a pocos metros del suelo las partes más altas de la corriente de aire siguen su camino sin inmutarse, su velocidad es mayor y su dirección ligeramente distinta. Por esa razón, las aspas de las máquinas eólicas se colocan a cierta altura y en terrenos con pocos obstáculos. A la vista de viajeros intrépidos como don Quijote.

Los modernos gigantes necesitan que el viento sople el mayor tiempo posible y moderadamente fuerte, por eso, se buscan emplazamientos privilegiados en los que efectos locales del terreno favorezcan esa circulación.

En las regiones costeras, el sol calienta la tierra durante el día y eleva la temperatura del aire que tiene encima. El aire se expande y se eleva. En el mar, aire más frío viene a rellenar ese hueco se produce un viento fresco que va desde el mar hacia tierra. Por la noche la tierra se enfría más rápidamente que el mar y los vientos soplan en sentido contrario: desde el interior hacia el mar. Son las brisas marinas.
Otra situación se produce en los valles entre montañas. Al comenzar el día el sol calienta las laderas y se producen corrientes ascendentes, al medio día esas corrientes se convierten en vientos calientes que recorren el valle hacia arriba; hacia las montañas. Tras la puesta del sol las laderas se enfrían y aire desciende de noche valle abajo. La presencia de colinas, acantilados o pequeños valles pueden canalizar esos vientos ofreciéndole un camino más fácil porque el aire prefiere bordear un obstáculo a superarlo en altura. En esos puntos el viento es más fuerte, tanto que puede hacer girar las aspas de un molino con potencia suficiente como para derribar al mismísimo don Quijote.

Os invito a escuchar este capítulo de Ulises y la Ciencia.

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Energía del viento en el mar. Hablamos con Manuel Pérez. Podcast Hablando con Científicos


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