¿En qué se parece un parque eólico a un banco de peces?

El profesor del Caltech John Dabiri utiliza su experiencia en ingeniería para tratar de entender cómo se mueven los animales en sus entornos naturales. Mientras investigaba los patrones de nado de los peces, llegó recientemente a una conclusión sorprendente: la forma en que estamos pensando la energía eólica—específicamente, el diseño de los parques eólicos—es errónea.

Los parques eólicos convencionales están diseñados para minimizar la turbulencia causada por las interacciones entre turbinas. Eso crea un problema evidente, dice Dabiri: “Las espacian lo más posible. Si hablamos de una turbina eólica con un diámetro de 100 metros, entonces hablamos de hasta una milla entre turbinas eólicas. Eso es mucho espacio que podría usarse para generar electricidad, pero no se puede por estas interacciones turbulentas.”

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Megavatios de capacidad eólica en Estados Unidos

Dabiri pensó en una solución mientras investigaba cómo los peces forman bancos para minimizar la resistencia al moverse. “Los peces pueden reducir la cantidad de energía que utilizan si nadan en ciertas formaciones coordinadas en lugar de nadar solos”, explica. “De hecho, los peces en grandes bancos forman patrones precisos y repetitivos que les permiten moverse de forma más eficiente. Hay una teoría básica de mecánica de fluidos que se puede usar para explicar por qué esto podría ser así. Apuntando las matemáticas para un análisis de turbinas eólicas urbanas, hubo un momento eureka en el que me di cuenta de que las ecuaciones eran exactamente las mismas que explican la formación de bancos de peces.”

“¿Por qué no usar la forma en que los peces forman bancos como punto de partida para entender cómo diseñar parques eólicos?”, pregunta Dabiri. “Empezamos a usar las mismas herramientas que se utilizan para determinar la configuración óptima de los bancos de peces para optimizar el parque eólico. Observamos una disposición que se ha identificado como óptima para los peces, y descubrimos que si, en nuestros modelos por ordenador, colocamos nuestras turbinas eólicas exactamente en el mismo tipo de patrón en forma de diamante que forman los peces, se obtienen beneficios significativos en el rendimiento del parque eólico.”

Para maximizar ese rendimiento, Dabiri utilizaría turbinas eólicas verticales, que existen desde hace años pero son mucho menos comunes que las conocidas turbinas de eje horizontal. Las turbinas verticales pueden funcionar mejor cuando están agrupadas—al menos si se colocan en el patrón óptimo que descubrió Dabiri. Eso abre la posibilidad de rediseñar los parques eólicos para aumentar la cantidad de energía que producen y reducir los costes. Dabiri afirma que las turbinas podrían añadirse en parques eólicos ya existentes, de forma que produzcan más energía sin ocupar más terreno. Es una solución que podría reducir enormemente la resistencia de una industria que a menudo parece nadar contracorriente.