El viento: conceptos, clasificación por escalas y medición para la energía eólica

¿Qué es el Viento?

El viento es el movimiento de aire que está presente en la atmósfera, producido por causas naturales. Es un fenómeno meteorológico fundamental.

Unidades de Medición del Viento

• Kilómetros por hora (km/h)
• Metros por segundo (m/s): unidad principal utilizada en energía eólica.
• Nudos

Distribución Global de los Vientos

La circulación atmosférica global presenta patrones definidos:

• Sobre los polos, se encuentran anticiclones.
• En torno a los 60° de latitud, predominan las borrascas.
• Alrededor de los 30° de latitud, se localizan zonas de anticiclones con vientos de componente oeste.
• En el Ecuador, se sitúa una zona de depresiones, caracterizada por vientos en calma pero con intensas corrientes verticales, conocida como la Zona de Convergencia Intertropical.

Clasificación de los Tipos de Viento por Escala

Vientos a Escala Global (Planetaria)

Estos vientos tienen una zona de influencia planetaria, abarcando distancias de 1.000 km a 20.000 km. Mantienen su dirección durante todo el año y circulan por todo el planeta, combinando movimientos verticales y horizontales de las masas de aire.

• Ejemplos: Vientos Alisios, Contralisios, Vientos Circumpolares, Corrientes en Chorro.

Vientos a Macroescala (Regional Amplia)

Con una zona de influencia de 100 km a 1.000 km, estos vientos son de carácter regional amplio.

• Ejemplos: Vientos ciclónicos y anticiclónicos.

Vientos a Mesoescala (Local/Regional)

A escala local o regional, estos vientos tienen una zona de influencia de 10 km a 100 km. Son determinados por la distribución de tierras y mares, así como por los grandes relieves continentales. Son periódicos o estacionales, invirtiendo su dirección con el paso de días y noches o con la sucesión de las estaciones.

• Ejemplos: Vientos estacionales, Brisas marinas, Brisas valle-montaña.

Vientos a Microescala (Próxima al Emplazamiento)

Estos vientos operan a una escala próxima al emplazamiento, con una zona de influencia de hasta 10 km. Están fuertemente influidos por el rozamiento con el suelo (rugosidad, vegetación, topografía) y los obstáculos del terreno.

La microescala es de gran interés para el aprovechamiento energético del viento, especialmente a la hora de instalar un parque eólico, ya que permite analizar el comportamiento del viento en el punto exacto de interés.

• Ejemplos: Efecto túnel, Efecto colina.

Medición y Caracterización del Viento para Proyectos Eólicos

Pasos de una Campaña de Mediciones de Viento

Para una correcta evaluación del recurso eólico, se siguen los siguientes pasos:

1. Planificar
2. Instalar equipos de medición
3. Medir los datos
4. Tratar los datos
5. Analizar los resultados
6. Extrapolar los datos
7. Calcular el potencial energético

Componentes Clave para la Energía Eólica

Existen tres componentes principales del viento que determinan su energía disponible:

• La velocidad y dirección del viento.
• Sus características (régimen de turbulencia, cizalladura).
• La densidad del aire (en menor grado).

Procedimiento de Medición en Parques Eólicos

Durante las campañas de medición, se registran los siguientes valores:

• Velocidad media decaminutal (cada diez minutos).
• Desviación típica decaminutal.
• Dirección media del viento decaminutal.

Criterios para la Selección de Emplazamientos Eólicos

Los emplazamientos óptimos para parques eólicos deben cumplir con las siguientes características:

• Elevada velocidad media del viento, con buena exposición y sin obstáculos significativos.
• Variaciones aceptables de la velocidad del viento.
• Niveles de turbulencia y vientos extremos controlados, dado que afectan directamente la vida útil del aerogenerador.