El norte de California cuenta con algunos de los vientos marinos más intensos de EE. UU., lo que le confiere un gran potencial para producir energía renovable.
El área podría generar 4,6 gigavatios, suficientes para abastecer a 1,6 millones de hogares.
La plataforma continental desciende bruscamente, lo que hace que instalar aerogeneradores sea costoso y casi imposible.
Una solución consiste en hacer que los aerogeneradores floten.
Ya operan en Europa y Asia varios parques eólicos flotantes a escala real.
El norte de California tiene algunos de los vientos marinos más intensos de EE. UU., con un inmenso potencial para producir energía limpia. Pero tiene un problema. Su plataforma continental desciende bruscamente, lo que hace que instalar aerogeneradores tradicionales directamente sobre el lecho marino sea costoso, si no imposible.
Cuando el agua supera unos 200 pies de profundidad (aproximadamente la altura de un edificio de 18 pisos), estas estructuras de «monopilote» quedan prácticamente descartadas.
Ha surgido una solución que se está probando en varios lugares del mundo: fabricar aerogeneradores flotantes. De hecho, en California, donde la sequía está presionando al suministro hidroeléctrico y los incendios han amenazado las importaciones de electricidad del noroeste del Pacífico, el estado está avanzando en los planes para desarrollar los primeros parques eólicos marinos flotantes del país en este preciso momento.
¿Cómo funcionan?
Tres formas principales de flotar un aerogenerador
Un aerogenerador flotante funciona igual que otros aerogeneradores – el viento empuja las palas, lo que hace girar el rotor, que a su vez acciona un generador que produce electricidad. Pero, en lugar de tener su torre anclada directamente en el suelo o en el lecho marino, un aerogenerador flotante se asienta sobre una plataforma con líneas de amarre, como cadenas o cuerdas, que se conectan a anclas en el fondo marino.
Estas líneas de amarre mantienen el aerogenerador en su posición frente al viento y lo conectan al cable que envía su electricidad a tierra firme.
La mayor parte de la estabilidad la proporciona la propia plataforma flotante. El truco consiste en diseñarla de forma que el aerogenerador no se incline demasiado con vientos fuertes o tormentas.
Existen tres tipos principales de plataformas:
1) Una plataforma de boya de tipo espar es un cilindro hueco y alargado que se extiende hacia abajo desde la torre del aerogenerador. Flota en posición vertical en aguas profundas, con lastre en la parte inferior del cilindro para bajar su centro de gravedad. Después se ancla en su posición, pero con líneas flojas que le permiten moverse con el agua para evitar daños. Las boyas de tipo espar llevan utilizándose en la industria del petróleo y el gas durante años en operaciones marinas.
2) Las plataformas semisumergibles tienen grandes cascos flotantes que se extienden desde la torre, también anclados para evitar la deriva. Los diseñadores han estado experimentando con múltiples aerogeneradores sobre algunos de estos cascos.
3) Las plataformas de patas tensadas tienen plataformas más pequeñas con líneas tensas que llegan en línea recta al fondo marino. Estas son más ligeras pero más vulnerables a terremotos o tsunamis, porque dependen más de las líneas de amarre y de las anclas para mantener la estabilidad.
Cada plataforma debe soportar el peso del aerogenerador y mantenerse estable mientras este funciona. Puede hacerlo en parte porque la plataforma hueca, a menudo construida con grandes estructuras de acero u hormigón, proporciona flotabilidad para sostener el aerogenerador. Dado que algunas pueden ensamblarse por completo en puerto y remolcarse hasta el lugar de instalación, podrían ser mucho más baratas que las estructuras de cimentación fija, que requieren embarcaciones especializadas para su instalación in situ.
Las plataformas flotantes pueden soportar aerogeneradores capaces de producir 10 megavatios o más de potencia, lo que es similar en tamaño a otros aerogeneradores marinos y varias veces mayor que la capacidad de un aerogenerador terrestre típico que se puede ver en un campo.
¿Por qué necesitamos aerogeneradores flotantes?
Algunos de los recursos eólicos más intensos se encuentran alejados de la costa, en lugares con cientos de pies de agua debajo, como frente a la costa oeste de EE. UU., los Grandes Lagos, el mar Mediterráneo y la costa de Japón.
En mayo de 2021, la secretaria del Interior, Deb Haaland, y el gobernador de California, Gavin Newsom anunciaron planes para abrir partes de la costa oeste, frente a Morro Bay, en el centro de California, y cerca de la frontera estatal con Oregón, para la energía eólica marina. El agua allí se vuelve profunda rápidamente, por lo que cualquier parque eólico que esté a solo unas pocas millas de la costa necesitará aerogeneradores flotantes. Newsom afirmó que la zona podría aportar inicialmente 4,6 gigavatios de energía limpia, suficientes para abastecer a 1,6 millones de hogares. Es más de 100 veces el total de energía eólica marina de EE. UU. en la actualidad.
A escala mundial, ya operan en Europa y Asia varios proyectos de demostración a escala real. El proyecto Hywind Scotland se convirtió en 2017 en el primer parque eólico marino flotante a escala comercial, con cinco aerogeneradores de 6 megavatios sostenidos por boyas de tipo espar diseñadas por la empresa energética noruega Equinor.
Aunque los parques eólicos marinos flotantes se están convirtiendo en una tecnología comercial, aún existen desafíos técnicos que deben resolverse. El movimiento de la plataforma puede provocar fuerzas mayores sobre las palas y la torre, así como una aerodinámica más compleja e inestable. Además, a medida que las profundidades del agua aumentan considerablemente, el costo de las líneas de amarre, las anclas y el cableado eléctrico puede llegar a ser muy elevado, por lo que se necesitarán tecnologías más económicas pero igualmente fiables.
Es de esperar que en el futuro próximo se vean más turbinas marinas sostenidas por estructuras flotantes.
