El desarrollo de la energía eólica sin utilizar turbinas (Gunter Pauli)

El desarrollo de la energía eólica sin utilizar turbinas

por Gunter Pauli

En 2012, el mercado mundial de turbinas y productos relacionados, como motores y generadores, superará los 100.000 millones de dólares (79.385 millones de euros).

El sólido crecimiento de los sectores de la aviación y la generación de energía ha contribuido a fomentar la demanda. Mientras el 70% del mercado mundial se concentra en EEUU y Europa, China registra el índice de crecimiento más alto.

El gigante asiático ha comenzado ya a producir sus propias turbinas en respuesta a la elevada demanda de motores eólicos. Dinamarca es el único país que tiene “excedente de turbinas en su balance comercial por sus exportaciones de generadores eólicos. Hay tres grandes segmentos de mercado para las turbinas: motores con turbinas que se utilizan en la industria de la aviación, los motores de gas para la generación de energía y los generadores eólicos.

La demanda de estos últimos superará a la de las turbinas de gas en 2012. Durante este año, las turbinas eólicas de última generación se han vendido a 1,5 millones de dólares/MW. Si EEUU obtuviera el 20% de su suministro energético de la energía eólica, el valor del mercado ascendería a 250.000 millones de dólares.

Los productores de turbinas responden a una demanda concreta de motores eólicos de eje vertical (VAWT, en sus siglas en inglés) y de eje horizontal (HAWT, en sus siglas en inglés).

Aunque el crecimiento de la demanda en el sector es difícil de prever, son necesarias importantes innovaciones para suplir la escasez de metales raros. Una turbina eólica de escala industrial utiliza más de una tonelada de imanes, para los que se necesita un 35% de neodimio. China produce actualmente el 95% de este metal.

Para extraer este tipo de elementos tan escasos, se introducen ácidos corrosivos en perforaciones donde los agentes químicos disuelven los depósitos. Posteriormente, el líquido se transporta a estanques, una práctica que entraña no pocos riesgos para el medio ambiente. A medida que el sector eólico evoluciona, será necesario crear nuevos procesos y distintos tipos de materiales.

La innovación
Hay varios sectores en auge que apuestan por los elementos ecológicos, que dependen de metales raros. Toyota necesita de uno a dos kilogramos de neodimio y disprosio para sus motores híbridos y lantano para sus baterías.

La importancia del mercado de metales raros en China ha quedado demostrada por la evolución del fabricante de baterías BYD, que se ha convertido en un elemento imprescindible para los fabricantes de automóviles. Su acceso a los metales más escasos le lleva a jugar con ventaja en los mercados.

En el marco de esta apuesta por los sectores ecológicos en general y la generación de energía en particular, el trabajo de Shawn Frayne cobra especial importancia. El científico descubrió la forma de generar energía mediante un movimiento aerodinámico sin necesidad de recurrir a los metales térreos raros. En última instancia, este generador de electricidad podría operar sin metales; no sería necesario ni siquiera el uso del cobre o del acero inoxidable.

Shawn Frayne, licenciado en físicas por el MIT, en EEUU, observó cómo la presión del viento genera vibraciones en bandas que previamente han sido tensadas. El científico estudió esta fuerza aerodinámica que tiene la potencia para levantar o derribar un puente, como ya ocurrió en el de Tacoma en 1940, cuando la estructura comenzó a moverse y a presentar fuertes oscilaciones trasversales hasta que finalmente se desplomó.

La teoría mayoritariamente aceptada para explicar este fenómeno, atribuye la destrucción del puente a un viento moderado de 68 km/h que soplaba transversalmente ese día. Los ingenieros intentan diseñar estructuras que puedan soportar estos fenómenos naturales, pero Shawn decidió cambiar de estrategia, creando un sistema para recoger energía del movimiento provocado por el viento, convirtiéndola posteriormente en electricidad sin necesidad de recurrir a una turbina.

Este inventor, afincado en Hong Kong y propietario de numerosas patentes que están a punto de comercializarse, ha demostrado tener una mente muy creativa.
Después de la fría acogida de sus proyectos entre los fondos de capital riesgo de EEUU, Shawn decidió trasladarse a China donde, junto a un equipo de colaboradores, estudia formas de generar electricidad prescindiendo de los movimientos rotatorios y, en última instancia, de los metales raros.
Mientras la ciencia avanza, se han tardado tres años en convertir algunos hallazgos en aplicaciones comerciales.

Valor añadido
La eliminación de los metales raros en la ecuación de las turbinas eólicas supone un avance muy importante. Aunque la entrada a gran escala en el mercado podría tardar otra década, hay múltiples nichos de mercado que son objetivos para empresas jóvenes como Humdinger, que recibió su primer proyecto de financiación en Hong Kong.

El generador eólico por vibración es potencialmente la primera aplicación comercial. Este pequeño dispositivo tiene la capacidad de sustituir baterías por sensores. Dado que una pequeña ráfaga de viento de unos 6 km/h es suficiente para generar la energía necesaria para hacer funcionar un sensor, un generador eólico por vibración podría sustituir a un centenar de baterías durante su vida útil.

El mercado mundial de sensores tiene un gran potencial de crecimiento, ya que abarca productos como detectores de incendios, controles meteorológicos o medidores de temperatura. Nuestra sociedad tiene una gran dependencia de aparatos aislados que miden docenas de parámetros.

La posibilidad de prescindir de sensores que funcionan con pilas, junto a la de no depender de la red eléctrica supone una nueva oportunidad de negocio basada en un modelo que funciona con los recursos disponibles, un principio fundamental de la Economía Azul.

La oportunidad
La eliminación de turbinas, imanes e incluso la posibilidad de prescindir de todos los metales en un futuro, mientras se genera electricidad de los movimientos aerodinámicos de la fuerza eólica abre un amplio abanico de posibilidades para generar y consumir energía a nivel local.

Mientras el actual coste de electricidad generado por estos movimientos es similar a la energía KW/hora de las fuentes tradicionales, la oportunidad va más allá. Podría surgir un concepto completamente nuevo en el mundo budista. Es probable que la primera aplicación a gran escala de este aparato de generación de energía tenga lugar en Bhután.

En el Himalaya, los budistas colocan banderas que ondean al viento, en las que escriben sus plegarias. Según su creencia, las oraciones purifican el entorno y algunas alcanzan el cielo. La clave estaría en detectar dónde sopla el viento.

A cada asta podría colocársele un cordel y una pequeña aleta que genere electricidad. El generador eólico podría adornarse con oraciones. Ésta podría ser una forma de “energía sagrada”: a más energía, más electricidad y más oración. Un millón de postes equivaldrían a un potencial combinado de 360 MW para las comunidades que viven en las remotas aldeas del Himalaya.

La aplicación podría incluso extenderse a las ciudades conectadas a la red eléctrica donde los ciudadanos prefieran combinar energía con espiritualidad y sostenibilidad.

Más aire
Sin metales raros
Se ha descubierto una forma de generar energía mediante un movimiento aerodinámico sin recurrir a metales raros.

Aplicación comercial
El generador eólico por vibración, la primera aplicación comercial del proyecto, puede sustituir baterías por sensores.

China
China ha comenzado a producir sus propias turbinas en respuesta a la elevada demanda de motores eólicos.

Gunter Pauli es autor de ‘The Blue Economy’