A medida que los fenómenos naturales destructivos van, los huracanes se encuentran entre los pesos pesados. Si no es por los vientos huracanados y los escombros resultantes del proyectil, entonces por la inundación masiva que resulta cuando uno toca tierra y se detiene, un huracán es un trabajo desagradable. Pregúnteles a los residentes de las costas Carolinas y Georgia esta semana mientras se exprimen del diluvio de fin de semana del huracán Matthew.
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En términos de energía almacenada y liberada, los huracanes tienen un gran impacto. Su ciclón tropical "promedio" podría liberar el equivalente a 600 teravatios de energía, con un cuarto de porcentaje como viento; La gran mayoría de la energía en un huracán es en forma de calor almacenado y liberado a medida que el vapor de agua se condensa en lluvia.
Entonces, si bien el viento es solo una pequeña parte de la producción total de energía de un huracán, todavía genera grandes cantidades de energía: alrededor de 1, 5 teravatios, o poco más de una cuarta parte de la capacidad de generación eléctrica total actual de 5, 25 teravatios. El viento de una sola tormenta es una mina de oro de energía limpia.
Pero, al igual que mi propia idea infantil de que uno podría resolver los problemas energéticos del mundo simplemente colocando un enorme cable de extensión hacia el sol, ¿cómo exactamente se persigue a los huracanes para cosechar su energía?
Los desafíos son obvios. Millas de ancho, formando en el océano abierto, con pistas serpenteantes que raramente golpean la misma área de la costa dos veces, no es simple ni deseable hundirse en un parque eólico móvil en el camino de un huracán pesado. En cambio, algunos investigadores apuntan a sistemas de generación de electricidad las 24 horas del día que puedan resistir las fuerzas de huracanes, pero que también puedan aprovechar el mayor potencial de potencia cuando golpea una tormenta.
Un enfoque ha sido repensar la propia turbina eólica. En Japón, CNN informó sobre el rediseño de un empresario del ventilador común para eliminar las cuchillas vulnerables. Atsushi Shimizu, fundador de la startup de energía Challenergy, construyó un diseño elegante, estilo "batidor de huevos", con cuchillas verticales intercaladas entre las plataformas superior e inferior que está diseñado para resistir los violentos tifones de Japón. Capaz de girar en cualquier dirección, pero también ajustarse para regular la velocidad de giro de la turbina, el diseño de Shimizu se adapta a los patrones de viento impredecibles de Japón y al mismo tiempo evita el daño causado por la rotación incontrolada.
El primer prototipo de campo se instaló en Okinawa en 2016. La turbina supuestamente puede capturar energía de las fuerzas de elevación rotativas de vientos fuertes, conocidos como fuerzas Magnus, así como vientos en línea recta. Pero Challenergy informa en su sitio web que aún no tienen estimaciones para la generación de energía y los vientos máximos sostenidos.
Las turbinas de palas convencionales deben bloquearse durante las tormentas, deteniendo la producción de energía. Las fuertes tormentas con vientos fuertes pueden provocar fallas catastróficas si falla el mecanismo de bloqueo, como sucedió con una turbina en 2011 en Ayrshire, Inglaterra.
Otros han diseñado aerogeneradores de eje vertical, pero la variedad familiar de eje horizontal con palas largas sigue siendo el estándar debido a su asequibilidad y eficiencia.
Arindam Gan Chowdhury y su equipo prueban su sistema de mitigación y potencia aerodinámica (AMPS) con esta visualización de flujo utilizando humo y grava. (Arindam Gan Chowdhury) En Miami, Arindam Gan Chowdhury dirige un laboratorio de viento en el Centro Internacional de Investigación de Huracanes de la Universidad Internacional de Florida. Consistiendo en un banco de 12 ventiladores, cada uno impulsado por un motor de 700 caballos de fuerza, este "Muro de Viento" puede generar tempestades de hasta 157 millas por hora, el equivalente a un huracán de categoría 5. La investigación de Chowdhury se enfoca principalmente en mitigar los impactos del viento en los edificios, pero un proyecto reciente agregó una nueva dimensión: la generación de energía al tiempo que altera los vientos dañinos.
Junto con el ingeniero mecánico de la UIF, Andrés Tremante, Chowdhury ideó un sistema de turbinas tipo tornillo que se pueden montar en toda la longitud de los aleros o canales de un edificio. Apodado AMPS, por Sistema de Mitigación y Energía Aerodinámica, los largos tramos de turbinas interrumpen los poderosos vórtices de aire generados por los fuertes vientos cuando golpean un edificio y suben y sobrepasan la línea del techo. Estos vórtices son responsables de la mayoría de los daños en el techo, arrancan tejas y tejas y permiten que entre lluvia, e incluso succionan los techos de los edificios a medida que crean una elevación hacia arriba a lo largo de los bordes afilados de las estructuras.
"No estamos tratando de domar los huracanes", dice Chowdhury. “La reducción del efecto del viento en los edificios es nuestro primer criterio. Pero mientras lo hacemos, pensamos, ¿por qué no crear algo que sea dinámico, que pueda romper ese viento y también convertirlo en un amigo que produzca energía verde ".
Su visión de la tecnología, que tiene una patente pendiente, es que se puede usar para hacer que los edificios individuales sean más sostenibles y al mismo tiempo reducir el daño en el que incurren por cualquier nivel de tormenta, en cualquier parte del país. Aunque todavía están realizando pruebas en el sistema, Chowdhury dice que las turbinas incluso deberían ayudar a reducir el daño de los vientos cerca de los sistemas de tornados (pero probablemente no en un impacto directo). Y al alimentar la electricidad a una red municipal o cargar sistemas de baterías domésticos similares a los que ya existen para los paneles solares, Chowdhury dice que la electricidad generada por una sola casa durante una tormenta de nivel de apagón podría alimentar fácilmente un pequeño refrigerador, teléfono celular, computadora portátil y varias luces por un puñado de días.
"Cada edificio debe ser lo más autosuficiente posible", dice. "La gente necesita estar lista para cualquier tipo de catástrofe y poder suministrar su propia energía en lugar de depender de la energía generada por la red".
AMPS puede generar cantidades suplementarias de energía incluso de los vientos ubicuos de cinco a siete millas por hora que ocurren día y noche en todo el planeta, según Chowdhury.
Varias grandes compañías de techos ya han expresado interés en la posibilidad de comercializar el concepto, agrega, y él y sus colegas están trabajando con arquitectos para crear diseños estéticamente atractivos que mejorarían la línea del techo.
El PB3 PowerBuoy de Ocean Power Technologies se desplegó frente a la costa de Nueva Jersey (Ocean Power Technologies) 
En la bahía de Kaneohe, en la base del Cuerpo de Marines de Hawái, frente a la costa de Oahu, la vida marina abunda en un ancla de fondo marino PowerBuoy, que sirve como un arrecife artificial. (Ocean Power Technologies) 
Cuando está completamente cargada por la acción de las olas, la boya descarga el exceso de energía en forma de calor, quizás un incentivo para que los peces y otros visitantes marinos merodeen cerca. (Ocean Power Technologies) Los vientos huracanados no son poderosos y dañinos en sí mismos, pero también crean peligros donde la tierra se encuentra con el mar, en forma de grandes olas. Una compañía con sede en Nueva Jersey pudo presenciar de primera mano cómo se desempeñaron sus boyas de energía de las olas durante el huracán Irene de 2011, con algunas pistas prometedoras de que las olas gigantes generadas por huracanes y tifones podrían algún día proporcionar potencia cuando pasen.
Deborah Montagna, vicepresidenta de negocios y desarrollo de proyectos de Ocean Power Technologies, dice que los PB3 PowerBuoys de la compañía tienen la capacidad de generar continuamente energía para cargar baterías que pueden almacenar de 44 a 150 kilovatios hora. Durante los períodos de completa calma, es suficiente energía para proporcionar energía a cualquier cosa a la que esté conectado durante varios días, dependiendo de los requisitos de energía de ese elemento. Cuando la batería está completamente cargada, el exceso de energía se libera como calor, lo que Montagna dice que la vida marina parece disfrutar en particular.
En 2011, cuando el huracán Irene estaba rastrillando la costa este, los socios de la Marina de los EE. UU. Y Seguridad Nacional de Ocean Power seguían preguntando si la compañía traería su boya de prueba de 10, 000 toneladas ubicada frente a la costa de Nueva Jersey antes de la tormenta. No, dijo la compañía: queremos dejarlo ahí y ver qué pasa.
En condiciones normales, la boya enviaría informes por hora sobre su generación de energía y otros análisis, y continuó haciéndolo en todo Irene.
"Seguimos recibiendo informes completos sobre su desempeño, y generamos energía durante todo el huracán Irene", dice Montagna. “Si tuviéramos un gráfico, podrías ver un gran salto en la generación de energía el día de la tormenta. Lo diseñamos para sobrevivir a la tormenta de 100 años, pero nunca se sabe cuándo aparecerá eso ”.
La compañía trabajó con la Armada en Hawái en 2010 para demostrar cómo las boyas podrían conectarse a las redes de energía terrestre, pero citando la falta de tecnología totalmente madura, la compañía se ha centrado recientemente en generar energía a pedido para aplicaciones en el mar, tales como plataformas petroleras, buques de investigación o equipos de monitoreo submarino.
En Miami, Chowdhury dice que Matthew no causó ningún daño a los edificios, pero los vientos de 160 kilómetros por hora dejaron sin electricidad a miles. La gente sigue probando teorías para amortiguar o cosechar la energía de los huracanes, pero hasta ahora, nada ha funcionado.
"Les digo a mis alumnos, en lugar de tratar de jugar con el huracán, ¿por qué no construir cosas que sean más inteligentes y resistentes?", Dice.
