CRITERIOS A TENER EN CUENTA PARA SELECCIONAR EL EMPLAZAMIENTO

La velocidad del viento y la rugosidad del terreno, los obstáculos y la orografía deben ser tomados en consideración al plantear el emplazamiento de una instalación eólica.

2.3.8.1. LA VELOCIDAD DEL VIENTO Y LA RUGOSIDAD

Es importante señalar también que la velocidad del viento varía con la altura (figura 2.5) y depende fundamentalmente de la naturaleza del terreno sobre el cual se desplazan las masas de aire.

Figura 2.5: Variación de la velocidad del viento (capa límite) con la altura sobre el terreno

En las capas más próximas al suelo, el gradiente de velocidad está muy influenciado por la rugosidad del terreno (Villarrubia, 2012). La rugosidad de una determinada superficie está determinada por el tamaño y la distribución de los elementos de rugosidad que contiene -vegetación, superficie del suelo, edificios...- (Escudero, 2011). En general, cuanto más pronunciada sea la rugosidad del terreno mayor será la ralentización que experimente el viento. Obviamente, los bosques y las grandes ciudades ralentizan mucho el viento, mientras que las pistas de hormigón de los aeropuertos sólo lo ralentizan ligeramente. Las superficies de agua son incluso más lisas que las pistas de hormigón, y tendrán por tanto menos influencia sobre el viento, mientras que la hierba alta y los arbustos ralentizan el viento de forma considerable. Esta influencia puede alcanzar alturas del orden de varios centenares de metros, por lo que todos los aerogeneradores trabajan dentro de la zona de influencia de la rugosidad del terreno, por lo que constituye un aspecto muy importante a considerar en el aprovechamiento energético de la energía eólica.

La rugosidad de terreno se evalúa mediante el parámetro Z0, denominado longitud de

rugosidad, definido como la altura respecto al nivel del suelo, hasta que la velocidad del viento es nula.

En la tabla 2.3 se muestra la clasificación de los terrenos según la longitud de rugosidad y el índice de energía.

Tabla 2.3: Tabla de clases y longitudes de rugosidades Clase de rugosidad Longitud de rugosidad Z0 (m) Índice de energía (%) Tipo de terreno

0 0,0002 100 Superficie de agua. Terreno abierto, _{superficie lisa} 0,5 0,0024 73 Pistas _césped... de hormigón (aeropuertos),

1 0,03 52 Campos abiertos sin cercados ni setos. Edificios muy dispersos. Colinas suavemente redondeadas

1,5 0,055 45 Campo con algunas casas y arbolado de _{hasta 8 m situado como mínimo a 1.250 m}

2 0,1 39 Campo con algunas casas y arbolado de _{hasta 8 m situado como mínimo a 500 m}

2,5 0,2 31 Campo con muchas casas y arbolado de _{hasta 8 m situado como mínimo a 250 m} 3 0,4 24 Pueblos, bosques y terreno accidentado y _desigual 3,5 0,8 18 Ciudades con edificios altos

4 1,6 13 Grandes ciudades con edificios muy _elevados

Fuente: Villarrubia (2012)

La velocidad del viento a una cierta altura sobre el nivel del suelo (perfil vertical del viento) es:

ln 0

0 Siendo ;

V velocidad del viento a una altura z sobre el nivel del suelo.

Vref velocidad de referencia, es decir, una velocidad de viento ya conocida a una

altura zref.

z altura sobre el nivel del suelo para la velocidad deseada, v. z0 longitud de rugosidad en la dirección de viento actual.

El hecho de que el perfil del viento se mueva hacia velocidades más bajas conforme nos acercamos al nivel del suelo suele llamarse cizallamiento del viento.

2.3.8.2. INFLUENCIA DE LOS OBSTÁCULOS Y LA OROGRAFÍA Los obstáculos provocan los efectos desfavorables a tener en cuenta: una disminución de la velocidad del viento y un aumento de las turbulencias. Por lo tanto, cuando se proyecta la instalación de un aerogenerador es preciso evitar en lo posible la presencia de obstáculos importantes en el radio de un kilómetro y fundamentalmente, en la dirección dominante del viento.

Figura 2.6: Vista superior de la corriente de viento alrededor de un obstáculo

Sin embargo, de la orografía del terreno también es posible obtener ventaja a través de dos efectos que se suelen denominar “aceleradores”: el efecto túnel y el efecto colina.

Efecto túnel: si se toma un camino entre dos edificios altos o en un paso estrecho entre montañas se puede observar que se da el mismo efecto: el aire se comprime en la parte de los edificios o de la montaña que está expuesta al viento, y su velocidad crece considerablemente entre los obstáculos del viento. Esto es lo que se conoce como “efecto túnel”, consecuencia de la ley de conservación de la masa. Situar un aerogenerador en un túnel de este tipo es una forma inteligente de obtener velocidades del viento superiores a las de las áreas colindantes.

Efecto colina: una forma corriente de emplazar aerogeneradores es situándolos en colinas o estribaciones dominando el paisaje circundante. En particular, siempre supone una ventaja tener una vista lo más amplia posible en la dirección del viento dominante en el área. En las colinas, siempre se aprecian velocidades de viento superiores a las de las áreas circundantes. Una vez más, esto es debido a que el viento es comprimido en la parte de la montaña que da al viento, y una vez el aire alcanza la cima de la colina puede volver a expandirse al descender hacia la zona de bajas presiones por la ladera a sotavento de la colina. Al igual que ocurría anteriormente, si la colina es escarpada o tiene una superficie accidentada, puede haber una cantidad de turbulencias significativa, que puede anular la ventaja que supone tener unas velocidades de viento mayores.