Ovidio Llompart, programa doctoral en Energía, Universidad de Concepción; y Martín Jacques, investigador del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia CR2
La energía eólica terrestre es una de las fuentes renovables con mayor participación en la matriz energética a escala global. Sin embargo, este tipo de energía está fuertemente expuesta a fluctuaciones producto de la variabilidad intrínseca de la velocidad del viento (Garrido-Pérez et al., 2020; Dalton et al., 2021).
Esta variabilidad climática natural del viento se asocia con patrones de la circulación atmosférica de gran escala espacial, que modulan fuertemente su comportamiento en escalas de tiempo características (meses, años o décadas).
En ese contexto, se aplicó un análisis estadístico al comportamiento –en regiones seleccionadas de Sudamérica– de valores promedio mensuales de la velocidad del viento a 100 metros de la superficie, con el objetivo de detectar la influencia de los diferentes moduladores climáticos que podrían afectar la energía eólica, y cuyos resultados se plasmaron en un estudio publicado en la revista científica International Journal of Climatology.
La investigación se centró en tres regiones fundamentales: el noreste de Brasil, el norte de Chile y Argentina, y la Patagonia (Figura 1), sectores que cuentan con gran potencial eólico para su explotación y que, actualmente, corresponden a los principales países productores de energía eólica en la región (IRENA 2023).
Figura 1. Regiones de estudio enmarcadas en rojo.
Tal como al frente de la zona central de Chile existe el Anticiclón del Pacífico Sur (SPA, por sus siglas en inglés), en el Atlántico se encuentra el Anticiclón del Atlántico Sur (SAA, por sus siglas en inglés). Este centro de alta presión atmosférica a nivel del mar es el principal modulador del viento sobre el noreste de Brasil. De hecho, la variabilidad del SAA se asocia con cerca del 59 % de la varianza total a nivel mensual de la velocidad del viento en esa región. Esto significa que, a medida que aumenta la intensidad de SAA, la velocidad del viento también aumenta sobre el noreste de Brasil. Lo contrario ocurre cuando disminuye su intensidad.
En el caso del norte de Chile y Argentina, se encontró una correlación débil entre la velocidad del viento y la intensidad del SPA, principalmente durante la primavera. Un análisis con mayor resolución espacial de esa región permitiría comprender mejor el comportamiento del recurso eólico y sus moduladores climáticos.
En relación con la Patagonia, se encontraron tres mecanismos que modulan la velocidad del viento. El más importante es un patrón de anomalías de presión a nivel del mar en el Paso de Drake, al que se denominó patrón de la Patagonia-Antártica (PAT, por sus siglas en inglés), que se asocia con cerca del 52 % de la varianza a escala mensual en dicha región. En este caso, la fase positiva del índice PAT provoca una disminución del viento sobre la Patagonia, en cambio, en su fase negativa su velocidad aumenta.
Al mismo tiempo, se determinó que la Oscilación Antártica (AAO, por sus siglas en inglés) es el segundo modo de variabilidad que determina el comportamiento del viento sobre la Patagonia, y se asocia con cerca del 23 % de la varianza del viento analizado a escala mensual. La fase positiva de la AAO (asociada con una disminución de la presión superficial sobre la Antártica y un aumento de esta en latitudes medias) provoca un aumento de la velocidad del viento sobre el extremo sur de la Patagonia y una disminución al norte de los 45°S. Ocurre lo contrario durante la fase negativa de la AAO.
Una tercera variable tiene que ver con la influencia del SPA sobre la velocidad del viento en la Patagonia chilena, lo que se manifiesta con mayor claridad particularmente en invierno. La intensidad de este centro de alta presión, además, está correlacionada negativamente con el fenómeno de El Niño Oscilación del Sur.
Este trabajo resulta novedoso puesto que utiliza la última generación de modelos climáticos (CMIP6) para una mejor comprensión de los mecanismos de variabilidad del viento en América del Sur. Esto es algo que a menudo no se tiene en cuenta en el desarrollo de los proyectos eólicos. Sin embargo, es un factor esencial para la medición del recurso, la planificación del sistema y la evaluación de riesgos a largo plazo en proyectos de energía eólica actuales y futuros en una región en desarrollo como es América del Sur.
Referencias
Dalton, A., B. Bekker, and M. J. Koivisto. 2021. “Simulation and Detection of Wind Power Ramps and Identification of Their Causative Atmospheric Circulation Patterns.” Electric Power Systems Research 192: 106936. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2020.106936.
Garrido-Perez, J. M., C. Ordóñez, D. Barriopedro, R. García-Herrera, and D. Paredes. 2020. “Impact of Weather Regimes on Wind Power Variability in Western Europe.” Applied Energy 264: 114731. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.1147
IRENA (2023), “Renewable Capacity Statistics 2023.” International Renewable Energy Agency. ISBN: 978–92–9260-525-4