Miguel Villarubia López - Ingeniería de la energía eólica

En término medio, los efectos del rozamiento del viento con la superficie terrestre se manifiestan hasta una altura media de unos 1.000 m. Esta capa se conoce como capa límite. Fuera de la misma, en la atmósfera libre, los efectos son despreciables y la aproximación de viento geostrófico y de gradiente es admisible.

Dentro de la capa límite, se distingue entre la parte más próxima al suelo denominada capa superficial, hasta unos 100 m de altura, donde la orografía del terreno, su rugosidad y los obstáculos afectan de forma importante a las variaciones de intensidad y dirección y la capa inmediatamente superior (100 – 2.000 m) denominada capa de Elkman, donde los cambios se manifiestan de forma progresiva y más suave. La figura 2.14 muestra esta disposición.

Figura 2.14. Perfil de velocidad del viento con la altura.

2.8. Vientos originados por fenómenos particulares: vientos locales

Ciertas condiciones locales originan vientos que se apartan de las leyes generales expuestas para los vientos globales a macroescala. Entre ellos cabe citar:

• Brisas de mar y brisas de tierra

Durante el día la tierra se calienta más rápidamente que el mar. Se crea una corriente de aire ascendente, originándose una depresión que provoca la circulación del aire de mar a tierra ( brisa marina ). Durante la noche, el fenómeno se invierte y el viento sopla de tierra a mar ( brisa terrestre ) (figura 2.15). Durante el anochecer y el amanecer acostumbran a aparecer períodos de calma. Este fenómeno se observa en las proximidades de las costas, alcanzando el aire un recorrido máximo hacia el interior de alrededor de unos 20 km, aunque sus efectos pueden en algunos casos hacerse notar hasta unos 50 km de la línea de costa. La velocidad del viento no acostumbra a sobrepasar unos 20 km/h (5,5 m/s), aunque las condiciones orográficas locales pueden aumentar o disminuir los valores de esta velocidad. En general, las brisas de tierra son más débiles que las de mar.

Figura 2.15. Esquema de formación de brisas de mar y de tierra.

• Brisas de valle y de montaña (vientos anabáticos y catabáticos)

En una montaña, al anochecer, el aire en contacto con el terreno más elevado se enfría más rápidamente que el aire situado sobre el valle, por lo que tiende a descender hacia el valle siguiendo la ladera. Es el denominado viento catabático, generalmente de carácter suave. Durante el día, y por efecto de la radiación solar, el proceso se invierte y es el viento en contacto con el terreno situado en la proximidad de los valles, el que tiende a ascender por la ladera ( viento anabático ). Este tipo de vientos también se conoce con el nombre de vientos cañón o brisas de montaña. En la figura 2.16 se muestra el mecanismo de formación de este tipo de viento.

Figura 2.16. Formación de brisas de valle y de montaña.

• Foehn

Al remontar una montaña, el aire sufre una expansión y por tanto se enfría. Si la altura es grande, la caída de temperatura es importante y se condensa la humedad en forma de nieblas, lluvias o incluso nieve. Al descender por la ladera opuesta hacia sotavento, se produce un calentamiento, por lo que al llegar al fondo del valle el aire es cálido y seco. Este fenómeno es característico de algunos valles alpinos de donde recibe su nombre. En otras cadenas montañosas, Andes o Pirineos, se producen situaciones parecidas. En la figura 2.17 se muestra su proceso de formación.

Figura 2.17. Proceso de formación del viento Foehn.

• Otros vientos locales

Son ejemplos de vientos locales:

- Mistral, viento del Norte o Noroeste. Sopla a lo largo del valle del Ródano hasta el Mediterráneo, sobretodo en primavera y otoño.

- Tramontana, viento frío y seco del Norte o Noroeste en el golfo de León.

- Cierzo, Mestral o Terral que sopla del Noroeste a lo largo del valle del Ebro.

- Sirocco, viento cálido y seco procedente del norte de África, que sopla desde el Sur o Sureste y que alcanza la costa sur europea como un viento cálido y húmedo.

- Simún, viento cálido y seco que sopla en los desiertos de África y Arabia, generalmente en primavera y verano.

- En América del Norte, el Northers y el Chinook que proceden del Océano Pacífico.

- En el Sureste asiático, los Monzones, son una forma a gran escala de brisa terrestre o marina, debido a la diferencia de temperaturas que se establece entre el continente asiático y el océano, según la estación del año.

2.9. Escala Beaufort

La observación de los efectos del viento permite una estimación de su velocidad, según la escala Beaufort (Lord Francis Beaufort, almirante inglés de principios del siglo XIX). Esta escala tiene un origen marino, fue adoptada oficialmente por el almirantazgo británico en 1848 y aún sigue utilizándose actualmente.

En la tabla 2.7 se muestra la clasificación de los vientos en función de la intensidad en la escala Beaufort, así como el intervalo de velocidades correspondiente. También se incluye la presión ejercida sobre una superficie en Pa (1 Pascal = 1 N/m 2). En la tabla 2.8 se muestran los criterios de apreciación que un observador puede usar para relacionar los efectos observados con la intensidad del viento en la escala Beaufort

Tabla 2.7. Escala Beaufort de intensidades de viento.