Han gravat amb càmera ultra ràpida, per primer cop a al món, llamps naixent des de les pales dels aerogeneradors. El grup UPC LRG és el grup de recerca de referència a Espanya i Europa en l’estudi dels llamps.
El grup de recerca UPC LRG, dirigit pel professor del Campus de la UPC a Terrassa Joan Montanyà, ha demostrat que existeix una relació directa entre el moviment de les turbines dels aerogeneradors dels parcs eòlics i la generació de descàrregues elèctriques que en determinades condicions atmosfèriques poden donar lloc a llamps. El descobriment, publicat a les revistes Journal of Geophysical Research i Nature (Research Highlight), pot facilitar la prevenció d’avaries als parcs eòlics, que generen milions d’euros en pèrdues a les empreses energètiques a causa dels llamps. El treball ha estat elaborat pel mateix Joan Montanyà i Óscar van der Velde de la UPC, i per Earle R. Williams, del Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Qualsevol estructura elevada sota condicions atmosfèriques propícies pot generar llamps ascendents. Fins i tot els avions són capaços de generar-los. De fet l’alçada i el moviment son dos factors que faciliten aquest fenomen. La punta de la pala d’un aerogenerador es mou a una velocitats de varies desenes de metres per segon. Tanmateix, ningú havia demostrat amb la relació que existeix entre el moviment de les turbines dels aerogeneradors als parcs eòlics i la generació de descàrregues elèctriques.
El grup de recerca UPC LRG, del Campus de la Universitat Politècnica de Catalunya·BarcelonaTech (UPC) al campus de Terrassa, mitjançant la seva xarxa de detecció de llamps Lightning Mapping Array de les Terres de l’Ebre, ha pogut detectar emissions de descàrregues elèctriques provinents d’aerogeneradors que es repeteixen periòdicament i amb durades que van dels pocs minuts ,fins i tot, a més d’una hora durant certes condicions de tempesta.
Primer enregistrament amb alta velocitat
D’altra banda, al parc eòlic del Rubió, el grup UPC LRG va enregistrar amb vídeo d’alta velocitat llamps iniciats per turbines eòliques. Els investigadors del grup UPC LRG, referents europeus en l’estudi dels llampecs, van poder enregistrar varis llamps ascendents iniciats per aerogeneradors en rotació quan els aerogeneradors giraven sota núvols. L’equip d’UPC LRG estava situat a un quilòmetre dels aerogenerador amb una càmera amb la que van gravar els llamps a una velocitat de 6668 imatges per segon i amb un temps de resolució de 150 microsegons.
Prevenir avaries i conèixer millor el fenomen
Aquest descobriment és molt important per dues raons. Tot i que estan presents de manera quotidiana, els llamps són encara un dels fenòmens atmosfèrics més desconeguts. Per tant, la gravació del naixement de llampecs des de les pales d’aeregeneradors i la seva relació amb la periodicitat de gir ajudarà a caracteritzar-los, a esbrinar les tipologies, la naturalesa i sobre tot la protecció. D’altra banda, les empreses constructores i generadores d’energia eòlica perden cada anys milions d’euros en avaries provocades per l’estrès elèctric de la incidència dels llamps al que son sotmeses les turbines aerogeneradores.
Actualment les pales d’aerogeneradors tenen longituds de més de 60 metros i la gòndola es pot situar a més de 100 metros del terra. A més, les pales són fabricades amb materials compostos que són molt sensibles als efectes de les descàrregues elèctriques i els llamps. Depenent de la regió on estigui ubicat el parc eòlic, els danys poden ser molt grans. Per exemple, els llampecs que es produeixen durant les tempestes d’hivern a la costat oest del Japó són molt mes perjudicials que els que es produeixen a l’estiu. De fet, hi ha parcs eòlics que s’han vist obligats a tancar degut a les avaries provocades per tempestes. Per això, la recerca dels investigadors del campus de la UPC a Terrassa serà molt útil, perquè obre la porta a la descripció del fenomen i per tant a establir posteriorment sistemes de prevenció.
Referents a Europa
Els investigadors del grup UPC LRG són els únics a Espanya i a Europa que estudien els llamps científicament, d’una manera sistemàtica. Han instal·lat observatoris als Pirineus, al Delta de l’Ebre, i fins i tot a l’Illa de San Andrés, situada al carib colombià. Aquests expertesa els ha donat l’oportunitat de formar part del projecte ASIM, de l’Agència Espacial Europea. Amb ASIM, el grup UPC LRG tindrà l’oportunitat d’accedir a nous coneixements i créixer en aquesta àrea científica. En aquest projecte, estudiaran els esclats de raigs gamma terrestres, les emissions de raigs d’alta energia i fenòmens estranys de gran altitud relacionats amb llamps, amb els dolls gegantins de descarregues elèctriques i amb els anomenats ‘sprites’ que es produeixen a l’estratosfera i la mesosfera per sobre de les tempestes.
ASIM a través del MINECO, els ha donat el suport durant els darrers anys i han pogut comptar amb un equip tecnològic de darrera generació que consisteix en tres càmeres d’altra velocitat amb les capten 500.000 imatges per segon; interferòmetres per esbrinar què està passant dins dels núvols i la xarxa Lighting Mapping Array (LMA) amb el que poden caracteritzar en 3 dimensions les evolucions dels llamps
Vídeo amb les imatges dels llampecs al parc eòlic del Rubió
(Enregistrament a 6.668 imatges per segon i amb un temps de resolució de 150 microsegons. Per això dona la sensació òptica que les pales no es mouen)
https://media.terrassa.upc.edu/llampecs
Article sencer a la revista Journal of Geophysical Research
http://doi.org/rfj
Notícia a la revista Nature
http://www.nature.com/nature/journal/v506/n7488/full/506268a.html
Web del grup UPC LRG
Web amb fotografies de llampecs d’Óscar van der Velde
http://www.lightningwizard.com/
Font: UPC Campus Terrassa
