Tipos de viento: conoce sus características y su impacto en el clima

Además de ser un regulador climático, el viento es la base de la energía eólica, que convierte su fuerza en electricidad limpia y sostenible mediante aerogeneradores. Esta fuente ayuda a reducir emisiones, diversificar la matriz energética y generar empleo, aunque su aprovechamiento depende de la variabilidad natural del viento.

Para entender mejor el papel del viento es necesario conocer sus principales tipos, agrupados en dos categorías: vientos a pequeña escala, como el viento local y vientos a gran escala, corrientes que afectan de manera global y producen cambios en la presión atmosférica. 

Vientos a pequeña escala 

Un ejemplo claro de un viento local es la brisa marina. Durante los días soleados en verano, el sol calienta rápidamente la tierra, mientras que el mar, debido a su capacidad de absorber el calor de manera más lenta, se mantiene más frío. Esta diferencia en temperatura entre la tierra caliente y el mar más fresco genera un contraste térmico.

A medida que la tierra se calienta, el aire sobre ella también lo hace. Este aire caliente se vuelve menos denso que el aire frío a su alrededor, y comienza a ascender, como las burbujas que suben en una olla con agua hirviendo. Este ascenso del aire crea una zona de baja presión sobre la tierra, mientras que el aire sobre el mar, al estar más frío y denso, mantiene una presión mayor.

Así, se forma una diferencia de presión que hace que el aire se desplace desde el mar hacia la tierra para igualar las presiones. Este movimiento es lo que conocemos como brisa marina. Es por esto que las zonas de playa suelen ser mucho más frescas que las áreas interiores en un día caluroso y soleado.

Un fenómeno similar ocurre en las brisas de valle.  Durante el día en una ladera el aire junto al suelo se calienta más que el de su entorno, generando una presión menor lo que induce un viento valle arriba. Durante la noche el aire junto al suelo se enfría, haciéndose más denso y provocando su descenso, constituyendo la brisa de montaña, o viento catabático. 

Existen distintos tipos de vientos a pequeña escala, como los siguientes:

Los vientos estacionales, como los monzones en el océano Índico y partes de Asia, son inversiones estacionales del viento. Durante varios meses, los vientos son constantes y fuertes en una dirección, acompañados de lluvias, y vuelven a su dirección predominante.

Vientos a gran escala

Un proceso similar ocurre a nivel global. Los rayos solares inciden sobre la superficie terrestre de manera mucho más inclinada en las regiones polares que en las ecuatoriales. Esto provoca una diferencia de temperatura entre el cálido ecuador y los fríos polos. Como resultado, el aire caliente del ecuador asciende, creando una zona de baja presión, mientras que el aire frío desciende en los polos, generando una zona de alta presión. Esta diferencia de presiones da lugar a una circulación de vientos a nivel global, ya que el aire frío de los polos intenta desplazarse hacia el ecuador para sustituir el aire tropical ascendente. Sin embargo, este movimiento se ve alterado por la rotación de la Tierra (lo que se conoce como el efecto Coriolis).

El aire ascendido en el ecuador se mueve en dirección a los polos a altitudes más altas en la atmósfera. Una parte se acelera por disminuir su radio de giro respecto a la Tierra generando la corriente en chorro. Otra parte se enfría y desciende cerca de los 30 grados de latitud norte y sur, creando alta presión en las zonas subtropicales. Este fenómeno, que tiene un impacto notable en el clima de las latitudes medias y en el Atlántico se conoce como el anticiclón de las Azores. El aire descendente se extiende por la superficie terrestre, y una parte regresa hacia el ecuador, moviéndose hacia la baja presión de esa zona (lo que se conoce como los vientos alisios), completando lo que se denomina "circulación global de los vientos".

Una porción de este aire se desplaza hacia el norte y se encuentra con el aire frío que se extiende desde el Ártico (o la Antártida). En el Atlántico este encuentro entre el aire subtropical y el aire polar ocurre cerca de la latitud del Reino Unido y es el origen de la mayoría de nuestros sistemas de borrascas. Debido a que el aire cálido es menos denso que el aire polar, tiende a elevarse sobre él constituyendo un frente cálido. Detrás, en la parte del oeste, la entrada del aire polar sobre la zona cálida genera un frente frio. 

Este contraste térmico y la influencia de la rotación de la Tierra (efecto Coriolis), establece una dinámica de rotación alrededor de un centro de bajas presiones. El giro hacia la derecha que induce el efecto Coriolis (izquierda en el hemisferio sur) provoca que el aire no se desplace directamente de áreas de alta presión a zonas de baja presión, sino que rote en torno al centro de bajas presiones (o borrascas). Estas borrascas y sus frentes asociados generan vientos y lluvias a su paso. 

Esta parte de la circulación global se conoce como la célula de latitudes medias y da lugar a los vientos predominantes que soplan de oeste a suroeste, dado que la corriente en chorro mueve las borrascas en esta dirección. 

De esta forma, se pueden distinguir varios tipos de vientos a gran escala:

• Los vientos alisios, que soplan de manera constante desde las zonas de alta presión en los cinturones subtropicales hacia la región de baja presión en el ecuador.
• Los vientos del oeste, que son los más comunes en las latitudes medias y que habitualmente están asociados a sistemas de borrascas.
• Los vientos polares del este, que se originan en las áreas de alta presión cerca de los polos.
• Las corrientes en chorro (Jet Streams), que son flujos de aire extremadamente rápidos en la parte alta de la troposfera y que son responsables de la predominancia de vientos de oeste a este en las latitudes medias.

En definitiva, los vientos se clasifican en vientos a pequeña escala y a gran escala, pero también se pueden medir por su intensidad y efectos en el mar. Los vientos a pequeña escala, como las brisas marinas, son suaves y afectan principalmente las zonas costeras, mientras que, a gran escala, la circulación global de vientos, influenciada por el efecto Coriolis, da lugar a vientos predominantes como los alisios y los vientos del oeste. En cuanto a su intensidad, los vientos varían desde brisas ligeras, con olas pequeñas, hasta temporales fuertes, con vientos que van desde una brisa suave hasta ventarrones y temporales, generando olas que pueden superar los 7 metros en los casos más intensos.

¿Cómo se mide la velocidad del viento?

Medir la velocidad del viento con precisión es necesario para predecir el tiempo, planificar actividades y aprovechar su energía de forma eficiente. Para ello, existen diferentes herramientas, desde simples dispositivos mecánicos hasta complejas tecnologías de teledetección capaces de estudiar el viento a diferentes alturas y en tiempo real. Las más utilizadas son el anemómetro y los sensores de velocidad del viento. 

Anemómetro

Un anemómetro es un instrumento diseñado para medir la velocidad del viento en una dirección y plano determinados. El funcionamiento básico de un anemómetro consiste en registrar el movimiento provocado por el viento y transformarlo en una medición de velocidad. Se utiliza en campos tan diversos como la meteorología, la aviación, la navegación marítima, la ingeniería y la investigación científica. 

Se emplean para anticipar cambios meteorológicos, planificar operaciones y garantizar la seguridad, ya que la velocidad del viento influye en fenómenos como tormentas, tamaño de olas o turbulencias. Incluso en el ámbito aeroespacial, se usan versiones láser para estudiar flujos de aire alrededor de naves y sondas, como se prevé para futuras misiones a Venus.

Existen múltiples tipos:

• Anemómetro de cazoletas: el más común en estaciones meteorológicas, con tres o cuatro copas hemisféricas que giran sobre un eje vertical; las revoluciones por unidad de tiempo determinan la velocidad media del viento.
• Anemómetro de paletas o hélice: usa un rotor horizontal alineado con el flujo del viento, habitual en mediciones portátiles o en túneles de viento.
• Anemómetro de hilo caliente: mide el enfriamiento de un hilo metálico calentado por una corriente eléctrica. Destaca por su alta precisión a velocidades muy bajas y su rápida respuesta.
• Termoanemómetro: combina la medición de velocidad y temperatura del aire.
• Anemómetro higrotermómetro: añade un sensor de humedad para ofrecer datos ambientales completos.
• Anemómetro térmico: similar al de hilo caliente, permite analizar tanto la velocidad como la temperatura y se utiliza para estudios detallados de flujo de aire.

En cuanto a su precisión, los modelos de cazoletas y paletas son fiables para vientos moderados y fuertes en espacios abiertos, mientras que los de hilo caliente y térmicos ofrecen lecturas muy exactas en velocidades bajas o en entornos controlados. La elección del tipo depende de las condiciones de medición y del grado de detalle requerido.

Sensor de velocidad del viento

Los sensores más avanzados para medir la velocidad del viento emplean tecnologías de ultrasonido y láser que ofrecen una precisión y velocidad de respuesta superiores a los anemómetros mecánicos tradicionales. Los anemómetros ultrasónicos determinan la velocidad calculando el tiempo que tarda una onda sonora en recorrer la distancia entre dos transductores, lo que permite obtener mediciones muy estables, incluso en condiciones de turbulencia o con cambios rápidos en la dirección del viento.

Por su parte, los sistemas LiDAR (Light Detection and Ranging) y SoDAR (Sonic Detection and Ranging) pueden medir el viento a distintas alturas, desde decenas hasta cientos de metros, lo que es esencial para la evaluación y optimización de parques eólicos. En meteorología, estos sensores mejoran la predicción de fenómenos extremos y el seguimiento de patrones atmosféricos, mientras que en la industria eólica permiten maximizar la producción y prolongar la vida útil de los aerogeneradores mediante un control más preciso de su operación.

La distinción fundamental: electricidad vs. calor

La electricidad y el calor son formas distintas de energía: la electricidad es energía capaz de alimentar dispositivos, sistemas e infraestructuras a través de un flujo de corriente eléctrica, mientras que el calor es energía térmica asociada al aumento de temperatura de un cuerpo o medio. 

Características operativas: potencia y duración

La potencia y la duración del viento son factores determinantes en la capacidad de generación de energía eólica. La potencia disponible en el viento crece exponencialmente con su velocidad, lo que significa que pequeños incrementos en la velocidad del aire producen aumentos significativos en la energía generada. Sin embargo, no basta con que el viento sea fuerte: también debe soplar durante períodos prolongados y con regularidad.

Para calcular estos factores, se utilizan registros continuos de velocidad y dirección a lo largo del año, obtenidos mediante anemómetros y tecnologías LiDAR o SoDAR. Estos datos permiten estimar el factor de capacidad de un aerogenerador, que es el porcentaje de energía realmente producida frente a la que podría generar si funcionara siempre a máxima potencia. Un emplazamiento con vientos moderados pero constantes puede ser más eficiente que uno con ráfagas intensas pero esporádicas.

El viento y su relación con el clima

El viento es un elemento esencial del clima, ya que redistribuye calor y humedad por todo el planeta. Su comportamiento está determinado por la interacción entre la radiación solar, la rotación terrestre y las características de la superficie (mares, montañas, llanuras). Estos flujos de aire no solo influyen en la temperatura y las precipitaciones de cada región, sino que también determinan la viabilidad de aprovechar el viento como recurso energético. 

La velocidad y la dirección del viento son factores críticos que afectan el rendimiento de las turbinas eólicas. A medida que la velocidad del viento aumenta, la energía generada por la turbina eólica también aumenta Conocer los patrones de viento es clave para planificar proyectos eólicos y anticipar variaciones estacionales o extremas que puedan afectar la producción. 

Vientos y cambio climático

El cambio climático está alterando los patrones de viento en todo el mundo. El calentamiento global modifica la distribución de la presión atmosférica y la temperatura en la superficie terrestre y oceánica, lo que puede intensificar algunos vientos y debilitar otros. También afecta a corrientes de gran escala como la corriente en chorro (jet stream) y a los monzones, con consecuencias directas sobre las lluvias, las sequías y la frecuencia de fenómenos extremos. Para la energía eólica, estos cambios pueden implicar variaciones en la disponibilidad del recurso y en la planificación de nuevos parques, requiriendo modelos climáticos más precisos para garantizar la inversión y la eficiencia.

Formas de aprovechamiento del viento: eléctrica, mecánica y térmica

El viento puede aprovecharse para producir energía eléctrica, energía mecánica directa y, en menor medida, energía térmica. 

Iberdrola, líder en energía eólica mundial 

En Iberdrola nos hemos convertido en una de las compañías líderes a nivel global en el desarrollo y explotación de proyectos eólicos, tanto terrestres como marinos. Con presencia en cerca de 30 países y miles de aerogeneradores en funcionamiento, combinamos innovación tecnológica, inversión sostenida y compromiso ambiental. Nuestros proyectos abarcan desde grandes parques eólicos offshore como Wikinger y East Anglia ONE, hasta programas de medición avanzada del viento con tecnologías como LiDAR para optimizar el rendimiento. Estas iniciativas forman parte de nuestra estrategia de de desarrollo sostenible, orientada a alcanzar un sistema energético descarbonizado, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles y contribuyendo activamente a la lucha contra el cambio climático.