El sueño de la torre eólico-solar

Versión reducida del artículo que publiqué en la revista Historia de Iberia Vieja, edición de abril de 2012.

chimenea_cabanyes

Desde el primero de abril está funcionando en Cartagena un motor aéreo-solar invención del coronel de artillería español don Isidoro Cabanyes, director de aquél parque. El principio del invento está en provocar por la acción del calor solar corrientes de aire cuya fuerza, transformada por un motor, se pueda aplicar a fines prácticos. La base del aparato es un alambrado de hierro muy tupido, la chimenea está formada con postes telegráficos empalmados, y sus paredes son de alambre también. El aire caliente determina el funcionamiento de la rueda motriz. La instalación carece de calderas, válvulas, engranajes, etc. y, según su autor, pueden construirse motores de esta clase de cincuenta y aún más caballos.

Caras y Caretas, Buenos Aires, 26 de septiembre de 1903.

El horno solar domesticado

En las cercanías de Sanlúcar la Mayor, en Sevilla, se elevan dos torres singulares que intentan atrapar toda la energía posible procedente de nuestra estrella madre. En días soleados, incluso desde muy lejos, lucen como dos inmensas estrellas flotando en medio de un ambiente nebuloso. Quien no esté avisado sobre de qué se trata, puede creer que está contemplando un enigmático espejismo.

Se trata de las torres PS10 y PS20 de Abengoa, dos inmensas centrales térmico solares, pioneras en todo el mundo, que generan energía eléctrica gracias al enorme calor que se genera en un punto concreto en lo alto de cada torre por medio de haces de luz solar reflejados desde cientos de heliostatos, o “espejos” solares móviles. La idea realmente es muy sencilla, todos sabemos lo que pasa si concentramos la luz solar con una lupa en un punto concreto, o bien tomamos un espejo y lanzamos destellos jugando con el Sol. Sin embargo, la ejecución de algo aparentemente tan simple, requiere el empleo de tecnología muy avanzada, tanto para la coordinación en el movimiento de los heliostatos, como en el sistema que genera el vapor en las torres de más de cien metros de altura. Los planes de Abengoa, al menos en sus inicios, estimaban construir varias de estas plantas que, en conjunto, podrían llegar a alcanzar una potencia de 300 MW, o lo que es igual, suficiente energía eléctrica como para alimentar a una ciudad como Sevilla.

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Torre PS10 de Abengoa. Imagen de Greens MPs (CC).

No son las únicas centrales eléctricas termosolares que operan en España, pero sí son las más imponentes. Al contemplar a lo lejos su fulgor, me trajeron a la memoria cierta tecnología que ha alumbrado sueños de torres solares mucho más grandes, tanto que incluso la imaginación se muestra corta para poder hacerse una imagen de ellas. Me refiero a otra tecnología que, alimentándose también del propio Sol, funciona gracias a mecanismos muy diferentes a las torres sevillanas. Además, la idea original nació a principios del siglo XX gracias a un militar español. Se trata de las torres solares o, según un término que me parece más ajustado, torres o chimeneas eólico-solares.

Ciudad Real y la torre solar más alta del mundo

Es un sueño, y lo digo con todas las consecuencias. Me gustaría verlo hecho realidad, pero me temo que la cosa va para largo, si es que alguna vez llega a convertirse en algo tangible.

Forcemos un poco la imaginación para pensar en cómo luciría el mayor proyecto de torre eólico-solar del mundo. Algunos cálculos indican que sería necesaria una torre de un kilómetro de altura para que fuera realmente viable, aunque empleando nuevos materiales y tecnologías capaces de optimizar todo el proceso, esa cifra puede reducirse.

Imaginemos un futuro próximo. Viajamos por los campos de Ciudad Real y, allá a lo lejos, con el pueblo de Fuente el Fresno a sus pies, aparece la inmensa silueta de una torre de 750 metros de altura. Rodeando la torre, gigantescos invernaderos crean una paisaje de ciencia ficción. Tal es la estampa que cambiaría por completo tanto la imagen como la economía del lugar. No sólo se trataría de un gran reclamo turístico, ya que incluso se habló de instalar un mirador en lo alto de la torre, sino que su impacto económico y en el empleo sería impresionantemente positivo. En total, un monstruo capaz de generar 40 MW de electricidad, que alimentaría por sí solo a toda una ciudad de más de 100.000 habitantes, simplemente gracias a la corriente de aire creada bajo el plástico de los invernaderos y que se canalizaría hacia la chimenea, donde sería aprovechada por grandes generadores eléctricos. A pesar del interés de varias empresas, de la Universidad de Castilla la Mancha y del Gobierno español, todo sigue siendo un sueño sobre el papel y las infografías, nada más. Mientras tanto, en otros lugares como Australia, ya se habla de la construcción de torres similares, e incluso más grandes, de hasta un kilómetro de altura.

¿Qué es una torre eólico-solar?

401px-Solar_Chimney_Manzanares_view_through_the_polyester_collector_roofUna torre o chimenea eólico-solar es una construcción que pretende aprovechar la energía solar y, también, la eólica, que no deja de ser también energía solar ya que es la energía del Sol la que en primer término es la causante de los vientos. Alrededor del elemento central, que es la propia torre, se disponen inmensos campos cubiertos con plástico o estructuras transparentes formadas con nuevos materiales. Se crea así un gran invernadero que rodea la torre. A este invernadero, o colector solar, llegan los rayos del sol que penetran en el interior y calientan el aire.

Todos nosotros sabemos lo que sucede en un edificio alto con los cambios de temperatura y las corrientes que se forman. Ahora imaginemos ese efecto “chimenea” multiplicado, en una superficie de varios kilómetros cuadrados. El aire del interior del invernadero, calentado por la luz solar, tiene a ascender y a buscar una vía de escape. Se forma así una corriente que huye hacia el único punto de salida, la gran torre. Y, en el interior de la gigantesca chimenea, esperan los aerogeneradores, alimentados de forma continua por las corrientes de aire creados por la diferencia de temperaturas entre el invernadero y el exterior.

Todo esto era pura teoría, aunque se había probado a escala muy pequeña, hasta que se realizó un experimento con una instalación a un tamaño adecuado en Manzanares, también en la provincia de Ciudad Real. Se trató de una planta piloto única en el mundo, la primera en la que se demostró que el concepto teórico podía ser rentable.

Con financiación e ingeniería alemanas, se levantó en el año 1982 la torre eólico-solar de Manzanares. Repleta de sensores, construida toda las instalación más como un laboratorio que como una central eléctrica comercial, funcionó sin problemas hasta que en 1989 una tormenta dañó los tensores que sostenían la torre y el experimento fue abandonado. La instalación no era muy grande, el invernadero rondaba los 46.000 metros cuadrados de superficie y la torre, con 10 metros de diámetro, casi alcanzaba los 200 metros de altura. Un juguete comparado con los proyectos de torres de un kilómetro de altura y, sin embargo, es hasta la fecha la única central eólico-solar que ha funcionado en el mundo, llegando a producir hasta 50 Kw de potencia eléctrica.

Isidoro Cabanyes, el pionero

Curiosamente, aunque a lo largo de los años se han registrado numerosas patentes que presentan variaciones sobre el mismo tema de la torre eólico-solar, fue precisamente un militar español, Isidoro Cabanyes, quien alumbró por primera vez la idea en el año 1903.

Todo surgió gracias al ingenio de Cabanyes al imaginar qué sucedería si se aplicaba al efecto de la radiación solar el mismo principio del tiro de las chimeneas, pensando en obtener trabajo mecánico de utilidad. Entonces, pensó en la columna de aire contenida en una gran chimenea. Ese aire no se moverá si se encuentra a temperatura equilibrada. Ahora bien, si se calienta la porción inferior de la chimenea, el aire caliente generado tenderá a elevarse. Con tan sencillo principio procedió Isidoro a construir su motor aéreo-solar, el precursor de las torres solares como la del experimento de Manzanares.

El motor aéreo-solar constaba de una gran chimenea pintada de negro, abierta al exterior por su parte inferior. La corriente de aire ascendente pasaba forzosamente por una serie de palas que transmitían movimiento a un eje. No estaba en el ánimo del creador de la máquina el generar energía eléctrica, sino más bien aprovechar la energía para mover máquinas. Durante un tiempo hizo funcionar un modelo de la invención en los terrenos de los antiguos Jardines del Buen Retiro. Más tarde, Isidoro Cabanyes, junto con Luis de la Mata, fueron construyendo motores similares, cada vez de mayor tamaño. Uno de ellos fue utilizado por el propio Luis en su finca de Canillejas, aunque desgraciadamente fue destruido por un rayo al poco tiempo, siendo substituido por un modelo más grande que asombraba a los visitantes. Otra máquina asombró a los visitantes de una exposición de maquinaria industrial en Madrid, funcionando a la perfección y aprovechando la energía generada para extraer agua de un depósito. El motor aéreo-solar despertó el interés y admiración de todo el que pudo contemplar los diversos modelos que fueron construidos. Así, por ejemplo, se pudo leer lo siguiente en la edición número 515 de Madrid Científico, de 1906, lo siguiente:

El inventor ha realizado, pues, la construcción de un motor, que merced a la energía solar funciona solo completamente, sin la menor servidumbre (…) He aquí, por consiguiente, un recurso para obtener de un modo fácil y baratísimo cantidades de energía dinámica suficientes para realizar trabajos utilísimo. Aplicando este motor aéreo-solar a la elevación de aguas, ya se ha visto que puede suministrar volúmenes de líquido suficientes para efectuar riegos en condiciones muy económicas.

Sin duda, tanto Cabanyes como Luis de la Mata hubieran sentido algo muy especial de haber sabido que, un siglo más tarde, los ingenieros del futuro estarían pensando en construir centrales eléctricas gigantescas basadas en los mismos principios que animaron sus motores aéreo-solares.

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  • Imagen de cabecera: El motor aéreo-solar de Isidoro Cabanyes. Fuente: Caras y Caretas, 26 de septiembre de 1903. Biblioteca Nacional de España.
  • Imagen inferior: Torre solar de Manzanares en 1982. Imagen de Widakora (CC).


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32 Comentarios

  1. Ambros

    Como concepto la torre solar siempre me ha fascinado. Me parece una solución tan elegante como las plantas tipo OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) y con los mismo problemas… Básicamente un rendimiento muy bajo (alrededor del 3%) y una potencia unitaria escasa. 40 MW es una cifra alta pero una gota en nuestras necesidades.

    Ahora mismo se esta trabajando en aerogeneradores marinos de 15 MW (proyecto Azimut) que serían mucho mas baratos y competitivos. Creo que el futuro irá mas por ese línea.

    Eso si, me habría encantado ver una torre de esa altura y observar el paisaje desde su cima. Habría sido grandioso.

  2. Julio

    Pues a mí, Ambros, no me hubiera fascinado precisamente ver el paisaje desde la altura: más bien me hubiera horrorizado ver “en el paisaje” esa atrocidad de miles de metros cuadrados de suelo cubierto de plástico por cientos de metros de altura. No digamos ya si esta tecnología se expande como las setas, igual que ha pasado con los parques eólicos. Por otra parte, 40 MW se consiguen hoy en un parque eólico más bien mediano o pequeño, no veo necesidad de estos alardes para lograr lo mismo con mucha mayor complicación. Por último, la mejor energía es la que no se consume (legislar para un mejor aislamiento en la construcción, por ejemplo) o la que se produce in situ (favorecer la térmica solar, también la fotovoltaica, a nivel hogar e industria): esta solución no es tan espectacular, pero probablemente es mucho más eficiente.

  3. daniel

    Si hubieria sabido que me tenías baneado te habría quitado de Marcadores hace tiempo. Hala, hasta otra.

  4. daniel

    Probando uno dos

  5. alpoma

    #daniel: Que yo sepa, no tengo “baneado” a nadie. ¿No será un fallo en los comentarios? Dime si ves algo raro, o no funciona bien. :-S

  6. daniel

    Esto publica cuando quiere. No se si me baneas o qué, bueno ya paso de intentarlo más

  7. daniel

    Pues eso, que mandé dos veces un mensaje sobre la Torre de Manzanares y no salieron. Ahora he puesto dos de prueba y ha salido uno y el otro no.

  8. alpoma

    #daniel: Ni idea de a qué te refieres. Seguramente ha sido un fallo en el servidor, no tengo baneado a nadie. Puedes probar más tarde. Siento el problema. 🙁

  9. alpoma

    #daniel: ¿El mensaje contenía varios links? Si es así, el sistema lo deja en espera. He revisado en la carpeta de spam de WP y no he visto nada. Siento de nuevo el problema. 🙁

  10. daniel

    He intentado publicar el mensaje original más de diez veces, y seguro que este que es de prueba sale publicado.

  11. alpoma

    #daniel: Pues no lo entiendo. Si quieres, envíame el comentario por mail y lo publico desde el backend a tu nombre. No se me ocurre qué más hacer. 🙁

  12. daniel

    ¿No lo he dicho? Madre mía …

  13. daniel

    El mensaje original eran cuatro líneas sin links ni nada raro, no me lo explico.

  14. daniel

    Decía que yo estuve de pequeño en la torre de Manzanares. Al ir adentrándote en el invernmadero hacia muchísimo calor, pero al acercarte a la torre empezaba a notarse una corriente de aire fresco, y en la boca de la torre la corriente era enorme.

  15. daniel

    Decía que yo estuve de pequeño en la torre de Manzanares. Al ir adentrándote en el invernadero hacia muchísimo calor, pero al acercarte a la torre empezaba a notarse una corriente de aire fresco, y en la boca de la torre la corriente era enorme.

  16. daniel

    ¡Por fiin! Borra los mensajes de prueba si quieres y disculpa por el “spam”

  17. alpoma

    #daniel: Arreglado. Resulta que WordPress metía tu mensaje de forma automática en la carpeta de spam, pero no metía todos tus mensajes, sino sólo éste. Debe contener algo que a WP le parece “raro”. En fin, que a veces el gestor de contenidos hace cosas muy extrañas. Siento mucho el problema.

  18. pepeluis76

    Prefiero que inventen la desaladora hidráulica:
    *la energía no aprovechada en periodos nocturnos sirve para subir agua del mar hacia un pantano en altura (por ejemplo, Almería sería una buena opción).
    *Durante el día se deja caer de forma constante el agua moviendo un motor hidráulico.
    *Esta caída crea la fuerza necesaria para desalar mediante filtros el agua salada.
    *El agua llega a la costa desalada y el agua residual vuelve al mar completándose el clclo automantenido.

  19. shakaran

    Soy paisano de Manzanares y no hace mucho estuve haciendo un recorrido ciclista a unos 100 metros de la torre eólico-solar. La torre está a las afueras de Manzanares saliendo por un pequeño camino que lleva a Daimiel y que suele ser ruta de ciclistas por su poca afluencia de tráfico.

    Puede visualizarse bastante bien desde Google Maps en las coordenadas 39.004203,-3.410096:

    http://maps.google.com/?ll=39.004203,-3.410096&spn=0.007237,0.016512&t=h&z=17

    Si puedo la próxima vez que salga con la bicicleta (y no llueva como estos días), le haré algunas fotos y si estás interesado puedes publicarlas como ilustraciones adicionales al artículo. Te las mandaré a tu correo.

    Me ha gustado mucho conocer la historia, ya que cuando pasé por allí había algún coche aparcado en el recinto, pero no conocía nada de cual era su funcionamiento, el estado de abandono o que por ejemplo fue un proyecto piloto financiado por ingeniería alemana.

    Gracias por tomarte la molestia de investigarlo, mencionar a Manzanares y publicarlo. Quizás haciendo mayor conciencia del potencial de la energía eólica se retome el proyecto algún día.

    Saludos

  20. Mr Cromwell

    Felicidades por acompañar al articulo con espléndidas fotos y diagramas. Se nota que le has puesto mucho empeño. Notese La Ironía.

  21. shakaran

    #daniel estás en lo cierto, parece que efectivamente mi referencia es un huerto solar y me he precipitado un poco al no ser experto en estos temas. Gracias por aclararlo. Aún así es bastante curioso que haya tanto movimiento de energías renovables por la zona.

  22. bufalo1973

    Una curiosidad ¿qué temperatura (más o menos) se alcanza bajo el plástico? Lo digo porque podría hacer doblete como invernadero.

  23. Erlik Khan

    Yo la visite cuando estaba en FP, la verdad que me sorprendio. y me parecio una buena idea, pero con los años no he visto que la idea progresara.
    Quizas a menor escala se podria utilizar este sistema en los campos de invernaderos que hay en Andalucia y otros lugares. para autobastecerse de energia electrica o como hicieron a principios de siglo pasado para sacar agua.

    y lo bueno, de esta tecnica, es que el suelo puede tener un doble uso, agricola y energetico.

  24. daniel

    40 ºC con C de Celsius.

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