Un girasol enseñó a las centrales solares a colocar sus espejos

Mira de cerca la cara de un girasol una tarde de verano y verás algo más que un disco marrón. El centro está lleno de cientos de florecillas diminutas, cada una de las cuales se convertirá en una pipa, y están dispuestas en curvas amplias que salen del centro como las aspas de un molinillo. No se desperdicia nada y nadie va apretado. Parece un adorno. En realidad es una respuesta muy buena a un problema de empaquetado.

Unos ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la Universidad RWTH de Aquisgrán, en Alemania, tenían su propio problema de empaquetado. Una central solar de torre es un campo de grandes espejos móviles, llamados heliostatos, que giran durante todo el día para enviar la luz del sol a lo alto de una torre, donde el calor se usa para producir electricidad. Su caso de prueba fue PS10, una central cercana a Sevilla, en España, con una torre de 100 metros de altura y más de 600 espejos, cada uno del tamaño aproximado de media pista de tenis.

Cómo se estorbaban los espejos

En PS10 los espejos se colocan en anillos alrededor de la torre, al tresbolillo, como las butacas de un cine, de modo que las filas coinciden una sí y otra no. Queda ordenado, pero los investigadores descubrieron que produce más sombras y bloqueos de los necesarios: un espejo da sombra al que tiene detrás, o se interpone en la luz que un vecino intenta enviar a la torre. Separar más los espejos lo arregla, pero consume muchísimo terreno.

Así que el equipo construyó un modelo informático que divide cada espejo en pequeñas secciones y calcula cuánta luz entrega de verdad cada una. Al dejar que el ordenador juntara un poco más los anillos existentes, se ahorró un 10 por ciento del terreno sin perder eficiencia. Después probaron un patrón tomado de la naturaleza.

La regla del girasol

En un girasol, las florecillas siguen lo que los matemáticos llaman una espiral de Fermat, y cada una está girada la misma cantidad respecto a su vecina: unos 137 grados, lo que se conoce como ángulo áureo. Los ingenieros colocaron sus espejos virtuales con la misma regla, como si la torre estuviera en medio de una flor enorme. El campo en espiral ocupó un 20 por ciento menos de terreno que la disposición real de PS10, y además redujo las sombras y los bloqueos, de modo que la eficiencia total subió en lugar de bajar. El trabajo se publicó en la revista Solar Energy.

• 137° el ángulo áureo entre una florecilla, o un espejo, y la siguiente
• 600+ espejos en el campo de PS10 con el que comparó el equipo
• 10% terreno ahorrado al apretar los anillos antiguos
• 20% terreno ahorrado con la espiral del girasol

En qué se suele fallar

Mucha gente supone que lo que une a los girasoles con la energía solar es que la flor gira para seguir al sol. No es eso lo que se copió aquí. Cada heliostato ya sigue al sol con sus propios motores; lo que aportó la flor fue un plano de asientos, que dice dónde ponerse y no hacia dónde mirar. También conviene saber que se trata del resultado de un modelo informático, comparado con la disposición de una central real, y no de la historia de una central que se desenterró y se volvió a plantar.

Por qué importa

Una quinta parte menos de terreno puede parecer poca cosa, pero, como señaló uno de los investigadores, obtener siquiera una décima parte de nuestra energía de fuentes como esta exigiría superficies enormes, así que más vale aprovecharlas bien. Hay algo agradable en el lugar de donde vino la respuesta. Una planta que vive de la luz del sol ya había encontrado la manera de meter lo máximo en un círculo, y solo hacía falta mirarle bien la cara y contar los grados.