En los años 30 y 40 del pasado siglo, mucho tiempo después que las máquinas a vapor hubieran dejado obsoleta la energía eólica, investigadores científicos holandeses se obstinaron en mejorar el ya de por sí complejo molino de viento tradicional.

Los resultados fueron espectaculares y no hay duda de que hoy en día un ejército de ecogeeks los podría mejorar aún más. ¿Sería factible volver a impulsar el molino industrial de viento y convertir de nuevo energía cinética directamente en energía mecánica?

En 1850 los Países Bajos albergaban 5 veces más molinos de viento que aerogeneradores que hoy existen

Hace más de 900 años, la Europa medieval se convirtió en la primera gran civilización que no funcionaba gracias a la fuerza muscular. Miles y miles de molinos de viento y norias transformaron radicalmente la industria y la sociedad. Fue una revolución industrial totalmente alimentada por energía renovable – con lo que hoy solo podemos soñar.

El viento y el agua movían los molinos que eran, en esencia, las primeras fábricas de la historia. Se trataba de un edificio, una fuente de energía, la maquinaria y los empleados, y de ellas salía un producto.

Los molinos de viento y las norias no eran tecnologías nuevas – ambas máquinas aparecieron en la Antigüedad y las que se usaban en los inicios de la Edad Media no diferían técnicamente de aquellas. Sin embargo, antiguas civilizaciones como la griega y la romana apenas las utilizaron, posiblemente por razones religiosas, y debido a la más que suficiente mano de obra esclava.

Agua versus viento

Los molinos movidos por el agua fueron, en general, más importantes y numerosos que los molinos de viento. Esto era lógico ya que la tecnología que emplean es más simple y fiable. El caudal de un río puede cambiar según las estaciones, pero los ríos casi siempre conservan algo de corriente. Por otra parte, haciendo uso de los canales y compuertas, el flujo del agua podía ser controlado con precisión para proporcionar la velocidad o carga requerida por los mecanismos situados dentro del edificio del molino.

El viento, por el contrario, no siempre sopla. Cuando lo hace, su velocidad y dirección puede cambiar repentínamente y los molinos no disponían de un método eficiente para controlar su fuerza, al menos no, en la época medieval. La presencia de molinos movidos por agua se multiplicó en Europa desde finales del siglo XI y en tan solo 200 años casi todas las energías disponibles en ríos y arroyos fueron empleadas. Sin embargo, no todas las regiones eran aptas para instalar molinos de agua. Las razones bien podían ser la escasez de suficientes recursos hídricos (como España), demasiado llana y ríos de insuficiente corriente (como en los Países Bajos y tierras bajas de Inglaterra) o que los ríos se congelaban durante el invierno (como en Escandinavia, Rusia y Alemania).

En estos países, los molinos de viento aparecieron en el siglo XIII y se extendieron rápidamente. Posteriormente, incluso en las regiones que tenían suficientes recursos hídricos, se construyeron molinos de viento lo que evidenciaba el uso exhaustivo que se hac¡a de rios y corrientes.

¿De cuantos molinos estaríamos hablando…?

La cantidad de molinos de viento que existían a principios de la Edad Media sigue siendo una incógnita, ya que los pocos indicios que han podido estudiarse no permiten discernir si eran molinos movidos por agua o por viento. Por ejemplo, sabemos que en 1300 existían entre 10.000 y 12.000 molinos en el Reino Unido, pero no sabemos cuántos de ellos eran movidos por el viento (debian haber sido una minoría).

Solo se disponen de datos individuales de molinos de viento, que comienzan a aparecer a finales del siglo XIII. Es sólo de los siglos XVIII y XIX, período en el que la tecnología del molino de viento se expande, cuando aparecen registros inventariados más precisos.

En 1750, habían de 6.000 a 8.000 molinos de viento en los Países Bajos, de estos en 1850 existían 9.000. A título de comparación, esto significa casi 5 veces más que los aerogeneradores allí instalados hoy en d¡a (1.974 turbinas en septiembre de 2009). El Reino Unido tenía entre 5.000 y 10.000 molinos de viento en 1820. Francia, en 1847, disponía de 8.700 molinos de viento y 37.000 molinos de agua.

En 1895, Alemania tenía 18.242 molinos de viento. (Hoy posee alrededor de 18.000 aerogeneradores). Finlandia por su parte tenía 20.000 molinos de viento en 1900. En Portugal, España, diversas islas del Mediterráneo, muchos países de Europa Oriental y países escandinavos tambien existía una ingente cantidad de molinos de viento. La cantidad total de molinos de viento en Europa se ha estimado en unos 200.000 (en su punto de máxima expansión), frente a unos 500.000 movidos por agua. Los molinos se construian en el campo y en las ciudades, e incluso en las paredes de los castillos y fortificaciones para as¡ atrapar mejor el viento.

Alrededor de 1600, aparecieron nuevas aplicaciones para los molinos de viento; aserraderos, papeleras, molinos de mostaza, de tabaco,…

En un principio, la única función de los molinos era la molienda del grano y en menor medida el bombeo de agua para la desecación de zonas pantanosas (para ello debían conectarse auna noria de vaciado o a un tornillo de arquímedes).

El pan y la avena eran la base de la dieta en la Edad Media (la carne, el pescado y las verduras sólo eran asequibles para los ricos) y todo el grano debía molerse. Para que una familia tubiera harina suficiente era preciso que una persona pasara dos horas al día moliendo a mano. Molinos de viento para maíz se destinaron a la fabricación de ginebra holandesa y otros licores.

La molienda del grano continuaba siendo la función más importante de los molinos de viento. Para hacerse una idea en 1900, toda la cosecha de trigo de Europa del Norte fue tratada por molinos de viento en los Países Bajos, Dinamarca y Alemania. Sin embargo, alrededor del año 1600, aparecieron muchas de las nuevas aplicaciones industriales de los molinos; aserraderos, papeleras, molinos de mostaza, de tabaco,…

Nuevas aplicaciones

Se utilizaron los molinos para el descascarillado de la cebada y del arroz, la molienda de la malta, el prensado de la aceituna para extraer su aceite y el prensado de diferentes semillas como la linaza, la semilla de colza y semillas de cáñamo que daban aceite para hornillos y para el alumbrado. También hubo molinos de cacao, de mostaza, de pimienta (utilizado también para otras especias), incluso molinos de tabaco y rapé.

Además de la producción de alimentos, dos aplicaciones importantes de la tecnología del molino de viento eran la obtención de papel (usando cuerdas y las velas de los barcos como materia prima) y el aserrado de madera. Los molinos fueron utilizados también para triturar yeso (necesario para fabricar cemento), triturar mortero, drenar las minas, ventilar pozos (e incluso una cárcel), pulir vidrio y en la fabricación de pólvora.

El distrito de Zaan

Uno de los desarrollos tecnologicos más importantes de la industria de la energía eólica se produjo en el distrito de Zaan, una región situada justo encima de Amsterdam en los Países Bajos. Si bien la zona esta rodeada por agua, su energía potencial era limitada, ya que la zona es casi plana, por lo que el flujo de los ríos es mínimo. El viento, sin embargo, es fuerte. Muchas de las aplicaciones de los molinos descritas anteriormente aparecieron por primera vez (y a veces única) en el distrito de Zaan. Se dice que la región fué la primera zona industrializada de la historia.

Desde 1600 a 1750, los Países Bajos alcanzaron un importante poder económico y en ese periodo se construyeron en ella alrededor de 1.000 molinos (véase el mapa de la derecha). A los molinos se bautizan, como a los barcos.

Un elemento vital de la industria eólica en el distrito de Zaan fue el molino aserrador. La madera era necesaria para la construcción de viviendas, compuertas, barcos y por supuesto más molinos de viento. El aserrado mano era una tarea dura y lenta, los molinos aserradero reducian en gran medida el tiempo necesario para el proceso. Utilizando sierras de mano, en producir 60 vigas se empleaban 120 días hábiles, con energía eólica este proceso solo precisaba de 4 a 5 días (ver la imagen de abajo, mas aqui).

Un elemento vital de la industria eólica en el distrito de Zaan fue el molino aserrador. La madera era necesaria para la construcción de viviendas, compuertas, barcos y por supuesto más molinos de viento. El primer aserradero ( “Het juffertje” o “La señorita”) se construyó en 1596 en la ciudad de Zaandam, por Cornelis Corneliszoon. En 1630, se contaban 83 aserraderos al norte de Amsterdam, 53 de ellos localizados en el distrito de Zaan. El punto álgido se alcanzó en 1731 contabilizándose 450 aserraderos en los Países Bajos, 256 de ellos en el Zaan. En algunos casos, incluso la grúa usada para poder mover la madera de estas instalaciones, era impulsada por las velas.

Otra temprana aplicación industrial de la energ¡a eólica en el distrito de Zaan, fue la producción de papel – motivado por la aparición de la imprenta. El primer molino de viento de fabricación de papel (“De Gans” o “El Ganso”) data de 1605 y en 1740 había 40 de ellos. A mediados del siglo XXVII, el molino papelero holandés se había perfeccionado en gran medida, lo que le permit¡a obtener un papel de mejor calidad, más blanco y en menor tiempo.

Un ejemplo que aún queda es “De Schoolmeester” (“El Maestro”), construido en 1692 (ver el cuadro de introducción y el interior más abajo). Los molinos eólicos de papel eran poco frecuentes en otros países, pero las versiones movidas hidráulicamente aparecieron ya en el siglo XI y se hicieron comunes – en Inglaterra, había 417 de ellos en 1800.

Solo unos pocos de los 1.000 molinos que sobreviven hoy en los Países Bajos son molinos de viento industriales. Contrariamente los molinos de drenaje y de maíz se mantuvieron económicamente viables durante mucho más tiempo. Otros molinos de viento notables en Zaan fueron los de rapé y tabaco (38 en 1795), los molinos de aceite (140 en 1731), los descascarilladores de cebada (65 en 1731), los destinados a fabricar colorantes (21 en 1731) y a producir cáñamo (20 en 1731). Los holandeses también construyeron cientos de molinos de viento en las Indias Occidentales para triturar caña de azúcar. Solo unos pocos de los 1.000 molinos que sobreviven hoy en los Países Bajos son molinos de viento industriales. Contrariamente los molinos de drenaje y de maíz se mantuvieron económicamente viables durante mucho más tiempo.

Energía de reserva: los animales

En muchos otros países europeos, funciones similares se llevaban a cabo principalmente con molinos de agua. Sin embargo, no todas las actividades impulsadas por ruedas hidráulicas lo hubiesen podido hacer con la energía del viento. La inconstancia del viento hacía a los molinos de viento no aptos para procesos que necesitaban una potencia de salida constante y fiable, como por ejemplo el fundido y forja de metal, afilado de herramientas o la extracción de minerales de las minas.

En los países donde el potencial de la energ¡a hidráulica era insuficiente, algunas de estas actividades se llevaban a cabo mediante animales, principalmente caballos. Los caballos también fueron utilizados como energía de apoyo en largos períodos de calma, con el fin de garantizar la entrega. Razón por la que en los Países Bajos en 1850, no solo había 1.800 molinos de viento para la molienda del maíz, sino también 1.300 molinos movidos con fuerza animal para la molienda de trigo sarraceno, cereal con un grano que requiere de una molienda mucho más constante.

Mas allá de los molinos y las factorias molino

Los primeros molinos medievales eran simples máquinas, derivados de las ruedas hidráulicas. Sin embargo, durante los siglos posteriores, los molinos de viento se convirtieron en una tecnología muy sofisticada. Los molinos de viento son máquinas mucho más complejas que las ruedas hidráulicas, a causa de la direccíon variable del viento. Los primeros molinos de viento, en la región que hoy es Irán y Afganistán, eran de tipo horizontal (eje vertical), y por lo tanto no era necesario adaptarlos para los cambios de dirección del viento. Pero estas maquinarias, mucho menos eficientes, nunca fueron utilizadas en Europa.

En un principio, los constructores de molinos medievales resolvieron el problema del viento variable mediante la colocación de la planta del conjunto sobre un eje central que se podía utilizar para encararlo al viento. Este fue el llamado “molino de poste” (a la derecha). Alrededor de la década de 1400, apareció un segundo tipo de molino de viento, en el que sólo la tapa y el eje de las velas manteniéndose estacionario el cuerpo de la planta. Este fue el llamado “molino de torre”, perfeccionado más tarde por los holandeses (ver el diagrama de la izquierda).

Los molinos de torre fueron el tipo de molino dominante en el Mediterráneo, aunque se trataban de máquinas menos eficientes con velas muy diferentes. Ya que permanecía inmóvil, el cuerpo principal del molino de torre podría ser construido a partir de piedra o ladrillo, lo que le confería mayor robustez. Ambos tipos continuaron en uso, pero paulatinamente muchos molinos de poste fueron reemplazados por molinos de torre desde el siglo XVII al siglo XIX.

Orientando las velas al viento

Hoy en día, los aerogeneradores se orientan frente al viento de forma automática por medio de equipos electrónicos. Cuando el viento es demasiado fuerte, la electrónica impide la rotación de las palas para evitar daños en la estructura. Los constructores de molinos medievales no tenían microchips y necesitaban encontrar otra solución.

Durante siglos, los molinos de viento se orientaban al viento a brazo. Esto se hacía mediante un gran madero en la parte trasera del molino (conectado a la escalera de la cola en el caso de un molino de poste), moviéndolo a la posición deseada, y fijándolo a uno de los doce postes de anclaje, que hundidos en el suelo formaban un círculo alrededor del molino.

Esta maniobra no era una tarea fácil, porque el cuerpo de un molino de poste debía moverse con el peso de toda la maquinaria interior. Algunos molinos fueron equipados con un cabrestante en el extremo del madero de gobierno, que se deslizaba a lo largo de un riel circular, lo que hizo la tarea un poco más fácil.

La parte superior de los molinos de torre se orientaban de una manera parecida, por medio de un madero mucho más largo – que llegaba hasta el suelo o hasta la terraza en el caso de un molino de torre de plataforma (en este caso). Alrededor del muro del molino se abrían unos orificios que permitían al molinero saber, si cambiaba el viento y en que dirección lo hacía.

El ajuste de las velas: una tarea ingente

La adaptación a las variaciones en la velocidad del viento era una operación aún más difícil. La maquinaria de la fábrica en el interior del molino requiere una velocidad de operación bastante precisa. Por ejemplo, los molinos de maíz funcionaban mejor de 50 a 60 giros por minuto ya que si superaban los 80 giros el grano se quemaba. Otro riesgo era que si las aspas giraban demasiado rápido, el molino de viento podía sufrir daños estructurales y derrumbarse. De nuevo, durante siglos, el molinero tuvo que realizar este ajuste a mano.

Plegando dos o incluso cuatro velas, o reduciendo la superficie vélica era posible adaptarse eficazmente a mayores intensidades de viento, pero con fuertes vientos esto debía haber consistido una tarea ingente. Básicamente, existen dos formas de ajustar la velocidad de giro a la variación de intensidad del viento. Las pequeñas diferencias de velocidad del viento pueden ser absorbidas, en el interior del molino, aumentando o disminuyendo la carga. Por ejemplo, en un molino de maíz, la adaptación a una mayor intensidad del viento se podría hacer mediante la ampliación de la zona de contacto entre las piedras de moler y añadiendo más grano. Debido a que la carga se incrementa, la velocidad de giro de las aspas se mantiene, a pesar de la mayor intensidad del viento.

Sin embargo cuando el incremento de la intensidad del viento era demasiado grande, al molinero no le quedaba otra alternativa que salir de la fábrica y ajustar las velas. Los molinos de viento tradicionales no estaban equipados con palas, sino con aspas que consistían en un marco de madera cubierto de tela (en climas más fríos, el lienzo fue sustituido generalmente por listones de madera, que eran más fáciles de manejar en condiciones de frío intenso).

Plegando dos o incluso cuatro velas, o reduciendo la superficie vélica era posible adaptarse eficazmente a mayores intensidades de viento, pero con fuertes vientos esto debía haber consistido una tarea ingente. Al menos dos aspas debían situarse en posición vertical y frenar el giro para que el molinero, trepando a las aspas, pudiera plegar la tela. Con el riesgo de que si fallaba el freno mientras el molinero se encontraba en el aspa, esto lo podría poner en difícil situación. Izar y plegar las lonas de las cuatro aspas también era una labor obligada al principio y al final de cada jornada de trabajo.

Durante la segunda mitad del siglo XVIII, se desarrollaron varias técnicas complejas, pero eficaces que posibilitaron que un molino de viento tradicional funcionara con poca atención, al menos en lo que concierne a cambios en la intensidad y dirección del viento. En 1745, el herrero Inglés Edmund Lee inventó el “autoregulador de dirección” o “veleta”, un dispositivo que orienta automáticamente la posición de los molinos frente al viento. Consistía en una cola de milano (dos colas de milano para las grandes molinos de viento) y un engranaje.

Durante la segunda mitad del siglo XVIII, se desarrollaron varias técnicas complejas, pero eficaces que posibilitaron que un molino de viento tradicional funcionara con poca atención

Una cola de milano se puede describir como un molino de viento auxiliar que se instala detrás de las aspas, en un ángulo recto con ellas. Si la dirección del viento cambia , al llegar a la cola de milano, hace girar el molino hasta que las velas principales se sitúan de nuevo frente al viento. La cola de milano está conectada una rueda móvil en la tapa de la torre (en el caso de un molino de torre, por encima) o alrededor del edificio (en el caso de un molino de poste, ver foto). Las colas de milano posteriormente fueron utilizadas para las bombas de agua eólicas en los EE UU, pero como estos artefactos son muy ligeros no necesitan de ningún engranaje para orientarse.

La veleta no sólo hizo que el manejo del molino fuera mucho más fácil, sino que también contribuyó a aumentar la potencia de salida ya que parte sustancial de la energía se perdía debido a las pequeñas variaciones en la dirección del viento, pues el molinero no siempre tenía tiempo (o ganas) para adecuar el molino de viento a cada pequeño cambio.

Control automático de: velas de resorte y de patente

Casi al mismo tiempo que se inventaron la cola de milano y el regulador de viento, aparecieron unos mecanismos que tenían como objetivo adaptar automáticamente las aspas a los vientos variables.

Esto permitió en 1772 el desarrollo de las llamadas “aspas de resorte”, inventadas por el constructor de molinos escocés Andrew Meikle. En las aspas de resorte, la lona se sustituye por decenas de lamas como las de una cortina veneciana. Cada una de las lamas es controlada por un resorte.

Cuando el viento aumenta, supera la fuerza del resorte y libera la lama, dejando que el viento circule a través y provoque la desaceleración de las aspas. Cuanto más fuerte sea el viento, más lamas se abren. Cuando la velocidad del viento disminuye, los resortes cierran las lamas, que unidas forman de nuevo una superficie uniforme. Todo este proceso facilita que las aspas giren con una velocidad de rotación similar a cualquier intensidad del viento.

El problema con las aspas de resorte es que las tensiones de los muelles (que están todos conectados entre sí mediante un largo listón) tienen que ser ajustados previamente en función de la velocidad del viento esperado y la potencia requerida. Una vez establecido, no es posible hacer ajustes, mientras las aspas giran.

Esto fue resuelto en 1789 por Stephen Hooper, quien introdujo unas lamas que podían ajustarse desde el suelo, manualmente, mediante una cadena sin necesidad de parar el molino (“controlador de giro de aspas”). El sistema, sin embargo, era demasiado complicado. La mejora definitiva a las aspas de lamas regulables llegó en 1807 cuando William Cubit unió unos contrapesos a la cadena de ajuste de las aspas de resorte, que hacía que el control de las aspas fuese totalmente automático, sin la complejidad del método de Hooper – éstas fueron llamadas aspas de patente.

Aspas de Berton

El único problema que resultaba era que las aspas de patente tenían un rendimiento más bajo que las aspas normales, a resultas era común que se combinaran dos aspas de patente con dos aspas normales como un compromiso entre la manipulación y la eficiencia. En 1848, el francés Berton sustituyó las múltiples lamas pequeñas por un menor número de lamas que operan longitudinalmente de acuerdo con el mismo principio, un método interesante que contribuía a una construcción más sólida y a un mejor rendimiento aerodinámico (“Velas Berton)“, ver imagen abajo).

Además, el sistema podía ser ajustado por el molinero desde el interior del molino. En 1860, Catchpole introdujo los frenos de neumáticos, que eran un medio muy eficaz para frenar automáticamente las velas en un vendaval. En el interior del molino, un regulador centrífugo automático sustituyó al regulador manual de la distancia entre las piedras de molienda.

El molinero trabajaba día y noche cuando había una buena brisa. Los molineros estaban exentos, incluso, del obligado reposo del domingo. Del mismo modo que con la aparición de la cola de milano, los reguladores de aspas no sólo mejorararon el manejo del molino de viento, sino también la potencia de salida. Al desaparecer la necesidad de que el molinero estuviera de pie en el suelo para fijar o desplegar las velas, el eje de las aspas podía ser instalado más alto con lo que el molino podía beneficiarse de intensidades del viento superiores (los holandeses habían resuelto este problema antes gracias a la construcción de molinos torre, donde las aspas situadas a mayor altura podían ser practicables desde una plataforma elevada).

Por supuesto, los reguladores de aspas y otros sistemas automáticos no resolvían el problema de la ausencia de viento – es por eso que el molinero trabajaba día y noche cuando había una buena brisa. Los molineros estaban exentos, incluso, del obligado reposo del domingo.

Potencia de salida de un molino de viento

Otra mejora importante fue la introducción del hierro fundido en la fabricación del engranaje. Esto sucedió en 1755, sólo diez años después de la introducción del control de orientación, por John Smeaton. Durante siglos, todos los engranajes en el interior del molino eran de madera. De ello se derivaba una gran pérdida de energía.

Mediciones realizadas por los holandeses en la década de 1930, en un molino de viento de drenaje construido en 1648, mostró que el molino genera alrededor de 40 caballos de potencia en el eje principal pero sólo el 15,6 caballos de fuerza a las máquinas – una eficiencia de sólo el 39 por ciento. Casi dos tercios de la energía generada se pierde en la transmisión. Molinos de drenaje tenían un rendimiento ligeramente mayor, alrededor del 50 por ciento.

El uso de hierro fundido (y luego acero) no sólo mejoró la eficiencia de la maquinaria, sino que también permitió la construcción de grandes molinos de viento. El uso de la madera limitó el diámetro del aspa a unos 30 metros, medida común en el siglo XVII. La longitud máxima de un aspa (más del doble de la longitud de una pala) era de unos 30 metros, porque no había troncos más grandes disponibles. Sólo en la segunda mitad del siglo XIX llegó a ser utilizado el hierro para las velas y el eje principal.

Las innovaciones llegaron demasiado tarde

Lamentablemente, muchas de las importantes mejoras tecnológicas llegaron a los molinos de viento demasiado tarde. A finales del siglo XVIII, casi al mismo tiempo que estas innovaciones aparecían, un molino de maíz se pasaba de la energía eólica a la energía de vapor y acompañándole, el negro humo. Hacia 1850, los molinos movidos a vapor se hicieron comúnes y la importancia de los molinos de viento comenzó a disminuir. Para empeorar las cosas, las colas de milano, las aspas regulables y la rigidez del hierro que tanto había costado implantar, en muchos países y regiones, nunca se llegaron a utilizar.

La longitud máxima de un aspa (más del doble de la longitud de una pala) era de unos 30 metros, porque no había troncos más grandes disponibles. Las aspas Berton sólo se aplicaron en Francia, las aspas de patentes se utilizaron principalmente en Inglaterra. Aunque los ejes de hierro hubieran posibilitado la construcción de grandes aspas, eso nunca sucedió. El molino torre más alto jamás construido, lo fue enteramente en madera. Se encontraba en los Países Bajos y fue construido en 1899 (“De Hoop” o “La Esperanza” en Prinsenhagen, ahora la ciudad de Breda). Medía 38 metros de altura, con unas aspas de 27 metros de diámetro. La cubierta y las aspas fueron retirados en 1929, pero la torre aún puede verse.

El molino de viento más grande jamás construido

Los dos molinos de viento holandeses con el mayor diámetro de aspas, están en el Golden Gate Park, en San Francisco, construidos entre 1903 y 1905. El más grande de ellos, llamado “molino de viento Murphy”, alcanza 29 metros de alto con aspas de 35 metros de diámetro. Los ejes principales se obtuvieron de un único tronco – en los EE UU había árboles más grandes. Sin embargo, su maquinaria es de hierro fundido. Este molino bombea hasta 150.000 litros de agua por día para regar el parque. El molino de Murphy fue reemplazado por una bomba eléctrica años más tarde y empezó degradarse.

El declive de los molinos de viento fue lento, sobre todo en los Países Bajos – los holandeses incluso prefieren usar los molinos de viento, con máquinas de vapor auxiliar a molinos de vapor en su totalidad. En los Estados Unidos se construyeron más de 6 millones de bombas de agua impulsadas por el viento (con aspas anulares) entre los años 1850 y 1930. A pesar de todo algunos molinos de viento se levantaron después de 1900 en diferentes lugares. La atención se centró en las turbinas de viento generadoras de electricidad, y desde entonces, así ha sido.

Avances impresionantes en los años 1920 y 1930

En los años 1920 y 1930, sin embargo, cuando los molinos de viento habían dejado de trabajar en casi toda Europa, en Holanda se inició un programa de investigación que condujo a la evolución final de los clásicos molinos de viento. En 1923 se fundó la Sociedad Holandesa del Molino de viento, con el objetivo de mejorar el rendimiento de los molinos de viento generando energía mecánica. Entre los miembros fundadores estaban los hermanos Dekker, afamados constructores de molinos. Los resultados fueron espectaculares.

A finales de la década de los años 20 del pasado siglo, la potencia máxima de un molino de viento se duplicó desde 50 cv hasta 100 cv. A través de la aplicación de los principios de la aeronáutica y el uso de láminas de metal (básicamente equipando a los tradicionales molinos de viento con aspas similares a las de los aerogeneradores modernos) a finales de la década de los años 20 del pasado siglo, la potencia máxima de un molino de viento se duplicó desde 50 cv hasta 100 cv. En la década siguiente más de 70 molinos de viento fueron equipados con las nuevas “aspas Dekkerizadas”. Por otra parte, las mejoras en la maquinaria redujo las pérdidas de energía y permitió a estos molinos de viento generar mayor potencia a velocidades más bajas.

Duplicar la producción de energía

Las pruebas realizadas en 1939 por el Comité Prinsenmolen demostraron que un molino de viento mejorado podía empezar a girar con una velocidad del viento de 3,5 a 4 m/s en comparación con 5 a 6 m/s del los normales. A 5,5 m/s se observó que su potencia era igual a la de un molino normal a 8 m/s.

Esto significaba que, mientras que un molino de viento tradicional podría ser utilizado durante aproximadamente 2.671 horas al año en los Países Bajos, el nuevo diseño aerodinámico permitía operar un total de 4.442 horas al año, lo que significaba casi duplicar la producción anual de energía. El molino de viento mejorado tenía dos ventajas, una mayor producción a una velocidad del viento dada, y más horas de trabajo gracias a la posibilidad de utilización de vientos más suaves. El mayor rendimiento se extrajo de esta última cualidad , ya que con vientos más fuertes las aspas del molino de viento mejorado debían detenerse antes.

En los años 1920 y 1930, cuando los molinos de viento había dejado de trabajar en casi toda Europa, en Holanda se inició un programa de investigación que condujo a la evolución final de los clásicos molinos de viento.

Posteriores mejoras en la década de 1930 introducidas por Chris van Bussel, Kurt Bilau, GJ Ten Have, Van Riet, P.L. Fauël (foto de la izquierda), y Sabinin Yurieff, llevaron a un molino de viento, instalado en 1940 y demolido en 1960, a conseguir un máximo de dos veces y media la potencia de salida de los molinos de viento con las aspas tradicionales: 125 caballos de fuerza. Mas tarde, la Segunda Guerra Mundial detuvo nuevas investigaciones y después de la guerra, al igual que el resto del mundo, los holandeses dirigieron su atención a la generación de electricidad.

Volver a los molinos de viento tradicionales?

Hoy en día, los molinos de viento y ruedas hidráulicas que convierten directamente la energía cinética en energía mecánica se consideran obsoletos, y mientras algunos han sobrevivido, no tienen una función comercial en los países desarrollados. Las turbinas eólicas convierten la energía renovable ahora en electricidad, que más tarde podría volver a convertirse en energía mecánica.

Naturalmente, es imposible hacer funcionar un televisor de pantalla plana o un ordenador portátil con la energía mecánica, pero muchos otros procesos, aún podrían ser llevados a cabo de esta manera pasada de moda. El grano todavía debe molerse, la madera aún tiene que ser aserrada, las semillas todavía tienen que ser prensadas, pero ahora utilizamos electricidad para mover las máquinas que realizan el mismo proceso. Esta electricidad puede ser obtenida mediante modernos aerogeneradores, u otras fuentes de energía renovables, y ese es el futuro escenario que casi todo el mundo contempla.

Una conversión directa de la energía cinética en energía mecánica sería mucho mas eficiente porque hay menos pérdida de energía. Esto significa que debemos construir menos centrales de energía renovable para obtener el mismo trabajo realizado. Sin embargo, una conversión directa de la energía cinética en energía mecánica sería mucho mas eficiente porque hay menos pérdida de energía. Esto significa que debemos construir menos centrales de energía renovable para obtener el mismo trabajo realizado. Invertir unos cuantos millones en alta tecnología de aerogeneradores, cubrir los desiertos con plantas de energía solar y desarrollar una red inteligente suena atractivo, pero la cuestión es si hay suficientes materias primas, energía y recursos financieros disponibles para que estos sueños se hagan alguna vez realidad. Además, los molinos de viento que convierten la energía cinética directamente en trabajo mecánico pueden funcionar sin necesidad de tierras raras.

Molinos de viento tradicionales de alta tecnología

En un registro más positivo, los tradicionales molinos de viento podrían mejorarse enormemente con los materiales y conocimientos actuales. Los engranajes y las aspas pueden ser de acero o de aluminio, lo que mejoraría en gran manera su eficiencia, aparte de hacerlos resistentes al fuego. Muchos molinos de viento se incendiaron debido a la gran cantidad de madera usada en ellos. Por supuesto, también la maquinaria en el interior del molino podría hacerse ahora mucho más eficiente.

Los molinos de viento se pueden construir mucho más grandes y por lo tanto hacerlos más potentes. Para hacernos una idea, en 2005, los holandeses construyeron otro molino de viento tradicional, que generaba electricidad – el “Noletmolen” en Schiedam. Se encuentra a casi 42 metros de altura con aspas de 30 metros de diámetro, ligeramente inferior al molino de Murphy en San Francisco. Fue construido con intención promocional por una destilería (la ciudad cuenta con 5 molinos históricos construidos para producir ginebra holandesa). Aunque la planta no es realmente un “molino”, se construyó siguiendo un diseño tradicional, pero utilizando materiales de alta tecnología y velas. El resultado es una potencia de más de 200 caballos en el eje principal.

Una visión ecotech

La energía de respaldo o seguridad que un molino de viento tradicional necesita, puede ser entregada por un motor eléctrico en lugar de caballos (aunque podríamos trabajar solo cuando sopla el viento). No hay duda de que ahora, 70 años después, un ejército de ingenieros podría mejorar ostensiblemente las experiencias holandesas de la década de 1930. El resultado quizás no tendría el aspecto tan romántico como un molino de viento tradicional, pero a buen seguro que ser¡a muy útil.

Naturalmente, todo esto no pretende ser un alegato para eliminar la producción de electricidad, los aerogeneradores, o por ir más allá, toda la infraestructura eléctrica. Si bien es cierto que algunos procesos podrían ser energéticamente más eficientes si se hiciera una conversión directa de la energ¡a cinética en energ¡a mecánica.

Fuentes:

• “Power from Wind: A History of Windmill Technology”, Richard L. Hills, 1994.
• “Molens”, Frederick Stokhuyzen, 1962 (English summary here).
• “Research inspired by the Dutch windmills: An account of an extensive programme of research and development”, The Prinsenmolen Committee, 1966
• “Histoire générale des techniques”, Maurice Dumas, 1964
• “Molendatabase” – pictures and descriptions (in Dutch) of windmills in the Netherlands. - “Natural sources of power”, Robert Steele Ball (1908)
• “Geschiedenis van de techniek in Nederland, de wording van een moderne samenleving 1800-1890”, H.W. Lintsen, 1992
• “Gevlucht”, Wikipedia Dutch
• “History of technology”, “Energy conversion” and “Windmills”, Encyclopedia Britannica.
• “An Encyclopedia of the History of Technology (Routledge Companion Encyclopaedias)”, Ian McNeil, 1990
• “Wind, Water, Work: Ancient And Medieval Milling Technology (Technology and Change in History)”, Adam Lucas, 2005
• “Handbook of Fluid Dynamics”, Richard W. Johnson, 1998
• “The windmill as prime mover”, Alfred R. Wolff, 1885
• “An experimental enquiry concerning the natural powers of water and wind to turn mills”, John Smeaton, 1760
• “Groot Volkomen Moolenboek”, 1734
• “Penterbak” - pictures
• “Industriemolens” - pictures of industrial windmills in the Netherlands
• “Windmills in Sussex”, Peter Hemming, 1936
• “Windmills in Holland”, K. Boonenburg, 1951 (pdf)
• “Windmill sail”, Wikipedia English
  • “Origen y expansion de los molinos de viento en Espana”, José Ignacio Rojas Sola y Juan Manual Amezcua Ogayar, Interciencia, Vol.30, 2005
• “The windmill: a medieval steam engine?”, John Langdon (pdf) - “The Evolution of Technology (Cambridge Studies in the History of Science”, George Basalla, 1989
• “Windkraftanlagen: grundlagen, technik, einsatz, wirtschaftlichkeit”, Eric Hau, 2003
• “European Route of Industrial Heritages”