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- Possiamo catturare energia da un uragano?
La forza della natura è stata nuovamente messa a nudo il mese scorso quando due tempeste tropicali hanno attaccato il sud-est asiatico e il sud-est degli Stati Uniti. Il Super Typhoon Mangkhut, pensato per essere uno dei cicloni più potenti da decenni nelle Filippine, ha sradicato le case e trasformato le strade in fiumi violenti. Ha ucciso almeno 81 persone prima di farsi strada attraverso il Mar Cinese Meridionale e di occuparsi della Cina continentale dove il bilancio delle vittime è aumentato ulteriormente. Sulla costa orientale degli Stati Uniti, l'uragano Florence ha causato inondazioni diffuse, ucciso almeno 37 persone e lasciato milioni senza energia. E come con l'uragano Harvey nel 2017, Firenze si è fermata sul continente, facendo cadere sempre più pioggia dopo aver fatto lo sbarco.
Di fronte a un'esibizione così cruda della furia della natura, può sembrare che si possa fare poco per ridurre il colpo di un uragano. Ma secondo una nuova ricerca, un giorno, l'aiuto per mitigare il potere degli uragani potrebbe provenire da una fonte inaspettata: parchi eolici offshore.
L'idea di modificare deliberatamente il tempo con le turbine eoliche esiste da decenni, ma poco lavoro è stato fatto per calcolare se potesse davvero funzionare. Nel 2014, un gruppo di ricercatori tra cui Cristina Archer, un ingegnere civile e ambientale dell'Università del Delaware, ha mostrato come l'uso di un esercito di turbine eoliche per estrarre l'energia cinetica dall'aria potrebbe potenzialmente pacificare gli uragani. Il team ha calcolato che una vasta gamma di 78.000 turbine potrebbe ridurre le ondate di tempeste costiere, come l'uragano Katrina che ha spinto su New Orleans nel 2005, fino al 79%.
Nel nuovo lavoro di follow-up, Archer e i suoi colleghi hanno mostrato il potenziale per le turbine eoliche di assorbire la pioggia anche dagli uragani.
I calcoli di Archer sono stati eseguiti utilizzando un modello di previsioni meteorologiche in cui ha inserito i dati atmosferici dell'uragano Harvey, che ha sommerso gli Stati Uniti sud-orientali con 100 trilioni di litri di acqua nell'agosto 2017. Ha anche incluso calcoli che riflettono come le turbine eoliche influenzano l'atmosfera locale aumentando la turbolenza e trascina. I risultati rivelano come una serie di turbine eoliche influenzerebbe la velocità e la direzione del vento dell'uragano in arrivo, riducendo potenzialmente le precipitazioni a valle.
Il team di Archer ha testato l'interazione per parchi eolici di diverse dimensioni con diverse densità di turbine. Secondo i loro calcoli, un plotone di circa 59.000 turbine distanti 900 metri avrebbe tagliato di oltre il 20 percento le precipitazioni che Houston ha sperimentato da Harvey.
"Non eliminerai i danni causati dagli uragani, ma ridurli", spiega Archer. "Una cosa è avere delle pozzanghere in strada e un'altra quando hai l'acqua al primo piano delle case delle persone."
Il risultato sorprendente deriva dal fatto che i venti dell'uragano generalmente rallentano quando la tempesta raggiunge la terra. La superficie terrestre è meno uniforme del mare e questo aumento della rugosità provoca il rallentamento, la convergenza e la forza del vento verso l'alto. Mentre l'aria umida sale, si raffredda, rilasciando l'umidità come pioggia. Le turbine eoliche hanno un effetto simile sul vento, aumentando la quantità di pioggia all'interno e intorno alla serie di turbine. "In un certo senso spremi l'umidità dall'uragano", dice Archer.
Mike Biggerstaff, un meteorologo dell'Università dell'Oklahoma, afferma che l'idea sembra funzionare su carta, ma vorrebbe vedere simulazioni molto più dettagliate di quelle utilizzate da Archer e dai suoi colleghi nei loro test. Crede anche che le turbine dovrebbero essere estremamente distanziate per avere questo effetto sul vento.
"I risultati non dovrebbero indurre i leader politici a pensare che gli impatti degli uragani possano essere mitigati così facilmente", afferma. "Ma dovrebbe motivare studi più sofisticati."
Ronald Smith, un meteorologo della Yale University nel Connecticut, si chiede se le turbine possano persino sopravvivere ai venti di uragano. "Hanno buoni sistemi di frenatura, ma probabilmente non per gli uragani di categoria 5", afferma.
Archer ammette che l'idea di creare un parco eolico offshore da 60.000 turbine è inverosimile: il più grande parco eolico del mondo, ai margini del deserto del Gobi in Cina, ha circa 7.000 turbine. Il più grande parco eolico offshore, nel Mare d'Irlanda, ha solo 87 turbine distribuite su 145 chilometri quadrati. Invece, Archer spera che questa ricerca ispirerà ulteriori studi. "È solo l'inizio di una nuova area di ricerca potenzialmente interessante", afferma.
Tuttavia, dato che grandi schiere di turbine eoliche possono potenzialmente rallentare i venti e mitigare le precipitazioni a valle di un uragano, i parchi eolici esistenti potrebbero già alterare le condizioni meteorologiche locali?
Secondo Lee Miller, ingegnere ambientale dell'Università di Harvard nel Massachusetts, lo sono. "Gli studi osservazionali sui parchi eolici hanno ora quantificato le differenze non solo nella velocità del vento, ma anche nella temperatura superficiale, nella turbolenza, nell'evaporazione e nella concentrazione di anidride carbonica", afferma Miller.
In un certo senso, queste alterazioni meteorologiche potrebbero essere considerate una forma lieve di geoingegneria. Al momento gli effetti sono piccoli, ma con l'aumentare delle dimensioni dei parchi eolici, l'impatto sui modelli meteorologici locali potrebbe aumentare in modo commisurato.
Miller sostiene gli sforzi di Archer. "Considerata l'aspettativa che la soluzione per ridurre i futuri cambiamenti climatici sia il diffuso dispiegamento di fonti energetiche a basse emissioni di carbonio come l'energia eolica e solare, una comprensione più profonda degli impatti climatici sembra sia critica che tempestiva".
La stagione degli uragani di quest'anno è già devastante, ma è tutt'altro che finita. Inoltre, si prevede che il clima estremo si intensificherà nei prossimi decenni. "All'ombra dei futuri cambiamenti climatici", afferma Miller, "questo tipo di ricerca proattiva dovrebbe essere attivamente incoraggiato".
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