¿qué sabe ud. de Ecología?
Para quienes viven en Argentina
y para los que viven en otros países
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El viento desempeña un papel fundamental en la vida terrestre, pues contribuye en el proceso de homogeneización atmosférica, en los ciclos del agua y de otros elementos, en la polinización de las flores y también en la dispersión de los frutos.
Todo esto resulta más que suficiente para reverenciar a Eolo (dios del viento y las tormentas según la mitología griega). Pero no conforme, el hombre ha intentado, ciertamente con éxito desde tiempos inmemoriales utilizarlo para su propio beneficio.
Aparentemente la primera aplicación práctica fue la navegación, los egipcios y los sumerios se aprovechaban de él (algunos documentos se remontan a los 4.500 años a.C.), en los cursos de los ríos Nilo y Tigris respectivamente. A los proyectos de irrigación del Emperador Hammurabi (1700 a.C.), le corresponde la referencia más antigua de un uso distinto a la navegación. El primer molino de viento del que se tiene noticia histórica aparece en Persia, y se utilizó varios siglos antes de Cristo para pulverizar granos.
Las máquinas más antiguas que aun hoy existen se utilizaban comúnmente en ritos religiosos de la zona del Tibet y Mongolia allá por el siglo II antes de nuestra era. A partir de entonces, la rica historia de los molinos de viento se desenvuelve hasta nuestros días a través de distintas religiones y culturas. Extremo Oriente, la antigua Persia, Afganistán, la civilización islámica, Bretaña, Inglaterra y los Países Bajos y con posterioridad toda Europa, fueron los anfitriones de estos útiles aparatos.
La "era moderna" de los molinos viene de la mano del desarrollo de la teoría de la aerodinámica, elaborada en las primeras décadas del siglo XX por Prandtl y Betz en Alemania, Joukowsky, Dzewiscky y Sabinin en Rusia, y Constantin y Eiffel en Francia, que primeramente encontró aplicaciones en la fabricación de alas y hélices utilizadas en aviación y posteriormente en las palas de los rotores de los molinos. Fue de esta manera que las máquinas fueron perdiendo su pintoresquismo habitual y se transformaron en los modernos molinos de austeras líneas que se ajustan mejor a la conversión de la energía eólica de forma eficiente.
El impulso final dado a esta historia se lo dio el embargo de petróleo de 1973, el cual obligó a redoblar los esfuerzos en el perfeccionamiento de las fuentes alternativas de energía: eólica, biogás, etc.
Si bien en la actualidad el envión ganado por la crisis del petróleo se perdió, uno nuevo y trascendente prosigue con el impulso: la creciente concientización de los problemas ambientales derivados de la utilización de fuentes convencionales de energía: combustibles fósiles, centrales termonucleares y grandes centrales hidroeléctricas (fundamentalmente las de ríos de llanuras de climas tropicales y subtropicales).
En la Argentina, a fines del siglo pasado comenzó a prosperar la instalación de molinos para bombeo de agua en la Pampa Húmeda. Estos equipos, de eje horizontal y del tipo multipala de baja velocidad, son visibles en la actualidad en toda la extensión de nuestros campos.
Distinta fue la suerte corrida por pequeños molinos del tipo Windcharger, los que desde la década del 20 en adelante cumplían la función de cargar baterías que estaban destinadas, fundamentalmente, a la alimentación de radios. Con el advenimiento de los modelos a transistores y de bajo consumo alimentados por pilas, aquellos molinos fueron desapareciendo. Recién en la última década renació esta tecnología en la Argentina; existiendo numerosos fabricantes de pequeñas máquinas (hasta 2 kW) que también cumplen con la función de cargadores de baterías.
En este caso, la electricidad acumulada se destinó al mejoramiento de las condiciones de vida en las zonas rurales aisladas de las redes de distribución.
El viento, como fenómeno de circulación atmosférica a niveles mayores que los 1000 metros (vientos geostróficos), está estrechamente relacionado con las masas continentales y oceánicas, su calentamiento producido por la acción solar, la constitución geológica de la superficie, el gradiente de presiones y la rotación planetaria (efecto Coriolis) como factores más importantes.
A niveles menores, desde milímetros sobre la superficie hasta los 1000 metros (Capa de Eckmann) esos fenómenos también se ven afectados por la conformación topográfica, la rigurosidad de la superficie y todos aquellos obstáculos introducidos artificialmente por el hombre.
Sobre la superficie del terreno es fundamental el comportamiento de la llamada Capa Límite, hecho que sumado a las velocidades de desplazamiento, su regularidad o arrachamiento y su permanencia en el tiempo, son factores que definen su posible aprovechamiento para la conversión energética.
En nuestra Región Patagónica se da una suma de características favorables tales que la definen como una de las mejores del planeta a los efectos de su aprovechamiento para la conversión de energía eólica.
Desde el punto de vista tecnológico, dos son las variantes utilizadas para la captación de la energía del viento. Una que remonta su origen a los molinos persas ya mencionados, esto es, la disposición de eje vertical . Otra es aquella cuya imagen más difundida es la del Quijote en su lucha con los molinos, que corresponde a la disposición de eje horizontal.
Las dos variantes cuentan en el mundo con fabricantes que las producen en serie, apelando a las más variadas tecnologías y cuyas potencias van desde las fracciones de kilowatt hasta valores del orden de los 500 kW, llegándose a fabricar equipos de potencias de hasta 6 MW pero con carácter de prototipos experimentales.
En la actualidad la mayor potencia instalada en el mundo está destinada a molinos aplicados a la conversión eolo-eléctrica, es decir a la generación eléctrica a partir de la energía del viento. Esto fundamentalmente es debido a la elevada calidad de la electricidad como forma de energía.
Una vez generada, la podemos acumular en baterías o convertirla fácilmente en energía mecánica utilizando motores eléctricos, en luz utilizando lámparas incandescentes, o en otro tipo. Para la mayor parte de las aplicaciones, la acumulación en baterías de la energía eléctrica generada es un paso previo necesario, pues la conversión energética del viento es de comportamiento totalmente aleatorio. Con esto queremos decir que cuando necesitemos disponer de electricidad no siempre soplará el viento, o si lo hace quizá no sea de la magnitud adecuada.
En la actualidad se ha alcanzado un alto grado de desarrollo en la generación eléctrica mediante el uso de las turbinas eólicas. Esto, junto a la aplicación de políticas adecuadas ha permitido la construcción de verdaderas centrales eléctricas, cuya generación se obtiene a partir del recurso eólico, siendo los denominados parques o granjas eólicas. En ese aspecto el liderazgo es ejercido por los EE.UU., con enormes instalaciones en la costa oeste, cuya energía generada duplica la obtenida por nuestra central hidroeléctrica del Chocón. En Europa es Dinamarca la que ha construido los emprendimientos más importantes.
En este tipo de instalaciones no es necesaria la acumulación, ya que la energía ingresa directamente a la red de transmisión, de acuerdo a la estrategia fijada en el llamado Despacho de Cargas.
En nuestro país se ha instalado una pequeña granja eólica experimental en la localidad de Río Mayo (Pcia. del Chubut). Está integrada por cuatro equipos Aeroman de 30 kW cada uno, conectados a una red de distribución local alimentada por equipos diesel-eléctricos.
Los molinos generan algunos problemas ambientales. Podemos citar por ejemplo: el ruido que producen al rotar, interferencia en las ondas de radio y TV, la matanza de aves en ciertos sitios y la alteración del paisaje cuando se colocan cientos en una granja eólica.
Los dos primeros pueden minimizarse con diseños y materiales adecuados para las palas, y el tercer caso se evita eligiendo convenientemente la ubicación de las granjas.
Sin embargo las ventajas tienen gran peso en la actualidad. Principalmente frente a la creciente cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera y el consecuente aumento del "efecto invernadero", el aprovechamiento de la energía eólica tiene la enorme virtud de utilizar como "combustible" al viento.
Simultáneamente el buen aprovechamiento de la tierra la convierte en una de las más eficientes en este aspecto. Esto significa que para generar una determinada cantidad de energía las granjas eólicas ocuparán por ej. la tercera parte de la superficie de terreno que ocuparía una central que quema carbón si incluimos la minería necesaria para su extracción.
Las perspectivas de la conversión eolo-eléctrica a nivel mundial son buenas, principalmente en razón de la creciente eficiencia y confiabilidad de las últimas versiones de turbinas eólicas y a los cada vez menores costos de generación, muy cercanos ya a los de los sistemas convencionales. Por ejemplo, en la costa oeste de los EE.UU., el precio de venta de la energía eólicamente generada, es de u$s 0,07 el kw/h, mientras que el de generación térmica es de u$s 0,05 el kw/h.
Todos los países de la OCDE y buena parte de los del cercano y lejano oriente hace tiempo que han iniciado ambiciosos planes de desarrollo y aplicación de la conversión eoloeléctrica. Ya hemos mencionado antes a los EE.UU. y Dinamarca, a ellos se agregan Alemania, Inglaterra, España, Holanda, Bélgica, Grecia, Australia, Egipto, Etiopía, India, China y muchos otros más, en algunos casos se ha privilegiado la generación para asistencia a redes, en otros para Programas de Desarrollo Rural y puntos aislados.
En nuestro país las perspectivas no son tan buenas pues las actuales políticas energéticas nacionales no contemplan la aplicación de la conversión del recurso eólico en ninguna de sus posibles configuraciones, es más, podemos decir que a la luz de programas y manifestaciones oficiales, el aprovechamiento no convencional de los recursos energéticos renovables no existe.
El grupo de Energías no Convencionales (GENCO) desarrolla sus actividades en el departamento de electrotecnia de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires (F.I.U.B.A.).
Su creador y director es el Ing. Erico Spinadel, a quien lo secunda el Arq. Carlos Luna Pont como coordinador y el Ing. Mario Brugnoni como director adjunto. Un importante número de profesionales, becarios y alumnos se desempeña en las áreas mecánica, eléctrica y electrónica.
Desde su creación en la Facultad de Ingeniería en 1985, ha incursionado profundamente en el campo de la generación eolo-eléctrica. Los principales logros en este tema fueron la participación en el montaje de un molino de eje vertical de 20 kW en Comodoro Rivadavia (Chubut); el desarrollo de un sistema de control de paso de pala para un molino de 40 kW donado por el gobierno austríaco; el diseño y construcción de un laboratorio para investigación, enseñanza y ensayo, en la Ciudad Universitaria de Nuñez sobre la costa del Río de la Plata (acabado en un 80%). Ha desarrollado y construido además innumerable cantidad de periféricos para equipamientos eólicos.
Entendiendo que la tarea de investigación dentro de la Universidad no se agota en sí misma, sino que ésta debe actuar como polo de difusión de estos temas a nivel de excelencia ha dictado cursos y conferencias en distintas universidades del país y del exterior, y en organismos nacionales y provinciales, asociaciones de ingenieros, etc.
Bajo este último aspecto académico ha desarrollado el primer curso de posgrado del país en energía eólica, dictado en la F.I.U.B.A. en el año 1989. En 1992 se ha iniciado el dictado de la asignatura de grado "Energías No Convencionales" en las que hicieron su aporte todos los especialistas del grupo.
En el mismo contexto el GENCO ha participado integrando paneles y exponiendo trabajos en numerosos congresos nacionales e internacionales. Su director fue designado miembro del Comit‚ Científico WEC'93 (Wind European Comitee) que se desarrolló en marzo del 93.
La conjunción de un grupo humano apto para el trabajo en tareas multidisciplinarias e imbuidos de un profundo compromiso con la conservación del ambiente y con las nuevas pautas de Desarrollo Sustentable, hizo que en los últimos años el GENCO iniciara nuevas líneas de investigación. En este aspecto está trabajando en temas como: conversión fotovoltaica, digestión de biomasa, y microturbinas hidráulicas. En este último tema se ha alcanzado un grado importante de desarrollo con el diseño de un prototipo de turbina hidráulica para ríos de llanura, cuyo modelo se ensayó a fines de marzo/93 en el canal de ensayos navales de la F.I.U.B.A.
Dentro de estas nuevas líneas de investigación entendió que la reducción de los problemas ambientales debidos a la generación de energía puede acrecentarse haciendo uso de fuentes alternativas o también tratando de reducir su consumo global, aplicando criterios de uso racional de la misma. Ese último aspecto ha comenzado a prosperar en el GENCO a partir del año 1992.
Ing. Mario Brugnoni - Ing. Carlos Tanides
Arq. Carlos Luna Pont