La energía eléctrica es la forma de energía más fácilmente aprovechable por el ser humano, porque puede ser transportada desde los centros de producción hasta los domicilios o las fábricas donde puede transformarse, por medio de motores eléctricos en trabajo motriz o en comunicaciones, en ondas, en calor o en procesamiento de datos y medios de información.
La energía eléctrica es la forma de energía más fácilmente aprovechable por el ser humano, porque puede ser transportada desde los centros de producción hasta los domicilios o las fábricas donde puede transformarse, por medio de motores eléctricos en trabajo motriz o en comunicaciones, en ondas, en calor o en procesamiento de datos y medios de información.
Por lo tanto, en general, se trata de lograr que, cualquier fuente de energía que tengamos a mano, tratemos de convertirla en electricidad para poder acercarla y ponerla a disposición de los consumidores que requieren permanentemente de la misma. Nuestro país está integrado eléctricamente a través de una red nacional de 500.000 voltios o 500 kV y líneas de 220 kV, 132 kV y así hasta llegar a los 220 V que se instalan en los domicilios particulares o 380 V en la industria.
La principal fuente de energía actualmente, proviene de combustibles fósiles, gas y petróleo y en mucha menor medida de las fuentes renovables.
Las energías renovables son aquellas que están basadas en la utilización de recursos naturales: el agua (hidráulica), el sol (solar), el viento (eólica), o la biomasa vegetal o animal (de la tierra). Se caracterizan por no utilizar combustibles fósiles, sino recursos naturales capaces de renovarse ilimitadamente.
Uno de sus puntos fuertes es que tienen un impacto ambiental muy escaso, pues además de no emplear recursos finitos, no generan contaminantes. Las energías renovables también se las conoce como energías alternativas o energías verdes, es decir no contribuyen o lo hacen en muy poca medida a la generación de gases de efecto invernadero.
Como podemos observar las energías renovables se presentan de diversas formas y lo que debemos conseguir es transformarla de manera económica, en energía eléctrica. Para lograrlo, es necesario producir energía mecánica en un eje, que pueda mover el rotor de un generador de energía eléctrica.
En la naturaleza se pueden encontrar una variedad de fuentes inagotables o sea renovables de las que se puede extraer su energía: hidráulica, solar, eólica, biomasa, biogas, mareomotriz y geotérmica.
Energía hidráulica: la energía hidroeléctrica o hidráulica es una de las más conocidas de las energías renovables. Utiliza la fuerza del agua que fluye en un río, pero para ello es necesario embalsarla construyendo una presa y provocar un desnivel que transforma la energía potencial en energía cinética, que al pasar por la turbina hace mover un eje sólidamente conectado con el generador que lo transforma en electricidad. De esta manera el embalse de agua también puede considerarse como un reservorio de energía eléctrica disponible ya que solo es necesario, cuando se la requiere, hacer pasar el agua embalsada a través de las turbinas.
Energía solar: la energía del sol es aquella que se produce en nuestra principal estrella como producto de la fusión nuclear y nos llega a la tierra a través de la atmósfera. Con el auxilio de placas semi-conductoras se absorbe la radiación solar y se transforma en electricidad que puede ser volcada a la red eléctrica. El proceso es el inverso de la producción de luz cuando pasa una corriente eléctrica por un LED y éste emite un rayo de luz. En el caso de la energía fotovoltaica llega el rayo de luz del sol y el diodo o semiconductor emite una corriente eléctrica que se colecta para llevar a la red.
La energía eólica: (de Eolo: dios de los vientos en la antigua Grecia) aprovecha la energía cinética del viento que hace mover las palas o aspas generando un movimiento de rotación en el eje, que está conectado a través de un sistema de engranajes al eje del generador produciendo éste la energía eléctrica. Es uno de los recursos energéticos más antiguos que ha explotado el ser humano, ya sea para mover los barcos o para moler el grano (de ahí el nombre de molino) y es a día de hoy la energía más madura y eficiente de todas las energías renovables. Actualmente a este equipamiento se lo denomina aerogenerador o generador eólico.
De la energía eólica nos vamos a ocupar especialmente, ya que existe en abundancia en nuestra provincia de Santa Cruz. Dada la situación geográfica que tiene la Patagonia soplan vientos que todos conocemos y ahora vemos que pueden convertirse en algo beneficioso, ya que pueden ser muy bien aprovechados para la generación de energía eléctrica. Podemos decir que es una fuente de energía renovable, no contaminante, en abundancia en toda la provincia, inagotable y que reduce el uso de combustibles fósiles, origen de las emisiones de efecto invernadero que causan el calentamiento global.
Un parque eólico está formado por un conjunto de aerogeneradores conectados eléctricamente, para sumar su potencia y hacerla llegar a la red centralizando el control. Permite al mismo tiempo, la posibilidad de tener disponible una mayor potencia eléctrica en el área elegida, disminuyendo los costos de control y de transporte de dicha energía, hasta los centros de consumo. Observando un parque eólico desde cerca la primera impresión que causa es su monumentalidad y su esbeltez.
Las partes que conforman un aerogenerador.
Los aerogeneradores tienen actualmente una vida media superior a 25 años, pero se está produciendo una rápida evolución de la tecnología de estos equipos que permite pensar en el aumento de la durabilidad de los aerogeneradores y de la potencia que puede ser capaz de generar un equipo, por otro lado, también se consigue una disminución de los precios de la energía eléctrica que producen.
Podemos observar que un aerogenerador, para lograr un adecuado funcionamiento y que soporte las duras condiciones a que se ve expuesto en su instalación, debe contar con una serie de elementos que le permiten desempeñarse en forma adecuada. Vamos a detallar las partes principales que componen un aerogenerador más común de eje horizontal y de potencia entre 3 y 5 MW:
El soporte principal o torre es un cilindro de acero que puede tener entre 70 y 100 metros de altura, en su interior cuenta con, además de los elementos de ascenso hasta la parte superior, una escalera y montacargas, todo el equipamiento necesario y los cables para llevar la energía eléctrica generada desde el nivel superior a la planta baja. Esta torre, con la altura que dispone, permite sostener las aspas o álabes a una altura donde los vientos son más fuertes y no tienen interferencias con elementos que puedan existir en el suelo.
La base en el piso donde se va a apoyar la torre, se construye de hormigón armado; debe tener una superficie para poder transmitir al suelo todo el peso del aerogenerador, que normalmente supera las 100 toneladas y además debe soportar las fuerzas o solicitaciones a que son sometidos los álabes y toda la estructura en su trabajo permanente.
La góndola que está instalada en la parte superior de la torre, es el habitáculo donde se alojan los mecanismos principales del aerogenerador y puede rotar un ángulo sobre el eje de la torre, para posicionar a las aspas en oposición a la dirección del viento, a efectos de aprovechar al máximo la energía que contiene.
Las aspas o álabes, normalmente en número de tres están ancladas al centro a través del buje que está unido al eje principal. Todo ese conjunto conforma el rotor del aerogenerador. Estas máquinas rotativas se diseñan con aspas que tienen una longitud entre 30 a 50 metros de acuerdo con la potencia o capacidad de generación que se desea obtener en el eje central.
Las aspas tienen formas alabeadas para establecer contacto con las corrientes de aire, para ello, pueden girar sobre su propio eje en el buje, para lograr regular la velocidad, el arranque o la parada cuando así se lo requiera, para ello disponen de un sistema de control de forma tal que puede girar el aspa para cambiar el ángulo de ataque en función de la velocidad del viento.
La velocidad de rotación de las aspas puede estar entre 13 y 20 revoluciones por minuto, según su tecnología, haciendo girar el rotor a una velocidad constante entre esos valores. Este eje a su vez está conectado a través de una serie de engranajes como multiplicador, al eje del generador eléctrico (eje rápido), que gira a 1500 rpm produciendo energía eléctrica en baja tensión.
Los aerogeneradores están preparados para funcionar dentro de un rango de velocidad de las corrientes de aire, ya que pueden generar energía cuando los vientos que inciden sobre los álabes están dentro de límites entre 3 m/s y no sobrepasan los 25 m/s, que dicho en otras unidades representan entre 11 y 90 km/h, el rango de funcionamiento. La primera es la llamada velocidad de conexión y la segunda la velocidad de corte. El aerogenerador comienza produciendo energía eléctrica cuando la velocidad del viento supera la velocidad de conexión y, a medida que la velocidad del viento aumenta, la potencia generada es mayor, siguiendo la llamada curva de potencia. En caso que el viento estuviera fuera de ese rango permitido las palas se giran automáticamente sobre su propio eje en el buje central, para presentar la menor resistencia posible al viento y el rotor principal se detiene.
La variación brusca de los vientos o sea la intermitencia de los mismos, forman parte de la calidad del insumo básico, es decir de la calidad del lugar elegido para instalar los equipos. Para efectuar el montaje de un parque eólico en un predio, se requiere planificar cuidadosamente el transporte de las partes de los equipos y de la grúa, elemento esencial para efectuar el montaje en el lugar.
La energía generada en baja tensión es conducida por el interior de la torre hasta la base y allí se aumenta a media tensión y por línea subterránea hasta la subestación, donde se eleva su tensión para inyectarla a la red eléctrica y entregarla en los puntos de consumo.
Los costos de la electricidad renovable se han reducido drásticamente en la última década, debido principalmente a cuatro factores: mejora de las tecnologías, economías de escala, cadenas de suministro más competitivas y creciente experiencia de los desarrolladores de proyectos.
La energía eólica en nuestra Provincia
Entre los parques eólicos que se instalaron en el país existen algunos que han sido hechos con mano de obra argentina, es decir diseñados y fabricados por empresas nacionales, que se están preparando para competir en un mercado que se presenta promisorio para los próximos años, ya que muchos países están tratando de cambiar su matriz energética, para no depender tanto del petróleo. Por ello, el tema eólico va aumentando su dinamismo permanentemente, aunque ahora ralentizado un poco por el COVID-19, pero se espera que cuando esta pandemia pase, pueda emerger nuevamente en forma tan dinámica o más aún que antes, ya que los costos de inversión y de instalación siguen en franco descenso.
Existen también fabricantes nacionales de equipos pequeños de 4,5 kW y de 30 kW para comercios e industrias Pymes que pueden también estar conectados a la red eléctrica, cuando generan toman su propia demanda y en caso de faltarle lo pueden obtener de la red y si en algún momento le sobra energía porque no consumen o lo hacen en menor medida que la generación, pueden entregarle a la red y cobrar esa energía o descontarla de otro momento en que reciban. Este procedimiento está expresamente previsto a través de la denominada Generación Distribuida con energías renovables. Estos equipos pueden instalarse en zonas aisladas como estancias o pequeñas poblaciones, pero en estos casos es necesario apoyar la generación eólica con baterías y un equipo de generación a combustible.
Nuestra provincia tiene la ventaja de contar con el recurso de energía eólica en casi toda su extensión. Si pensamos que, si se instalaran generadores eólicos aprovechando solo el 5% de su superficie, se lograría disponer de 80 GW de potencia, que representa dos veces la potencia instalada actualmente en todo el país. De esta forma, se tiene la perspectiva de la importancia de este recurso energético para Santa Cruz.
Se han construido tres parques eólicos en la Provincia: el primero de ellos en Pico Truncado instalado en 1995 con generadores de 100 kW, cada uno, contando con un total de 2,4 MW, los equipos son Ventis 20-100 de Alemania. Se puede decir que es un importante parque de tipo experimental.
El segundo ha sido el parque eólico de Jaramillo, uno de los más grandes del país que se inauguró hace algunos meses instalado por la Empresa PCR que consta de 35 aerogeneradores Vestas V-117 de 3.6 MW cada uno, lo que hace un total de 126 MW.
Por último, se encuentra en construcción en Cañadón Seco cerca de Caleta Olivia, a cargo de la Empresa YPF Luz un parque eólico de 120 MW de potencia compuesto por 29 aerogeneradores.
El conjunto de los tres parques conforma una potencia que permite abastecer a toda la demanda de energía eléctrica de la provincia, con energía eólica y exportar también a otras provincias, generando recursos genuinos para Santa Cruz.
*Ing. Antonio Domingo Vignolo
Ex Gerente de CAMMESA
Fuente: Tiempo sur