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El Viento y su energía
El viento es aire en movimiento y en la Patagonia árida es incómodo por el polvo que levanta. Además, durante las tormentas de viento produce daños en árboles, cultivares y estructuras.
Sin embargo, el poder del viento ha ayudado a la humanidad desde hace siglos, no sólo impulsando las velas de embarcaciones a lo largo del río Nilo como muestran registros históricos de hace más de 7.000 años, sino también, haciendo girar los molinos de viento, usados para moler granos o bombear agua en China, hace más de 2.200 años. Más recientemente, a principios del siglo XX, se usó el viento para generar electricidad mediante los generadores eólicos o aerogeneradores que transforman la energía del movimiento del aire en energía mecánica y ésta en electricidad.
La Provincia del Neuquén tiene características ventosas favorables en gran parte del año y el recurso eólico es considerable en una amplia porción de su territorio.
El potencial energético del viento es un recurso renovable y es abundante en algunas regiones. Aprovechando este recurso se pueden satisfacer desde pequeñas hasta grandes demandas de electricidad, contribuyendo a la reducción de los gases de efecto invernadero producidos, en parte, por el consumo de combustibles fósiles.
En los últimos años el aprovechamiento del recurso eólico fue incrementándose con dos objetivos:
- Diversificar la matriz de generación eléctrica mediante la instalación de parques eólicos de aerogeneradores de gran potencia
- Abastecer de energía a pequeñas poblaciones que se encuentran aisladas de las redes eléctricas mediante pequeños y medianos aerogeneradores.
Una de las maneras en que nuestro país busca enfrentar los problemas energéticos es mediante un incentivo a las energías renovables centrado en la Ley Nacional Nº 27.191 del Régimen de Fomento de Fuentes Renovables para la Generación Eléctrica, que constituye la base de las licitaciones para la instalación de nuevos parques eólicos para la generación eléctrica (Programas RenovAr y Mercado a Término de Energías Renovables –MATER–).
En este contexto, hay que producir información de la energía que traen los vientos para su posterior aprovechamiento.
Figura 1: Mapa actualizado del potencial eólico a 50 metros de altura.
Los Mapas Eólicos
Las características de la velocidad y dirección del viento varían en el tiempo y de una región a otra porque el flujo de aire es afectado por el relieve, el uso/cobertura del suelo y las corrientes atmosféricas de altura. Para conocer estas variaciones se generan los mapas del potencial eólico.
El mapa eólico de una región, provincia o país es una serie de mapas temáticos que presentan, entre otros resultados, la distribución de la velocidad del viento, el potencial eólico natural disponible y la información sobre cuáles son las direcciones del viento más frecuentes y más fuertes, pudiendo elaborarse a varias alturas sobre el nivel del suelo.
Estos mapas constituyen un soporte para la toma de decisiones y permiten:
- Conocer en detalle las variaciones de las características del viento
- Identificar áreas potencialmente aptas para el desarrollo de proyectos
- Contar con una herramienta básica para la elaboración de planes de desarrollo del recurso eólico
- Diseñar estudios o programas de evaluación del recurso en sitios específicos
- Facilitar el análisis técnico y económico de las distintas alternativas de abastecimiento energético
Además, los mapas eólicos se pueden utilizar para otras aplicaciones entre las que destacan el estudio de los efectos del viento en áreas de producción frutícola y forestal; en entornos urbanos para identificar zonas potencialmente riesgosas en condiciones de vientos extremadamente fuertes; y en el ambiente natural para investigar la erosión eólica.
Para confeccionar un mapa del potencial eólico, o actualizarlo, se deben disponer de distintos tipos de datos que se incorporan a programas de computadoras que logran la simulación del viento en una región. Algunos de los datos necesarios son:
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Velocidad y dirección del viento medidas durante años y en distintos lugares, con anemómetros y veletas instalados a varias alturas
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Mapa del relieve: valles, montañas, cerros, cañadones, mesetas
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Mapa del uso y la cobertura del suelo: ciudades, suelo desnudo, espejos de agua, ríos, zonas cultivadas, vegetación arbustiva, herbácea o boscosa
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Características de la capa de la atmósfera que está influenciada por la presencia de la superficie terrestre: tendencia a ser más estable, neutra o inestable, alturas de las subcapas que la forman.
Figura 2: Zoom de la zona marcada en el Mapa Eólico. Con la flecha se señala un posible sitio de interés para la generación de energía eólica
Un Ejemplo local
El primer Mapa del Potencial Eólico de la Provincia del Neuquén es del año 2006 y fue elaborado por el Ente Provincial de Energía del Neuquén, el Centro Regional de Energía Eólica de la Provincia de Chubut y la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Comahue. También cuentan con Mapas Eólicos las provincial de Chubut, La Pampa, Mendoza, Misiones, Río Negro y uno completo de toda Argentina.
La actualización del Mapa Eólico se realizó en el año 2018 en el marco de un convenio entre la Facultad de Ingeniería y la Agencia de Desarrollo de Inversiones del Neuquén, esta última suministrando mediciones del viento actuales hechas en el centro y sur de la provincia.
El resultado se muestra tanto en la Figura 1, que corresponde al mapa de la velocidad del viento promedio anual estimada a 50 metros de altura, como en Tabla 1 que detalla las clases de calidad del viento y el porcentaje de superficie del territorio provincial que ocupa cada rango de velocidades.
Los lugares de mayor potencial que corresponden a la clase 6 en color rojo en el mapa tienen velocidades mayores a 32 km/h y se ubican en la zona montañosa de la Sierra de Catan Lil que, si bien posee buenos vientos, es una zona poco accesible para la instalación de parques eólicos.
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Clase |
Rangos de velocidad (en km/h) |
Calidad para su aprovechamiento |
Porcentaje de la superficie (en %) |
|
1 |
(0 – 18) |
pobre |
17,4 |
|
2 |
(18 – 22) |
secundaria |
34,3 |
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3 |
(22 – 25) |
razonable |
32,1 |
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4 |
(25 – 29) |
buena |
13,1 |
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5 |
(29 – 32) |
excelente |
2,6 |
|
6 |
(32 – 47) |
excepcional |
0,5 |
Tabla 1: Clases de calidad de la velocidad del viento y porcentaje de superficie que ocupa cada rango de velocidades a 50 metros de altura.
También se observa que 16 % del territorio provincial cuenta con vientos de calidad buena o superior (clase 4 en amarillo oscuro y clase 5 en color rosa) para la generación de energía eólica a escala comercial.
Un área que ocupa 32 % de la provincia tiene vientos de calidad razonable (clase 3 en amarillo más claro) para producir energía eólica.
A modo de ejemplo, se buscó un sitio con vientos de muy buena calidad (clase 4), detectándose al sur del Embalse Los Barreales ubicado en la Sierra Barrosa (Figura 2). Este sitio tiene una altura sobre el nivel del mar de 853 metros, allí el rango de velocidades que más se repiten en el año está entre 22 y 29 km/h. La frecuencia en la que se espera una velocidad dentro de dicho rango es 25 %, este porcentaje equivale a 90 días (3 meses) aunque no se espera que sean consecutivos. La velocidad promedio en el año es 33 km/h. Cuando se consideran en ese sitio específico cada una de las direcciones del viento, los que provienen del oeste (rumbo 270°) y del oeste-noroeste (rumbo 300°) tienen una fuerza de 41 km/h, como se muestran en la Figura 3. Los vientos de estos dos sectores ocurren el 42 % del año (Figura 4).
La elaboración del Mapa del Potencial Eólico actualizado permite, como se observa en el ejemplo, determinar que la Provincia del Neuquén tiene características ventosas favorables en gran parte del año y que el recurso eólico es considerable en una amplia porción de su territorio.
Hay sitios que, además de tener excelentes vientos, están próximos a las líneas de transmisión eléctrica del Sistema Argentino de Interconexión eléctrica (SADI) y también a caminos o rutas que facilitan la accesibilidad a los mismos.
Figura 3: Rosa de la intensidad del viento del sitio marcado con la flecha en la Figura 2.
Figura 4: Frecuencia de las direcciones del viento del sitio marcado con la flecha en la Figura 2.
Autores
Ing. Samuel Damián Troncoso Schenker, Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo., graduado 2018 de la Carrera de Ingeniería Eléctrica, integrante “ad honorem” del proyecto de investigación PI 04/I227.
Lic. Lidia Ferreyra, Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo., docente e investigadora integrante del proyecto de investigación PI 04/I227, ha desarrollado el software KostenMap que posibilita la visualización de los datos derivados de las simulaciones del viento.
Mg. Claudia Palese, Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo., docente e investigadora, directora del proyecto de investigación PI 04/I227 Evaluación del Recurso Eólico en Patagonia II.