Energía eólica desde la investigación

Autor: Juan Tonda
17/11/2021

Con la ponencia "Wind Energy. A perspective from a university research center" ofrecida en el "4th International Symposium of Renewable Energy and Sustainability 2020+1", el Dr. Eduardo Ramos, investigador del IER, describió los esfuerzos que se hacen por desarrollar tecnología en el Instituto de Energías Renovables para aprovechar la energía eólica en nuestro país. Para enmarcar la presentación de las actividades de investigación, el Dr. Ramos explicó los conceptos básicos usados en la conversión de la energía cinética del aire a energía mecánica y de ésta a energía eléctrica, enfatizando que la ventaja de la energía eólica es que es un recurso que no se agotará en una escala humana, que se puede obtener con un costo mínimo y que una vez instalados los dispositivos convertidores, produce casi nada de CO2. Mientras que las desventajas consisten en que es una fuente intermitente, diluida que contamina óptica y acústicamente y altera el entorno ecológico. Como parte del contexto, se describió el gran desarrollo que ha tenido esta fuente de energía a nivel mundial y algunas de las características más importantes del entorno del desarrollo de la energía eólica a nivel nacional. Específicamente, se listó a la Asociación Mexicana de Energía Eólica (AMEDEE) que agrupa a las compañías que ofrecen instalaciones y servicios en el ramo. Se observó que de acuerdo a la AMEDEE hay 3,175 turbinas eólicas instaladas, pero se hizo la observación que ninguna de ellas fue fabricada en México. También se mencionó al Centro Mexicano de Innovación en Energía Eólica, que dirige un proyecto que inició en 2016 patrocinado por la Secretaría de Energía y el CONACyT y que se desarrolla bajo el liderazgo del Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias. Este proyecto tiene como objetivos principales promover las capacidades tecnológicas en la industria eólica mexicana y aumentar los recursos humanos especializados en el tema.

Otra actividad que se comentó fue el diseño del Mapa Tecnológico de Ruta para la Energía Eólica en Tierra en México que es una reflexión y propuesta de actividades organizada por la Secretaría de Energía en 2017. Uno de los puntos indicados en el mapa de ruta es la existencia del Atlas Eólico Mexicano, que resultó de la colaboración del INEEL y el Instituto Tecnológico de Dinamarca.

Teniendo como marco de referencia el contexto descrito anteriormente, se relató que el grupo de energía eólica del IER se conformó en 2015 bajo el liderazgo del Dr. Osvaldo Rodríguez Hernández, con la finalidad de desarrollar proyectos de investigación que contribuyan a fortalecer tópicos de importancia para el aprovechamiento de la energía eólica. Uno de los proyectos consiste en el uso de herramientas meteorológicas de reanálisis de datos que combinadas con factores de producción permiten pronosticar el desempeño de las turbinas eólicas de manera precisa. Otro estudio importante también basado en técnicas meteorológicas, se refiere a la ubicación de sitios en el Golfo de México donde sería conveniente instalar granjas eólicas mar adentro (offshore). Aunque se sabe que los mejores sitios para instalarlas están frente a Yucatán y Tamaulipas, este estudio ofrece una gran precisión geográfica y de comportamiento del viento a lo largo del año. Dentro de estos mismos estudios, también se ha analizado el movimiento atmosférico a escala continental para determinar el origen del viento en el Itsmo de Tehuantepec. Este estudio contribuye a hacer una predicción certera de la intensidad del viento en el lugar mencionado con aproximadamente 72 horas de anticipación. Esto es de enorme utilidad para los usuarios de la energía generada por generadores eólicos. Los proyectos descritos anteriormente se centran en aplicaciones específicas, pero más importante es que el desarrollo de las herramientas que tienen un espectro de aplicación mucho más amplio. En este mismo tenor se encuentra otro proyecto de gran originalidad cuyo objetivo es extraer más información de los datos meteorológicos usuales. Esto se logra aplicando técnicas de Big data a los registros de velocidad de viento. La motivación principal de este grupo de proyectos obedece a que en México hay muy pocos datos del recurso eólico e instalar un número suficiente de torres y mantenerlas funcionando es una perspectiva poco realista. De esta manera, los métodos de análisis meteorológico permitirán paliar, que no resolver el este problema. Dentro del grupo, también se llevan a cabo proyectos teóricos y experimentales sobre la aerodinámica de las palas de aerogeneradores y el acoplamiento de la energía eléctrica a la red. Por ejemplo, el análisis de la generación distribuida en sistemas de CD de bajo voltaje provenientes de la energía eólica en la península de Baja California.

El enfoque que se sigue en los proyectos es aplicarlos a problemas reales en nuestro país. En particular, se estudian generadores de baja potencia cuya tecnología puedes ser fácilmente asimilable y que permitirían una generación distribuida de energía. En cuanto a educación, los integrantes del grupo ofrecen materias y proyectos a nivel de licenciatura y posgrado en temas básicos y aplicados en meteorología aplicada a la energía eólica, aerodinámica y generación eléctrica. En los últimos años se ha contado con apoyo del CONACyT para llevar a cabo el proyecto Fortalecimiento de Doctorado en Energía Eólica, que ha permitido equipar laboratorios y fortalecer los recursos humanos en el grupo.

Los miembros y estudiantes del grupo mantienen una reflexión y discusión permanente sobre las consecuencias sociales y ecológicas del aprovechamiento de la energía eólica. En particular, en los proyectos de investigación se incorporan conceptos de sostenibilidad y respeto al ambiente y la posibilidad de ofrecer beneficios a las comunidades donde potencialmente se instalarían aerogeneradores. Los aspectos sociales y sustentables se deben de tomar de tomar en cuenta antes de tomar la decisión de instalarlos. Por ejemplo, el rechazo de los pueblos originarios a los megaproyectos en Oaxaca, el daño al ambiente por la afectación a aves y murciélagos, la contaminación visual y acústica y el balance energético en el ciclo de vida de los aerogeneradores.



Aerogeneradores en el mar. Foto: Shutterstock

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