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Aerogeneradores y su impacto ambiental

Desde hace ya varios años, los ingenieros iniciaron a comprometerse más con las energías renovables, por lo que el desarrollo de la energía eólica va adquiriendo fuerza a nivel mundial.

Por  Myriam Sánchez.

La electricidad es de vital importancia para la sociedad en la que vivimos. Una de las formas en que se puede adquirir es por medio de los denominados aerogeneradores, dispositivos mecánicos mediante los cuales se produce electricidad con la fuerza del viento, gracias a la utilización de la energía cinética producida por efecto de las corrientes de aire.

Existe consciencia de que la utilización de los combustibles fósiles, como el carbón, el petróleo y el gas, presentan repercusiones desfavorables sobre el entorno natural. Cabe recordar que el calentamiento global provoca riesgos de hambre, epidemias y desastres naturales más subsecuentes.

La energía eólica está considerada entre las formas de energía limpia y renovable, con la cual es posible continuar adquiriendo energía eléctrica, sin tener consecuencias ecológicas importantes. Sin embargo, también es necesario reflexionar que con la utilización de aerogeneradores convencionales se puede provocar un grado de contaminación visual y acústica, así como amenazas a la fauna, en específico mortandad de aves por colisiones que llegan a tener con las aspas de grandes equipos. Es cierto que no existen mayores consecuencias como en el caso de los combustibles fósiles, pero sí se requiere buscar la forma de contrarrestarlos.

A raíz de esta problemática, en la actualidad, expertos en el tema están enfocados en la producción de tecnologías que eviten lo mayor posible los efectos negativos sobre el ambiente. El aprovechamiento de la energía eólica merece atención por distintas razones. Una de ellas se debe a su abundancia y confiabilidad como recurso al alcance. En comparación con el gas o el petróleo, la generación de energía eléctrica a través de este procedimiento resulta más económica; además, no provoca un alto impacto sobre el entorno ambiental si se sabe utilizar con las herramientas y procedimientos adecuados.

Energía eólica

Este tipo de generación es considerado una forma indirecta de energía solar. De acuerdo con información de la Asociación Mexicana de Energía Eólica, el viento depende entre 1 y 2 por ciento del Sol. La energía cinética del viento se puede transformar en energía eléctrica útil.

Mundialmente, son pocas las empresas que adquieren energía eléctrica tras convertir la energía cinética del viento, pero no hay duda de que, poco a poco, esta tendencia se ha ido expandiendo de forma rápida en los últimos años. Países como España y Dinamarca han conseguido funcionar con la instalación de parques eólicos.

Disminución en contaminación acústica

El funcionamiento de un aerogenerador provoca ruido por el movimiento de sus aspas. Para evitarlo, se recomienda contar con un controlador basado en un microprocesador para que, además de conseguir una reducción de ruido, también se pueda obtener un incremento en la productividad, una mejora en la capacidad de carga de las baterías y una mayor confiabilidad.

Este controlador realiza una búsqueda de potencia máxima del viento, optimizando la potencia de salida del alternador en todos los puntos de la curva cúbica y entregar de esa manera la energía hacia las baterías. Por medio de él, se puede controlar la velocidad de rotación de las aspas, lo que evita el zumbido generado comúnmente en otros equipos eólicos; asimismo, tener una serie de aspas de carbón reforzado y un ángulo mejorado de ellas permite un incremento en la producción de poder.

Anteriormente, en otro tipo de aerogeneradores se utilizaba el diseño aeroelástico para evitar el daño o desgaste de las aspas al enfrentarse contra vientos muy fuertes, lo que originaba ruidos con viento arriba de 35 mph (16 m/s). Caso contrario a estos aerogeneradores, se ecuentran los que tienen como resultado una turbina más silenciosa, los cuales funcionan con el monitoreo de la velocidad del viento, y es así como se detecta la presencia de vientos fuertes. Ante esto, el aerogenerador de forma electrónica permite reducir la rapidez con que se mueven las aspas al momento de llegar a una velocidad máxima, lo que evita la generación de contaminación acústica.

También hay que analizar que, a pesar de la reducción de la velocidad de las aspas, este tipo de aerogenerador seguirá produciendo poder a un nivel reducido, hasta que los vientos se tranquilicen, por lo que la potencia máxima de salida continuará.

Otro beneficio de este tipo de aerogeneradores es que ofrece una vida más prolongada de las baterías al no sobrecargarlas. Periódicamente deja de cargarlas para leer su voltaje; de inmediato se compara con el voltaje máximo y, si las baterías ya se encuentran totalmente cargadas, se deja de enviar la energía hacia ellas. Este procedimiento se lleva a cabo en cuestión de milisegundos, con lo que se repite constantemente esta operación. Al respecto, cualquier banco de baterías (de 25 hasta 25 mil A/h) puede ser cargado con gran seguridad.

Disminución en la mortandad de aves

Con la instalación de parques eólicos, se especula sobre el impacto que tienen sobre la vida de las aves que pudieran volar por donde se encuentran los aerogeneradores. Frente a la preocupación de evitar algún tipo de afectación, es importante informar que en nuestros días es poco probable, debido a que antes de la instalación de los equipos se realiza una supervisión con la que se estudia la ubicación para que sea óptima y no provoque efectos adversos en las aves. De acuerdo con información de la Asociación Mexicana de Energía Eólica, cuando se suscita un vuelo de aves en medio de un parque eólico, únicamente 1 de cada 10 mil llega a colisionarse con un aerogenerador.

Conductores sostenibles

Los aerogeneradores cuentan con conductores de corriente para trasportar la energía eléctrica. Estos cables van dentro del Nacelle y la torre. Son fabricados bajo una norma internacional o europea con diseños especiales para fuerza, fibra óptica, electrónica y de comunicación, con la finalidad de adquirir un cable flexible que no se dañe y aporte al cuidado del medioambiente por ser libre de halógenos.

Parte de la complejidad de los campos eólicos es que la energía recorre distancias considerables y en éstas se presentan pérdidas de energía. La trayectoria inicia desde que la energía se produce en el aerogenerador, pasa a un transformador para elevar el nivel de tensión, baja por las torres que miden entre 80 y 120 metros de altura, aproximadamente, y más tarde llegan al sistema de colección, donde se recolecta toda la energía mediante circuitos para llegar a la subestación. Finalmente, se elevan las tensiones para conectar el parque a la red correspondiente. En el caso de México, se conectan a la red de la Comisión Federal de Electricidad.

Los cables que se instalan dentro del aerogenerador y la torre no deben emitir gases tóxicos, como en el caso de cables aislados con PVC, los cuales liberan ácido clorhídrico (HCl), principal enemigo de los dispositivos electrónicos. Se recomienda que la fabricación de los cables que se instalan dentro de la torre cumpla con lo siguiente:

Norma europea EN Norma internacional IEC
No propagación del incendio 60332-3 60332-3
No propagación de la flama 60332-1-2 60332-1-2
Libre de halógenos 50267-2-1 60754-1
Baja acidez y corrosividad 50267-2-2 60754-2
Baja opacidad de humos 61034-2 61034-2

Características de cables sostenibles

 

Cable Diseño antiguo Diseño actual
Flexigron DN-F 1KV VULCAN DN-K 1KV EXZHELLENT-VENT SF (AS) 1KV
Halógenos Con halógenos Sin halógenos
No propagación de incendio No cumple Sí cumple
Alta seguridad (AS) No cumple Sí (AS)
Servicio Torsionable Fijo Torsionable/Fijo
Temperatura mínima de servicio -25 ºC -25 ºC -40 ºC
Diámetro 40 mm 32 mm 29 mm
Peso 3.2 kg/m 205 kg/m 2.2 kg/m
Resistencia a Ozono Excelente

Comparación entre el diseño antiguo y el actual

No todos los cables disponibles en el mercado cuentan con estas características que demuestran su compromiso con la tecnología y medioambiente a escala mundial.

 

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