Paula Ortega-Vidals Jaime Peña-Antonio La energía eólica es un recurso renovable que se utiliza en la producción de energía eléctrica, utilizando el viento, a través de aerogeneradores que conforman un parque eólico. En este artículo describimos este tipo de equipos que producen energía eléctrica de energía eólica, que convierten la energía cinética del viento en energía mecánica por una hélice que, a su vez, la transforma en energía eléctrica. Un aerogenerador es un dispositivo conformado por tres partes principales: torre, rotor y álabe, que puede llegar a medir alrededor de 25 a 100 metros, aunque sus dimensiones varían. En México tenemos parques eólicos, ¿conoces alguno de ellos? Te ha pasado que en la noche, mientras disfrutas de una rica cena y estás listo para ver una película en la comodidad de tu casa, de repente ¡¡¡Se va la luz!!! Y te quedas inmerso en la oscuridad de tu casa. Claro, que, si eres una persona precavida, puede ser que tengas a la mano linternas o veladoras, en lo que esperas que de nueva cuenta se restablezca la energía eléctrica. Te contamos. En México existen dos formas de generación: la de recursos no renovables que incluyen los hidrocarburos (derivados del petróleo) y que es la que tiene un porcentaje más alto (aproximadamente un 84 %); la otra forma de generación, pero en menor porcentaje, es con recursos renovables, como las hidroeléctricas (emplean la fuerza del agua), geotérmicas (utilizan el calor de la tierra) y eoloeléctricas (generación de electricidad a partir del viento). Como su nombre lo indica, los recursos no renovables son aquellos que ya no se pueden volver a generar, por eso se han buscado alternativas de generación de energía que sean agradables al medioambiente. En esta ocasión, te hablaremos de un recurso renovable que se utiliza en la producción de energía eléctrica, como lo es el viento. Sí, así como lo lees: «viento». Seguro esto te causa inquietud y te preguntarás: ¿Cómo puede ser posible? Pues bien, gracias a un AEROGENERADOR, o más bien a un conjunto de ellos, los cuales conforman un parque eólico. En algunos conjuntos habitacionales no se requiere de un parque eólico, basta con un aerogenerador de baja potencia. La palabra parque nos recuerda a un lugar donde podemos estar en contacto con la naturaleza, disfrutar de un paseo o simplemente descansar bajo la sombra de un árbol. Algo similar es un parque eólico, solo que en este caso en lugar de árboles se tienen aerogeneradores que, como se mencionó, es una superficie en la cual se generará energía eléctrica empleando el viento, siendo un espacio que no daña al medioambiente y cuida la conservación de especies al no destruir su hábitat. Al escuchar esta palabra, se te podría ocurrir separarla en dos términos: aero y generador; lo que nos lleva a asociar el término «aero» con las alturas o algo que vuela. Y no estamos tan alejados de lo que esta palabra puede significar, ya que el elemento principal con el que está asociado es el viento. Y, en efecto, es un dispositivo encargado de convertir la energía cinética (energía que se genera cuando estamos en movimiento) del viento en energía mecánica a través de una hélice que, a su vez, la transforma en energía eléctrica. En pocas palabras, es un dispositivo que funciona gracias a las corrientes del viento, lo cual hace que esté en constante movimiento, generando así la energía eléctrica. Está conformado por tres partes principales: torre, rotor y álabe. Cada una tiene una función importante, por ejemplo, la torre es un soporte del rotor y álabes, capaz de resistir las fuertes velocidades del viento que rondan de los 40 km/h hasta los 70 km/h y muy fuertes, llegando a 120 km/h, donde su diseño y composición en algunos casos tiene la capacidad de soportar hasta 15 elefantes adultos, ¿te lo imaginas? Esta puede llegar a medir alrededor de 25 y hasta 100 metros. La respuesta es sí. En México hay estados que cuentan con parques eólicos que tienen alto potencial, como Oaxaca, Chiapas, Veracruz, Tabasco, Coahuila, Tamaulipas, Nuevo León y Baja California. Claro que no son elegidos al azar, sino porque cumplen con ciertas características y consideraciones, pues se deben llevar a cabo estudios antes de su colocación, como un espacio amplio, sin árboles, que no sea lugar de paso de aves y, por supuesto, que existan corrientes de viento que alcancen las velocidades antes mencionadas. Por ello, no todos los parques eólicos van a tener la misma cantidad de aerogeneradores, inclusive, sus dimensiones pueden variar, ya que existen distintas empresas y cada una tiene diferente manufactura. Quizá en las noticias has escuchado de un lugar llamado La Ventosa, caracterizado por las fuertes corrientes de viento que existen, que inclusive, en ciertas temporadas del año, llegan a volcar un tráiler. Esta región se localiza en el Istmo de Tehuantepec, Oaxaca, lo cual la convierte en una de las principales regiones en la generación de energía eólica de México; está compuesta por 104 aerogeneradores. Por ejemplo, en 2021, se registró una producción de 2 749 megavatios (MW), lo cual equivale al 10 % de la producción total del país. No es tarea sencilla lograr esto, ya que al ser una máquina que está en constante funcionamiento, requiere de mantenimiento por cierto tiempo de trabajo. Los aerogeneradores se tienen que estar monitoreando en todo momento para detectar fallas en su funcionamiento, porque de ello depende la eficiencia de producción de energía del parque eólico. Los aerogeneradores, al ser máquinas que se encuentran en la intemperie, están expuestas al sol, la lluvia y al viento, siendo estos factores de deterioro en sus componentes. Por ejemplo, los álabes (o hélices) son construidos con materiales que son resistentes a este tipo de cambios, como lo es la fibra de carbono o fibra de vidrio, siendo este último uno de los mejores materiales para su diseño. En La Ventosa se cuentan con álabes que miden ¡¡60 metros!! Cuando la empresa detecta que existe un daño en un álabe, se analizan y en ocasiones el daño es leve y puede seguir en funcionamiento; sin embargo, cuando la eficiencia del aerogenerador se ve afectada, la pieza se tiene que desechar, ocasionando que se detenga la su función hasta que se pueda reponer la pieza. Comúnmente, un álabe se desecha porque presenta fisuras en su estructura, porque la pintura que la cubre está deteriorada o, la más común, porque ya no tiene la misma firmeza y tiene deformaciones (en el término científico se conoce como deflexión), lo que lleva a que no se genere la misma cantidad de energía eléctrica. Otro factor que influye en la eficiencia de un aerogenerador está relacionado con el diseño de los álabes, ya que, al someterse a pruebas de calidad de manufactura, en ocasiones no cumplen con los parámetros aerodinámicos, los cuales ayudan a verificar la resistencia que tendrán al estar en funcionamiento. La respuesta es sí, puesto que requiere de tiempo y costo, pues en ocasiones se debe trasladar la pieza para que el fabricante haga las pruebas correspondientes. Por eso, se buscan técnicas que ayuden a mejorar los diseños y con ello lograr la mayor eficiencia en un aerogenerador, ya que las dimensiones del álabe pueden complicar su análisis. Por ello, los grupos de trabajo en energía eólica hacen estudios para encontrar alternativas de análisis, como el aplicar técnicas de diseño empleadas en otras áreas como la óptica. Quizá te suena familiar la palabra óptica, la cual la podemos relacionar con el diseño de lentes. No sé si te ha pasado a ti o algún familiar que van a hacerse un examen de la vista y detectan que es necesario usar lentes. Bueno, para diseñar el tipo de lente que necesitas se recurren a técnicas de diseño para detectar defectos. Claro que, en lugar de un ojo humano, lo que se analizaría sería un álabe. Esto contribuiría a desarrollar técnicas que no requieran un alto costo, que puedan ser de fácil acceso y, sobre todo, evitar la necesidad de hacer traslados de la pieza. Además, esto ayudaría a tener un mejoramiento en el diseño de los álabes, logrando una mayor eficiencia en la producción de energía. Espero que la próxima vez que se vaya la luz en tu casa recuerdes de donde proviene una pequeña porción de ella, así como la importancia que tiene el viento en la generación de energía eléctrica.
En el Green Power S.p.A. – Communications. La energía eólica. Global Digital Solutions. https://www.enelgreenpower.com/es/learning-hub/energias-renovables/energia-eolica Acciona. Energías renovables. La energía eólica. https://www.acciona.com/es/energias-renovables/energia-eolica/?_adin=02021864894 Actitud Ecológica. Aerogeneradores. https://actitudecologica.com/energias-renovables/eolica/aerogeneradores/
Profesora e Investigadora de estancia posdoctoral en la
Universidad del Istmo, Campus Tehuantepec.
Santo Domingo Tehuantepec, Oaxaca, México
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Estudiante del programa de Maestría en Energía Eólica de la
Universidad del Istmo, Campus Tehuantepec.
Santo Domingo Tehuantepec, Oaxaca, México.
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Pero, ¿te has preguntado cómo se genera la energía eléctrica que llega a tu casa?
Ahora veamos, ¿qué es un aerogenerador?
¿Existen en México parques eólicos?
¿Qué factores afectan un aerogenerador?
¿Es difícil analizar un álabe?
¿Qué tiene que ver la óptica con los aerogeneradores?
