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SSeerriiee:: RReeccuurrssooss ddiiddááccttiiccooss

Tapa:Imagen combinada de la Supernova Remnamt captadapor el telescopio Hubble - NASA.

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PRESIDENTE DE LA NACIÓN

Dr. Néstor Kirchner

MINISTRO DE EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Lic. Daniel Filmus

DIRECTORA EJECUTIVA DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. María Rosa Almandoz

DIRECTOR NACIONAL DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. Juan Manuel Kirschenbaum

Generador eólico

Esteban Curcio

Sergio Pizarro

Con la colaboración de:

Adriana Magni

Ana Casale

Curcio, EstebanGenerador eólico / coordinado por Juan Manuel Kirschenbaum.- 1a ed. - Buenos Aires: Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de laNación. Instituto Nacional de Educación Tecnológica, 2006.140 p.; 22x17 cm. (Recursos didácticos; 21)

ISBN 950-00-0530-1

1. Energía Eólica.I. Kirschenbaum, Juan Manuel, coord. II. Título

CDD 621.312 136

Fecha de catalogación: 3/01/2006

Impreso en MDC MACHINE S. A., Marcelo T. de Alvear 4346 (B1702CFZ), Ciudadela,en marzo 2006

Tirada de esta edición: 2.000 ejemplares

Colección Serie “Recursos didácticos”.Director del Programa: Juan Manuel Kirschenbaum.Coordinadora general: Haydeé Noceti.

Distribución de carácter gratuito.

Queda hecho el depósito que previene la ley n° 11.723. © Todos los derechosreservados por el Ministerio de Educación, Ciencia y Técnologia - InstitutoNacional de Educación Tecnológica.

La reproducción total o parcial, en forma idéntica o modificada por cualquiermedio mecánico o electrónico incluyendo fotocopia, grabación o cualquier sis-tema de almacenamiento y recuperación de información no autorizada en formaexpresa por el editor, viola derechos reservados.

Industria Argentina.

ISBN 950-00-0530-1

Instituto Nacional de Educación TecnológicaCentro Nacional de Educación TecnológicaCeNET-Materiales

Serie: “Recursos didácticos”

1 Invernadero automatizado2 Probador de inyectores y de motores paso a paso3 Quemador de biomasa4 Intercomunicador por fibra óptica5 Transmisor de datos bidireccional por fibra óptica, entre computadoras6 Planta potabilizadora7 Medidor de distancia y de velocidad por ultrasonido8 Estufa de laboratorio9 Equipamiento EMA –características físicas de los materiales de construcción–

10 Dispositivo para evaluar parámetros de líneas11 Biodigestor12 Entrenador en lógica programada13 Entorno de desarrollo para programación de microcontroladores PIC14 Relevador de las características de componentes semiconductores15 Instalación sanitaria de una vivienda16 Equipamiento para el análisis de estructuras de edificios17 Cargador semiautomático para máquinas a CNC de accionamiento electroneumático18 Biorreactor para la producción de alimentos 19 Ascensor20 Pila de combustible21 Generador eólico22 Auto solar23 Simuladores interconectables basados en lógica digital24 Banco de trabajo25 Matricería. Matrices y moldes26 Máquina de vapor27 Sismógrafo28 Tren de aterrizaje29 Manipulador neumático30 Planta de tratamiento de aguas residuales

Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología.Instituto Nacional de Educación Tecnológica.Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

El Instituto Nacional de EducaciónTecnológica -INET- enmarca sus líneas deacción, programas y proyectos, en las metasde:

• Coordinar y promover programasnacionales y federales orientados a for-talecer la educación técnico-profesional,articulados con los distintos niveles y ci-clos del sistema educativo nacional.

• Implementar estrategias y acciones decooperación entre distintas entidades,instituciones y organismos –gubernamen-tales y no gubernamentales-, que permi-tan el consenso en torno a las políticas,los lineamientos y el desarrollo de lasofertas educativas, cuyos resultados seanconsiderados en el Consejo Nacional deEducación-Trabajo –CoNE-T– y en elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Desarrollar estrategias y acciones desti-nadas a vincular y a articular las áreas deeducación técnico-profesional con lossectores del trabajo y la producción, aescala local, regional e interregional.

• Diseñar y ejecutar un plan de asistenciatécnica a las jurisdicciones en los aspectosinstitucionales, pedagógicos, organizativosy de gestión, relativos a la educación téc-

nico-profesional, en el marco de los acuer-dos y resoluciones establecidos por elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Diseñar y desarrollar un plan anual decapacitación, con modalidades presen-ciales, semipresenciales y a distancia, consede en el Centro Nacional de EducaciónTecnológica, y con nodos en los CentrosRegionales de Educación Tecnológica ylas Unidades de Cultura Tecnológica.

• Coordinar y promover programas deasistencia económica e incentivos fis-cales destinados a la actualización y eldesarrollo de la educación técnico-profe-sional; en particular, ejecutar lasacciones relativas a la adjudicación y elcontrol de la asignación del CréditoFiscal –Ley Nº 22.317–.

• Desarrollar mecanismos de cooperacióninternacional y acciones relativas a dife-rentes procesos de integración educativa;en particular, los relacionados con lospaíses del MERCOSUR, en lo referente ala educación técnico-profesional.

Estas metas se despliegan en distintos pro-gramas y líneas de acción de responsabilidadde nuestra institución, para el período 2003-2007:

VVIIIIII

LAS METAS, LOS PROGRAMAS Y LAS LÍNEAS DE

ACCIÓN DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Programa 1. Formación técnica, media ysuperior no universitaria:

1.1. Homologación y validez nacional detítulos.

1.2. Registro nacional de instituciones deformación técnica.

1.3. Espacios de concertación.

1.4. Perfiles profesionales y ofertas formati-vas.

1.5. Fortalecimiento de la gestión institu-cional; equipamiento de talleres y la-boratorios.

1.6. Prácticas productivas profesiona-lizantes: Aprender emprendiendo.

Programa 2. Crédito fiscal:

2.1. Difusión y asistencia técnica.

2.2. Aplicación del régimen.

2.3. Evaluación y auditoría.

Programa 3. Formación profesional para eldesarrollo local:

3.1. Articulación con las provincias.

3.2. Diseño curricular e institucional.

3.3. Información, evaluación y certifi-cación.

Programa 4.Educación para el trabajo y laintegración social.

Programa 5. Mejoramiento de la enseñanzay del aprendizaje de la Tecnología y de laCiencia:

5.1. Formación continua.

5.2. Desarrollo de recursos didácticos.

Programa 6. Desarrollo de sistemas de infor-mación y comunicaciones:

6.1. Desarrollo de sistemas y redes.

6.2. Interactividad de centros.

Programa 7. Secretaría ejecutiva del ConsejoNacional de Educación Trabajo –CoNE-T–.

Programa 8. Cooperación internacional.

Los materiales de capacitación que, en estaocasión, estamos acercando a la comunidadeducativa a través de la serie “Recursosdidácticos”, se enmarcan en el Programa 5del INET, focalizado en el mejoramiento dela enseñanza y del aprendizaje de la Tec-nología y de la Ciencia, uno de cuyos pro-pósitos es el de:

• Desarrollar materiales de capacitacióndestinados, por una parte, a la actua-lización de los docentes de la educacióntécnico-profesional, en lo que hace a co-nocimientos tecnológicos y científicos; y,por otra, a la integración de los recursosdidácticos generados a través de ellos, enlas aulas y talleres, como equipamientode apoyo para los procesos de enseñanzay de aprendizaje en el área técnica.

Estos materiales didácticos han sido elabora-dos por especialistas del Centro Nacional deEducación Tecnológica del INET y por espe-cialistas convocados a través del Programa delas Naciones Unidas para el Desarrollo–PNUD– desde su línea “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo deequipos e instrumentos”, a quienes estaDirección expresa su profundo reconoci-miento por la tarea encarada.

María Rosa AlmandozDirectora Ejecutiva del Instituto Nacional de

Educación Tecnológica.Ministerio de Educación, Ciencia y

Tecnología

IIXX

Desde el Centro Nacional de EducaciónTecnológica –CeNET– encaramos el diseño,el desarrollo y la implementación de proyec-tos innovadores para la enseñanza y el apren-dizaje en educación técnico-profesional.

El CeNET, así:

• Es un ámbito de desarrollo y evaluaciónde metodología didáctica, y de actuali-zación de contenidos de la tecnología yde sus sustentos científicos.

• Capacita en el uso de tecnología a do-centes, profesionales, técnicos, estudian-tes y otras personas de la comunidad.

• Brinda asistencia técnica a autoridades e-ducativas jurisdiccionales y a edu-cadores.

• Articula recursos asociativos, integrandoa los actores sociales involucrados con laEducación Tecnológica.

Desde el CeNET venimos trabajando en dis-tintas líneas de acción que convergen en elobjetivo de reunir a profesores, a especialistasen Educación Tecnológica y a representantesde la industria y de la empresa, en accionescompartidas que permitan que la educacióntécnico-profesional se desarrolle en la escuelade un modo sistemático, enriquecedor, pro-fundo... auténticamente formativo, tanto paralos alumnos como para los docentes.

Una de nuestras líneas de acción es la de di-señar y llevar adelante un sistema de capaci-

tación continua para profesores de educacióntécnico-profesional, implementando trayec-tos de actualización. En el CeNET contamoscon quince unidades de gestión de apren-dizaje en las que se desarrollan cursos,talleres, pasantías, conferencias, encuentros,destinados a cada educador que desee inte-grarse en ellos presencialmente o a distancia.

Otra de nuestras líneas de trabajo asume laresponsabilidad de generar y participar enredes que vinculan al Centro con organismose instituciones educativos ocupados en laeducación técnico-profesional, y con organis-mos, instituciones y empresas dedicados a latecnología en general. Entre estas redes, seencuentra la Red Huitral, que conecta aCeNET con los Centros Regionales deEducación Tecnológica -CeRET- y con lasUnidades de Cultura Tecnológica –UCT–instalados en todo el país.

También nos ocupa la tarea de producirmateriales de capacitación docente. DesdeCeNET hemos desarrollado distintas seriesde publicaciones –todas ellas disponibles enel espacio web www.inet.edu.ar–:

• Educación Tecnológica, que abarca mate-riales que posibilitan una definición cu-rricular del área de la Tecnología en elámbito escolar y que incluye marcosteóricos generales, de referencia, acercadel área en su conjunto y de sus con-tenidos, enfoques, procedimientos yestrategias didácticas más generales.

XX

LAS ACCIONES DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

• Desarrollo de contenidos, nuestra segundaserie de publicaciones, que nuclea fascícu-los de capacitación en los que se profun-diza en los campos de problemas y decontenidos de las distintas áreas del cono-cimiento tecnológico, y que recopila, tam-bién, experiencias de capacitación docentedesarrolladas en cada una de estas áreas.

• Educación con tecnologías, que propicia eluso de tecnologías de la información y dela comunicación como recursos didácti-cos, en las clases de todas las áreas yespacios curriculares.

• Educadores en Tecnología, serie de publica-ciones que focaliza el análisis y las pro-puestas en uno de los constituyentes delproceso didáctico: el profesional queenseña Tecnología, ahondando en losrasgos de su formación, de sus prácticas,de sus procesos de capacitación, de suvinculación con los lineamientos curricu-lares y con las políticas educativas, deinteractividad con sus alumnos, y consus propios saberes y modos de hacer.

• Documentos de la escuela técnica, quedifunde los marcos normativos y curricu-lares que desde el CONET –ConsejoNacional de Educación Técnica- deli-nearon la educación técnica de nuestropaís, entre 1959 y 1995.

• Ciencias para la Educación Tecnológica,que presenta contenidos científicos aso-ciados con los distintos campos de la tec-nología, los que aportan marcos concep-tuales que permiten explicar y funda-mentar los problemas de nuestra área.

• Recursos didácticos, que presenta con-tenidos tecnológicos y científicos,

estrategias –curriculares, didácticas yreferidas a procedimientos de construc-ción– que permiten al profesor de la edu-cación técnico-profesional desarrollar,con sus alumnos, un equipamientoespecífico para integrar en sus clases.

Desde esta última serie de materiales decapacitación, nos proponemos brindar he-rramientas que permitan a los docentes nosólo integrar y transferir sus saberes y capaci-dades, sino también, y fundamentalmente,acompañarlos en su búsqueda de solucionescreativas e innovadoras a las problemáticascon las que puedan enfrentarse en el procesode enseñanza en el área técnica.

En todos los casos, se trata de propuestas deenseñanza basadas en la resolución de pro-blemas, que integran ciencias básicas ytecnología, y que incluyen recursos didácti-cos apropiados para la educacióntécnico–profesional.

Los espacios de problemas tecnológicos, lasconsignas de trabajo, las estrategias deenseñanza, los contenidos involucrados y,finalmente, los recursos didácticos estánplanteados en la serie de publicaciones queaquí presentamos, como un testimonio derealidad que da cuenta de la potencialidadeducativa del modelo de problematización enel campo de la enseñanza y del aprendizajede la tecnología, que esperamos que resultede utilidad para los profesores de la edu-cación técnico-profesional de nuestro país.

Juan Manuel KirschenbaumDirector Nacional del Centro Nacional de

Educación Tecnológica.Instituto Nacional de Educación Tecnológica

XXII

Desde esta serie de publicaciones del CentroNacional de Educación Tecnológica, nos pro-ponemos:

• Poner a consideración de los educadoresun equipamiento didáctico a integrar enlos procesos de enseñanza y de apren-dizaje del área técnica que coordinan.

• Contribuir a la actualización de losdocentes de la educación técnico-profe-sional, en lo que hace a conocimientostecnológicos y científicos.

Inicialmente, hemos previsto el desarrollo deveinte publicaciones con las que intentamosabarcar diferentes contenidos de este campocurricular vastísimo que es el de la educacióntécnico-profesional.

En cada una de estas publicaciones es posiblereconocer una estructura didáctica común:

1 Problemas tecnológicos en el aula. Enesta primera parte del material sedescriben situaciones de enseñanza y deaprendizaje del campo de la educacióntécnico-profesional centradas en la re-solución de problemas tecnológicos, y sepresenta una propuesta de equipamientodidáctico, pertinente como recurso pararesolver esas situaciones tecnológicas ydidácticas planteadas.

2 Encuadre teórico para los problemas.En vinculación con los problemas didác-ticos y tecnológicos que constituyen elpunto de partida, se presentan conceptos

tecnológicos y conceptos científicos aso-ciados.

3 Hacia una resolución técnica. Manualde procedimientos para la construc-ción y el funcionamiento del equipo.Aquí se describe el equipo terminado y semuestra su esquema de funcionamiento;se presentan todas sus partes, y los mate-riales, herramientas e instrumentos nece-sarios para su desarrollo; asimismo, sepauta el “paso a paso” de su construc-ción, armado, ensayo y control.

4 El equipo en el aula. En esta parte delmaterial escrito, se retoman las situa-ciones problemáticas iniciales, aportandosugerencias para la inclusión del recursodidáctico construido en las tareas quedocente y alumnos concretan en el aula.

5 La puesta en práctica. Este tramo dela publicación plantea la evaluacióndel material didáctico y de la experien-cia de puesta en práctica de las estrate-gias didácticas sugeridas. Implica unaretroalimentación –de resolución vo-luntaria– de los profesores destinata-rios hacia el Centro Nacional deEducación Tecnológica, así como elpunto de partida para el diseño denuevos equipos.

Esta secuencia de cuestiones y de momentosdidácticos no es azarosa. Intenta replicar –enuna producción escrita– las mismas instanciasde trabajo que los profesores de Tecnologíaponemos en práctica en nuestras clases:

XXIIII

LA SERIE “RECURSOS DIDÁCTICOS”

XXIIIIII

Es a través de este circuito de trabajo (pro-blema-respuestas iniciales-inclusión teórica-respuestas más eficaces) como enseñamos ycomo aprenden nuestros alumnos en el área:

• La tarea comienza cuando el profesorpresenta a sus alumnos una situacióncodificada en la que es posible recono-cer un problema tecnológico; para con-figurar y resolver este problema, es nece-sario que el grupo ponga en marcha unproyecto tecnológico, y que encare análi-sis de productos o de procesos desarro-llados por distintos grupos sociales pararesolver algún problema análogo.Indudablemente, no se trata de cualquierproblema sino de uno que ocasionaobstáculos cognitivos a los alumnosrespecto de un aspecto del mundo artifi-cial que el profesor –en su marco curri-cular de decisiones– ha definido comorelevante.

• El proceso de enseñanza y de aprendiza-je comienza con el planteamiento de esasituación tecnológica seleccionada por elprofesor y con la construcción del espa-cio-problema por parte de los alumnos, ycontinúa con la búsqueda de respuestas.

• Esta detección y construcción derespuestas no se sustenta sólo en losconocimientos que el grupo disponesino en la integración de nuevos con-tenidos.

• El enriquecimiento de los modos de “ver”y de encarar la resolución de un proble-ma tecnológico –por la adquisición denuevos conceptos y de nuevas formastécnicas de intervención en la situación

desencadenante– suele estar distribuidamaterialmente –en equipamiento, enmateriales, en herramientas–.

No es lo mismo contar con este equipamien-to que prescindir de él.

Por esto, lo queintentamos des-de nuestra seriede publicacio-nes es acercar alprofesor distin-tos recursos di-dácticos que a-yuden a sus a-lumnos en estatarea de proble-matización y dei n t e r v e n c i ó n– s u s t e n t a d ateórica y técni-camente– en elmundo tecno-lógico.

Al seleccionar los recursos didácticos queforman parte de nuestra serie de publica-ciones, hemos considerado, en primer térmi-no, su potencialidad para posibilitar, a losalumnos de la educación técnico-profesional,configurar y resolver distintos problemas tec-nológicos.

Y, en segundo término, nos preocupó quecumplieran con determinados rasgos que lespermitieran constituirse en medios eficacesdel conocimiento y en buenos estructurantescognitivos, al ser incluidos en un aula por unprofesor que los ha evaluado como perti-

XXIIVV

Caracterizamos comorecurso didáctico a to-do material o compo-nente informático se-leccionado por un edu-cador, quien ha evalua-do en aquél posibili-dades ciertas para ac-tuar como mediadorentre un problema de larealidad, un contenidoa enseñar y un grupode alumnos, facilitandoprocesos de compren-sión, análisis, profundi-zación, integración,síntesis, transferencia,producción o evalua-ción.

nentes. Las cualidades que consideramosfundamentales en cada equipo que promove-mos desde nuestra serie de publicaciones”Recursos didácticos”, son:

• Modularidad (puede adaptarse a diversosusos).

• Resistencia (puede ser utilizado por losalumnos, sin peligro de romperse confacilidad).

• Seguridad y durabilidad (integrado pormateriales no tóxicos ni peligrosos, ydurables).

• Adaptabilidad (puede ser utilizado en eltaller, aula o laboratorio).

• Acoplabilidad (puede ser unido o combi-nado con otros recursos didácticos).

• Compatibilidad (todos los componentes,bloques y sistemas permiten ser integra-dos entre sí).

• Facilidad de armado y desarmado (posi-bilita pruebas, correcciones e incorpo-ración de nuevas funciones).

• Pertinencia (los componentes, bloquesfuncionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos cu-rriculares de la educación técnico-pro-fesional).

• Fiabilidad (se pueden realizar las tareaspreestablecidas, de la manera esperada).

• Coherencia (en todos los componentes,bloques funcionales o sistemas se siguenlas mismas normas y criterios para elarmado y utilización).

• Escalabilidad (es posible utilizarlo enproyectos de diferente nivel de com-

plejidad).

• Reutilización (los diversos componentes,bloques o sistemas pueden ser desmonta-dos para volver al estado original).

• Incrementabilidad (posibilidad de iragregando piezas o completando elequipo en forma progresiva).

Haydeé NocetiCoordinadora de la acción “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo de

equipos e instrumentos”.Centro Nacional de Educación Tecnológica

XXVV

21.Generador

eólico

22

Este material de capacitación fuedesarrollado por:

Esteban Curcio, diseñador industrial.

Con la colaboración del diseñador indus-trial Sergio Pizarro, y Adriana Magni y AnaLasala, estudiantes de Diseño Industrial.

Dirección del Programa:Juan Manuel Kirschenbaum

Coordinación general:Haydeé Noceti

Diseño didáctico:Ana Rúa

Administración:Adriana Perrone

Monitoreo y evaluación:Laura Irurzun

Diseño gráfico:Tomás Ahumada

Karina LacavaAlejandro Carlos Mertel

Diseño de tapa:Laura Lopresti

Juan Manuel Kirschenbaum

Retoques fotográficos:Roberto Sobrado

Con la colaboracióndel equipo de profesionales

del Centro Nacionalde Educación Tecnológica

Las metas, los programas y las líneas de accióndel Instituto Nacional de Educación Tecnológica VIII

Las acciones del Centro Nacional de Educación Tecnológica X

La serie “Recursos didácticos” XII

1 Problemas tecnológicos en el aula 4

• El recurso didáctico que proponemos

2 Encuadre teórico para los problemas 10

• Energía

• Panorama energético

• Situación actual de la energía eólica

• Recurso eólico

• Aerodinamia de un generador

• Instalaciones

• Generador eólico

3 Hacia una resolución técnica.Manual de procedimientos para la construcción yel funcionamiento del equipo 70

• El producto

• Los componentes

• Los materiales y las herramientas

• Las estrategias de producción

• Las vinculaciones

• La construcción y el armado

• El ensayo y el control

4 El equipo en el aula 90

5 La puesta en práctica 100

Índice

44

1. PROBLEMAS TECNOLÓGICOS EN EL AULA

Le proponemos comenzar por el análisis dealgunas problemáticas que colegas profesoresplantean a sus alumnos de educación técni-co-profesional. Están presentadas a modo deantecedentes de un contexto que permite

dimensionar y focalizar a la Tecnología comouna actividad integradora de aspectos socio-culturales, interrelacionada con nuestra vidacotidiana y con el entorno productivo.

En la ciudad luz de El Chocón se está evaluando larealización de una conversión lumínica del alumbradopúblico de las calles1 que implica cambiar todas lasluminarias -porque las nuevas, además del beneficiode sus materiales irrompibles, integran transfor-madores distintos y lámparas de bajo consumo-.

Para evaluar esta decisión, se forma una comisión enla que participan vecinos; entre ellos, Michel -apoda-do "el loco", por las cosas raras que salen de su taller-.Escuchemos su planteo:

- Yo pagaba 40 $ y, ahora, 60 $. ¡20 $ más por alum-brar la calle!

Y este enojo inicial por pagar a la empresa mucho másde lo que antes le cobraba la Municipalidad, continúa:

- Nuestra ciudad tiene 10.000 viviendas; si esecosto representa, realmente, la energía consumi-da, estamos en condiciones de decir que: Siapagamos la luz de la calle, podemos darleenergía eléctrica a 5000 viviendas más.Apaguemos la luz de la calle y nosotros les pa-gamos la energía eléctrica a esas casas...

En el momento de decidir, no todos los vecinos acuer-dan quedarse sin luz de noche -por seguridad y porotros motivos, todos ellos justificables- y casi nadie se

detiene a pensar que 5000 familias no pagarían por elservicio.

Michel, impetuoso, insiste en plantear que el sistemade la iluminación pública es necesario pero injusto portodo el derroche que, noche a noche, requiere. Y,retruca, diciendo:

- De noche, en sus casas, ¿ustedes dejan todas lasluces prendidas sólo por las dudas? Pensemos...Si hace falta estar sin luz, estaremos. Pero, ¿no sedan cuenta que tener iluminadas las calles esmás caro que usar todos los electrodomésticosde la casa?

La reunión termina con Michel muy enojado; tan eno-jado, que propone a la comisión usar velas duranteunos días, hasta encontrar una solución mejor.

Y la solución viene de la cola de un barrilete que haquedado atrapada y que nuestro vecino ve movién-dose violentamente por el viento del lugar mientraspiensa en voz alta:

- Es imposible! Nunca podremos por los costos... Sicoloco generadores en cada torre de alumbradopúblico va a ser un lío; a ver si todavía quedaalguien enganchado de las aspas... ¡Eso...! Unabicicleta...

Para Michel, todo tenía sentido.

Los alumnos de "Diseño tecnológico II. Energías"están trabajando en la resolución de un problema:

EEss aassíí.. DDeessddee mmaaññaannaa nnooss aappaaggaann llaa lluuzz ddee llaa ccaallllee

1 Bayer Andina (2002) "Una idea brillante: Luminarias de la calle impulsadas por energía renovable".hhttttpp::////wwwwww..aassppiirriinnaa..ccoomm..eecc//bbaayyeerraanndd..nnssff//00//ee11aaff9955aa66dd2255ff11ee99cc0055225566cc3300000044cccc7711ee??OOppeennDDooccuummeenntt

55

1. ¿En qué puede estar pensando Michel?Retomen las ideas sueltas de los gene-radores en cada torre, la bicicleta, la coladel barrilete y el viento.

2. Hagan rápidamente un boceto o croquis,antes de que la idea se vaya.

3. Es importante -y, estamos seguros de queél lo hizo-, conseguir una luminariacualquiera; su análisis les servirámuchísimo para dimensionar adecuada-mente los componentes y accesoriosnecesarios para resolver el problema deEl Chocón.

4. Como ven, estamos en una situacióninteresante; con los bocetos y las pistasque acercó Michel podemos comenzar adesarrollar el proyecto tecnológico.

5. Al finalizar el proyecto, debemos contarcon toda la documentación técnica nece-saria y, por supuesto, con el prototipo dela luminaria.

desde las tiendas de campaña militares en Irak a lasmuñecas Barbie en China y las empresas de ali-mentación en Brasil. (...) Aunque, hasta ahora, losconsumidores han absorbido los mayores precios dela gasolina en las estaciones de servicio, se estánviendo afectados en otras formas. En una conferen-cia reciente, el presidente de Mattel Inc., RobertEckert, dijo a analistas e inversionistas que, en enero,la fabricación de juguetes tuvo que adoptar 'unaumento de precios muy modesto' de entre el 2 % yel 4 % en sus productos, incluyendo las muñecasBarbie, para compensar parcialmente lo que ve comoniveles de costos más altos a largo plazo para mate-riales y servicios clave ligados al crudo. Las Barbiese fabrican en China e Indonesia, y se distribuyen portodo el mundo.2

¿¿TTee ppaarreeccee?? 220000 aaññooss nnoo ssoonn nnaaddaaCrecemos en un entorno artificial que nospertenece. Pertenencia creada o pertenenciaadquirida -sea cual sea-, ese entorno es nues-tro. Y, tanto la creación como el consumo ytodas las actividades que realizamos parapertenecer y mantenernos en él se basan enel consumo de combustibles fósiles. Todo loque consumimos ha recibido una cuota depetróleo como fuente de energía en procesoso como materia prima en materiales.

2 Aeppel, Timothy (2005) "Oil's Surge Ignites Cost IncreasesFor Products From Plastics to Shoes". The Wall Street Journal.hhttttpp::////wwwwww..ccrriissiisseenneerrggeettiiccaa..oorrgg//aarrttiiccllee..pphhpp??ssttoorryy==2200005500332233116622332244114466

Así, quemamos combustibles de origen fósilpor diversas necesidades y utilizamos deriva-dos de ellos para la producción, en cada unade sus manifestaciones. Sí; esto sucede hastacuando consumimos vegetales -sólo aquellosque son orgánicos, debidamente certificados,pueden salvarse de esta inclusión; obvia-mente, si miramos hacia otro lado cuando setrasladan los productos-.

- Profe... ¡Usted es un exagerado!- A ver; decime un producto en el que no

se haya utilizado algún derivado delpetróleo para su producción o para suexistencia en el mercado.

- Los huevos del gallinero de casa.- Una pregunta, Juan: ¿Con qué alimentás

a las gallinas?- Y... con alimento balanceado.- ¿Podrías afirmar que en la producción

del alimento no se utilizó ningún deriva-do del petróleo?

- Hummmm.El reciente auge de los precios del petróleo estáteniendo repercusiones que trascienden las indus-trias que consumen grandes cantidades de energía,impulsando los costos de todo tipo de productos:

Los alumnos de la asignatura "Energía en Industriasde procesos", leen:

66

El uso de la energía eléctrica en un lugar deter-minado está condicionado a la existencia detres partes del sistema: generación, transportey distribución. El impacto ambiental en la gene-ración es el de mayor envergadura y es fuerte-mente dependiente de la estructura del sistemade producción, de la tecnología que emplea ydel tipo de combustible que utiliza. (...) La mayorparte de la energía eléctrica producida en elpaís es obtenida aprovechando el potencialquímico de los combustibles fósiles, seguidapor la hidroeléctrica. La cadena energética detransformación térmica en eléctrica incluye laconversión del potencial químico del com-bustible en energía térmica, de energía térmicaen energía mecánica y de esta última enenergía eléctrica. El eslabón más contaminantede la cadena es el primero, ya que requiere lacombustión de los combustibles fósiles, lo quelibera en el ambiente gases que producen efec-to invernadero, acidificación, adelgazamientode la capa de ozono estratosférica, producciónde ozono troposférico, etc.3

3 Arena, A. P., Canizo, J. R., Sánchez, B. M. (2002) "Perfil am-biental de la generación termoeléctrica en la Argentina en elcuatrienio 1997/2000". En Avances en Energías Renovablesy Medio Ambiente. Vol. 6, Nº 1. ASADES -AsociaciónArgentina de Energías Renovables y Ambiente-. Buenos Aires.hhttttpp::////aassaaddeess..oorrgg..aarr//aavveerrmmaa//66--22000022//aarrtt111177..ppddff

EExxppoorrttaarr eell vviieennttoo44

4 Urien, Paula (2002) "Exportar el viento". Diario La Nación;28 de julio. Buenos Aires. hhttttpp::////wwwwww..llaannaacciioonn..ccoomm..aarr//222211994488

Argentina tiene la capacidad de producir a granescala hidrógeno, el petróleo del futuro. Puedeobtenerse a través de la energía eólica,aprovechando los potentes vientos de laPatagonia y, además, es un producto deexportación.

En el sur está la clave. Los vientos de laPatagonia, de los más constantes y poderososen el mundo, son una fuente inagotable deenergía renovable. Y, transformada enhidrógeno, no sólo se puede almacenar; tam-bién, exportar.

Según Erico Spinadel, presidente de laAsociación Argentina de Energía Eólica yvicepresidente de la World Wind EnergyAssociation, está demostrado que, instaladosunos 6000 molinos, totalizando unos 10 GW depotencia nominal, en tan sólo 1000 kilómetroscuadrados en la provincia de Santa Cruz, sepodría producir por día y exportar al Japón, porejemplo, hidrógeno líquido con un equivalenteenergético a 48.000 barriles de petróleo. Esdecir, se podría exportar el 3 % de la demandadiaria de energía de Japón, lo que será rentableuna vez que el barril de petróleo supere el costode los 40 dólares.

La energía primaria para la producción dehidrógeno por electrólisis, el viento, es gratuita,limpia y renovable; pero, para aprovecharla, senecesita inversión. "Si el país tuviera un rumboclaro -afirma Spinadel-, ya se estaría instalan-do en Santa Cruz la primera fábrica con tec-nología eólica alemana, un proyecto a punto deconcretarse en octubre de 2001, pero desacti-vado a causa de la situación actual. Esa planta,que demandaría una inversión de 600 millonesde dólares, habría empleado a unas 600 per-sonas". La energía eólica ya ha creado 30.000puestos de trabajo en Europa.

La historia indica que, para la producción yla vida cotidiana, llevamos 200 años depen-diendo de combustibles no renovables, yque podemos contar con reservas sólo para50 o 75 años.

1. ¿Cuánto cuesta hoy el barril de petróleo?2. ¿Cómo varió su precio en el último año?3. ¿Cómo se preparan los países para su

extinción?4. ¿Cómo se prepara nuestro país? 5. ¿Cómo nos preparamos en la región?

¿Creen posible un futuro con algunas delas características planteadas? ¿Identificanalgunas barreras que les impiden participaren la creación de ese futuro? ¿Cuáles? ¿Porqué?

Les propongo comenzar a derribar barreras:

1. Somos afortunados. Por creer que esposible, estamos en la oficina creativa dela empresa Futuro SA y el gerente,Mr. Ray Bradbury, se aparece con unaserie de productos de uso cotidiano,de los últimos que están en la calle. Losque te imagines; hasta una olla que nococina.

2. Ray abre la puerta de la oficina y dice:Pensemos todo esto dentro de 20 años;éste es nuestro proyecto desde hoy.

3. Otras variables de este proyecto sonla tan hablada energía eólica y ladel hidrogeno, de la cual necesitamosmás información: cómo se obtiene,cuáles son sus ventajas, qué beneficiosgenera, etc.

4. Piensen en generadores eólicos propios.Se me ocurre también algo sobre micro-generadores eólicos; evalúen si es unatecnología posible. Dejo todo en muybuenas manos.

5. Elijan por lo menos 5 productos delos seleccionados de este presente y tra-bajen sobre la base de las consignas deRay.

Los alumnos comienzan a trabajar en unproyecto de rediseño. Su trabajo se inicia conel análisis de algunos productos, acompaña-

da de una investigación (II) importante, ine-ludible para el proyecto, concretada en undesarrollo (DD). La acción de trabajo en II++DDpermite la aparición de nuevos productos;como toda acción de I+D, genera productospropios de nuestro entorno.

Existen factores comunes en todas lassituaciones planteadas. Uno, es el de lasenergías renovables; otro, más preciso,es la energía eólica y, por último, situa-ciones de referencia específica a un aero-generador.

Porque, nuestra sugerencia es incluir en susclases el recurso didáctico ggeenneerraaddoorr eeóólliiccoopara abordar directamente una experienciaen escala, con control de todas sus variables,desde las consideraciones ambientales delámbito donde será emplazado, hasta eltamaño de sus aspas y varios aspectos cons-tructivos para lograr energía eléctrica de ori-gen eólico.

77

Los cinco productos seleccionados sonconsumidores de energía, marcados conun futuro de difícil acceso o inexistenteproducción. Con las diferentes interven-ciones, el docente trata de focalizar laacción en la energía eólica, la cual es deesperar que surja como alternativa desdelos alumnos.

EEll rreeccuurrssoo ddiiddááccttiiccoo qquueepprrooppoonneemmooss

88

99

El recurso didáctico ggeenneerraaddoorr eeóólliiccoo le per-mitirá llevar al aula el conocimiento necesariopara abordar los diferentes contextos plantea-dos y disponer, así, de diversas situaciones deaprendizaje para que sus alumnos puedanapropiarse de dichos conocimientos, tantogenerales como específicos, junto al desarro-llo de una actitud particular frente a la reso-lución de los problemas y a su vinculaciónresponsable con las energías renovables.

Sabemos que un proyecto tecnológico noimplica sólo construir materialmente algo;también es la oportunidad para construirnuevos conocimientos y aprender. Porque, laTecnología no está formada sólo por técnicasy materiales; por este motivo, desarrollamosa continuación una base de contenidos nece-sarios para la puesta en práctica de todos losproblemas que plantea el recurso didácticoggeenneerraaddoorr eeóólliiccoo.

1100

2. E N C U A D R E T E Ó R I C O PA R A L O SP R O B L E M A S

Le hemos presentado algunas situaciones escolares en las que resultaría oportuno integrarconocimientos de energía eólica. Ahora bien, ¿cuáles son esos conocimientos? Veamos...

CCllaassiiffiiccaacciióónnTTrraabbaajjoo yy ppootteenncciiaa

EEffiicciieenncciiaaEEnneerrggííaa eeóólliiccaa

EENNEERRGGÍÍAA

RReeccuurrssooss eenneerrggééttiiccoossLLoo ccoottiiddiiaannoo yy llooss ssiisstteemmaass eenneerrggééttiiccooss

MMaattrriizz eenneerrggééttiiccaaRReeccuurrssooss eenneerrggééttiiccooss rreennoovvaabblleess

PPAANNOORRAAMMAA EENNEERRGGÉÉTTIICCOO

EEnn eell mmuunnddooEEnn llaa AArrggeennttiinnaa

PPaarrqquueess eeóólliiccooss nnaacciioonnaalleessHHiissttoorriiaa ddeell rreeccuurrssoo eeóólliiccoo

SSIITTUUAACCIIÓÓNN AACCTTUUAALL DDEE LLAA EENNEERRGGÍÍAA EEÓÓLLIICCAA

PPrriinncciippiiooss bbáássiiccoossGGeeoommeettrrííaa ddee llooss ppeerrffiilleess

AAEERROODDIINNAAMMIIAA DDEE UUNN GGEENNEERRAADDOORR

EEmmppllaazzaammiieennttooEEssttuuddiioo ddee iimmppaaccttoo aammbbiieennttaall

PPaarrqquueess eeóólliiccooss

IINNSSTTAALLAACCIIOONNEESS

CCoommppoonneenntteess bbáássiiccooss PPrriinncciippiiooss ddee ffuunncciioonnaammiieennttoo

GGEENNEERRAADDOORR EEÓÓLLIICCOO

EEnneerrggííaa

La energía no puede ser creada ni destruida;pero, puede ser convertida o transformada deuna forma en otra.

Y, seguramente, usted ha oído hablar dediversos tipos de energía: energía mecánica,energía térmica, energía eléctrica, energíaquímica, energía nuclear, etc. Todas estasenergías pueden transformarse continua-mente una en otra. Así, la energía térmicapuede transformarse en energía cinética, lomismo que la energía mecánica puede trans-formarse en energía térmica, el calor puedetransformarse en reacción química y, a lainversa, una reacción química puede procu-rarnos calorías. La energía eléctrica se trans-forma continuamente en energía mecánica,etc.

Entonces, la energía no se crea pero sí se uti-liza, transformándose una forma de ella enotra. Para nuestro caso en particular,aprovechando la fuerza del viento, se con-vierte la energía cinética de éste en energíamecánica, la cual, luego puede ser energíaeléctrica.

"A veces, resulta interesante mirar al mundodesde la cerradura de una teoría (...) Desde lacerradura de la termodinámica, lo único queocurre en el Universo es una constante luchade casi todo lo que 'es' contra el caos, contrael desorden. Es que para que algo 'sea', paraque se constituya en algo más que un átomosuelto, requiere que se le aplique la energíaque lo mantenga organizado en algo máscomplejo, es decir que evite la marcha cre-ciente de la entropía, la tendencia al desor-den, de la misma manera que mantener uncuarto ordenado requiere un esfuerzo perse-verante. Ese inevitable camino hacia el caos esel que enuncia la segunda ley de la termodi-námica. Y también dice, para colmo, que todautilización de energía implica que una partese pierda en calor; inútil e irrecuperable calor.Así visto, el mundo toma un aspecto particu-lar. Puede darse un ejemplo para entendermejor esta perspectiva: para hacer una mesahace falta, entre otras cosas, clavos. Para pro-ducir clavos es necesario gastar fuerza de tra-bajo humana, energía química, en buscar elmetal que aparece en fragmentos, fundirlos,etc. En resumen, es necesario gastar energíapara transformar un clavo que logre mantenerlos pedazos de madera unidos formando lamesa que se deseaba construir."5

1111

La energía puede cambiar de forma (no crearseni destruirse), aunque la cantidad total deenergía permanece constante. Este principio sedenomina pprriinncciippiioo ddee llaa ccoonnsseerrvvaacciióónn ddee llaaeenneerrggííaa en la naturaleza (primera Ley de la ter-modinámica) y se aplica solamente a los sis-temas ideales.

Los sistemas ideales son sistemas en los queno ocurren pérdidas de energía. Por lo tanto,existen solamente en teoría; en sistemas realesse pierde energía al ambiente, principalmentecomo resultado de la fricción y el calor.

5 Magnani, Esteban (2004) "Orden y termodinámica". DiarioPágina 12; 2 de octubre. Buenos Aires. hhttttpp::////ppaaggiinnaa1122wweebb..ccoomm..aarr//ssuupplleemmeennttooss//ffuuttuurroo//vveerrnnoottaa..pphhpp??iidd__nnoottaa==995544&&sseecc==1133

Esta forma de aproximarse al estudiodel concepto de energía puede ser un

punto de partida para que cada docentecomience el trabajo con sus alumnos de unaforma también original. Desde lo que puedesignificar el propio gasto de energía para llevaradelante una clase en las condiciones en quenos toca trabajar, hasta el relevamientode acciones cotidianas.

CCllaassiiffiiccaacciióónn

Desde el punto de vista de la Física, laenergía es definida como la cantidad de tra-bajo que un sistema es capaz de producir.

Cada vez que sobre un sistema determinadose realiza un trabajo acompañado de unamodificación -sea de su posición, de su pro-pio movimiento o, incluso, de su condiciónmolecular-, esta realización procura a dichosistema la capacidad de hacer el trabajo; esdecir, le suministra energía.

En el aprovechamiento de la energía sepueden distinguir diversas fases de conver-sión y utilización.

La eenneerrggííaa pprriimmaarriiaa es la energía aprovecha-da en forma directa de la naturaleza: el aguasaliendo de una represa, el carbón reciénsacado de la mina, el petróleo, el gas natural,el uranio natural, etc.; sólo en contadas oca-siones puede utilizarse esta energía primariapara proporcionar un servicio directo para suconsumo al usuario final.

Para su uso práctico, la energía tiene queadoptar una forma que permita transportarlay distribuirla fácilmente. Hablamos, princi-palmente, de redes de distribución de electri-cidad, gas y calor. La energía primaria esconvertida, entonces, en energía secundaria.

"La relativa facilidad para almacenar y, tam-bién, para transportar a grandes distancias el

carbón, el petróleo y el gas ha sido uno de losfactores primordiales del desarrollo industrialen los últimos siglos. La popularización deluso del automóvil se basa, también, en laposibilidad de llevar consigo suficiente carbu-rante para recorrer varios cientos de kilóme-tros. Sin embargo, la electricidad es la únicaforma de energía capaz de ser transformadacasi totalmente en cualquiera de las otras for-mas y de ser transportada largas distanciasdesde los lugares donde es producida (¡Enrealidad, transformada!), a costo relativa-mente reducido. Actualmente, se trabaja enmejorar las pérdidas por calentamiento de las

redes de alta tensión, que rondan el 10 %."6

Esta conversión se produce de varias man-eras, originando diversos sectores industria-les -como las refinerías, que transforman elpetróleo en nafta, kerosén y demás com-bustibles líquidos-. Es esta eenneerrggííaa sseeccuunn--ddaarriiaa la que nos llega para su utilización; porejemplo, para poner en funcionamiento todotipo de servicios y aparatos en nuestra vidacotidiana (alimentar un motor de com-bustión interna, un horno a gas, una com-putadora o una lámpara eléctrica).

1122

PPrriimmaarriiaaSSeeccuunnddaarriiaa

EENNEERRGGÍÍAA

6 Gho, Carlos. "Electricidad: la forma más difundida para trans-portar energía". CNEA -Comisión Nacional de Energía Atómica-.hhttttpp::////ccaabb..ccnneeaa..ggoovv..aarr//ddiivvuullggaacciioonn//ccoonnssuummoo//mm__ccoonnssuummoo__ff55..hhttmmll

Torres para el trasporte de energía eléctrica.wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

Otra clasificación usual que se realiza en elmomento de referirse a distintas fuentes deenergía es la que considera dos grandes gru-pos: las energías renovables y las energías norenovables.

Dentro del primer grupo, el de las eenneerrggííaassrreennoovvaabblleess, se encuadran todas aquellas queno se agotan con su utilización. Energíascomo la eólica, la solar y la hidráulica bajociertas condiciones, son las principalmenteestudiadas.

Para el grupo de eenneerrggííaass nnoo rreennoovvaabblleessencontramos a todas aquellas que estándisponibles en cantidades limitadas; por lotanto, se agotarán en función de su uti-lización por parte del hombre. El ejemplomás claro es el uso que hacemos de los com-bustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natu-ral).

TTrraabbaajjoo yy ppootteenncciiaa

La energía es la capacidad de realizar un tra-bajo.

La potencia puede ser medida en cualquierinstante de tiempo, mientras que la energíadebe ser medida durante un cierto período(por ejemplo, durante horas).

La potencia es, entonces, transferenciade energía por unidad de tiempo. Suelemedirse en vatios (W), kilovatios (kW),megavatios (MW), etc.

La energía eléctrica obtenida a partir del usode generadores eólicos se puede medir,por ejemplo, en kilovatios-hora (kWh). Sisólo habláramos de una medición enkilovatios (kW), nos estaríamos refiriendo auna unidad de medición de potencia.

Que un generador eólico tenga una potencianominal (generalmente, indicada en la fichatécnica, por su fabricante) de, por ejemplo,1000 kW, significa que puede producir1000 kilovatios (kW) de potencia porhora cuando trabaja a su máximo rendimien-to.

Si bien, en la jerga diaria, estos términos -potencia y energía- se utilizan indistinta-mente, cuando hablamos de sistemas de uti-lización de energía es importante tener enclaro sus diferencias conceptuales.

1133

RReennoovvaabblleeNNoo rreennoovvaabbllee

EENNEERRGGÍÍAA

Refinería de petróleo en Fawley,Hampshire. Reino Unido.

wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

TTrraabbaajjoo es la aplicación de una fuerza através de una trayectoria. La cantidad detrabajo realizado durante un intervalo detiempo dado, se define como ppootteenncciiaa.

1144

Trabajo = Fuerza x DistanciaL = F . t

Potencia = Trabajo / Tiempo

P= Lt

Energía = Potencia x Unidad de tiempo E = P . t

Potencia = Energía / Tiempo

P= Et

Donde: L = Trabajo; E = Energía; P = Potencia; t = Tiempo y F = Fuerza.

La unidad científica más utilizada ppaarraa eenneerrggííaa es el joule (JJ). Otras unidades que también desig-

nan valores para energía son: caloría, toneladas de carbón equivalente (TTCCee) y British Thermal

Unit (BBTTUU).

La unidad ppaarraa ppootteenncciiaa es el watt (WW); corresponde a 1 joule sobre segundo (JJ//ss). Otras

unidades que se usan frecuentemente son el caballo de fuerza o Horse Power (HHPP) y el Caballo

Vapor (CCVV).

1 HP = 76 kgm/s (kilográmetros) o 0,746 kW

1 CV = 75 kgm/s (kilográmetros) o 0,736 kW

1 HP = 0,986 CV (potencia mecánica)

1 kW (potencia eléctrica) = 1,359 CV o 1,341 HP (potencia mecánica)

Un J o un W son medidas muy pequeñas, comparadas con las cantidades transformadas en la

mayoría de las aplicaciones energéticas. Por esta razón, se aplican múltiplos de 1000.

1 kilowatt (kW) = 1000 watt 1 megawatt (MW) = 1.000.000 watt

1 gigawatt (GW) = 1.000.000.000 watt 1 terawatt (TW) = 1.000.000.000.000 watt

UUnniiddaaddeess ddee mmeeddiicciióónn yy eeqquuiivvaalleenncciiaass

El término Horse Power (HP) o caballo defuerza surgió en Inglaterra, a fines del sigloXVIII, con al aparición de las máquinas avapor que comenzaban a reemplazar el usode los caballos en distintas aplicacionesagrícolas. Se estableció, entonces, que lapotencia de uno de estos animales es igual a76 kilográmetros por segundo (es decir, iguala poder mover, en un metro, una carga de76 kilogramos en el lapso de un segundo).Así se tenía una forma gráfica para comenzara hacer entender lo que significaba el uso deuna máquina respecto de los posibles ani-males que reemplazaría.

Una situación similar -ahora situados enFrancia- dio origen al término Caballo Vapor(CV); aunque, el valor asignado a esta unidades de 75 kgm/s.

EEffiicciieenncciiaa

Cuando utilizamos la expresión "pérdida deenergía" (lo cual es imposible, según defini-mos al comienzo del capítulo), queremosdecir que parte de la energía de la fuente nopuede ser utilizada directamente en el si-guiente eslabón del sistema de conversión de

energía porque ha sido convertida en calor.Es decir, una forma de energía se convierteen otra que ya no podemos aprovechar.

Cuando se quema una madera, la energíaquímica contenida se convierte en térmica -osea, en calor-, la que se puede aprovechar;pero, luego se dispersa en el ambiente y no sepuede utilizar nuevamente.

"Otro ejemplo es quemar combustibles líqui-dos o gaseosos (nafta, gasoil, gas, etc.) en elcilindro de un automóvil. Esto provoca unaexplosión con expansión violenta de los gasesque aumentan mucho su temperatura y supresión, y mueven un pistón. El movimientodel pistón se utiliza para hacer andar alvehículo, gracias a un complicado mecanismode levas, transmisiones y engranajes. En estecaso, se comienza con energía química;después, se produce energía calórica y seobtiene energía cinética. Una parte del calorproducido calienta al motor que, a su vez, serefrigera mediante el radiador del auto."7

1155

La trochita (Esquel, Chubut), locomotora a vaporHenschel & Sohn de origen alemán, fabricada en elaño 1922; posee una caldera tubular y funciona a

fuel-oil. wwwwww..llaattrroocchhiittaa..oorrgg..aarr

7Bressan, Oscar; Gho, Carlos. "¿Cuan eficientes pueden ser las máquinastérmicas?" CNEA -Comisión Nacional de Energía Atómica-.hhttttpp::////ccaabb..ccnneeaa..ggoovv..aarr//ddiivvuullggaacciioonn//ccoonnssuummoo//mm__ccoonnssuummoo__ff1100..hhttmmll

Así, para el ejemplo específico delgenerador eólico, la energía cinética

producida por el movimiento del aire que chocacon las aspas del rotor es convertida en energíarotacional que, a su vez, puede ser convertida enenergía eléctrica por el generador conectado alrotor de las aspas del generador eólico.

Pero, sólo un pequeño porcentaje de la energíaeólica es realmente convertido a energía eléctrica.

La energía calórica producida por la fricciónentre las diversas piezas mecánicas que compo-nen el rotor del generador eólico redunda en unmenor aprovechamiento de la energía inicial-mente recibida por el generador eólicopara transformarla en energía eléctrica.

La eficiencia es una relación, de modo que notiene unidades. Por lo tanto, el valor máximoque puede alcanzar es de 1. Este valor sig-nifica que la potencia invertida es igual a lapotencia derivada. Esta situación sólo puedehallarse en los sistemas ideales en los que noocurren pérdidas de energía; en los sistemasreales, sí ocurren pérdidas -principalmente,con el calentamiento o la fricción-, de modoque la eficiencia es siempre menor que uno.

La eficiencia es, en la práctica, la manera demedir el nivel de calidad de funcionamientode un sistema; es decir, la relación entre laenergía útil entregada por un sistema y laenergía que le fue suministrada.

Cuanto más alta sea la eficiencia de un sis-tema, menos energía se pierde.

"Durante mucho tiempo se pensó que estapérdida era consecuencia de procedimientosdeficientes; pero, que algún día podríaninventarse nuevos artefactos donde se evi-tarían las pérdidas de calor. Lamenta-blemente, se comprobó que no es así, lo cualdio origen a la llamada Segunda Ley de laTermodinámica. (...) Es decir que siemprehabrá una parte del calor que se 'desperdicia-rá' (...) que el rendimiento máximo de unproceso donde interviene el calor sea menorque 1 es una limitación importante de todaslas máquinas térmicas y que, lamentable-mente, es inevitable. En el caso de unautomóvil, el rendimiento sobrepasa en muypoco al 30 %. Quiere decir que casi el 70 %de la energía química de la nafta o gasoil quese usa se pierde en la atmósfera a través del

radiador y sólo un 30 % se usa para moverlas ruedas y producir electricidad en el alter-nador."8

EEnneerrggííaa eeóólliiccaa

Es la energía que nos preocupa conocer ydesarrollar en este módulo de capacitacióndocente. Veamos algunos conceptos...

Todas las fuentes de energía renovables(excepto la mareomotriz y la geotérmica),incluso la energía de los combustibles fósiles,provienen, en último término, del Sol.

El Sol irradia 174.423.000.000.000 kWh deenergía hacia la Tierra (1,74 x 1017 W depotencia).

El viento es una consecuencia de la radiaciónsolar. La diferencia de insolación entre dis-tintos puntos del planeta genera zonas térmi-cas; las distintas temperaturas entre estaszonas se traduce en variaciones de presiónatmosférica (las regiones alrededor delEcuador, a 0° de latitud, son calentadas porel Sol más que las zonas del resto del globo);

1166

Eficiencia = energía utilizable / energía utilizada

8 Bressan, Oscar; Gho, Carlos. Op. Cit.

SSiisstteemmaa // EEqquuiippoo

Estufa a leñaMotor diesel

Motor eléctrico

EEffiicciieenncciiaa pprroommeeddiioo ((%%))

12 al 3030 al 4580 al 95

Alrededor del 1 o 2 % de la energía prove-niente del Sol es convertida en energíaeólica.

y, el aire, como cualquier gas, se mueve de loscentros de alta presión a los de baja presión.

El aire caliente es más ligero que el aire frío,por lo que sube hasta alcanzar una alturaaproximada de 10 km, y se extiende hacia elnorte y hacia el sur. Si el globo no rotase elaire, simplemente llegaría al Polo Norte y alPolo Sur para, posteriormente, descender yvolver al Ecuador.

La energía eólica es lo que ya, en tiemposremotos, era; y, así, fue aprovechada desdeentonces. Pero, no debemos pasar por altocómo, una vez más, la actividad humana,complica este campo: Como su principio deemergencia se sustenta en un fenómenoclimático, no podemos ignorar la influenciaque significa para nuestro estudio todo lorelacionado con el cambio climático queestamos viviendo.

El contexto para el desarrollo de la industrialigada directamente a la obtención de energíaeléctrica por medios eólicos se ve influencia-do por debates de gran alcance como son,por una parte, todos los relacionados con elcambio climático global (afectando, en con-secuencia, la emisión de las radiacionessolares) y, por otra parte, la implementaciónde políticas energéticas orientadas a labúsqueda de reemplazos de los combustiblesfósiles.

Podemos leer con cierta frecuencia, enmedios periodísticos, el peligro que repre-senta el calentamiento global -que, por otraparte, parece estar cada vez más cerca deconsolidarse-.

"Según un grupo de expertos de la ONU, elcambio climático está ya en marcha y elaumento de la temperatura mundial para2100 podría oscilar entre 1,4 y 5,8 grados.Incluso, si se aplica en su totalidad, Kyotorecortará el previsible aumento de las tem-peraturas en tan sólo 0,1 grados centígradospara 2100, según las proyecciones de laONU. Un aumento de la temperatura aca-rreará el deshielo de glaciares y, por ende, elaumento de las aguas del mar con la con-siguiente inundación de islas y zonascosteras, la desaparición de zonas agrícolasfértiles, y de especies de la fauna y la flora,además del surgimiento de nuevas enfer-medades de consecuencias imprevisiblespara la supervivencia humana."9

1177

La energía cinética (energía de movi-miento) del viento es la que puedeser transformada en energía eléctricamediante el empleo de aeroturbinasespecialmente diseñadas para este pro-pósito.

9 "Regirá desde hoy el mayor pacto ecológico de la historia"(2005) Diario La Nación; 16 de febrero.hhttttpp::////wwwwww..llaannaacciioonn..ccoomm..aarr//668800003366

Planta productora de cromo.Eaglescliffe, Reino Unido.

www.freefoto.com

Las energías alternativas comienzan a cobrarrelevancia por estos motivos. Y, en particular,la energía eólica se posiciona claramente aescala mundial en el sector de la energía,según los distintos planes, programas yactividades en curso (tanto para actoresgubernamentales como privados), por laventaja de muchos de sus aspectos a favor delo que se quiere mitigar.

La búsqueda de un ahorro generalizado en elconsumo de energías, la diversificación de lasfuentes de generación y la protección delmedio ambiente, entre otros objetivos, estánpermitiendo que el mercado de generación deenergía eólica tenga pautas de alcance inme-diato para lograr una participación, por ejem-plo en países líderes en estas tecnologías comoes España, con el 10 % del mercado energético.

1188

PPrroottooccoolloo ddee KKyyoottoo

AArrttííccuulloo 22. Con el fin de promover el desarrollo sostenible, cada una de las partes, al cumplirlos compromisos cuantificados de limitación y reducción de las emisiones, aplicará y/oseguirá elaborando políticas y medidas de conformidad con sus circunstancias nacionales;por ejemplo, las siguientes:

• fomento de la eficiencia energética en los sectores pertinentes de la economía nacional; • protección y mejora de los sumideros y depósitos de los gases de efecto invernadero no

controlados por el Protocolo de Montreal, teniendo en cuenta sus compromisos en virtudde los acuerdos internacionales pertinentes sobre el medio ambiente;

• promoción de prácticas sostenibles de gestión forestal, la forestación y la reforestación; • promoción de modalidades agrícolas sostenibles, a la luz de las consideraciones del

cambio climático; • investigación, promoción, desarrollo y aumento del uso de formas nuevas y renovables

de energía, de tecnologías de secuestro del dióxido de carbono, y de tecnologías avan-zadas y novedosas que sean ecológicamente racionales;

• reducción progresiva o eliminación gradual de las deficiencias del mercado, los incen-tivos fiscales, las exenciones tributarias y arancelarias y las subvenciones que sean con-trarios al objetivo de la Convención en todos los sectores emisores de gases de efectoinvernadero y aplicación de instrumentos de mercado;

• fomento de reformas apropiadas en los sectores pertinentes, con el fin de promover unaspolíticas y medidas que limiten o reduzcan las emisiones de los gases de efecto inver-nadero no controlados por el Protocolo de Montreal;

• medidas para limitar y/o reducir las emisiones de los gases de efecto invernadero nocontrolados por el Protocolo de Montreal en el sector del transporte;

• limitación y/o reducción de las emisiones de metano mediante su recuperación y uti-lización en la gestión de los desechos, así como en la producción, el transporte y la dis-tribución de energía.

Las partes procurarán limitar o reducir las emisiones de gases de efecto invernadero gene-radas por los combustibles del transporte aéreo y marítimo internacional. (Kyoto. 11 de di-ciembre de 1997)

PPaannoorraammaa eenneerrggééttiiccoo

RReeccuurrssooss eenneerrggééttiiccooss

Cada período de la producción industrial ycada modelo socio-económico se caracteri-zan por el uso de distintas fuentes de energía.

Podemos reconocer el uso del carbón comoprincipal fuente de energía para casi todo elsiglo XIX (la energía liberada al quemar car-bón o madera fue potenciada con la apari-ción de las primeras máquinas de vapor, y suconstante desarrollo y evolución tecnológi-ca).

"El simple hecho de enjaezar los bueyes, porejemplo, multiplicó la potencia disponiblepara el ser humano por un factor de 10. Lainvención de la rueda hidráulica verticalincrementó la productividad por otro factorde 6; el motor de vapor la volvió a aumentaren otro orden de magnitud. El uso de vehícu-

los a motor redujo notablemente los tiemposde desplazamiento y amplió la capacidadhumana para transportar las mercancías a losmercados. En la actualidad, la disponibilidadde energía asequible y abundante permiteque mucha gente disfrute de un confort,movilidad y productividad sin precedentes.En los países industrializados, las personasconsumen 100 veces más energía, en térmi-nos per cápita, que los seres humanos antesde que aprendiesen a utilizar el potencial dela energía del fuego."10

A partir de 1920, el petróleo y el gas naturalcomienzan a desplazar al carbón como prin-cipal proveedor de energía. La explotacióninicial de los yacimientos petrolíferos a bajocosto comienza a cubrir en altos porcentajesla demanda energética de los países másindustrializados. Sea por el descubrimientode grandes yacimientos de petróleo comopor el desarrollo de los métodos de produc-ción y utilización de la energía eléctrica, eldesarrollo industrial y tecnológico, junto alcrecimiento económico que estos paísesindustrializados alcanzaron, incrementó lademanda de energía por parte de un sistemaproductivo de bienes y servicios cada vezmás grande, complejo y automatizado.

"El 90 % de la energía que el planeta con-sume es fósil. Del consumo energéticomundial, el petróleo representa alrededor deun 40 %; el carbón, un 26 %, y el gas natu-ral, un 24 %. La energía nuclear (7 %) y lahidráulica (3 %) cubren el resto. El 66 % delpetróleo que se extrae se quema para movermás del 90% de los medios que se emplean

1199

Granja eólica ubicada en la localidad deCornwall, Reino Unido, con 15 turbinas de

400 kW instaladas. wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

10 Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía IDEA (2001)"Informe Mundial de Energía". Madrid. hhttttpp::////wwwwww..iiddaaee..eess//ddoo--ccuummeennttaacciioonn//ffiicchheerrooss__iinnffoorrmmeess//ffoovveerrvviiee..ppddff

hoy para transportar personas y mercancías.La llamada revolución verde, que ha cuatri-plicado la productividad agrícola, consumeel 17 % de la producción mundial de oronegro: los campos se han convertido enesponjas en las que se derraman fertilizantesy pesticidas para hacer crecer alimentos.Literalmente, comemos petróleo: para pro-ducir un kilo de carne vacuna se consumensiete litros de crudo. Y el que no se gasta entransporte o alimentos se utiliza para fabricarplásticos, productos químicos o farmacéuti-cos, para mover la maquinaria industrial,calentarse o generar electricidad."11

A comienzos de los '70 se hace evidente quelos combustibles fósiles -que durante tantotiempo habían sido la base del balanceenergético del mundo moderno- iban aquedar agotados en un futuro no demasiado

lejano. Más allá de lo apocalíptico de esta afir-mación -frente a la creciente y sostenidademanda global de energía, se presentaba laperspectiva realista del agotamiento de esosrecursos a producirse durante la próxima ge-neración-, lo que sucedía era que, por primeravez, se invertía la relación entre el ritmo dedescubrimiento de reservas y el de crecimien-to del consumo. Aunque esta situación afectóel crecimiento económico de todos los paísesimportadores de energía, quedó en claro queel principal problema fue la volatilidad de losprecios del barril de crudo.

"La curva de descubrimientos alcanzó sumáximo en los 60 y, a pesar del gran esfuer-zo realizado a partir de los 70 aplicando lasmás modernas técnicas de exploración sísmi-ca, nunca se volvieron a alcanzar los éxitosdel pasado. Desde 1980, cada año se con-sume más petróleo del que se encuentra, yllegará un momento en que los costes deexploración superen el valor esperado de losdescubrimientos."12

Esto es importante de tomar en cuenta yaque puede ocurrir también que, por ejemplo,los precios del crudo se generen con inde-pendencia de los costos de producción.

2200

11 Coderch, Marcel (2004) El fin del petróleo barato". ForeignPolicy Nº 5; octubre/noviembre. Edición Española. Madrid.hhttttpp::////wwwwww..ffpp--eess..oorrgg//oocctt__nnoovv__22000044//ssttoorryy__55__1199..aasspp##aauuttoorr

Hace décadas que se vienen realizando estu-dios sobre la disponibilidad a largo plazo de losrecursos energéticos, principalmente petróleoy gas. Todo indica que estos recursos podríandurar otros 50 a 100 años aproximadamente(incluso, tomando en cuenta avances en la tec-nología de extracción). Otros recursos, como elcarbón y los materiales nucleares son tanabundantes que no preocupa en lo inmediatodeterminar el umbral de agotamiento.

12 Coderch, Marcel (2004) Op. Cit.

Pero, los problemas para la economía mundialno empezarán cuando se acabe el petróleo,sino cuando ya no se pueda aumentar más laproducción y ésta empiece a declinar.Volviendo a la mirada apocalíptica sobre estetema, las consecuencias de la disminucióncontinua e irreversible de la extracción depetróleo pueden imaginarse como un colapsoeconómico y alimenticio sin precedentes.

El geofísico M. K. Hubbert, ya en el año1956, predijo que la producción de petróleoen los Estados Unidos alcanzaría un máximoentre los años finales de la década del '60 ylos primeros de los '70. La denominada curvade Hubbert es la representación gráfica deeste estudio. La premisa básica para estaspredicciones está basada en considerar que,para poder extraer petróleo, primero hay quedescubrir un yacimiento. De esta forma, lacurva de la producción es un reflejo de la delos descubrimientos; pero, con 40 años deretraso, es decir, cuando ya se ha extraído lamitad de lo que hay en el yacimiento.

Aplicando este modelo de estudio a cuan-tificar las reservas de crudo mundiales, lasprevisiones nos sitúan en el 2008 como añopico de producción.

Pero, aún con lacrisis de preciosdel petróleo y lasmedidas tomadaspara reducir suconsumo no dis-minuyó el lugarde los com-bustibles fósilescomo principalfuente de energía.

Basándonos en los estudios más recientes elsuministro de energía primaria a escalamundial (principalmente, a partir de loscombustibles fósiles) está asegurado paraunos 50 años más; pero, al incorporar lavariable de solamente mantener las tasas decrecimiento de consumo energético actuales,el sistema se vuelve insostenible en el cortoplazo.

El sistema energético actual, entonces, noestá preparado para soportar un crecimientoeconómico generalizado que incorpore a latercera parte de la población mundial (unos2000 millones de personas) que hoy en díano tiene acceso a los combustibles básicos nia la electricidad.

También tenemos que tomar en cuenta lasvariaciones de precio que se producirán, enel mejor de los casos, como desfasaje entrelas necesidades de inversión para hacerrentables y masivos nuevos recursos quereemplacen al uso de los combustibles fósilesen relación con el aumento de la demandaque mencionáramos.

"Los precios del crudo aumentaron cerca del50 % en el último año. Algunos analistascreen que podría tocar los 100 dólares el ba-rril si el abastecimiento sufriera algunaalteración como resultado de algún aconte-cimiento, por ejemplo otra guerra en elMedio Oriente (...) Ajustados por inflación,los precios del petróleo no han llegado a losniveles de 1981, cuando el crudo aumentó aun equivalente de casi 80 dólares el barril. Ylas economías actuales están mejor protegi-das contra los precios altos porque redujeronel uso de petróleo de muchos sectores, susti-tuyéndolo por energía nuclear, gas y hasta

2211

1973 marca el comien-zo del aumento de pre-cio del barril de crudoque, durante ese año,se triplica para alcan-zar, a comienzos de ladécada siguiente, unvalor 10 veces superiorrespecto del precioanterior a la crisis.

carbón (...) Mientras tanto, el mundo estáconsumiendo petróleo a un ritmo récord,agotando la capacidad de los productores yrefinadores para proveer gasolina. Este año,se espera que la demanda mundial crezca un2,2 % (1,81 millones de barriles diarios)hasta llegar a 84,3 millones de barriles. Elcrecimiento estimado del año pasado fue de4 %."13

Así como el punto de partida del debate ac-tual sobre el tema energía es la imposibilidadde satisfacer las necesidades energéticasmundiales si se continúa explotando en lasmismas condiciones un número demasiadolimitado de recursos energéticos, la situaciónse agrava al considerar el impacto ecológicoplanetario en el caso de lograr obtenerla porlos medios actualmente en uso.

Esta situación desemboca, entonces, en unproceso de transición energética que va acom-pañado de un incremento de los costos. Esdecir, se pasa de vivir épocas de energía bara-ta y de bajos precios del petróleo a afrontar nosólo mayores precios de esta energía sino,también, la dificultad de conseguirla.

La realidad hasta aquí planteada, es un pro-blema que nos compete a todos. A pesar deque desconozcamos completamente los aspec-tos científicos y técnicos que encierra esta rea-lidad, es oportuno entenderla, en busca desuperar equivocaciones (Por ejemplo, sostenerque "Realizar una nueva exploración depetróleo y perforar, es renovar el recurso").

LLoo ccoottiiddiiaannoo yy llooss ssiisstteemmaasseenneerrggééttiiccooss

Ya hemos comentado sobre energías pri-marias y secundarias. Esta transformación esla que realiza un sistema energético con elobjetivo de proporcionar al consumidor finaluna forma distinta de acceso a la fuente deenergía primaria. El acceso a la energía enesta última instancia es lo que comúnmentese denomina sseerrvviicciioo eenneerrggééttiiccoo.

Un ejemplo cotidiano es el uso que hacemosde los servicios energéticos en nuestros ho-gares. La energía eléctrica para todos nues-tros artefactos eléctricos (iluminación, refri-geración, comunicaciones, etc.), el gas paracalefacción o para cocinar parte de nuestros

2222

13 "¿Quién puede parar al crudo?" (2005) Clarín; 20 demarzo. Buenos Aires. hhttttpp::////wwwwww..ccllaarriinn..ccoomm//ssuupplleemmeenn--ttooss//eeccoonnoommiiccoo//22000055//0033//2200//nn--0011000011..hhttmm

14 "Informe Mundial de Energía" (2001) Op. cit.

Si continúa la tasa de crecimiento mundial dealrededor del 2 % del uso de energía primaria,se doblará el consumo energético para el año2035, con respecto al de 1998, y se triplicarápara el 205514. Y, si quisiéramos cambiar larelación de que el 75 % de la población mundialconsume el 25 % de la energía y viceversa, el25 % de los ricos consume el 75 % restante,entonces las necesidades energéticas se mul-tiplicarían entre 4 y 9 veces.

Desde nuestro recurso didácticoggeenneerraaddoorr eeóólliiccoo, ponemos en evidencia

qué otro tipo de energía es posible concretar ycuáles son las limitaciones con las quese puede encontrar dicho desarrollo.

Se denomina ssiisstteemmaa eenneerrggééttiiccoo a todo sis-tema que, a partir de una entrada o suministrode energía, puede transformarla, mediante elempleo de tecnología, para su uso final.

alimentos, etc. Algo similar, aumentado porsu escala, se registra en el medio industrial(mayores consumos eléctricos y de gas para,por ejemplo, sistemas de calentamiento yenfriamiento, potencia motriz para trans-portes, etc.).

"Los servicios energéticos son, entonces,necesarios para, prácticamente la totalidadde las actividades comerciales e industriales.La cadena energética que proporciona estosservicios comienza con la extracción y elprocesamiento de la energía primaria que, enuna o varias etapas, es convertida en energíafinal, como la electricidad o el gasoil, listospara su consumo o utilización final. Losequipos de uso final de la energía (lumina-rias, calefactores, cocinas, maquinaria, etc.)convierten la energía final en energía útil, locual proporciona los beneficios deseados: losservicios energéticos."15

La infinidad de intereses en juego en todotema relacionado con la energía ha llevado adistintos debates sobre qué sistema energéti-co es mejor que otro o, en el marco delProtocolo de Kyoto, cuál genera menos dañoambiental, por ejemplo. Hoy en día, se estánestudiando los diversos sistemas de produc-ción energética para determinar sus ventajasy desventajas, tratando de tener una medidacomún para realizar esta comparación.

"A lo largo de la historia de la humanidad, lossistemas energéticos se han seleccionadoteniendo en cuenta, básicamente, dosparámetros: la disponibilidad técnica y la via-bilidad económica. Únicamente en las últi-mas décadas los impactos ambientales han

aparecido como un tercer factor a tener encuenta. Ya que, efectivamente, las actividadesde captación, transformación, transporte yuso de la energía, así como los desechos quese derivan de estas actividades y de la cons-trucción de las plantas de generación, provo-can impactos ambientales significativos."16

A través de estos estudios se busca, también,la optimización en todas las instancias delciclo productivo o de transformación de laenergía. Es decir, comenzar a considerar alproceso industrial “desde la cuna hasta latumba” (extracción de materiales, procesos detransformación de materias primas, trans-porte, disposición final de residuos, evalua-ción de impactos en cada etapa del proceso ysus posibles medidas de mitigación, cadenade comercialización, etc.); es decir, su ciclo devida completo, para poder detectar en las dis-tintas etapas de dicho ciclo cuándo se pro-ducen las acciones que generan el daño am-biental. Todo consumo elevado de recursosy/o de energía es estudiado desde una pers-pectiva ambiental (generación de emisionescontaminantes directas o indirectas; agota-miento de recursos naturales, impactos sobrela salud humana, disminución de la calidaden el entorno humano, etc.). Comienzan autilizarse nuevos términos como el análisisenergy payback ratio, tasa de energía retorna-da. Este concepto define la relación entre "laenergía producida durante el tiempo de vidaestimado de cada sistema de producción,dividida por la energía requerida para la cons-trucción, el mantenimiento y el aporte decombustible para el equipo de generación."17

2233

15 "Informe Mundial de Energía" (2001) Op. cit.

16 "Energía eléctrica: de la cuna a la tumba" (2002) Ecotropía.hhttttpp::////wwwwww..eeccoottrrooppiiaa..ccoomm//nn11002211110022..hhttmm

17 "Energía eléctrica: de la cuna a la tumba" (2002) Op. Cit.

MMaattrriizz eenneerrggééttiiccaa

Hemos planteado que el desarrollo industrialy los avances en tecnología están ligadoshistóricamente con un mayor consumo deenergía en relación directa con una mejora enla calidad de vida.

La posibilidad de acceso de un númeromayor de la población mundial a estas situa-ciones de confort depende, entonces, delaumento de la producción de energía.

El problema se genera al continuar con estetipo de modelo energético (de generación yconsumo) y en sostener sus escasas posibili-dades de respuesta, frente al modelo de creci-miento mundial que demanda mejorescondiciones de vida para mayores sectoresde la población.

Esta transición depende tanto del acceso a losconocimientos y a la tecnología relacionadapara su desarrollo, implementación y uso,como de la instrumentación de normas ymecanismos que mejoren las condicioneseconómicas para concretar estos avances. Esdecir, el problema es tanto de orientación dela inversión en la producción y desarrollotecnológico en las nuevas fuentes de energíacomo de lograr una mejor utilización de losrecursos energéticos y de ser autosuficientes.

Pero si, por una parte, podemos considerarcomo instalado el tema de la crisis energéticamundial y de sus efectos desiguales -tanto enpaíses industrializados como en los que seencuentran en vías de industrialización-, porotra parte es un error considerar que el pla-neta carece de recursos energéticos. Lo queestá en crisis es el consumo de combustibleslíquidos como el petróleo; y, mientras semantenga su constante demanda (o ésta seacreciente), seguiremos enfrentándonos a lasconsecuencias directas de su explotación yuso: disminución de las reservas, aumento deprecio, contaminación ambiental.

2244

Uno de los caminos planteados para avan-zar en la resolución de este problema es elde encontrar nuevas fuentes de energía.Pero esto debe ocurrir, simultáneamente,con la transición hacia una diversificaciónde la matriz energética, no dependiente derecursos agotables.

Granja eólica en Lambrigg, Cumbria, ReinoUnido. Con una potencia instalada de

6,5 MW abastece de electricidad a 4.000 hogares.wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

El consumo de energía reproduce casiexactamente los perfiles del actualsistema económico mundial. Las proyec-ciones estimadas en relación con elaumento de la población mundial yla demanda de energía indican que, parael año 2050, habitarán el planeta unos11.000 millones de personas que deman-darán 4 veces el consumo energéticoactual.

Los países en vías de industrialización pre-sentan una relación sumamente desequilibra-da en la ecuación que vincula el desarrollosocial de las personas, el consumo energéticoy las posibilidades tecnológicas de producirenergía por cualquier medio que fuere, loque hace más necesario aún planificar elcrecimiento energético.

En este contexto, la energía eólica tenía insta-lados:

• a comienzos de 2002, 25.000 MW entodo el mundo;

• a fines de 2003, 40.000 MW.

Con tasas de crecimiento de alrededor del25 % anual, más de 55.000 aerogeneradoresque proveen electricidad a más de 35 mi-llones de personas y un mercado valuado en5.000 millones de euros, esta energía se per-fila como la de mayor potencial para satisfa-cer nuevas demandas energéticas, con la

ventaja de ofrecer un recurso energético librede contaminantes.

"En el año 2020 se habrá alcanzadouna potencia instalada de 1.260 GW(1,26 millones de MW), con una producciónanual capaz de cubrir el 12 % de la demandaeléctrica estimada por la AIE, AgenciaInternacional de Energía. Más allá del 2020, eldesarrollo continuará a un ritmo de unos150.000 MW anuales. Su penetración en elmercado seguiría la típica curva en S, alcan-zando el punto de saturación en un plazo deentre 30 y 40 años, cuando se mantendría unvolumen mundial de unos 3.000 GW depotencia eólica. Con el tiempo, una propor-ción mayor de la nueva potencia se destinaráa reemplazar las turbinas antiguas. Se asume,así, que los aerogeneradores tendrán unavida útil media de 20 años, lo que supondrásustituir cada año el 5 % de la potencia insta-lada."19

La energía eólica es, en general, más valiosaaportando a los sistemas de redes eléctricasque si es consumida o producida a escalaindividual. La gran mayoría de la potenciainstalada de aerogeneradores en el mundoestá conectada a la red; es decir, las turbinassuministran su electricidad directamente auna red eléctrica pública (aportando así a ladiversificación de la matriz energética).

Los elevados costos de producción de losgrandes generadores, junto con la inconstan-cia del recurso eólico (veremos más adelanteel carácter de recurso intermitente que tienela energía eólica), son tenidos en cuenta para

2255

La Iniciativa Latinoamericana y Caribeñapara el Desarrollo Sostenible propone"Implementar el uso en la región de, almenos, un 10 % de energía renovable delporcentaje total energético de la regiónpara el año 2010"; también dirige susacciones futuras a "establecer un sistemade incentivos económicos para proyectosde transformación productiva e industrialque conserven los recursos naturales yenergía."18

18 Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente(2002) "Informe final de la Primera Reunión Extraordinariadel Foro de Ministros de Medio Ambiente de AméricaLatina y el Caribe en ocasión de la Cumbre Mundialsobre el Desarrollo Sostenible". Johannesburgo.hhttttpp::////wwwwww..rroollaacc..uunneepp..mmxx//ffoorrooaallcc//eesspp//ssmmffrreeppooee--IInnffoorrmmeeFFiinnaall..ppddff

19 Asociación Europea de Energía Eólica EWEA (2002)"Viento Fuerza 12". hhttttpp::////wwwwww..ggwweecc..nneett//ffiilleeaaddmmiinn//ddooccuu--mmeennttss//VViieennttoo__FFuueerrzzaa__1122____FFiinnaall__..ppddff

definir lo que los especialistas denominanffaaccttoorr ddee ppeenneettrraacciióónn, el valor máximo po-sible para incorporar la generación eólica deelectricidad a cualquier red eléctrica, urbanao regional, chica o grande.

Este factor se traduce en un límite concretopara definir el tamaño, por ejemplo, de unparque eólico. A medida que nos acercamosal límite teórico del 15 %, por ejemplo, insta-lando más generadores eólicos, éstos intro-ducen cierto desorden en la red, causandovariaciones de tensión o frecuencia, con elresultado para el usuario de lámparas y/oelectrodomésticos quemados.

Las distintas estrategias y políticas a imple-mentar para contar con una matriz energéti-ca diversificada, equilibrada y sustentable enel tiempo, buscan un uso más eficiente de laenergía, que significaría contar con serviciosenergéticos menos costosos y con una reduc-ción de la contaminación y de las emisionesrelacionadas con la energía. Se estima quedurante los próximos 20 años la cantidad deenergía primaria necesaria para un determi-nado nivel de servicios energéticos se podríareducir de forma rentable entre un 25 y 35 %en los países industrializados.

Y aunque la búsqueda de soluciones alterna-tivas está orientada a incrementar el apro-vechamiento de los recursos energéticos re-novables, no debemos hacer de éste el únicocamino sino comenzar ahora mismo con unuso racional de los sistemas energéticosactuales, con una optimización constante encuanto a rendimiento y con una interacciónpaulatina con las nuevas fuentes de recursosenergéticos.

"Acosada por la escasez de petróleo de losaños ‘70, Francia se embarcó en una vastatarea encabezada por el Estado para que sueconomía prescindiera todo lo posible delpetróleo. Bajo el lema nacional de aquelmomento ("No tenemos petróleo pero tene-mos ideas"), aceleró el reemplazo de la pro-ducción de electricidad -reactores nuclearesen vez de las centrales alimentadas conpetróleo-, aumentó los impuestos a la nafta aun equivalente de un dólar por litro, alentó laventa de autos diesel y ofreció rebajas deimpuestos a las industrias de gran consumoenergético como la del aluminio, el cementoy el papel para que reemplazaran el petróleopor otros combustibles. Y funcionó. A dife-rencia de los EE.UU., donde el consumo depetróleo cayó al principio pero luego terminósubiendo un 16 % entre 1973 y 2003, enFrancia, pese a un aumento en los últimosaños, el empleo de petróleo es un 10 %menor hoy que hace tres décadas, según laAdministración de Información Energéticaestadounidense. Alemania ostenta un logroigual."20

2266

Actualmente, la eficiencia energética mundialde convertir la energía primaria en energía útiles, aproximadamente, un tercio. En otras pala-bras, dos tercios de la energía primaria se disi-pa en los procesos de conversión; principal-mente, en forma de calor de baja temperatura.

El ingeniero Erico Spinadel del Grupo deEnergías No Convencionales GenCo de laFacultad de Ingeniería de la Universidad deBuenos Aires, cuantifica este factor en un 15 %.

20 "El arte de ahorrar petróleo" (2004) Diario Clarín; 10 deoctubre. Buenos Aires. hhttttpp::////wwwwww..ccllaarriinn..ccoomm//ssuupplleemmeenn--ttooss//eeccoonnoommiiccoo//22000044//1100//1100//nn--0011000011..hhttmm

RReeccuurrssooss eenneerrggééttiiccooss rreennoovvaabblleess

Al comienzo del capítulo anterior men-cionamos una de las clasificaciones máscomunes de la energía; renovables y norenovables. Profundizaremos, ahora, el con-cepto de energías renovables, ya que consi-deramos a éstas como una alternativa miti-gadora real a la problemática hasta aquíplanteada.

Hemos definido como recurso energéticorenovable a toda fuente de energía disponiblecuyo potencial es inagotable (de renovaciónconstante) y posible de ser aprovechada porel hombre y transformarla en energía útilpara satisfacer sus necesidades. Princi-palmente, son todas aquellas que procedendel flujo de energía que recibe continua-mente la Tierra desde el Sol.

La diferente distribución de la energía solaren la atmósfera contribuye al movimiento delas masas de aire. Como ya vimos en títulosanteriores, cuando el aire se calienta tiende asubir y es rápidamente sustituido por airemás frío, generándose así el origen de losvientos (energía eólica). Otra parte de la

energía solar penetra la atmósfera yes absorbida por las plantas para sucrecimiento, almacenándola en forma deenergía química (primer paso para elaprovechamiento de la energía de la bio-masa).

El agua de mar también recibe la energíasolar. Esto produce vapor que pasa a laatmósfera y que, después de cierto tiempo,vuelve a caer por ejemplo, en forma de llu-vias, acumulándose a diferentes alturas sobrela superficie terrestre. Estas masas de aguasituadas a cierta altura poseen energía poten-cial que se libera al caer las masas de aguahacia una altura inferior, posibilitandoentonces el aprovechamiento de su energíacinética (energía hidráulica).

Aunque con un origen no tan directo a partirde la energía solar, la energía contenida en elinterior de la Tierra (energía geotérmica) esigualmente considerada como renovable,debido a la continua disipación de calor porla fricción de las rocas internas de la cortezaterrestre. Este flujo es considerado práctica-mente inagotable.

Las fuentes deenergías renova-bles tienen la ven-taja de propor-cionar serviciosenergéticos conemisiones nulas ocasi nulas, tantode contaminantesatmosféricos co-mo de gases deefecto inverna-dero; se convierten

2277

Contar con una matriz diversificada esparte de una estrategia para el mejoraprovechamiento de los recursos e-nergéticos. No se trata de descubrir unnuevo combustible o de reemplazar poréste todo el consumo establecido sobre labase de los hidrocarburos, de la noche a lamañana. Podemos comenzar por utilizarmejor lo que tenemos.

El carácter descen-tralizado de este tipode energías generaposibilidades de ac-ceso en zonas ru-rales o alejadas delos grandes sumi-nistros energéticos,favoreciendo unamejor integracióndel territorio.

así en una manera muy eficaz para estar enconcordancia con los objetivos del Protocolode Kyoto.

Actualmente, las fuentes de energías reno-vables se encuentran en una etapa de sudesarrollo tecnológico que les permite darrespuestas a la demanda global de energía.Datos del último Informe Mundial deEnergía indican que aportan el 14 % de lademanda total de energía en el mundo (lapotencia hidroeléctrica a gran escala, actual-mente, suministra el 20 % de la electricidadmundial).

Es decir, el aprovechamiento de lasenergías renovables aparece en cualquier tipode escenario energético prospectivo conuna importancia considerable. Así como parael uso de las energías renovables no esnecesario considerar su futuro agotamiento,sí es necesario contar con una cierta estabili-dad del sistema económico, ya que sucosto depende, principalmente, de lainversión inicial (luego, amortizada por lalarga vida de los diferentes tipos de instala-ciones).

Los recursos energéticos renovables estándistribuidos más uniformemente que losrecursos fósiles y nucleares; pero, su poten-cial económico se ve afectado por obstáculostales como la utilización del suelo, la canti-dad y duración de la radiación solar (inter-mitencia de la fuente de energía), las cues-tiones medioambientales y los regímenes deviento.

La penetración de las energías renovablesen el mercado mundial de la energía vaen constante aumento; y, a la cabeza de

este crecimiento, está la energía eólica. Paraque este movimiento no se detenga, es nece-sario avanzar también en aspectos no tec-nológicos como son la eliminación deobstáculos legales, administrativos y fiscales.En dirección contraria debemos tener pre-sente el también constante aumento del con-sumo bruto de energía. De seguir éste alritmo en que lo hace en la actualidad,serán necesarias medidas más ambiciosaspara hacer alcanzables los objetivos pro-puestos.

2288

Los recursos renovables:

• son aprovechables en el lugar dondese generan (se minimizan las pérdidaspor transporte),

• contribuyen a la descentralización delabastecimiento energético, llegando azonas de difícil acceso o alejadas(contribuyendo al desarrollo regional),

• son modulares respecto de su cre-cimiento, permitiendo una gran flexi-bilidad al momento de satisfacernuevas demandas de consumo,

• ocasionan un impacto ambiental muypequeño, dando lugar a un mejo-ramiento de la calidad de vida de loshabitantes,

• al permitir combinar diversos tipos defuentes, favorece la seguridad delsuministro (diversidad energética) ypermite desarrollar políticas sustenta-bles, reduciendo el consumo de com-bustibles fósiles.

EEnn eell mmuunnddoo

La energía eólica ha ido ganando espacio en elmundo; desde sus inicios orientados a satis-facer necesidades en segmentos de demandasbajas (por ejemplo, localidades aisladas y sinacceso a las redes eléctricas convencionales),llegando en la actualidad a participar con va-lores que van desde un 25 a 60 % en elabastecimiento directo en algunas regiones.

En el Wind Energy Annual Report 200321, últi-mo informe elaborado por la AgenciaInternacional de la Energía (AIE), se vuelcanlos datos relativos al panorama mundialde la energía eólica y posiciona a ésta con40.000 MW instalados. El informe, que recopi-la cifras aportadas por cada país participante,indica que la potencia instalada en el 2003 fuede 8.300 MW. Marca, también, un claro desa-rrollo de los parques off-shore (nuevos parquesmás grandes y más alejados de las costas) y elreemplazo de antiguos generadores eólicospor otros nuevos y de mayor potencia.

En el mundo hay más de 150 millones dehogares que reciben el suministro de energíaeléctrica generado gracias al viento. Estaindustria viene con un crecimiento sostenidoentre el 25 al 30 % anual en los últimos cincoaños. Con más de 55.000 aerogeneradoresinstalados en el mundo, esta industriaemplea 70.000 personas y factura más de5.000 millones de euros.

Distintos gobier-nos están imple-mentando políti-cas al respecto.Inglaterra hablade una nueva re-volución indus-trial pero ecológi-ca, mientras asig-na fondos millo-narios para el de-sarrollo de este tipo de tecnologías con elobjetivo de alcanzar el 10 % de generacióneléctrica por medios eólicos a fines del 2010.Brasil ya fabrica, con licencias extranjeras,sus propios generadores eólicos. Españatiene un potencial eólico técnicamenteaprovechable de 43.000 MW y prevé un plande infraestructura energética para alcanzar13.000 MW eólicos en el 2011.

Si bien los costos de la energía eólica han dis-minuido dramáticamente (se estima que ya seprodujo una baja de costos de un 400 % en elperíodo de 1981 a 199822), en función dealcanzar una penetración en el mercado de lageneración eléctrica superior al 10 % para elaño 2020, se impone reducir aún más estaestructura de costos entre un 30 a 50 %.

"El informe resume que el resultado de lainvestigación y del desarrollo permitirá:

• Aumentar el valor de energía eólica,permitiendo la predicción de disponibi-lidad de electricidad con una antici-

2299

SSiittuuaacciióónn aaccttuuaall ddee llaa eenneerrggííaa eeóólliiccaa

21 El informe completo está disponible en idiomainglés en el sitio web de la IAE: "Wind EnergyAnnual Report 2003" (2004) International Energy Agency.hhttttpp::////wwwwww..iieeaawwiinndd..oorrgg//

La empresa Shell abrióun nuevo departamen-to llamado "ShellRenovables", para elcual anunció inver-siones para los próxi-mos 5 años de un billónde dólares en energíasolar y eólica.

22 Agencia Internacional de Energía (2000) "Acuerdo deImplementación para la cooperación en Investigación yDesarrollo del sistema eólico (IEA R&D Wind)".

pación de 6 a 48 horas.

• Facilitar la integración de las redes, pasoesencial para satisfacer la demanda.

• Proporcionar información para prever lasreacciones públicas y el impacto visualocasionados por la distribución de laenergía eléctrica de origen eólico.

(...) Y concluye:• Será necesario, para satisfacer áreas de

gran demanda de energía eléctrica, opti-mizar el sistema eólico, permitiéndoleinteractuar con los sistemas conven-cionales.

• Una mejora en las técnicas de almace-namiento de energía eléctrica eólica (enescalas que van de minutos a meses)aumentará su participación de mercadoentre un 15 % a un 20 %."23

Pero, el futuro de la energía eólica pasa tam-bién por desarrollar nuevos marcos norma-tivos. La diferencia principal entre los paísesque han desarrollado la tecnología para elaprovechamiento de este tipo de energía y losque siguen sin darle importancia radica en laclara voluntad de impulsar su desarrollo delos primeros.

La reciente puesta en vigencia del Protocolo deKyoto para evitar mayores problemas ambien-tales, el continuo crecimiento de la demandamundial en el consumo energético, las previ-siones sobre el fin del petróleo (reservas ago-tadas para mediados del siglo en curso) y elcorrelativo aumento del precio del barril decrudo darán un nuevo impulso al valor de lasenergías renovables en general y a la uti-lización de la energía eólica en particular.

3300

23 Eco2site. "Nuevo Informe de la IEA". hhttttpp::////eeccoo22ssiittee..ccoomm//iinnffoorrmmeess//eeooll..aasspp24 EWEA European Wind Energy Association- (2005) AWEA "Windpower 2005 Conference"

RReeggiióónn

Pacífico

Europa

América delNorte

Asia

Latinoamérica

MedioOriente yÁfrica

TToottaallmmuunnddiiaall

IInniicciiooss ddee22000055 ((MMWW))

1.300

34.464

7.181

3.527

208

241

4466..885533

TToottaall iinnssttaallaaddooeenn 22000044 ((MMWW))

379

5.722

513

830

42

170

7.565

IInniicciiooss ddee22000044 ((MMWW))

880

28.845

6.691

2.697

166

170

39.489

TToottaall iinnssttaallaaddooeenn 22000033 ((MMWW))

168

5.461

1.768

508

7

1

8.111

IInniicciiooss ddee22000033 ((MMWW))

710

23.332

4.921

Sin datos

Sin datos

Sin datos

31.228

TToottaall iinnssttaallaaddooeenn 22000022 ((MMWW))

248

6.135

450

- -

- -

- -

6.868

PPootteenncciiaa ttoottaall iinnssttaallaaddaa eenn eell mmuunnddoo2244

EEnn llaa AArrggeennttiinnaa

Actualmente, más del 90 % de nuestro con-sumo energético proviene de fósiles, es decir,de energías no renovables. Entre los años1996 y 2001 seincrementó la ca-pacidad de gene-ración de electri-cidad por medioseólicos de 10 a 21megavatios, apro-ximadamente.

Si de energía eólica estamos hablando, lacita obligada es en nuestra Patagonia,con velocidades promedio de 9 metrospor segundo (Se considera que una buenavelocidad para aprovechar el recurso eólicoes de 6 a 7 metros por segundo) y con vien-tos constantes (recordemos que tanto laenergía eólica como la solar son recursosenergéticos intermitentes) de unos dos decada tres días.

El ingeniero Erico Spinadel -integrantedel GenCo, presidente de la AsociaciónArgentina de Energía Eólica y vicepresidentede la World Wind Energy Association- conside-ra que la energía eólica puede utilizarseen Argentina de tres formas distintas, enrelación con la potencia a instalar:

• Mientras hablemos de kkWW, es recomenda-ble para zonas aisladas; por ejemplo, para

una chacra rural, orientando su uso a lacarga de baterías o como complemento degrupos electrógenos que funcionan condiesel.

• Si pensamos en MMWW, estamos en el terrenode lo que es una instalación de parque eóli-co. Como veremos más adelante en losejemplos de parques instalados en nuestroterritorio, éstos suministran electricidad apoblaciones medianas; incluso, de haberexcedente, lo pueden incorporar a la redpública del interconectado nacional.

• Llegando ya a los GGWW, es posible laexportación del viento. ¿Cómo es esto?Produciendo hidrógeno, obtenido a partirde electrólisis, proceso generado en el con-sumo de energía eléctrica suministrada porgeneradores eólicos.

Parte del lentocrecimiento queeste tipo de tec-nología tiene en-tre nosotros estáexplicada por laescasa financia-ción. Aún supe-rando la últimacrisis financieradel país, siguensin reglamentarseleyes nacionales yprovinciales quesubsidiarían loskW generados de manera eólica, comouna forma de competir con el gas barato-que sigue siendo una de las mejoresalternativas para la producción de electrici-dad-.

3311

Lo invitamos a com-parar estos 21 MWcon los 12.000 deAlemania o con los4.830 MW de Espa-ña.

La Patagonia, por sí sola, estaría en condi-ciones de generar suficiente energía comopara abastecer a todo el Mercosur yexportar un importante excedente almundo entero.

Los principales fa-bricantes de au-tomóviles están enpleno desarrollo dediversos prototiposalimentados con hi-drógeno como com-bustible (el residuoque queda luego desu combustión es,simplemente, vaporde agua).

De todos modos, a fines de 1998 se aprobó elRégimen Nacional de Energía Eólica y Solar(Ley 25.019). Su finalidad es rembolsar, aquien invierta en la generación de electrici-dad por medios eólicos o solares, un centavopor cada kW de energía así obtenido. Pero, elprecio de la electricidad en el mercado ma-yorista es de 2,8 centavos y el costo de ge-neración de energía eólica todavía está enmás de cuatro centavos.

Igualmente, algunos municipios hanemprendido nuevas inversiones. LaCooperativa de Servicios de ComodoroRivadavia, en la provincia de Chubut, tieneinstalados molinos de origen danés (de laempresa Micon®) que rinden aproximada-mente 3 veces más que si estuvieran operan-do en las costas del Mar Báltico.

El parque dela municipalidadde Pico Trun-cado, Santa Cruz,uno de los pri-meros parqueseólicos instaladosen nuestro país,acaba de cambiartodos sus gene-radores y ad-quirir productosde la marca a-lemana Enercon®fabricado porWobben en Brasil,considerados co-mo unos de los equipos más avanzadosdisponibles en el mercado.

3322

Confirmando los buenos vientos sureños, probamos nuestro generador eólico. Aquí se lo ve girando,gracias a ráfagas de viento de 74 km/h (unos 20 m/s) en las afueras de la ciudad de Viedma

Así como un mismoequipo fabricado enEuropa termina rin-diendo, gracias a lascaracterísticas delviento patagónico,2 o 3 veces más quesi estuviera instala-do en el sueloeuropeo, a la vezse encuentra másexigido, por lo quepuede verse reduci-da su vida útil.

PPaarrqquueess eeóólliiccooss nnaacciioonnaalleess

Dos mil kilómetros al sur de la ciudad deBuenos Aires, al noreste de la provincia deSanta Cruz, está Pico Truncado.

A mediados del 2004, el municipio realizóuna inversión de un millón y medio dedólares en la compra de dos nuevos molinoseólicos a una empresa brasileña que producegeneradores eólicos con licencia alemana.Con estos dos generadores eólicos duplicarála capacidad de generación de energía eléctri-ca de su parque eólico de 2,4 MW.

Esta cantidad de MW representa, para elmercado local, un abastecimiento cercano al60 % de la demanda de energía eléctrica.

Actualmente, la Argentina cuenta con nueveparques eólicos y uno que se inaugurarápróximamente en La Pampa, de mano de laCooperativa de Servicios Públicos de GeneralAcha (Cosega). Esta instalación podrábrindar un suministro eléctrico cercano altercio del consumo que realizan sus habi-tantes.

Un proyecto malogrado hace poco fue el deampliación de su potencia instalada encaradopor la Cooperativa de Servicios de ComodoroRivadavia que quiso llegar a los 20 MW decapacidad; pero, el barco que traía los nuevosmolinos se incendió y se dañaron los

3333

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0,6 4,9

16,5 39,2 76,5

132,3 210,1

8 9

10 11 12 13 14 15

313,6 446,5 612,5 815,2

1058,4 1345,7 1680,7 2067,2

16 17 18 19 20 21 22 23

2508,8 3009,2 3572,1 4201,1 4900,0 5672,4 6521,9 7452,3

PPootteenncciiaa ddeell vviieennttoo25

mm // ss WW // mm22 mm // ss WW // mm22 mm // ss WW // mm22

25 Los valores de la presente tabla se generan considerando

una densidad del aire de 1,225 kg/m3 (correspondiente alaire seco, a la presión atmosférica estándar, al nivel del mary a 15 °C). La fórmula para el cálculo de la potencia en

W por m2 es = 0,5 x 1,225 x v3, donde v es la velocidaddel viento en m/s.

Reinstalación, tras realizarle el serviciotécnico, de una de las primeras turbinas fabri-

cadas por INVAP, la IVS 4500, en su viejaversión tripala. wwwwww..iinnvvaapp..nneett

equipos. En Comodoro Rivadavia el 10 % dela energía eléctrica es de origen eólico; suparque eólico es el más grande en cantidadde aerogeneradores y en capacidad instalada.En 1994, se instaló allí un equipo Micon®M530 de 250 kW y, en 1997, otros ochoequipos M1500 de 750 kW. El proyecto encurso, para aumentar su capacidad, tiene porobjetivo la instalación de 16 aerogeneradoresGamesa® G-47 de 660 kW.

Pero no sólo el sur existe... para elaprovechamiento de sus vientos. La provin-

cia de Buenos Aires tiene una capacidadeólica similar a la de Alemania que, como yahemos visto, es el país con mayor potenciaeólica instalada.

La firma Enarsa® (Energías Argentinas SA),empresa española con aporte de capitales delos líderes ibéricos de la electricidad, Endesay Elecnor, planteó un plan de inversiones enla Argentina para instalar sus tres primerosparques eólicos en Puerto Madryn (Chubut),Cutral-Có (Neuquén) y Bariloche (RíoNegro) entre 2001 y 2002, con el objetivo dellegar, en diez años, a 3000 MW de potenciaeólica instalada que produciría electricidadpara el consumo de más de 2,5 millones deargentinos.

3344

El costo por MW instalado para un parqueeólico en la Argentina ronda el millón de pesos.

AAnnttoonniioo MMoorráánn (17.060 kW) MMaarrccaaMICON M530

MICON NM750Gamesa G47

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa2 / 250 kW8 / 750 kW16 / 660 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee19/01/94

12/09/97 - SCPL20/12/02 - SCPL

PPrroovviinncciiaa ddee CChhuubbuutt PPootteenncciiaa ttoottaall iinnssttaallaaddaa:: 1177..446600 kkWW

Otros datos Velocidad promedio del viento: 11,2 m/s Distribución: Red pública local

RRaaddaa TTiillllyy (400 kW) MMaarrccaaMICON NM750

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa1 / 400 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee18/03/96 - COAGUA

Detalle de siglas: Sociedad Cooperativa Popular Limitada (SCPL), Cooperativa de Servicios de Rada Tilly (COAGUA)

Otros datos Velocidad promedio del viento: 10,8 m/s Distribución: Red pública local

PPuunnttaa AAllttaa (2.200 kW) MMaarrccaaMICON NM750AN BONUS 600

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa1 / 400 kW3 / 600 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee17/02/95 - Pehuen Co10/12/98 - Bajo Hondo

PPrroovviinncciiaa ddee BBuueennooss AAiirreess PPootteenncciiaa ttoottaall iinnssttaallaaddaa:: 55..770000 kkWW

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,3 m/s y 7,8 m/s Distribución: Red local

26ONG Eco-Sitio. www.eco-sitio.com.ar/parque_eolico_en_argentina.htm

DDiissttrriibbuucciióónn ddee llooss ppaarrqquueess eeóólliiccooss ppoorr pprroovviinncciiaa26

3355

TTaannddiill (800 kW) MMaarrccaaMICON NM750

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa2 / 400 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee26/05/95 - CRETAL

PPrroovviinncciiaa ddee BBuueennooss AAiirreess PPootteenncciiaa ttoottaall iinnssttaallaaddaa:: 55..770000 kkWW

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,2 m/s Distribución: Red pública local (rural) y red pública regional

DDaarrrreegguueeiirraa (750 kW) MMaarrccaaMICON NM750

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa1 / 750 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee12/10/97 - Coop. Elec.

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,3 m/s Distribución: Red pública local y excedentes a la red regional

MMaayyoorr BBuurraattoovviicchh (1.200 kW) MMaarrccaaAN BONUS 600

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa2 / 600 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee22/10/97 - Coop. Elec.

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,4 m/s Distribución: Red pública local y excedentes a la red regional

CCllaarroommeeccóó (750 kW) MMaarrccaaMICON NM750

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa1 / 750 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee26/12/98 - Coop. Elec.

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,3 m/s Distribución: Red pública local

Detalle de sigla: Cooperativa Eléctrica de Tandil Azul Ltda. (CRETAL)

PPiiccoo TTrruunnccaaddoo (1.200 kW)Nota: reemplazan equipos de 1998

MMaarrccaaEnercon E-40/6.44

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa2 / 600 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee10/02/01 - Municipalidad

PPrroovviinncciiaa ddee SSaannttaa CCrruuzz PPootteenncciiaa ttoottaall iinnssttaallaaddaa:: 11..220000 kkWW

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,21 m/s Distribución: Red pública local

GGeenneerraall AAcchhaa (900 kW) MMaarrccaaNEG MICON NM52/900

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa1 / 900 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteenntteeDic. 02 - COSEGA

PPrroovviinncciiaa ddee LLaa PPaammppaa PPootteenncciiaa ttoottaall iinnssttaallaaddaa:: 990000 kkWW

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,21 m/s Distribución: Red pública local

Detalle de sigla: Cooperativa de Servicios Públicos de General Acha Ltda. (COSEGA)

CCuuttrraall CCoo (400 kW) MMaarrccaaMICON NM750

CCaannttiiddaadd // PPootteenncciiaa1 / 400 kW

FFeecchhaa // CCoommiitteennttee20/10/94 - COPELCO

PPrroovviinncciiaa ddeell NNeeuuqquuéénn PPootteenncciiaa ttoottaall iinnssttaallaaddaa:: 440000 kkWW

Otros datos Velocidad promedio del viento: 7,2 m/s Distribución: Red pública local

Detalle de siglas: Cooperativa Eléctrica de Cutral Co (COPELCO)

HHiissttoorriiaa ddeell rreeccuurrssoo eeóólliiccoo

Al buscar antecedentes históricos de losmolinos de viento, nos encontramos con lasprimeras menciones del aprovechamientodel recurso eólico para la navegación a vela.Aunque las referencias iniciales sobremáquinas eólicas que aprovechan el vientopara otro tipo de actividades datan del sigloII a. C., en la antigua Persia del siglo VII a. C.ya existieron los primeros molinos de vientocon carácter utilitario. Los chinos tambiénutilizaban, desde tiempos remotos, molinosde viento; aunque, en este caso, su aplicaciónes para el bombeo de agua -a diferencia delmolino persa, que trituraba granos-. Ambosresponden a la configuración de un molinode eje vertical.

Igualmente, apoyándonos en documentaciónhistórica gráfica, en los siglos XI y XII, adver-timos que se comienza a hablar de un usoconcreto y generalizado de los molinos deviento. Se estima que los primeros molinosson introducidos en Europa por quienesretornan de las cruzadas.

"El molino más antiguo pudo ser el que seconstruyó en Rexpoede cerca de Dunkerque,en el siglo X, y que todavía existía hasta tansólo algunas décadas atrás. El primer molinodel que se disponen pruebas documentalesse construyó en Francia en 1180; y, a partirde esta fecha, parece que se extienden rápi-damente. En el 1190 se construyó el primermolino inglés; en 1222 se conoce de otro enla ciudad de Colonia y en 1237 aparece elprimer molino italiano del que hasta ahora setiene referencia. El famoso molino delMonasterio de Koninsgvelden Delf (Holanda)

se construyó en 1229."27

Desde el punto de vista tecnológico, los moli-nos no evolucionaron demasiado durantesiglos; pero, fueron ampliando su campo deaplicación, utilizándose como fuerza motrizen el desarrollo de industrias como la textil,la metalúrgica, la de la fabricación de papel.Y, probablemente, la transformación de losmolinos de eje vertical en eje horizontaldebió ser consecuencia de la necesidad deadaptar estas máquinas eólicas al bombeo deagua (la posibilidad de tomar la fuerza direc-tamente del eje de rotación, sin necesidad deincluir un engranaje para cambiar de direc-ción, es favorecida por este último tipo deconstrucción).

El principal problema tecnológico a enfrentares, entonces, el de la orientación de las palasa favor de la dirección del viento. Gran partede la estructura que contiene el eje principal,

3366

27 Cádiz Deleito, Juan Carlos (1984) La energía eólica.Tecnología e historia. Hermann Blume. Madrid.

Molinos de viento en Kinderdijk, Holanda.Alrededor del año 1740 se habían construidoaquí 19 molinos de viento. Aunque su princi-pal uso era en la molienda de grano, tambiénresultaban muy útiles al momento de ayudar

a bombear el agua de las áreas bajas.wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

el rotor y las palas, es la que gira para mejo-rar su posición, lo que se realiza por mediode un sistema de palancas. Pero, los proble-mas de peso y roce hacen, de esta tarea, algopoco efectivo.

Los holandesesson de los pri-meros en modi-ficar la tecnologíadel eje vertical y, apartir del 1.350,comienzan a cons-truir máquinas de eje horizontal y con cuatropalas formadas por un eje central; a éstas seles adosa una trama de listones de maderaque, recubiertos de tela, generan la superficieque capta al viento.

El desarrollo de las ciencias y, en particular,de la mecánica durante el Renacimiento es elcontexto claro para avanzar en varios aspec-tos técnicos. Los sistemas hidráulicos y lossistemas eólicos se constituyen en las princi-pales fuentes de energía motriz.

"A finales del siglo XVI los molinos de vientose utilizaban para las aplicaciones más diver-sas. En Francia e Inglaterra se emplean en laobtención de la sal, facilitando la evapo-ración del agua del mar. En 1582 se cons-truye en Holanda el primer molino de aceite;y, cuatro años más tarde, el primero dedicadoa moler pasta de papel. En 1592 se construyela primera serrería holandesa impulsada porenergía eólica."28

Comienzan a diseñarse dos líneas de molinosde viento identificados con el tipo de estruc-

tura que los soporta:

• los molinos de trípode y

• los molinos de torre.

El trabajo sobre las eessttrruuccttuurraass ttrrííppooddee per-mite transformaciones hacia un mayortamaño de los molinos de viento, debido a subuen sistema de apoyo. Luego, estas estruc-turas terminan recibiendo un cerramientoque se constituye incluso, en la vivienda delencargado de operar el molino.

La otra línea de desarrollo es la que utilizauna ttoorrrree -generalmente, de sección circular-construida de ladrillos o piedras; sobre ella seasienta una estructura de madera que con-tiene el eje principal y el conjunto deengranajes que transmite el movimiento.

Para ambos casos, el problema a resolversigue siendo la posibilidad de orientar laspalas a favor del viento. Recién en el sigloXVII se encuentran antecedentes de resolu-ciones mecánicas al problema de la orien-tación de las palas. En 1745, Edmund Leepatenta el timón que orienta automática-mente el molino en la dirección del viento.

Este hecho permite, luego, tomar partido afavor de continuar el desarrollo de los moli-nos de viento de ejes horizontales -que, aigual posibilidad de regulación y control delfuncionamiento, resultan más eficientes-.

Durante el siglo XVIII, el reemplazo de lamadera y la piedra como principales materia-les de construcción de los molinos a favor dealgunos metales, trae mejoras en el diseñopropiamente dicho, aligerando su peso ymejorando las condiciones de rozamiento

3377

Holanda llega a contarcon más 8000 molinosde viento dedicados albombeo de agua.

28 Cádiz Deleito, Juan Carlos (1984) Op. Cit.

entre piezas. Se comienza, también, con laspublicaciones de los primeros tratados teóri-cos sobre el tema que comprenden no sólorelevamientos detallados como los que serealizan en el Renacimiento, sino tambiéncompletos estudios sobre aerodinamia de laspalas y desarrollos de sistemas automáticosde orientación.

Este desarrollo tecnológico se mantiene cons-tante hasta la mitad del siglo siguiente; pero,no debemos olvidar que el contexto en el cualse desarrollan es una industria netamente arte-sanal y que una de sus principales limitacionespara el aprovechamiento de la energía eólica esla necesidad de utilizar in situ la potencia quese genera (el transporte de energía -aunqueexisten sistemas para esto- es realizado, en eseentonces, con grandes pérdidas).

A partir de mediados del siglo XIX, laRevolución Industrial trae aparejado un nuevoperíodo de cambios para los molinos de viento.

Con nuevos diseños, más simples y pensadospara su producción en serie bajo los concep-tos de la revolución en curso, comienza aexpandirse su instalación a zonas ruralespara el trabajo de bombeo de agua.

Esta especialización en su utilización -princi-palmente, en EEUU- permite, por una parte,grandes series de producción y, por otraparte, limita las investigaciones a desarrollosespecíficos para esta funcionalidad.

Conceptualmente, Europa entiende laexplotación del recurso eólico en forma másamplia. El país que marca una clara direcciónen la investigación y el desarrollo, dando losprimeros pasos para la obtención de energía

eléctrica a partir de la energía eólica, esDinamarca. Ya en 1890, en el ámbito guber-namental, se inicia un programa de desarro-llo eólico que lleva al Ingeniero Lacour a con-vertirse en uno de los pioneros y referentesprincipales de esta tecnología. Los gene-radores daneses son, hoy, los más avanzadostecnológicamente y contamos con varios deellos en los parques eólicos argentinos (porejemplo, en Comodoro Rivadavia).

En lo que más tarde se convertiría en unaplanta y centro de investigación, Lacourconstruye el primer prototipo de un gene-rador eólico que produce electricidad. Conuna altura de 24 metros para la torre, el gene-rador situado en su base y un rotor de 4 palasde 25 metros de diámetro, puede desarrollarpotencias entre los 5 a 25 kW.

Con los primeros pasos de la aeronáutica, acomienzos del siglo pasado, se llega a contar,en las décadas siguientes, con informaciónespecífica de perfiles aerodinámicos posiblesde aplicarse al diseño y a la construcción delas palas de los molinos de viento.

El volcado de recursos de la industria

3388

Parque eólico en Zeeland Kreekrak, PaísesBajos. A lo largo de todo el margen de la

represa están instaladas 26 turbinas bipalas.wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

aeronáutica permite, entonces, avanzar estatecnología en todos los aspectos posibles.

"En 1927, el holandés Dekker construyó elprimer rotor provisto de palas con secciónaerodinámica, capaz de alcanzar velocidadesen punta de pala 4 o 5 veces superiores a ladel viento incidente. Hasta ese momento, lasvelocidades típicas más elevadas que sehabían alcanzado con los multipalas era dedos veces la del viento. Los molinos clásicoshabían funcionado con velocidades derotación inferiores a la del viento."29

Este crecimiento encuentra su principal esco-llo en el cada vez más masivo uso de los com-bustibles fósiles; particularmente, en el usodel petróleo. Así, podemos advertir que losciclos de mayor desarrollo de las tecnologíasde generación eólica toman nuevos impulsoscada vez que enfrentamos una crisis energéti-ca por la dependencia de los combustiblesfósiles (sea por precio, guerras o escasez) ydecaen una vez superados estos problemas.

AAeerrooddiinnaammiiaa ddee uunn ggeenneerraaddoorr

PPrriinncciippiiooss bbáássiiccooss

Para diseñar una máquina eólica, en el sigloXVI no se cuenta con los conocimientos deuna teoría aerodinámica sino que se trabajaaplicando conocimientos empíricos y demanera artesanal.

En la actualidad, en cambio, es posibleacceder a conocimientos suficientes y, sobretodo, a métodos de cálculo y de simulaciónque nos permiten determinar con precisióntodos los aspectos relacionados con el diseñode un generador eólico. Porque, los gene-radores eólicos actuales toman prestados delcampo aeronáutico conceptos y tecnología yaconocidos y probados, adaptándolos a lascaracterísticas particulares de su propio fun-cionamiento.

3399

Dos de los aerogeneradores de prueba delInstituto de Askov Folk, Askov (Dinamarca),

en 1897. Este instituto, fundado por P. Lacourtodavía existe, manteniendo los molinos deviento en su estado original. Danish WindIndustry Association. wwwwww..wwiinnddppoowweerr..oorrgg

29 Cádiz Deleito, Juan Carlos (1984) Op. Cit.

En la tierra o en el espacio, cada elemento senos presenta en tres estados según loscuales se lo clasifica como sólido, líquido, ogas. Al estudio del comportamiento de loselementos sometidos a una fuerza que actúasobre ellos se lo denomina ddiinnáámmiiccaa.

Y el estudio de la dinámica se divide, básica-mente, en tres grandes especialidades:dinámica de sólidos, dinámica de líquidos ydinámica de gases. En esta última división, elestudio particular de la dinámica del aire estáencarado por la aaeerrooddiinnáámmiiccaa.

La aerodinámica, entonces, es el estudio delas fuerzas ejercidas por el aire sobre unobjeto. Estas fuerzas se vuelven activascuando un objeto se mueve a través del aire.

Para su mejor funcionamiento, las aspas delos grandes aerogeneradores son opti-mizadas, diseñándose sobre la base de per-files alares.

Veamos el comportamiento básico de uno deestos perfiles...

La fuerza aerodinámica es la fuerza resultantede todas las fuerzas que actúan sobre el per-fil alar. Un ppeerrffiill aallaarr aplicado en la construc-ción de las alas de un avión involucra cuatrofuerzas que pueden ser medidas y compara-das: sustentación, resistencia, empuje y peso.Si descomponemos la fuerza aerodinámicasegún la dirección del flujo de aire recibido,obtenemos una componente perpendicular LLdenominada sustentación (que empuja haciaarriba el peso del perfil) y otra componenteDD, paralela a la corriente de aire, denomina-da resistencia (que se opone al empuje nece-sario para que pueda desplazarse el ala). Alfaes el ángulo de ataque con que el perfilenfrenta la corriente de aire (Veremos másadelante la importancia de la posición delperfil al recibir el flujo de aire).

Para que el avión vuele, entonces, la fuerzade sustentación debe ser mayor o igual alpeso, y la fuerza de empuje debe ser mayor oigual a la fuerza de resistencia.

El deslizamiento del aire por sobre la super-ficie superior de un perfil alar que se muevahorizontalmente lo hará más rápidamenteque el aire que se desliza por la superficieinferior. Esto genera una presión más baja enla superficie superior (debido al teorema deBernoulli30), recibiendo el empuje hacia arri-ba de la presión mayor que se generó en lacara inferior del perfil, lo que crea el fenó-meno de la ssuusstteennttaacciióónn.

Pero, si ya estamos en vuelo y pretendemosdescender, necesitamos disminuir la sus-tentación derivada de la baja presión en lasuperficie superior del ala, es decir, perdersustentación. Esta acción -que se conoce,también, como "entrar en pérdida"- se pro-duce debido al desprendimiento de la co-rriente de aire de la superficie superior y a laformación de turbulencias en su parte poste-rior.

Continuando con el ejemplo de un perfil deala de avión, esto se consigue variando elángulo de ataque. A medida que el ala

4400

FA = Fuerza aerodinámica, L = Sustentación,D = Resistencia, �� = Ángulo de ataque

Esquema de comportamiento del flujo de airesobre las superficies del perfil alar

30 Recordemos que el teorema de Bernouilli enuncia que,cuando un fluido circula por un conducto, la presión dis-minuye al aumentar la velocidad y viceversa. En nuestrocaso, como el camino recorrido por la parte superior delperfil es mayor que el recorrido por la parte inferior (por laforma del perfil y/o por el ángulo de ataque), entonces lapresión en la parte superior del perfil es inferior a la pre-sión en la parte inferior.

aumenta su ángulo de ataque respecto de ladirección de la corriente de aire que recibe,comienza a aumentar también la fuerza delempuje generada en su cara inferior; pero,esto es hasta alcanzar cierto valor, ya queluego el flujo de aire en la superficie superiordeja de estar en contacto con ésta ocasionan-do, además, que el aire gire en forma desor-denada o turbulenta.

Podemos confirmar esto con una experienciamuy simple: Al sacar la mano por la ven-tanilla de un automóvil en movimiento, si lamano se mantiene perfectamente plana yparalela al camino, podemos sentir laresistencia del aire en ella. Si, ahora, giramoslevemente la mano hacia arriba, rápidamentesentimos cómo el aire empuja la mano haciaarriba. Es decir, al aumentar el ángulo deataque, aumentamos la sustentación.

Hemos mencionado hasta aquí el fenómenode sustentación relacionado al perfil de unala de avión y su ángulo de ataque. Sinembargo, los diseñadores de aviones no sólose preocupan por la sustentación para ele-varse y por cómo entrar en pérdida de sus-tentación para descender. También se preo-cupan de la otra componente que men-cionáramos antes: la rreessiisstteenncciiaa ddeell aaiirree oresistencia aerodinámica.

La resistencia aerodinámica, normalmente,aumenta si el área orientada en la direccióndel movimiento aumenta. Depende, básica-mente, de la forma del ala y, nuevamente, desu ángulo de ataque.

Aunque en los molinos antiguos la secciónde las aspas es, generalmente, plana y cons-tante, la elección del perfil más adecuado

para construir un aspa para un generadoreólico actual, teniendo en cuenta estas carac-terísticas aerodinámicas, nos lleva a conside-rar un diseño que permita, para cada seccióndel ala, un ángulo de ataque óptimo. Por estarazón, algunos modelos de aspas tienenforma alabeada, con el fin de que el ángulode ataque sea el óptimo a lo largo de toda sulongitud.

Sin embargo, esto complejiza el proceso pro-ductivo y encarece el producto final y,aunque contemos con un aspa diseñada paraobtener el mayor rendimiento posible a unadeterminada velocidad del viento, cuandoesta última varíe dejaremos de trabajar en elrégimen óptimo. Una solución intermedia aeste problema es la de mantener el mismoángulo de ataque a lo largo de toda la seccióndel aspa y hacer girar toda el aspa, para adap-tar dicho ángulo a las condiciones de la co-rriente de aire que reciba. Esta situación,claro está, redunda en un menor rendimien-to aerodinámico.

4411

Sección de aspa del equipo IVS 4500fabricado por INVAP; está hecha de una solapieza de plástico reforzado, con interior de

espuma de poliuretano; un par de nervadurasinternas refuerza el borde de ataque.

wwwwww..iinnvvaapp..nneett

Hasta aquí hemos notado cómo las fuerzasaerodinámicas en las aspas de un generadoreólico, se comportan de forma similar a lasdel ala de avión. Pero, debemos agregarleotro factor a los ya considerados y es lavelocidad que se produce a causa de larotación de las aspas.

El viento que llega a las palas del rotor de unaerogenerador no viene de la dirección en laque el viento sopla en el entorno, es decir, dela parte delantera de la turbina. Esto esdebido a que las propias palas del rotor seestán moviendo. Dado que la mayoría de lasturbinas tiene una velocidad de giro cons-tante, la velocidad a la que se mueve la puntade la pala (velocidad periférica) suele estaralrededor de los 64 m/s, mientras que en elcentro del buje es nula. A un cuarto de lalongitud de la pala, la velocidad es, entonces,de 16 m/s.

GGeeoommeettrrííaa ddee llooss ppeerrffiilleess

Hemos estado hablando de la necesidad dehacer girar un rotor gracias al diseño de lasaspas y a la velocidad del viento que éstaspuedan recibir.

La velocidad del aire y la forma del perfil queutilicemos en la construcción del aspa delgenerador eólico determinan la aparición delas fuerzas aerodinámicas que podemosaprovechar para lograr la transformación dela energía.

Básicamente, un perfil se traza a partir de unalínea recta que puede estar dentro o fuera deél. Y se emplea un sistema de coordenadas X-Y para ir definiendo el perfil, punto a

punto, con toda la precisión que deseemos.

Enumeramos a continuación sus partes principales:

• Borde de ataque: Punto central de laparte delantera de un perfil.

• Borde de salida: Punto central de la partetrasera de un perfil.

• Cuerda: Línea recta que une el borde deataque con el borde de salida.

• Espesor: Máxima distancia entre elextradós y el intradós.

• Extradós: Parte superior de un perfil.

•Intradós: Es la parte inferior de un perfil.

• Curvatura media: Es la línea equidistanteentre el extradós y el intradós.

Hoy existe una gran variedad de formas enperfiles aerodinámicos ensayados en túnelesde viento. Un ejemplo característico son loscatálogos NACA -National AeronauticsCommittee Administration-. En particular,para aplicaciones eólicas, se suelen utilizarperfiles de la serie NACA 23 o 44.

El sistema NACA considera un perfil consti-tuido por dos parámetros:

• un perfil de base biconvexo simétrico,

• una línea media recta.

4422

Denominación de los componentesgeométricos de un perfil alar

Sobre este perfil base, curvando la líneamedia y variando las dimensiones de las otrasvariables (espesor, radio del borde de ataque,etc.) se van logrando las distintas configura-ciones. Estas variaciones en la configuraciónquedan, luego, establecidas por el númeroque las designa y representan porcentajes dela magnitud que se determine a la cuerda.

Por ejemplo, un perfil NACA denominado4415 tiene una curvatura máxima del 4 % dela cuerda, situada a una distancia del 40 % delpunto inicial de la cuerda (se mide desde elborde de ataque hacia la derecha) y con unespesor máximo del 15 % de la cuerda. El per-fil NACA que comienza con la denominación00 es un perfil simétrico (de curvatura 0).

Para avanzar en este punto, podemos contarcon algunos programas de diseño de perfilesfácilmente accesibles desde la web; por ejem-plo, el Winfoil31es una herramienta para eldiseño y el análisis de perfiles aeronáuticos.Orientado a la obtención de planos de partesconstructivas para aviones a radiocontrol,posee una interfase muy simple y viene car-gado con algunos perfiles como modelos. Eltrazado de un nuevo perfil según requeri-mientos particulares es similar al trabajo quepuede necesitarse realizar utilizando un pro-grama de modelado 2D y permite tanto laimpresión directa del diseño obtenido comosu exportación en archivo digital hacia otrosprogramas.

4433

Ejemplos de perfiles NACA; las series de más de cuatro dígitos responden a perfiles máscomplejos de diseñar, orientados al desempeño en altas velocidades de flujo de aire

31 En el sitio web del software Winfoil wwwwww..wwiinnffooiill..ccoomm sepuede descargar una versión demo totalmente operable,con la única limitación de poder grabar 20 trabajos.

IInnssttaallaacciioonneess

EEmmppllaazzaammiieennttoo

Si tenemos en cuenta que el viento es nuestroprincipal factor energético para hacer fun-cionar un generador eólico, podemos consi-derar que, en principio, un lugar adecuadopara su instalación es aquel en el que lavelocidad con la que soplan los vientos eselevada.

Pero, como la velocidad del viento no siem-pre es constante, la cantidad de energía quenos provee varía continuamente. Estas fluc-tuaciones dependen tanto de las condicionesde la superficie y de los obstáculos del

entorno elegido como de las variaciones detemperatura -que pueden generar turbulen-cias y cambios de dirección en el flujo delaire-.

La topografía del emplazamiento es muyimportante al momento de determinar lamejor zona para el aprovechamiento delrecurso eólico. Desde montañas que puedenconstituirse en obstáculos hasta el tipo desuperficie del terreno, deben ser tenidos encuenta a la hora de una completa evaluacióndel lugar.

No es difícil imaginar que las montañas cons-tituyen un importante obstáculo al desplaza-miento del aire (se considera que reducen enun 30 a un 50 % de la velocidad que se ten-

4444

Captura de pantalla del diseño de un perfil NACA con el software Winfoil 2

dría en iguales condiciones moviéndose enun espacio libre); pero, un efecto similar defrenado puede producirse, también, en zonassin obstáculos.

Veamos a continuación los principales fac-tores que inciden de manera directa almomento de tener en cuenta el logro máximode rendimiento de una instalación eólica, enrelación con el lugar de su emplazamiento.

FFuueerrzzaa ddee CCoorriioolliiss. En el título "Energía"mencionamos cómo se generan los vientosglobales a partir de la energía recibida delSol. Recordemos brevemente esto.

Cuando el viento sube desde el Ecuador, y sedesplaza hacia el norte y hacia el sur en lascapas más altas de la atmósfera, hay un área debajas presiones cerca del nivel del suelo queatrae a los vientos del norte y del sur; en lospolos, hay altas presiones debido al aire frío.

Debido a la ro-tación del globo,cualquier movi-miento en el he-misferio sur esdesviado hacia laizquierda, vistodesde arriba (enel hemisferio nortees a la inversa). Este fenómeno es conocidocomo ffuueerrzzaa ddee CCoorriioolliiss.

• En el hemisferio norte, el viento tiende agirar en el sentido contrario al de las agu-jas del reloj (visto desde arriba) cuandose acerca a un área de bajas presiones.

• En el hemisferio sur, el viento gira en elsentido de las agujas del reloj alrededorde áreas de bajas presiones.

Alrededor de los 30° de latitud en amboshemisferios, la fuerza de Coriolis evita que elviento se desplace más allá. En esa latitud seencuentra un área de altas presiones, por loque el aire empieza a descender de nuevo.

RRuuggoossiiddaadd. Aproximadamente a un ki-lómetro de altura de la superficie terrestre, elviento apenas sufre influencia alguna por eltipo de suelo. A medida que nos acercamos aéste, en las capas más bajas de la atmósfera,la velocidad del viento ya comienza a serafectada por la fricción con la superficie te-rrestre; es decir, comienza a ser influenciadapor los obstáculos y por la vegetación que lacomponen.

A esta influencia de la superficie terrestre

4455

FFuueerrzzaa ddee CCoorriioolliissRRuuggoossiiddaaddOObbssttááccuulloossTTuurrbbuulleenncciiaa

EEMMPPLLAAZZAAMMIIEENNTTOO

CCiizzaallllaammiieennttoo

La fuerza de Coriolis esun fenómeno visible. Elagua desagotándose deuna pileta es el clásicoejemplo (observemos elsentido del giro en elremolino que se forma).

sobre la velocidad del viento (efecto de fre-nado) se la define como rruuggoossiiddaadd.

Obviamente, los bosques o una configuraciónurbana restan mucha más velocidad al vientoque la superficie de un espejo de agua -comopuede ser un lago-. Una carretera o una pistade hormigón tienen una influencia distintaque una zona de pastos altos y arbustos.

Las ovejas se han convertido en buenas ami-gas al momento de elegir un lugar para lainstalación de un aerogenerador; el pastoreode un rebaño permite mantener la superficiede un terreno con vegetación de pocos cen-tímetros de altura.

La rugosidad es cuantificada con un número:

• Una alta rugosidad se corresponde con unpaisaje con muchos árboles y/o edificios; sele asigna un valor numérico de 3 o 4 puntos.

• El espejo de agua que mencionáramosanteriormente o una pista de aeropuertose corresponden con una superficie derugosidad cercana al valor 0.

Otro aspecto a considerar dentro del concep-to de rugosidad es la longitud de ésta. Nosreferimos a la distancia sobre el nivel delsuelo a la que, teóricamente, la velocidad delviento debería ser nula.

4466

El pastoreo de animales permite manteneruna superficie con baja rugosidad.

wwwwww..wwiinnddppoowweerrpphhoottooss..ccoomm

CCllaassee ddeerruuggoossiiddaadd0 0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5 4

LLoonnggiittuudd ddeerruuggoossiiddaadd mm

0,0002 0,0024

0,03

0,055

0,1

0,2

0,4

0,8 1,6

ÍÍnnddiiccee ddeeeenneerrggííaa ((%%))

100 73

52

45

39

31

24

18 13

TTiippoo ddee ppaaiissaajjee

Superficie del agua. Terreno completamente abierto con una superficie lisa; por ejem-plo, pistas de hormigón en los aeropuertos, césped cortado, etc. Área agrícola abierta sin cercados ni setos y con edificios

muy dispersos. Sólo colinas suavemente redondeadas. Terreno agrícola con algunas casas y setos resguardantes de8 metros de altura, con una distancia aproximada de 1250 m.

Terreno agrícola con algunas casas y setos resguardantes de8 metros de altura, con una distancia aproximada de 500 m. Terreno agrícola con muchas casas, arbustos y plantas, o

setos resguardantes de 8 metros de altura, con unadistancia aproximada de 250 m.

Pueblos, ciudades pequeñas, terreno agrícola, con muchoso altos setos resguardantes, bosques y terreno accidentado,

y muy desigual.Ciudades más grandes con edificios altos.

Ciudades muy grandes con edificios altos y rascacielos.

TTaabbllaa ddee ccllaasseess yy ddee lloonnggiittuuddeess ddee rruuggoossiiddaadd3322

32 Atlas Eólico Europeo (1991).

OObbssttááccuullooss. Los obstáculos no sólo puedendisminuir la velocidad del viento sino, tam-bién, cambiar su dirección y generar turbu-lencias.

Los obstáculos deben considerarse tanto enalto como en ancho.

La distancia entre el obstáculo y el generadoreólico es muy importante porque, en general,el efecto del abrigo disminuye conforme nosalejemos del obstáculo. En un terreno conuna rugosidad muy baja (por ejemplo, elespejo de superficie de un lago), el efecto delos obstáculos (una isla) puede medirse hasta20 km más allá del obstáculo.

Dependiendo de la geometría exacta delobstáculo, la distancia aproximada a consi-derar para ubicar un generador eólicorespecto de éste no debe ser inferior a 5 vecesla altura del obstáculo en cuestión.

Cuanto más alto es el obstáculo, mayor seráel abrigo. El obstáculo no debe sobre pasaren alto la mitad de la altura del eje de giro delas aspas del generador eólico.

Los obstáculos disminuyen la velocidad delviento, según sea su densidad. Una pared esun obstáculo sólido mientras que un árboltiene más o menos espacio libre para el pasodel viento entre su follaje. Esto es lo que seconsidera como ppoorroossiiddaadd en un obstáculo;es decir, la facilidad con que el viento puedeatravesarlo.

Un edificio, una pared, tienen porosidadnula; un árbol en invierno -desprovisto detodas sus hojas- es mucho más poroso queuna pared (aunque, igualmente, puede dis-minuir hasta en un 40 % la velocidad delviento que lo atraviese). Los árboles con unespeso follaje tienen un efecto de frenadointermedio.

TTuurrbbuulleenncciiaa. Así como vimos la influencia delas distintas superficies de terrenos en lavelocidad del viento, los obstáculos que éstaenfrente generan turbulencias en el flujo deaire que puede recibir un generador eólicoinstalado.

4477

El efecto de frenado del viento que unoobbssttááccuulloo produce aumenta con su alturay con su longitud. Obviamente, el efecto esmás pronunciado cerca del obstáculo ycerca del suelo.

A mayor altura sobre la parte superior deun obstáculo, menor será el abrigo oreparo del viento que produzca. Sinembargo, el abrigo puede extendersehasta una altura cinco veces superior a ladel obstáculo, a una cierta distancia.

Esquema de las líneas de flujo que identificanla turbulencia que puede generar un obstácu-lo al paso del viento. Danish Wind Industry

Association. Danish Wind IndustryAssociation. wwwwww..wwiinnddppoowweerr..oorrgg

Un viento con flujos de aire irregulares quegenere remolinos, turbulencias y cambios dedirección disminuye la posibilidad de utilizarla energía del viento en todo su potencial,agregando a esto que la incidencia en formade ráfagas de distinta velocidad terminahaciendo funcionar al generador de manerairregular, creando fatiga, rotura o problemasde rozamiento en algunas piezas.

CCiizzaallllaammiieennttoo. A medida que nos alejamosde la superficie terrestre, la velocidad delviento aumenta, lejos ya de las distintasinfluencias que le restan velocidad. Pero, amedida que nos acercamos al nivel del suelo,el viento disminuye su velocidad. Este efectose denomina cciizzaallllaammiieennttoo del viento.

El cizallamiento del viento es otro factor aconsiderar para el diseño de un generadoreólico. Cuanto más alto se ubique un gene-rador eólico y cuanto más grande sea éste,podemos encontrar variaciones en la veloci-dad del viento que reciben las aspas.

Estas variacionesse evidencian se-gún sea su ubi-cación en distin-tos instantes de sugiro. Cuando unaspa está en suposición más alta,recibe mayorescargas debidas auna mayor veloci-dad del vientoque incide sobreella; esta inciden-cia es menor cuando el aspa está en su posi-ción más baja.

EEssttuuddiioo ddee iimmppaaccttoo aammbbiieennttaall

La principal defensa que se realiza a favor dela utilización de generadores eólicos para elabastecimiento de electricidad es la falta deemisión de CO2 (anhídrido carbónico odióxido de carbono) a la atmósfera. Los ge-neradores eólicos no emiten gases, por lo queno contaminan el aire y no contribuyen alefecto invernadero. Esta enorme ventajapuede ser, por sí sola, un factor determinanteal momento de considerar la utilización deesta tecnología para la producción de energíaeléctrica.

Pero, el emplazamiento de un parque eólicorequiere, igualmente, un estudio de impactoambiental.

Aunque, para su instalación y funcionamien-to, se comienza por tener en cuenta, básica-mente, un espacio alejado de zonas pobladaso de zonas turísticas, existe un impactoambiental. Cuantificable claro, pero mínimo,localizado y de fácil mitigación.

¿Cuáles son los aspectos principales a teneren cuenta durante el estudio de impactoambiental para este tipo de aprovechamientode recursos naturales? Veamos los siguientes:

CCoonnttaammiinnaacciióónn aaccúússttiiccaa. El ruido es ocasio-nado por la velocidad de giro de las aspasmás las piezas involucradas en los mecanis-

4488

Si, por ejemplo, to-mamos las dimen-siones de un gene-rador eólico ubicadoa más de 60 metrosde altura cuyos ro-tores pueden llegara cubrir 40 metrosde diámetro, nosdamos cuenta de loimportante de esteefecto.

CCoonnttaammiinnaacciióónn aaccúússttiiccaaCCoonnttaammiinnaacciióónn vviissuuaall

RReessttrriicccciióónn eenn eell uussoo ddeell ssuueellooMMoorrttaannddaadd ddee aavveess

IIMMPPAACCTTOO AAMMBBIIEENNTTAALL

mos del generador eólico (ruido mecánico:producido por las piezas móviles que confor-men el generador).

A modo de ejemplo podemos citar que unaturbina grande a 250 metros de distancia deun observador genera un ruido que, al llegara sus oídos, es equivalente al ruido produci-do por el compresor de un refrigeradordoméstico estándar. Claro que, si de parqueseólicos estamos hablando, debemos tener encuenta también la cantidad de generadoresque lo componen.

El nivel sonoro disminuye aproximadamenteen 6 decibeles (dB) cada vez que doblamos ladistancia a la fuente de sonido.

¿Cómo mitigar este impacto? Comenzandopor mejorar los diseños tanto de las aspascomo de los componentes mecánicos, con-siderando los materiales y ajustes entrepiezas en función de lograr una disminucióndel ruido total, una vez puesto en fun-cionamiento el generador.

Con la elaboración de un modelo de disper-sión de ruidos para estudiar el problema,podemos realizar las correcciones necesarias.

Al intentar medir el sonido producido por losaerogeneradores nos encontramos frente a unproblema: ningún paisaje brinda un silencioabsoluto. A velocidades del viento aproxi-madas a 8 metros por segundo (por otraparte, velocidad necesaria para el correctofuncionamiento de un generador eólico), elruido de fondo -alrededor de unos 30 dB-,dificulta la medición aislada sobre el gene-rador, que debe ser unos 10 dB superior,para poder registrarse adecuadamente.

La percepción de un sonido como agradableo molesto no deja de ser una cuestión subje-tiva. Así como dijimos que alguno de no-sotros puede disfrutar de la visión de un par-que eólico funcionando a pleno, el sonidoproducido en él puede ser parte, también, denuestra agradable percepción, o llegar anuestros oídos como un simple y molestoruido.

Igualmente, el sonido producido por estetipo de instalaciones está considerado comoun ruido blanco aleatorio -similar al que pro-ducen, por ejemplo, las olas del mar-; esdecir, un sonido percibido por nuestro cere-bro que no necesita ser analizado continua-mente para ser discernido -en contraposicióna lo que puede ser el proceso mental deescuchar música-.

Para que tengamos una idea de los niveles desonido que se producen en diversas circuns-tancias, la siguiente tabla es consideradacomo uno de los estándares internacionalesde comparación:

4499

Una persona situada a 150 metros de un gene-rador eólico que produzca 100 dB mientras fun-ciona, percibe menos de la mitad de estesonido (aproximadamente 45 dB).

Tengamos en cuenta que, al hablar de un par-que eólico, no debemos multiplicar estos deci-beles percibidos por la cantidad de gene-radores instalados, debido a que la suma dedos niveles sonoros similares proporciona unnivel sonoro 3 dB mayor (cuatro generadoresdan 6 dB más; 10 generadores lo aumentan en10 dB).

El rruuiiddoo aaeerrooddiinnáámmiiccoo es el producido por elpasaje del aire a través de las aspas.

También debemos considerar que el sonidose propaga en el aire; pero, por suerte, estapropagación tiene su ley: La energía de lasondas sonoras (y, por tanto, la intensidad delsonido) disminuye con el cuadrado de la dis-tancia a la fuente sonora. Es decir, si nos ale-jamos 200 metros de un aerogenerador, elnivel de sonido es un cuarto del queteníamos a 100 metros.

CCoonnttaammiinnaacciióónn vviissuuaall. Es otro de los aspec-tos a considerar en el estudio de impactoambiental; el más cuestionado de todos y elde más difícil cuantificación. Concretamente,nos referimos al aspecto visual que presentaun parque eólico instalado.

La presencia física de cada generador, su dis-tribución y la cantidad que constituye unparque eólico no deja de ser una imagen

imponente y digna de disfrutar; aunque, estotiene un carácter subjetivo, claro. A algunosde nosotros puede gustarles la postal de va-rios generadores eólicos funcionando a plenoy, a otros, no.

Podemos mitigar este impacto considerandoel punto de partida del proyecto -es decir, lazona de emplazamiento-, eligiendo lugaresde poca atracción visual o valor turístico,como ya mencionamos.

"La experiencia obtenida de sociedadesdonde ya se han instalado granjas eólicas,demuestra que, una vez que la poblaciónempieza a sentir los beneficios provocadospor el emprendimiento, disminuye conside-rablemente la creencia de que el impactovisual es negativo. Por lo que, si la poblaciónes informada sobre los beneficios que oca-siona esta fuente renovable de obtención deenergía, disminuirá el impacto visual. Sedebe crear una fuerte relación ambiental,social y económica entre la granja eólicay la comunidad anfitriona del emprendi-miento."33

5500

NNiivveell ddee ssoonniiddoo

Umbral de audibilidadSusurroConversación

ddBB ((AA))

03060

NNiivveell ddee ssoonniiddoo

Tráfico urbanoConcierto de rock

Reactor a 10 m

ddBB ((AA))

90120150

EEssccaallaa ddee ppoonnddeerraacciióónn ppaarraa ssoonniiddooss ddéébbiilleess

En su ficha técnica, un generador eólicomoderno puede tener indicados entre 90 y100 dB de nivel sonoro a pleno fun-cionamiento. Pero, es improbable queestemos justamente al lado de él mientrasfunciona.

A distancias superiores a 300 metros, elnivel de ruido teórico máximo de los aero-generadores de alta calidad está, general-mente, por debajo de los 45 dB al aire libre.

Se toma en cuenta que el impacto visuales mínimo para un observador, a más de 6kilómetros de distancia del parque.

33 Eco2site. "Nuevo Informe de la IEA".wwwwww..eeccoo22ssiittee..ccoomm//iinnffoorrmmeess//eeooll..aasspp

RReessttrriicccciióónn eenn eell uussoo ddeell ssuueelloo. Otro aspectosobre el que incide la instalación de un par-que eólico es el uso del suelo.

Un parque eólico ocupa una superficie con-siderable de terreno, debido a los requeri-mientos de espacio que las normas para laalineación de cada generador determinanpara evitar las interferencias aerodinámicasentre ellos.

Y, como en cualquier otra obra civil, se rea-lizan movimientos de tierras y erosión desuelos en relación con la construcción de víasde acceso, edificaciones anexas, etc. Estohace que, durante la fase de construcción, lafauna se desplace, temporalmente; para, unavez finalizada la obra, volver al área del par-que eólico.

MMoorrttaannddaadd ddee aavveess. El peligro de choque enel caso de los pájaros es relativamente bajo,ya que ellos se acostumbran rápidamente a lainstalación y, en particular, al movimiento delos generadores, evitando así los obstáculosexistentes en su propio territorio. Incluso,grupos de aves migratorias que, en caso detransitar por la zona, son previsiblementemás afectadas por el riesgo de colisión contralas aspas, desvían su dirección de vuelo

cuando el parque eólico se encuentra a supaso.

Pero, para mitigar este aspecto, podemoscomenzar por tener en cuenta que elemplazamiento no se encuentre interfiriendoninguna ruta migratoria de aves.

Para finalizar con el tratamiento del impactoambiental que una instalación de genera-dores eólicos puede producir, se puede con-siderar a la utilización de generadores eólicoscomo de impacto localizado (es decir, confácil implementación y control de las corres-pondientes normas de mitigación y con-tención); pero, sin duda, todo diseño de par-que eólico debe estar basado en un profundoestudio de impacto ambiental, sujeto a laaprobación de las autoridades competentes yde las normas establecidas para este tipo deinstalación.

5511

En términos de ocupación real de la superficie,un parque eólico requiere de un 1 a un 5 % delterreno (los generadores ocupan entre un 0.2 al1 % del terreno, mientras que entre el 0.8 al 4 %restante se destina a las áreas de servicio einfraestructura complementaria. Por lo tanto,una vez terminada la construcción y la insta-lación de los generadores, el terreno puedeseguir siendo utilizando en un 95 a 99 % de suextensión, en actividades tradicionales como elpastoreo y la agricultura.

Estudios específicos sobre el comportamientode las aves frente a un generador eólico que seinterpone en su ruta de vuelo, mostraron queentre los 100 a 200 metros antes de llegar alaerogenerador ya cambian la ruta y lo sobre-vuelan a una distancia segura.

Una bandada de pájaros cruzando una líneade generadores eólicos. Wind Power Photos

Lamentablemente, en nuestro país la legis-lación al respecto no es específica, quedandoa criterio de los emprendedores tomar refe-rencias de países más avanzados en lamateria.

"En síntesis, los impactos ambientales de lasgranjas eólicas se pueden minimizar, esco-giendo un buen lugar para su emplazamien-to, desarrollando un buen diseño de laturbina, eligiendo colores adecuados alpaisaje circundante y educando a las comu-nidades locales sobre los beneficios de la uti-lización de energías renovables."34

PPaarrqquueess eeóólliiccooss

Así como consideramos los principalesaspectos que, debidamente estudiados, per-miten mitigar el impacto ambiental que sig-nifica la instalación de un aerogenerador oconjunto de éstos formando un parque eóli-co, cabe mencionar que dichos parques sonmás rápidamente aceptados de lo que sepiensa por las poblaciones cercanas, comoalgo novedoso de destacar tanto a favor delpaisaje como de otros aspectos que hacen almejoramiento de la calidad de vida de lazona.

La obtención de energía limpia y no conta-minante presenta, sin duda, considerablesbeneficios para la calidad del aire, que redun-dan en menores gastos en salud pública yasistencia sanitaria (gastos que no suelen sercuantificados a favor de este tipo de proyec-tos energéticos).

Los aerogeneradores que se encuentrandisponibles en el mercado actual son muydistintos de aquellos primeros que comen-zaron a instalarse en los parques pioneros.Estos productos -llamados de tercera gene-ración-, presentan aspectos de diseño másacordes con el concepto de desarrollosostenible.

Esto contribuye de manera directa en la efi-ciencia y en la rentabilidad de los genera-dores eólicos. Las primeras máquinas teníanuna potencia de 350 kW. Una generaciónintermedia, todavía disponible en el merca-do, llegó a los 660 kW, para desembocar enlos actuales productos con potencias nomi-nales entre los 1.3 MW a 1.5 MW.

Otro aspecto importante mejorado es la bajaen las velocidades de rotación de las palas(entre 11 rpm a 19 rpm). Se complementatodo esto con nuevos diseños de las instala-ciones anexas y de servicios (las torres desujeción pasaron de ser estructuras de celosíaa ser estructuras tubulares y la incorporaciónde los centros de transformación de cadaaerogenerador en el interior de la torre ayudatambién a la integración del producto, porejemplo). Las palas del rotor con la punta encolor rojo han desaparecido completamentedel mercado desde entonces, después de quese descubriera que, en cualquier caso, lasaves no vuelan a través de los rotores.

5522

34 Eco2site. "Nuevo Informe de la IEA".wwwwww..eeccoo22ssiittee..ccoomm//iinnffoorrmmeess//eeooll..aasspp

Otros aspectos que juegan a favor son: valoragregado a la tierra, generación de empleo enzonas rurales y mejoras en infraestructura dezonas deprimidas en las que la red de trans-porte de energía y la red de carreteras son defi-cientes.

Cada aerogenerador disminuye la velocidaddel viento tras de sí, una vez obtenida suenergía para convertirla en electricidad. Porlo tanto, la distribución de los aerogene-radores tiene sus normas. Lo ideal es poderseparar las turbinas lo máximo posible en ladirección de viento dominante; pero, estosignifica disponer de una mayor superficie deterreno para la instalación, lo que se traducedirectamente en una mayor inversión. Encontrapartida, para la conexión entre losaerogeneradores y la red eléctrica, cuantomás cerca estén unos generadores eólicos deotros, mejor.

Como norma general, entonces, para dispo-ner una serie de generadores eólicos sobre lasuperficie del terreno elegido se toman va-lores en relación con el diámetro de las palasdel producto. La separación entre aerogene-radores en un parque eólico puede adminis-trarse dentro de los 5 a 9 diámetros de rotoren la dirección de los vientos dominantes, yde 3 a 5 diámetros de rotor en la direcciónperpendicular a los vientos dominantes.

Consideremos, ahora, los ppaarrqquueess ooffff sshhoorree.

La superficie del mar, en principio, puedeconsiderarse como muy lisa. Aunque el vien-to que sopla por sobre este tipo de superficiepierde parte de su energía generando olas,éstas van desapareciendo. Esta situación per-

mite que, en promedio, la rugosidad de unasuperficie de agua sea bastante menor queciertos valores posibles de obtener en tierrafirme.

Agreguemos a esta condición que losobstáculos que puede presentar una superfi-cie marina al viento son escasos (una isla, porejemplo).

Si contamos, entonces, con una baja rugosi-dad, el cizallamiento del viento en el mar estambién bajo, lo que implica que la velocidaddel viento no experimentará grandes cambiosal variar la altura del eje de giro del rotor delaerogenerador. Esto permite el emplazamien-to con una torre más baja (para un generadoreólico en tierra, la relación es de 1 o másveces el diámetro del rotor; mientras que,para este caso, puede considerarse 0.75).

El viento en el mar también es, general-mente, menos turbulento que en tierra. Laradiación solar puede penetrar varios metrosbajo el mar mientras que en tierra laradiación solar sólo calienta la capa superiordel suelo. Consecuentemente, las diferenciasde temperatura entre la superficie y el aireson menores sobre el mar que sobre la tierra.A menor turbulencia se puede esperar untiempo de vida útil mayor que para otrogenerador eólico situado en tierra.

Un parque eólico marino puede instalarseentre los 15 a 40 km de la costa (distanciaque se corresponde con profundidades delagua entre 5 a 15 metros); en él, los equiposestán conectados por un cableado subterrá-neo a la red eléctrica principal. Este tipo deconexión a red, aunque no constituye unproblema en sí mismo (el cableado submari-

5533

La generación de aerogeneradores de 55 kWque fueron desarrollados en 1980/81 supuso laruptura industrial y tecnológica para los moder-nos aerogeneradores. El costo del kWh deelectricidad cayó alrededor de un 50 % con laaparición de esta nueva generación de produc-tos.

no se entierra para evitar accidentes por posi-bles enganches de equipos de pesca, porejemplo), debe ser optimizado tanto paraalcanzar emplazamientos más remotos aúncomo para mejorar las relaciones de costo-beneficio del parque en su totalidad.

Los tamaños de estos parques varían entre120 a 150 MW (por ejemplo, utilizando ge-neradores eólicos de 1.5 MW). En el centrode cada parque suele existir una plataformacon una estación transformadora y diversasinstalaciones de servicio. Dado que las condi-ciones climáticas pueden impedir que el per-sonal de mantenimiento llegue conveniente-mente hasta los aerogeneradores, estos par-ques cuentan con una vigilancia remota (uti-lizando enlaces de radio y sensores) que hacedel mantenimiento preventivo su principalmodo de lograr el mejor y continuo fun-cionamiento.

Nuevos estudios permiten establecer que elrecurso eólico para el aprovechamientodesde una instalación marina puede ser del5 al 10 % superior a las estimaciones iniciales

que se preveían para este tipo de parques.

GGeenneerraaddoorr eeóólliiccoo

CCoommppoonneenntteess bbáássiiccooss

Esquemáticamente, un generador eólico secompone de tres grandes subconjuntos:

• el rroottoorr, que convierte la energía cinéticadel viento en energía mecánica, medianteel movimiento rotatorio de un eje,

• los mecanismos de transmisión o ccaajjaammuullttiipplliiccaaddoorraa que se acoplan al eje ytoman la potencia mecánica de rotación,y

• el ggeenneerraaddoorr eellééccttrriiccoo que la recibe.

A estos tres subconjuntos podemos agregarlos componentes que hacen a los ssiisstteemmaass ddeeccoonnttrrooll de las diversas variables que inter-vienen durante su funcionamiento.

5544

Ya consideramos que es común clasificar alos generadores eólicos según la posición desu eje de rotación y la relación de éste con ladirección del viento. Tenemos, entonces, dostipos: los de eje vertical (perpendicular a ladirección del viento) y los de eje horizontal(paralelo a la dirección del viento).

GGeenneerraaddoorr eeóólliiccoo ddee eejjee vveerrttiiccaall.Presumiblemente, fueron los primeros gene-radores eólicos desarrollados, por sermuy sencillos en su funcionamiento; pero,no han alcanzado un gran desarrollo indus-trial. Su principal desventaja, al compararloscon un generadoreólico de eje horizon-tal, es la falta de unsistema de orien-tación que optimicela recepción del flujode aire -aún cuandoeste rasgo encierrauna ventaja construc-tiva-.

El funcionamiento delas aspas, ejes yrodamientos no se vesometido a grandesesfuerzos, pero nologra un gran ren-dimiento energético.

Existen dos tipos característicos de gene-radores eólicos de eje vertical: el modeloSavonius y el modelo Darrieux.

El aaeerrooggeenneerraaddoorr SSaavvoonniiuuss data del año 1924y lleva el nombre de su inventor, de origenfinlandés. Está compuesto por dos semicilin-dros de igual diámetro ubicados en forma

paralela al eje de giro y separados a una cier-ta distancia. Utiliza, básicamente, el arrastrediferencial creado por las partes cóncava yconvexa de las aspas, lo que hace que el con-junto gire alrededor de un eje. Aunque lograun par de arrastre elevado, la velocidad máxi-ma a la que puede girar es claramente infe-rior a la de los rotores de eje horizontal.

El aaeerrooggeenneerraaddoorr DDaarrrriieeuuxx aprovecha la sus-tentación de las palas y se caracteriza por eldébil par de arranque (es decir, con poco vien-to ya funciona) y por una mayor velocidad derotación que le permite lograr cierta potencia.

En Holanda se han desarrollado algunosmodelos Darrieux de poca potencia con elobjetivo de maximizar la utilización del sueloen relación con las dificultades para encon-trar lugares adecuados para la instalación delas grandes turbinas eólicas de eje horizontal.

GGeenneerraaddoorr eeóólliiccoo ddee eejjee hhoorriizzoonnttaall. Son lasmáquinas más difundidas y de mayorrendimiento energético. El modelo generali-

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Esquemas básicos constructivos de los dos tipos de aerogeneradores de eje vertical

zado en las instalaciones de parques eólicoses el de tres aspas o tripala, con potenciasnominales de generación de energía dealrededor de los 750 kW hasta los 1,5 MW(ya se encuentran instalados modelos de3 MW y, en proceso de fabricación, modelosde hasta 4,5 MW35). Se fabrican, también,modelos de una y dos aspas que alcanzanpotencias aún mayores.

Como ejemplo base para nuestro análisisvamos a tomar un modelo intermedio degenerador eólico por demás probado y ge-neralizado en la mayoría de las instalacionesactuales. Nos referimos a un generador de ejehorizontal, con un diámetro de rotor de40 a 50 metros y una potencia nominal deentre los 600 a 750 kW.

Veamos el detalle de sus componentes:

5566

35 Le recomendamos analizar productos en el sitio web de laempresa Vestas: wwwwww..vveessttaass..ccoomm

AAssppaass

NNaarriizz oo bbuujjee

EEjjee ddee ttrraannssmmiissiióónn

RRoottoorr

CCaajjaa mmuullttiipplliiccaaddoorraa

GGeenneerraaddoorr ddee ccoorrrriieennttee ccoonnttiinnuuaa ((ddíínnaammoo))

GGeenneerraaddoorr ddee ccoorrrriieennttee aalltteerrnnaa ((aalltteerrnnaaddoorr))

GGeenneerraaddoorr eellééccttrriiccoo

SSiinnccrróónniiccoo ((oo ddee eexxcciittaacciióónn))

AAssiinnccrróónniiccoo ((oo iinndduucciiddoo))

CCOOMMPPOONNEENNTTEESS

GGóónnddoollaa

EEssttrruuccttuurraa oo ccoolluummnnaa ddee ssooppoorrttee

SSiisstteemmaass ddee ccoonnttrrooll

SSiisstteemmaa ddee oorriieennttaacciióónn

SSiisstteemmaa ddee ffrreennaaddoo

IInnssttaallaacciioonneess aauuxxiilliiaarreess

AAllmmaacceennaammiieennttoo

PPrrootteecccciióónn ccoonnttrraa rraayyooss

MMaanntteenniimmiieennttoo

RRoottoorr. Este subconjunto es el encargado detransformar la energía del viento en energíamecánica, sobre su eje de giro.

Está compuesto por las siguientes piezasprincipales: las aspas, la nariz o buje -dondese montan las aspas- y el eje de transmisiónque se acopla a la caja o tren de engranajes.

El número de aspas se está generalizando entres (aerogeneradores tripala); pero, a medidaque aumenta el diámetro del subconjuntorotor se prefieren los aerogeneradores de dosaspas o bipalas.

El rotor puede ser de eje horizontal o verti-cal; éste recupera, como máximo teórico, el60 % de la energía cinética del flujo de vien-to que lo acciona.

CCaajjaa mmuullttiipplliiccaaddoorraa. La energía mecánicaobtenida en el eje de giro del rotor es trans-mitida al generador eléctrico y, para ello, seutilizan sistemas de acoplamiento mediantecajas multiplicadoras.

Un rotor de pequeño diámetro puedealcanzar velocidades de rotación de800 o 900 rpm. A medida que aumentamosel diámetro del rotor, estas rpm disminuyendrásticamente; por ejemplo, un rotor de5 metros de diámetro y dos aspas puede estargirando en las 200 rpm, mientras que uno detres aspas y 50 metros de diámetro lo hace enun poco más de 30 rpm.

Tanto las dínamos como los alternadores quecumplen la función de generador eléctriconecesitan un elevado número de revolu-ciones para funcionar eficazmente. Entonces,para poder accionar directamente sobre

éstos, es imprescindible contar con una cajamultiplicadora. Esta caja nos permite multi-plicar las revoluciones que toma directa-mente del eje del rotor, para alimentar conuna mayor cantidad de vueltas el generadoreléctrico al que está conectado.

Existen diferentes tipos de cajas multipli-cadoras:

• para aerogeneradores de baja potencia, eluso de poleas dentadas o, incluso, trape-zoidales puede ser una solución adecua-da;

• para modelos de mayor potencia, lascajas están constituidas por diversos sis-temas de engranajes.

Las modulares y las integradas son las quemás se utilizan en la industria eólica. Con lascajas de engranajes integradas se han logradoreducciones de peso de hasta un 30 %,con respecto al mismo uso de una caja mo-dular.

GGeenneerraaddoorr eellééccttrriiccoo. Es el encargado detransformar la energía mecánica recibidadesde la caja de engranajes en energía eléctri-ca, y suministrarla a la red u otra fuente deconsumo o de almacenamiento de electrici-dad.

Existen dos clases de generadores eléctricos:el generador de corriente continua (dínamo)y el generador de corriente alterna (alter-nador).

En ggeenneerraaddoorreess ddee ccoorrrriieennttee ccoonnttiinnuuaa, ladínamo es una máquina eléctrica sencilla quese viene utilizando desde hace mucho tiem-

5577

po y que no presenta demasiadas complica-ciones ni constructivas ni de funcionamien-to. Su mayor inconveniente es el uso de esco-billas en el colector, lo que exige un mante-nimiento periódico. Además, es más pesada ycara que un generador de corriente alterna;pero, la carga de una batería desde un ge-nerador de este tipo resulta más sencilla.

Esta máquina eléctrica tiene:

• una parte estática o estator, en la cualestán ubicados los electroimanes quegeneran el campo magnético (bobinadode inducción);

• una parte móvil que gira o rotor, que esla inducida por la fuerza electromotrizque se genera en el estator; esta produce,a su vez, una corriente alterna (bobinadode inducido).

La corriente eléctrica alterna inducidaen el rotor se extrae mediante el colector;éste está compuesto por dos medios cilindrosque cambian el sentido de la tensióntan pronto como la espira del rotor pasapor la posición horizontal. Entonces, a travésde la escobillas y en las borneras, se obtieneuna señal pulsante siempre positiva (rectifi-cada).

El campo magnético creado por los polos delestator se logra mediante una corriente conti-nua denominada corriente de excitación; estacorriente de excitación se puede obtener de:

• una fuente externa (una batería, porejemplo); este tipo de generadores sedenomina de excitación independiente;

• la corriente continua generada en elrotor; en este caso, hablamos de gene-radores autoexcitados.

Si se considera que ese flujo producido por labobina de excitación es constante, la corrientees proporcional a la velocidad de rotación.

GGeenneerraaddoorr ddee ccoorrrriieennttee aalltteerrnnaa. Para unamisma potencia a obtener con una dínamo,este tipo de generadores eléctricos resultamás ligero y económico; pero, necesita girara una velocidad más elevada y de maneramás estable que la dínamo.

Su mantenimiento es nulo, debido a la totalausencia de piezas en rozamiento. En lo querespecta a cargar una batería, necesita de unrectificador.

Excepto para generadores eólicos de bajapotencia, el uso de la dínamo ha desaparecido.

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Esquema básico de un generador de corrientecontinua

Esquema básico de un generador de corrientealterna

Los generadores de corriente alterna, a suvez, se clasifican en dos tipos: los sincrónicos(o de excitación) y los asincrónicos (o induci-dos).

El generador sincrónico es el alternadorclásico que ha sustituido a la dínamo de loscomienzos. Este tipo de alternador recibe lacorriente de excitación en forma de corrientecontinua desde una fuente exterior o desdeotro alternador auxiliar con rectificadorincorporado.

La principal diferencia entre estos dos tiposde generadores de corriente alterna es que losgeneradores asincrónicos necesitan estarconectados a una caja multiplicadora, mien-tras que los generadores sincrónicos puedenestar conectados directamente al eje derotación del rotor.

"Sin embargo al aumentar la potencia de losaerogeneradores aparecen factores quepueden hacer variar la perspectiva del pro-blema. Más potencia significa caja multipli-cadora más grande, sujeta a mayores esfuer-zos, con mayor posibilidad de averías. Porotra parte, el coste de la electrónica sufre undescenso cada año, con lo que la ventaja delos asíncronos se irá reduciendo cada vezmás. Por todo ello, se están investigandootros tipos de generadores que ofrezcan mássimplicidad, menores dimensiones y con-seguir un coste similar a los asíncronos, conuna baja velocidad de giro."36

Hoy, el mercado de los grandes generadores

eólicos es dominado por los generadores asin-crónicos en una proporción de 80 % con res-pecto al uso de los generadores sincrónicos.

GGóónnddoollaa. Son el chasis y la carcasa que per-miten el montaje de los tres principales com-ponentes -los que hemos descrito hasta aquí-y de la mayoría de sus accesorios, protegien-do al conjunto de los factores climáticos y dis-minuyendo, además -por funcionar como ais-lantes acústicos-, el ruido total del aparato.

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36 Asociación de productores de energías renovables-APPA- (2003) "Generadores eléctricos en lasturbinas eólicas 'geared or gearless'". Madrid.wwwwww..aappppaa..eess//1100iinnffoo//aappppaa__iinnffoo//AAPPPPAAIInnffoo1111..zziipp

Gráfica interior de la góndola de un aeroge-nerador Vestas modelo V52-850 donde sevisualizan claramente los principales compo-nentes y los sistemas accesorios de fun-cionamiento. wwwwww..vveessttaass..ccoomm

1. Sensor ultrasónico2. Grúa de mantenimiento3. Generador Optispeed4. Refrigerador del generador5. Sistema de refrigeración6. Controlador VMP-top con convertidor7. Caja multiplicadora8. Eje principal9. Sistema de bloqueo de motor10. Pala11. Buje12. Soporte de pala13. Chasis14. Grupo hidráulico15. Corona de orientación16. Freno de parada prolongada17. Engranaje de orientación18. Acoplamiento

EEssttrruuccttuurraa oo ccoolluummnnaa ddee ssooppoorrttee. Es la encar-gada de proporcionar la altura adecuada parael mejor funcionamiento del aerogenerador,situándolo por encima de las posibles pertur-baciones que el terreno posee.

Predominan dos tipos de soporte:

• las estructuras metálicas o celosías y

• las columnas o tubulares.

Las primeras son indicadas para instalacionesen zonas secas y de poca contaminaciónatmosférica; son más baratas que las tubu-lares, y de más fácil transporte e instalación.

Las de columna o tubulares están más difun-didas; se recomienda implementarlas enáreas costeras, de alta humedad y de concen-tración salina. Son de tipo tubular autopor-tante en acero y presentan un menor impactovisual que las estructuras metálicas, sopor-tando mejor los esfuerzos a los que estánsometidas. Esta optimización estructural es laque les confiere su forma troncocónica carac-terística: la reducción gradual del diámetro

base, hasta su diámetro superior menor ocoronación en la góndola.

La altura a la que se posiciona el rotor escondicionante para la cantidad de energíaposible de obtener (recordemos, por ejem-plo, todos los efectos que el terreno producey, también, el efecto de la capa límite atmos-férica). Pero, a mayor altura de la torre,comienzan los problemas de diseño, produc-ción y costo.

SSiisstteemmaass ddee ccoonnttrrooll. Un generador eólico estan bueno como sus sistemas de control se lopermitan. Éstos son los encargados deanalizar y de evaluar, continuamente, lascondiciones de operación del generador eóli-co: dirección y velocidad del viento, turbu-lencias, ráfagas, temperatura ambiente y defuncionamiento de componentes, paráme-tros de presión en los sistemas hidráulicos,voltaje y corriente de salida del generador,etc.

Es decir, los sistemas de control procesan

6600

Granja eólica situada en las montañas de SanBernadino (Palm Spring, California, EEUU);posee más de 4.000 aerogeneradores instala-dos montados sobre torres de estructurametálica o celosías. wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

La relación dimensional básica a tener encuenta entre la altura de la torre y eldiámetro de un rotor es:

H = ¾ D + 10

Donde:• H es la altura total de la torre que

necesitamos.

• D es el diámetro (en metros) del rotora instalar.

En la práctica, 1 a 1,5 veces el diámetro delrotor.

toda aquella información que hace posible laoperación de los distintos subconjuntos y sis-temas que posee el generador eólico (accio-nando el sistema de orientación, el sistemade arranque y frenado, el que permite man-tener estable el par motor...).

Veamos algunos de estos sistemas de control:

• Sistema de orientación.

• Sistema de frenado.

El ssiisstteemmaa ddee oorriieennttaacciióónn mantiene el rotorde cara al viento, optimizando el fun-cionamiento y minimizando los esfuerzos alos que estaría sometido el rotor de no poderposicionarse siempre de frente al flujo de airerecibido.

"En el pasado, la orientación de los molinosse realizaba manualmente y con bastantesdificultades, siendo casi el condicionantemás crítico, que limitaba el tamaño y lapotencia de las máquinas eólicas. Durantesiglos se utilizaron procedimientos más omenos ingeniosos para facilitar la tarea delmolinero. Desde la simple palanca unida alcuerpo giratorio del molino pasando porpoleas y manubrios, se intentó todo tipo deartilugios con el fin de resolver este problemaque, sin duda, fue uno de los que más condi-cionó el desarrollo de molinos de mayortamaño."37

Las pequeñas turbinas suelen tener un sis-tema de orientación muy sencillo y que hadado muy buenos resultados. Consiste, bási-camente, en una cola aerodinámica que actúacomo una veleta.

Cuando esta cola aerodinámica se ubica en eleje del aerogenerador, es conveniente teneren cuenta la zona de turbulencias que se ge-nera detrás del rotor, evitando que quedeincluida en ella (Algunos estudios indicanque esta distancia puede estar entre las 6 a 10veces el diámetro del rotor).

En los aerogeneradores de gran potencia, laorientación del rotor se resuelve, básica-mente, utilizando motores auxiliares quefuncionan automáticamente mediante servo-motores que, una vez procesada la informa-ción de las condiciones del ambiente, seencargan de orientar la hélice en la direcciónadecuada.

El ssiisstteemmaa ddee ffrreennaaddoo es el destinado a sacarde funcionamiento el aerogenerador en casosextremos como tempestades o altas veloci-dades de viento.

AAllmmaacceennaammiieennttoo. Recordemos que una de lasprincipales características negativas delrecurso eólico es su discontinuidad. Y, másallá de la capacidad del aerogenerador, del

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37 Cádiz Deleito, Juan Carlos (1984) La energía eólica.Tecnología e historia. Hermann Blume. Madrid.

Éste es el sistema adoptado ennuestro recurso didáctico. El viento

que incide sobre el plano de la cola ge-nera el empuje correspondiente paraubicar y mantener al rotor en posi-ción perpendicular al flujo de aire.

AAllmmaacceennaammiieennttooPPrrootteecccciióónn ccoonnttrraa rraayyooss

MMaanntteenniimmiieennttoo

IINNSSTTAALLAACCIIOONNEESS AAUUXXIILLIIAARREESS

régimen de vientos de la zona y del tipo deconexión a la red, el almacenamiento de laenergía obtenida es la única solución que nospermite controlar las fluctuaciones entre lademanda de energía eléctrica y el suministroproducido.

Este aspecto de la energía eólica es uno de losmás críticos e incide fuertemente tanto paraavanzar en mejores desarrollos como en elresultado final de costos del sistema comple-to (un sistema de almacenaje de energía eléc-trica puede representar alrededor del 20 %de la inversión final).

"Los sistemas de almacenamiento pueden serde corta duración (15 segundos), para amor-tiguar fluctuaciones en la potencia de salida;de media duración (30 minutos), que per-miten la puesta en funcionamiento de otrosgeneradores convencionales que cubran elsuministro en caso de ausencia transitoria deviento; y, de larga duración, para cubrir lademanda energética durante períodos deausencia prolongada de viento."38

Básicamente, se trata de disponer en instala-ciones complementarias tanto de:

• medios para el almacenaje de la energía(un sistema de baterías cargadasen momentos de toma de excedentesde producción o mediante otrosistema alternativo de generación eléctri-ca) y

• medios de generación de respaldo (gru-pos electrógenos alimentados por algúnderivado del petróleo).

PPrrootteecccciióónn ccoonnttrraa rraayyooss. Situado en puntosaltos y/o sobresaliendo de los obstáculos delterreno, no es muy difícil imaginar a un ge-nerador eólico como el punto preferido paraque se realice una descarga eléctrica en plenatormenta

Aunque, por elpropio diseño, elaerogenerador es-tá protegido con-tra este tipo dedescargas, la ins-talación a la queestá conectadopuede ser destrui-da por una sobre-tensión que se propague por el cable eléctri-co de alimentación. Una solución suele seragregar disyuntores de gas conectados a latoma a tierra por una línea lo más directaposible.

MMaanntteenniimmiieennttoo. Como consideracionesfinales a este tipo de generador eólico,podemos mencionar que, tanto los subcon-juntos como el producto completo instalado,deben contar con una planificación adecuadade mantenimiento.

Por ejemplo:

• el acceso a la torre debe ser fácil yseguro,

• las cajas multiplicadoras deben serblindadas a fin de estar protegidas delmedio ambiente y de minimizar lasoperaciones de lubricación,

• la corrosión debe ser controlada, etc.

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38 Cádiz Deleito, Juan Carlos (1984) La energía eólica.Tecnología e historia. Hermann Blume. Madrid

Al estar sus compo-nentes encerradosen una estructurametálica conectadaa tierra, funcionancomo en una cajaFaraday.

PPrriinncciippiiooss ddee ffuunncciioonnaammiieennttoo

Básicamente, un generador eólico es unamáquina que transforma la energía cinéticadel viento en energía eléctrica. Esta energíapuede alimentar una red eléctrica general,previamente transformada a la tensión ade-cuada, o puede almacenarse en baterías.

Ya consideramos un esquema básico de loscomponentes de un generador eólico. Estoscomponentes están contenidos en tres sis-temas de conversión de energía.

Veamos el funcionamiento de cada uno deellos:

El ssiisstteemmaa aaeerrooddiinnáámmiiccoo es el que comienzael proceso de transformación de la energía.Este sistema de conversión, constituido porel rotor, a través de su diseño aerodinámico,es el encargado de recibir la energía cinéticadel movimiento horizontal del viento queincide en forma perpendicular a su superficiede barrido y de convertirla en energíamecánica de rotación sobre su eje de giro.

La energía mecánica de rotación así obtenidaes aprovechada por el segundo sistema deconversión que compone un aerogenerador.El ssiisstteemmaa mmeeccáánniiccoo, generalmente consti-tuido por una caja multiplicadora deengranajes, está incorporado al eje de girodel rotor. Su finalidad es la de aumentar elnúmero de revoluciones que el eje del rotorsuministra y que, como ya hemos menciona-do, para grandes máquinas eólicas puedeestar en un promedio cercano a las 30 rpm.La caja multiplicadora eleva, entonces, alorden de 1000 a 1500 rpm, la energíamecánica de rotación con la que se comuni-ca el tercer sistema conversor.

El generador eléctrico es el principal compo-nente del ssiisstteemmaa eellééccttrriiccoo. Éste transformala energía mecánica de rotación recibida a lasalida de la caja multiplicadora en, ahora sí,energía eléctrica.

Veamos cómo podemos calcular la potencia

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Mantenimiento anual del generador eólicoIVS 4500, instalado en medio de la estepaneuquina -en este caso, aprovechando la torreabatible-. wwwwww..iinnvvaapp..nneett

Viento Rotor Caja deengranajes Generador Red

Sistemaaerodinámico

Sistemamecánico

Sistemaeléctrico

eléctrica posible de obtener al poner en fun-cionamiento una máquina eólica.

La potencia del viento con que un generadoreólico comienza su trabajo de conversiónhacia la energía eléctrica que necesitamospuede establecerse a partir de la energíacinética de la masa de aire que pasa perpen-dicularmente a través del área circular deter-minada por el giro del rotor, mediante lasiguiente fórmula:

Donde:• PP es la potencia del viento por unidad de

superficie, medida en W.

• rr es la densidad del aire, medida en kg/m3.

• AA es el área circular barrida por el rotor en m2 .

• vv es la velocidad del viento en m/s.

Recordemos que la potencia cinética delviento es proporcional al cubo de su veloci-dad. Si, para 4 m/s de velocidad del viento,es posible de obtener una potencia de casi40 W/m2, vemos en la tabla que, para eldoble de velocidad, 8 m/s, la potencia aobtener es 8 veces mayor -es decir, cercana alos 320 W/m2-.

Pero, también ocurre que no se puede extraertoda la energía cinética que éste posee, yaque implicaría detener el flujo de aire.

Existe un límite teórico dado al considerar lateoría del momento axial. La Ecuación deBernoulli y la Primera ley de la termodinámicaestablecen la relación entre la potencia trans-ferida P del viento a un rotor de sección A.Este límite teórico se denomina coeficientede potencia (CP) y su valor es siempre menora 0,593.

Es decir:

6644

P = ½. r. A . v3

TTeemmppeerraattuurraaºº CC

-25-20-15-10-505

1011552025303540

DDeennssiiddaadd ddeell aaiirree aa pprreessiióónn aattmmoossfféérriiccaa eessttáánnddaarr

DDeennssiiddaadd((mmaassaa ddeeaaiirree sseeccoo))

kkgg // mm33

1,4231,3951,3681,3421,3171,2921,2691,247

11,,22225539

1,2041,1841,1651,1461,127

CCoonntteenniiddooddee aagguuaa((mmááxxiimmoo)) kkgg // mm33

- -- -- -- -- -

0,0050,0070,00900,,0011330,0170,0230,0300,0390,051

39 La densidad del aire seco a presión atmosférica a nivel delmar a 15 °C se utiliza como estándar en la industria eólica.

Ninguna máquina eólica puede aprovecharmás del 60 % de la energía potencial delviento recibida o captada, y utilizarla en lageneración de energía eléctrica.

Así, cada sistema conversor tiene su eficien-cia (en valores óptimos, podemos estimarlaen alrededor del 80 % para el sistemamecánico y en el 95 % o más para el sistemaeléctrico); pero, la eficiencia de transforma-ción de energía, considerando todo el con-junto que hace al generador eólico, está com-prendida entre un 40 % y un 45 % (depen-diendo, claro está, de las demás variables quehemos considerado y que permiten maxi-mizar el aprovechamiento del recurso eólico;como por ejemplo, el lugar elegido para elemplazamiento).

Finalmente, para estimar la producción deenergía de un generador eólico hay que con-siderar los kW/h producidos anualmente porsobre los kW de potencia instalada.

En la práctica, se considera que, con valoressuperiores a los 1.500 kWh/kW, se puedeconsiderar su factibilidad económica.

Volvamos, ahora, a los componentes que for-man cada sistema de conversión de energía yanalicemos su funcionamiento.

SSiisstteemmaa aaeerrooddiinnáámmiiccoo. El rotor comienza agirar a partir de una velocidad mínima delviento -vveelloocciiddaadd ddee aarrrraannqquuee (en promedio,unos 4 m/s)-; aunque, esto no implica queesté en condiciones de generar electricidad.

Si la velocidad del viento aumenta (entre6 a 8 m/s), entramos en vveelloocciiddaadd ddee rrééggii--mmeenn; ésta es la que nos permite mantenergirando al generador eléctrico en condicionesde suministrar toda su potencia nominal.

Y, si bien la potencia permanece constantepara velocidades del viento superiores a lasde régimen, el funcionamiento a altas veloci-dades puede provocar algunos daños en loscomponentes del generador eólico.

Para evitar este riesgo, la mayoría de los aero-generadores dispone de mecanismos deseguridad de forma que, una vez alcanzada lavelocidad que según el diseño se considerecrítica, el rotor puede, por ejemplo, deso-rientarse y pararse, pasando a tener unapotencia nula en ese momento; o bien, lasmismas aspas pueden entrar en pérdida ydisminuir, así, su velocidad de giro.

Tanto sea para lograr una mayor eficienciadel sistema de generación eléctrica como deprotección y/o seguridad en el funcionamien-to de la maquinaria eólica, existen sistemasde regulación y de control de la potencia ge-nerada.

Estos sistemas actúan, principalmente, sobrelas aspas del rotor variando, por diversosmétodos, el rendimiento aerodinámico delconjunto, sustentados en los principiosaerodinámicos que ya consideramos.

El control y la regulación ppoorr ppéérrddiiddaa aaeerroo--ddiinnáámmiiccaa se basan en el fenómeno de entra-da en pérdida del rotor. Es decir, a medida

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GE = kWh producidos anualmente kW instalado

Por razones de seguridad, no es re-comendable operar el aerogenerador avelocidades del viento superiores a 25 m/spara evitar, por ejemplo, que grandes car-gas mecánicas actúen sobre la estructura.Esta velocidad máxima se denominavveelloocciiddaadd ddee ccoorrttee o ddee ssaalliiddaa ddee ooppee--rraacciióónn.

que el viento aumenta su velocidad, la poten-cia capturada es mayor hasta que, para unavelocidad dada del viento, la potenciacomienza a disminuir. La potencia es limita-da, así, por el perfil aerodinámicamente dise-ñado del aspa para asegurar que, al momen-to en que la velocidad del viento sea dema-siado alta, se forme una turbulencia en laparte del aspa que no da al viento, generan-do una pérdida de sustentación.

Aunque no requiere de mecanismos adi-cionales, el precio a pagar puede ser una dis-minución de la energía anual capturada, a finde que los sobrepasos de potencia no seanmuy elevados. Además, la turbina sufre unamayor carga aerodinámica debido a suoperación en pérdida.

El control y la regulación ppoorr ttoorrssiióónn ddeellaass aassppaass se basan en poder reducir elángulo de ataque del aspa frente al viento,cuando éste supera los valores de velocidadnominal para el buen funcionamiento delgenerador eólico. Este método es sumamenteefectivo; pero, necesita de dispositivosmecánicos para lograr el cambio en el ángu-lo del aspa.

En un aerogenerador de regulación por cam-bio del ángulo de ataque, el controlador elec-trónico del rotor comprueba la potencia ge-nerada, varias veces por segundo. Cuandoésta alcanza un valor demasiado alto, el con-trolador envía una orden al mecanismo de

cambio del ángulo de ataque e, inmediata-mente, hace girar ligeramente las palas delrotor fuera del viento y viceversa.

Este diseño deaerogeneradorescontrolados porcambio del ángulode paso requierede una ingenieríamuy desarrollada,para asegurar quelas palas giren exactamente el ángulodeseado.

Este último sistema permite una extracciónóptima en un amplio margen de velocidadesde viento; posibilita, además, contar con unsistema de seguridad contra vientos altos.Con control por pérdida, en cambio, sonnecesarios dispositivos de frenado adi-cionales.

La tendencia a fabricar aerogeneradoresde paso fijo controlados por pérdidaaerodinámica generalizada en tamaños de20 a 25 metros de diámetro, va desapare-ciendo a medida que aumenta el tamaño delrotor, si bien existen desarrollos de aerogene-radores de 1 MW de potencia nominalcontrolados por pérdida aerodinámica. Pero,por otro lado, los sistemas de control porcambio de paso llevan aparejadas complejaspartes móviles, con el consiguiente riesgo defallos y mayores necesidades de manteni-miento.

Una variante del sistema anterior es el con-trol en punta de pala. Éstos son sistemas deregulación y control de potencia que modifi-can el ángulo de ataque solamente en la

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Alrededor de las dos terceras partes de losaerogeneradores que actualmente seestán instalando en todo el mundo sonmáquinas de regulación por pérdida aero-dinámica.

El mecanismo decambio del ángulode ataque suele fun-cionar de forma hi-dráulica.

punta de la pala. Reducen, así, la cantidad demecanismos y la necesidad de mantenimien-to. Los rotores siguen siendo de construcciónsencilla y con pocas complicaciones estruc-turales en la zona de la raíz del aspa; el pro-blema que presentan es la reducción de losespacios para el montaje del sistema mismode control.

SSiisstteemmaa mmeeccáánniiccoo. La potencia que el rotordel generador eólico entra a través del giro desu eje debe ser transferida al generador eléc-trico. Para esto, se utiliza un sistema mecáni-co de transmisión.

¿Por qué es necesario integrarlo y cuál es,realmente, su función? Si quisiéramos uti-lizar un generador eléctrico conectado direc-tamente a una redde corriente alter-na trifásica a 50 Hzcon dos, cuatro oseis polos, debe-ríamos tener unavelocidad de ro-tación del eje delrotor relativamen-te alta -por ejem-plo, entre 1.000 y2.000 rpm-.

La transmisión o caja de engranajesconsiste en un mecanismo que permiteaumentar las revoluciones -entre las 900 a1.800 rpm, aproximadamente- para obtenercorriente alterna trifásica de 60 ciclos porsegundo.

Recordemos que hay dos tipos de cajade engranajes o caja multiplicadoraque pueden utilizarse con los generadores

eólicos:

• el más sencillo es el multiplicador deengranajes, de uno o varios ejes, deruedas dentadas cilíndricas; es económi-co, pero su construcción sigue siendoalgo dificultosa al momento de conseguirrelaciones de multiplicación elevadas;

• a diferencia de la caja anterior, el empleode trenes planetarios permite obtenermultiplicaciones elevadas en un espacioreducido; la repartición de pares y esfuer-zos entre varios satélites, así como la dis-posición coaxial (perteneciente al eje) delos ejes de entrada y salida facilitan unaconstrucción compacta y relativamenteligera.

Hasta valores de potencia nominal de,aproximadamente, 500 kW hay pocas dife-rencias entre el costo de una caja multipli-cadora de ejes paralelos y una planetaria. Losplanetarios son de menor tamaño pero sonmás difíciles de inspeccionar y de mantener.A partir de los 500 kW, por su peso y sutamaño menores, toman la ventaja los plane-tarios.

SSiisstteemmaa eellééccttrriiccoo. El viento hace girar laspaletas del generador, las que, a su vez, estánconectadas a un eje central. Dentro del ge-nerador hay una bobina, situada entre dosimanes que producen un campo magnético.Cuando gira la bobina, debido a la rotacióndel eje, varía el flujo del campo magnéticoa través de la bobina y se forma un poten-cial eléctrico. El potencial eléctrico da lugara una corriente eléctrica, la que es trans-ferida al resto del sistema a través de loscables.

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Con un rotor de 40metros de diámetro,esto daría como re-sultado una velo-cidad en el extremodel aspa de más dedos veces la veloci-dad del sonido.

6688

GGlloossaarriioo ddee ccoonncceeppttooss ssoobbrree eenneerrggííaa eellééccttrriiccaa

CCaammppooss mmaaggnnééttiiccooss. Un campo de fuerza queexiste alrededor de un conductor que trans-porta un cuerpo magnético o una corriente.CCaarrggaa eellééccttrriiccaa. Una propiedad de algunaspartículas elementales que dan lugar a inte-racción entre ellas y, consecuentemente, alconjunto de fenómenos relacionados con laelectricidad. Una partícula elemental puedeposeer una carga negativa (como el electrón),una carga positiva (como el protón o positrón)o puede no tener carga (como el neutrón).CCoonndduuccttoorr. Un material que posee alta con-ductividad para la carga eléctrica. El oro y elcobre son buenos conductores de electrici-dad.CCoorrrriieennttee. Un flujo de carga eléctrica a travésde un conductor. La unidad de la corriente esel ampere.CCoorrrriieennttee aalltteerrnnaa. La electricidad que provienede una batería es corriente continua (CC); esdecir, los electrones circulan en una únicadirección. Sin embargo, la mayoría de lasredes eléctricas del mundo son de corrientealterna (CA). Una de las razones para el uso dela corriente alterna es que resulta bastantebarato aumentar o disminuir su voltaje; y,cuando se desea transportar la corriente alargas distancias, se tiene una menor pérdidade energía si se utiliza la alta tensión. Otra delas razones por las que se utiliza corrientealterna es que resulta difícil y caro construirdisyuntores (interruptores) para altos voltajesde CC que no produzcan chispas enormes.DDiiffeerreenncciiaa ddee ppootteenncciiaall. La diferencia depotencial entre dos puntos en un campo eléc-trico o circuito es la diferencia de los valoresde los potenciales eléctricos entre los dospuntos; es decir, es el trabajo realizado paramover la unidad de carga de un punto a otro.La unidad del potencial eléctrico es V, volt.FFaassee. Dado que la tensión en un sistema decorriente alterna oscila continuamente arribay abajo, un generador no puede conectarse a

red de forma segura, a menos que la corrientedel generador oscile exactamente con lamisma frecuencia y vaya "al paso" con la red;es decir, cuando la duración de los ciclos detensión del generador coincidan -insistimos,exactamente- con los de la red. Ir "al paso" conla red es estar en fase con ella. Si las co-rrientes no están en fase, habrá una gransobretensión que provocará enormes chispasque, a la larga, causarán daños al circuitodisyuntor (el interruptor) y/o al generador.LLeeyy ddee OOhhmm. Establece que la relación de ladiferencia de potencial entre los extremos deun conductor y la corriente que lo atraviesa esconstante. Esta constante es la resistencia delconductor: V = I . R; aquí, V es igual a la dife-rencia de potencial, en volt; I es igual a la co-rriente que fluye, en ampere; R es igual a laresistencia del conductor, en ohm.PPootteenncciiaall ((ppootteenncciiaall eellééccttrriiccoo)). Energíarequerida para llevar la unidad de carga eléc-trica desde el infinito al punto en un campoeléctrico donde se especifica el potencial. Ladiferencia de potencial entre dos puntos es ladiferencia en los valores de los potencialeseléctricos en estos dos puntos.RReessiisstteenncciiaa. Relación de la diferencia depotencial a través de un componente eléctricoy la corriente que lo atraviesa. Es una medidade la oposición del componente a la circu-lación de la carga eléctrica. El símbolo de laresistencia es R.TTeennssiióónn. Para producir una circulación de co-rriente a través de un cable, es necesariotener una diferencia de tensión entre sus dosextremos; análogamente, si se quiere hacerque el aire se mueva a través de un conducto,se necesita tener una diferencia de presiónentre los dos extremos del conducto. Sidispone de una gran diferencia de tensión,puede transportar grandes cantidades deenergía por segundo a través del cable; esdecir, puede transportar grandes cantidadesde potencia (Recuerde que la potencia esigual a la energía por unidad de tiempo).

Sabemos que la energía es la capacidad derealizar un trabajo. En sistemas eléctricos,esto se refiere a una corriente eléctrica deelectrones causada por una tensión o diferen-cia de potencial que circula durante unperíodo de tiempo. En circuitos eléctricos, seusa la corriente eléctrica para activar dife-rentes cargas. Hay una relación directa entrela cantidad de corriente que fluye, la tensiónprovista y una de las propiedades de la carga(resistencia).

Esta relación se resume en la ley de Ohm:

La ley de Ohm nos dice que la relación entrela tensión (V) y la corriente (I) en un sistemadado es constante, aún cuando la tensión y lacorriente cambien. Es una propiedad del sis-tema.

La resistencia es la propiedad de cualquierobjeto o sustancia de resistir u oponerse alflujo de una corriente eléctrica. Es designadacon la letra R y medida en la unidad ohm (�).

Donde:

• V es tensión.

• I es corriente.

• t es tiempo.

Ya mencionamos los dos tipos principales degeneradores eléctricos que se utilizan en losaerogeneradores conectados a la red.

El ggeenneerraaddoorr ssiinnccrróónniiccoo tiene como mayorventaja la buena calidad de la potencia sumi-nistrada y el hecho de estar autoexcitado; sinembargo, en éste, los sistemas de controlnecesarios son más caros, requieren amor-tiguación y flexibilidad adicional; además, sedemanda la instalación de un sistema de con-trol de velocidad del rotor para la buena sin-cronización.

Mientras que la ventaja principal del ggeennee--rraaddoorr aassiinnccrróónniiccoo es la de poseer un sistemade control sencillo y flexible, y amortiguacióninherente al generador. No es necesario unsistema de control de velocidad para arran-ques. Como inconveniente presenta la necesi-dad de excitación a través de la red, la necesi-dad de utilizar condensadores para corregir elfactor de potencia eléctrico y el hecho deprovocar perturbaciones en la red eléctrica.

6699

R = V I

Trabajo eléctrico W = V . I . t

La construcción de nuestro ggeenneerraaddoorr eeóólliiccooestá basada en materiales y en elementosestándar. La realización de cada una de suspiezas es simple, aunque requiere de ciertaprecisión dimensional para lograr y mante-ner un funcionamiento ajustado y seguro.

Para familiarizarnos con sus partes, hemosdividido al producto en varios subconjuntosfuncionales y en subconjuntos de vincula-ciones, que vamos a ir describiendo y grafi-cando a continuación.

Este modo de organizar la tarea tiene porobjetivo que sus alumnos comprendan quésignifican estos subconjuntos-que ya consideramos en equi-pos reales- en una escala reduci-da y de baja serie de producción,para lograr distintas instanciasde simulación de funcionamien-to y de operación de un ggeennee--rraaddoorr eeóólliiccoo.

Nos permitirá, también, orga-nizar diversas prácticas cons-tructivas con nuestro grupo dealumnos al presentar los sub-

conjuntos que componen nuestra propues-ta -relacionados tanto por material como porprocesos productivos en común- junto contoda la documentación necesaria paracomenzar con la producción pieza por pieza.

7700

EEll pprroodduuccttoo

Piense que estaremos haciendo girarvarias piezas a un régimen de rpm nadadespreciable.

Manual de procedimientos para la construcción yel funcionamiento de un sismógrafo

3. HACIA UNA RESOLUCIÓN TÉCNICA

7711

Comencemos con el planteo de una codificación de piezas, componentes y subconjuntos parair avanzando, luego, en el detalle de cada uno.

7722

LLooss ccoommppoonneenntteess

Esta organización nos muestra, por un lado,los subconjuntos de piezas y componentes(SC) y, por otro lado, las vinculaciones entreéstos (VSC). Para cada uno, desplegamos eldetalle de elementos que lo componen.

• La primera columna nos enumera loscuatro subconjuntos en que hemos divi-dido el generador eólico.

• La segunda columna despliega el detallede piezas de cada uno de estos cuatrosubconjuntos.

• La tercera columna abarca los tres sub-conjuntos de vinculaciones.

• La cuarta columna puntualiza los ele-mentos estándar que conforman los sub-conjuntos de vinculaciones.

Para definir los subconjuntos, aplicamos cri-terios que nos permiten clasificar e identi-ficar, para su mejor análisis, componentesy/o piezas que guardan relaciones comunesentre sí. Por supuesto, puede usted tener encuenta la clasificación que proponemos aquío diseñar nuevas clasificaciones con susalumnos, en función de reorganizar activi-dades para la construcción de las piezassegún los recursos físicos con que cuente ylos conocimientos de los estudiantes con losque va a llevar adelante esta experiencia.

Veamos, ahora, una descripción de los sub-conjuntos componentes de nuestra propuesta:

SSuubbccoonnjjuunnttoo ssooppoorrttee ((SSCC 0011 -- SSooppoorrttee))

Es el encargado de permitir el montaje delresto de los componentes del prototipo y defijarlo al suelo para un funcionamiento másseguro.

Está compuesto por tres piezas muy simplesde producir, basadas en la utilización demateriales comunes (semielaborados) comoson caño estructural y planchuela de acero.

Las dimensiones y características de estaspiezas se encuentran detalladas en las fichasde producción Nº 1 a 3.

SSuubbccoonnjjuunnttoo cchhaassiiss ((SSCC 0033 -- CChhaassiiss))

Similar al conjunto anterior en lo relacionadoa materiales y a forma de producción, estesubconjunto cumple la función de permitirel montaje de los componentes que inter-vienen directamente en el funcionamientodel ggeenneerraaddoorr eeóólliiccoo.

También incluye tres piezas simples basadas

7733

SSuubbccoonnjjuunnttoo ssooppoorrtteeSSuubbccoonnjjuunnttoo cchhaassiissSSuubbccoonnjjuunnttoo mmoottoorrSSuubbccoonnjjuunnttoo rroottoorr

GGEENNEERRAADDOORR EEÓÓLLIICCOO

en la utilización de materiales semielabora-dos; aunque, para su fabricación se requiereun control dimensional y una precisiónmayor que en el subconjunto anterior, sobretodo en lo relacionado a las perforaciones,que nos permiten realizar el montaje poste-rior de los elementos de funcionamiento delequipo.

Las dimensiones y características de estaspiezas se encuentran detalladas en las fichasde producción Nº 4 a 6.

SSuubbccoonnjjuunnttoo mmoottoorr ((SSCC 0055 -- MMoottoorr))

En este subconjunto encontramos, combi-nadas, piezas a fabricar y, también, compo-nentes estándar de mercado para incorporar,todos en relación directa con el fun-cionamiento del generador como tal y mon-tados sobre el subconjunto chasis.

Los componentes estándar son el corazón denuestro producto:

• el motor eléctrico que funciona comogenerador y

• el par de engranajes que multiplica las

revoluciones que las aspas y el rotordesarrollan para aumentar las rpm delgenerador.

La elección del mmoottoorr a emplear es de vitalimportancia en todo lo que a dimensionesrespecta; porque, según el tipo de motor autilizar y sus dimensiones, varía el montajesobre el chasis. En nuestro ejemplo, selec-cionamos un motor eléctrico de 12 volt deuso común en aeromodelismo y, basándonosen sus dimensiones, desarrollamos el resto delas piezas.

Para el par de eennggrraannaajjeess (piñón y corona),utilizamos un juego estándar (corona enplástico -poliamida- con piñón metálico-bronce-. Los diámetros nominales utilizadosson: 19 mm para la corona y 6 mm para elpiñón.

Continuando con las piezas a producirpara este subconjunto, nos encontramosahora con el uso de maderas semiduras.Nuevamente, el ajuste dimensional deestas piezas cobra importancia por suinterrelación, tanto para ser montadasen el subconjunto chasis como por la necesi-dad de un funcionamiento alineado entreellas.

7744

Es necesario comprobar que el tipo dediente y el paso de cada rueda dentadaengranen correctamente. La decisión alrespecto es tomada en función de laescala en la que nos estamos manejando,de las distintas calidades de producciónde este tipo de piezas que se pueden con-seguir y de los diferentes materiales quees posible combinar.

Las dimensiones y características de laspiezas a producir para este subconjuntomotor se encuentran detalladas en las fichasde producción Nº 7 y 8.

SSuubbccoonnjjuunnttoo rroottoorr ((SSCC 0077 -- RRoottoorr))

Aquí nos encontramos con las piezas máscomprometidas, en cuanto al diseño del pro-ducto se refiere:

• las aspas -sus dimensiones y su perfil sondecisivos en el rendimiento del gene-

rador eólico-.

• el rotor, que porta las aspas y que trans-mite la potencia tomada del viento almotor eléctrico y

• las piezas de vinculación entre ambos.

Realizadas en madera semidura, en las fichasde producción usted va a encontrar dosmodelos de aassppaass que combinan su montajesegún la pieza de vinculación entreéstas y el rotor que se utilice. Estos

dos modelosde piezasde vincula-ción nospermiten unmontaje yuna puestaen funciona-miento rápi-dos, paraavanzar, lue-go, en lasexperienciasde compara-ción de ren-dimiento.

El rroottoorr esuna pieza planteada en acero, a realizar portorneado. Aunque el control dimensional yde ajuste son rigurosos, el mismo procesocon el que se plantea su producción nos per-mite lograr esta exigencia sin mayores pro-blemas.

Las dimensiones y características de estaspiezas se encuentran detalladas en las fichasde producción Nº 9 a 11.

7755

Dentro de la clasificación de maderassemiduras, podemos emplear desde uncedro o mara bien estacionados hastamaderas como virapitá, viraperé o lospinos más duros -el que utilizamos para laguía del eje del rotor en nuestro equipo espino oregon-.

Le acercamos un listado de los materialesnecesarios para producir todas las piezas decada subconjunto.

Las cantidades indicadas corresponden altotal necesario para producir las piezas. Laespecificación general -como acero y maderasemidura- está en función de dejar abierta

esta elección a las posibilidades locales desu escuela o de abastecimiento de estosmateriales; por ejemplo, si usted y susalumnos desean emplear aluminio en reem-plazo del acero para el armado del soportedel prototipo, tienen que tener en cuenta,luego, el sistema de soldadura para estematerial.

7766

LLooss mmaatteerriiaalleess yy llaass hheerrrraammiieennttaass

Planchuela de acero de 1 ¼" x 3 mm de espesor. 90 cm

Planchuela de acero de 2" x 3 mm de espesor. 20 cm

Planchuela de acero de 1" x 2 mm de espesor. 20 cm

Caño estructural de acero, sección cuadrada, 1 ¼" x 2 mm de espesor. 50 cm

Barra de acero, sección circular, �� 2" o más. 10 cm

Tirante de madera semidura, sección cuadrada, 2" cepillado. 5 cm

Tirante de madera semidura de 3" x 5 mm, cepillado. 10 cm

Tirante de madera semidura de 2" x 7 mm, cepillado. 1.10 m

SC 01 - 01, SC 01 - 03,

SC 03 - 02, SC 03 - 03

SC 03 - 01

SC 07 - 02

SC 01 - 02

SC 07 - 01

SC 05 - 01

SC 05 - 02

SC 07 - 03

DDeettaallllee ddee mmaatteerriiaalleess PPaarraa ppiieezzaass

Podemos aprovechar los materiales encomún y sus procesos de producción paraarmar una estrategia de desarrollo por grupode piezas, que nos permita coordinarsimultáneamente el trabajo en tres áreas:

• la producción de las piezas metálicas, apartir de la utilización de los semielabo-rados planchuela y caño,

• la producción de las piezas en maderay

• la producción del rotor por torneado.

Tenemos, así, tres áreas bien definidas: parala primera las operaciones de corte, agujerea-do y soldadura son comunes; en la segunda,el corte a medida y el ajuste se concretansobre piezas en madera; la tercera de las áreasimplica la necesidad de la intervención deuna máquina-herramienta como el torno,que nos lleva a otro ámbito específico.

Para la producción de las piezas derivadasdel uso de planchuela y caño, resulta funda-mental contar con morsa de banco, arco desierra con hoja de acero rápido, agujereadorade banco, soldadora por arco (eléctrico) ylima de grano medio para metales.

En lo relativo al trabajo en maderas, necesi-tamos: sierra caladora (de mano o de banco),agujereadora de banco, un par de prensas demesa, una lima para madera de grano medioy un formón mediano.

Por último, el rotor requiere la utilización deun torno (semiautomático).

Para los detalles de terminación de bordes ypreparado de superficies, es necesario contarcon diversas lijas al agua y para madera.

La terminación superficial puede ser lacomún para cualquier pieza metálica en loque a pintura respecta (una base de antioxi-dante y pintura a elección, sea ésta esmaltesintético, lacas, etc.), al igual que para laspiezas de madera (sellador de base, barnices,lacas, etc.).

7777

LLaass eessttrraatteeggiiaass ddee pprroodduucccciióónn

Debemos recordar, una vez más, que laelección del motor eléctrico a utilizarcomo generador será determinante para elresto de las dimensiones del prototipo. Ennuestro ejemplo, las dimensiones ge-nerales del motor eléctrico son de 50 mmde largo x �� 30 mm.

7788

SC 01 - 01 Apoyo Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Planchuela de acero de1 ¼" x 3 mm de espesor.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a largo inicial de 170 mm.2. Plegado en ángulo de 10º.3. Perforación de 8 mm de �.DDeettaalllleess::Emprolijar la unión por cordón desoldadura con la pieza SC1 - 02.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 01 - 02. PPoorr mmeeddiioo ddee: Cordón de soldadura eléctrica.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 11

SC 01 - 02 Columna Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Caño estructural de acerode sección cuadrada de1 ¼" x 2 mm de espesor.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida en longitud.2. Corte abertura superior.DDeettaalllleess::Emprolijar la unión por cordón desoldadura con las piezasSC 01 - 01 y 03.

Vincula con: SC 01 - 01 y SC 01- 03. PPoorr mmeeddiioo ddee: Cordón de soldadura eléctrica.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 22

NNoottaa:: Las dimensiones para el corte de la abertura superior en unade las caras del caño pueden variar, en función del tipo de buje y deleje que se quiera acoplar.

NNoottaa:: El largo de la pieza para el corte sin plegar es de 170 mm. Eldiámetro de la perforación puede variar en función del tipo defijación al piso que se quiera utilizar.

7799

SC 03 - 01 Base Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Planchuela de acero de2" x 3 mm de espesor.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida en largo.2. Perforaciones de 5 y 8 mm de �.DDeettaalllleess::Emprolijar la unión porcordón de soldadura con laspiezas SC 03 - 02 y 03.

Vincula con: SC 03 - 02 y SC 03 - 03. Por medio de: Cordón de soldadura eléctrica.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 44

NNoottaa:: Se indican en el plano las cotas de posicionamiento para sol-dar las otras piezas del SC.

SC 01 - 03 Tapa Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Planchuela de acero de1 ¼" x 3 mm de espesor.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida en 1 ¼".2. Perforación de 8 mm de � .DDeettaalllleess::Emprolijar la unión porcordón de soldadura con lapieza SC 01 - 02.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 01 - 02. PPoorr mmeeddiioo ddee: Cordón de soldadura eléctrica.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 33

NNoottaa:: Esta pieza también puede ubicarse dentro del perfil (tomando,entonces, las dimensiones interiores de la pieza SC 01 - 02).

8800

SC 03 - 03 Cola Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Planchuela de acero de1 ¼"" x 3 mm de espesor.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida en longitud.2. Perforaciones de 4 mm de �.3. Redondeo de vértices.DDeettaalllleess::Emprolijar la unión porcordón de soldadura con laspiezas SC 03 - 01.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 03 - 01. PPoorr mmeeddiioo ddee: Cordón de soldadura eléctrica.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 66

NNoottaa:: Las dimensiones y perforaciones son las necesarias para lafijación del motor eléctrico a emplear. Por lo tanto, según el motorque se decida utilizar, deberán ser replanteadas.

SC 03 - 02 Tope Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Planchuela de acero de1 ¼"" x 3 mm de espesor.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida en altura.2. Fresado interior.3. Perforaciones de 2 mm de �.DDeettaalllleess::Emprolijar la unión porcordón de soldadura con laspiezas SC 03 - 01.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 03 - 01. PPoorr mmeeddiioo ddee: Cordón de soldadura eléctrica.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 55

NNoottaa:: Las dimensiones y perforaciones son las necesarias para lafijación del motor eléctrico a emplear. Por lo tanto, según el motorque se decida utilizar, deberán ser replanteadas.

8811

SC 05 - 02 Veleta Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Tirante de madera semidurade 3" x 5 mm.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida según contorno.2. Perforaciones de 4 mm de �.3. Redondeo de vértices yaristas.DDeettaalllleess::Fresado para alojar la cabezade los tornillos.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 03 - 03. PPoorr mmeeddiioo ddee: VSC 04 - 2.3.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 88

NNoottaa:: Para un mejor ajuste de la pieza se recomienda fresar sobre lacara con ángulo el alojamiento para la cabeza de los tornillos ymantener, así, un ajuste paralelo entre caras.

SC 05 - 01 Cubo Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Madera semidura de 2" de la-do x 50 mm de largoPPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida en longitud.2. Perforaciones de 4, 8 y 11 mm de �.3. Redondeo de aristas.DDeettaalllleess::Tener en cuenta que todas lasperforaciones de esta piezaestán definidas en función deelementos estándar a utilizar.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 03 - 01 y SC 07 - 01. PPoorr mmeeddiioo ddee: VSC 04 - 2.1 y 03 para SC 03 - 01 / VSC 04 - 01 para SC 07 - 01.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 77

NNoottaa:: El corte BB muestra el agujero pasante para el eje del rotory los alojamiento para los bujes de poliamida (considerar lasdimensiones, en función del tipo de buje a colocar).

8822

SC 07 - 02 Placa Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Planchuela de acero de 1" x 2mm de espesor.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida segúncontorno.2. Perforaciones de 4 mm de �.3. Redondeo de vértices.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 07 - 01 y 03. PPoorr mmeeddiioo ddee: VSC 06 - 02.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 1100

NNoottaa:: Esta pieza de acero puede ser manufacturada en aluminio, porejemplo. Se recomienda aumentar el espesor a 3 mm.

SC 07 - 01 Rotor Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Barra de acero, seccióncircular, 2" o más. PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Torneado a medida.2. Perforaciones de 4 mm de �.3. Redondeo de aristas.DDeettaalllleess::Entalladura según anilloSeagers a utilizar.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 07 - 02 y 03, SC 05 - 01 y 04. PPoorr mmeeddiioo ddee: VSC 06 - 01 y 02, VSC 04 - 01 y 04.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 99

8833

SC 07 - 03 Aspa Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Tirante de madera semidurade 2" x 7 mm.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida según contorno.2. Perforaciones de 4 mm de �.3. Redondeo de vértices y aristas.DDeettaalllleess::Fresado para alojar la cabezade los tornillos.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 07 - 02. PPoorr mmeeddiioo ddee: VSC 06 - 02.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 1111

NNoottaa:: Para un mejor ajuste de la pieza se recomienda fresar elalojamiento para la cabeza de los tornillos sobre la cara con ánguloy mantener, así, un ajuste paralelo entre caras.

SC 07 - 02.1 Placa rotada Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::Planchuela de acero de1" x 2 mm de espesor.Procesos a realizar:1. Producción similar a la

pieza anterior.2. Entalladuras laterales.DDeettaalllleess:: Las ranuras lateralescumplen la función de debilitarla pieza y facilitan, así, latorsión de la parte superior dela pieza.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 07 - 01 y 03. PPoorr mmeeddiioo ddee: VSC 06 - 02.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 1100aa

NNoottaa:: Se recomienda ir probando con ángulos menores, hastadeterminar el que brinde mejor rendimiento al producto. El uso deesta pieza permite trabajar con un aspa de diseño más simple, comola representada en la ficha de producción Nº 11 a

Hasta aquí mencionamos las generalidades delos subconjuntos funcionales y de las piezasque los conforman. Avanzamos, ahora, en lasrelaciones entre los subconjuntos que nospermiten el armado final y la puesta en fun-cionamiento del recurso didáctico.

Todos los elementos de fijación utilizadosen la construcción del recurso didácticoggeenneerraaddoorr eeóólliiccoo pueden ser reemplazados,

adaptando sus dimensiones y/o materialessegún un nuevo diseño a proponer. Loimportante, en esta instancia, es mantener lafunción que cada elemento de fijacióncumple como tal. Una segunda instancia esreplantear el tipo de vinculación, tanto entrepiezas como entre subconjuntos.

En las siguientes tablas detallamos los componen-tes de fijación utilizados en nuestra propuesta.

8844

SC 05 - 01 Cubo Dimensiones

MMaatteerriiaall // SSeemmiieellaabboorraaddoo::madera semidura de 2" x 5 mm.PPrroocceessooss aa rreeaalliizzaarr::1. Corte a medida según contorno.2. Perforaciones de 4 mm de �.3. Redondeo de aristas.DDeettaalllleess::Como el espesor es constante,se puede reducir -en compara-ción con el modelo anterior-.

VViinnccuullaa ccoonn: SC 07 - 02. PPoorr mmeeddiioo ddee: VSC 06 - 02.

FFIICCHHAA DDEE PPRROODDUUCCCCIIÓÓNN NNºº 1111aa

NNoottaa:: El contorno de este modelo de aspa es igual al modelo de laficha anterior, pero su fabricación se simplifica al mantener ambascaras planas.

LLaass vviinnccuullaacciioonneess

CCóóddiiggooVSC 02 - 01 VSC 02 - 02

VSC 02 - 03

DDeennoommiinnaacciióónnTornillo cabeza hexagonal

Arandela plana

Tuerca autofrenante

DDiimmeennssiioonneess40

� 7 - Largo 30� interior 8.4espesor 1.6

� 7

CCaannttiiddaadd13

1

VVSSCC 0022 -- OOrriieennttaacciióónnOObbsseerrvvaacciioonneessRosca métrica.

En acero (o en poliamida 6.6para disminuir el roce).

Rosca métrica.

40 Todas las medidas son en mm, salvo indicación contraria.

8855

Montaje de los sub-conjuntos soporte ychasis (SC 01 y 03)por medio del subcon-junto vinculante deorientación (VSC 02),que permite que elchasis y el resto de loscomponentes monta-dos en él puedan o-rientarse según ladirección del flujo deaire que reciba el sub-conjunto rotor.

CCóóddiiggooVSC 04 - 01VSC 04 - 02

VSC 04 - 02.1VSC 04 - 02.2VSC 04 - 02.3

VSC 04 - 03

VSC 04 - 04

DDeennoommiinnaacciióónnBuje antifricción

TToorrnniilllloossTornillo tirafondo cabeza hexagonal

Tornillo AllenTornillo Allen

Espaciadores

Prisionero

DDiimmeennssiioonneess11

� interior 5

� 3/16" - Largo 1 ½"� 2 - Largo 8� 3 - Largo 10

� interior 5.2 -Largo 10

� 3

CCaannttiiddaadd

423

4

1

VVSSCC 0044 -- TTrraannssmmiissiióónnOObbsseerrvvaacciioonneessPoliamida 6.6.

Acero pavonado.Acero pavonado.

Acero pavonado (se agreganlas tuercas correspondientes).Poliamida 6.6 (pueden reem-

plazarse por otros materiales).Acero pavonado.

Montaje de los sub-conjuntos chasis ymotor (SC 03 y 05)por medio del subcon-junto vinculante detransmisión (VSC 04),que permite fijar alchasis la pieza queguía y posiciona el ejedel rotor, el par deengranajes y el motoreléctrico seleccionado(En la gráfica, esteúltimo no figura, parapermitir una visua-lización más limpiadel conjunto).

8866

CCóóddiiggooVSC 06 - 01VSC 06 - 02

DDeennoommiinnaacciióónnSeguro Seagers

Tornillo Allen

DDiimmeennssiioonneess40

� 4.7 espesor 0.6� 4 - Largo 12

CCaannttiiddaadd18

VVSSCC 0066 -- RRoottaacciióónnOObbsseerrvvaacciioonneess

Para ejes - Tipo A DIN 471.Acero pavonado (se agregan

las tuercas correspondientes).

Recordemos que los elementos de fijación están en relación directa con las dimensiones de losagujeros que las distintas piezas y/o componentes poseen (y que se indican en los planos); porlo tanto, cualquier reemplazo de uno de estos elementos se debe tener en cuenta, luego, para elajuste de las perforaciones.

Para completar la información sobre elementosde fijación se recomienda la consulta por catá-logos de los diversos elementos posibles de uti-lizar:

hh tt tt pp :: // // ww ww ww .. ff aa ss tt ee nn ee rr ss -- dd ii ss tt .. cc oo mmCatálogo de tornillos, pernos, arandelas,seguros, etc.hh tt tt pp :: // // ww ww ww .. ii mm pp oo rr tt pp ee rr .. cc llCatálogo de todo tipo de tornillos, fijaciones,etc.hh tt tt pp :: // // ww ww ww .. ss kk ii ff ff yy .. cc oo mmCatálogo -principalmente, de elementos plásti-cos- con representaciones 3D, detalle dedimensiones, materiales y especificacionespara su uso correcto.

LLaa ccoonnssttrruucccciióónn yy eell aarrmmaaddoo

En nuestra propuesta de estrategia de pro-ducción, ya hemos planteado la construcciónde las piezas para ir armando el producto. Yla secuencia de montaje se desprende, tam-bién, del orden en el que hemos ido presen-tando los subconjuntos de vinculaciones.

El montar el chasis sobre el soporte nos per-mite regular con precisión el rozamiento quehabrá entre estos dos subconjuntos almomento de poder girar uno sobre el otropara orientarse según la dirección del flujode aire que reciba el subconjunto rotor.

Continuamos con el montaje de los compo-nentes sobre el chasis y utilizamos el rotorpara ir probando el ajuste del par deengranajes con el motor.

Una vez alineado el motor sobre el chasis,procedemos al montaje del subconjuntorotor completo y, luego, lo instalamos alresto del producto con el anillo de seguridad

8877

Soporte y chasis recién soldadosAspas y veleta terminadas

en madera

Motor y vinculacionesprincipales junto al rotor

y el engranaje corona fijado sobre el eje.

Una vez que tenemos el producto armado, loúnico que nos queda es montarlo en el lugarpreviamente estudiado (según las condi-ciones más favorables para su desempeñocomo generador eólico) y conectar el motor alos diversos elementos posibles paraaprovechar la energía eléctrica que se pro-duzca (desde elementos de medición -comoun téster, para monitorear el rendimiento delproducto- hasta baterías para su carga o pro-ductos que consuman directamente la elec-tricidad que se vaya generando). Todo esto,siempre, en función del tipo de generadoreléctrico montado en el equipo.

EEll eennssaayyoo yy eell ccoonnttrrooll

Son varios los componentes sobre los cualespodemos generar diversas actividades deensayo, buscando optimizar el producto.

A modo de ejemplo, en la secuencia de imá-genes, vemos la prueba de un modelo deaspas realizadas en una sola hoja de alu-minio, con el detalle de un par de cortes la-terales por sobre el rotor -que nos permitendebilitar el material y generar un pliegue,para simular el ángulo de ataque de un aspareal-.

Este tipo de prueba, incluso, no necesitó delresto de los componentes del prototipo. Alaire libre, con estas aspas montadas, el rotoraprovecha un viento cercano a los 30 km porhora (es decir, unos 8 m/s, velocidad másque buena para el funcionamiento de ungenerador eólico real).

8888

Probando el rotor montadodirectamente sobre el buje de maderay con aspas en aluminio, aprovechan-

do ráfagas de viento de 8 m/s

Esta experiencia dio origen a una modifica-ción sobre la pieza de vinculación entre elrotor y las aspas (Le proponemos que analicetambién las fichas de producción 10a y 11a),que nos permitió obtener el ángulo de ataquedirectamente sobre ésta e integrar un diseñode aspa mucho más simple:

El sistema de vinculación utilizado para per-mitir la alineación del rotor según la direc-ción de flujo de aire que reciba, es guiado porla veleta de cola que se fija en el chasis.

Como este sistema no tiene control que nospermita administrarlo, si necesitamos frenaro disminuir las rpm del aerogenerador, sim-plemente podemos sacarlo de la alineación,moviéndolo desde la veleta.

8899

No es un juego de palabras. Cuando ingre-samos al aula nos encontramos con dosequipos a desarrollar: uno, materialmente -elaerogenerador- y el otro, socialmente -el for-mado por personas íntegras que están apren-diendo nuevos conocimientos, entendiéndo-los y usando lo aprendido-.

Por supuesto, el segundo equipo es el másimportante. Cualquier medio que usemospara lograr el equipo generador eólico,descartando los caminos elegidos por elequipo que forman nuestros alumnos, perju-dicará a ambos.

Porque es fundamental que los alumnos con-sideren al generador eólico como algo impor-tante para sus objetivos personales y colec-tivos. El aprendizaje es mejor si lo promove-mos como un intercambio participativo en elque los estudiantes deciden, mueven suspropios recursos y se responsabilizan por loque van a aprender. También es importantepromover un ambiente de respeto, compren-sión y apoyo para los alumnos, y evitar rece-tas estereotipadas.

¿Cómo movilizamos a los chicos en lacuestión de la energía eólica? ¿Por dóndeempezamos...? Porque, el aerogenerador noes sólo un conjunto de piezas a construirque, luego, puesto al viento, generará energíaeléctrica. Porta otros significados, responde ala necesidad especifica de generar energíapara el consumo, respetando el ambiente y,por lo tanto, a todos los seres humanos; y

denota futuro -que no confundimos confuturismo-, porque permite disminuir deter-minadas proble-máticas produci-das por el creci-miento y por elconsumo sobre elplaneta.

A continuación, le proponemos algunas activi-dades como inicio de los caminos de interés yde compromiso que pretendemos recorrer.

11.. UUnn ppllaann eeóólliiccoo

Una primera instancia -sin entrar aún enmediciones rigurosas ni en cálculos- es el acer-camiento sensible a un escenario determinadoque puede brindarnos buena información ypermitirnos administrar más fácilmente lamotivación y el entusiasmo, para que nuestrosalumnos pongan manos a la obra.

Elaborar un plan eólico nos permite escogerun buen lugar para instalar el aerogenerador.Comencemos por observar detenidamentenuestro entorno. La naturaleza puedebrindarnos indicadores concretos de la ac-tividad del viento en una zona determinada,por lo que proponemos a los alumnos:

1. Cuantifiquen la rugosidad, relevando lascaracterísticas del terreno. ¿Se trata de unsuelo de pastos altos o vegetación tupida?¿Arenoso? ¿Cuenta con lagunas o espejos

9900

4. EL EQUIPO EN EL AULA

Sin un contexto real,no hay interés nicompromiso.

de agua? ¿Muchos o pocos árboles? ¿Quéotros datos de rugosidad provee?

2. Analicen el movimiento de la vegetaciónpresente en el terreno; es decir, cómo unárbol o vegetación alta son movidos porel viento. Esto va a permitirles visualizarcon facilidad la dirección predominanteen la que sopla el viento. Realicen estasobservaciones de día y de noche; puedendar resultados distintos.

3. Releven los obstáculos (mídanlos,ubíquenlos sobre un plano).

4. Analicen si la orografía de la zona nosbeneficia con formaciones del tipo "coli-na" (aprovechamiento del efecto túnel)que nos permitan contar con una ace-leración del flujo de aire sobre nuestrainstalación.

5. Integren partes meteorológicos de la zona(que pueden solicitar a la radio o al diariolocal); les permitirán tener un panoramamuy completo para organizar y profun-dizar las actividades.

6. Evalúen la infraestructura existente; con-sideren todo lo que se relacione con elacceso al terreno en estudio (senderos,caminos, rutas), redes de transporte deelectricidad (por ejemplo, para inter-conectar el generador).

22.. QQuuéé ffáácciill eess yy qquuéé ddiiffíícciill sseerrííaa......

Nos levantamos temprano por la mañana y,según la estación del año, iluminamos elambiente donde vivimos, estiramos el brazodesde la cama, apretamos un botón y... clic...¡listo! Ya despiertos, caminamos por el pasi-llo y, de pasada, clic, otra luz. Llegamos albaño y... clic. Abrimos el agua caliente para laducha y es posible que, para mantener la pre-sión del suministro, en ese mismo momen-to... clic, se acciona una serie de bombas.Pasa el baño reparador; nos secamos rápida-mente y -los más paquetes- con secador depelo en mano, enchufe en la otra... clic.Mientras tanto, escuchamos unos pasos ypensamos: "¡Qué ricas unas tostadas!".Cuchillo eléctrico -las corta más parejitas- y...clic; rodaja de pan, tostadora al frente y... clic:tostadas doraditas. Pero...¡espérenme! Yosigo en el baño: máquina de afeitar y... clic;afeitado y cambiado, cargo agua en la pavay... clic para encender la cocina infrarroja;abro la heladera y recibo un frío bárbaro yaque funcionó toda la noche, retiro la mante-ca para las tostadas y, en ese momento, escu-cho un clic; empezó a funcionar porqueestuve mucho tiempo con la puerta abierta ydebe recuperar el frío que se esfumó entremis piernas. Mientras tanto, algunos hace-mos clic en el botón de la compu para poderconsultar correo antes de irnos; además, unclic en la tele para ver cómo estará el día. Yasaliendo, desconectamos el celular que estu-vo cargándose en la noche. Cada clic retum-ba en nuestra cabeza y su lista no termina.Pasillo del departamento, no vemos nada; luzrojita y... clic; listo, luz en el pasillo.Apuntamos hacia el botón del ascensor y...clic, clic, clic, clic... ¡Basta...! No sigamos;rindámonos: No podemos seguir contando

9911

OObbsseerrvvaacciioonneess mmeetteeoorroollóóggiiccaass

Para la evaluación o la medición de uno o va-rios elementos climáticos, existen dos tipos deobservaciones:

• Las sensoriales. Se efectúan por medio delos sentidos; principalmente, la vista. Porejemplo, cuando podemos detectar la can-tidad de nubes en el cielo.

• Las instrumentales. Por ejemplo, paramedir la temperatura necesitamos leer untermómetro.

todos los clic. Ah, no; mejor pensemos en eseúltimo tan reparador que hacemos cuandoapagamos la luz para descansar de un díaagotador.

Contar los clic es un problema; pero, lo peorcomienza cuando, después del intento, noobtenemos respuesta y todo comienza a sermuy muy difícil...

9922

Ingeniero Jacobacci (AJ y AC). El prolonga-do corte de energía eléctrica en la LíneaSur rionegrina dejó, además, a miles depobladores sin agua. Con el correr de lashoras, la situación se hizo más difícil desoportar y provocó pérdidas aún difíciles deestimar.

Nadie estaba preparado para afrontar tantotiempo sin luz. Los comerciantes quevenden lácteos o carne, por ejemplo,empezaron a desesperarse al notar que elcorte superaba el horario que habían anti-cipado desde la empresa de energía.

"Si se pierde la cadena de frío, se pierdetodo. Una cosa era estar casi diez horas sinenergía a superar las 16 horas", decía lagente con gran preocupación, por la impre-vista extensión del corte programado.

En la Línea Sur se estima que unas 32.000personas se vieron afectadas por esta inte-rrupción del suministro eléctrico. Las locali-dades de Jacobacci, Pilcaniyeu, Comallo,Clemente Onelli, Maquinchao, Aguada deGuerra, Los Menucos y Sierra Colorada,padecieron esta situación.

El corte, como en el sur neuquino, estabaprogramado entre las 2 de la madrugada y

las 11.40 de ayer. (...) Sólo unos pocoshabían tomado recaudos pensando en ello.Por ejemplo, quienes venden helados nohabían realizado pedidos para evitar la pér-dida de mercadería.

El resto de los habitantes pensó sólo enesperar a que se hiciera el mediodía pararecuperar la luz y la actividad normal. Pero,ello no ocurrió. La tarde avanzaba y laenergía seguía sin regresar ocasionando,además, la falta de agua en cientos de ho-gares.

"En los barrios donde hay tanques de agua,todavía tienen un poco; pero, la mayoría delas viviendas se ha quedado sin agua",comentaba la gente del lugar cerca de las18 de ayer. En los hospitales, al menos enel de Jacobacci, se estaban manejando conel grupo generador y, por lo tanto, elimpacto del problema fue más atenuadoque en las viviendas particulares.

(...) Si bien la temperatura no era muy ele-vada -rondaba los 20 grados centígrados-,a la incomodidad por la falta de luz y aguase sumaba el fuerte viento, que ayer tuvoráfagas de hasta 70 kilómetros por hora enla Línea Sur.

Diario Río Negro. 24 de enero de 200541

LA LÍNEA SUR, ADEMÁS, SE QUEDÓ SIN AGUA

41 Accesible en su versión completa: hhttttpp::////rriioonneeggrroo..ccoomm..aarr//aarrcchh220000550011//2244//rr2244mm3311..pphhpp

Nuestro interés es centrarnos en los hechosque suceden por la ausencia de la energíaeléctrica, en los problemas sociales yeconómicos en los que nos veríamos involu-

crados si esto sucediera en forma perma-nente, y en qué nos planteamos como alter-nativa a esta situación.

A grupos de no más de cinco alumnos, lessolicitamos:

1. En la introducción de la actividadhablamos de clic. Traten de realizaruna lista completa de los clic querealizamos individualmente y de losclic necesarios para el desarrollo y la vidaen comunidad. Recuerden que hay sec-tores y servicios que de noche no des-cansan; realicen una investigación afondo.

2. Establecido el detalle de los clic, indi-quen en qué problemas podríamos ver-nos involucrados si lo que nos planteael artículo sucediera en forma perma-nente.

3. Si no se toman los recaudos necesarios,los problemas detallados podrían serparte de nuestra realidad cotidiana. ¿Quéhacemos? ¿Esperamos que suceda o di-señamos algo para que no ocurra?Argumenten y tomen una posición con-sistente; pónganla a consideración de losdemás grupos. Una ayuda. En el artículodel Río Negro, el periodista que redactóla nota nos puso, tal vez sin querer, frentea una hermosa paradoja; sería bueno quela integraran como parte de la posicióntomada y como camino alternativo a losproblemas planteados.

33.. IInnccóómmooddoo vviieennttoo

La verdad es que, cuando estamos alaire libre queriendo disfrutar de un díaa pleno, preferimos que no haya viento. Y, silo hay, proferimos insultos -precisamente... a

los cuatro vientos- pidiendo una suavebrisa, pajaritos cantando y un cielo despeja-do.

Pero... Deberíamos ir imaginándonos unfuturo en el que el estrés sea provocado porla ausencia de viento, que nos privaría de laenergía para todos los elementos del confortde nuestra vida cotidiana. En esta realidaddiferente, agradeceríamos que se levantaraun vendaval que permitiera a los molinosmover sus aspas sin parar.

Viento, vendaval, ventolina, ráfaga... tambiéntienen nombres propios. Como los co-nocidos Fhon, Harmatán, Siroco, Simún yMonzón, todos de distintas regiones del pla-neta.

Nuestro país tiene el Zonda en Cuyo y elPampero en la pampa húmeda. Y, el vientoque surca la Patagonia, ¿no tiene nombre?Bien se podría llamar Kóshkil, en honor a loshabitantes de esta tierra en el siglo pasado-los tehuelches y, en particular, los Teushen,quienes llamaban de esta forma al fuerteviento patagónico-.

El viento es el principal actor; su ausenciatransforma al aerogenerador en un objetoinútil y su mala ubicación, en un objeto poco

9933

El Fhon y el Harmatán son vientos que sedesplazan por los Alpes y por Guinea,respectivamente. El ardiente y seco Sirocobusca sediento, desde la arena delSahara, las aguas del Mediterráneo. ElSimún juega con los médanos de Arabia,mientras que el Monzón engendra los vio-lentos ciclones del sudeste de Asia.

útil. Por este motivo, toma más importanciaun estudio basado en la región en la que seinstalará para cumplir su función; y, para unacorrecta ubicación, es de suma importanciacontar con una rosa de los vientos del lugar.¿Qué es una rosa de los vientos? Los meteo-rólogos crearon un gráfico llamado rroossaa ddeellooss vviieennttooss que nos permite representar lasrelaciones que existen entre las característicasque componen el viento.

Este gráfico resul-ta de mucha utili-dad para nuestratarea, ya que suobservación per-mite ubicar ade-cuadamente alaerogenerador, alpresentar la direc-ción en particularen la que losvientos son más intensos y de mayor fre-cuencia.

Si pretendemos que nuestro aerogeneradorfuncione en óptimas condiciones, es muyimportante conocer nuestros vientos; por lotanto, es fundamental proponer a los jovenesrealizar su relevamiento estadístico durante30 días para, luego, representar la rosa de losvientos.

Para esta tarea es necesario relevar los si-guientes datos del viento:

¿Cómo hacemos para obtener estos datos?

DDeeffiinniirr llaa ffrreeccuueenncciiaa. Esta tarea implicadeterminar la cantidad de observaciones.Veamos... Adoptando tres observaciones dia-rias -una a las 10 de la mañana, otra a las14 horas y otra a las 18 horas-, contamos con90 observaciones en 30 días; la frecuenciatotal es, así, de 90. Si optamos por sólo unaobservación diaria -supongamos, la de las14 horas-, obtenemos 30 observaciones enun mes, es decir una frecuencia total de 30.Es aconsejable la primera alternativa.

OObbtteenneerr llaa ddiirreecccciióónn. Para esto hace falta unaveleta, que va a estar ubicada en un lugardonde reciba el viento, sin ningún tipo deobstáculo, y que nos permita un fácil accesopara su observación.

CCoonnttaarr ccoonn llooss vvaalloorreess ddee llaa vveelloocciiddaadd.Necesitamos un anemómetro, instrumentoespecifico para medir la velocidad del viento.Podemos optar por uno de eemmppuujjee, que estáformado por una esfera hueca y ligera, o poruna pala cuya posición respecto de un puntode suspensión varía con la fuerza del viento,la que se mide en un cuadrante. Elanemómetro ddee rroottaacciióónn está dotado decazoletas o hélices unidas a un eje central,cuyo giro activa un diminuto generador eléc-trico que facilita una medida precisa. Elanemómetro ddee ccoommpprreessiióónn se basa en eltubo de Pitot y está formado por dospequeños tubos, uno de ellos con un orificiofrontal (que mide la presión dinámica) y conotro lateral (que mide la presión estática);el otro tubo sólo cuenta con un orificiolateral. La diferencia entre las presionesmedidas permite determinar la velocidad delviento.

9944

Esta actividad puedeser paralela a laconstrucción del ae-rogenerador, ya queva a llevar unoscuantos días obte-ner los datos nece-sarios.

• frecuencia,

• dirección,

• velocidad.

Ya hemos adelantado que, para poder con-feccionar la rosa de los vientos nos debemosbasar en observaciones meteorológicas de lasvelocidades y de las direcciones del viento.La cantidad de observaciones establecidaspara un período (día, mes o año) son las fre-

cuencias totales, las que representan la sumade frecuencias de cada relación dirección-velocidad.

Consideremos este ejemplo de tabla condatos relevados:

9955

Sus alumnos pueden construir el ane-mómetro. Por ejemplo, diseñando uno con

tres brazos que, en sus extremos, cuenten con unreceptáculo -en donde van a capturar viento- que lohace girar en un eje vertical.

Si contamos sólo con esta parte del instrumental,podemos colorear uno de los receptáculos de uncolor diferente al de los otros dos y marcar un puntode referencia en un plano por debajo de ellos.

Listo el dispositivo, dos integrantes del grupo -unocon un cronómetro y otro con buena observación-registran la cantidad de vueltas que da en un minu-to; luego, multiplicado por �, obtienen la velocidaden metros por minutos (m/min). Por ejemplo, si en unminuto giró 10 veces, aproximadamente, tenemos unviento de 31,4 m/min.

Otra alternativa es utilizando un velocímetro42 debicicleta. Los chicos fijan el sensor imán que secoloca en los rayos en uno de los brazos de las

cazoletas; el sensor con cable, por su parte, es colo-cado en una parte fija por debajo del brazo, a unadistancia pequeña (como en la bicicleta) para quetome las vueltas del sensor imán. En el relojvelocímetro, observan el dato correspondiente a lavelocidad.

De no contar con estas posibilidades, pueden uti-lizar el servicio de meteorología de la región o con-sultar los boletines del servicio meteorológico de laFuerza Aérea Argentina que son de acceso publicoen wwwwww..mmeetteeooffaa..mmiill..aarr. Para esto, además de con-tar con acceso a Internet, es necesario estableceruna metodología de relevamiento de datos, segúnlos horarios en los que este servicio publica losboletines.

Otra alternativa es recopilar los pronósticos queaparecen en los diarios y, sobre la base de la escalade Beaufort, obtener los datos correspondientes.Recuérdeles que son pronósticos y que es posibleque no se cumplan; además, que se basanen vientos "predominantes".

MM//ss0011223344556677

TToottaalleess

DDiirreecccciióónn ddeell vviieennttoo

FFrreeccuueenncciiaa

42Algunos de estos velocímetros tienen salida a PC.

TToottaalleess66000240009900

NN70009000

16

NNNNEE10000100011

NNEE400000004

EENNEE300000003

EE200010003

SSEE500030008

SSSSEE100010002

SS100000001

SSSSOO4000600010

SSOO600000006

EESSEE11000100012

OOSSOO400000004

OO100010002

OONNOO100000001

NNOO300010004

NNNNOO300000003

9900

9966

Hemos dividido la rosa en 16 sectores-cada uno abarca 22,5º-. Como hemosdefinido al viento como aire en movimientodescrito por dos características -velocidad ydirección-, consideramos un vector conmagnitud (dada por la velocidad) y direc-ción.

Cada vector del gráfico representa una de lasobservaciones. Una vez representadas todaslas observaciones, vemos qué sector haquedado más denso (con más cantidad devectores) y de magnitud más grande. Estesector es la orientación más adecuada para elaerogenerador.

44.. AAccttiivviiddaaddeess ttuurrbbuulleennttaass..OObbsseerrvvaacciióónn ddee llaass llíínneeaass ddee fflluujjoo

Hemos ubicado el viento que nos interesapara que sea recibido por nuestro generadoreólico. Pero, sabemos que toda la energía deeste viento no se transforma en nuestroequipo; parte de ella sigue una trayectoria dediferente característica que la original, aque-lla que le dio de frente al aerogenerador.Parte del viento deja atrás al aerogenerador,conteniendo una menor energía y un com-portamiento turbulento.

Cuando instalamos un solo aerogenerador,esto no tiene importancia; pero, sí cuandoinstalamos muchos, ya que cada aerogene-rador es un obstáculo más en el terreno. Estoes de vital importancia al momento de con-siderar el emplazamiento de un parque eóli-co; por eso se estudia la disposición sobre elterreno de cada generador, para evitar que laturbulencia producida por uno de ellos sea

recibida por otro, evitando, además, queun generador se convierta en un obstáculopara otro, en la dirección principal delviento.

Ya contamos con el aerogenerador listo parasu funcionamiento. Debemos tener, además,un ventilador que va a suplir la ausencia deviento dentro del aula.

1. Generen una emisión de humo en laspuntas de las aspas del aerogenerador.

2. Accionen el ventilador.

3. Determinen el largo de la estela o cola dehumos que se genera. Este largo esimportante, ya que puede tomarse comoparámetro de distancia para la distribu-ción de generadores en un parque eólico.

4. Generen una emisión de humo delantedel ventilador.

5. Observen cómo es la corriente de aireque le llega al generador.

6. Mantengan la ubicación de la emisión dehumo en el punto inicial y desplacen elventilador por los distintos ángulos deincidencia del flujo de aire.

7. Mantengan la fuente de emisión de humodelante del ventilador para cada posiciónde éste en relación con el ángulo de inci-dencia.

8. Registren estas observaciones.

9. Consideren la posibilidad de instalar 10aerogeneradores en 20 hectáreas de te-rreno. ¿Cuál es la distribución más ade-cuada?

10. Elaboren el mapa de distribución para elparque eólico.

9977

55.. ¡¡VVaammooss aall ccaammppoo!!

Sabemos que la velocidad del vientodepende de varios factores: el tipo de super-ficie del terreno, los obstáculos cercanos, laorografía general de la zona, etc. En esto,entonces, tiene mucho que ver el lugarelegido y con él, el marco natural que lorodea.

Por ejemplo, la naturaleza nos puede brindarindicadores concretos de la actividad delviento en una zona determinada. La obser-vación de la vegetación (cómo un árbol esmovido por el viento o si su tronco está incli-nado) puede indicarnos la dirección predo-minante.

A continuación, un detalle de las observa-ciones que usted puede proponerles realizara los chicos:

1. Miren los árboles y determinen si tienenalguna inclinación. ¿En qué dirección?¿Qué cantidad de árboles hay?

2. ¿Cuál es la vegetación predominante?¿Baja, alta, frondosa, dispersa?

3. Observen el terreno y determinen quétipo de suelo posee. ¿Arenoso, pe-dregoso?

4. ¿Hay ríos, lagos u arroyos cercanos?

5. ¿Lomas, mesetas, montañas o cañadones?¿Provocan un "efecto túnel"?

6. Realicen un mapa del espacio selec-cionado y verifiquen si se puede insta-lar el parque eólico de la actividad ante-rior.

66.. EEll iinneelluuddiibbllee aannáálliissiiss

Acordándonos de Michel, los jóvenespueden realizar dos análisis tecnológi-cos.

Se trata de análisis muy particulares, ya quese acercan conceptualmente a un aerogene-rador.

Hoy se suplanta por los destelladores; antes,era el equipo de luz para la bici. Para todosaquellos a quienes nos gustaba andar denoche por caminitos poco transitados, era loque más queríamos: el farol, la luz traseraroja y la dínamo. ¡Cómo se ponía pesada labici cuando accionábamos el pestillo paraque la dínamo apoyara sobre el lateral de larueda y comenzara a funcionar! Cuanto másfuerte andábamos, más se nos iluminaba elcamino.

En las zonas rurales donde la energíaeléctrica no llega, la única manera de extraeragua de las napas subterráneas es utilizandolos conocidos molinos de viento.Busquemos en la zona alguno que esté insta-lado y vayamos a realizar el análisis en ellugar. Además de realizar el análisis del moli-no propiamente dicho, es importanteplantear preguntas a las personas encargadasde su funcionamiento que nos permitan,principalmente, detallar todas las tareas ytener una descripción precisa de su ubi-cación.

9988

El análisis propuesto 1

El análisis propuesto 2

9999

El análisis de productos y de procesos tecnológi-cos es un procedimiento clave de la EducaciónTecnológica.

"Las diversas etapas del método de análisis olectura surgen como respuesta a interrogantesque, normalmente, un observador crítico seplantearía frente a los objetos en general y a unobjeto en particular: ¿Qué forma tiene? ¿Qué fun-ción cumple? ¿Cuáles son sus elementos y cómose relacionan? ¿Cómo funciona? ¿Cómo está

hecho y de qué material? ¿Qué valor tiene?¿Cómo está relacionado con su entorno? ¿Cómoestá vinculado a la estructura sociocultural y alas demandas sociales?" (Gay, Aquiles; Ferreras,Miguel. 1997. La Educación Tecnológica. Aportespara su implementación. Prociencia-CONICET.Ministerio de Cultura y Educación de la Nación.Buenos Aires).

Usted puede acceder a la versión digital de estaobra desde el sitio web: wwwwww..iinneett..eedduu..aarr

110000

Esta parte final de nuestro módulo de capa-citación contiene un cuadernillo para la eva-luación del recurso didáctico que le presen-tamos y, de las experiencias didácticas y con-tenidos propuestos a partir de él:

Esta evaluación tiene dos finalidades:

• Brindarle a usted, como docente que uti-liza este material, la oportunidad de do-cumentar el seguimiento de las activi-dades que realice con sus alumnos, a par-tir de nuestras propuestas y, en funciónde esta memoria de acciones, propiciaruna reflexión acerca de los cambios,mejoras o enriquecimiento de su propiatarea de enseñanza.

• Obtener de su parte, como usuario deeste material, información sobre todoslos aspectos en torno a los cuales gira lapropuesta.

Para este relevamiento de información, ustedencontrará, a continuación, una serie decuestionarios organizados básicamente entablas o matrices para completar. Con losdatos que usted exprese en ellos esperamostener una realimentación que nos permitamejorar todos los componentes de la serie depublicaciones “Recursos didácticos” yenriquecerla con propuestas o docu-mentación complementaria para aquellosdocentes que planteen iniciativas, interro-

gantes o dificultades específicas con relacióna la construcción del recurso didáctico, a lasactividades de aula, a los contenidos cientí-ficos y tecnológicos, a la metodología deenseñanza, a los procedimientos incluidos, ala información sobre materiales y a otrosaspectos.

Dada la importancia que esta información deretorno tiene para nuestro trabajo deseguimiento, mejora y actualización, leagradecemos que nos remita el cuadernillocon todas las observaciones, comentarios osugerencias adicionales que nos quiera hacerllegar. Para ello puede remitirnos una copia,a través de correo postal, a

Área de Monitoreo y Evaluación –CeNET–Oficina 112Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

O, si lo prefiere, solicitarnos el archivo elec-trónico de las páginas que siguen aeevvcceenneett@@iinneett..eedduu..aarr, enviándonos la versióndigitalizada de sus respuestas a través delmismo correo electrónico.

Desde ya, muchas gracias.

5. LA PUESTA EN PRÁCTICA

Identificación del material:

Las dimensiones que se consideran para la evaluación del módulo de capacitación y delrecurso didáctico son:

IILa puesta en práctica

1. Nivel educativo

2. Contenidos científicos y tecnológicos

3. Componentes didácticos

4. Recurso didáctico

5. Documentación

6. Otras características del recurso didáctico

7. Otras características del material teórico

8. Propuestas o nuevas ideas

(*) Por favor, indique la modalidad, la orientación, la especialidad, etc.

Escuela técnica (*)Nivel educativo EGB2

Polimodal(*)

Trayecto técnico-profesional (*)

Formaciónprofesional (*)

Otra (*)

1 2 3 1 62 3 4 5

EGB3

Nivel en el queusted lo utilizó

Asignatura/espacio curricular en el que usted lo utilizó:

2. Contenidos científicos y tecnológicos trabajados:

1. Nivel educativo en el que trabajó el material:

3. Componentes didácticos:

3.1. Testimonios (situaciones problemáticas) presentados en el material

a. ¿Le resultaron motivadores para iniciar las actividades propuestas?

b. ¿Le facilitaron el desarrollo de contenidos curriculares que ustedtenía previstos?

c. A su criterio, ¿están vinculados con el recurso didáctico que se lepropone desarrollar?

d. ¿Le facilitan la organización de situaciones didácticas para el tra-bajo de los contenidos científicos y tecnológicos propuestos?

e. El nivel de las situaciones problemáticas que se plantean, ¿es eladecuado al nivel educativo para el que está previsto?

f. En caso negativo, ¿permiten adecuaciones para ser trabajados enel nivel educativo de sus alumnos o en otro nivel educativo?

g. Los testimonios iniciales, ¿permiten generar diferentes soluciones(soluciones tecnológicas o didácticas)?

En caso que su respuesta sea negativa (en cualquier ítem), le pedimos que nos indique porqué (señale el número del ítem a que corresponde su comentario)

Otro (indique el ítem al que corresponde el comentario):

La puesta en prácticaIIII

Sí Otro1No

1 Utilice esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la matriz.

La puesta en práctica

3.2. Estrategias

A partir de la utilización de las propuestas de trabajo en el aula contenidas en el material ydel recurso didáctico con el que se asocian, le solicitamos que nos indique (tomando comoreferencia su forma de trabajo anterior a disponer del material), cómo resolvió las activida-des consignadas en la tabla siguiente:

IIIIII

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado2

Inco

rpor

ado3

3.2.1. Contextualización de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

a. Determinar las capacidades, habilidades, conocimientos previosnecesarios para iniciar las actividades propuestas.

b. Organizar, asociar, relacionar los conocimientos científicos y tec-nológicos para resolver un problema tecnológico.

c. Recortar (identificar) los contenidos científicos y tecnológicos atrabajar con sus alumnos para el desarrollo de un sistema/produc-to tecnológico como el propuesto por el material.

d. Vincular estos conocimientos con los saberes previos de los alum-nos.

e. Establecer la secuencia adecuada de los contenidos científicos ytecnológicos, y de los procedimientos para generar una solucióntecnológica (la propuesta por el material u otra diferente).

f. Organizar una experiencia didáctica integrando conocimientoscientíficos y tecnológicos, metodología de resolución de problemasy procedimientos propios del trabajo tecnológico.

g. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

2 No aplicado: No lo hizo antes ni ahora con este recurso didáctico.3 Incorporado: Integró la estrategia a sus clases a partir de la utilización del recurso didáctico propuesto.

La puesta en prácticaIIVV

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.2. Desarrollo de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

h. Encuadrar la tarea a partir de la formulación de uno (o varios)problemas.

i. Explicitar consignas de trabajo que plantean una situación pro-blemática.

j. Organizar las actividades de aprendizaje atendiendo a las etapaspropias de la resolución de problemas.

k. Utilizar técnicas de trabajo grupal.l. Promover el trabajo colaborativo y cooperativo.m. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.3. Aspectos cognitivos (proceso de aprendizaje de sus alumnos)

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

n. Estimular a sus alumnos en la búsqueda de información e investi-gación en torno al problema eje del material.

o. Promover la consulta a variadas fuentes de información.p. Rescatar, incorporar los aportes del grupo para identificar aspectos

o variables críticas del problema.q. Evaluar los conflictos cognitivos propios del proceso de aprendizaje.r. Detectar, evaluar, la comprensión asociativa.s. Promover la reflexión sobre las actividades realizadas y las estrate-

gias utilizadas en cada parte del proceso.t. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

4. Recurso didáctico:

4.1. Construcción del recurso didáctico

Tomando en cuenta la finalidad prevista en el material para el recurso didáctico (equipamien-to o software), le pedimos que nos indique si, a partir de la propuesta contenida en el mate-rial:

4.1.1. Utilizó:

VVLa puesta en práctica

a. Un equipo ya construido, según lapropuesta del material.

c. Otro que ya tenía disponible(de características similares).

b. Un software.

d. Ninguno.

Si su respuesta fue “d.” indíquenos la razón, por favor:

a. ¿Pudo seguir sin dificultades los procedimientos indicados en el “Manual deconstrucción”?

b. La secuencia indicada, ¿fue la adecuada para la construcción?

c. El grado de complejidad, ¿fue el apropiado para el nivel educativo a que sedirige el recurso?

d. Los contenidos científicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollo delrecurso propuesto?

e. Los contenidos tecnológicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollodel recurso propuesto?

f. Con sus alumnos, ¿construyó el recurso didáctico siguiendo el proceso y lametodología de resolución de problemas?

g. ¿Siguió todos los procedimientos propuestos para la construcción peroincorporó sus propios contenidos científicos y tecnológicos?

h. Por el contrario, ¿hizo adaptaciones en los procedimientos de construcciónpero mantuvo los mismos contenidos?

i. ¿Realizó la construcción siguiendo las actividades de aula propuestas en elmaterial?

j. ¿Diseñó sus propias experiencias en función de su grupo de alumnos?

¿Completó todas las etapas del proceso de construcción propuesta?

En caso negativo, indíquenos a qué fase llegó:

Sí No

La puesta en práctica

4.1.2. ¿Realizó todo el proceso de construcción del recurso didáctico con susalumnos? (Conteste este apartado en caso de que haya construido un equipoigual al propuesto. En caso contrario, pase al apartado 5 “Documentación”)

4.1.3. En caso de que su respuesta sea afirmativa, le pedimos que nos indique:

Sí No

Sí No

a. Planificación.

c. Construcción, armado.

b. Diseño en dos dimensiones.

d. Ensayo y control.

e. Superación de dificultades (evaluación del funcionamiento, siguiendo las indica-ciones y la lista de control que brinda el material).

f. Construcción de otro equipo que se adapta más a sus necesidades curriculares(Si marcó esta alternativa, lo invitamos a responder, directamente, el apartado 4.1.5.).

VVII

VVIIIILa puesta en práctica

4.1.4. Complete este ítem sólo si realizó el proceso de construcción del equipo siguiendo losprocedimientos indicados en el Manual. Si no fue así, lo invitamos a responder elapartado 4.1.5.

Acerca de los materiales, herramientas e instrumentos:

a. La especificación de los materiales para la construcción, ¿fue suficiente paraconseguirlos?

b. ¿Utilizó los mismos materiales (en calidad y tipificación) indicados en ladocumentación?

c. ¿Reemplazó materiales, instrumentos, componentes, piezas, etc., sin alterarel resultado final previsto en el material?

d. La especificación de las herramientas a utilizar, ¿le resultó adecuada?

e. La cantidad de herramientas indicadas, ¿fue la necesaria?

f. Los instrumentos, ¿estuvieron bien especificados?

g. El tipo y cantidad de instrumentos, ¿fueron los adecuados para armar elrecurso didáctico?

Sí No

4.1.5. En caso de que usted haya construido un recurso didáctico diferente al propuesto porel material de capacitación, le pedimos que nos indique si la razón fue:

a. El propuesto no se ajustaba a susnecesidades curriculares.

c. No pudo interpretar el manual deconstrucción.

b. No pudo conseguir los materi-ales o instrumentos indicados.

d. Otra (Por favor, especifíquela).

La puesta en práctica

4.1.6. ¿Qué características específicas destacaría en este recurso didáctico diferente al pro-puesto por el material, que sus alumnos han construido. (Marque todas las opcionesque considere necesarias):

a. Se ajusta mejor a los contenidoscurriculares que necesita trabajar.

c.

b. Es más económico.

d. Es más adaptable(a diversos usos).

e. Otra (Por favor, especifique):

Permite su reutilización(mediante el desarme y armado, enfunción de necesidades didácticas).

Descripción del recurso didáctico construido:f.

Indique las principales diferencias con el equipo propuesto(estructurales, funcionales, didácticas):

g.

VVIIIIII

La puesta en práctica

a. Aprovechando todo el proceso y lasecuencia de construcción pro-puestos en el material.

c.

b. Aplicándolo (como algo ya comple-to) a la solución de problemas dife-rentes al propuesto en el material.

d. Otra (Por favor, especifique):

Utilizándolo como un sistema tecnológico (ya construido) en las funciones paralas que está pensado (manejo de las variables, control de operaciones, etc.).

4.2. Utilización del recurso didáctico

4.2.1. ¿Cómo utilizó el recurso didáctico (hecho por usted o ya construido), en las experien-cias didácticas que concretó? (Puede marcar todas las opciones que crea necesarias)

IIXX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso didáctico lepermitió a usted, como docente:

a. Integrar contenidos científicos y tecnológicos en la solución de situa-ciones problemáticas de carácter tecnológico.

b. Diseñar situaciones de enseñanza y de aprendizaje centradas en laresolución de problemas tecnológicos.

c. Planificar y promover en sus alumnos la organización del trabajo(planificación y secuenciación de tareas), según el proceso tecnológico.

d. Favorecer la identificación de aspectos o variables críticas de unasituación problemática.

e. Organizar las actividades de manera que facilite la toma de decisionespor parte de los alumnos (determinación y selección de alternativas,opciones de diseño, materiales, etc.).

f. Organizar la actividad de sus alumnos en función de solucionesdiversas a los problemas planteados.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

4

Otro

5

4.2.2. Ya sea que haya desarrollado el recurso didáctico con sus alumnos según las especifi-caciones del material, ya sea que haya construido otro diferente o que haya utilizadoun equipo ya construido, en relación con las actividades que usted venía realizando,la utilización del recurso didáctico propuesto por el material le permitió (seleccione laopción que coincida con sus experiencias):

g. Agregue otras que usted considere haber logrado de una mejor manera con este recursodidáctico

4 NA: No aplicable; es una actividad que no realizó antes ni ahora.5 Otro: Recuerde utilizar esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la tabla.

XX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso le permitió alos alumnos (habilidades intelectuales):

Capacidad de planificar

h. Identificar variables o aspectos fundamentales de un problema tec-nológico.

i. Organizar su trabajo en etapas (identificar y seguir la secuencia deoperaciones de un proceso).

j. Ejecutar las actividades en los plazos o etapas previstas.

k. Seleccionar materiales, herramientas y piezas, de acuerdo con lasnecesidades del diseño.

l. Anticipar y resolver dificultades que podrían surgir en el proceso.

m. Prever puntos críticos de todo el proceso.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

n. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXII

La puesta en práctica

Capacidad para tomar decisiones

o. Analizar alternativas en función de un problema.

p. Seleccionar alternativas en función de las restricciones planteadasen el problema, o en el contexto de enseñanza y de aprendizaje.

q. Adecuar la propuesta para la solución del problema planteado.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

r. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXIIII

La puesta en práctica

Capacidad de aplicar y transferir

s. Interrelacionar los datos, técnicas y procedimientos en el diseño dela solución.

t. Utilizar técnicas de representación adecuadas al equipo que seconstruye o en el ya construido que se utiliza.

u. Integrar los conocimientos científicos y tecnológicos en losmomentos pertinentes para el diseño de la solución.

v. Relacionar, ensamblar componentes en la secuencia adecuada.

w. Utilizar de manera correcta la simbología y los lenguajes propios dela tecnología (representación gráfica, simbólica, etc.).

x. Transferir conocimientos científicos y tecnológicos en otras activi-dades similares.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

y. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

Otro (Por favor, exprese aquí los comentarios que tenga, identificando el ítem con la letra quecorresponda):

XXIIIIII

La puesta en práctica

5. Documentación (Material teórico, manual de procedimientos y propuestas didácticas):

5.1. ¿Cómo calificaría los aportes del material recibido (encuadre y desarrollo teórico, y expe-riencias propuestas para el aula)?

a. Por su potencialidad didáctica (sugerencias, propuestas de trabajo en elaula, papel motivador, etc.).

b. Para sus necesidades curriculares (desarrollo de los contenidos y experien-cias previstas en su planificación).

c. Para organizar, planificar, concretar experiencias didácticas relacionadascon problemas de Educación Tecnológica.

d. Para renovar, actualizar, ampliar (subraye el que se ajusta más a su expe-riencia) los contenidos que desarrolla en su área/ disciplina.

e. Para trabajar conocimientos científicos y tecnológicos de manera asociadaa un problema tecnológico.

f. Para organizar experiencias de aprendizaje en torno a la utilización derecursos didácticos.

g. Para utilizar un recurso didáctico en el marco de experiencias didácticasorganizadas en función de la resolución de problemas.

h. Para integrar mejor contenidos científicos y tecnológicos en la soluciónde problemas de carácter tecnológico.

i. Para estimular la generación creativa de otros recursos didácticos.

MV6

V PV

Otras (Especifíquelas, por favor)

6 Escala= MV: Muy valioso / V: Valioso / PV: Poco valioso

XXIIVV

Sí OtroNo

La puesta en práctica

5.2. Manual de procedimientos para la construcción y el funcionamientodel recurso didáctico

En caso de que haya seguido los procedimientos contenidos en el Manual (ya sea para hacerun equipo igual o uno diferente al propuesto), le pedimos nos indique si:

a. ¿Pudo seguir todos los procedimientos descriptos, sin dificultad?

b. ¿La secuencia descripta le resultó la adecuada?

c. ¿La secuencia establecida le planteó alternativas según algún crite-rio (disponibilidad de los materiales, trabajo de contenidos especí-ficos, etc.)?

d. ¿La finalidad (para qué sirve) del equipo está indicada con clari-dad?

e. ¿Se establecen cuáles son los contenidos (científicos o tecnológicos)que se asocian al equipo a construir?

f. ¿Se determina la relación entre conocimientos implicados, proce-dimientos a seguir, materiales a utilizar y experiencias posibles derealizar?

g. ¿Considera que la relación anterior es pertinente (es la que corres-ponde) para la construcción que se propone?

h. ¿La descripción de los procedimientos le facilitaron la organizaciónde las experiencias de trabajo con sus alumnos?

i. ¿Pudo seguir las indicaciones para la puesta en funcionamiento?

j. ¿Todas las indicaciones para el uso son claras?

Otro (identifique con la letra que corresponda el ítem sobre el que hace observaciones)

Por favor, fundamente sus respuestas negativas o agregue los comentarios que crea pertinentes(identifique el ítem a que se refiere):

XXVV

La puesta en práctica

6. Otras características del recurso didáctico:

6.1. Constructivas (Por favor, conteste sólo si realizó el proceso de construcción). Indique siel proceso de construcción reúne las siguientes características:

a. Simplicidad.. Es sencillo de construir por parte de los alumnos.

b. Economía. Es posible hacerlo con materiales de bajo costo.

c. Compatibilidad. Todos los componentes, bloques y sistemas permiten serintegrados entre sí.

d. Acoplabilidad. Puede ser unido o combinado con otros recursos didácticos.

e. Sencillez. Permite combinar diferentes tipos de materiales (madera, cartón,plástico, otros similares).

f. Facilidad de armado y desarmado. Permite, sencillamente, realizar pruebas,correcciones, incorporación de nuevas funciones, etc.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué (Por favor, identifique sucomentario con la letra del rasgo aludido):

XXVVII

La puesta en práctica

6.2. Técnicas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno ya cons-truido)

a. Portabilidad. Puede ser utilizado en el taller, aula, laboratorio.

b. Modularidad. Puede ser adaptado a diversos usos; para trabajar diversos con-tenidos curriculares o para realizar diferentes experiencias didácticas; paraaprendizaje, demostraciones, análisis, etc.

c. Reutilización. Posee partes, componentes, bloques o subsistemas que puedenser desmontados para volver a su estado original, y usados en sí mismos o enforma independiente.

d. Incrementabilidad. Puede complejizarse agregando piezas o completando elsistema para mejorar su funcionalidad, rendimiento, precisión o calidad.

e. Aplicabilidad múltiple. Como sistema tecnológico, permite que usted selec-cione las variables con las que desea trabajar (algunas de las que maneja el sis-tema, todas las previstas o agregar otras).

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificando su comentariocon la letra correspondiente:

XXVVIIII

La puesta en práctica

6.3. Didácticas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno yaconstruido)

a. Congruencia. Tiene relación con los testimonios de realidad incluidos en elmódulo de capacitación.

b. Pertinencia. Los componentes, bloques funcionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos curriculares de la educación técnico-profe-sional.

c. Integración. Posibilita el tratamiento asociado de los conocimientos científicosy tecnológicos propuestos en el material.

d. Escalabilidad. Es posible utilizarlo con proyectos o problemas con diferentesniveles de complejidad.

e. Complejidad creciente. Las soluciones alcanzadas para una parte del proble-ma, sirven de base para las siguientes o permite que, agregando componentes,sea utilizado como solución a problemas más complejos.

f. Adaptabilidad. Permite su adaptación a soluciones diversas en torno a lasproblemáticas planteadas.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificándola con la letracorrespondiente:

XXVVIIIIII

La puesta en práctica

7. Otras características del material teórico:

¿Cómo calificaría el diseño del módulo escrito (desarrollo de contenidos científicos y tec-nológicos, y propuestas de experiencias didácticas)?

a. Formato gráfico del material (distribución del contenido, márgenes, dis-tribución de texto e imágenes, inserción de gráficos, diseño gráfico glo-bal, etc.).

b. Lenguaje utilizado (claridad, adecuación al destinatario).

c. Organización (secuencia entre cada parte).

d. Adecuación al destinatario (evidencia que se toma en cuenta que es unmaterial para ser trabajado en un ámbito escolar).

e. Pertinencia de los conocimientos científicos con las problemáticasplanteadas.

f. Pertinencia de los conocimientos tecnológicos con las problemáticasplanteadas.

g. Vinculación (pertinencia) del recurso didáctico que propone con lassituaciones didácticas planteadas.

h. Congruencia (vinculación) de los contenidos propuestos con el recursodidáctico.

i. Aporte metodológico para enriquecer sus estrategias didácticas.

j. Aporte teórico (en general) para su trabajo docente.

k. Valor motivador para el trabajo con sus alumnos.

l. Valor orientador para generar sus propios recursos didácticos.

m. Concepción innovadora para el trabajo didáctico en la educación técni-co-profesional.

MB7

B MR

Si marcó la opción “Malo”, le pedimos que nos explique por qué:

7 Escala= MB: Muy bueno / B: Bueno / R: Regular / M: Malo

XXIIXX

La puesta en práctica

8. Propuestas o nuevas ideas:

Tanto para los autores de este material, como para el CeNET como institución responsablede su elaboración y distribución, una de las finalidades más importantes es suscitar en loseducadores nuevas ideas, aplicaciones o propuestas creativas a partir de la lectura o el traba-jo con el módulo.

En función de ello, le solicitamos que nos indique:

Si a partir del módulo (contenido teórico y recurso didáctico) usted, en su calidad de(marque todas las opciones que correspondan):

a. docente a cargo de un grupo de alumnos

c. responsable de la asignatura:

b. directivo

d. lector del material

e. otro (especifique):

ha generado nuevas ideas o propuestas:

Respecto de los contenidos (independientemente del recurso didáctico):

a. Organización de su asignatura.

b. Contenidos científicos y tecnológicos (formas de asociarlos, ampliarlos,desarrollarlos, etc.)

c. Planificación de las experiencias didácticas.

d. Trabajo con resolución de problemas.

Sí No

XXXX

La puesta en práctica

Otras (Por favor, especifique en qué ámbitos ligados con los contenidos ha generado estasnuevas ideas o propuestas):

Si su respuesta fue afirmativa le pedimos que la amplíe:

XXXXII

La puesta en práctica

En relación con el recurso didáctico. Le pedimos que nos relate (libremente) las nuevas ideaso propuestas que el trabajo con este material le ha suscitado:

XXXXIIII

La puesta en práctica

No

En caso negativo, por favor, indíquenos por qué:

¿Puso en práctica alguna de estas ideas o propuestas?

¿Cuál/es?

XXXXIIIIII

Títulos en preparación de la serie “Desarrollo de contenidos”.

• Colección: Tecnología química en industrias de procesos

• El aire como materia prima

• El azufre como materia prima

• Los minerales como materia prima –bauxita y minerales de hierro

• Colección: Construcciones

• Construcción de edificios. Cómo enseñarla a través de la resoluciónde problemas

• Construcciones en hormigón armado: tecnología, diseño estructuraly dimensionamiento

• Colección: Telecomunicaciones

• Técnicas de transmisión banda base aplicadas a redes LAN y WAN

• Cálculo de enlaces alámbricos

• Colección: Materiales

• Fundamentos y ensayos en materiales metálicos

• Colección: Tecnología en herramientas

• Historial de las herramientas de corte

• Diseño y fabricación de herramientas de corte

• Colección: Electricidad, electrónica y sistemas de control

• Instalaciones eléctricas

• Familia TTL (Lógica transistor-transistor)

• Familia lógica CMOS