Molinos de viento en Misiones, Argentina

Molinos de viento en Misiones, Argentina



Fuente: Boletín Hidrored 1/2001. Red Latinoamericana de micro hidroenergía. ISSN 0935 - 0578

Los primeros molinos que se instalaron en Misiones en el año 1945, fueron los Wind Charger norteamericanos para la carga de baterías. También se utilizaron los tradicionales molinos multipala destinados al bombeo de agua y algunos molinos artesanales construidos en los talleres locales.
Los Wind Charger no prosperaron debido a su pequeño tamaño y a la necesidad de vientos superiores a los 4 m/s. En 1982, diseñamos y construimos un molino tripala de 200 W, con un diámetro de 3.5 y abanderamiento automático centrífugo, destinado a los proyectos de desarrollo rural Granjas o Sistemas Modulares Integrados.



Figura 1: Aerogenerador en la chacra de la Flia Barney, Oberá,

Misiones, Argentina. (22/02/2005) Foto: Jorge D. Czajkowski


Este equipo, instalado en una torre de madera de 10 m, funcionó durante tres años sin mayores inconvenientes, soportando en ese período unas 15 tormentas.

Fue en 1987 cuando la Secretaría de Energía de la Nación creó el Centro Nacional de Energía Eólica (CREE) en Chubut e inició el desarrollo de un banco de ensayos para pequeños molinos de viento. Con un técnico local construimos el YBYTU 7D, un molino oleohidráulico de 7 m de diámetro y una potencia de 4 kW; luego en la Facultad de Ingeniería de Oberá se construyó el YBYTU 5D (5 m de diámetro), con una transmisión cardánica utilizando diferenciales de automóviles.

El ensayo de ambos equipos nos permitió avanzar en la experi-mentación, comprobar la utilidad de la energía generada y verificar el correcto funcionamiento de la protección contra fuertes vientos.

La experimentación en el CREE no prosperó debido a una serie de inconvenientes relacionados con el diseño, el peso de las palas y la excesiva velocidad de los vientos, que sumados a la escasa cooperación y la interrupción del programa oficial, afectaron la continuidad.
El estudio del recurso Misiones dispone de un sistema de sierras cuya altura va de 200 a 800 m sobre el nivel del mar. Los registros del viento por la Fuerza Aérea en el Aeroparque de la Ciudad de Posadas corresponden una altura de 100 m. Por no disponer de datos de la sierra, utilizamos al principio anemómetros artesanales a base de pequeños motores de corriente continua y hélices tripala de aeromodelismo. Posteriormente, el Brace Research Institute de la Universidad McGill (Montreal, Canadá) nos donó dos anemómetros, uno portátil digital de lectura directa y otro, de tipo integrador con un molino de copas.
Con estos instrumentos realizamos mediciones en distintas localidades de la provincia y en especial en la zona de sierras.



Figura 2: Detalle 1- Aerogenerador en la chacra de la Flia Barney, Oberá, Misiones,

Argentina. (22/02/2005) Foto: Jorge D. Czajkowski


Los vientos predominantes en la región provienen del sudeste y el nordeste y giran en una dirección contraria al reloj; son vientos suaves de 3 o 5 m/s. El viento norte y las sudestadas superan los 10m/s. En ocasión de las innumerables tormentas que azotan la región, la velocidad supera los 100 km/h (27 m/s). La disponibilidad de potencia de los vientos predominantes es aproximadamente de 40 W/m2. El viento norte y las sudestadas
representan una potencia del orden de los 100 W/m2, cuyo aprovechamiento puede aplicarse a actividades rurales como la carpintería, la soldadura eléctrica, etc.
Las tormentas y vientos fuertes exigen equipos robustos y automáticos, condición que encarece la construcción, fundamentalmente por la necesidad de un sistema de protección contra la sobrerrotación y el uso de maderas livianas para las palas.



Figura 3: Detalle 2 - Rotor del aerogenerador en la chacra de la Flia Barney,

Oberá, Misiones, Argentina. (22/02/2005) Foto: Jorge D. Czajkowski



Prototipos y pruebas



Los ensayos a escala real fueron una tarea delicada y durante el funcionamiento y las actividades de mantenimiento del molino debieron extremarse las medidas de seguridad. Por la falta de experiencia y de recursos adecuados se presentaron muchas dificultades; así se sufrieron varias roturas de palas debidas a defectos en los soportes y las condiciones del viento. Para orientar el diseño y la construcción de los futuros desarrollos, por ello se prosiguieron las investigaciones utilizando pequeñas maquetas en un túnel de viento. Esta solución fue de gran utilidad para el ensayo de prototipos así como para las actividades docentes con los estudiantes de la Facultad de Ingeniería.
En 1997, se proyectó un equipo más pretencioso, el Molino Contrarrotatorio, con dos rotores tripala acoplados mecánicamente, girando en sentido contrario con una transmisión cardánica.
El diámetro del rotor delantero era de 5 m y del rotor posterior de 4 m, con una potencia del conjunto de 4 kW. Como protección contaba con un cabezal automático en el molino delantero y un cabezal de palas fijas en posterior, así como una manivela para girar la barcaza y dejarlo fuera de servicio.
El cabezal centrífugo original estaba adaptado a los fuertes vientos en Chubut, con palas de cuerda angosta 18 cm) y un ángulo pequeño (10 grados) en la posición de arranque. Para los vientos de Misiones, se necesitaba un abanderamiento inverso, es decir, con un buen ángulo de pala (30 grados) en el arranque para luego ir reduciéndose a 10 grados (valor nominal) inclusive un ángulo negativo para obtener un frenado efectivo en fuertes vientos. De hecho, es este el sistema que se utiliza ahora en los molinos de mayor potencia.
Las pruebas para determinar la potencia del equipo resultaron bastante promisorias, pero restan por realizarse los ensayos al freno y verificar la funcionalidad en el medio rural.


Conclusiones


Luego de más de 20 años en el área de las Energías Alternativas, puedo reconocer que hubiera ahorrado tiempo recursos construyendo prototipos de menor diámetro. Fueron de gran ayuda las publicaciones del Centro de Investigación Eólica (CWD), Holanda, libro de Jack Park y algunas revistas sobre el desarrollo amateur de aerogeneradores en los Estados Unidos.
Comparar las experiencias me dio el entusiasmo y las esperanzas de seguir adelante. Si bien resta la incorporación de experiencias con los nuevos generadores de imanes permanentes, creo válido todo lo actuado hasta el presente. No sólo he aprendido más de un tema tan apasionante como es la energía eólica, sino que también se beneficiaron los alumnos de varias escuelas técnicas y de la Universidad que participaron.



Mayores informes:
Ing. Eric Barney
Facultad de Ingeniería, Universidad
Nacional de Misiones – Argentina
e-mail: barney@arnet.com.ar