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Colaboraciones

El viaje de los aerogeneradores hasta México

Los aerogeneradores son aparatos que convierten la energía del viento en energía eléctrica; actualmente diversas empresas están utilizándolos para generar energía eólica

Alejandro Espinoza Pérez / Liliana Márquez Benavides

Ciudad de México, 13 de abril de 2022.— ¿Qué son los aerogeneradores? Un aerogenerador es un dispositivo que convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Los aerogeneradores destinados a la producción de energía eléctrica a gran escala se instalan en grupos de aerogeneradores conocidos como campos de aerogeneradores.

Los aerogeneradores se pueden clasificar por su aplicación en marina o terrestre; por el número de palas, o por el tipo de eje como se muestra en la Figura 1, sin embargo, el aerogenerador tipo horizontal de tres palas es el más usado debido a su mayor eficiencia.

Figura 1 Tipos de aerogeneradores

El potencial eólico en México

En México existen 49 parques eólicos los cuales se encuentran distribuidos en 12 estados como se muestra en la Figura 2 (AMDEE 2018). México es un país que cuenta con las condiciones idóneas para la generación de energía eléctrica mediante el uso de aerogeneradores. En el año de 1980 se realizaron los primeros estudios acerca del alcance nacional en cuanto a la valoración de las cualidades y distribución de los vientos en el territorio. A partir de entonces, sobresalió la región sur del istmo de Tehuantepec, en el estado de Oaxaca, donde la velocidad media anual del viento está por encima de los 15 m/s, mientras que en el mundo se aprovechan vientos promedio de 6.5 m/s para la generación de energía eléctrica. El primer proyecto eólico en América Latina se instaló en 1994 en Juchitán de Zaragoza, Oaxaca, México. Este proyecto experimental a cargo de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) recibió el nombre de La Venta I (Juárez y León 2014).

Figura 2 Capacidad eolica instalada en la Republica Mexicana

Fuente: construido a partir de AMDEE (2018)

¿De qué está compuesto un aerogenerador?

El aerogenerador puede dividirse en tres componentes principales: la torre, la góndola y el rotor (Figura 3), todo sobre una cimentación de concreto y acero de refuerzo oculta debajo del suelo.

Figura 3 Partes principales de un aerogenerador

El parque eólico La Venta I está conformado por siete aerogeneradores tipo Vestas V27/225. Las principales dimensiones de estos aerogeneradores se muestran en la Figura 4 y en la Figura 5 se hace referencia de su dimensión comparándolo con la Estatua de la Libertad y el Ángel de la Independencia.

Figura 4 Dimensiones de un aerogenerador Vestas V27/225

Figura 5 Comparación de dimensiones de un aerogenerador Vestas V27/225

Un aerogenerador está compuesto principalmente de acero, cobre y fundición de hierro. Para el caso del aerogenerador Vestas V27/225 en la Tabla 1 se muestran la cantidad y tipo de material de los que están fabricados sus tres componentes principales (Vestas 1993).

Tabla 1 Materiales usados para la fabricación de un aerogenerador Vestas V27/225

Material Góndola Rotor Torre Total (kg)
Cantidad (kg)
Acero 6,192.5 647.0 12,045.0 18,884.5
Cobre 400.0 0.0 125.0 525.0
Fibra de Vidrio 300.0 1,880.0 0.0 2,180.0
Fundición de hierro 1,027.0 450.0 0.0 1,477.0
Poliuretano 0.5 3.0 0.0 3.5
Total (kg) 7,920.0 2,980.0 12,170.0 23,070.0
Porcentaje (%) 34.3 12.9 52.7 100

El viaje de los aerogeneradores V27/225 desde Dinamarca hasta Oaxaca, México

Los aerogeneradores del campo conocido como La Venta I fueron fabricados por la empresa danesa llamada Vestas y son del tipo Vestas V27/225 y cada uno tiene un peso aproximado de 23 toneladas. En Dinamarca las oficinas centrales de Vestas se localizan en Aarhus. El puerto de Aarhus (Figura 6) es el segundo más grande de Dinamarca, comúnmente usado por Vestas para la exportación de aerogeneradores (AARHUS HAVN, 2019), para este caso los aerogeneradores de La Venta I.

Figura 6 Localización del puerto de Aarhus

El puerto de Veracruz es uno de los principales y más antiguos puertos marítimos en el Golfo de México. En el año de 1991 la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) tomó control administrativo y operacional del puerto de Veracruz, siendo este la principal puerta de entrada y salida de las importaciones y exportaciones a Europa, América del Sur y el sur de EEUU (SCT, 2020). De acuerdo con lo anterior, se consideró el puerto de Veracruz como punto de llegada. Asimismo, se utilizó como punto de salida hacia el destino final que fue Juchitán de Zaragoza, Oaxaca. En la Figura 7 se muestra la localización del puerto de Veracruz en el territorio mexicano.

Figura 7 Localización del puerto de Veracruz

Para trazar la ruta de transporte por vía marítima y terrestre se hizo uso de la aplicación web “SEARATES”. Esta aplicación permitió obtener la ruta marina del puerto de Aarhus, Dinamarca, al puerto de Veracruz, México (Figura 8). Asimismo, en la Figura 9 se muestra la ruta terrestre obtenida del puerto de Veracruz al lugar de instalación en Juchitán de Zaragoza.

Figura 8 Ruta marítima de transporte

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Figura 9 Ruta terrestre de transporte

El transporte y el ensamble

La transportación de los aerogeneradores por vía marina generalmente se hace por buques de carga en los cuales viaja el rotor, palas, góndola y torre (Figura 10). En la transportación terrestre los componentes del aerogenerador son llevados de forma individual en camiones con plataforma (Figura 11).

Figura 10 Transportación marítima

Figura 11 Transportación terrestre

Una vez llevados los componentes del aerogenerador al sitio de instalación es necesario fabricar la zapata de cimentación que servirá de base para el aerogenerador (Figura 12). Las dimensiones y el tipo de cimentación dependerán del aerogenerador a instalarse, así como de las características del terreno.

Figura 12 Cimentación de un aerogenerador

El siguiente proceso una vez terminadas las cimentaciones es el armado del aerogenerador, en el cual se usa maquinaria y herramientas para colocar los componentes y completar así el aerogenerador para su correcta operación en la generación de energía eléctrica (Figura 13).

Figura 13 Ensamble de un aerogenerador Vestas

Vida útil y producción de energía verde o limpia por aerogeneración

Los aerogeneradores están diseñados para trabajar un periodo de vida útil de 20-25 años. El aerogenerador Vestas V27/225 desarrolla una potencia nominal de 225 kilovatios (kW) tal como se indica en el nombre del modelo. Este aerogenerador desarrolla su máxima potencia a partir de una velocidad de viento de 14 m/s y con una densidad del aire de 1.225 kg/m3 como se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2 Potencias desarrolladas

Velocidad del viento (m/s) Salida (kW)
3.5 1.5
4 4.5
5 16.6
6 31.8
7 52.5
8 82.4
9 114.5
10 148.3
11 181
12 205
13 217.6
14 225
15-25 225

Una vez concluido el ciclo de vida de los aerogeneradores estos son sometidos a un proceso de desmantelamiento y disposición de los residuos resultantes. La disposición de residuos deberá cumplir con la normativa Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR). DOF 08-10-2003, en la que los metales recuperados se someterán a un proceso de reciclaje, los residuos peligrosos a incineración y los materiales remanentes a relleno sanitario. Sin embargo, la aportación de dióxido de carbono (CO2) por fuentes eólicas es muy poca (2.3 kg de CO2/MWh) si la comparamos con otras fuentes del sector eléctrico como se muestra en la siguiente tabla.

Figura 14 Aportación de CO2 en el sector eléctrico

Referencias

AMDEE (2018). Asociación Mexicana de Energía Eólica [en línea]. https://www.amdee.org/el-viento-en-numeros 13/01/19

AAHRUS HAVN (2019) Port of Aarhus [en línea] https://www.aarhushavn.dk/en/

Canacero (2015) Transición Energética. Reporte. 38 pp.

Juárez, S. y León, G. (2014). Energía eólica en el istmo de Tehuantepec: desarrollo, actores y oposición social. Problemas del Desarrollo, 178 (45), 139-162. Recuperado de http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0301-70362014000300007&script=sci_abstract

SCT (2020). Secretaría de Comunicaciones y Transportes [en línea]. https://www.puertodeveracruz.com.mx/wordpress/quienes-somos/historia/

Vestas (1993). Electrical operating and maintenance manual. Vestas V27/225 wind turbine. Versión 2.3.0. Manual. 525 pp.

Fotografías: Autor del artículo

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