21. Generador eolico

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Transcript of 21. Generador eolico

  • SSeerriiee:: RReeccuurrssooss ddiiddccttiiccooss

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

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    PRESIDENTE DE LA NACINDr. Nstor Kirchner

    MINISTRO DE EDUCACIN, CIENCIA Y TECNOLOGALic. Daniel Filmus

    DIRECTORA EJECUTIVA DEL INSTITUTO NACIONAL DEEDUCACIN TECNOLGICALic. Mara Rosa Almandoz

    DIRECTOR NACIONAL DEL CENTRO NACIONAL DEEDUCACIN TECNOLGICALic. Juan Manuel Kirschenbaum

  • Generador elico

    Esteban Curcio

    Sergio Pizarro

    Con la colaboracin de:

    Adriana Magni

    Ana Casale

  • Curcio, EstebanGenerador elico / coordinado por Juan Manuel Kirschenbaum.- 1a ed. - Buenos Aires: Ministerio de Educacin, Ciencia y Tecnologa de laNacin. Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica, 2006.140 p.; 22x17 cm. (Recursos didcticos; 21)

    ISBN 950-00-0530-1

    1. Energa Elica.I. Kirschenbaum, Juan Manuel, coord. II. Ttulo

    CDD 621.312 136

    Fecha de catalogacin: 3/01/2006

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

    Tirada de esta edicin: 2.000 ejemplares

    Coleccin Serie Recursos didcticos.Director del Programa: Juan Manuel Kirschenbaum.Coordinadora general: Hayde Noceti.

    Distribucin de carcter gratuito.

    Queda hecho el depsito que previene la ley n 11.723. Todos los derechosreservados por el Ministerio de Educacin, Ciencia y Tcnologia - InstitutoNacional de Educacin Tecnolgica.

    La reproduccin total o parcial, en forma idntica o modificada por cualquiermedio mecnico o electrnico incluyendo fotocopia, grabacin o cualquier sis-tema de almacenamiento y recuperacin de informacin no autorizada en formaexpresa por el editor, viola derechos reservados.

    Industria Argentina.

    ISBN 950-00-0530-1

  • Instituto Nacional de Educacin TecnolgicaCentro Nacional de Educacin TecnolgicaCeNET-Materiales

    Serie: Recursos didcticos

    1 Invernadero automatizado2 Probador de inyectores y de motores paso a paso3 Quemador de biomasa4 Intercomunicador por fibra ptica5 Transmisor de datos bidireccional por fibra ptica, entre computadoras6 Planta potabilizadora7 Medidor de distancia y de velocidad por ultrasonido8 Estufa de laboratorio9 Equipamiento EMA caractersticas fsicas de los materiales de construccin

    10 Dispositivo para evaluar parmetros de lneas11 Biodigestor12 Entrenador en lgica programada13 Entorno de desarrollo para programacin de microcontroladores PIC14 Relevador de las caractersticas de componentes semiconductores15 Instalacin sanitaria de una vivienda16 Equipamiento para el anlisis de estructuras de edificios17 Cargador semiautomtico para mquinas a CNC de accionamiento electroneumtico18 Biorreactor para la produccin de alimentos 19 Ascensor20 Pila de combustible21 Generador elico22 Auto solar23 Simuladores interconectables basados en lgica digital24 Banco de trabajo25 Matricera. Matrices y moldes26 Mquina de vapor27 Sismgrafo28 Tren de aterrizaje29 Manipulador neumtico30 Planta de tratamiento de aguas residuales

    Ministerio de Educacin, Ciencia y Tecnologa.Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica.Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autnoma de Buenos Aires.Repblica Argentina.

  • El Instituto Nacional de EducacinTecnolgica -INET- enmarca sus lneas deaccin, programas y proyectos, en las metasde:

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

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

    Desarrollar estrategias y acciones desti-nadas a vincular y a articular las reas deeducacin tcnico-profesional con lossectores del trabajo y la produccin, aescala local, regional e interregional.

    Disear y ejecutar un plan de asistenciatcnica a las jurisdicciones en los aspectosinstitucionales, pedaggicos, organizativosy de gestin, relativos a la educacin tc-

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

    Disear y desarrollar un plan anual decapacitacin, con modalidades presen-ciales, semipresenciales y a distancia, consede en el Centro Nacional de EducacinTecnolgica, y con nodos en los CentrosRegionales de Educacin Tecnolgica ylas Unidades de Cultura Tecnolgica.

    Coordinar y promover programas deasistencia econmica e incentivos fis-cales destinados a la actualizacin y eldesarrollo de la educacin tcnico-profe-sional; en particular, ejecutar lasacciones relativas a la adjudicacin y elcontrol de la asignacin del CrditoFiscal Ley N 22.317.

    Desarrollar mecanismos de cooperacininternacional y acciones relativas a dife-rentes procesos de integracin educativa;en particular, los relacionados con lospases del MERCOSUR, en lo referente ala educacin tcnico-profesional.

    Estas metas se despliegan en distintos pro-gramas y lneas de accin de responsabilidadde nuestra institucin, para el perodo 2003-2007:

    VVIIIIII

    LAS METAS, LOS PROGRAMAS Y LAS LNEAS DEACCIN DEL INSTITUTO NACIONAL DEEDUCACIN TECNOLGICA

  • Programa 1. Formacin tcnica, media ysuperior no universitaria:

    1.1. Homologacin y validez nacional dettulos.

    1.2. Registro nacional de instituciones deformacin tcnica.

    1.3. Espacios de concertacin.

    1.4. Perfiles profesionales y ofertas formati-vas.

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

    1.6. Prcticas productivas profesiona-lizantes: Aprender emprendiendo.

    Programa 2. Crdito fiscal:

    2.1. Difusin y asistencia tcnica.

    2.2. Aplicacin del rgimen.

    2.3. Evaluacin y auditora.

    Programa 3. Formacin profesional para eldesarrollo local:

    3.1. Articulacin con las provincias.

    3.2. Diseo curricular e institucional.

    3.3. Informacin, evaluacin y certifi-cacin.

    Programa 4.Educacin para el trabajo y laintegracin social.

    Programa 5. Mejoramiento de la enseanzay del aprendizaje de la Tecnologa y de laCiencia:

    5.1. Formacin continua.

    5.2. Desarrollo de recursos didcticos.

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

    6.1. Desarrollo de sistemas y redes.

    6.2. Interactividad de centros.

    Programa 7. Secretara ejecutiva del ConsejoNacional de Educacin Trabajo CoNE-T.

    Programa 8. Cooperacin internacional.

    Los materiales de capacitacin que, en estaocasin, estamos acercando a la comunidadeducativa a travs de la serie Recursosdidcticos, se enmarcan en el Programa 5del INET, focalizado en el mejoramiento dela enseanza y del aprendizaje de la Tec-nologa y de la Ciencia, uno de cuyos pro-psitos es el de:

    Desarrollar materiales de capacitacindestinados, por una parte, a la actua-lizacin de los docentes de la educacintcnico-profesional, en lo que hace a co-nocimientos tecnolgicos y cientficos; y,por otra, a la integracin de los recursosdidcticos generados a travs de ellos, enlas aulas y talleres, como equipamientode apoyo para los procesos de enseanzay de aprendizaje en el rea tcnica.

    Estos materiales didcticos han sido elabora-dos por especialistas del Centro Nacional deEducacin Tecnolgica del INET y por espe-cialistas convocados a travs del Programa delas Naciones Unidas para el DesarrolloPNUD desde su lnea Conocimientoscientfico-tecnolgicos para el desarrollo deequipos e instrumentos, a quienes estaDireccin expresa su profundo reconoci-miento por la tarea encarada.

    Mara Rosa AlmandozDirectora Ejecutiva del Instituto Nacional de

    Educacin Tecnolgica.Ministerio de Educacin, Ciencia y

    Tecnologa

    IIXX

  • Desde el Centro Nacional de EducacinTecnolgica CeNET encaramos el diseo,el desarrollo y la implementacin de proyec-tos innovadores para la enseanza y el apren-dizaje en educacin tcnico-profesional.

    El CeNET, as:

    Es un mbito de desarrollo y evaluacinde metodologa didctica, y de actuali-zacin de contenidos de la tecnologa yde sus sustentos cientficos.

    Capacita en el uso de tecnologa a do-centes, profesionales, tcnicos, estudian-tes y otras personas de la comunidad.

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

    Articula recursos asociativos, integrandoa los actores sociales involucrados con laEducacin Tecnolgica.

    Desde el CeNET venimos trabajando en dis-tintas lneas de accin que convergen en elobjetivo de reunir a profesores, a especialistasen Educacin Tecnolgica y a representantesde la industria y de la empresa, en accionescompartidas que permitan que la educacintcnico-profesional se desarrolle en la escuelade un modo sistemtico, enriquecedor, pro-fundo... autnticamente formativo, tanto paralos alumnos como para los docentes.

    Una de nuestras lneas de accin es la de di-sear y llevar adelante un sistema de capaci-

    tacin continua para profesores de educacintcnico-profesional, implementando trayec-tos de actualizacin. En el CeNET contamoscon quince unidades de gestin de apren-dizaje en las que se desarrollan cursos,talleres, pasantas, conferencias, encuentros,destinados a cada educador que desee inte-grarse en ellos presencialmente o a distancia.

    Otra de nuestras lneas de trabajo asume laresponsabilidad de generar y participar enredes que vinculan al Centro con organismose instituciones educativos ocupados en laeducacin tcnico-profesional, y con organis-mos, instituciones y empresas dedicados a latecnologa en general. Entre estas redes, seencuentra la Red Huitral, que conecta aCeNET con los Centros Regionales deEducacin Tecnolgica -CeRET- y con lasUnidades de Cultura Tecnolgica UCTinstalados en todo el pas.

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

    Educacin Tecnolgica, que abarca mate-riales que posibilitan una definicin cu-rricular del rea de la Tecnologa en elmbito escolar y que incluye marcostericos generales, de referencia, acercadel rea en su conjunto y de sus con-tenidos, enfoques, procedimientos yestrategias didcticas ms generales.

    XX

    LAS ACCIONES DEL CENTRO NACIONAL DEEDUCACIN TECNOLGICA

  • Desarrollo de contenidos, nuestra segundaserie de publicaciones, que nuclea fasccu-los de capacitacin en los que se profun-diza en los campos de problemas y decontenidos de las distintas reas del cono-cimiento tecnolgico, y que recopila, tam-bin, experiencias de capacitacin docentedesarrolladas en cada una de estas reas.

    Educacin con tecnologas, que propicia eluso de tecnologas de la informacin y dela comunicacin como recursos didcti-cos, en las clases de todas las reas yespacios curriculares.

    Educadores en Tecnologa, serie de publica-ciones que focaliza el anlisis y las pro-puestas en uno de los constituyentes delproceso didctico: el profesional queensea Tecnologa, ahondando en losrasgos de su formacin, de sus prcticas,de sus procesos de capacitacin, de suvinculacin con los lineamientos curricu-lares y con las polticas educativas, deinteractividad con sus alumnos, y consus propios saberes y modos de hacer.

    Documentos de la escuela tcnica, quedifunde los marcos normativos y curricu-lares que desde el CONET ConsejoNacional de Educacin Tcnica- deli-nearon la educacin tcnica de nuestropas, entre 1959 y 1995.

    Ciencias para la Educacin Tecnolgica,que presenta contenidos cientficos aso-ciados con los distintos campos de la tec-nologa, los que aportan marcos concep-tuales que permiten explicar y funda-mentar los problemas de nuestra rea.

    Recursos didcticos, que presenta con-tenidos tecnolgicos y cientficos,

    estrategias curriculares, didcticas yreferidas a procedimientos de construc-cin que permiten al profesor de la edu-cacin tcnico-profesional desarrollar,con sus alumnos, un equipamientoespecfico para integrar en sus clases.

    Desde esta ltima serie de materiales decapacitacin, nos proponemos brindar he-rramientas que permitan a los docentes noslo integrar y transferir sus saberes y capaci-dades, sino tambin, y fundamentalmente,acompaarlos en su bsqueda de solucionescreativas e innovadoras a las problemticascon las que puedan enfrentarse en el procesode enseanza en el rea tcnica.

    En todos los casos, se trata de propuestas deenseanza basadas en la resolucin de pro-blemas, que integran ciencias bsicas ytecnologa, y que incluyen recursos didcti-cos apropiados para la educacintcnicoprofesional.

    Los espacios de problemas tecnolgicos, lasconsignas de trabajo, las estrategias deenseanza, los contenidos involucrados y,finalmente, los recursos didcticos estnplanteados en la serie de publicaciones queaqu presentamos, como un testimonio derealidad que da cuenta de la potencialidadeducativa del modelo de problematizacin enel campo de la enseanza y del aprendizajede la tecnologa, que esperamos que resultede utilidad para los profesores de la edu-cacin tcnico-profesional de nuestro pas.

    Juan Manuel KirschenbaumDirector Nacional del Centro Nacional de

    Educacin Tecnolgica.Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica

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  • Desde esta serie de publicaciones del CentroNacional de Educacin Tecnolgica, nos pro-ponemos:

    Poner a consideracin de los educadoresun equipamiento didctico a integrar enlos procesos de enseanza y de apren-dizaje del rea tcnica que coordinan.

    Contribuir a la actualizacin de losdocentes de la educacin tcnico-profe-sional, en lo que hace a conocimientostecnolgicos y cientficos.

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

    En cada una de estas publicaciones es posiblereconocer una estructura didctica comn:

    1 Problemas tecnolgicos en el aula. Enesta primera parte del material sedescriben situaciones de enseanza y deaprendizaje del campo de la educacintcnico-profesional centradas en la re-solucin de problemas tecnolgicos, y sepresenta una propuesta de equipamientodidctico, pertinente como recurso pararesolver esas situaciones tecnolgicas ydidcticas planteadas.

    2 Encuadre terico para los problemas.En vinculacin con los problemas didc-ticos y tecnolgicos que constituyen elpunto de partida, se presentan conceptos

    tecnolgicos y conceptos cientficos aso-ciados.

    3 Hacia una resolucin tcnica. Manualde procedimientos para la construc-cin y el funcionamiento del equipo.Aqu 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-cin, armado, ensayo y control.

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

    5 La puesta en prctica. Este tramo dela publicacin plantea la evaluacindel material didctico y de la experien-cia de puesta en prctica de las estrate-gias didcticas sugeridas. Implica unaretroalimentacin de resolucin vo-luntaria de los profesores destinata-rios hacia el Centro Nacional deEducacin Tecnolgica, as como elpunto de partida para el diseo denuevos equipos.

    Esta secuencia de cuestiones y de momentosdidcticos no es azarosa. Intenta replicar enuna produccin escrita las mismas instanciasde trabajo que los profesores de Tecnologaponemos en prctica en nuestras clases:

    XXIIII

    LA SERIE RECURSOS DIDCTICOS

  • XXIIIIII

  • Es a travs de este circuito de trabajo (pro-blema-respuestas iniciales-inclusin terica-respuestas ms eficaces) como enseamos ycomo aprenden nuestros alumnos en el rea:

    La tarea comienza cuando el profesorpresenta a sus alumnos una situacincodificada en la que es posible recono-cer un problema tecnolgico; para con-figurar y resolver este problema, es nece-sario que el grupo ponga en marcha unproyecto tecnolgico, y que encare anli-sis de productos o de procesos desarro-llados por distintos grupos sociales pararesolver algn problema anlogo.Indudablemente, no se trata de cualquierproblema sino de uno que ocasionaobstculos 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 enseanza y de aprendiza-je comienza con el planteamiento de esasituacin tecnolgica seleccionada por elprofesor y con la construccin del espa-cio-problema por parte de los alumnos, ycontina con la bsqueda de respuestas.

    Esta deteccin y construccin derespuestas no se sustenta slo en losconocimientos que el grupo disponesino en la integracin de nuevos con-tenidos.

    El enriquecimiento de los modos de very de encarar la resolucin de un proble-ma tecnolgico por la adquisicin denuevos conceptos y de nuevas formastcnicas de intervencin en la situacin

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

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

    Por esto, lo queintentamos des-de nuestra seriede publicacio-nes es acercar alprofesor distin-tos recursos di-dcticos que a-yuden a sus a-lumnos en estatarea de proble-matizacin y dei n t e r v e n c i n s u s t e n t a d aterica y tcni-camente en elmundo tecno-lgico.

    Al seleccionar los recursos didcticos queforman parte de nuestra serie de publica-ciones, hemos considerado, en primer trmi-no, su potencialidad para posibilitar, a losalumnos de la educacin tcnico-profesional,configurar y resolver distintos problemas tec-nolgicos.

    Y, en segundo trmino, nos preocup 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 didctico a to-do material o compo-nente informtico se-leccionado por un edu-cador, quien ha evalua-do en aqul posibili-dades ciertas para ac-tuar como mediadorentre un problema de larealidad, un contenidoa ensear y un grupode alumnos, facilitandoprocesos de compren-sin, anlisis, profundi-zacin, integracin,sntesis, transferencia,produccin o evalua-cin.

  • nentes. Las cualidades que consideramosfundamentales en cada equipo que promove-mos desde nuestra serie de publicacionesRecursos didcticos, son:

    Modularidad (puede adaptarse a diversosusos).

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

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

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

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

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

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

    Pertinencia (los componentes, bloquesfuncionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos cu-rriculares de la educacin tcnico-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 utilizacin).

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

    plejidad).

    Reutilizacin (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).

    Hayde NocetiCoordinadora de la accin Conocimientoscientfico-tecnolgicos para el desarrollo de

    equipos e instrumentos.Centro Nacional de Educacin Tecnolgica

    XXVV

  • 21.Generador

    elico

  • 22

    Este material de capacitacin fuedesarrollado por:

    Esteban Curcio, diseador industrial.

    Con la colaboracin del diseador indus-trial Sergio Pizarro, y Adriana Magni y AnaLasala, estudiantes de Diseo Industrial.

    Direccin del Programa:Juan Manuel Kirschenbaum

    Coordinacin general:Hayde Noceti

    Diseo didctico:Ana Ra

    Administracin:Adriana Perrone

    Monitoreo y evaluacin:Laura Irurzun

    Diseo grfico:Toms Ahumada

    Karina LacavaAlejandro Carlos Mertel

    Diseo de tapa:Laura Lopresti

    Juan Manuel Kirschenbaum

    Retoques fotogrficos:Roberto Sobrado

    Con la colaboracindel equipo de profesionales

    del Centro Nacionalde Educacin Tecnolgica

  • Las metas, los programas y las lneas de accindel Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica VIII

    Las acciones del Centro Nacional de Educacin Tecnolgica X

    La serie Recursos didcticos XII

    1 Problemas tecnolgicos en el aula 4

    El recurso didctico que proponemos

    2 Encuadre terico para los problemas 10

    Energa

    Panorama energtico

    Situacin actual de la energa elica

    Recurso elico

    Aerodinamia de un generador

    Instalaciones

    Generador elico

    3 Hacia una resolucin tcnica.Manual de procedimientos para la construccin yel funcionamiento del equipo 70

    El producto

    Los componentes

    Los materiales y las herramientas

    Las estrategias de produccin

    Las vinculaciones

    La construccin y el armado

    El ensayo y el control

    4 El equipo en el aula 90

    5 La puesta en prctica 100

    ndice

  • 44

    1. PROBLEMAS TECNOLGICOS EN EL AULA

    Le proponemos comenzar por el anlisis dealgunas problemticas que colegas profesoresplantean a sus alumnos de educacin tcni-co-profesional. Estn presentadas a modo deantecedentes de un contexto que permite

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

    En la ciudad luz de El Chocn se est evaluando larealizacin de una conversin lumnica del alumbradopblico de las calles1 que implica cambiar todas lasluminarias -porque las nuevas, adems del beneficiode sus materiales irrompibles, integran transfor-madores distintos y lmparas de bajo consumo-.

    Para evaluar esta decisin, se forma una comisin 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 $ ms por alum-brar la calle!

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

    - Nuestra ciudad tiene 10.000 viviendas; si esecosto representa, realmente, la energa consumi-da, estamos en condiciones de decir que: Siapagamos la luz de la calle, podemos darleenerga elctrica a 5000 viviendas ms.Apaguemos la luz de la calle y nosotros les pa-gamos la energa elctrica 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 pagaran por elservicio.

    Michel, impetuoso, insiste en plantear que el sistemade la iluminacin pblica 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 slo por las dudas? Pensemos...Si hace falta estar sin luz, estaremos. Pero, no sedan cuenta que tener iluminadas las calles esms caro que usar todos los electrodomsticosde la casa?

    La reunin termina con Michel muy enojado; tan eno-jado, que propone a la comisin usar velas duranteunos das, hasta encontrar una solucin mejor.

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

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

    Para Michel, todo tena sentido.

    Los alumnos de "Diseo tecnolgico II. Energas"estn trabajando en la resolucin de un problema:

    EEss aass.. DDeessddee mmaaaannaa nnooss aappaaggaann llaa lluuzz ddee llaa ccaallllee

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

  • 55

    1. En qu 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 rpidamente un boceto o croquis,antes de que la idea se vaya.

    3. Es importante -y, estamos seguros de quel lo hizo-, conseguir una luminariacualquiera; su anlisis les servirmuchsimo para dimensionar adecuada-mente los componentes y accesoriosnecesarios para resolver el problema deEl Chocn.

    4. Como ven, estamos en una situacininteresante; con los bocetos y las pistasque acerc Michel podemos comenzar adesarrollar el proyecto tecnolgico.

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

    desde las tiendas de campaa militares en Irak a lasmuecas Barbie en China y las empresas de ali-mentacin en Brasil. (...) Aunque, hasta ahora, losconsumidores han absorbido los mayores precios dela gasolina en las estaciones de servicio, se estnviendo afectados en otras formas. En una conferen-cia reciente, el presidente de Mattel Inc., RobertEckert, dijo a analistas e inversionistas que, en enero,la fabricacin de juguetes tuvo que adoptar 'unaumento de precios muy modesto' de entre el 2 % yel 4 % en sus productos, incluyendo las muecasBarbie, para compensar parcialmente lo que ve comoniveles de costos ms 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 aaooss nnoo ssoonn nnaaddaaCrecemos en un entorno artificial que nospertenece. Pertenencia creada o pertenenciaadquirida -sea cual sea-, ese entorno es nues-tro. Y, tanto la creacin como el consumo ytodas las actividades que realizamos parapertenecer y mantenernos en l se basan enel consumo de combustibles fsiles. Todo loque consumimos ha recibido una cuota depetrleo como fuente de energa 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

    As, quemamos combustibles de origen fsilpor diversas necesidades y utilizamos deriva-dos de ellos para la produccin, en cada unade sus manifestaciones. S; esto sucede hastacuando consumimos vegetales -slo aquellosque son orgnicos, debidamente certificados,pueden salvarse de esta inclusin; 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 algn derivado delpetrleo para su produccin o para suexistencia en el mercado.

    - Los huevos del gallinero de casa.- Una pregunta, Juan: Con qu aliments

    a las gallinas?- Y... con alimento balanceado.- Podras afirmar que en la produccin

    del alimento no se utiliz ningn deriva-do del petrleo?

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

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

  • 66

    El uso de la energa elctrica en un lugar deter-minado est condicionado a la existencia detres partes del sistema: generacin, transportey distribucin. El impacto ambiental en la gene-racin es el de mayor envergadura y es fuerte-mente dependiente de la estructura del sistemade produccin, de la tecnologa que emplea ydel tipo de combustible que utiliza. (...) La mayorparte de la energa elctrica producida en elpas es obtenida aprovechando el potencialqumico de los combustibles fsiles, seguidapor la hidroelctrica. La cadena energtica detransformacin trmica en elctrica incluye laconversin del potencial qumico del com-bustible en energa trmica, de energa trmicaen energa mecnica y de esta ltima enenerga elctrica. El eslabn ms contaminantede la cadena es el primero, ya que requiere lacombustin de los combustibles fsiles, lo quelibera en el ambiente gases que producen efec-to invernadero, acidificacin, adelgazamientode la capa de ozono estratosfrica, produccinde ozono troposfrico, etc.3

    3 Arena, A. P., Canizo, J. R., Snchez, B. M. (2002) "Perfil am-biental de la generacin termoelctrica en la Argentina en elcuatrienio 1997/2000". En Avances en Energas Renovablesy Medio Ambiente. Vol. 6, N 1. ASADES -AsociacinArgentina de Energas 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 Nacin;28 de julio. Buenos Aires. hhttttpp::////wwwwww..llaannaacciioonn..ccoomm..aarr//222211994488

    Argentina tiene la capacidad de producir a granescala hidrgeno, el petrleo del futuro. Puedeobtenerse a travs de la energa elica,aprovechando los potentes vientos de laPatagonia y, adems, es un producto deexportacin.

    En el sur est la clave. Los vientos de laPatagonia, de los ms constantes y poderososen el mundo, son una fuente inagotable deenerga renovable. Y, transformada enhidrgeno, no slo se puede almacenar; tam-bin, exportar.

    Segn Erico Spinadel, presidente de laAsociacin Argentina de Energa Elica yvicepresidente de la World Wind EnergyAssociation, est demostrado que, instaladosunos 6000 molinos, totalizando unos 10 GW depotencia nominal, en tan slo 1000 kilmetroscuadrados en la provincia de Santa Cruz, sepodra producir por da y exportar al Japn, porejemplo, hidrgeno lquido con un equivalenteenergtico a 48.000 barriles de petrleo. Esdecir, se podra exportar el 3 % de la demandadiaria de energa de Japn, lo que ser rentableuna vez que el barril de petrleo supere el costode los 40 dlares.

    La energa primaria para la produccin dehidrgeno por electrlisis, el viento, es gratuita,limpia y renovable; pero, para aprovecharla, senecesita inversin. "Si el pas tuviera un rumboclaro -afirma Spinadel-, ya se estara instalan-do en Santa Cruz la primera fbrica con tec-nologa elica alemana, un proyecto a punto deconcretarse en octubre de 2001, pero desacti-vado a causa de la situacin actual. Esa planta,que demandara una inversin de 600 millonesde dlares, habra empleado a unas 600 per-sonas". La energa elica ya ha creado 30.000puestos de trabajo en Europa.

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

    1. Cunto cuesta hoy el barril de petrleo?2. Cmo vari su precio en el ltimo ao?3. Cmo se preparan los pases para su

    extincin?4. Cmo se prepara nuestro pas? 5. Cmo nos preparamos en la regin?

  • Creen posible un futuro con algunas delas caractersticas planteadas? Identificanalgunas barreras que les impiden participaren la creacin de ese futuro? Cules? Porqu?

    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 ltimos que estn 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 aos;ste es nuestro proyecto desde hoy.

    3. Otras variables de este proyecto sonla tan hablada energa elica y ladel hidrogeno, de la cual necesitamosms informacin: cmo se obtiene,cules son sus ventajas, qu beneficiosgenera, etc.

    4. Piensen en generadores elicos propios.Se me ocurre tambin algo sobre micro-generadores elicos; evalen si es unatecnologa 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 rediseo. Su trabajo se inicia conel anlisis de algunos productos, acompaa-

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

    Existen factores comunes en todas lassituaciones planteadas. Uno, es el de lasenergas renovables; otro, ms preciso,es la energa elica y, por ltimo, situa-ciones de referencia especfica a un aero-generador.

    Porque, nuestra sugerencia es incluir en susclases el recurso didctico ggeenneerraaddoorr eelliiccoopara abordar directamente una experienciaen escala, con control de todas sus variables,desde las consideraciones ambientales delmbito donde ser emplazado, hasta eltamao de sus aspas y varios aspectos cons-tructivos para lograr energa elctrica de ori-gen elico.

    77

    Los cinco productos seleccionados sonconsumidores de energa, marcados conun futuro de difcil acceso o inexistenteproduccin. Con las diferentes interven-ciones, el docente trata de focalizar laaccin en la energa elica, la cual es deesperar que surja como alternativa desdelos alumnos.

    EEll rreeccuurrssoo ddiiddccttiiccoo qquueepprrooppoonneemmooss

  • 88

  • 99

    El recurso didctico ggeenneerraaddoorr eelliiccoo le per-mitir llevar al aula el conocimiento necesariopara abordar los diferentes contextos plantea-dos y disponer, as, de diversas situaciones deaprendizaje para que sus alumnos puedanapropiarse de dichos conocimientos, tantogenerales como especficos, junto al desarro-llo de una actitud particular frente a la reso-lucin de los problemas y a su vinculacinresponsable con las energas renovables.

    Sabemos que un proyecto tecnolgico noimplica slo construir materialmente algo;tambin es la oportunidad para construirnuevos conocimientos y aprender. Porque, laTecnologa no est formada slo por tcnicasy materiales; por este motivo, desarrollamosa continuacin una base de contenidos nece-sarios para la puesta en prctica de todos losproblemas que plantea el recurso didcticoggeenneerraaddoorr eelliiccoo.

  • 1100

    2. E N C U A D R E T E 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 resultara oportuno integrarconocimientos de energa elica. Ahora bien, cules son esos conocimientos? Veamos...

    CCllaassiiffiiccaacciinnTTrraabbaajjoo yy ppootteenncciiaa

    EEffiicciieenncciiaaEEnneerrggaa eelliiccaa

    EENNEERRGGAA

    RReeccuurrssooss eenneerrggttiiccoossLLoo ccoottiiddiiaannoo yy llooss ssiisstteemmaass eenneerrggttiiccooss

    MMaattrriizz eenneerrggttiiccaaRReeccuurrssooss eenneerrggttiiccooss rreennoovvaabblleess

    PPAANNOORRAAMMAA EENNEERRGGTTIICCOO

    EEnn eell mmuunnddooEEnn llaa AArrggeennttiinnaa

    PPaarrqquueess eelliiccooss nnaacciioonnaalleessHHiissttoorriiaa ddeell rreeccuurrssoo eelliiccoo

    SSIITTUUAACCIINN AACCTTUUAALL DDEE LLAA EENNEERRGGAA EELLIICCAA

    PPrriinncciippiiooss bbssiiccoossGGeeoommeettrraa ddee llooss ppeerrffiilleess

    AAEERROODDIINNAAMMIIAA DDEE UUNN GGEENNEERRAADDOORR

    EEmmppllaazzaammiieennttooEEssttuuddiioo ddee iimmppaaccttoo aammbbiieennttaall

    PPaarrqquueess eelliiccooss

    IINNSSTTAALLAACCIIOONNEESS

    CCoommppoonneenntteess bbssiiccooss PPrriinncciippiiooss ddee ffuunncciioonnaammiieennttoo

    GGEENNEERRAADDOORR EELLIICCOO

  • EEnneerrggaa

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

    Y, seguramente, usted ha odo hablar dediversos tipos de energa: energa mecnica,energa trmica, energa elctrica, energaqumica, energa nuclear, etc. Todas estasenergas pueden transformarse continua-mente una en otra. As, la energa trmicapuede transformarse en energa cintica, lomismo que la energa mecnica puede trans-formarse en energa trmica, el calor puedetransformarse en reaccin qumica y, a lainversa, una reaccin qumica puede procu-rarnos caloras. La energa elctrica se trans-forma continuamente en energa mecnica,etc.

    Entonces, la energa no se crea pero s se uti-liza, transformndose una forma de ella enotra. Para nuestro caso en particular,aprovechando la fuerza del viento, se con-vierte la energa cintica de ste en energamecnica, la cual, luego puede ser energaelctrica.

    "A veces, resulta interesante mirar al mundodesde la cerradura de una teora (...) Desde lacerradura de la termodinmica, lo nico 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 ms que un tomosuelto, requiere que se le aplique la energaque lo mantenga organizado en algo mscomplejo, es decir que evite la marcha cre-ciente de la entropa, 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-nmica. Y tambin dice, para colmo, que todautilizacin de energa implica que una partese pierda en calor; intil e irrecuperable calor.As 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, energa qumica, en buscar elmetal que aparece en fragmentos, fundirlos,etc. En resumen, es necesario gastar energapara transformar un clavo que logre mantenerlos pedazos de madera unidos formando lamesa que se deseaba construir."5

    1111

    La energa puede cambiar de forma (no crearseni destruirse), aunque la cantidad total deenerga permanece constante. Este principio sedenomina pprriinncciippiioo ddee llaa ccoonnsseerrvvaacciinn ddee llaaeenneerrggaa en la naturaleza (primera Ley de la ter-modinmica) y se aplica solamente a los sis-temas ideales.

    Los sistemas ideales son sistemas en los queno ocurren prdidas de energa. Por lo tanto,existen solamente en teora; en sistemas realesse pierde energa al ambiente, principalmentecomo resultado de la friccin y el calor.

    5 Magnani, Esteban (2004) "Orden y termodinmica". DiarioPgina 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 energa puede ser un

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

  • CCllaassiiffiiccaacciinn

    Desde el punto de vista de la Fsica, laenerga 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 acompaado de unamodificacin -sea de su posicin, de su pro-pio movimiento o, incluso, de su condicinmolecular-, esta realizacin procura a dichosistema la capacidad de hacer el trabajo; esdecir, le suministra energa.

    En el aprovechamiento de la energa sepueden distinguir diversas fases de conver-sin y utilizacin.

    La eenneerrggaa pprriimmaarriiaa es la energa aprovecha-da en forma directa de la naturaleza: el aguasaliendo de una represa, el carbn recinsacado de la mina, el petrleo, el gas natural,el uranio natural, etc.; slo en contadas oca-siones puede utilizarse esta energa primariapara proporcionar un servicio directo para suconsumo al usuario final.

    Para su uso prctico, la energa tiene queadoptar una forma que permita transportarlay distribuirla fcilmente. Hablamos, princi-palmente, de redes de distribucin de electri-cidad, gas y calor. La energa primaria esconvertida, entonces, en energa secundaria.

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

    carbn, el petrleo y el gas ha sido uno de losfactores primordiales del desarrollo industrialen los ltimos siglos. La popularizacin deluso del automvil se basa, tambin, en laposibilidad de llevar consigo suficiente carbu-rante para recorrer varios cientos de kilme-tros. Sin embargo, la electricidad es la nicaforma de energa 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 prdidas por calentamiento de las

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

    Esta conversin se produce de varias man-eras, originando diversos sectores industria-les -como las refineras, que transforman elpetrleo en nafta, kerosn y dems com-bustibles lquidos-. Es esta eenneerrggaa sseeccuunn--ddaarriiaa la que nos llega para su utilizacin; porejemplo, para poner en funcionamiento todotipo de servicios y aparatos en nuestra vidacotidiana (alimentar un motor de com-bustin interna, un horno a gas, una com-putadora o una lmpara elctrica).

    1122

    PPrriimmaarriiaaSSeeccuunnddaarriiaa

    EENNEERRGGAA

    6 Gho, Carlos. "Electricidad: la forma ms difundida para trans-portar energa". CNEA -Comisin Nacional de Energa Atmica-.hhttttpp::////ccaabb..ccnneeaa..ggoovv..aarr//ddiivvuullggaacciioonn//ccoonnssuummoo//mm__ccoonnssuummoo__ff55..hhttmmll

    Torres para el trasporte de energa elctrica.wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

  • Otra clasificacin usual que se realiza en elmomento de referirse a distintas fuentes deenerga es la que considera dos grandes gru-pos: las energas renovables y las energas norenovables.

    Dentro del primer grupo, el de las eenneerrggaassrreennoovvaabblleess, se encuadran todas aquellas queno se agotan con su utilizacin. Energascomo la elica, la solar y la hidrulica bajociertas condiciones, son las principalmenteestudiadas.

    Para el grupo de eenneerrggaass nnoo rreennoovvaabblleessencontramos a todas aquellas que estndisponibles en cantidades limitadas; por lotanto, se agotarn en funcin de su uti-lizacin por parte del hombre. El ejemploms claro es el uso que hacemos de los com-bustibles fsiles (carbn, petrleo, gas natu-ral).

    TTrraabbaajjoo yy ppootteenncciiaa

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

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

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

    La energa elctrica obtenida a partir del usode generadores elicos se puede medir,por ejemplo, en kilovatios-hora (kWh). Sislo hablramos de una medicin enkilovatios (kW), nos estaramos refiriendo auna unidad de medicin de potencia.

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

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

    1133

    RReennoovvaabblleeNNoo rreennoovvaabbllee

    EENNEERRGGAA

    Refinera de petrleo en Fawley,Hampshire. Reino Unido.

    wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

    TTrraabbaajjoo es la aplicacin de una fuerza atravs 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

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

    Potencia = Energa / Tiempo

    P= Et

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

    La unidad cientfica ms utilizada ppaarraa eenneerrggaa es el joule (JJ). Otras unidades que tambin desig-

    nan valores para energa son: calora, toneladas de carbn 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 (kilogrmetros) o 0,746 kW

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

    1 HP = 0,986 CV (potencia mecnica)

    1 kW (potencia elctrica) = 1,359 CV o 1,341 HP (potencia mecnica)

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

    mayora de las aplicaciones energticas. Por esta razn, se aplican mltiplos 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 mmeeddiicciinn yy eeqquuiivvaalleenncciiaass

  • El trmino Horse Power (HP) o caballo defuerza surgi en Inglaterra, a fines del sigloXVIII, con al aparicin de las mquinas avapor que comenzaban a reemplazar el usode los caballos en distintas aplicacionesagrcolas. Se estableci, entonces, que lapotencia de uno de estos animales es igual a76 kilogrmetros por segundo (es decir, iguala poder mover, en un metro, una carga de76 kilogramos en el lapso de un segundo).As se tena una forma grfica para comenzara hacer entender lo que significaba el uso deuna mquina respecto de los posibles ani-males que reemplazara.

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

    EEffiicciieenncciiaa

    Cuando utilizamos la expresin "prdida deenerga" (lo cual es imposible, segn defini-mos al comienzo del captulo), queremosdecir que parte de la energa de la fuente nopuede ser utilizada directamente en el si-guiente eslabn del sistema de conversin de

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

    Cuando se quema una madera, la energaqumica contenida se convierte en trmica -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 lqui-dos o gaseosos (nafta, gasoil, gas, etc.) en elcilindro de un automvil. Esto provoca unaexplosin con expansin violenta de los gasesque aumentan mucho su temperatura y supresin, y mueven un pistn. El movimientodel pistn se utiliza para hacer andar alvehculo, gracias a un complicado mecanismode levas, transmisiones y engranajes. En estecaso, se comienza con energa qumica;despus, se produce energa calrica y seobtiene energa cintica. 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 alemn, fabricada en elao 1922; posee una caldera tubular y funciona a

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

    7Bressan, Oscar; Gho, Carlos. "Cuan eficientes pueden ser las mquinastrmicas?" CNEA -Comisin Nacional de Energa Atmica-.hhttttpp::////ccaabb..ccnneeaa..ggoovv..aarr//ddiivvuullggaacciioonn//ccoonnssuummoo//mm__ccoonnssuummoo__ff1100..hhttmmll

    As, para el ejemplo especfico delgenerador elico, la energa cintica

    producida por el movimiento del aire que chocacon las aspas del rotor es convertida en energarotacional que, a su vez, puede ser convertida enenerga elctrica por el generador conectado alrotor de las aspas del generador elico.

    Pero, slo un pequeo porcentaje de la energaelica es realmente convertido a energa elctrica.

    La energa calrica producida por la friccinentre las diversas piezas mecnicas que compo-nen el rotor del generador elico redunda en unmenor aprovechamiento de la energa inicial-mente recibida por el generador elicopara transformarla en energa elctrica.

  • La eficiencia es una relacin, de modo que notiene unidades. Por lo tanto, el valor mximoque puede alcanzar es de 1. Este valor sig-nifica que la potencia invertida es igual a lapotencia derivada. Esta situacin slo puedehallarse en los sistemas ideales en los que noocurren prdidas de energa; en los sistemasreales, s ocurren prdidas -principalmente,con el calentamiento o la friccin-, de modoque la eficiencia es siempre menor que uno.

    La eficiencia es, en la prctica, la manera demedir el nivel de calidad de funcionamientode un sistema; es decir, la relacin entre laenerga til entregada por un sistema y laenerga que le fue suministrada.

    Cuanto ms alta sea la eficiencia de un sis-tema, menos energa se pierde.

    "Durante mucho tiempo se pens que estaprdida era consecuencia de procedimientosdeficientes; pero, que algn da podraninventarse nuevos artefactos donde se evi-taran las prdidas de calor. Lamenta-blemente, se comprob que no es as, lo cualdio origen a la llamada Segunda Ley de laTermodinmica. (...) Es decir que siemprehabr una parte del calor que se 'desperdicia-r' (...) que el rendimiento mximo de unproceso donde interviene el calor sea menorque 1 es una limitacin importante de todaslas mquinas trmicas y que, lamentable-mente, es inevitable. En el caso de unautomvil, el rendimiento sobrepasa en muypoco al 30 %. Quiere decir que casi el 70 %de la energa qumica de la nafta o gasoil quese usa se pierde en la atmsfera a travs del

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

    EEnneerrggaa eelliiccaa

    Es la energa que nos preocupa conocer ydesarrollar en este mdulo de capacitacindocente. Veamos algunos conceptos...

    Todas las fuentes de energa renovables(excepto la mareomotriz y la geotrmica),incluso la energa de los combustibles fsiles,provienen, en ltimo trmino, del Sol.

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

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

    1166

    Eficiencia = energa utilizable / energa utilizada

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

    SSiisstteemmaa // EEqquuiippoo

    Estufa a leaMotor diesel

    Motor elctrico

    EEffiicciieenncciiaa pprroommeeddiioo ((%%))

    12 al 3030 al 4580 al 95

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

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

    El aire caliente es ms ligero que el aire fro,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 llegara al Polo Norte y alPolo Sur para, posteriormente, descender yvolver al Ecuador.

    La energa elica es lo que ya, en tiemposremotos, era; y, as, fue aprovechada desdeentonces. Pero, no debemos pasar por altocmo, una vez ms, la actividad humana,complica este campo: Como su principio deemergencia se sustenta en un fenmenoclimtico, no podemos ignorar la influenciaque significa para nuestro estudio todo lorelacionado con el cambio climtico queestamos viviendo.

    El contexto para el desarrollo de la industrialigada directamente a la obtencin de energaelctrica por medios elicos se ve influencia-do por debates de gran alcance como son,por una parte, todos los relacionados con elcambio climtico global (afectando, en con-secuencia, la emisin de las radiacionessolares) y, por otra parte, la implementacinde polticas energticas orientadas a labsqueda de reemplazos de los combustiblesfsiles.

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

    "Segn un grupo de expertos de la ONU, elcambio climtico est ya en marcha y elaumento de la temperatura mundial para2100 podra oscilar entre 1,4 y 5,8 grados.Incluso, si se aplica en su totalidad, Kyotorecortar el previsible aumento de las tem-peraturas en tan slo 0,1 grados centgradospara 2100, segn las proyecciones de laONU. Un aumento de la temperatura aca-rrear el deshielo de glaciares y, por ende, elaumento de las aguas del mar con la con-siguiente inundacin de islas y zonascosteras, la desaparicin de zonas agrcolasfrtiles, y de especies de la fauna y la flora,adems del surgimiento de nuevas enfer-medades de consecuencias imprevisiblespara la supervivencia humana."9

    1177

    La energa cintica (energa de movi-miento) del viento es la que puedeser transformada en energa elctricamediante el empleo de aeroturbinasespecialmente diseadas para este pro-psito.

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

    Planta productora de cromo.Eaglescliffe, Reino Unido.

    www.freefoto.com

  • Las energas alternativas comienzan a cobrarrelevancia por estos motivos. Y, en particular,la energa elica se posiciona claramente aescala mundial en el sector de la energa,segn 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 bsqueda de un ahorro generalizado en elconsumo de energas, la diversificacin de lasfuentes de generacin y la proteccin delmedio ambiente, entre otros objetivos, estnpermitiendo que el mercado de generacin deenerga elica tenga pautas de alcance inme-diato para lograr una participacin, por ejem-plo en pases lderes en estas tecnologas comoes Espaa, con el 10 % del mercado energtico.

    1188

    PPrroottooccoolloo ddee KKyyoottoo

    AArrttccuulloo 22. Con el fin de promover el desarrollo sostenible, cada una de las partes, al cumplirlos compromisos cuantificados de limitacin y reduccin de las emisiones, aplicar y/oseguir elaborando polticas y medidas de conformidad con sus circunstancias nacionales;por ejemplo, las siguientes:

    fomento de la eficiencia energtica en los sectores pertinentes de la economa nacional; proteccin y mejora de los sumideros y depsitos 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;

    promocin de prcticas sostenibles de gestin forestal, la forestacin y la reforestacin; promocin de modalidades agrcolas sostenibles, a la luz de las consideraciones del

    cambio climtico; investigacin, promocin, desarrollo y aumento del uso de formas nuevas y renovables

    de energa, de tecnologas de secuestro del dixido de carbono, y de tecnologas avan-zadas y novedosas que sean ecolgicamente racionales;

    reduccin progresiva o eliminacin 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 Convencin en todos los sectores emisores de gases de efectoinvernadero y aplicacin de instrumentos de mercado;

    fomento de reformas apropiadas en los sectores pertinentes, con el fin de promover unaspolticas 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;

    limitacin y/o reduccin de las emisiones de metano mediante su recuperacin y uti-lizacin en la gestin de los desechos, as como en la produccin, el transporte y la dis-tribucin de energa.

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

  • PPaannoorraammaa eenneerrggttiiccoo

    RReeccuurrssooss eenneerrggttiiccooss

    Cada perodo de la produccin industrial ycada modelo socio-econmico se caracteri-zan por el uso de distintas fuentes de energa.

    Podemos reconocer el uso del carbn comoprincipal fuente de energa para casi todo elsiglo XIX (la energa liberada al quemar car-bn o madera fue potenciada con la apari-cin de las primeras mquinas de vapor, y suconstante desarrollo y evolucin tecnolgi-ca).

    "El simple hecho de enjaezar los bueyes, porejemplo, multiplic la potencia disponiblepara el ser humano por un factor de 10. Lainvencin de la rueda hidrulica verticalincrement la productividad por otro factorde 6; el motor de vapor la volvi a aumentaren otro orden de magnitud. El uso de vehcu-

    los a motor redujo notablemente los tiemposde desplazamiento y ampli la capacidadhumana para transportar las mercancas a losmercados. En la actualidad, la disponibilidadde energa asequible y abundante permiteque mucha gente disfrute de un confort,movilidad y productividad sin precedentes.En los pases industrializados, las personasconsumen 100 veces ms energa, en trmi-nos per cpita, que los seres humanos antesde que aprendiesen a utilizar el potencial dela energa del fuego."10

    A partir de 1920, el petrleo y el gas naturalcomienzan a desplazar al carbn como prin-cipal proveedor de energa. La explotacininicial de los yacimientos petrolferos a bajocosto comienza a cubrir en altos porcentajesla demanda energtica de los pases msindustrializados. Sea por el descubrimientode grandes yacimientos de petrleo comopor el desarrollo de los mtodos de produc-cin y utilizacin de la energa elctrica, eldesarrollo industrial y tecnolgico, junto alcrecimiento econmico que estos pasesindustrializados alcanzaron, increment lademanda de energa por parte de un sistemaproductivo de bienes y servicios cada vezms grande, complejo y automatizado.

    "El 90 % de la energa que el planeta con-sume es fsil. Del consumo energticomundial, el petrleo representa alrededor deun 40 %; el carbn, un 26 %, y el gas natu-ral, un 24 %. La energa nuclear (7 %) y lahidrulica (3 %) cubren el resto. El 66 % delpetrleo que se extrae se quema para moverms del 90% de los medios que se emplean

    1199

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

    400 kW instaladas. wwwwww..ffrreeeeffoottoo..ccoomm

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

  • hoy para transportar personas y mercancas.La llamada revolucin verde, que ha cuatri-plicado la productividad agrcola, consumeel 17 % de la produccin mundial de oronegro: los campos se han convertido enesponjas en las que se derraman fertilizantesy pesticidas para hacer crecer alimentos.Literalmente, comemos petrleo: 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 fabricarplsticos, productos qumicos o farmacuti-cos, para mover la maquinaria industrial,calentarse o generar electricidad."11

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

    lejano. Ms all de lo apocalptico de esta afir-macin -frente a la creciente y sostenidademanda global de energa, se presentaba laperspectiva realista del agotamiento de esosrecursos a producirse durante la prxima ge-neracin-, lo que suceda era que, por primeravez, se inverta la relacin entre el ritmo dedescubrimiento de reservas y el de crecimien-to del consumo. Aunque esta situacin afectel crecimiento econmico de todos los pasesimportadores de energa, qued en claro queel principal problema fue la volatilidad de losprecios del barril de crudo.

    "La curva de descubrimientos alcanz sumximo en los 60 y, a pesar del gran esfuer-zo realizado a partir de los 70 aplicando lasms modernas tcnicas de exploracin ssmi-ca, nunca se volvieron a alcanzar los xitosdel pasado. Desde 1980, cada ao se con-sume ms petrleo del que se encuentra, yllegar un momento en que los costes deexploracin superen el valor esperado de losdescubrimientos."12

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

    2200

    11 Coderch, Marcel (2004) El fin del petrleo barato". ForeignPolicy N 5; octubre/noviembre. Edicin Espaola. Madrid.hhttttpp::////wwwwww..ffpp--eess..oorrgg//oocctt__nnoovv__22000044//ssttoorryy__55__1199..aasspp##aauuttoorr

    Hace dcadas que se vienen realizando estu-dios sobre la disponibilidad a largo plazo de losrecursos energticos, principalmente petrleoy gas. Todo indica que estos recursos podrandurar otros 50 a 100 aos aproximadamente(incluso, tomando en cuenta avances en la tec-nologa de extraccin). Otros recursos, como elcarbn 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 economa mundialno empezarn cuando se acabe el petrleo,sino cuando ya no se pueda aumentar ms laproduccin y sta empiece a declinar.Volviendo a la mirada apocalptica sobre estetema, las consecuencias de la disminucincontinua e irreversible de la extraccin depetrleo pueden imaginarse como un colapsoeconmico y alimenticio sin precedentes.

    El geofsico M. K. Hubbert, ya en el ao1956, predijo que la produccin de petrleoen los Estados Unidos alcanzara un mximoentre los aos finales de la dcada del '60 ylos primeros de los '70. La denominada curvade Hubbert es la representacin grfica deeste estudio. La premisa bsica para estaspredicciones est basada en considerar que,para poder extraer petrleo, primero hay quedescubrir un yacimiento. De esta forma, lacurva de la produccin es un reflejo de la delos descubrimientos; pero, con 40 aos deretraso, es decir, cuando ya se ha extrado lamitad de lo que hay en el yacimiento.

    Aplicando este modelo de estudio a cuan-tificar las reservas de crudo mundiales, lasprevisiones nos sitan en el 2008 como aopico de produccin.

    Pero, an con lacrisis de preciosdel petrleo y lasmedidas tomadaspara reducir suconsumo no dis-minuy el lugarde los com-bustibles fsilescomo principalfuente de energa.

    Basndonos en los estudios ms recientes elsuministro de energa primaria a escalamundial (principalmente, a partir de loscombustibles fsiles) est asegurado paraunos 50 aos ms; pero, al incorporar lavariable de solamente mantener las tasas decrecimiento de consumo energtico actuales,el sistema se vuelve insostenible en el cortoplazo.

    El sistema energtico actual, entonces, noest preparado para soportar un crecimientoeconmico generalizado que incorpore a latercera parte de la poblacin mundial (unos2000 millones de personas) que hoy en dano tiene acceso a los combustibles bsicos nia la electricidad.

    Tambin tenemos que tomar en cuenta lasvariaciones de precio que se producirn, enel mejor de los casos, como desfasaje entrelas necesidades de inversin para hacerrentables y masivos nuevos recursos quereemplacen al uso de los combustibles fsilesen relacin con el aumento de la demandaque mencionramos.

    "Los precios del crudo aumentaron cerca del50 % en el ltimo ao. Algunos analistascreen que podra tocar los 100 dlares el ba-rril si el abastecimiento sufriera algunaalteracin como resultado de algn aconte-cimiento, por ejemplo otra guerra en elMedio Oriente (...) Ajustados por inflacin,los precios del petrleo no han llegado a losniveles de 1981, cuando el crudo aument aun equivalente de casi 80 dlares el barril. Ylas economas actuales estn mejor protegi-das contra los precios altos porque redujeronel uso de petrleo de muchos sectores, susti-tuyndolo por energa nuclear, gas y hasta

    2211

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

  • carbn (...) Mientras tanto, el mundo estconsumiendo petrleo a un ritmo rcord,agotando la capacidad de los productores yrefinadores para proveer gasolina. Este ao,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 ao pasado fue de4 %."13

    As como el punto de partida del debate ac-tual sobre el tema energa es la imposibilidadde satisfacer las necesidades energticasmundiales si se contina explotando en lasmismas condiciones un nmero demasiadolimitado de recursos energticos, la situacinse agrava al considerar el impacto ecolgicoplanetario en el caso de lograr obtenerla porlos medios actualmente en uso.

    Esta situacin desemboca, entonces, en unproceso de transicin energtica que va acom-paado de un incremento de los costos. Esdecir, se pasa de vivir pocas de energa bara-ta y de bajos precios del petrleo a afrontar noslo mayores precios de esta energa sino,tambin, la dificultad de conseguirla.

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

    LLoo ccoottiiddiiaannoo yy llooss ssiisstteemmaasseenneerrggttiiccooss

    Ya hemos comentado sobre energas pri-marias y secundarias. Esta transformacin esla que realiza un sistema energtico con elobjetivo de proporcionar al consumidor finaluna forma distinta de acceso a la fuente deenerga primaria. El acceso a la energa enesta ltima instancia es lo que comnmentese denomina sseerrvviicciioo eenneerrggttiiccoo.

    Un ejemplo cotidiano es el uso que hacemosde los servicios energticos en nuestros ho-gares. La energa elctrica para todos nues-tros artefactos elctricos (iluminacin, refri-geracin, comunicaciones, etc.), el gas paracalefaccin o para cocinar parte de nuestros

    2222

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

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

    Si contina la tasa de crecimiento mundial dealrededor del 2 % del uso de energa primaria,se doblar el consumo energtico para el ao2035, con respecto al de 1998, y se triplicarpara el 205514. Y, si quisiramos cambiar larelacin de que el 75 % de la poblacin mundialconsume el 25 % de la energa y viceversa, el25 % de los ricos consume el 75 % restante,entonces las necesidades energticas se mul-tiplicaran entre 4 y 9 veces.

    Desde nuestro recurso didcticoggeenneerraaddoorr eelliiccoo, ponemos en evidencia

    qu otro tipo de energa es posible concretar ycules son las limitaciones con las quese puede encontrar dicho desarrollo.

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

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

    "Los servicios energticos son, entonces,necesarios para, prcticamente la totalidadde las actividades comerciales e industriales.La cadena energtica que proporciona estosservicios comienza con la extraccin y elprocesamiento de la energa primaria que, enuna o varias etapas, es convertida en energafinal, como la electricidad o el gasoil, listospara su consumo o utilizacin final. Losequipos de uso final de la energa (lumina-rias, calefactores, cocinas, maquinaria, etc.)convierten la energa final en energa til, locual proporciona los beneficios deseados: losservicios energticos."15

    La infinidad de intereses en juego en todotema relacionado con la energa ha llevado adistintos debates sobre qu sistema energti-co es mejor que otro o, en el marco delProtocolo de Kyoto, cul genera menos daoambiental, por ejemplo. Hoy en da, se estnestudiando los diversos sistemas de produc-cin energtica para determinar sus ventajasy desventajas, tratando de tener una medidacomn para realizar esta comparacin.

    "A lo largo de la historia de la humanidad, lossistemas energticos se han seleccionadoteniendo en cuenta, bsicamente, dosparmetros: la disponibilidad tcnica y la via-bilidad econmica. nicamente en las lti-mas dcadas los impactos ambientales han

    aparecido como un tercer factor a tener encuenta. Ya que, efectivamente, las actividadesde captacin, transformacin, transporte yuso de la energa, as como los desechos quese derivan de estas actividades y de la cons-truccin de las plantas de generacin, provo-can impactos ambientales significativos."16

    A travs de estos estudios se busca, tambin,la optimizacin en todas las instancias delciclo productivo o de transformacin de laenerga. Es decir, comenzar a considerar alproceso industrial desde la cuna hasta latumba (extraccin de materiales, procesos detransformacin de materias primas, trans-porte, disposicin final de residuos, evalua-cin de impactos en cada etapa del proceso ysus posibles medidas de mitigacin, cadenade comercializacin, etc.); es decir, su ciclo devida completo, para poder detectar en las dis-tintas etapas de dicho ciclo cundo se pro-ducen las acciones que generan el dao am-biental. Todo consumo elevado de recursosy/o de energa es estudiado desde una pers-pectiva ambiental (generacin de emisionescontaminantes directas o indirectas; agota-miento de recursos naturales, impactos sobrela salud humana, disminucin de la calidaden el entorno humano, etc.). Comienzan autilizarse nuevos trminos como el anlisisenergy payback ratio, tasa de energa retorna-da. Este concepto define la relacin entre "laenerga producida durante el tiempo de vidaestimado de cada sistema de produccin,dividida por la energa requerida para la cons-truccin, el mantenimiento y el aporte decombustible para el equipo de generacin."17

    2233

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

    16 "Energa elctrica: de la cuna a la tumba" (2002) Ecotropa.hhttttpp::////wwwwww..eeccoottrrooppiiaa..ccoomm//nn11002211110022..hhttmm

    17 "Energa elctrica: de la cuna a la tumba" (2002) Op. Cit.

  • MMaattrriizz eenneerrggttiiccaa

    Hemos planteado que el desarrollo industrialy los avances en tecnologa estn ligadoshistricamente con un mayor consumo deenerga en relacin directa con una mejora enla calidad de vida.

    La posibilidad de acceso de un nmeromayor de la poblacin mundial a estas situa-ciones de confort depende, entonces, delaumento de la produccin de energa.

    El problema se genera al continuar con estetipo de modelo energtico (de generacin 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 poblacin.

    Esta transicin depende tanto del acceso a losconocimientos y a la tecnologa relacionadapara su desarrollo, implementacin y uso,como de la instrumentacin de normas ymecanismos que mejoren las condicioneseconmicas para concretar estos avances. Esdecir, el problema es tanto de orientacin dela inversin en la produccin y desarrollotecnolgico en las nuevas fuentes de energacomo de lograr una mejor utilizacin de losrecursos energticos y de ser autosuficientes.

    Pero si, por una parte, podemos considerarcomo instalado el tema de la crisis energticamundial y de sus efectos desiguales -tanto enpases industrializados como en los que seencuentran en vas de industrializacin-, porotra parte es un error considerar que el pla-neta carece de recursos energticos. Lo queest en crisis es el consumo de combustibleslquidos como el petrleo; y, mientras semantenga su constante demanda (o sta seacreciente), seguiremos enfrentndonos a lasconsecuencias directas de su explotacin yuso: disminucin de las reservas, aumento deprecio, contaminacin ambiental.

    2244

    Uno de los caminos planteados para avan-zar en la resolucin de este problema es elde encontrar nuevas fuentes de energa.Pero esto debe ocurrir, simultneamente,con la transicin hacia una diversificacinde la matriz energtica, no dependiente derecursos agotables.

    Granja elica 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 energa reproduce casiexactamente los perfiles del actualsistema econmico mundial. Las proyec-ciones estimadas en relacin con elaumento de la poblacin mundial yla demanda de energa indican que, parael ao 2050, habitarn el planeta unos11.000 millones de personas que deman-darn 4 veces el consumo energticoactual.

  • Los pases en vas de industrializacin pre-sentan una relacin sumamente desequilibra-da en la ecuacin que vincula el desarrollosocial de las personas, el consumo energticoy las posibilidades tecnolgicas de producirenerga por cualquier medio que fuere, loque hace ms necesario an planificar elcrecimiento energtico.

    En este contexto, la energa elica tena 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, ms de 55.000 aerogeneradoresque proveen electricidad a ms de 35 mi-llones de personas y un mercado valuado en5.000 millones de euros, esta energa se per-fila como la de mayor potencial para satisfa-cer nuevas demandas energticas, con la

    ventaja de ofrecer un recurso energtico librede contaminantes.

    "En el ao 2020 se habr alcanzadouna potencia instalada de 1.260 GW(1,26 millones de MW), con una produccinanual capaz de cubrir el 12 % de la demandaelctrica estimada por la AIE, AgenciaInternacional de Energa. Ms all del 2020, eldesarrollo continuar a un ritmo de unos150.000 MW anuales. Su penetracin en elmercado seguira la tpica curva en S, alcan-zando el punto de saturacin en un plazo deentre 30 y 40 aos, cuando se mantendra unvolumen mundial de unos 3.000 GW depotencia elica. Con el tiempo, una propor-cin mayor de la nueva potencia se destinara reemplazar las turbinas antiguas. Se asume,as, que los aerogeneradores tendrn unavida til media de 20 aos, lo que supondrsustituir cada ao el 5 % de la potencia insta-lada."19

    La energa elica es, en general, ms valiosaaportando a los sistemas de redes elctricasque si es consumida o producida a escalaindividual. La gran mayora de la potenciainstalada de aerogeneradores en el mundoest conectada a la red; es decir, las turbinassuministran su electricidad directamente auna red elctrica pblica (aportando as a ladiversificacin de la matriz energtica).

    Los elevados costos de produccin de losgrandes generadores, junto con la inconstan-cia del recurso elico (veremos ms adelanteel carcter de recurso intermitente que tienela energa elica), son tenidos en cuenta para

    2255

    La Iniciativa Latinoamericana y Caribeapara el Desarrollo Sostenible propone"Implementar el uso en la regin de, almenos, un 10 % de energa renovable delporcentaje total energtico de la reginpara el ao 2010"; tambin dirige susacciones futuras a "establecer un sistemade incentivos econmicos para proyectosde transformacin productiva e industrialque conserven los recursos naturales yenerga."18

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

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

  • definir lo que los especialistas denominanffaaccttoorr ddee ppeenneettrraacciinn, el valor mximo po-sible para incorporar la generacin elica deelectricidad a cualquier red elctrica, urbanao regional, chica o grande.

    Este factor se traduce en un lmite concretopara definir el tamao, por ejemplo, de unparque elico. A medida que nos acercamosal lmite terico del 15 %, por ejemplo, insta-lando ms generadores elicos, stos intro-ducen cierto desorden en la red, causandovariaciones de tensin o frecuencia, con elresultado para el usuario de lmparas y/oelectrodomsticos quemados.

    Las distintas estrategias y polticas a imple-mentar para contar con una matriz energti-ca diversificada, equilibrada y sustentable enel tiempo, buscan un uso ms eficiente de laenerga, que significara contar con serviciosenergticos menos costosos y con una reduc-cin de la contaminacin y de las emisionesrelacionadas con la energa. Se estima quedurante los prximos 20 aos la cantidad deenerga primaria necesaria para un determi-nado nivel de servicios energticos se podrareducir de forma rentable entre un 25 y 35 %en los pases industrializados.

    Y aunque la bsqueda de soluciones alterna-tivas est orientada a incrementar el apro-vechamiento de los recursos energticos re-novables, no debemos hacer de ste el nicocamino sino comenzar ahora mismo con unuso racional de los sistemas energticosactuales, con una optimizacin constante encuanto a rendimiento y con una interaccinpaulatina con las nuevas fuentes de recursosenergticos.

    "Acosada por la escasez de petrleo de losaos 70, Francia se embarc en una vastatarea encabezada por el Estado para que sueconoma prescindiera todo lo posible delpetrleo. Bajo el lema nacional de aquelmomento ("No tenemos petrleo pero tene-mos ideas"), aceler el reemplazo de la pro-duccin de electricidad -reactores nuclearesen vez de las centrales alimentadas conpetrleo-, aument los impuestos a la nafta aun equivalente de un dlar por litro, alent laventa de autos diesel y ofreci rebajas deimpuestos a las industrias de gran consumoenergtico como la del aluminio, el cementoy el papel para que reemplazaran el petrleopor otros combustibles. Y funcion. A dife-rencia de los EE.UU., donde el consumo depetrleo cay al principio pero luego terminsubiendo un 16 % entre 1973 y 2003, enFrancia, pese a un aumento en los ltimosaos, el empleo de petrleo es un 10 %menor hoy que hace tres dcadas, segn laAdministracin de Informacin Energticaestadounidense. Alemania ostenta un logroigual."20

    2266

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

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

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

  • RReeccuurrssooss eenneerrggttiiccooss rreennoovvaabblleess

    Al comienzo del captulo anterior men-cionamos una de las clasificaciones mscomunes de la energa; renovables y norenovables. Profundizaremos, ahora, el con-cepto de energas renovables, ya que consi-deramos a stas como una alternativa miti-gadora real a la problemtica hasta aquplanteada.

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

    La diferente distribucin de la energa solaren la atmsfera contribuye al movimiento delas masas de aire. Como ya vimos en ttulosanteriores, cuando el aire se calienta tiende asubir y es rpidamente sustituido por airems fro, generndose as el origen de losvientos (energa elica). Otra parte de la

    energa solar penetra la atmsfera yes absorbida por las plantas para sucrecimiento, almacenndola en forma deenerga qumica (primer paso para elaprovechamiento de la energa de la bio-masa).

    El agua de mar tambin recibe la energasolar. Esto produce vapor que pasa a laatmsfera y que, despus de cierto tiempo,vuelve a caer por ejemplo, en forma de llu-vias, acumulndose a diferentes alturas sobrela superficie terrestre. Estas masas de aguasituadas a cierta altura poseen energa poten-cial que se libera al caer las masas de aguahacia una altura inferior, posibilitandoentonces el aprovechamiento de su energacintica (energa hidrulica).

    Aunque con un origen no tan directo a partirde la energa solar, la energa contenida en elinterior de la Tierra (energa geotrmica) esigualmente considerada como renovable,debido a la continua disipacin de calor porla friccin de las rocas internas de la cortezaterrestre. Este flujo es considerado prctica-mente inagotable.

    Las fuentes deenergas renova-bles tienen la ven-taja de propor-cionar serviciosenergticos conemisiones nulas ocasi nulas, tantode contaminantesatmosfricos 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-nergticos. No se trata de descubrir unnuevo combustible o de reemplazar porste todo el consumo establecido sobre labase de los hidrocarburos, de la noche a lamaana. Podemos comenzar por utilizarmejor lo que tenemos.

    El carcter descen-tralizado de este tipode energas generaposibilidades de ac-ceso en zonas ru-rales o alejadas delos grandes sumi-nistros energticos,favoreciendo unamejor integracindel territorio.

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

    Actualmente, las fuentes de energas reno-vables se encuentran en una etapa de sudesarrollo tecnolgico que les permite darrespuestas a la demanda global de energa.Datos del ltimo Informe Mundial deEnerga indican que aportan el 14 % de lademanda total de energa en el mundo (lapotencia hidroelctrica a gran escala, actual-mente, suministra el 20 % de la electricidadmundial).

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

    Los recursos energticos renovables estndistribuidos ms uniformemente que losrecursos fsiles y nucleares; pero, su poten-cial econmico se ve afectado por obstculostales como la utilizacin del suelo, la canti-dad y duracin de la radiacin solar (inter-mitencia de la fuente de energa), las cues-tiones medioambientales y los regmenes deviento.

    La penetracin de las energas renovablesen el mercado mundial de la energa vaen constante aumento; y, a la cabeza de

    este crecimiento, est la energa elica. Paraque este movimiento no se detenga, es nece-sario avanzar tambin en aspectos no tec-nolgicos como son la eliminacin deobstculos legales, administrativos y fiscales.En direccin contraria debemos tener pre-sente el tambin constante aumento del con-sumo bruto de energa. De seguir ste alritmo en que lo hace en la actualidad,sern necesarias medidas ms ambiciosaspara hacer alcanzables los objetivos pro-puestos.

    2288

    Los recursos renovables:

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

    contribuyen a la descentralizacin delabastecimiento energtico, llegando azonas de difcil 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 muypequeo, dando lugar a un mejo-ramiento de la calidad de vida de loshabitantes,

    al permitir combinar diversos tipos defuentes, favorece la seguridad delsuministro (diversidad energtica) ypermite desarrollar polticas sustenta-bles, reduciendo el consumo de com-bustibles fsiles.

  • EEnn eell mmuunnddoo

    La energa elica 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 elctricas 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, lti-mo informe elaborado por la AgenciaInternacional de la Energa (AIE), se vuelcanlos datos relativos al panorama mundialde la energa elica y posiciona a sta con40.000 MW instalados. El informe, que recopi-la cifras aportadas por cada pas participante,indica que la potencia instalada en el 2003 fuede 8.300 MW. Marca, tambin, un claro desa-rrollo de los parques off-shore (nuevos parquesms grandes y ms alejados de las costas) y elreemplazo de antiguos generadores elicospor otros nuevos y de mayor potencia.

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

    Distintos gobier-nos estn imple-mentando polti-cas al respecto.Inglaterra hablade una nueva re-volucin indus-trial pero ecolgi-ca, mientras asig-na fondos millo-narios para el de-sarrollo de este tipo de tecnologas con elobjetivo de alcanzar el 10 % de generacinelctrica por medios elicos a fines del 2010.Brasil ya fabrica, con licencias extranjeras,sus propios generadores elicos. Espaatiene un potencial elico tcnicamenteaprovechable de 43.000 MW y prev un plande infraestructura energtica para alcanzar13.000 MW elicos en el 2011.

    Si bien los costos de la energa elica han dis-minuido dramticamente (se estima que ya seprodujo una baja de costos de un 400 % en elperodo de 1981 a 199822), en funcin dealcanzar una penetracin en el mercado de lageneracin elctrica superior al 10 % para elao 2020, se impone reducir an ms estaestructura de costos entre un 30 a 50 %.

    "El informe resume que el resultado de lainvestigacin y del desarrollo permitir:

    Aumentar el valor de energa elica,permitiendo la prediccin de disponibi-lidad de electricidad con una antici-

    2299

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    21 El informe completo est disponible en idiomaingls en el sitio web de la IAE: