Investigadores de UTEC desarrollan la primera versión del mapa del potencial eólico en aguas territoriales uruguayas

¿Dónde hay mejores vientos en el mar uruguayo para instalar allí aerogeneradores? El trabajo realizado por investigadores y estudiantes de Ingeniería en Energías Renovables de UTEC responde una de las preguntas clave para evaluar si es viable instalar un parque eólico en el mar uruguayo. 

La primera versión del mapa aporta información nueva para Uruguay y se presentó en el stand de UTEC en la Expo Sostenible. Además, este trabajo se conecta con la Hoja de Ruta de Hidrógeno Verde en Uruguay, política formulada por el Ministerio de Industria, Energía y Minería, ya que los proyectos de eólica offshore podrían combinarse con los de generación de hidrógeno verde. Por otra parte, le brindó a UTEC la oportunidad de continuar preparando a futuros profesionales en energía eólica, esta vez con foco en eólica marina, un área de escaso expertise en Uruguay. De este trabajo participaron dos docentes y 12 estudiantes de UTEC.

El interés en un nuevo sistema de generación de energía

A finales de 2021 una delegación de ANCAP visitó la sede de UTEC Durazno, en donde se imparte la carrera Ingeniería en Energías Renovables. Se planteó la necesidad de contar con investigadores formados en  el potencial de la energía eólica producida en aguas territoriales uruguayas, de cara a las gestiones que el gobierno uruguayo inició para contar con inversiones en esta área.
La eólica marina (también conocida como eólica offshore), es una modalidad de generación de energía que consiste en situar los molinos sobre plataformas flotantes o asentadas en el lecho marino. 

La Dra. Franciele Weschenfelder, profesora adjunta del Área de Energía Eólica de UTEC, contaba con experiencia en el tema. Había trabajado junto al docente de Ingeniería en Energías Renovables de UTEC, Everton De Almeida, encargado de esta área, en el relevamiento de potencial eólico en tierra (onshore). Se necesitó conformar un equipo para estudiar el potencial eólico en el mar uruguayo y para ello se invitó a participar a estudiantes de Ingeniería en Energías Renovables de UTEC. Para poner en marcha el proyecto se organizó una jornada con expertos que presentaron el tema en la sede de Durazno. 

“Eso permitió despertar el interés de varios estudiantes” señaló Weschenfelder. En este sentido, la primera etapa del proyecto consistió en la capacitación de los estudiantes que se unieron al grupo. Además de los profesores De Almeida y Weschenfelder, el grupo de investigación está formado por los estudiantes Josefina Andrade, Ramiro Gutiérrez, Maria Eugenia Fedele, Franco Rodríguez, Elías Bennet, Federico Casanova, Milagros Forastiero, Jairzinho Torres, Victoria Arduino, Mateo Pastorini, Carlos Montero y Rodrigo Gutiérrez. Algunos de estos estudiantes trabajan en el proyecto principal entre ANCAP y UTEC sobre el potencial eólico y otros en proyectos secundarios relacionados como, por ejemplo, el análisis del suelo marino y el ambiente.

“La incorporación de estudiantes al proyecto ha creado sinergia. Mientras que los estudiantes aprenden nuevas herramientas los docentes buscan la actualización constante sobre   la eólica marina” reconoció De Almeida. “Además a partir de esa integración surgieron varias tesinas de Tecnólogo en Energías Renovables, que a futuro se convertirán en trabajos de tesis dentro de la carrera” agregó.

Josefina Andrade forma parte de la generación 2021 de Ingeniería en Energías Renovables. Expresó: “es un tema sumamente innovador, dado que nunca habíamos tenido contacto con la eólica offshore, a raíz de eso se abrieron muchas puertas”. Entre estas, adelantó que varios miembros del grupo presentarán artículos en un congreso en la ciudad de Natal, Brasil en el mes de julio.

“El proyecto de investigación nos ha permitido conocer a los docentes desde otra perspectiva, transformándose esto en una experiencia muy fructífera y rica”, sostuvo Josefina. Destacó la “responsabilidad” de cubrir una necesidad de un ente como Ancap, organismo con el que se reúnen periódicamente para reportar avances. 

Para la estudiante resulta fundamental que esta línea de investigación la que, según dijo es “muy amplia”, pueda acceder a los apoyos económicos necesarios. A modo de ejemplo, señaló que para el procesamiento de los datos para el período de un año utilizados en esta etapa del relevamiento se invirtieron alrededor de 4 mil dólares y ahora se busca financiamiento para continuar.

“Para invertir en una nueva tecnología y basar todo un mercado sobre esto, se debe tener certeza de cuánta energía va a producir. En eólica todo esto pasa por la definición del potencial, saber cuánto viento hay. Por eso la investigación del potencial eólico es el corazón de una futura instalación de centrales eólicas puntualizó por su parte Weschenfelder.

En el mundo existen sistemas de medición con boyas que permiten obtener datos sobre la velocidad del viento cada 20 kilómetros. El trabajo que viene realizando el grupo de investigación de UTEC se centra en la utilización del modelo numérico de predicción del tiempo llamado “WRF”. Este modelo combina datos históricos de observaciones meteorológicas con modelos matemáticos, para de esa forma generar estimaciones precisas del estado pasado de la atmósfera en una escala global. En base a las condiciones atmosféricas se genera una grilla que detalla la velocidad del viento en intervalos horarios, permitiendo así evaluar el potencial eólico con alta resolución.

Sobre el avance del proyecto, Weschenfelder explicó: “hoy tenemos un mapa con un modelo de datos simulado con una resolución de 1 km. Es decir que cada 1 km en el territorio offshore uruguayo hay un punto en el que podemos indicar la velocidad del viento a una altura determinada”. El próximo paso consiste en “hacer la estimación de generación de energía a partir de estos datos”.
La simulación se viene realizando en todo el espacio uruguayo offshore. No obstante, Ancap ya identificó áreas que están destinadas a actividades de pesca o que son atravesadas por cables marinos, lo que convertiría a esos espacios en no aptos. Organismos como el Ministerio de Ambiente aportaron información para indicar qué zonas podrían habilitarse. Cotejados estos datos, Ancap concluyó que hay cuatro áreas “aptas” para un futuro parque eólico sobre el agua (identificadas en celeste en la imagen).

Las ventajas de la eólica marina son varias. Weschenfelder enfatiza: “cualquier punto offshore es mejor que onshore”.  En tierra hay diferencias de elevación, lo que afecta la intensidad de los vientos. “Los parques eólicos offshore cuentan con niveles de viento constantes, eso es bueno porque el aerogenerador no sufre sobrecargas” explicó. Si el viento que llega al generador es más fuerte en la parte superior que en la inferior, puede sufrir un desbalance, lo que a largo plazo reduce su vida útil. Además, en el mar se pueden instalar turbinas de mayor capacidad. En los sistemas offshore se pueden emplear aerogeneradores de hasta 15 megavatios por máquina, mientras que onshore alcanzan los 4 megavatios.

¿Dónde están los mejores vientos?

El mapa elaborado por UTEC muestra una grilla por colores. Se trata de la primera versión de mapa del potencial eólico en aguas territoriales uruguayas y los investigadores prevén continuar profundizando el trabajo para cuantificar de forma definitiva el potencial eólico y cumplir con un mayor periodo de validación, explicó De Almeida. A partir de estos datos y teniendo en cuenta las variables de los demás organismos, se pudo determinar que los parques eólicos marinos podrían ubicarse frente a  las costas de Rocha y Maldonado. Las áreas delimitadas están a 50 kilómetros de José Ignacio, a 42 de La Paloma y a 60 de Cabo Polonio.

Sobre la posibilidad de instalar parques eólicos offshore, De Almeida opinó que si bien Uruguay cuenta con el recurso disponible, “para tener una conclusión definitiva todavía es necesario avanzar en más etapas de la investigación, como un mayor período de simulación y validación de resultados”.

El trabajo fue presentado a ANCAP el lunes 2 de junio y la primera versión del mapa del potencial eólico en aguas territoriales uruguayas se presentó también en el marco de la Expo Uruguay Sostenible. Quienes se acercaron pudieron interactuar con una pantalla que permitió obtener información de la velocidad y dirección del viento haciendo clic en un punto cualquiera. Se incluyeron además las zonas de interés indicadas por Ancap.

Pie de foto: las zonas indicadas con la letra H refieren a las áreas delimitadas por ANCAP para eólica offshore. Las zonas amarillas son las de mayores vientos y se observa cómo en tierra los vientos son menores que en el mar.

¿Cuál es el vínculo entre la producción de hidrógeno verde y la eólica offshore?

Weschenfelder remarcó que “la viabilidad pasa por el levantamiento del potencial”. En general esta modalidad de producción de energía eólica en el mar es más cara que una central eólica tradicional. Combinar los proyectos de hidrógeno verde y eólica offshore es tendencia en el mundo debido a su alta demanda energética de fuentes renovables. 

Evaluar el potencial permitirá saber cuánto más se puede producir y eso servirá para determinar si la inversión es viable. 

El estudio del potencial es importante para atraer inversiones. “Queremos incluir esta serie de datos en un programa que realiza simulaciones de generación de energía y que podría ser introducido en modelos financieros. El Banco Mundial ha hecho un atlas mundial, con una resolución de tres kilómetros, menos precisa que la elaborada por nosotros, para desarrollar estos modelos” concluyó Weschenfelder.