¿Qué hacer con un molino viejo que ya no puede generar energía con viento?

Un molino capaz de generar energía con el viento, conocido también como aerogenerador, no produce por siempre. Como toda máquina, tiene una vida útil que suele rondar los 20 años pero que en los últimos los costos de mantenimiento pueden hacerse cuesta arriba en la ecuación. 

Una docente de Ingeniería en Energías Renovables de UTEC, Franciele Weschenfelder,  investigó sobre las estrategias de fin de vida útil de una central eólica, tema que ya enfrenta Brasil y con el que pronto deberá lidiar Uruguay. El trabajo fue publicado en febrero en la revista Renewable & Sustainable Energy Reviews, una de las más importantes en esta área y referencia para energías renovables. 

Cuando Weschenfelder comenzó el estudio estaba trabajando en una empresa de centrales eólicas y solares en Brasil. Esta se enfrentaba al desafío de tener que renovar un contrato de mantenimiento de aerogeneradores con 12 años de vida útil llegando a su límite. El costo del mantenimiento era alto, entonces ¿sería la mejor opción sustituir los aerogeneradores por nuevos?

“Es como comprar un auto cero kilómetro. Al principio todo está bien pero pasan los años y hay que cambiar algunas cosas. Hay un punto en el que hay que analizar también si conviene sustituirlo, cambiarlo por otro. Esto es lo que hay que hacer con las centrales eólicas que funcionan las 24 horas y 7 días a la semana”, dijo la ingeniera Franciele Weschenfelder, docente adjunta en el Área Energía Eólica de Ingeniería en Energías Renovables de UTEC , que desarrolló una metodología de análisis para estudiar este tema y tomar las mejores decisiones. Oriunda de Río Grande do Sul en Brasil, ahora vive y trabaja en Durazno. En su doctorado se ha especializado en cómo complementar fuentes de energía solar y eólica y la docencia e investigación estuvieron siempre entre sus metas.

Interés Regional

Superado ya aquel prejuicio de que no se podría depender de la energía eólica por su gran variabilidad, hoy hay parques eólicos en todo el mundo. De hecho Uruguay es el segundo país del mundo con mayor incorporación de energías renovables en su matriz energética, solo superado por Dinamarca, y la mayor parte de ella es eólica. Son los países pioneros, los que instalaron hace más de una década los aerogeneradores, los que ahora se están comenzando a enfrentar el desafío de qué hacer cuando estos envejecen y cumplen su vida útil, un tema álgido que habla de cientos de miles de dólares de inversión en el caso de elegir un recambio. El tema le llegará, tarde o temprano, a países de primer mundo y a los que aún están en vías de desarrollo por igual, por eso es un tema de estudio. 

“Antes todo era inicio, era nuevo, empezaron a instalarse las centrales eólicas y esta energía subió muy rápido pero ya estamos llegando a centrales de 12 años y 15 años en la región y teniendo que empezar a tomar decisiones importantes”, comentó Weschenfelder.

Las opciones de futuro y el mejor camino

Entonces, ¿cuáles son las opciones para estas centrales que están llegando al límite de su vida útil? Weschenfelder comenta que hay tres opciones: 

La primera es sacarlas, subastarlas y colocar nuevas, un proceso llamado repotenciación. En este caso se aprovecha la caminería y la instalación eléctrica que ya la zona tiene y los estudios de impacto ambiental ya relevados, algo no menor. Hace más de una década se solían instalar aerogeneradores con 80 metros de alto y hoy las turbinas pueden llegar a los 150 metros. Tienen mayor capacidad de generar energía, lo que mejoraría el rendimiento de la planta.  De todos modos, demanda una inversión de cientos de miles de dólares. 

La segunda es la extensión de la vida útil y se hace cambiando algunos componentes que permitan extender el uso del aerogenerador a 25 años o 30. Una planta de energía eólica con buenas estrategias de mantenimiento preventivo puede ver prolongada su vida útil y aumentar la generación de electricidad y para lograrlo se controlan  datos de temperatura, de vibraciones e información de todos los componentes. 

La última opción es desmantelamiento, que consiste en retirar la central y dar el destino correcto a los materiales. 

“En España están todos investigando estas posibilidades. Hay centrales que hicieron repotenciamiento, que sustituyeron turbinas. También en Alemania hubo casos así y otros de extensión de la vida operativa con soluciones mixtas”, comentó la investigadora.

Resultados del análisis de la docente de UTEC

El parque eólico analizado por Weschenfelder está ubicado en el nordeste de Brasil en una zona única en el mundo en el que el viento sopla más o menos a la misma velocidad todo el año y lo hace en una sola dirección, algo positivo para el buen funcionamiento de las turbinas. Allí la tarifa de energía es alta, hubo problemas de renovación de los contratos de mantenimiento y oportunidades de recambio de las turbinas. Los contratos de venta de energía se hicieron a 20 años en Brasil y con un parque de 12 años de vida, la disyuntiva estaba en sin firmar contratos de mantenimiento por un año, cinco o diez años y qué hacer con los aerogeneradores que ya daban problemas en palas  y cajas de engranajes, entre otros. 

El análisis económico fue realizado junto con un análisis de sensibilidad. Temas como créditos de carbono, flujos de caja, todo fue tomado en cuenta y analizado y el trabajo incluye análisis de los posibles escenarios futuros si se toman distintas decisiones. “Ejecutamos  más de 1.400.000 escenarios posibles y de este análisis se desprende que la variable más relevante para decisión de qué estrategia seguir es la tarifa de energía a la que el parque vende lo que produce”, contó la ingeniera. En conclusión,  en la central eólica analizada, la mejor estrategia desde punto de vista económico  sería un “repotenciamiento”, es decir, cambiar todos los aerogeneradores. Esta conclusión se ajusta a esta planta de energía eólica, lo relevante es que este tipo de análisis puede ser tomado como experiencia y aplicado a distintos parques eólicos ya sea en Brasil, Uruguay u otros países y de esta manera poder aprovechar  la metodología de análisis desarrollada por la investigadora.

“Este es un tema de interés también para los compradores de energía, no solo para los dueños de los parques eólicos porque analizamos escenarios para el mercado de la energía eléctrica”, destacó Weschenfelder.

El futuro

“Estoy muy contenta de haber podido estudiar este caso en Brasil y con ganas de empezar un estudio similar en Uruguay tanto en el aspecto económico como técnico. Y UTEC cuenta con toda la infraestructura, softwares,  equipos y los conocimientos para iniciar este estudio aquí”, dijo Weschenfelder que ya maneja algunas opciones de casos de estudio locales para 2022. 

Actualmente Weschenfelder junto a un equipo de UTEC están investigado con apoyo del Fondo Carlos Vaz Ferreira de ANII estrategias para obtener datos de calidad y analizar el comportamiento de parques eólicos, algo que resulta “extremadamente importante a la hora de planificar actividades de mantenimiento de las turbinas”, explicó.