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svg3INGENIERÍAECTRICAa través del aprendizaje de ENERASENERASRENOVABLESRENOVABLE

Por José Luis Rodríguez R.
Periodista
rodriguezjl@uninorte.edu.co

Investigación liderada por el grupo Sistemas Eléctricos de Potencia – GYSEL.

El futuro de las energías renovables no convencionales enfrenta grandes desafíos para ser realidad. Desde la academia se trabaja en diversas iniciativas para mejorar la generación, transformación y cultura de consumo.

A un costado de las gradas de la cancha de fútbol del Instituto Alexander Von Humboldt, en Barranquilla, varios jóvenes charlan acerca de la luz y el calor que genera el sol. El grupo, conformado por estudiantes y egresados del colegio, detalla con propiedad que se trata de “una energía producida al interior de la estrella, debido a una conversión energética” llamada fusión nuclear. Y que una parte de esta llega a la tierra en forma de calor, evapora el agua de los mares y genera lluvias que sirven para llenar represas.

Los jóvenes dialogan sobre las implicaciones de esta y otras energías renovables no convencionales en la región Caribe, alrededor de la primera planta de energía fotovoltaica implementada en un colegio de Barranquilla: diez paneles formados por materiales sensibles a la luz, que convierten la energía solar en energía eléctrica. La planta, distribuida en dos instalaciones, fue hecha por la Universidad del Norte.

“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma, como dice la primera ley de la termodinámica”, advierte Marco Pinzón, de noveno de bachillerato. “Por eso debemos prestar más atención a las energías limpias. La región tiene potencial para aplicar energía solar y eólica por los elevados niveles de radiación y los vientos alisios”, recalca Isabella Martínez, egresada de la institución y estudiante de primer semestre de Ingeniería Eléctrica de Uninorte. Marco asiente con la cabeza.

La escena es producto de un laboratorio de energías renovables, implementado desde 2017 por el departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Norte, bajo el programa de Proyectos de Ingeniería en Servicio a la Comunidad (EPICS por sus siglas en inglés) del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), la organización profesional más grande del mundo para el avance de la tecnología, con el apoyo de SIER Group, empresa formada por egresados de los programas de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Electrónica de la Universidad del Norte, Tecnoglass S.A. y el Club Rotario Barranquilla Centro, entidad que también fue fundadora del Instituto Alexander Von Humboldt.

La iniciativa no solo busca impulsar el estudio de la ingeniería eléctrica, sino también ser una escuela temprana para que jóvenes de la región puedan apropiar los conceptos de energías alternativas en beneficio de la comunidad. Con la planta, los jóvenes desarrollan clases de física para analizar cómo la energía es generada y transportada a través de los módulos de silicio cristalino, las diferencias entre los sistemas interconectados y aislados (basados en batería), y las viabilidades económicas de sus usos.

“Empezamos en 2016 con un semillero. Hoy vemos que cuatro de esos jóvenes están estudiando en la Universidad del Norte: tres en Ingeniería Eléctrica y uno en Electrónica, y sabemos que otros están estudiando ingeniería en otras universidades. Eso nos motiva porque decidieron estudiar ingeniería como proyecto de vida”, explica Gustavo Espitia, ingeniero electricista, profesor de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de Uninorte, mientras observa al grupo de jóvenes científicos.

Este logro, aunque podría parecer exiguo para cualquier otra carrera académica o de ingeniería, busca mitigar una difícil realidad: en Colombia hay una baja demanda de la carrera ingeniería eléctrica por parte de los bachilleres, que se alinea a una tendencia iberoamericana. Una situación contraria a las necesidades nacionales, donde el desarrollo energético con respecto a los recursos disponibles requiere nuevos profesionales en el área.

▲ Grupo de estudiantes del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, junto al profesor Gustavo Espitia, visita el Laboratorio de Energía Solar de la Universidad del Norte.

Apuesta por las nuevas energías

Jorge Fajardo Molinares, profesor de Ciencias Naturales y Física del colegio, explica que por medio del laboratorio se exige a los estudiantes una aproximación a la investigación, explorando campos que les han permitido participar en escenarios nacionales como Expociencias de Colciencias. Los diez paneles son distribuidos en dos instalaciones: una interconectada con la red de Electricaribe que suministra energía a un área de la institución, en la que se puede hacer monitoreo de este tipo de operación, y otra aislada, en la que los estudiantes tienen más libertad para hacer experiencias de laboratorio.

“Dentro de los laboratorios trabajamos física eléctrica, la cual está enfocada en cuestiones de corriente eléctrica y magnetismo. Nos hemos enfocado en la parte de corriente eléctrica, trabajando la ley de Ohm (ley básica de los circuitos eléctricos que dice que la corriente que pasa por los conductores es proporcional al voltaje aplicado en ellos). En la parte de astronomía hemos estudiado aproximaciones de la posición del sol. Tenemos dos paneles movibles que nos permiten practicar con ángulos donde la radiación solar se produce de manera directa en el panel”, manifiesta el docente, a pocos metros de sus estudiantes.

En ese momento Isabella ratifica que la experiencia en el laboratorio y la guía del profesor Fajardo forjaron las bases necesarias para optar por una carrera de Ingeniería Eléctrica.

“Me ha llevado lejos, es la carrera que deseo estudiar”, enfatiza la joven barranquillera mientras el resplandor en los paneles frunce su mirada. La misma que la profesora Ingrid Oliveros, del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de Uninorte, mantiene cuando les explica a sus estudiantes el aprovechamiento del potencial energético de la región, en el Laboratorio de Energía Solar de la universidad. “La apuesta es volvernos líderes y que nuestros estudios sean tenidos en cuenta en el panorama nacional y mundial, para lo cual estamos trabajando en diversos proyectos en torno a estas nuevas energías renovables. No es nueva a nivel mundial, pero sí en Colombia, donde empezamos a tener la inclusión de las renovables en el sistema”, declara Oliveros, magíster y doctora en ingeniería eléctrica.

El decreto 0570 de 2018, expedido por el Ministerio de Minas y Energía no establece los pormenores y especificidades del tema, pero sí los lineamientos básicos para diversificar la matriz energética de Colombia, de cara a la adaptación del país al cambio climático y a las responsabilidades que ha adquirido en pactos internacionales, como la Cumbre del Clima de París, donde se comprometió a una reducción del 20 % en emisiones de gases de efecto invernadero para 2030. Entre sus objetivos, la ordenanza busca fortalecer la resiliencia de la matriz de generación de energía eléctrica ante la variabilidad y cambio climático, creando nuevas fuentes de energía, es decir, con una diversificación del riesgo.

NUESTRO OBJETIVO ES EVALUAR Y DISEÑAR SISTEMAS, ESTABLECIENDO QUÉ CANTIDAD DE ENERGÍA PUEDE PENETRAR CADA UNO EN LOS DIFERENTES ESCENARIOS, DE TAL FORMA QUE SE CONSERVE LA CALIDAD DE LA OPERACIÓN Y LA ENERGÍA ELÉCTRICA LLEGUE A LOS USUARIOS SIN MAYOR INCONVENIENTE

Aprovechar el potencial energético

El interés del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica se da también por la entrada de las energías renovables no convencionales en sus diferentes modos: eólica, producida por el viento; solar fotovoltaica, generada por la luz de los rayos del sol; biomasa, dada de la materia orgánica de animales y plantas; o incluso undimotriz, proveniente de las olas del mar. La región Caribe ofrece un gran potencial energético en estos recursos, y la Universidad del Norte se ha volcado a trabajar en estos tópicos de investigación.

“Nuestro objetivo es evaluar y diseñar sistemas, estableciendo qué cantidad de energía puede penetrar cada uno en los diferentes escenarios, de tal forma que se conserve la calidad de la operación y la energía eléctrica llegue a los usuarios sin mayor inconveniente”, argumenta la profesora Oliveros.

Para eso, los investigadores de Ingeniería Eléctrica y Electrónica implementaron una red de distribución que emula físicamente el sistema de prueba de 13 nodos del IEEE, donde estudian la entrada de recursos renovables a la red y la compatibilidad entre diferentes fuentes de energía. Esta red se encuentra en el Laboratorio de Microrredes de Uninorte y hace parte de un proyecto cofinanciado por Colciencias, que trabaja un sistema híbrido que interconecta diferentes tipos de energías convencionales y no convencionales para alimentar cargas.

Se puede decir que incluye doce módulos o nodos de distribución como los que hay en la cuadra de un barrio, como doce postes de energía que distribuyen energía a casas o negocios. Cada uno de ellos representa una de las cargas que puede tener un sistema de distribución, unas con mayor o menor potencia. También dispone de un sistema de circulación de agua que funciona como una planta de control de procesos de un acueducto.

“El proyecto está enfocado en correcciones donde el servicio eléctrico que se presta no es el mejor, como en la región Caribe. La idea es proponer una solución donde se aprovechen al máximo las posible fuentes de energía renovable, y busca disminuir el consumo de la red eléctrica para beneficiar al usuario final”, afirma Loraine Navarro Estrada, estudiante de la maestría en Ingeniería Electrónica e investigadora del proyecto,mientras acciona varios botones de la red y trata de tener calidad en la energía con las diferentes fuentes a su disposición. Cambia de una a otra, al tiempo que comprueba que la luz de una bombilla no titile, es decir, que no se corte el flujo energético.

Frente a la microrred charlan estudiantes de maestría y doctorado en Ingeniería Eléctrica y Electrónica con profesores investigadores del departamento. El grupo no solo conversa sobre las implicaciones económicas y ambientales de las energías renovables no convencionales, sino de la importancia de que las nuevas generaciones de estudiantes e ingenieros, como Isabella Martínez, se formen para usar estas energías en pro del desarrollo de la costa Caribe y el país.

▲ Loraine Navarro Estrada, estudiante de la maestría en Ingeniería Electrónica, manipulando la red de distribución energética.

 

 

 

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