Futuros ingenieros eléctricos le apuntan a las energías renovables

Mientras Colombia y el mundo en general realiza el tránsito de la dependencia del petróleo hacia el uso de energías renovables, los proyectos de grado de nuestros futuros ingenieros eléctricos se han encaminado en ese sendero tan importante para el desarrollo sostenible. La presentación de los trabajos se realizó el lunes 23 de mayo.

Actualmente existen altos costos asociados al uso de la red de distribución de energía para alimentación de las lámparas de alumbrado público. Estos generan impuestos que representan una gran proporción de las tarifas que cada hogar debe pagar mensualmente.

Teniendo esto en cuenta, los estudiantes Osvaldo Cabeza y Omar Rodríguez presentaron un diseño de una lámpara LED de bajo consumo para exteriores utilizando energía renovable, que sea independiente a la red eléctrica y disminuya radicalmente los costos de operación de cada lámpara. “La lámpara ahora va a depender de una fuente como el sol, la cual no tiene costo alguno”, explicó Rodríguez, durante la sustentación de proyectos de grado del programa de Ingeniería Eléctrica.

Rodríguez y Cabeza afirman que su proyecto buscará reducir por lo menos en un tercio la cantidad de potencia demandada en la funcionalidad de una lámpara, lo que los jóvenes esperan que se traduzca en una disminución de impuestos que a su vez permita utilizar el dinero ahorrado en obras de infraestructura que necesita Barranquilla.

El proyecto se enfoca en parques y zonas verdes de la ciudad y se busca que la eficiencia lumínica de la lámpara sea lo más alta posible con la menor potencia, manteniendo los estándares de luminosidad que exige el Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público (Retilap).

Los jóvenes propusieron una estructura que trabaja con una corriente de 12 voltios y tiene tres metros de altura. Esta consiste en un tubo conduit con una base de neumáticos reciclados, que además de ofrecer protección, en su interior tienen unas varillas de metal que sostienen el tubo. La luminaria consiste en una serie de luces LED en una cabeza de aluminio reciclado similar al de una caja de galletas atornillada a un disipador de calor.

Estas se cargan a través de un panel solar fotovoltaico y una batería recargable, aunque los jóvenes admiten que el panel actualmente es “sobredimensionado” y podría ocupar menos área si se complementa con energías como la eólica.

Además, la estructura incorpora un sistema que permite repeler mosquitos y otros insectos que transmiten enfermedades.

“Al ser materiales reciclables que no se corroen a pesar del tiempo, primero pudimos atacar el aspecto ambiental, también abordamos un ámbito social, ya que al ser de bajo costo se podría aplicar en sectores donde no hay alumbrado y por ende más inseguridad; y tercero, el factor económico en la reducción de impuestos”, afirma Rodríguez.

“Por lo menos 420 000 personas en Colombia no tienen energía eléctrica en sus hogares y de esos por lo menos 220 000 no tienen oportunidad alguna de interconectarse al sistema nacional. Eso implica que este proyecto tiene una gran importancia para estas personas, ya que podrían de cierta forma independizarse del sistema de redes y contar con estas lámparas en sus hogares o alrededores”, sostiene a su vez Cabeza, agregando que el proyecto es una forma de incentivo para que las personas se acojan a las energías renovables. “Estas energías son reales y son algo que todos podemos a empezar a usar”.

Aumentar la eficiencia de equipos con energías renovables

Uno de los mayores costos asociados a la utilización de sistemas fotovoltaicos es su proceso de lavado, en ocasiones engorroso, pero siempre necesario, ya que sin este la suciedad en los paneles solares puede generar gran afectación sobre el funcionamiento del sistema.

En ambientes costeros como Barranquilla, a raíz de la suciedad se puede presentar una disminución de entre el 3 y 40% en la potencia eléctrica. Esto puede tener implicaciones financieras importantes que pueden tornar inviable el uso del sistema, de igual modo que el gasto excesivo en agua para la limpieza del mismo.

A raíz de lo anterior, los estudiantes Juan Camilo Romero y Juan David Diazgranados, diseñaron un software que define los periodos de lavado de módulos de paneles solares, con el fin de optimizar sus procesos de limpieza.

A través de experimentos realizados en el laboratorio de energías renovables de la Universidad del Norte, los estudiantes determinaron cuál es la tasa de ensuciamiento y cuánto es la disminución en la potencia eléctrica que puede tolerar la universidad en sus tres módulos fotovoltaicos (cada uno con 16 paneles solares), con el fin de disminuir los costos de limpieza.

“En la universidad la disminución tolerada es del 7%. A través de la herramienta planteada, al introducir este dato y la tasa de ensuciamiento, se determinó que el lavado debe ser cada 81 días para evitar que la disminución de eficiencia sea mayor a 7%”, explica Romero, quien agregó que la herramienta además de tener grandes implicaciones para la institución, puede tener aplicabilidad en cualquier otro sistema a nivel local y con un ambiente similar al de Barranquilla.

Protección contra sobretensiones para electrodomésticos

El uso de energías renovables no exime a los equipos de recibir grandes cantidades de corrientes por una sobretensión generada por descargas atmosféricas. Por ello, los estudiantes Gina Muñoz y Andrés Lizarazo diseñaron un dispositivo de protección para electrodomésticos de baja potencia, llamado ‘Spark Road’.

Este dispositivo es capaz de identificar la sobretensión, permitir que la corriente pase a través de este y desconectar el electrodoméstico, de tal manera que nunca perciba la sobretensión ni reciba los daños asociados a la misma.

El prototipo que construyeron posee una señalización con luces LED verde y roja, que indica si el electrodoméstico está funcionando perfectamente o si ocurrió una sobretensión y se va a desconectar.

“De los elementos que ya existen en el mercado, encontramos que los elementos que la gente del común utiliza no son los adecuados, pues su función no es exactamente proteger contra sobretensiones”, indica Muñoz, refiriéndose a los tradicionales reguladores de tensión o estabilizadores.

“Estos intentan estabilizar la tensión pata que recibas, lo que normalmente sale del tomacorriente, pero no te protegen, porque ellos no te van a desconectar el electrodoméstico cuando ocurra la sobretensión. Nuestro dispositivo tiene un circuito de conexión-desconexión para ese fin”.

Lizarazo agrega que los dispositivos con esa funcionalidad son ligeramente más costosos y no se compran para ser instalados en hogares, por lo que su objetivo es llevar Spark Road al público en general.

El papel de las energías renovables

Carlos Pantoja, presidente del capítulo Atlántico de la Asociación Colombiana de Ingenieros Eléctricos (ACIEM), quien sirvió como jurado en la sustentación de proyectos de grado, destaca la importancia de la vinculación de la academia a los cambios que están sufriendo el país y el mundo.

“Estamos saliendo de un proceso larguísimo e dependencia del petróleo y estamos entrando a un proceso de considerar las energías renovables como un punto importante del desarrollo futuro. Eso significa que estos proyectos nos permitirán pensar en nuevas condiciones, desprendiéndonos de esta cantidad de elementos que han golpeado fuertemente el medio ambiente, aseguró Pantoja, añadiendo que pudo apreciar en los proyectos presentados, “no solo tareas académicas sino también grandes proyectos de desarrollo industrial”.

“Es muy difícil conseguir un patrocinador de proyectos de este tipo, pero si las propuestas no se dan, tampoco se da el patrocinio. Por eso es importante que se sigan realizando este tipo de propuestas desde la universidad”, comentó.

Por Andrés Martínez Zalamea