Parque Eólico Experimental
Los Canarreos
Por
María del Carmen Delgado González*
Primer parque eólico
de la Revolución Energética.
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Como parte de la Revolución Energética y como resultado de la voluntad política del Estado, anunciada por el Comandante en Jefe Fidel Castro, de impulsar el uso de la energía eólica, en abril de 2005 se inició un programa con la creación del Grupo de Trabajo para el Impulso de la Energía Eólica, conducido por el Consejo de Estado, con los objetivos siguientes:
• Instalar parques eólicos de prueba para asimilar las tecnologías y valorar su adaptación a las condiciones climáticas cubanas.
• Capacitar al personal técnico y de dirección para la etapa inicial y posterior desarrollo.
• Caracterizar el potencial energético eólico en todo el país, midiendo la velocidad del viento a varias alturas para identificar las zonas más ventajosas .
• Conocer las tendencias mundiales de crecimiento y desarrollo de diferentes tecnologías eólicas y establecer vínculos de colaboración con países como China e India, con programas para impulsar el uso de esta fuente renovable de energía.
El primer fruto del trabajo y esfuerzos de ese Grupo ha sido el Parque Eólico Experimental Los Canarreos, que fue precedido por el pequeño parque eólico demostrativo de 0,45 MW en la isla de Turiguanó, Ciego de Ávila, en operación desde marzo de 1999.

Mapa del área de los Canarreos. Infografía: Periódico Juventud Rebelde.
El parque Los Canarreos consta de seis aerogeneradores (o turbinas eólicas) de 275 kW de potencia nominal unitaria, de la compañía francesa Vergnet. Estos aerogeneradores son abatibles (únicos de su gama en el mercado), lo que significa que ante la amenaza de un huracán las torres que soportan las góndolas pueden ser bajadas hasta el nivel del terreno en 45 minutos, para garantizar su protección.
Criterios para la selección de la tecnología eólica
Por estar ubicada la Isla de la Juventud en una región de frecuente paso de ciclones tropicales y ser azotada por al menos uno casi todos los años, se decidió probar la efectividad de la tecnología «anticiclónica» desarrollada por Vergnet S.A., que básicamente consiste en el empleo de un aerogenerador ligero de Clase IV, según IEC 61400-1 (1999), instalado sobre una torre abatible, y cuya maniobra de abatimiento y fijación (aseguramiento del conjunto) se realiza en menos de una hora. Además de esta cualidad, que permite la supervivencia de las máquinas durante el embate de huracanes, otras ventajas de esta tecnología para las condiciones de la Isla son:
• Los aerogeneradores cuentan con un rotor de 32 m de diámetro, 4 m más que el modelo estándar para vientos de velocidades altas (Clase I), por lo que aumenta el área de captación de energía y los hace adecuados para sitios de vientos bajos a moderados.
• Por su potencia nominal unitaria mediana (275 kW) y la pequeña cantidad de
unidades (6), la potencia total del parque no rebasa 10% de la demanda promedio total de la Isla (alrededor de 16 MW), y se ajustará de modo flexible a la operación del sistema eléctrico, así como al aumento de la potencia instalada en nuevos grupos electrógenos; esto permitirá evaluar su efectividad como complemento a la generación convencional y definir la potencialidad para crecer en función de elevar la penetración eólica futura, sin comprometer la estabilidad de la red local prácticamente en ninguna condición de operación.
• Las líneas navieras de Europa no tocan el puerto de Nueva Gerona, entre otras causas, porque no dispone de calado suficiente. Para la transportación de las grandes cargas de los aerogeneradores convencionales de mediana a gran potencia se requeriría una complicada logística usando medios de izaje y transporte especiales para mover el equipamiento por tierra desde el puerto de La Habana al de Batabanó, de allí en patanas hasta Nueva Gerona y nuevamente con medios especiales hasta el emplazamiento de destino. El uso de aerogeneradores Vergnet permite el uso de medios de transporte e izaje comunes para manipular sus componentes en contenedores estándar, lo que reduce los costos.
• Esta tecnología simplifica otros aspectos logísticos. Para el montaje de los aerogeneradores Vergnet es suficiente disponer de una grúa telescópica de 20 toneladas, siendo innecesario emplear grúas de gran capacidad; no se requiere de acondicionamiento especial de los viales para soportar grandes cargas o componentes de mucha longitud que exijan amplios radios de curvatura, por lo que se facilita el desplazamiento a través de la ciudad de Nueva Gerona y por terraplenes.

Llegada de los suministros al puerto de La Habana.
Características generales del parque
El Parque Eólico Experimental Los Canarreos instalado en la Isla de la Juventud, de
1,65 MW, cuyo inversionista es la Empresa Eléctrica de la Isla de la Juventud, de la Unión Nacional Eléctrica (UNE), destinado a la generación de energía eléctrica conectado a la red local, se ubica en una zona de relieve llano levemente ondulado, próxima al río Guayabo, en dirección hacia la costa este de la Isla, de la que lo separan unos 1 000 m (distancia promedio estimada), en tanto que se halla a una distancia por carretera de aproximadamente 35 km de la Central Electro-Diesel (CED) de Nueva Gerona, a unos
10 km del poblado de Santa Fe y a unos 4 km del poblado La Reforma.
La zona de emplazamiento se caracteriza por vientos moderados con velocidad promedio anual de 5 m/s a 50 m de altura, y rumbos predominantes del ENE al ESE.
Se estima que los cerca de 1 800 MWh anuales que generará, ahorrarán unas 450 toneladas de combustible fósil y evitarán emitir a la atmósfera 1,530 toneladas de CO2.
Este Parque ocupa una extensión aproximada de 535 m de Norte a Sur y 450 m de Este a Oeste, y consta de los objetos de obras siguientes:
• Seis turbinas eólicas (aerogeneradores) Vergnet GEV-MP 32/275 con 32 m de diámetro del rotor, potencia nominal de 275 kW, con torre abatible de 55 m de altura y sistema anticiclónico de abatimiento y fijación al terreno.
• Centro de Control con subestación de enlace a la red local autónoma o Sistema Diesel-Eléctrico de la Isla.
• Torre meteorológica (anemométrica).

Perforación para un anclaje.
Debido a que al decidirse el despliegue del Parque no se disponía de un análisis detallado del patrón de los vientos que incluyera la caracterización de la rosa energética
(o distribución anual de la energía del viento por rumbos en los diferentes meses del año), se decidió lo siguiente:
a) Los aerogeneradores se ubicaron en una sola fila de seis unidades, orientada de Norte a Sur, tomando en consideración que según el Mapa Eólico Preliminar elaborado por el Centro Meteorológico de la Isla de la Juventud, el rumbo predominante de los vientos en el período seco (de noviembre a abril) es del Noreste al Este, en tanto que en el período lluvioso (de mayo a octubre) es del Sureste al Este.
b) La distancia entre ejes de las torres de los aerogeneradores es aproximadamente de tres (3) diámetros del rotor (tomándose como distancia media 100 m). Por ello, la orientación de las filas de Norte a Sur minimiza la posibilidad de que se produzcan pérdidas de captación de energía por efectos de estela significativos entre los rotores de las máquinas, en diferentes períodos del año.
c) La altura de las torres cónicas tubulares de acero es de 55 m sobre el nivel del terreno.

Pruebas de tracción a anclajes.
Cada unidad se conecta a la red interior del Parque a través de un transformador individual 690 V/33,8 kV, situado inmediatamente adyacente a su torre dentro de un armario. Cada unidad cuenta, además, con una batería de condensadores para la corrección del factor de potencia mediante la compensación de la energía reactiva.
La red interior del Parque se conecta a la red eléctrica local de 33 kV nominal, a través de una subestación de enlace que cuenta con un interruptor general de desconexión y protecciones, y que se ubica en un local del Centro de Control.

Refuerzos para fundir las cimentaciones de hormigón.
Descripción de los aerogeneradores
Los seis aerogeneradores Vergnet GEV MP 32/275 tienen las características técnicas principales siguientes:
• Aerogeneradores abatibles de eje horizontal, bipalas, de velocidad de rotación fija y paso de palas variable (regulación pitch) con cubo oscilante, con multiplicador de velocidad (tipo planetario) y orientación pasiva (rotor viento abajo, con accionamiento mecánico solo para corrección de enrollamiento de cables).
• Doble velocidad de rotación, contando con dos generadores asincrónicos tipo jaula de ardilla que se conectan en cascada: un generador para baja potencia hasta 75 kW que gira a velocidad nominal de 1 206 rpm, y que se conecta a vientos bajos; otro generador para alta potencia que asimilará el trabajo en el rango entre 75 y 275 kW, girando a una velocidad nominal de 1 811 rpm, funcionando en condiciones de vientos altos.
• Clase IV (referida a su resistencia a varios parámetros del viento) según la Norma Internacional IEC 61400-1 Ed.2 (1999).
• Velocidad de diseño máxima con la góndola a 55 m de altura, en posición izada: 42,5 m/s (153 km/h).
• Velocidad absoluta de supervivencia en posición abatida: 85 m/s (306 km/h).
• Potencia nominal: 275 kW.
• Velocidad de arranque: 4 m/s (14,4 km/h).
• Velocidad de potencia nominal: 13 m/s (46.8 km/h).
• Velocidad de salida (frenado): 20 m/s (72 km/h).
• Diámetro del rotor: 32 m (seleccionado para vientos bajos, con velocidad promedio anual hasta 6 m/s).
• Velocidades de rotación: 31 o 46 rpm (según el generador conectado).
• Área barrida por el rotor: 805 m2.
• Longitud de una pala: 15,65 m.
• Peso de una pala: 750 kg.
• Peso de la góndola: 7 200 kg.
•Torre: Tubular cónica de acero galvanizado, arriostrada en dos niveles, abatible, con altura total de 55 m sobre el nivel del terreno, formada por cinco tramos emboquillados, de 11,8 m de largo promedio, peso unitario máximo de 3 200 kg y un peso total de 13 500 kg.
Los seis aerogeneradores abatibles Vergnet GEP MP 32/275 que se instalaron en el Parque Eólico Experimental Los Canarreos emplean un sistema de anclajes aislados, ubicados en forma de cruz, cada uno de los cuales cuenta con uno o más «clavos» o barras de acero con un diámetro máximo de 73 mm, insertadas en barrenos de profundidad variable (no menor de 5 m), según las características del suelo, rellenados con un mortero de cemento y agua que actúa como elemento de fijación por tracción-fricción. Sobre estos clavos se funden pequeñas bases de hormigón que contienen los herrajes de anclaje a los que se fijan los cables de arriostre de la torre.
 
Montaje de los aerogeneradores e izaje de los aerogeneradores.
Uno de los anclajes es el soporte de un bloque de poleas que junto a otro fijado al extremo de una pértiga o flecha de izaje, constituye el polipasto que es accionado por un cabestrante o güinche hidráulico para el izaje y abatimiento del conjunto torre-aerogenerador.
Experiencias organizativas
Todos los proyectos de parques eólicos requieren de un esquema logístico similar, pero por ubicarse esta instalación en la Isla de Juventud, donde se adiciona la complejidad de la transportación por vía marítima (cabotaje en patanas) de gran parte del equipamiento para los estudios y las obras, los aerogeneradores y demás suministros, así como ser necesario el traslado de algunos de los recursos humanos, se realizó un estudio preliminar detallado de organización logística para la obra, con el fin de cumplir el cronograma propuesto.

Preparados para la inauguración del Parque
Eólico Experimental Los Canarreos.
Para organizar la ejecución del proyecto del parque Los Canarreos el equipo cubano de ingeniería se apoyó en el estudio de varias experiencias anteriores propias o referencias externas disponibles. Las más importantes son las siguientes:
• Parque eólico demostrativo de 0,45 MW en la isla de Turiguanó.
• Propuesta de parque eólico de 5 MW para cayo Coco.
• Parque eólico de 19,5 MW en Jepírachi, Colombia.
• Parque eólico de 20,7 MW en Wigton, Jamaica.
La experiencia internacional muestra que cualquier proyecto eólico demora en ejecutarse no menos de dos años y medio desde que se concibe y gestiona hasta su puesta en marcha. El proyecto de Los Canarreos se ejecutó en un año, y esto se debió a la seriedad y profesionalidad del personal técnico que trabajó, y al análisis previo del plan o cronograma de logística elaborado antes de comenzar la ejecución del proyecto y la construcción del parque por los coordinadores del Proyecto, el Grupo Eólico Nacional y la DIP Eólica de la Isla de la Juventud (Organización Básica Eléctrica de la Isla de la Juventud), junto con los especialistas de la compañía Vergnet.
El análisis de logística y organización del proyecto previó todas las afectaciones que pudieran ocurrir, considerando que el equipamiento especializado que se emplearía debía ser llevado desde la isla grande hacia la Isla de la Juventud por no existir en ese territorio. Los suministros fueron trasladados por carretera desde La Habana hasta Batabanó, y desde allí mediante patanas a Nueva Gerona en la Isla de la Juventud (Tabla 1).
Tabla 1. Hitos más importantes del proyecto
del Parque Eólico Experimental Los Canarreos

Empresas cubanas vinculadas al Proyecto
El parque de Los Canarreos es resultado del esfuerzo conjunto del Gobierno y la Empresa Eléctrica del territorio, y de todos los organismos y empresas que se citan en la tabla 2, vinculados directamente al Programa Eólico Cubano. Fue inaugurado el 24 de febrero
de 2007 por Carlos Lage Dávila, Secretario del Comité Ejecutivo y Vicepresidente del Consejo de Ministros, y Yadira García Vera, ministra de la Industria Básica.
Tabla 2 Empresas cubanas vinculadas al Proyecto
del Parque Eólico Experimental Los Canarreos

Resultados
El primer parque eólico de la Revolución Energética, Los Canarreos, ya genera sus primeros megawatt, y junto con ellos comienza a aportar valiosos resultados:
• Nuevas e importantes experiencias en la organización y logística de este tipo de inversión.
• Aceleración de la formación de especialistas, para asimilar las tecnologías eólicas.
• Nuevas experiencias referidas a la operación y mantenimiento, y especialmente en la integración de un parque eólico a una red eléctrica autónoma.
• El aporte energético, con el consiguiente ahorro de combustible fósil para generar electricidad, evitando la emisión de gases a la atmósfera.
• Ante la amenaza de huracanes también se podrá adquirir experiencias sobre la prevención o atenuación de sus efectos, para este tipo de máquinas.
* Ingeniera Civil. Especialista de Eco-Sol Solar, la UNAICC y CUBASOLAR.
Integrante del Grupo Eólico Nacional.
tel.: (537) 2043116 y 2046011.
e-mail:mari@solar.copextel.com.cu |