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CIENCIA HECHA EN ARGENTINA

4 de octubre de 2021

Energías Renovables: el desafío de cambiar la matriz eléctrica para proteger al planeta

Para cumplir con sus compromisos climáticos, Argentina debe transformar su matriz eléctrica hacia las fuentes limpias de energía. Hoy implican más del 10% de la demanda y deben llegar al 30% en esta década. Qué desarrollos tecnológicos llevan adelante universidades, empresas y centros de investigación aprovechando recursos como el sol, el viento, el hidrógeno, los desechos del sector agrícola y las olas marinas.

A mediados de agosto, la generación energética de fuentes renovables en Argentina alcanzó un récord del 24% de la demanda total, aunque el promedio anual se sitúa en el 10%. Cambiar la matriz eléctrica, actualmente basada en un 85% de combustibles fósiles, hacia fuentes limpias de energía, es una de las vías más rápidas de reducir emisiones de gases de efecto invernadero (la otra es frenar la deforestación).

Argentina presentará ante la próxima Cumbre Climática que se realizará en Glasgow, Escocia, del 1 al 12 de noviembre, un compromiso de llegar al 30% de participación de renovables en su matriz eléctrica para 2030. Para esto, el país no solo cuenta con su posición geográfica y recursos naturales variados y abundantes (sol en el Norte, viento en la Patagonia, biomasa proveniente de cultivos, industria forestal o residuos urbanos en el centro del país y la potencia del mar en su litoral atlántico) sino con conocimientos y desarrollos tecnológicos propios, que permiten adaptar dispositivos y soluciones a las necesidades de cada región.
 

Ciencia hecha en Argentina: Energías Renovables (Edición de video: Ana Almaraz/Télam)



La Ley 27.191 de Energías Renovables (sancionada a fines de 2015 y reglamentada en 2016)estableció el primer marco legal y de impulso a este tipo de energías. Luego vinieron las licitaciones del programa Renovar para la instalación de grandes parques eólicos y solares (las tecnologías más maduras y costo eficientes hasta el momento), con cuantiosas inversiones y tecnologías extranjeras.

Sin embargo, este modelo, que concentra capital y rentabilidad en pocas manos, empezó a frenarse en 2018, cuando cambiaron las condiciones de financiamiento de los proyectos. “Aquellos que consiguieron financiación y empezaron a construirse antes de 2018, continuaron o ya están entregando energía al sistema. El resto quedó en veremos”, apunta Marcelo Álvarez, director ejecutivo de la Cámara de Energías Renovables (CADER).

El momento parece propicio para impulsar proyectos con tecnología y mayor integración de componentes locales. “Existen interesantes desarrollos en energía eólica por parte de la empresa nacional IMPSA; tecnologías para aprovechar la biomasa en las distintas regiones del país, innovaciones en energía solar térmica y aprovechamiento del hidrógeno como alternativa para almacenar y transportar energía limpia, e investigaciones avanzadas en energía undimotriz para aprovechar la energía del mar”, enumera José Luis González, Jefe del departamento Programas de Energía del INTI.
 

Los nuevos vientos de IMPSA

 

El Parque Eólico Arauco, en La Rioja, a 90 kilómetros de la capital provincial. (Foto: IMPSA) El Parque Eólico Arauco, en La Rioja, a 90 kilómetros de la capital provincial. (Foto: IMPSA)


Fundada por la familia Pescarmona a principios del siglo pasado, IMPSA -hoy con mayoría accionaria estatal (63% la Nación y 21% la provincia de Mendoza)- es uno de los principales desarrolladores de tecnología eólica de la región.

La compañía diseñó y patentó una plataforma para la construcción de aerogeneradores de alta potencia, mediante acuerdos con el INTI y la firma rionegrina INVAP, y desarrolló una cadena de valor con más de 100 pymes proveedoras.

Los distintos modelos de aerogeneradores de IMPSA se adaptan tanto a los vientos fuertes y extremos de la Patagonia, como a los más calmos en el centro y norte del país. “Venimos trabajando en el desarrollo de aerogeneradores de alta potencia desde hace 15 años. Esto nos permitió adaptarnos a los requerimientos de cada vez mayor potencia en el mercado internacional, con generadores de 5 MW de potencia, destaca Juan Carlos Cacciavillani,director de Tecnología de la empresa mendocina. “Hoy el contenido nacional de nuestros equipos supera el 70%, y se incrementará a más de un 90% con el futuro desarrollo de palas de diseño y fabricación nacional liderado por el INVAP”, apunta.
 

Cuando calienta el sol

 

El Parque Solar Cauchari, en la puna jujeña, es el mayor de Latinoamérica con una potencia de 300 Mw. El Parque Solar Cauchari, en la puna jujeña, es el mayor de Latinoamérica con una potencia de 300 Mw.


De todas las energías renovables, la que viene del sol es la que ofrece mayor potencia, aunque sólo una pequeña parte puede ser aprovechada. Según la Asociación Internacional para la Investigación sobre Energía Solar, "en un solo día, la luz que llega a la Tierra produce energía suficiente para satisfacer la demanda energética mundial durante varios años”.

Ante todo, es preciso diferenciar dos tipos de energía provenientes del sol. La energía solar térmica genera calor para obtener agua caliente hasta unos 80ºC y puede ser usada para la ducha, el lavado de platos, cocinar alimentos o calefacción. En tanto, la solar fotovoltaica transforma la energía del sol en electricidad por medio de paneles fotovoltaicos y puede almacenarse en baterías o ser volcada a la red.

Argentina cuenta con importantes niveles de radiación solar, sobre todo en el Norte. A fines del año pasado, entró en funcionamiento en Jujuy el parque solar Cauchari, de 300 Mw de potencia, uno de los más grandes de Latinoamérica. Sin embargo, la mayor parte de la tecnología que allí se despliega proviene de China. "En fotovoltaica llevamos algunos pasos atrás respecto de otros países y además hay un solo fabricante nacional de paneles", dice Gustavo Gil, consultor y ex director de Energías Renovables del INTI.
 

La energía solar ya se utiliza en redes domiciliarias. (Foto: INTI) La energía solar ya se utiliza en redes domiciliarias. (Foto: INTI)


"En energía termosolar hay más desarrollo ya que es una tecnología simple que puede ser aplicada localmente. Además, es una alternativa para la población no conectada a la red de gas, que generalmente es la de menor poder adquisitivo y suele pagar más cara la energía", apunta.
El INTI cuenta con una Plataforma Solar Térmica que asesora y evalúa a fabricantes nacionales de termotanques y a programas de instalación en barrios populares junto a ONG y organismos municipales.
 

Biomasa, aprovechar residuos

 

La Planta de Tratamiento y Reciclado El Jote, en San Luis. (Foto: INTI) La Planta de Tratamiento y Reciclado El Jote, en San Luis. (Foto: INTI)


Una de las opciones energéticas con mayor disponibilidad a lo largo del país es la biomasa, una categoría que abarca desde la combustión de leña para calefacción hasta plantas térmicas para producir electricidad, usando como combustible residuos forestales, agrícolas, ganaderos o incluso “cultivos energéticos”, pasando por el biogás de residuos sólidos urbanos, hasta los biocombustibles.

“Al ser un país agroindustrial, tenemos una variada gama de posibilidades de hacer biomasa con derivados de las distintas cosechas: caña de azúcar en Tucumán, maní en Córdoba, algodón en chaco, cáscara de nuez en Catamarca”, enumera Martín Rearte, jefe de Energías Renovables NOA en el INTI e integrante de la Red de Tecnologías de Biomasa y Bioenergía Rural, ReBiBiR.

Allí se produce electricidad, usando como combustible residuos forestales y agrícolas. (Foto: INTI). Allí se produce electricidad, usando como combustible residuos forestales y agrícolas. (Foto: INTI).


La entidad trabaja con empresas y municipios para que estos recursos puedan ser industrializados, y no solo quemados para generar calor. Rearte menciona algunos casos: la producción de pellets de alto poder calorífico para hornos industriales a partir de residuos de la cosecha algodonera, que de otro modo se convierten en un pasivo ambiental con riesgo de incendio. Y la fabricación de briquetas con residuos de poda urbanos.

En San Luis, la empresa Bioléctrica Justo Daract puso en marcha, con asistencia del INTI, su planta de biogás para generar energía eléctrica e incorporarla al sistema nacional de distribución energética. Ubicada a las afueras de la ciudad puntana de Justo Daract, se alimenta con silo de maíz y desechos de la producción de engorde vacuno (feed lot), para producir una potencia de 1 MWe (Mega Watt eléctricos).

Una de las ventajas de la biomasa es que “requiere inversiones menores que otras tecnologías y se pueden escalar. Además genera cinco veces más empleo por Megawatt instalado que otras energías. Y son puestos de trabajo en toda la cadena de valor: la producción, gestión, transporte, transformacion y gestión”, asegura Rearte.
 

Hidrógeno para almacenar y transportar energía limpia

 

La doctora en Ingeniería Química Fabiana Dennari, investigadora del Conicet y docente en el Instituto Balseiro. La doctora en Ingeniería Química Fabiana Dennari, investigadora del Conicet y docente en el Instituto Balseiro.


Por su capacidad de funcionar como “vector energético”, al permitir almacenar y transportar energía, el hidrógeno (H2) es llamado el “combustible del futuro”. Argentina es uno de los países que está apostando a su desarrollo.

Desde su laboratorio en el Centro Atómico Bariloche (CAB), la doctora en Ingeniería Química Fabiana Dennari, investigadora del Conicet y docente en el Instituto Balseiro, lidera un equipo que investiga un novedoso material para almacenar hidrógeno en forma segura y usarlo en vehículos.

El hidrógeno soluciona varios problemas que tienen hoy las renovables como su intermitencia, y las dificultades para almacenar y transportar la energía que proviene del sol o del viento”, dice Gennari. “Nosotros estamos desarrollando catalizadores nanoestructurados que permiten obtener hidrógeno a partir de una mezcla de etanol –obtenido a su vez de la fermentación de residuos orgánicos- y agua”, explica. “Pero como esta conversión también requiere del uso de energía, apuntamos a utilizar fuentes limpias como la solar y la eólica, y capturar el hidrógeno en un nuevo material nanoestructurado que funciona en forma similar a una esponja, absorbiendo el hidrógeno en estado gaseoso. Esto nos permite transportarlo en forma segura y liberarlo en el momento y lugar en que se necesita y de manera constante”, relata la investigadora.

Una de sus aplicaciones sería en el transporte automotor, en reemplazo de combustibles fósiles como nafta y gasoil. Por el momento, algunos países lo están ensayando para vehículos de carga y de transporte público de pasajeros.“Los vehículos que funcionan a hidrógeno solo despiden agua por el caño de escape. Es una tecnología realmente limpia, pero por ahora su costo económico es alto”, advierte Gennari.
 

Energía undimotriz, la fuerza del mar

 

Una recreación de cómo se obtiene energía undimotriz gracias a las fuerzas de las olas. (Foto: UTN) Una recreación de cómo se obtiene energía undimotriz gracias a las fuerzas de las olas. (Foto: UTN)


“Nuestra plataforma marítima es casi tan extensa como la continental, y es un territorio lleno de recursos donde no vive nadie y está sujeto a la depredación”, dice el ingeniero Alejandro Haim, jefe del Laboratorio de Energías Alternativas de la UTN Regional Buenos Aires.

Concretamente, lo que Haim propone es aprovechar la fuerza del mar para generar energía. Y aquí hay varias opciones: a partir de las mareas (energía mareomotriz), de las olas (undimotriz), energía de las corrientes, y térmica marina; aunque las dos más desarrolladas internacionalmente son la mareomotriz y undimotriz. Haim se especializó en esta última, que técnicamente es la energía que el viento proyecta en las ondas marinas, y tiene un gran alcance territorial (viaja muchos kilómetros) y poca intermitencia (es casi constante, dependiendo poco de las condiciones climáticas).
 

La energía undimotriz es limpia, renovable, de muy bajo impacto y constante todo el año. (Foto: UTN) La energía undimotriz es limpia, renovable, de muy bajo impacto y constante todo el año. (Foto: UTN)


Además, es una energía con gran potencial pero aún no alcanzó su madurez en el mundo, por lo que Argentina aún está a tiempo de subirse a esa ola con desarrollos tecnológicos locales.

El propio Haim, junto al ingeniero Mario Pellisero, quien fuera su director de proyecto en la UTN, desarrollaron un prototipo de generador de energía undimotriz que ganó en 2010 la competencia Innovar. Y se presentó recientemente al programa de financiación Pampa Azul, iniciativa del ministerio de Ciencia para proyectos científico tecnológicos en el Mar Argentino.

El prototipo se ajusta a las características del oleaje en las costas argentinas. Consiste en dos boyas que suben y bajan transmitiendo la energía de ese movimiento mediante un brazo de palanca a un cuerpo central, que a su vez lo transforma en un movimiento circular y uniforme que va acoplado a un generador eléctrico.

Además, el equipo desarrolló un sistema de captación de datos mediante tecnología open source que mide parámetros como velocidad, aceleración, tensión, potencia e intensidad de corriente que se genera en el equipo.

La diferencia entre el equipo de la UTN, cuyo funcionamiento es mecánico, y otros que existen en el mundo que son hidráulicos, es su simplicidad, menor costo y menor riesgo en su operación (ya que los sistemas hidráulicos pueden romperse y derramar fluídos en el mar).

“El equipo que diseñamos tiene una potencia baja, de 30 kilowatt. Pero se puede escalar. Generalmente se colocan varios, como si fuera un parque eólico off shore, a una distancia de 1 o 2 kilómetros de la costa, para que no sea tan caro transportar la energía. El potencial es mucho mayor que el de la eólica, por la densidad del agua, que es 850 veces mayor que el aire”, explica el ingeniero.

Con el financiamiento del programa Pampa Azul, Haim y su socio esperan poder llevar adelante las pruebas de este equipo en la costa bonaerense y comenzar su fabricación en serie. “Todos los componentes necesarios se pueden fabricar en pymes metalúrgicas y astilleros locales”, destaca Haim.
 

El equipo de investigación de la Universidad Tecnológica Nacional. El equipo de investigación de la Universidad Tecnológica Nacional.

 

Energías limpias y con futuro


La necesidad de reducir emisiones de gases de invernadero, y la tendencia global a descarbonizar las economías, impulsan en el mundo el desarrollo de las energías renovables. Si no se consideran los subsidios que aún mantienen las fósiles (petróleo, carbón, gas), este tipo de energías ya son más costo-eficientes que las convencionales. Y además, permiten generar empleos; conocimientos y capacidades locales. El cambio de una matriz energética no se hace de un día para el otro, pero la transición ya está en marcha, y todo indica que deberá acelerarse.
 

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