TECNOLOGIA 2009

La Agencia Internacional de la Energía (AIE) en su último World Energy Outlook 2008 (WEO 2008) ofrece un diagnóstico en el que se presenta la crisis del actual modelo energético, que al ser uno de los pilares del sistema económico pone en cuestión el modelo de desarrollo vigente.

Su insostenibilidad viene de una economía mundial que necesita consumir ingentes cantidades de energía, principalmente de origen fósil, para producir cada unidad de su PIB. Esta dependencia de los combustibles fósiles genera emisiones crecientes de Gases de Efecto Invernadero (GEI), agravando el cambio climático; somete a constantes shocks a las economías consumidoras y supone una amenaza para la seguridad nacional por el riesgo de una eventual interrupción del suministro.
El escenario que el Panel Intergubernamental para Cambio Climático (IPCC) considera necesario alcanzar, para que no se produzcan cambios drásticos e impredecibles en el régimen climático del planeta, la estabilización de la concentración de CO2 en la atmósfera por debajo de los 450 ppm, lo que conduciría a un incremento de la temperatura media global de entre 2,4 y un 2,8 grados.

En el medio y largo plazo se plantea el reto de ofrecer un suministro energético seguro y de calidad a un mundo cuyas necesidades energéticas crecerán a un ritmo del 1,6% anual hasta 2030 (Escenario de Referencia WEO 2008), sin poner en peligro el crecimiento económico y limitando la concentración de CO2 en la atmósfera a niveles que no comprometan las condiciones de vida de las generaciones futuras.
Ante este reto no existe una solución única, tal y como se indica desde los organismos comunitarios e internacionales, la solución al actual modelo pasa por avanzar en muchos ámbitos entre los que destaca la promoción de la eficiencia energética y de las energías renovables, cuya contribución a la reducción de emisiones necesaria para estabilizar la concentración de CO2 en los niveles recomendados por el IPCC se situaría en el 46% y el 21%, respectivamente.
En el estudio de prospectiva de tecnologías energéticas (Energy Technology Perspectives 2050), presentado por la AIE en septiembre de 2008, se señalaba el camino a seguir teniendo en cuenta todas las opciones de tecnologías energéticas disponibles así como potenciales desarrollos tecnológicos futuros, haciendo especial hincapié en energías renovables como la eólica, considerada como la tecnología renovable con mayor contribución a la reducción de emisiones. De hecho, para alcanzar una reducción de las emisiones de GEI del 50% en 2050 frente a 2005, compatible con el objetivo de estabilización de concentración de CO2 del IPCC, será necesario instalar más de 55 GW anuales de eólica terrestre, hasta alcanzar el 12% de la producción eléctrica mundial de origen eólico en 2050. Ello supondrá más de 70 mil millones de euros anuales de inversión en este ámbito.

En el contexto europeo y español, el cumplimiento del objetivo de alcanzar el 20% de energías renovables en el consumo final de energía en 2020, otorga un importante papel a la energía eólica, que deberá alcanzar el 11,6% y el 26% de la demanda de electricidad de la Unión Europea en ese año en la UE y en España, respectivamente. Para alcanzar este objetivo se ha aprobado una nueva Directiva de Renovables, que tiene como prioridad alcanzar esta participación de forma eficiente. Por esta razón, ha mantenido los esquemas de apoyo nacionales, entre los que han destacado por su éxito los sistemas de primas, al tiempo que ha establecido mecanismos de flexibilidad —como las transferencias estadísticas, los acuerdos conjuntos y la posibilidad de coordinación de sistemas de apoyo entre Estados miembros— para minimizar el coste de la implantación de energías renovables a lo largo de toda la UE.

Tanto el cumplimiento del objetivo de emisiones como de energías renovables requiere llevar a cabo un análisis equilibrado del modelo energético del que se dispone y el que se quiere alcanzar a medio o largo plazo. Especialmente en el caso del sector eléctrico, dicho análisis debe tener en cuenta las implicaciones de todas las opciones energéticas. Así, uno de los principales retos que se plantean es incrementar la participación de energías renovables de forma eficiente y segura para el sistema eléctrico. En este sentido habrá que tener en cuenta que para alcanzar un nuevo modelo energético más eficiente y menos intensivo en emisiones habrá que redefinir la planificación energética, prestando especial atención a energía de respaldo como ciclos combinados de gas e hidráulica regulable y potenciando las interconexiones eléctricas y la gestión de la demanda.

En torno a esta cuestión han surgido mitos que pueden distorsionar la percepción de la energía eólica como una opción necesaria y viable para el sistema eléctrico. El denominado "mito del sobrecoste" se fundamenta en un análisis estático y muy restringido de la realidad energética, considerando que la apuesta por la energía eólica genera un sobrecoste para el sistema, suponiendo un impacto negativo para la competitividad de la economía, e implica riesgos para la seguridad de suministro debido a la variabilidad de su producción.
Además, este enfoque ha ganado adeptos entre los detractores de las renovables en el actual contexto de crisis económica, que ha ocasionado un espejismo coyuntural de precios reducidos del petróleo. Defienden un enfoque pesimista de las renovables, en el que su incremento de peso en el mix energético, y en particular la de la eólica, encarecerán el coste de la energía y generan inseguridad energética por su carácter intermitente y la necesidad de energía de respaldo. Sin embargo, el análisis de esta corriente omite cualquier consideración sobre las implicaciones para el desarrollo industrial autóctono derivado de las energías renovables.
En cuanto al coste de la energía eólica, sólo una visión estática y cortoplacista podría considerar la energía eólica como una opción más cara que las energías convencionales en el medio o largo plazo. Los estudios de prospectiva de la AIE y la GWEC muestran una tendencia de costes decrecientes para la energía eólica, que irán reduciendo progresivamente la necesidad de apoyos para su competitividad. Las cifras de coste de generación de la energía eólica se sitúan en torno a los 70-75 €/MWh en 2020 y alrededor de 60-70 €/MWh en 2030, considerando un rango de funcionamiento de 2000-2500 horas. Frente a esta tendencia decreciente, se encuentra un escenario de crecimiento tendencial del coste de las energías convencionales. El análisis de la AIE estima que los precios del petróleo para 2030 se ubicarán alrededor de los 125 dólares el barril en términos reales.

En relación al coste de la energía de respaldo y al riesgo que supone la eólica para la seguridad del sistema, se ha venido señalando que la variabilidad de la producción eólica supone retos de cara el mantenimiento del equilibrio entre la oferta y la demanda de electricidad en tiempo real, generando la necesidad de energía de respaldo así como de infraestructuras de transporte y almacenamiento de electricidad.
La AIE en el WEO 2008 ponía de manifiesto que para alcanzar la implantación de renovables necesaria para conseguir el objetivo de renovables del escenario BLUE era necesario: instalar 500 GW de capacidad de almacenamiento eléctrico y 900 GW de generación eléctrica a partir de gas natural como energía de respaldo, incrementar las interconexiones eléctricas y desarrollar redes inteligentes. Sin embargo, estos retos son perfectamente asumibles y el sobrecoste derivado de las necesidades de energía de respaldo no compromete la competitividad de esta opción tecnológica frente a las alternativas convencionales.
La variabilidad de la energía eólica se ve mitigada por los grandes avances que se están produciendo en la predicción de la producción y la magnitud de la variación en su producción, que se puede afrontar con cierto grado de sobrecapacidad como la que existe en el caso español, y comparable a otros factores que también introducen variabilidad en el sistema (fallos en centrales convencionales, problemas de suministro de combustibles, etc.).
Por otro lado, las estimaciones de costes adicionales de la incorporación de la eólica en el sistema eléctrico español son de una magnitud limitada. Aquellos que recogen los escenarios más pesimistas alcanzan los 21 €/MWh, considerando una capacidad eólica instalada del 35% del total. El coste medio total calculado a partir de una muestra de estudios —procedentes de universidades, organismos públicos y empresas— es de 11,28 €/MWh.

Teniendo en cuenta estos elementos, la energía eólica se constituye como una alternativa competitiva en costes que no supone un riesgo para el sistema eléctrico ni para la competitividad de la economía sino más bien una alternativa económica y una fuente de creación de valor añadido, de desarrollo industrial y de generación de empleo autóctono.
El modelo energético actual está en crisis, y escudarse en los bajos precios actuales de los combustibles fósiles para limitar el desarrollo de las opciones energéticas renovables, como la eólica, conduciría a medio plazo al deterioro de la competitividad de las economías dependientes energéticamente del exterior, como la española, cada vez más sometidas a shocks de precios y a detracciones de renta por el incremento de éstos, y comprometería el futuro de la humanidad al no alcanzarse los objetivos de reducción de emisiones propuestos por el IPCC.

Los motores más comunes hallados en los equipos electrodomésticos, como un refrigerador o una estufa de calefacción, son motores de inducción. La inducción electromagnética ocurre cuando un conductor corta a través de un campo magnético. El campo magnético genera un flujo de corriente en el conductor sin que exista un contacto físico. Un motor de inducción tiene un centro rotatorio, o rotor, el que está hecho de un anillo de conductores no magnéticos, conectados en los extremos, y contenidos en un cilindro laminado en acero. El rotor está rodeado por un enrollado con un campo estacionario, el que es llamado estator (que significa circuito fijo). En su forma más simple, el estator tiene dos polos (norte y sur) que crean un campo electromagnético a través del propio estator. Este campo induce una corriente en el rotor que, a su vez, genera un campo magnético. La interacción entre el campo magnético inducido en el rotor y el campo magnético del estator, que varía con la corriente alterna (CA), fuerza al rotor a girar. El número de polos en el estator, conjuntamente con la frecuencia de la corriente alterna (60 ciclos por segundo), determina la velocidad a la cual el campo magnético trata de hacer girar el rotor (la velocidad sincrónica). En teoría, un motor de dos polos gira una revolución completa en cada ciclo de la corriente alterna, o sea: 3.600 revoluciones por minuto. Si se cambia aun motor de cuatro polos, entonces el campo magnético solamente gira 1802 durante cada ciclo, a una velocidad de 1.800 rpm. Sin embargo, la velocidad real de un motor típico de inducción se retrasa con respecto a la velocidad sincrónica. Esta pérdida, llamada de deslizamiento, hace que las velocidades usuales reales sean de 3.450 y 1.725 rpm respectivamente . Desde luego, este motor teórico solamente funcionará si es conducido a su velocidad de operación por alguna otra fuente. En la práctica, hay varias formas de hacer que las cosas se muevan. En un sistema de tres fases, la corriente está compuesta de tres ciclos de voltajes iguales funcionando de forma concurrente. Cuando cada uno de esos ciclos alimenta su respectivo enrollado en el estator, un campo magnético rotatorio es producido, al que inmediatamente sigue el rotor (Fig. 2). Los motores de una fase única a menudo utilizan en el estator un alambrado separado de arranque. Conjuntamente con el capacitador, este enrollado de arranque genera un campo magnético que está fuera de fase con el enrollado del campo primario. Esto trae como resultado un campo rotatorio que hace girar el rotor. Cuando el rotor alcanza velocidad, entonces un interruptor centrífugo desconecta el alambrado de arranque de la fuente de energía. Los motores que usan inducción están hechos de una variedad de diseños con características de funcionamiento hechas a la medida del trabajo a realizar. Los motores de fase dividida vienen en tamaños de potencias con caballajes fraccionales, para activar accesorios de servicio ligero y herramientas motrices. Los motores con capacitadores de arranque comúnmente son usados en maquinarias y tienen potencia de hasta 10 caballos

Si se monta un magneto permanente en un pivote, junto a un magneto eléctrico, y se conecta la corriente, el magneto permanente se alineará a sí mismo con el magneto eléctrico, a medida que su polo positivo es atraído por el polo negativo del magneto eléctrico (Fig. 1 ). Si se cambia la dirección de la corriente en el momento correcto, se consigue que el magneto dé una rotación de 180°. Si se continúa haciendo cambiar la dirección de la corriente a los intervalos apropiados, el magneto permanente girará. Aunque hay varias maneras de hacer que la corriente cambie de dirección, la corriente alterna (CA) realiza esta labor de una forma automática. En esta corriente el voltaje pasa por un ciclo desde cero hasta una cúspide positiva, y de allí nuevamente desciende a cero, y entonces repite este proceso mientras la corriente fluye en la dirección opuesta. La corriente normal de uso doméstico repite este proceso de cambio 60 veces cada segundo.

Cada magneto está rodeado por un campo o fuerza que se mueve a través y alrededor de él, para crear una polaridad de norte a sur. Y, como nos enseñaron en física, los polos similares de dos magnetos se repelen mutuamente y los polos opuestos se atraen el uno al otro. La esencia de un motor eléctrico consiste en usar un magneto para mover a otro. Toda corriente eléctrica siempre está acompañada por un campo magnético. Un alambre de cobre, el que normalmente no se ve afectado por un campo magnético, se vuelve magnético cuando se envía una corriente a través del mismo. Al enrollar el alambre en una bobina, se consigue concentrar el campo magnético. Y al colocar una barra de hierro dentro de la bobina, se amplifica el efecto. El resultado es que se obtiene un magneto eléctrico. Un extremo de la barra es el polo positivo y el otro extremo el polo negativo. Al cambiar la dirección de la corriente, también se cambia la polaridad.

Muchos dispositivos que ahorran tiempo de trabajo y que usamos a diario están activados por motores eléctricos. Los más obvios (taladros, procesado res de alimentos, ventiladores y aspiradoras) no nos sorprenden, porque podemos oír el motor tan pronto como se conecta el interruptor o se presiona el gatillo. Otras aplicaciones, como un refrigerador, lavadora de platos y hornillos para la calefacción, son menos evidentes. En éstos, el motor asume un papel de respaldo, proporcionando la energía necesaria para mantener funcionando un equipo complejo. En ambos casos, el motor suministra energía mecánica. Pero algo único sobre un motor eléctrico es que genera su energía mecánica de la corriente eléctrica. Aunque hay muchos tipos de motores eléctricos, todos ellos utilizan un fenómeno común que enlaza la energía eléctrica con la mecánica: el magnetismo.Magnetos y electricidadCada magneto está rodeado por un campo o fuerza que se mueve a través y alrededor de él, para crear una polaridad de norte a sur. Y, como nos enseñaron en física, los polos similares de dos magnetos se repelen mutuamente y los polos opuestos se atraen el uno al otro. La esencia de un motor eléctrico consiste en usar un magneto para mover a otro. Toda corriente eléctrica siempre está acompañada por un campo magnético. Un alambre de cobre, el que normalmente no se ve afectado por un campo magnético, se vuelve magnético cuando se envía una corriente a través del mismo. Al enrollar el alambre en una bobina, se consigue concentrar el campo magnético. Y al colocar una barra de hierro dentro de la bobina, se amplifica el efecto. El resultado es que se obtiene un magneto eléctrico. Un extremo de la barra es el polo positivo y el otro extremo el polo negativo. Al cambiar la dirección de la corriente, también se cambia la polaridad.

El multímetro digital 87 V de Fluke garantiza la máxima productividad y un mínimo riesgo en los entornos industriales de mayor complejidad. El modelo 87 V forma parte de la serie 80 V de multímetros, una gama altamente lograda que se compone de los instrumentos Fluke 83 V, Fluke 87 V y Fluke 87V/E (kit combinado para técnicos electricistas en la industria).Las principales características de esta serie son la precisión, funcionalidad, solidez y facilidad de uso.Fluke 87 V incorpora una función sin precedentes para obtener lecturas precisas en equipos "con ruido", proporcionando precisión en variadores de velocidad complejos y aporta soluciones a los problemas de medida ocasionados por los variadores de velocidad. Estas unidades ajustan la velocidad de los motores de corriente alterna mediante la modulación del ancho de pulso, lo que genera una señal muy "ruidosa" o "entrecortada", por lo que los multímetros digitales convencionales podrían indicar una tensión superior a la realmente suministrada al motor. Además, las medidas podrían no coincidir con los controles del motor, lo que daría lugar a errores en los valores obtenidos para la frecuencia. El resultado sería que el técnico no podría identificar si la raíz del problema se localiza en los controles, la unidad o el motor.El multímetro digital 87 V de Fluke soluciona todos estos problemas con tan sólo presionar un botón. La serie 87 V bloquea las altas frecuencias generadas por los motores posibilitando la obtención de medidas precisas y estables: tensión de CA, frecuencia (para calcular las rpm del motor) y corriente CA (con la pinza amperimétrica accesoria).Además, cuentan con termómetro incorporado ya que el calor puede ocasionar un fallo en el sistema o bien ser indicativo de la existencia de un problema subyacente. La sonda termopar incorporada se conecta a las clavijas mV del multímetro.

Amperímetro de gancho
Es una herramienta muy conocida en el mundo de la electricidad, pero también es utilizada en la industria HVAC&R pues las unidades funcionan con energía eléctrica.
El amperímetro de gancho consiste en un aparato que posee unas tenazas, así como una pantalla, en la que se detallará de manera digital, los parámetros de intensidad de corriente en una línea.
Gracias al amperímetro de gancho los técnicos evitan el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente para colocar un amperímetro clásico, garantizando mayor seguridad.
Actualmente, el mercado ofrece múltiples variedades de modelos y marcas, por lo que sus rangos varían según la capacidad manejada por el amperímetro de gancho, pues en baja tensión pueden ir desde los 60 hasta los 1200 amperes.

Secuenciador de fases
Emplean un circuito eléctrico sin partes móviles. Al conectar el aparato a la red se ilumina un piloto v

erde cuando la secuencia de fases es correcta, o uno rojo si está invertida.
Hoy en día existen secuenciadores de fases que proporcionan claras indicaciones de sistemas trifásicos mediante una pantalla LCD, además de determinar la dirección de rotación con el fin de señalar las conexiones correctas. Indican la secuencia de fases y ofrecen un rango de frecuencia y tensión (hasta 700 V) adecuado para aplicaciones comerciales e industriales.
La comprobación de la secuencia de fase es crucial para determinadas cargas trifásicas, siempre que deben conectarse al sistema eléctrico. La conexión incorrecta de los motores trifásicos de las manejadoras de aire y de los compresores Scroll producen una rotación inversa y como resultado el daño irreparable del compresor Scroll o del funcionamiento incorrecto de la manejadora de aire. El comprobar la secuencia de fase y rotación antes de la puesta en marcha garantiza la conexión correcta y segura de los equipos eléctricos en sistemas trifásicos.