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Departamento de Geofísica

Los vientos del desierto de Atacama

Crédito fotográfico: Ricardo Muñoz

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Paper "Wind energy exploration over the Atacama desert: A Numerical Model-Guided Observational Program"

"Wind energy exploration over the Atacama desert: A Numerical Model-Guided Observational Program" es el nombre de la reciente publicación liderada por el profesor del DGF Ricardo Muñoz, que presenta una base de datos para estimar el potencial de la zona norte de Chile para el desarrollo de energía eólica, mediante modelación y medición de los vientos.

En la década de los noventas se sembró el origen de esta línea de estudio en el Departamento de Geofísica, con la memoria del entonces estudiante de ingeniería civil mecánica Christian Santana que fue guiada por el profesor del DGF Patricio Aceituno. Dentro de los primeros productos desarrollados estuvo la generación de un mapa de potencial de energía eólica a lo largo de Chile usando y recopilando los datos disponibles en ese entonces. Actualmente el Ministerio de Energía, desde su División de Energías Renovables, está impulsando una iniciativa para el desarrollo de las energías renovables en el país y en el marco de este proyecto se desarrolló esta investigación.

"De acuerdo a lo planteado por el Ministerio de Energía, para el impulso de las energías renovables en el país faltaba información de mejor calidad. Por ejemplo, los estudios previos usaban datos de viento medidos en estaciones monitoras de calidad de aire o con otros fines, los que no necesariamente estaban ubicados en los lugares con más viento o con más radiación solar. Por tanto, este proyecto busca mejorar la información disponible de tal forma que los privados tengan mejor información base y pública para el desarrollo de proyectos de energía renovable" comentó Ricardo Muñoz, primer autor del artículo.

Conversamos con el profesor Muñoz para ver los alcances de esta investigación:

El desierto de Atacama se asocia a sus altos índices de radiación solar ¿Por qué se prioriza el estudio de vientos en esa zona del país?

"Fue el Ministerio quien determinó las prioridades. Ahora bien, el desierto de Atacama es atractivo, por supuesto en radiación solar, pero también en vientos. Hay zonas donde se dan vientos relativamente intensos. Además del potencial solar y eólico hay demanda de generación de energía desde la industria minera, de las ciudades y comunidades y además el uso alternativo del suelo es poco, lo cual es favorable para el desarrollo de estos proyectos".

¿Cuál fue la metodología y los instrumentos utilizados?

"Primero se usaron los resultados que entregó el modelo numérico y con ello se identificaron las zonas con potencial eólico y posteriormente se hicieron mediciones en el norte grande y algunas partes del norte chico. Fueron campañas en que se usaron torres de 20 metros de altura que miden velocidad de viento con anemómetros en dos alturas, a 10 m y a 20 m. Además se mide temperatura, humedad y presión en algunos puntos. Previamente se habían usado torres de 80 y 60 m con mediciones de viento a varios niveles. Las mediciones son de tipo prospectivas, es decir tratan de verificar más o menos los potenciales en distintas zonas".

¿Cuál es el resultado en la estimación del potencial eólico del Norte de Chile?

"Pudimos identificar vientos nocturnos bien intensos en las zonas del Valle de Sierra Gorda y en el Valle de Río Loa. El otro lugar que se ha determinado es en las cercanías de Tal Tal donde actualmente ya hay licitaciones en curso de algunos proyectos de desarrollo de energía eólica".

¿Qué nueva información meteorológica se pudo establecer en esta investigación?

"El proyecto, en lo más científico, investigó sobre la presencia de flujos catabáticos, que son vientos nocturnos de drenaje que ocurren, por ejemplo, cuando la superficie en la noche se enfría y el aire aledaño a la superficie se enfría también y empieza a escurrir como un flujo denso que fluye pendiente abajo. Entonces, cuando hay bastante enfriamiento, gran pendiente y una zona desértica como la que tenemos en el norte de Chile, estos flujos catabáticos -que normalmente son débiles- se intensifican de tal manera que permiten la generación de energía eólica.

Los vientos catabáticos son corrientes de vientos superficiales relativamente intensas y que fueron descritas con estas mediciones en algunas zonas del desierto. Si bien se espera normalmente que el viento aumente su magnitud en la medida que nos alejamos de la superficie, las mediciones de estos flujos encontraron que la intensidad aumentaba hasta los 40-60 metros de altura aproximadamente y después empezaba a disminuir, vale decir estábamos frente a una corriente fuerte cerca de la superficie, pero que más arriba se debilita".

¿Cuál es la razón que explica la dinámica de estos vientos?

"Esto ocurre porque la forzante es la superficie que se enfría durante las noches. El viento más intenso se da cerca de la superficie, pero después el viento no es tan intenso, no es algo común sobre todo con esta intensidad. Cabe mencionar que estos vientos se intensifican en las noches de invierno del desierto de Atacama".

"Del Departamento de Geofísica hay varias personas involucradas en esta línea de meteorología aplicada. Hay profesionales a cargo de las mediciones, de la base de datos, y nuestro investigador asociado Mark Falvey estuvo a cargo de la modelación numérica en este trabajo. Más allá de la aplicación en energía eólica, el artículo en esta revista pretende dar a conocer a la comunidad de las ciencias del clima esta nueva información meteorológica disponible para una región climáticamente tan interesante como lo es el Desierto de Atacama", concluyó el profesor Ricardo Muñoz.

Referencias del paper:

Ricardo C. Muñoz, Mark J. Falvey, Mario Arancibia, Valentina I. Astudillo, Javier Elgueta, Marcelo Ibarra, Christian Santana y Camila Vásquez. “Wind energy exploration over the Atacama Desert: A Numerical Model–Guided Observational Program” (2018) BAMS, Oct. 2018 2079-2092. DOI: 10.1175/BAMS-D-18-0019.1
https://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/BAMS-D-17-0019.1

Departamento de Geofísica

Miércoles 21 de noviembre de 2018

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