Generación de energía eólica en el valle de Toluca: viabilidad y uso en aplicaciones ambientales

Abstract

La industria genera grandes volúmenes de aguas residuales contaminadas. Colorantes y tintas son algunos de los contaminantes más comunes y son generados por la industria textil y refresquera entre otras. Debido a su alto peso molecular, su estructura compleja y especialmente su alta solubilidad en agua, esta contaminación persiste una vez que es descargada al medio ambiente. Así, la eliminación de contaminantes de los efluentes industriales es un tema de gran importancia desde el punto de vista ambiental. En las últimas 2 décadas, los países desarrollados han aumentado progresivamente su preocupación social acerca del impacto ambiental causado por la industria. Métodos fisicoquímicos tales como coagulación, precipitación, electrocoagulación, electro-oxidación, procesos combinados entre otros han demostrado ser efectivos, con el uso de energía eléctrica convencional. La preocupación social acerca del medio ambiente ha conducido a la investigación y desarrollo de nuevas formas de energía renovable. Una de las más extendidas y estudiadas es la energía fotovoltaica. La ventaja del uso de la energía fotovoltaica es que no es contaminante; también es silenciosa, gratuita, abundante y un recurso renovable, de toda la vida y bajo costo de mantenimiento de estos sistemas. Otra opción económica de energía renovable es el uso de la energía del viento para generar energía eléctrica y que pueda ser aprovechada para descontaminación de aguas residuales. Aun no se tienen registros del uso de la energía eólica para este tipo de aplicaciones. El objetivo de esta investigación fue analizar las mediciones de la velocidad del viento en la zona del Valle de Toluca del Estado de México del año 2012, obtenidas de un aerogenerador instalado dentro de las instalaciones de la Universidad politécnica del Valle de Toluca, para definir si la energía disponible pudiera ser capaz de eliminar un colorante como contaminante contenido en agua, a través de un proceso electroquímico, a nivel experimental. Las mediciones fueron obtenidas de un aerogenerador modelo WHISPER 500, Peso 70 Kg, diámetro de hélices 4.5 metros, voltaje generado 24, 32, 48 Volts en corriente directa, 3000 W de potencia alcanzada a 10.5 m/s, 3200 W de potencia máxima alcanzada a 12 m/s. El aerogenerador empieza a generar energía eléctrica a partir de una velocidad del viento de 3.4 m/s y se pretende trabajar a 24 volts. Se tomaron en total 46751 lecturas. De Febrero a Mayo se obtuvo el valor más alto de velocidad del viento promedio constante de 6 m/s. En Enero se tiene una velocidad constante promedio de 5 m/s; de igual manera para los meses Junio a Diciembre. En general se tienen picos de velocidad del viento de 8 a 12 m/s en el transcurso de todo el año. Como resultado de este análisis, y considerando los datos técnicos del aerogenerador; se encontró que en el área del Valle de Toluca se generan velocidades apropiadas del viento para que a través del aerogenerador se transforme en energía eléctrica suficiente para la realización de pruebas de remoción de un colorante como contaminante de agua, a través de un proceso electroquímico.