Diseño preliminar de un sistema de calefacción utilizando la energía eólica para la estación antártica ecuatoriana

Abstract

En la búsqueda de poder cubrir las demandas de confort de los científicos y del personal que cumple misiones en la Estación Científica Ecuatoriana “Pedro Vicente Maldonado”, ubicada en la isla Greenwich del Archipiélago de las Shetland del Sur del continente antártico, entendiendo que el ser humano tiene mayor rendimiento en condiciones bajo los parámetros de humedad relativa de 50 % y una temperatura de 18º C se diseñó de manera preliminar un sistema de calefacción.

La investigación comprendió tres etapas: la acumulación de datos estadísticos de las condiciones meteorológicas, el análisis de la factibilidad de la implementación del sistema y el cálculo de la potencia requerida basada en el estudio de las pérdidas de calor.

El diseño tiene como principal abastecedor de potencia a la energía producida por turbinas eólicas. Se analizaron 161 datos de las condiciones meteorológicas (presión, temperaturas y humedad) y de las características de viento (velocidad y dirección de viento), durante el periodo comprendido en los meses de diciembre de 2003 a febrero de 2004. Este análisis buscó la factibilidad de la implementación del sistema constituido por turbinas eólicas, banco de baterías, interconexión con la red y colocación de resistencias en el piso para aprovechar la convección natural. Siendo un valor promedio de 15 y 13 nudos náuticos en los meses estudiados se concluyó que es muy recomendable la utilización de este tipo de energía considerando que es rentable a partir de los 12 m/s (aproximadamente 6 nudos náuticos)

En estudio de las pérdidas de calor fue necesario para dimensionar la potencia de los equipos que deberían implementarse, y también las modificaciones en los materiales con los cuales está construido la estación para poder disminuir la transferencia de calor desde el interior al exterior de la estación. La potencia requerida fue calculada en 67 kW.