Presentación

El Atlas del Potencial Eólico Brasileño, publicado en 2001 y concebido para la altura de 50 metros (altura suficiente para las tecnologías de los aerogeneradores de la época), fue, sin duda, un importante marco para el desarrollo del sector eólico en Brasil. Con el pasar de los años, el mercado eólico brasileño experimentó un crecimiento significativo, tanto debido a la implantación del Programa de Incentivo a las Fuentes Alternativas de Energía Eléctrica – Proinfa, cuanto a los resultados alcanzados por las subastas de energía. A lo largo del tiempo, la tecnología de aerogeneradores se desarrolló significativamente, ofreciendo modelos de mayores potencias y dimensiones para operación en alturas más elevadas, cuando comparados a los modelos comercializados en el 2001.

El entonces Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación – MCTI, a través de la Secretaría de Desarrollo Tecnológico e Innovación – Setec y de la Coordinación General de Tecnologías Sectoriales – CGTS, tomó la iniciativa de promover la actualización del Atlas del Potencial Eólico Brasileño de 2001, considerando alturas superiores a 50 metros y las nuevas tecnologías disponibles comercialmente.

En ese sentido, fue aprobado por el Comité Gestor del Fondo Sectorial de Energía – CT-ENERG, un proyecto de encomienda vertical[1] al Centro de Estudios de Energía Eléctrica – Cepel, implementado por la Financiadora de Estudios y Proyectos – Finep, por medio del Convenio de nº 01.09.539.00, bajo el título “Actualización del Atlas Eólico brasileño”.

Para la realización de este proyecto, el Cepel estableció convenio con el Instituto Nacional de Estudios Espaciales – Inpe para proporcionar la infraestructura y los profesionales del Centro de Previsión del Tiempo y Estudios Climáticos – CPTEC. A partir del trabajo conjunto entre el Cepel y el CPTEC, fue posible estimar el potencial eólico para todo el territorio nacional a través del uso de modelos numéricos utilizados para previsiones del tiempo. Considerando la complejidad de tales modelos y la necesidad de abarcar todo el territorio brasileño, el procesamiento de la información contó ampliamente con el uso del supercomputador del CPTEC.

Entre los diversos modelos numéricos utilizados por el CPTEC para la previsión del tiempo, se escogió el modelo de mesoescala Brams (Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System) para estimar la velocidad y la dirección del viento en todo el país, para las alturas de 30, 50, 80, 100, 120, 150 y 200 metros. Esta decisión se basó, tanto en el hecho de que este modelo es el resultado de la consolidación de varias adaptaciones del modelo Rams (Regional Atmospheric Modeling System) para las condiciones climáticas brasileñas, cuanto en la existencia de un gran número de meteorólogos que lo utilizan para la previsión del tiempo en todo Brasil. Como el modelo Brams presenta mejores resultados para simulaciones realizadas con base en una cuadrícula de 5 km x 5 km, se escogió esta resolución para la elaboración del presente Atlas.

El carácter innovador de la utilización del modelo Brams exclusivamente para la previsión de la velocidad y de la dirección del viento en todo el territorio nacional trajo diversos desafíos a lo largo del proyecto. Para la obtención de un año típico, que representase informaciones medias de un período y no de un año específico, se decidió que serían simulados los años 2012, 2013, 2014 y 2015. A partir de los datos simulados y, posteriormente ajustados a los datos medidos, sería entonces, obtenido el año típico para el período de los cuatro años mencionados. Una gran preocupación a lo largo de la elaboración del presente Atlas fue la cuestión de la comparación de los resultados de las simulaciones generadas por el modelo Brams con datos efectivamente medidos. A pesar de la vasta red climatológica distribuida por todo Brasil, proporcionada por el Inpe[2], los mejores datos para la comparación y el ajuste de los resultados de las simulaciones obtenidas con el modelo Brams son aquellos provenientes de estaciones anemométricas específicas para emprendimientos eólicos. Una de las grandes ventajas de utilizar estos datos está en las alturas de medición, que coinciden con las alturas de los aerogeneradores disponibles comercialmente en Brasil. A través del apoyo del MCTI y de la Empresa de Investigación Energética – (sigla en portugués EPE), 12 emprendedores autorizaron el uso de informaciones anemométricas provenientes de 39 parques eólicos y referentes al período de los años simulados. Las autorizaciones concedidas para el uso de datos anemométricos provenientes de parques eólicos en operación en Brasil, considerados de alta calidad, hicieron posible llevar a cabo ajustes importantes con relación a los resultados simulados en las principales áreas de comprobado potencial.

Teniendo en cuenta la complejidad del proyecto proveniente del uso innovador del modelo Brams, los problemas de orden técnico, que fueron resueltos a lo largo de su ejecución, y la fecha de conclusión del Convenio con Finep, sólo fue posible realizar la simulación y el ajuste de los datos referentes al año de 2013. Adicionalmente a los problemas ya mencionados, la simulación, usando el modelo Brams para todo el territorio nacional, es altamente intensiva en el uso de recursos computacionales. Ya que el supercomputador del Inpe, al igual que los profesionales que lo operan, atienden diversas demandas (entre ellas las previsiones diarias del tempo), la disponibilidad para realizar las simulaciones destinadas a la elaboración de un Atlas Eólico no es ilimitada, lo cual trajo algunas restricciones en la velocidad de ejecución del trabajo.

Las simulaciones con el modelo Brams referentes al año 2013, la comparación de los resultados obtenidos con datos medidos y la posterior realización de ajustes, constituyen marcos significativos del trabajo de elaboración del presente Atlas Eólico. Tras la conclusión de estas etapas, fueron producidos mapas temáticos relativos a las medias anuales, obtenidas a partir de simulaciones para el año 2013. Adicionalmente, se hizo posible para la sociedad, la consulta web de las informaciones en ambiente geo-referenciado.

El ambiente web de consulta a los datos fue desarrollado con el objetivo de proporcionar a los usuarios la posibilidad, no solamente de visualización de las informaciones de cada mapa temático, sino también de hacer comparaciones entre dos temas distintos, además de otras funcionalidades de mapas disponibles en un ambiente geo-referenciado. Por medio de un único click, es posible obtener todas las informaciones contenidas en los mapas temáticos, tanto para un punto específico, cuanto para una región previamente definida. El presente Atlas ofrece, de forma inédita, toda la base de datos consolidados y geo-referenciados en ambiente web para libre consulta.

En esta publicación son presentadas las metodologías desarrolladas para la elaboración de los ajustes de los resultados obtenidos con el modelo Brams, para la evaluación estadística del resultado final y para las interpolaciones necesarias para la confección de los mapas temáticos. También es descrita la metodología utilizada para la estimativa del potencial eólico brasileño, considerando las restricciones que impiden la instalación de parques eólicos (áreas de protección ambiental, bosques, ríos etc.). La consolidación de las simulaciones para el año 2013 presentada en esta publicación, a través de los mapas temáticos y de la consulta web, representa un importante marco para la elaboración de un Atlas Eólico que consistirá en un período mayor de años simulados.

Para dar continuidad al desarrollo del presente trabajo, con el fin de obtener el año típico, se pretende realizar el ajuste y la validación estadística de los resultados para los años de 2012, 2014 y 2015 (cuyas simulaciones con el modelo Brams ya están concluidas) en los mismos moldes de lo que fue efectuado para el año de 2013. Adicionalmente, se pretende realizar simulaciones en resolución de microescala en territorios con elevado potencial para abrigar parques eólicos.

[1] Denota un proyecto que recibe recursos de solamente un fondo sectorial de los 15 que pueden destinar recursos para el área de ciencia y tecnología.

[2] La base de datos meteorológicos del Inpe es formada por datos de estaciones meteorológicas convencionales y automáticas del INMET y de otras instituciones, datos de aeropuertos (METAR) del DECEA, informes climatológicos del INMET y del DECEA, estudios académicos y agrícolas para locales específicos y campos de datos interpolados obtenidos a partir de todas las observaciones disponibles en la base de datos del CPTEC.