Aprovechamiento energético de los aeromotores en las salinas de Canarias

Los aeromotores canarios de las salinas son unos elementos del patrimonio industrial de la arquitectura tradicional que pertenecen al pasado y que no son útiles para la sociedad actual. La conservación de estos elementos patrimoniales de las islas Canarias resulta problemática, ya que con el paso del tiempo han quedado en desuso, por lo que se muestran inadecuados para la sociedad actual y, en consecuencia, se facilita su abandono. Se propone recuperar el funcionamiento de estos aeromotores, dotándolos de un nuevo uso que consiste en producir energía eléctrica para dar suministro a la iluminación artificial, posibilitando crear nuevas rutas para el disfrute del paisaje nocturno en las salinas mediante el contraste de las tonalidades de las lámparas.

Introducción

En la primera mitad del siglo XX se produce en las islas Canarias un auge de las salinas (producción de sal) para la industria conservera de pescado en la explotación del banco pesquero Canario-Sahariano, lo que trae consigo la aparición de una máquina eólica denominada molino salinero. Estas máquinas eólicas denominadas aeromotores transforman la energía cinética del viento en energía mecánica aprovechable para usarla para el bombeo del agua del mar procedente de un estancadero situado a un nivel inferior de las salinas para luego elevarla a los cocederos y a los tajos que se encuentran a una altura superior respecto al nivel de mar. Desde ahí luego se posibilita que se cristalice la sal debido a la evaporización del agua del mar por la incidencia de los rayos solares (Marín, 1994).

Un molino de viento es una máquina que convierte una determinada forma de energía procedente de su fuerza motora (el viento, el agua, un combustible, etc.) en energía mecánica capaz de mover un mecanismo que produce un trabajo útil para el hombre. Aunque el término molino está relacionado con “moler”, se ha aplicado esta denominación a toda máquina cuya energía se capta con un dispositivo giratorio, aunque su objetivo último no sea moler grano (Valera Martínez-Santos, 2010).

Los aeromotores salineros tradicionales canarios son, por tanto, unos elementos que pertenecen al patrimonio industrial y que están relacionados con la cultura del trabajo. Han sido construidos para facilitar las actividades de extracción, elevación, transporte y distribución del agua del mar en las salinas para la obtención de la sal. Estos artilugios o artefactos pertenecen al pasado y, por ello, no son muy útiles para la sociedad actual, ya que se han sustituido por motores diésel para desarrollar las actividades de elevación y bombeo del agua de mar con una mayor productividad hacia los tajos y los cocederos de las salinas canarias. La falta de estudio y de inventario de los aeromotores salineros tradicionales y la fragilidad relacionada con el envejecimiento de todos los materiales empleados para su construcción los hacen especialmente vulnerables ante el abandono y el desinterés por parte de la sociedad actual, lo que favorece su desaparición.

Estos bienes patrimoniales se deben entender como un todo integral compuesto por el paisaje en el que se insertan, las relaciones industriales en que se estructuran y las técnicas utilizadas durante su actividad. Por ello tienen valor histórico, tecnológico, etc., y son testigos de una actividad industrial a la que ejemplifican, las salinas canarias. Estos elementos se incluyen dentro del Plan Nacional de Patrimonio Industrial, ya que se corresponden a manifestaciones comprendidas en el siglo XVIII con los inicios de la mecanización de la revolución industrial.

En las salinas canarias coexisten varios tipos de máquinas eólicas y en cada tipo de estas máquinas se distinguen varios elementos diferenciadores entre sí como es el edificio, la torre, el rotor de aspas y la maquinaria (los sistemas de orientación, de regulación, de transmisión y de bombeo). Estas máquinas eólicas lentas son unas construcciones en las que la morfología y las dimensiones de los edificios, de los rotores y de las torres son de naturaleza variable.

En cuanto a las proporciones geométricas, los aeromotores salineros guardan una proporción aproximada a la Ley de Tercios, que es una norma clásica de composición muy utilizada en el Renacimiento durante el siglo XV. Debido a la gran variedad y diversidad de tipos aeromotores salineros que se construyen en las islas Canarias, existe variabilidad en cuanto a sus dimensiones y proporciones. Sin embargo, gran parte de estas máquinas eólicas existentes en las salinas canarias responden principalmente a dos tipos: aeromotor de rotor de velas (figura 1), que es el más utilizado y el aeromotor de rotor multipala de chapa metálica (figura 2), ambos sobre una torre piramidal de madera.

La altura de las torres de este tipo de aeromotores salineros de rotor de velas (figura 1) va en función del diámetro del rotor empleado, con una altura de torre mínima que oscila entre los 6,00 metros a 8,00 metros, evitando las fluctuaciones y ondulaciones del viento sobre la superficie del terreno. El rotor de velas de lona y torre piramidal de madera la magnitud de referencia corresponde con el radio del rotor de aspas (B) y su dimensión máxima es de 3,00 metros. La altura total es de, aproximadamente, dos diámetros la dimensión del rotor de aspas, y están desfasados en vertical la dimensión de un tercio de la dimensión del radio del rotor.

Los aeromotores salineros de rotor multipala de chapa metálica y torre piramidal de madera (figura 2), la magnitud de referencia corresponde con el radio del rotor de aspas (B) y su dimensión máxima es de 3,00 metros. La altura total es de, aproximadamente, dos diámetros la dimensión del rotor de aspas. Con respecto a las proporciones geométricas, este tipo de aeromotores se organiza en dos partes bien diferenciadas que son el rotor de aspas y la torre piramidal de madera. Las proporciones geométricas que se muestran a continuación dependen de las tolerancias existentes en la construcción de este tipo de aeromotores

En la actualidad es posible la implantación de una tecnología adecuada para estas construcciones y que posibilitaría la obtención de energía eléctrica que se podría utilizar para dar servicio a las instalaciones complementarias vinculadas a las salinas y/o permitir la iluminación artificial de estos espacios marinos domesticados por la humanidad en la obtención de la sal, generando nuevos reclamos turísticos. Esta propuesta daría respuesta a la inoperatividad actual que tienen los diversos tipos de aeromotores salineros, incorporándoles un nuevo uso y permitiría recuperar lo que aún no se ha perdido de estas construcciones procedentes del patrimonio industrial tradicional canario y que, al mismo tiempo, es compatible con las necesidades sociales actuales en el interés creciente por obtener energía eléctrica a través de las energías limpias y renovables, en aras de disminuir la emisiones de CO₂ a la atmósfera.

Este artículo de investigación tiene como objetivo principal la búsqueda de alternativas a las ya existentes para fomentar la recuperación, incorporación, reutilización y revitalización de los aeromotores salineros tradicionales que en la actualidad se encuentran abandonados y en estado de ruinas mediante la puesta en valor de dichas construcciones proponiendo incluso usos alternativos a los ya existentes como método alternativo de conservación de estos elementos singulares del patrimonio industrial canario.

Método

La energía eólica es una energía renovable y es una variable de la energía solar. Se obtiene a partir de la fuerza del viento, resultante del desigual calentamiento que produce el sol en la atmósfera y de las irregularidades del relieve de la superficie terrestre. El término de energía eólica se describe como el proceso por medio del cual la fuerza del viento es usada para generar energía útil, ya sea mecánica o eléctrica. En el pasado, el viento ha sido una importante fuente de energía que se utilizaba para poner en movimiento medios de transporte (barcos de vela) y para moler granos o bombear agua a través de los molinos de viento.

El mayor interés que hay actualmente en las máquinas eólicas consiste en la producción de energía eléctrica a partir de energía cinética del viento como alternativa a la generación de energía eléctrica utilizando los costosos y contaminantes combustibles fósiles. La cantidad de energía que contiene el viento antes de pasar por un rotor de aspas de un aerogenerador depende fundamentalmente de tres parámetros: la velocidad del viento, la densidad del aire y el área de barrida del rotor de aspas. La energía cinética de una masa de aire que se desplaza viene determinada por la denominada “ley del cubo”, la velocidad del viento que pasa por el rotor de aspas es determinante ya que la energía cinética aumenta proporcionalmente al máximas aprovechables (W/m2), considerando
toda la superficie del rotor (pr2)
de aspas de las máquinas eólicas y según
la velocidad de los vientos dominantes,
se pueden calcular las potencias
aprovechables según se indican en la siguiente
tabla: (López Romero JJ, Cerón
García FJ, 2008).

Resultados

Cálculo de la potencia mecánica máxima

Al coexistir en las salinas canarias varios
tipos de aeromotores tradicionales la
morfología y las dimensiones de los rotores
de aspas son variables. Los diámetros
más utilizados en los rotores oscilan
entre los 2,50 metros y los 5,00 metros.
Para hacer frente a las variaciones de la
velocidad del viento es necesario modificar
la superficie de las velas del aspa,
plegando o desplegando las lonas según
la fuerza del viento.

Para calcular la potencia mecánica
máxima aprovechable del viento se
estima una densidad del aire de 1,225
kg/m3, que se corresponde con un aire
seco a una presión atmosférica estándar
a nivel del mar y a 15 ^oC (López Romero
JJ, Cerón García FJ, 2008). La potencia
mecánica máxima obtenida en el eje horizontal
que sostiene el rotor de aspas
del aeromotor salinero previo a la maquinaria
que permite la elevación del agua
del mar se obtiene a partir de la siguiente
expresión:

P = 1/2 x p x S x V³

Donde:

P = Potencia en vatios (W)

p = Densidad del aire (kg/m3)

S = Superficie del rotor (m2)

V = Velocidad del viento (m/s)

La velocidad del viento más apropiada
y óptima debido al rendimiento
mecánico de la maquinaria que permite
la elevación del agua del mar de los aeromotores
salineros tradicionales oscila
entre 1 m/s y los 6 m/s. Si la velocidad
del viento no pasa de 1 m/s, los rotores
de aspas de los aeromotores apenas se
mueven y cuando excede de 6 m/s hay
que reducir la velocidad del rotor recogiendo
velas de las aspas para evitar la
rotura de los rotores. Por tanto, para las
dimensiones más habituales de los rotores
de aspas de estas máquinas eólicas
lentas, la potencia mecánica máxima
que se podría obtener queda reflejada
en las siguientes tablas:

Sin embargo, se deben asumir pérdidas
mecánicas, y no se conocen estudios
detallados que cuantifiquen las
pérdidas de eficiencia en cuanto a la potencia
mecánica máxima que se podría
obtener en los aeromotores salineros
canarios.

Otra forma de calcular la potencia
mecánica máxima de los aeromotores
salineros es a partir de la expresión de
Coulomb: (López Romero JJ, Cerón
García FJ, 2008).

N = 0,0003 x S x V³

onde:

N = Potencia en caballos de vapor (CV)

S = Superficie de las velas del rotor (m2)

V = Velocidad del viento (m/s)

Nota:

1 CV = 736 W = 0,736 kW.

A la vista de los resultados del cálculo
de la potencia mecánica máxima en
los aeromotores salineros, hay diferencias
entre los dos métodos empleados
para calcular el rendimiento. No obstante,
también se debe asumir que hay
pérdidas mecánicas y no cuantificadas
aún, lo que supone concluir que desde
el punto de vista energético o económico,
el aprovechamiento energético de
los aeromotores salineros es escaso.
Sin embargo, esto no debe implicar que
se deban despreciar estos recursos
energéticos.

Elementos que incorporar a los aeromotores salineros

Para obtener energía eléctrica a través de
estos elementos patrimoniales de carácter
industrial es necesario acoplar un generador
eléctrico. En el caso concreto de
los aeromotores salineros tradicionales,
resulta óptimo la utilización de los generadores
sincrónicos, que aunque tienen
un mayor rendimiento potencial, deben
operar a velocidad constante si se quiere
mantener fija la frecuencia, aunque esta
no tiene importancia, ya que habrá rectificadores
(inversores) que transformaran
la corriente continua (CC) en corriente
alterna (CA) y viceversa.

Los aeromotores salineros son máquinas
eólicas lentas, por lo que es necesario
que entre el rotor de aspas y el
generador eléctrico se debe disponer
de una caja multiplicadora, dispositivo
que se encargará de elevar el número
de revoluciones por minuto del eje horizontal
del rotor de aspas, ya que los generadores comerciales actuales requieren girar a velocidades que están comprendidas entre las 1.000 rpm y las 3000 r.p.m.

Es necesario también disponer de un regulador de la velocidad del giro del rotor de aspas para evitar que las puntas de las velas o de las palas de las aspas trabajen a velocidades que comprometan la resistencia de los materiales empleados o induzcan vibraciones perjudiciales para el mecanismo. El control del funcionamiento de estos aeromotores convertidos en aerogeneradores puede realizarse a través de un anemómetro que permita determinar cuándo debe actuar el mecanismo de frenado de los aeromotores, tanto para los valores máximos y mínimos del viento. También se deben incorporar elementos de acumulación de energía (baterías) para que entren en funcionamiento cuando no esté presente el viento.

Conclusiones

El mejor método para conservar los elementos patrimoniales procedentes de la cultura tradicional es dotarlos de uso e, incluso, de incorporar nuevos usos que sean compatibles con la sociedad actual y que, al mismo tiempo, sean respetuosos con estas construcciones del patrimonio industrial y que proceden de nuestros antecesores. Como alternativa a las diversas estrategias existentes destinadas a procurar la conservación de estos elementos se propone recuperar el funcionamiento de estos aeromotores salineros tradicionales dotándolos de un nuevo uso, es decir, implantándoles una tecnología específica que les permita producir energía eléctrica mediante el acoplamiento de un generador de baja potencia, iniciativa similar a la propuesta por el Ayuntamiento de Campos, en Palma de Mallorca con el Proyecto de Recuperación Patrimonial “Molins de Campos” el año 2000.

Debido a que aeromotores salineros tradicionales existentes en las islas Canarias llevan varias décadas sin utilizarse y sin un mantenimiento adecuado, hay deterioros importantes en algunos elementos constructivos debido, fundamentalmente, a la erosión y al desgaste que han originado los agentes climatológicos como el viento, el sol y la lluvia. Por ello, hay elementos que necesitan ser sustituidos por elementos de nueva factura, teniendo en consideración que las nuevas intervenciones y los nuevos elementos se deben diferenciar de los originales. Las diversas actuaciones que realizar en los distintos tipos de aeromotores salineros tradicionales se plantearán caso a caso, por lo que en cuanto a la rehabilitación se refiere, tanto la sustitución de los elementos en estado ruinoso como la incorporación de nuevos elementos han de tener en cuenta la legislación vigente en materia de patrimonio.

Las salinas constituyen uno de los paisajes más singulares que la humanidad ha creado al borde del mar y son considerados espacios etnográficos de gran interés para la ciudadanía. Iluminar artificialmente estos espacios en horario nocturno mediante el contraste de las tonalidades de las lámparas que permita una contemplación diferente del paisaje marino domesticado por la humanidad para la obtención de la sal aportaría un valor añadido respecto a las diversas rutas culturales, patrimoniales y paisajísticas pensadas fundamentalmente en horario diurno. Iluminar correctamente las rutas peatonales, así como emplear diferentes tonalidades de colores en los tajos y los cocederos de las salinas, creando recorridos cromáticos, fomentaría la interacción de las personas con estos espacios etnográficos donde el resto de sentidos como lo son el olfato y la audición del ambiente marino gene-ran en los visitantes una experiencia de enorme importancia sensorial.

La energía eléctrica necesaria para permitir iluminar artificialmente las salinas en horario nocturno tendría que obtenerse a partir de las energías renovables: por una parte de la energía eólica obtenida a través de los aeromotores salineros reconvertidos a aerogeneradores de baja potencia y por otra, de la energía fotovoltaica. El empleo de estas dos energías renovables y limpias permitirá obtener la energía necesaria para poder iluminar artificialmente mediante lámparas led (bajo consumo energético) a estos espacios etnográficos tan singulares. Esta propuesta posibilita dar respuesta a la inoperatividad actual de los diversos tipos aeromotores salineros tradicionales, incorporándoles un nuevo uso y creando un nuevo reclamo turístico en la contemplación de unos paisajes marinos tan singulares y domesticados por la humanidad en la obtención de la sal. La iniciativa planteada posibilitaría recuperar lo que aún no se ha perdido de estas construcciones tan singulares procedentes del patrimonio industrial tradicional canario.

Bibliografía

AAVV (2008). Molinos de viento en la Región de Murcia. Edita: Comunidad Autónoma de la Región de Murcia. Consejería de Cultura, Juventud y Deportes. Dirección General de Bellas Artes y Bienes Culturales y Servicio de Patrimonio Histórico.

Cabrera García, Víctor Manuel. (2009). La Arquitectura del Viento en Canarias. Los molinos de viento. Clasificación, funcionalidad y aspectos constructivos. Tesis Doctoral, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria.

Cabrera García, Víctor Manuel. (2010). Molinos de viento en las Islas Canarias. Ediciones Idea S.A. Colección: Territorio Canario.

Cabrera García, Víctor Manuel (2017). Aprovechamiento energético de los molinos de viento tradicionales de las islas Canarias. Revista Técnica Industrial nº 317, agosto 2017, pp. 58-66.

Lecuona Neuman, Antonio (2002). La energía eólica: Principios básicos y tecnología. Antonio Lecuona Neuman. Disponible en la página web: https://www.aegenergia.org/ files/resorurcesmodule/1234272455_eolica_ ALecuona.pdf [Consulta 15.01.2017]

Marín, Cipriano (1994). El jardín de la sal. Etocopia. S/C de Tenerife.

Valera Martínez-Santos, Francisco (2010). Principios físicos y tecnología del molino de viento. Disponible en: https://www.campodecriptana.info/…/Fisicay-tecnologia-del-molino-de-viento.pdf. [Consulta 17.01.2017]

Víctor Manuel Cabrera García es Doctor arquitecto en restauración y rehabilitación arquitectónica por la ULPGC. Profesor de la Escuela de Arquitectura. Universidad Europea de Canarias. Investigador principal del grupo de investigación Arquitectura y Desarrollo Turístico Sostenible. Universidad Europea de Canarias.