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eNeRGía ReNOVable
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Red de Radares Meteorológicos
con Energía Solar
La prueba experimental “Puerto
Rico Testbed” (PRTB) es parte
del centro de investigación de
ingeniería de la Fundación Nacional
de Ciencias llamado CASA
(Collaborative Adaptive Sensing
of the Atmosphere). Su enfoque
está en el desarrollo de redes de
radares de baja infraestructura para
llenar los espacios en la atmósfera
baja que no son muestreados
por la tecnología actual. La red
representa una mejoría significativa
en términos de resolución temporal
y espacial de la data medida en
la atmósfera baja. Oficiales del
Servicio Nacional de Meteorología
y del Manejo de Emergencias han
manifestado preocupación en
cuanto a la eficacia de la data de
los radares meteorológicos y su
deseo de mejorar los pronósticos
en algunas regiones de Puerto Rico,
específicamente en la región oeste.
Fig. 1 Diagrama que explica el
problema de falta de muestreo de
radares de largo alcance.
La limitación de muestreo es
evidente en la región oeste de
Puerto Rico, donde la curvatura de
la tierra y especificaciones del radar
usado por NOAA, situado en Cayey,
no permiten buenas observaciones
en la baja atmósfera bajo los 10,000
pies, que es precisamente donde se
desarrollan los eventos atmosféricos
peligrosos. La red busca solucionar
esta preocupación en la región
utilizando cuatro radares o nodos,
cuya localización fue seleccionada
estratégicamente para cubrir esta
área [Ríos-Olmo,2009, MS Tesis].
Fig. 2 El mapa muestra la localización
de los radares OTG y data de lluvia
medida por ellos.
Muchos eventos atmosféricos
no son vistos por el NexRAD, el
cual es utilizado por la oficina del
Servicio Nacional de Meteorología
en San Juan, PR. Para contrarrestar
este efecto, redes de radares han
sido propuestas y exitosamente
probadas, como la de los radares
IP1 de Oklahoma [McLaughlin et
al.,2006]. Un concepto similar ha
sido desarrollado en la UPR, Recinto
de Mayagüez, pero utilizando redes
de baja infraestructura. Esta red no
utiliza radares Doppler sino que
utiliza y modifica radares marinos
de una sola polarización para medir
la reflectividad de la precipitación
o lluvia. El alcance de estos radares
es corto, de unos 15 km de radio,
evitando así el problema de la
curvatura de la tierra. Son llamados
“Off-The-Grid”, (OTG, por sus
siglas en inglés) debido a que fueron
diseñados para operar aun cuando
no haya energía disponible de la
red eléctrica y, a su vez, envían data
inalámbricamente.
Las regiones tropicales, como el
oeste de Puerto Rico, son áreas
CORRIENTE VERDE l DICIEMBRE 2010
Por Gianni Pablos MSEE, Sandra Cruz-Pol PhDEE, Dr. José
Colom PhDEE, María Córdoba MSEE, Wilson Castellanos,
Melisa Acosta y Benjamín De Jesús, de la Universidad de
Puerto Rico, Recinto Universitario de Mayagüez
usualmente más susceptibles a
precipitación que otros lugares del
mundo debido a la humedad y la
localización geográfica en donde la
formación de nubes es mucho más
probable. Ésta es la primera vez
que un radar marino es modificado
para aplicaciones meteorológicas
y operado e instalado utilizando
energía renovable.
Los sistemas fotovoltaicos producen
energía limpia y confiable sin
emitir gases de invernadero como
los combustibles fósiles. Los
radares OTG son sistemas de baja
potencia en banda X, lo que los
hace una solución versátil para las
necesidades energéticas de muchas
aplicaciones. El diseño de un sistema
fotovoltaico incluye la estimación de
la carga eléctrica, especificación del
banco de baterías, módulos solares,
controlador de carga, inversor y
el tamaño de los cables para el
alambrado. Cabe señalar que, al
determinar las baterías, es necesario
conocer que deben ser de ciclo
profundo para que su vida útil sea
la más larga posible, que el tiempo
de carga sea el menor posible y el
de consumo se pueda extender
bastante.
Para el sistema, se tomó en cuenta
la irradiación solar de la región
oeste, la temperatura, el ángulo de
inclinación para los paneles solares y
otros aspectos físicos que pudieran
afectar la eficiencia y confiabilidad
del sistema. Así se determinó que
el consumo era de unos 184 Vatios,
por lo cual se utilizaron dos paneles
solares con capacidad de 85 Vatios
cada uno, 2 baterías marinas de gel
con capacidad de 98 A-hr cada una,
un controlador de carga capaz de