Línea sostenible de aerogeneradores construidos con materiales reciclados

Abstract

El Caribe colombiano enfrenta un sistema eléctrico costoso e inestable, con tarifas cercanas a 944 COP/kWh, pérdidas del 28,7 % y frecuentes interrupciones, afectando la seguridad energética de hogares y pequeños comercios. En paralelo, el Departamento del Atlántico presenta velocidades de viento entre 4,5 y 7 m/s, recurso subutilizado por la ausencia de un mercado local de aerogeneradores accesibles. Este proyecto aborda dicha brecha mediante el diseño de un aerogenerador de bajo costo y la estructuración de una línea sostenible de producción basada en materiales reciclados.

El diseño integra criterios de ingeniería eléctrica y mecánica, considerando restricciones económicas, ambientales y operativas. Se aplicaron normas RETIE, NTC 2050, IEC 61400-2 e ISO 3744 para garantizar seguridad, confiabilidad y niveles sonoros adecuados para entornos urbanos. Tras evaluar alternativas de turbinas, se seleccionó un modelo Savonius de eje vertical construido con ≥80 % de materiales reciclados (PVC, perfiles metálicos y un motor inverter recuperado), optimizado para vientos bajos y turbulentos.

La solución propuesta reduce costos, facilita manufactura local y promueve la economía circular, permitiendo un precio aproximado de 800.000 COP por unidad. El prototipo validado y la línea de producción planteada demuestran que es posible generar empleo local, disminuir residuos y fortalecer la resiliencia energética regional. El impacto logrado evidencia que la microeólica reciclada puede convertirse en una alternativa viable y socialmente pertinente para el Atlántico.

The Colombian Caribbean faces an expensive and unstable electrical system, with tariffs near 944 COP/kWh, 28.7% technical and non-technical losses, and frequent outages that affect households and small businesses. Meanwhile, the Atlántico Department exhibits wind speeds between 4.5 and 7 m/s, a resource currently underutilized due to the absence of an accessible local market for small wind turbines. This project addresses this gap through the design of a low-cost wind turbine and the development of a sustainable production line based on recycled materials.

The engineering design integrates electrical and mechanical criteria, considering economic, environmental, and operational constraints. Compliance with RETIE, NTC 2050, IEC 61400-2, and ISO 3744 ensures safety, reliability, and acceptable noise levels for urban contexts. After evaluating multiple turbine alternatives, a vertical-axis Savonius model was selected, built with ≥80% recycled materials (PVC, reclaimed metal profiles, and a repurposed inverter motor), optimized for low and turbulent wind conditions.

The proposed solution reduces manufacturing costs, enables localized production, and strengthens circular-economy practices, achieving an estimated unit price of 800,000 COP. The validated prototype and proposed production framework demonstrate potential for job creation, waste reduction, and improved regional energy resilience. Results indicate that recycled micro-wind technology is a viable and socially relevant alternative for the Atlántico region.