En la región de influencia de Villa Mercedes, dedicada a los cultivos extensivos y a la ganadería, se requiere extraer y purificar aguas subterráneas para la alimentación del ganado y de los propios habitantes rurales. Los procedimientos tradicionales empleados para la extracción de agua, cilindros con pistones y suela de cuero, varillas extremadamente largas para mover dichos pistones etc., tienen por estas características importantes desventajas que se suscitan a la hora de efectuar su reparación o mantenimiento. El costo es en consecuencia elevado y esto trae como resultado numerosos casos de abandono de las instalaciones y con ello el de la actividad. Por esta causa se estudian, investigan y desarrollan dispositivos que no tenga partes móviles para su funcionamiento, o que estas sean mínimas para que los costos de mantenimiento y reparación se reduzcan notablemente, permitiendo además que sea el mismo personal rural el que lleve a cabo dicha tarea.

La bomba de aire comprimido desarrollada reúne estas condiciones y en conjunto con un compresor accionado mediante energía eléctrica proveniente de paneles fotovoltaicos o generadores eólicos es una solución a los problemas planteados, y además reduce los gastos en combustible y acarreo de este hasta el lugar de bombeo, dado que la mayor parte de la región rural carece de energía eléctrica convencional. Adicionalmente se ha trabajado en el desarrollo de otros prototipos de bomba electromagnética siempre con alimentación de energía solar y eólica. Que también aportarían una posible solución.

La base teórica del dispositivo de extracción de agua corresponde a la Mecánica de los Fluidos. En particular la Hidrostática explica su principio de funcionamiento. En cuanto a los cálculos de tiempos, caudales y potencia la Dinámica de los Fluidos provee las ecuaciones necesarias.

 En conclusión todos los estudios y los ensayos practicados tienen como objetivo formar un equipo alimentado con paneles solares o generadores eólicos (para la generación de energía eléctrica), baterías (para almacenamiento de dicha energía), conversor y un Controlador Electrónico de Tiempos para comandar los tiempos de carga y de descarga de la cámara, que acciona un dispositivo simple, de bajo mantenimiento, de bajo costo para la extracción de agua.

Como en numerosos casos, el agua que se extraen es salobres, parte de esta deberá ser purificada. Existen diversos procedimientos para extraer las sales: filtrado a través de membranas, por destilación, etc.  En lo referido a destilación se puede trabajar con el uso de energías renovables, aunque se necesitan dispositivos de destilación de tamaños considerables.

En ese sentido, realizando diferentes reformas constructivas a los destiladores solares, se pretende un aumento considerable del rendimiento, que permita reducir los tamaños de los destiladores para una determinada producción de agua destilada.

Particularmente, las carreras de Ingeniería Agronómica, Ingeniería Química e Ing. en Alimentos que se dictan en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Económico Agropecuarias (FICA) perteneciente a la Universidad Nacional de San Luis, utilizan en sus prácticas de laboratorio agua destilada para la preparación de soluciones, limpieza de equipos, material de laboratorio, etc. Este insumo se obtiene mediante el uso de destiladores eléctricos o se compra a proveedores.

Para esta producción en laboratorio, se dispone de equipos compactos operados con energía eléctrica y refrigeración con agua de la red. Para la generación de un litro de agua se necesita, aproximadamente, de 1 KWh, de energía eléctrica y de 20 a 25 litros de agua de red, que normalmente es arrojada a la red cloacal. Este último costo, para regiones como la de San Luis, que posee escasos recursos de agua, es sumamente elevado e irracional. (Fasulo et. al 2004). Debe tenerse en cuenta el mal uso del recurso agua, ya que la que se utiliza es agua tratada (filtrada, clorada, etc.). Debería analizarse la posibilidad de que los fabricantes – proveedores de destiladores eléctricos ofrecieran pequeñas torres de enfriamiento junto con el equipo.

La mejora e instalación de dispositivos de destilación solar de agua podrían perfectamente reemplazar a los destiladores convencionales en este tipo de aplicaciones. Estos destiladores producen agua destilada de excelente calidad (con conductancias incluso menores a 4-5 microsiemens) a la evaporación lenta, sin turbulencias, lo que implica un producto sin gotas (pequeñas) de agua sin destilar.
La instalación de una nueva planta de destilación solar en el edificio donde se encuentran los laboratorios un ahorro importante, con las ventajas extras de contar con una planta real de destilación solar donde realizar las pruebas de los prototipos que se vienen estudiando.

En referencia a las fuentes de energía a utilizar, la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra y su interacción con la atmósfera, viene siendo estudiada intensamente desde mediados del siglo veinte existiendo abundante bibliografía. En particular las formulaciones y algoritmos desarrollados para la generación de datos de radiación global a partir de la heliofanía, radiación horaria horizontal y en planos inclinados a partir de datos de la radiación global diaria horizontal, etc. En este sentido, existen numerosas bases de datos, que servirán como insumos al momento de calcular los desarrollos. Particularmente, en los últimos años se ha comenzado a trabajar en la organización de la información disponible, como así también en el desarrollo de algoritmos que permitan obtener información en determinados puntos donde no se dispone de equipos de medición.

Por su parte, la energía eólica surge como consecuencia directa del desigual calentamiento de la superficie terrestre, generando a través de distintas causas (tales como la rotación de la tierra, perturbaciones atmosféricas, entre otras) energía mecánica que, en forma de energía cinética transporta el aire de un lugar a otro. En efecto, el planeta Tierra recibe una gran cantidad de energía proveniente del sol, de ella, aproximadamente el 2% se transforma en energía eólica (P. Fernández Díez,1993).

Considerando la potencialidad de esta fuente de energía es que se considera de suma importancia estudiar diversos dispositivos que permitan captarla y transformarla en energía eléctrica. Los primeros avances formales en este campo de conocimiento se realizaron con el advenimiento de la teoría aerodinámica en los primeros años del siglo XX, la cual permitió comprender las fuerzas actuantes en las palas de las turbinas de los aviones a hélices, sin embargo, posteriormente los mismos perfiles de dichas hélices se aplicaron sobre los aerogeneradores. Esto dio gran impulso a estas máquinas, las cuales fueron ganando terreno en aquellos puntos donde se hacía difícil la transmisión de energía eléctrica.

El avance de la teoría de las aeroturbinas derivó en prototipos sustancialmente diferentes como por ejemplo los aerogeneradores de eje vertical, los cuales en principio no tuvieron la misma cabida que sus pares de eje horizontal. Sin embargo, los mismos poseen grandes ventajas que, se considera, no han sido explotadas en su totalidad. Un claro ejemplo de ello es el hecho de que las turbinas de eje vertical tienen mayor poder de generación por unidad de superficie que sus pares de eje horizontal (Esther Pascual. “Energía Eólica. Turbinas de eje vertical 10 veces más eficientes que las tradicionales”. http://erenovable.com/energia-eolica-turbinas-de-eje-vertical-10-veces-mas-eficientes-que-las-tradicionales), además de que los elementos de generación pueden ir situados a nivel del suelo, lo cual facilita en gran medida las tareas de mantenimiento, entre otras.

Con base en ello es que se ha desarrollado un prototipo de geometría variable el cual ha sido probado en el túnel de viento de la facultad, permitiendo extraer información valiosa que permite comprender de manera integral el dispositivo, y proveyendo a la comunidad de un conjunto de conocimientos sistematizados que aportan una base sólida para futuros estudios en este campo de aplicación.  Además, se ha diseñado otro dispositivo de geometría variable y leva conductora.

También, se trabajó y trabajará con especial énfasis en el estudio minucioso y comparativo entre ambos tipos de energía renovables y en el desarrollo de la electrónica necesaria para su mejor utilización y aprovechamiento en nuestra zona.

Por otro lado, el aprendizaje conceptual y significativo de las ciencias experimentales es un objetivo absolutamente prioritario en aquellas sociedades que apuntan a un desarrollo nacional sostenido, y a mantener o alcanzar una situación de liderazgo mundial basado en el desarrollo tecnológico.

Primeramente, entre las razones que hacen a la baja utilización de las energías renovables, se identifican los problemas de falta de conocimiento de la población, y falta de formación de los profesionales que potencialmente estarían capacitados para trabajar en su aprovechamiento (Kandpal y Garg, 1998). La formación de profesionales en el área de energías renovables surge entonces como una tarea impostergable para todos aquellos que se dediquen a la investigación y desarrollo en estos temas, teniendo sobre todo en cuenta que los estudiantes que van a egresar de las universidades serán los futuros ingenieros, arquitectos, educadores, políticos y clase dirigente en general de un futuro inmediato (Grimnes, 1999).

A la tecnología la entendemos como el conjunto ordenado de conocimientos utilizados en la producción y comercialización de bienes y servicios. Se destaca que el conjunto de conocimientos que definen una cierta tecnología está integrado no sólo por conocimientos científicos provenientes de las ciencias fácticas, formales o sociales, sino también por conocimientos empíricos. Es fundamental la aplicación de principios racionales, en el control o reordenamiento del espacio; la materia, la energía, la informática y los recursos humanos; son fines y funciones relacionadas con necesidades humanas.

Si bien la ciencia y la tecnología tuvieron su origen y desarrollo inicial por carriles diferentes (fruto de la separación entre mente -conocimiento racional- -conocimiento práctico-) es hoy indudable su interrelación. La continua expansión de la investigación científica dedicada a la exploración de los secretos de la naturaleza y a su control para su utilización social, es un estímulo cada vez más importante para el desarrollo tecnológico. Recíprocamente la tecnología ha posibilitado la apertura de nuevos campos del conocimiento y acelerado el desenvolvimiento de otros.

El acontecer tecnológico transcurre en el espacio de las estructuras productivas de bienes y servicios, por ello los programas de política científica y tecnológica deberán ser coherentes con las circunstancias socio-políticas y económicas de la sociedad. La concientización de esta situación, por toda la sociedad o por la gran mayoría de los individuos que la conforman, indica la clara necesidad de que el sistema educativo produzca una cultura que incorpore el racionalismo de la ciencia y de la técnica.

El presente proyecto tiene intención de ser formadores en el área de energías renovables, mediante la transferencia de los resultados de investigación, organización y dictado de cursos, seminarios charlas etc, que potencien el saber tanto de docentes y profesionales, estudiantes de grado y público en general. Es necesario partir en la enseñanza del nivel de desarrollo mental e intelectual del educando, conectando los conocimientos previos con los materiales de aprendizaje, para lograr la construcción de aprendizajes significativos.