biologia

Anexo 4
Modelamiento físico del viento y la energía eólica

P

ara realizar el modelamiento del campo
espacial del viento, las series de tiempo han
sido homogeneizadas y completadas por medio
de modelos ARIMA (Modelos Autorregresivos
Integrados con Media Móvil) para cada una
de las estaciones y datos de la misma variable
meteorológica se conocen en la frontera para
hacer lasinterpolaciones necesarias hacia el
interior del país. Por lo tanto, la técnica apunta
a generar los campos espaciales del viento, a
través de métodos de interpolación, y una física
bajo criterios climatológicos representativos
aplicables para una atmósfera como la que
envuelve el territorio colombiano.
El algoritmo diseñado involucra los cálculos de
dirección y velocidad del viento en superficieen una resolución fina de 10X10 kilómetros y
a las alturas de 20 y 50 metros con el uso de
perfiles verticales de viento que requieren,
además de la velocidad del viento en superficie,
el conocimiento de la rugosidad superficial.
Finalmente se presentan las ecuaciones de la
densidad de energía eólica a estas alturas, la
cual necesita, adicional al conocimiento de la
velocidad del viento a lasalturas requeridas,
el cálculo de la densidad del aire, que a su vez
necesita los campos de la presión atmosférica
y de la temperatura del aire, variables que en
el campo medio dependen de elevación del
terreno.
Muchas de las ecuaciones y procedimientos utilizados para los análisis finales que se muestran
en este Atlas fueron extraídas de los algoritmos
que se encuentran en el modelometeorológico de mesoescala MM5; modelo regional, desarrollado en la Universidad de Pensilvania de
los Estados Unidos que permite simular las con-

diciones meteorológicas reales y pronosticadas
teniendo en cuenta: la orografía, los datos del
campo de primera aproximación de cualquier
modelo meteorológico global de baja resolución
que se le suministre, la información meteorológica sinópticadirecta e indirecta procedentes
de las estaciones meteorológicas (in situ) y a
través de sensores remotos. El MM5 permite
definir dominios de resolución horizontal y vertical y, utiliza una física que aplica las ecuaciones
de movimiento; los movimientos verticales son
explicados a través de una meteorología dinámica no hidrostática, pudiéndose también ejecutar
considerando equilibrio hidrostático(Melo &
Ruiz, 2004).Asi mismo, el modelo mencionado considera la ecuación de la primera ley de la
termodinámica, la conservación de la masa, los
cambios de fase del agua y las técnicas para resolver procesos meteorológicos de pequeña escala en
términos de la gran escala meteorológica denominados parametrizaciones (Yamagishi, 2003)
Como complemento vale la pena mencionar
que un modelo numéricometeorológico es
un conjunto de ecuaciones diferenciales que
gobiernan la dinámica y termodinámica de
la atmósfera. Dependiendo del fenómeno
meteorológico que se esté resolviendo en dichas
ecuaciones, se hacen aproximaciones sobre ellas
o se desprecian algunos términos con el fin de
observar la naturaleza física del fenómeno que
se está estudiando. También influye en ello la
capacidadcomputacional, ya que resoluciones
espaciales muy finas y de gran extensión
horizontal exigen capacidad de almacenamiento
de información de entrada y salida junto
con recurso de computador para resolver las
ecuaciones diferenciales y las parametrizaciones
(Yamagishi, 2003). Dentro de los procesos físicos
149 / Atlas de Viento y Energía Eólica de Colombia

que son parametrizados se destacan:los procesos
de trasferencia de calor en la atmósfera como
la radiación, la convección y la conducción;
los procesos físicos de Capa Límite Planetaria,
donde el comportamiento de las variables
meteorológicas están influenciadas ampliamente
por la orografía junto con las características del
suelo y, por último, los procesos físicos que
generan la condensación de nubes, ya que esta
última...