El Laboratorio de Tecnologías Apropiadas (LabTA) trabaja en la búsqueda de nuevas alternativas tecnológicas que resuelvan problemas reales de nuestras comunidades en el territorio, en este sentido estamos convencidos que la comunidad universitaria puede cumplir un rol más que importante a través de políticas de responsabilidad social asumiendo un liderazgo comprometido, plasmándolo en acciones educativas, de investigación, extensión y transferencia, por medio de la formación de personas que actúan como agentes multiplicadores y desarrollo de tecnologías apropiadas que se puedan difundir entre las comunidades y sus territorios.
Esta visión es plasmada en las diferentes sub-líneas de investigación que son llevadas adelante por todos los integrantes del LabTA conformado por docentes y estudiantes de grado.
El tópico central de trabajo, investigación y transferencia del LabTA son las microrredes eléctricas aisladas basadas en energías renovables, desde su dimensionamiento hasta si implementación optimizando la gestión de energía, maximizando potencia y aplicando tolerancia a fallas. Estas microrredes al ser aisladas, pueden tener diferentes aplicaciones como un paraje rural, un avión-drone, vehículo eléctrico o un sistema ininterrumpido para pacientes electrodependientes.
Una definición de tecnología apropiada es aquella tecnología que mejor se adecúa a situaciones medioambientales, culturales y económicas, requiere pocos recursos, significa menos costo, bajo impacto ambiental, bajo mantenimiento, se genera con destrezas, herramientas y materiales de la zona y puede ser localmente reparada.
La TA llevada adelante por el Laboratorio de Tecnologías Apropiadas (LabTA) se basa en los principios de la tecnología abierta (software y hardware) cuya filosofía es la de compartir conocimiento, creando comunidades globales donde el desarrollo es abierto y puede ser utilizado tanto por usuarios finales como por otros desarrolladores que mejoran y hacen contribuciones al estado del arte de la tecnología desarrollada. Por otro lado, también es de bajo costo y en equilibro con el medio ambiente.
Modelo LabTA
Las microrredes eléctricas son una tecnología clave para promover el desarrollo sostenible y un acceso a energía asequible para las comunidades rurales vulnerables. Cuando se dispone de recursos económicos suficientes, el enfoque clásico aplicado a su dimensionamiento y construcción consiste en estudiar los recursos y fuentes de energía locales, caracterizar la curva de demanda, estimar el crecimiento de la microrred y construir una solución sobredimensionada pero no económicamente viable.
Este enfoque permite la creación de microrredes pero contiene muchas inexactitudes y fallas, en particular la incompatibilidad a largo plazo entre la solución elegida y la expansión de la demanda, los costos vinculados a la importación de soluciones llave en mano y la alienación de los actores locales debido a la opacidad tecnológica. Los usuarios se convierten en consumidores, los agentes de campo se convierten en vendedores y la tecnología se convierte en un obstáculo para el desarrollo local a largo plazo.
En cambio, cuando las comunidades no poseen los recursos necesarios para acceder a una energía que mejore su calidad de vida, existen caminos alternativos mediante la inclusión de actores locales, la comunidad educativa (secundario y universitario) y el uso de tecnologías abiertas y nacionales para la creación de microrredes eléctricas sostenibles en el tiempo.
Estos caminos alternativos se han construido en base a la reflexión de la experiencia acumulada, de aciertos y desaciertos en el terreno, logrando desarrollar un modelo/metodología sustentable que llamamos Modelo LabTA representado en la Figura, que promueve acciones educativas, de investigación, extensión y transferencial medio.
El Modelo LabTA posee cuatro pilares, comenzando por el desarrollo de tecnología abierta en conjunto con comunidades científicas mundiales y estudiantes de grado y posgrado. Luego, el desarrollo se construye a través de capacitaciones STEM dictadas a estudiantes de escuelas de nivel medio, generalmente técnicas, a través de cursos semanales, para que sean los mismos estudiantes quienes puedan participar en la implementación en comunidades rurales. Estas escuelas técnicas se seleccionan estratégicamente a una distancia cercana de las comunidades aisladas, para que puedan continuar sosteniendo el vínculo a través de la realización de actividades de mantenimiento y reparaciones simples en los próximos años. Finalmente, el último pilar de este modelo sustentable consiste en monitorear los sistemas, realizar una encuesta a los usuarios para obtener información y detectar fallas o posibles mejoras en desarrollos de código abierto.
En la siguiente imagen se presenta un diagrama representativo del modelo de trabajo desarrollado por el LabTA. A continuación, se describen cada uno de estos bloques en detalle.
Modelo del LabTA
Desarrollo Abierto y Colaborativo
Tradicionalmente solo empresas o laboratorios de investigación públicos y privados podían ofrecer un servicio o producto para solucionar diferentes problemas relacionados con la ayuda de emergencia, la salud, la energía, la alimentación, la vivienda, la educación o el desarrollo económico, con la desventaja que estos desarrollos son cerrados, generan dependencia tecnológica y pueden ser costosos.
La filosofía de tecnología abierta supone que diferentes personas, desde expertos técnicos, diseñadores o incluso usuarios finales, pueden ayudar a encontrar una solución común a un problema para el desarrollo posterior de una idea. El poder comunitario puede ofrecer diferentes puntos de vista que agregan valor a la solución propuesta y estas propuestas se comparten aún más abiertamente para que la idea pueda seguir mejorando y evolucionando.
Es por lo anterior que en la actualidad existen una gran cantidad de fabricantes, diseñadores, ingenieros que dedican su tiempo a aprender, compartir y utilizar tecnologías abiertas para solucionar problemas concretos, mediante la creación de soluciones innovadoras y generando más oportunidades para encontrar soluciones técnicas integrales de muchos más actores.
En la siguiente imagen se presenta la estructura de microred eléctrica completa con la que el Modelo LabTA desarrolla sus instalaciones. Dependiendo el lugar de emplazamiento (recursos renovables disponibles) y las características del consumo es como se realiza el dimensionamiento y selección de componentes del sistema a instalar [10,11].
Estructura de microrred con la que se trabaja en LabTA
Educación STEM
Las capacitaciones STEM, uno de los pilares del Modelo LabTA que posibilita la aplicación de los conceptos, procedimientos y habilidades provenientes de los aprendizajes formales de las diversas asignaturas, con el objetivo que los estudiantes aprendan a trabajar en necesidades reales del entorno con la finalidad de mejorarlo y también difundir la tecnología abierta.
Además, permiten desarrollar nuevas competencias y herramientas educativas para afrontar los nuevos retos y oportunidades que requieren los futuros profesionales para la resolución de problemas, la capacidad de innovar y explotar las posibilidades que ofrece el mundo de las energías renovables y el desarrollo sostenible.
Actualmente, se ofrecen tres capacitaciones, donde la primera introduce conceptos y mejores prácticas en energías renovables, generalmente fotovoltaica, luego como segunda etapa, se realizan dos capacitaciones en donde los estudiantes construyen los dispositivos electrónicos como el regulador eólico y el OpenWee de bajo costo para los proyectos de electrificación rural.
Banner promoción de los cursos STEM (Proy. N° 7 de Tabla I).
Durante el 2021-2022 se han capacitado aproximadamente a más de 500 estudiantes de 10 escuelas secundarias diferentes de la Argentina, además de internos menores de una unidad penitenciaria. En la imagen se observan estudiantes de dos escuelas participando de la instalación de un sistema de electrificación en un centro de salud del paraje Guanaco del Morro en la Provincia de San Luis.
Instalación eólica en pje. Guanaco del Morro (Proy. N° 3 de Tabla I).
Instalaciones Rurales
El acceso a la energía eléctrica puede tener un impacto transformador en los hogares de las comunidades rurales y su estilo de vida, a través del ahorro de tiempo y esfuerzo en la recolección de leña, permitir que los electrodomésticos asuman el papel de tareas normalmente laboriosas y que consumen mucho tiempo, la luz nocturna y la incorporación de medios tecnológicos y de comunicación que permitan la difusión de información y la recreación.
Por este motivo, Las instalaciones de los sistemas de electrificación son el objetivo final de la metodología desarrollada, durante el proceso se involucra a la comunidad, que son los usuarios finales del sistema, con el objetivo de que conozcan la tecnología y se apropien de la misma, también cumple un rol fundamental las asociaciones civiles, ONGs que trabajan día a día con las comunidades y en algunos casos municipios o dependencias gubernamentales. Durante la instalación participan las escuelas secundarias que trabajaron en la construcción de los componentes de la microrred, cerrando el ciclo de los conocimientos aprendidos e interactuando con la comunidad en el territorio.
En la Tabla I se enumeran los proyectos realizados en los últimos 4 años por el LabTA y en la imagen el primer proyecto implementads por el LabTA en una escuela rural de la provincia de San Luis.
Instalación eólica-solar en pje. Puerta del Sol (Proy N° 1 de Tabla I).
TABLA I. Proyectos implementados por el LabTA
(donde ER: Energías Renovables, DP: Desarrollo Productivo, S: Sostenibilidad, EC: Economía Circular)
| N° | Año | Estado | Tipo Proyecto | Establecimiento | Lugar | Sistemas | Partipan escuelas |
| 1 | 2019 | Finalizado | ER + STEM | Escuela rural | Pje. Puerta del Sol, San Luis | eólico y FV | Si, 2 escuelas |
| 2 | 2019 | Finalizado | ER + STEM | Escuela rural | Pje. Costa de Lepa, Chubut | eólico | Si, 1 escuela |
| 3 | 2021 | Finalizado | ER + STEM | Ctro. de Salud | Pje. Guanaco del Morro, San Luis | eólico | Si, 2 escuelas |
| 4 | 2021 | Finalizado | ER | Ctro. Demostrativo | Esquel, Chubut | eólico | Si, 1 escuela |
| 5 | 2021 | Finalizado | ER + STEM + DP | Ctro. Comunitario | Pje. La Medialuna, Chaco | FV + Cisterna h2o | Si, 1 escuela |
| 6 | 2022 | Finalizado | ER | Invernadero | FICA-UNSL | eólico | Si, 6 escuelas |
| 7 | 2021 | Finalizado | STEM | Escuelas tecnicas | Provincia de San Luis | eólico y FV | Si, 6 escuelas |
| 8 | 2022 | Finalizado | S | Comedor | Barrio San José | Calefon solar | No |
| 9 | 2022 | Finalizado | S | Cooperativa | Balde de Escudero, San Luis | Calefon solar | No |
| 10 | 2022 | En proceso | ER + STEM + DP | Com. Mapuches | 9 pje. Mapuches Chubut | eólico y FV + DP | Si, 2 escuelas |
| 11 | 2022 | En proceso | S | Camping UNSL | La Florida, San Luis | FV | No |
| 12 | 2022 | En proceso | EC | Subte BsAs | Capital, BsAs | Eólico y FV | Si, 2 escuelas |
| 13 | 2023 | Finalizado | ER + DP | Escuela rural | Pje. Puerta del Sol, San Luis | eólico y FV + DP | Si, 2 escuelas |
| 14 | 2023 | Por inicar | ER | Com. Rurales | 9 pjes del Impenetrable, Chaco | FV + cisterna h2o | no |
| 15 | 2023 | Por inicar | STEM | Escuelas tecnicas | Provincia de San Luis | eólico y FV | Si, 10 escuelas |
| 16 | 2023 | Por inicar | STEM | Escuelas tecnicas | Provincia de San Luis | eólico y FV | Si, 10 escuelas |
La siguiente imagen se presenta otro proyecto desarrollado durante el 2021 donde se trabajó en conjunto con la ONG Monte Adentro y la comunidad de La Medialuna, se construyeron un centro comunitario, una cisterna de agua de 16.000 litros, una torre de Wifi y un sistema de electrificación solar para el centro. Estos centros comunitarios, sirven como espacio para apoyo escolar, centro de salud y para el dictado de cursos de costura a las mujeres de la comunidad por Monte Adentro.
Instalación solar en pje. Medialuna (Proy. N° 5 de Tabla I).
Mantenimiento y Monitoreo
El acceso a energía no es solo un problema técnico, entonces no se puede proponer solo soluciones técnicas, las instalaciones deben ser soluciones integrales que sean sostenibles en el tiempo. En este sentido, una vez concluida las etapas de diseño e instalación, garantizar la calidad y continuidad del servicio es un factor clave en los sistemas de electrificación aislada, ya que si no se cuenta con un plan de operación y mantenimiento el sistema puede tener interrupciones o fallas y quedar fuera de servicio. En este sentido, es posible dividir los proyectos de electrificación en dos, en función de la escala y los actores involucrados.
Pequeños Proyectos
Se define “pequeños proyectos” a instalaciones puntuales, generalmente instituciones públicas como escuelas rurales, centros de salud y comunitarios, comedores que tienen impacto en muchas personas. Finalizada la instalación, se realizan capacitaciones a un grupo de personas especifico de la comunidad que quedará a cargo del sistema para realizar tareas de mantenimiento simple y para resolver situaciones de fallas sencillas. Las escuelas técnicas son las encargadas de realizar el mantenimiento anual del sistema y también en caso de fallas o problemas mayores, que necesiten pronta resolución y en caso contrario, el LabTA brinda el respaldo a las instalaciones para que puedan continuar funcionando.
Además, es importante realizar monitoreo y supervisión a la distancia, para poder determinar posibles fallas, si el sistema está bien dimensionado y conocer los recursos renovables de la locación.
Sistema de supervisión del pje. Puerta del Sol (Proy. N° 1 de Tabla I).
Grandes Proyectos
Se define “grandes proyectos” cuando son muchas instalaciones, generalmente a usuarios particulares y el impacto es a menor cantidad de personas, este es el caso cuando se realizan instalaciones individuales a familias de una comunidad o paraje. En este sentido, para que este tipo de sistemas sea sostenible en el tiempo es difícil que los usuarios, las escuelas y el propio LabTA puedan realizar el seguimiento y mantenimiento del estos sistemas, para esto el modelo de entrega es diferente y el mantenimiento debe ser tercerizado. Un ejemplo de esto es el Proy. N° 14 de la Tabla I, que propone la electrificación de 40 familias de siete parajes diferentes del Impenetrable Chaqueño, en este caso en la formulación del proyecto se propuso la creación de una cooperativa eléctrica que se encargará de realizar el mantenimiento/reparación de las instalaciones y además se encargará de realizar el cobro del servicio a los usuarios, los primeros años esta cooperativa tendrá el acompañamiento de la ONG Monte Adentro y el LabTA.
Acceso a la Energía y Desarrollo Productivo
El acceso a la electricidad mejora la productividad económica y la calidad de vida rural. Sin un suministro de electricidad confiable y adecuado, los hogares rurales que se dedican a la agricultura y la industria rural se caracterizan por una baja productividad y perspectivas de crecimiento, y bajos ingresos. La utilización de fuerza motriz y sistemas de riego a partir del acceso a la energía produce beneficios como mejoras de rendimiento, rentabilidad y productividad y menores costos de mano de obra y tiempo.
Las actividades de desarrollo productivo en las comunidades rurales posibilitan la evolución colectiva a través de los proyectos de electrificación rural, donde a primera fase es proveer el servicio de electricidad suficiente como para luego poder generar nuevos ingresos a través de un desarrollo productivo. Entiéndase esta evolución para las comunidades, como también para el Modelo LabTA, como parte del aprendizaje realizado en trabajos realizados en territorio, escuchando y comprendiendo las necesidades en territorio.
Ejemplo de esto lo constituye el proyecto de desarrollo productivo N°. 10 de la Tabla I, financiado por el Mincyt en la convocatoria “Argentina contra el hambre”, que se desarrolla en 8 parajes rurales de comunidades mapuches en la Patagonia y se está trabajando en un sistema de gestión eficiente del agua con energías renovables para impulsar la agricultura familiar con huertas frutihortícolas.
Otro proyecto de desarrollo productivo en el N°. 13 de la Tabla I, donde se generará una huerta frutihortícola con riego por goteo y producción de quesos de cabra, siendo otro ejemplo que demuestra el crecimiento y aprendizaje de la comunidad y el LabTA, ya que esta locación es donde el LabTA realizó su primer proyecto (N° 1) en el 2019.
Huerta frutihorticola en la Patagonia (Proy. N° 10 de Tabla I).
Huerta En San Luis (Proy. N° 13 de Tabla I).
Comentarios Finales
El Modelo LabTA, que es una metodología de trabajo para mitigar la pobreza energética en comunidades rurales vulnerables realizando un aporte desde la comunidad científica a resolver problemas reales y contribuir al desarrollo sostenible y humano. Este modelo se puede resumir en el cumplimiento de tres objetivos principales.
El objetivo inicial es a través de la comunidad científica desarrollar tecnología apropiada en conjunto con comunidades mundiales, es decir, trabajar con estudiantes en el diseño de dispositivos bajo costo, replicables, adaptables para un entorno local pero que se difunde a nivel global para su replicación y adaptación en otros entornos y territorios.
El objetivo intermedio del Modelo LabTA consiste en implementación de técnicas de ApS en estudiantes, en la que el aprendizaje se produce por medio de un ciclo de acción y reflexión en el cual se trabaja en equipo aplicando lo aprendido a los problemas de la comunidad. Al mismo tiempo, desarrollan la empatía y respeto por otras culturas, sentido crítico y participación ciudadana, a su vez mejorando los resultados académicos con la incorporación de nuevas competencias, que benefician el desarrollo integral del estudiante.
El objetivo final del Modelo LabTA es mitigar la pobreza energética en comunidades rurales vulnerables, desde una universidad pública y presente que pretende dar respuestas y oportunidades a comunidades rurales vulnerables.
A lo largo de este trabajo hemos sistematizado el método desarrollado por el Modelo LabTA, tratando de identificar las características de la metodología, sus potencialidades para el desarrollo de las comunidades y para la resignificación de los aprendizajes por parte de los estudiantes; visibilizando la importancia que trabajar desde la RSU permite promover el involucramiento del sistema universitario en su totalidad, a partir del desarrollo del conocimiento científico, en el crecimiento más equitativo de las comunidades de las que forma parte reparando inequidades estructurales e históricas.
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