Estudio de caso: Una instalación solar respetuosa con los polinizadores en Minnesota que gestiona las aguas pluviales

A medida que seguimos implementando energía limpia en todo Estados Unidos, se le está prestando más atención a la mejor manera de desarrollar proyectos de energía limpia al ritmo y a la escala que exige la crisis climática, al tiempo que nos aseguramos de cuidar los sitios y las comunidades que albergan esos proyectos. Ahí es donde entra en juego un proyecto nacional del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), el Great Plains Institute (GPI), Fresh Energy y la Universidad de Minnesota. Financiado por la Oficina de Tecnología de Energía Solar del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), el proyecto de Investigación y Pruebas de Gestión de Aguas Pluviales en Sistemas Fotovoltaicos (PV-SMaRT) está utilizando cinco instalaciones solares fotovoltaicas (PV) existentes montadas en el suelo en todo Estados Unidos para estudiar la infiltración y la escorrentía de aguas pluviales en los parques solares.

En conjunto, los cinco sitios representan una variedad de pendientes, tipos de suelo, ubicaciones geográficas y configuraciones de sistemas fotovoltaicos que ayudarán a los desarrolladores y propietarios de proyectos solares, a las empresas de servicios públicos, a las comunidades y a los defensores de la energía limpia y el clima a comprender mejor cuál es la mejor manera de apoyar los proyectos solares y a las comunidades anfitrionas en las que se construyen, en particular reduciendo los costos del desarrollo de energía limpia y asegurando al mismo tiempo la protección de las aguas superficiales y subterráneas de la comunidad anfitriona.

A orillas del Misisipi

Con flores de «Susan de ojos negros» salpicando su extensión, el sitio de Minnesota se destaca entre los cinco sitios del proyecto. Ubicada en 18 acres de terreno de propiedad del condado cerca del río Misisipi en Ramsey, Minnesota, a 30 millas al noroeste del área metropolitana de Minneapolis-St. Paul, la Estación Renovable de Ramsey de Connexus Energy está flanqueada por un centro de servicio para vehículos recreativos al este, una autopista al norte y una huerta especializada en el cultivo de calabazas y chiles en los lados oeste y sur del proyecto. Gracias a una alianza con el equipo de Bare Honey, un productor de miel con sede en Minnesota, el sitio también alberga colmenas. Los paneles solares, con una capacidad de 3.4 megavatios, están orientados hacia el sur, en una configuración de dos paneles en vertical sobre un sistema de soporte fijo. A lo largo de todo el conjunto, el borde inferior de los paneles se encuentra a una altura de 24 a 36″ sobre el suelo.

Cubierto de suelo arenoso, el sitio de Connexus fue sembrado con una mezcla de vegetación favorable para los polinizadores en todo el parque solar y en las áreas abiertas. Y ese aspecto favorable para los polinizadores fue el factor clave para obtener el apoyo de la comunidad. Los expertos en polinizadores y los ecologistas afirmaron que este no sería un proyecto solar cualquiera, sino un prado de crecimiento bajo con flores estacionales, que ofrecería oportunidades de trabajo a los sembradores y apicultores locales, además de brindar beneficios ecológicos a los cultivos cercanos que rodean la cuenca hidrográfica. Gracias a la tierra arenosa y a la cubierta vegetal, cuando llueve —o incluso cuando llueve a cántaros— el exceso de agua se filtra hacia el suelo. Y eso tiene un significado importante tanto para los investigadores como para los desarrolladores de energía solar, las empresas de servicios públicos y los defensores de la energía limpia.  

Diseño de instalaciones solares para condiciones climáticas extremas

Parte del proceso de planificación o realización de análisis sobre proyectos de energía limpia, como los parques solares, consiste en evaluar la resistencia del sitio ante un fenómeno climático extremo, como una inundación. Los ingenieros e investigadores utilizaron tres tormentas de diseño diferentes —es decir, tormentas modelo de diversas magnitudes— para poner a prueba la respuesta de la Estación Renovable Ramsey, evaluar la precipitación y la humedad del suelo, y determinar la rapidez con la que el exceso de agua se filtraría en el suelo.

A través de estos modelos, el equipo de investigación de PV-SMaRT descubrió que, ante tres tormentas de diseño —una de frecuencia bienal, otra de frecuencia decenal y una de frecuencia centenal, la más intensa de las tres—, toda el agua pluvial fue canalizada hacia el suelo por la vegetación de raíces profundas. Utilizando tanto el marco de modelación InVEST como el modelo hidrológico 2D Hydrus, los investigadores de la Universidad de Minnesota (UMN) que participan en el proyecto PV-SMaRT —entre ellos Aaron Hanson y Jake Galzki, bajo la dirección del Dr. David Mulla, profesor de la UMN— han podido dar seguimiento al sitio, monitoreando los datos de los sensores de humedad y comparando las cifras de este sitio con las de otras ubicaciones del proyecto PV-SMaRT.

De hecho, el equipo descubrió que, si querían observar una respuesta de escorrentía, tenían que realizar un análisis inverso del sitio para provocarla. Por ejemplo, si el equipo creaba un modelo del sitio en el que la vegetación se viera afectada por un suelo muy compactado, entonces podían observar una respuesta de escorrentía. Sin embargo, en prácticamente cualquier otro escenario, la combinación de una vegetación diversa, de raíces profundas y favorable a los polinizadores, junto con el suelo arenoso, garantiza que todo el exceso de agua se filtre directamente al suelo. A juicio del equipo de investigación, eso convirtió al sitio de Connexus Energy en Ramsey en un prototipo para el resto del proyecto PV-SMaRT.

Beneficios para el sitio y el estudio

Y Brian cree que quienes se encargan de la tramitación de permisos de aguas pluviales en sitios de energía solar pueden aprender algo del ejemplo de Ramsey. «Gracias a este estudio, la tramitación de permisos de aguas pluviales en sitios como este puede ser predecible y transparente tanto para la ciudad o el condado como para el desarrollador», afirma, «lo que reduce los costos indirectos para los desarrolladores de energía solar al tiempo que garantiza buenos resultados en cuanto a la calidad del agua para los reguladores y beneficios colaterales para el hábitat de las comunidades locales».

Brian Ross, vicepresidente de Energía Renovable de GPI, señala que el sitio es importante porque funciona como una especie de marco para el proyecto: «Es un sitio que requiere únicamente infraestructura verde de cobertura del suelo en casi cualquier circunstancia. Comparar este sitio con los de nuestros otros proyectos es sumamente útil. Las características que se dan en el sitio solar de Connexus Energy en Ramsey apuntan a la capacidad potencial de un parque solar no solo para mitigar el impacto en el sitio, sino también para contribuir a una gestión más amplia de la cuenca hidrográfica».

En Connexus Energy, Rob Davis, jefe de comunicaciones, señala que hubo una respuesta abrumadoramente positiva de la comunidad respecto a los aspectos del proyecto que favorecen a los polinizadores. «Por eso Connexus exige una cubierta vegetal que favorezca a los polinizadores en todas nuestras instalaciones solares, y fue especialmente importante para este proyecto debido a su ubicación cerca del río Misisipi y a la presencia de un productor de cultivos especializados. El suelo y la cubierta vegetal del sitio se combinan para manejar fácilmente los episodios de lluvias intensas», afirma.

Rob señala que, cuando se construyó el proyecto, no se contaba con la ventaja de contar con modelos hidrológicos precisos para proyectos de energía solar fotovoltaica, lo que dio lugar a la necesidad de realizar un nivelamiento que incluyó la excavación de un montículo de dos pies en diagonal a lo largo del proyecto. Gracias a los hallazgos del estudio PV-SMaRT, Rob confía en que se puedan implementar cambios en las políticas para evitar la nivelación del terreno en el futuro, ya que altera innecesariamente el suelo y crea una superficie irregular para los vehículos que operan en el sitio. En su lugar, Rob destaca la vegetación de alto rendimiento, ya que requiere menos nivelación y menos cuencas de contención de aguas pluviales, lo que representa un uso mucho más eficiente de los limitados fondos de mantenimiento.

Perspectivas por venir

Los datos y las observaciones de la instalación de Connexus en Ramsey sirven como punto de referencia mientras el equipo de investigación de PV-SMaRT continúa recopilando información sobre las otras cuatro instalaciones del proyecto en todo el país. En general, los hallazgos de la sede de Ramsey validan aún más las mejores prácticas recomendadas por el proyecto al ejemplificar cómo podemos reducir los costos indirectos del desarrollo de energía limpia y del mantenimiento continuo, al tiempo que protegemos las aguas superficiales y subterráneas de la comunidad anfitriona, creamos el hábitat necesario, capturamos carbono en el suelo y ayudamos a forjar un futuro de energía limpia verdaderamente sostenible que beneficiará a todos por generaciones. Lee más sobre la validación en curso de esta investigación fundamental a través del Great Plains Institute.

Una versión de este artículo se publicó originalmente a través de Fresh Energy. Léelo aquí.