sábado, 16 de enero de 2010

ENERGIA HIDRAULICA

Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energia verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

Se puede transformar a muy diferentes escalas, existiendo desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroelectricas de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.

Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua de los mares, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica.

Ventajas:
- Es una energía renovable y limpia, y de alto rendimiento energético.
- La gran ventaja de la energía hidráulica es la eliminación de los costos de los combustibles. El costo de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los combustibles fósiles como la gasolina, el gas natural, o el carbón. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países.
- Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas mas largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Sin embargo, hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 100 . Los costos de operación son bajos por que las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante operación normal.
- Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Un poco de dióxido de carbón es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

Inconvenientes.
- Son varios, la constitución del embalse supone la inundación de importantes extensiones de terreno así como el abandono del pueblo.
- Destrucción de la naturaleza
- Plantas hidráulicas pueden ser disruptivas a los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, estudios han mostrados que las presas en las costas de Norteamérica han reducido las poblaciones de salmón que necesitan migrar a ciertos locales para reproducirse. Hay bastantes estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es la invención de un tipo de escalera para los peces.
- Pero la electricidad hidráulica cambia los ecosistemas en el río abajo también. El agua que sale de las turbinas típicamente no tiene mucho sedimento. Esto puede resultar en la destrucción de los costados de los ríos. Como las turbinas se abren y cierran muchas veces, la cantidad de agua que hay en el río cambia muchas veces también. Estos efectos combinados pueden cambiar los ecosistemas dramáticamente y matar mucha vida acuática.

Discusión sobre los problemas ambientales

Sin embargo habría que pensar seriamente en que hacer embalses muy grandes podría ser una solución para compensar, en lo posible, el aumento del nivel de las aguas del mar, que se está produciendo debido al cambio climático. El aumento se debe a la fusión del casquete polar antártico (el ártico está sobre el mar y su fusión no aumentaría el nivel) y de los glaciares de las montañas, que forman una reserva de agua en tierra. Podría sustituirse esta reserva helada por embalses de gran tamaño de agua líquida, de modo que una gran cantidad no llegue al mar, lo que evitaría, hasta cierto punto, la crecida de nivel. Muy probablemente, evitar la inundación de miles de kilómetros cuadrados de tierras con poca elevación sobre el nivel del mar (que afectaría muy especialmente a países pobres) evitaría unos importantes daños ecológicos en las zonas costeras, que compensarían otros daños ecológicos que pudieran producirse en las zonas del interior. Se calcula que las aguas retenidas en los grandes embalses construidos recientemente, han reducido el crecimiento del nivel del mar a la mitad de lo que hubiera podido crecer. Sin embargo esta solución sería muy costosa porque las previsiones de dentro de 50 años dicen que el nivel del mar subirá unos 3m , en principio esto no parece mucho pero es una barbaridad de metros cúbicos porque estos 3 metros de subida equivalen a un volumen de agua de 3 x 2/3 de la superficie de la tierra, por lo que no es rentable la solución expuesta anteriormente.

Aitor Safont y Jorge Romero

BIOMASA

Muchas personas opinan que la biomasa es una energia que no merece la pena ser utilizada por sus contras pero como toda energia tambien tiene sus pros. Según el Diccionario de la Real Academia Española,Biomasa tiene dos acepciones:
1. f. Biol. Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen.
2. f. Biol. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía

La primera acepción se utiliza habitualmente en Ecología. La segunda acepción, más restringida, se refiere a la biomasa 'útil' en términos energéticos: las plantas transforman la energía radiante del Sol en energía química a través de la fotosíntesis, y parte de esa energía química queda almacenada en forma de materia orgánica; la energía química de la biomasa puede recuperarse quemándola directamente o transformándola en combustible. Un equívoco muy común es confundir 'materia orgánica' con 'materia viva".

Clasificacion o tipos de biomasa:No todos los tipos de biomasa son iguales. La biomasa, como recurso energético, puede clasificarse en biomasa natural, residual y los cultivos energéticos. La biomasa natural es la que se produce en la naturaleza sin intervención humana. Por ejemplo, las podas naturales de los bosques. La biomasa residual es el subproducto o residuo generado en las actividades agrícolas (poda, rastrojos, etc.), silvícolas y ganaderas, así como residuos sólidos de la industria agroalimentaria (alpechines, bagazos, cáscaras, vinazas, etc.) y en la industria de transformación de la madera (aserraderos, fábricas de papel, muebles, etc.), así como residuos de depuradoras y el reciclado de aceites.

Los cultivos energéticos son aquellos que están destinados la producción de biocombustibles. Además de los cultivos existentes para la industria alimentaria (cereales y remolacha para producción de bioetanol y oleaginosas para producción de biodiésel), existen otros cultivos como los lignocelulósicos forestales y herbáceos o la pataca.

Ventajas:
-Es renovable.
-Es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable, de manera que la materia orgánica es capaz de retener durante su crecimiento más CO2 del que se libera en su combustión.
-No depende de ninguna fuerza (como en la eólica).
-Los combustibles que se generan a partir de la biomasa tienen una gran variedad de usos (probablemente sean los únicos combustibles primarios que puedan sustituir a la gasolina para el transporte).
-La construcción de una central y su mantenimiento generan puestos de trabajo.
-Es una forma de crear infraestructura rural, abre nuevas oportunidades.
-Tiene un gran potencial para rehabilitar tierras degradadas.
-Se evita la contaminación del medio aprovechando los residuos orgánicos para la obtención de energía.
-Ausencia de emisión de azufres e hidrocarburos altamente contaminantes (lluvia ácida).
-Obtención de productos biodegradables.

Inconvenientes:
-Sólo es capaz de aprovechar residuos orgánicos.
-La construcción de una central provoca alteraciones en el medio natural.
-Para conseguir un buen aporte energético se necesita gran cantidad de biomasa y por lo tanto ocupar grandes extensiones de tierra en el caso del cultivo energético.
-Menor coste de producción de la energía proveniente de los combustibles fósiles.
-Menor rendimiento de los combustibles derivados de la biomasa respecto de los combustibles fósiles.
-El potencial energético de la biomasa existente en el planeta podría bastar para cubrir la totalidad de las necesidades energéticas mundiales. No obstante, una serie de circunstancias limitan notablemente su aprovechamiento.

Nicolas Vilar

ENERGIA EÓLICA

Energía eólica es la energía obtenida del viento, o sea, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.Cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire,es decir del viento.

En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este tipo de viento se llama viento geoestrófico.Para la generación de energía eléctrica a partir de la energía del viento a nosotros nos interesa mucho mas el origen de los vientos en zonas mas especificas del planeta, estos vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que son debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta dependiendo si es de noche o de día.

Ventajas de la energia eólica:
-Procede indirectamente del sol , que calienta el aire y ocasiona el viento .
-Se renueva de forma continua .
-Es inagotable ,es limpia y no contamina .
-Es autóctona y universal . Existe en todo el mundo .
-Cada vez es más barata conforme avanza la tecnología .
-Permite el desarrollo sin expoliar la naturaleza , respetando el medio ambiente .
-Las instalaciones son fácilmente reversibles.No deja huella .

Inconvenientes de la enrgia eólica:
-El impacto visual, es decir; que su instalación genera una alta modificación del paisaje
-El impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las palas, efectos desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación.
-El impacto sonoro, es decir el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa más cercana deberá estar al menos a 200 metros.
-La posibilidad de zona arqueológicamente interesante

CLASIFICACIÓN DE AEROGENERADORES
Por el tipo de eje:
Eje Vertical
No son los más habituales debido a su escasa capacidad para producir energía. Su principal característica es que su eje de rotación se encuentra en posición perpendicular al suelo. Son más económicos que los de eje horizontal, al ahorrarse gran parte de infraestructura
Eje horizontal
Son los más habituales y en ellos se ha centrado el mayor esfuerzo de diseño en los últimos años

Por el numero de palas:
De una pala: constituidos de una única pala y de un contrapeso. Presentan velocidades de giro muy elevadas.
De dos palas: constituidos de dos palas son los más económicos y ligeros, por el contrario, necesitan una velocidad mayor para producir la misma cantidad de energía que el resto.
De tres palas: la mayoría de los aerogeneradores de hoy en día, presentan esta constitución, la principal razón es que presentan un 4% más de rendimiento que los de dos aspas.
Multipalas: no es muy común en Europa. Presenta multitud de palas y normalmente es utilizado para la extracción de agua en pozos

Por el control de potencia:
Sistemas de paso variable: Consiste en que las palas varían su ángulo de incidencia con respecto al viento. De esta forma cuando la potencia del viento es excesiva, se disminuye la resistencia de las palas con respecto al viento, evitando posibles daños estructurales. El mecanismo que rige este sistema funciona de forma hidráulica.
Diseño de las palas: También conocido como diseño de regulación por pérdidas aerodinámicas. En este diseño la pala está ligeramente curvada a lo largo de su eje longitudinal, de esta forma la pala pierde la sustentación de forma paulatina y gradual, en vez de hacerlo bruscamente, cuando la velocidad del viento alcanza valores críticos.

Regulación activa por perdida aerodinámica: En este caso se aumenta el ángulo de paso de las palas para llevarlas hasta una posición de mayor pérdida de sustentación, y poder consumir de esta forma el exceso de energía del viento. Sus principales ventajas son que la producción de potencia pude ser controlada de forma más exacta que con la regulación pasiva, y que puede funcionar a la potencia nominal con casi todas las velocidades de viento ll

PARTES DE UN AEROGENERADOR

-La góndola, carcasa que protege las partes fundamentales del aerogenerador
-Las palas del rotor que transmiten la potencia del viento hacía el buje.
-El buje que es la parte que une las palas del rotor con el eje de baja velocidad.
-Eje de baja velocidad que conecta el buje del rotor al multiplicador. Su velocidad de giro es muy lenta.
-El multiplicador, permite que el eje de alta velocidad gire mucho más rápido que el eje de baja velocidad.
-Eje de alta velocidad, gira a gran velocidad y permite el funcionamiento del generador eléctrico.
-El generador eléctrico que es una de las partes mas importantes de un aerogenerador. Transforma la energía mecánica en energía eléctrica
-El controlador electrónico, es un ordenador que monitoriza las condiciones del viento y controla el mecanismo de orientación.
-La unidad de refrigeración, mecanismo que sirve para enfriar el generador eléctrico.
-La torre que es la parte del aerogenerador que soporta la góndola y el rotor.
-El mecanismo de orientación, está activado por el controlador electrónico, la orientación del aerogenerador cambia según las condiciones del viento

FUNCIONAMIENTO AEROGENERADOR
El funcionamiento de un aerogenerador es muy sencillo. El viento mueve las palas del aerogenerador y a través de un sistema mecánico de engranajes hacen girar el rotor. La energía mecánica rotacional del rotor es transformada en energía eléctrica por el generador

CONSUMO
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios. Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial, representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007). En el año 2008 el porcentaje aportado por la energía eólica en España aumentó hasta el 11%.

Marc Mañas /Gaspar Bustamante

ENERGIA EÓLICA

A. Rochela - Diego P. – Manuel M.

La energía eólica es una energía inicial que proviene del viento; por medio de los aerogeneradores, la transformamos en energía final, cinética o eléctrica, que es la que nos interesa y de la que queremos conseguir.


Estos aerogeneradores, a partir de la fuerza del viento, mueven una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar su rotor, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.

En la actualidad, la energía eólica española está generando 2.311 millones de euros a la sociedad de modo directo y 1.492 millones de modo indirecto.

Si observamos los estudios realizados por especialistas sobre esta energía podemos ver que es una energía muy demandada por la población, en especial por la gente que habita lugares montañosos donde hay fuertes ráfagas de viento.

Esta energía es muy limpia y duradera, puesto que los inconvenientes más graves para el medio ambiente es su gran impacto visual. Otra pega es la intermitencia que tiene el viento cosa que ocasiona que las hélices no se muevan durante un tiempo, esto hacen las hélices quedan quietas y no produzcan electricidad. Esta energía ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero y la convierte en un tipo de energía verde porque no contamina por el hecho de que no emite radiaciones contaminantes contra el medio ambiente.

Esta energía ahora mismo está en la cabeza de las energías renovables, situada justo por detrás de la energía solar que es la más desarrollada en nuestro país.

ENERGIA SOLAR


La energía solar es la energía producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión; Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años.

La recogida natural de energía solar se produce en la atmósfera, los océanos y las plantas de la Tierra. Las interacciones de la energía del Sol, los océanos y la atmósfera, por ejemplo, producen vientos, utilizados durante siglos para hacer girar los molinos. Los sistemas modernos de energía eólica utilizan hélices fuertes, ligeras, resistentes a la intemperie y con diseño aerodinámico que, cuando se unen a generadores, producen electricidad para usos locales y especializados o para alimentar la red eléctrica de una región o comunidad.

Casi el 30% de la energía solar que alcanza el borde exterior de la atmósfera se consume en el ciclo del agua, que produce la lluvia y la energía potencial de las corrientes de montaña y de los ríos. La energía que generan estas aguas en movimiento al pasar por las turbinas modernas se llama energía hidroeléctrica. Gracias al proceso de fotosintesis, la energía solar contribuye al crecimiento de la vida vegetal (biomasa) que, junto con la madera y los combustibles fósiles que desde el punto de vista geológico derivan de plantas antiguas, puede ser utilizada como combustible. Otros combustibles como el alcohol y el metano también pueden extraerse de la biomasa.

Se puede aprovechar la energia del sol para obtener energia calorifica y energia electrica. La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor. La recogida directa de energía solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, diseñados para recoger energía, a veces después de concentrar los rayos del Sol. La energía, una vez recogida, se emplea en procesos térmicos o fotoeléctricos, o fotovoltaicos.

En los procesos térmicos, la energía solar se utiliza para calentar un gas o un líquido que luego se almacena o se distribuye. Se usan los colectores solares y pueden ser de dos tipos principales: los de placa plana y los de concentración.

Colectores de placa plana: En los procesos térmicos los colectores de placa plana interceptan la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador. Éste, en estado líquido o gaseoso, se calienta al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de absorción. La energía transferida por el fluido portador, dividida entre la energía solar que incide sobre el colector y expresada en porcentaje, se llama eficiencia instantánea del colector. Los colectores de placa plana tienen, en general, una o más placas cobertoras transparentes para intentar minimizar las pérdidas de calor de la placa de absorción en un esfuerzo para maximizar la eficiencia. Son capaces de calentar fluidos portadores hasta 82 °C y obtener entre el 40 y el 80% de eficiencia.
Colectores de concentración: Para aplicaciones como el aire acondicionado y la generación central de energía y de calor para cubrir las grandes necesidades industriales, los colectores de placa plana no suministran, en términos generales, fluidos con temperaturas bastante elevadas como para ser eficaces. Se pueden usar en una primera fase, y después el fluido se trata con medios convencionales de calentamiento. Como alternativa, se pueden utilizar colectores de concentración más complejos y costosos. Son dispositivos que reflejan y concentran la energía solar incidente sobre un zona receptora pequeña. Como resultado de esta concentración, la intensidad de la energía solar se incrementa y las temperaturas del receptor (llamado ‘blanco’) pueden acercarse a varios cientos, o incluso miles, de grados Celsius. Los concentradores deben moverse para seguir al Sol si se quiere que actúen con eficacia; los dispositivos utilizados para ello se llaman heliostatos.

En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica sin ningún dispositivo mecánico intermedio. Los rayos solares se reflejan los heliostatos, que concentran la radiación solar en un punto receptor. El calor que se concentra en la torre es absorbido por un fluido que alimenta al generador de vapor. El calor absorbido por el fluido es cedido a un circuito de agua, produciéndose vapor a presión. Este vapor hace girar la turbina, lo que genera la corriente eléctrica. En el condensador, el vapor de agua producido se convierte en liquido con el que se vuelve a iniciar al proceso. En el transformador, se aumenta el voltaje de la corriente eléctrica generada para que pueda ser distribuida por toda la red eléctrica. Hay dos tipos de instalaciones: De Torre, donde centenares de heliostatos (espejos orientables hacia el Sol, movidos por un servomotor) reflejan la luz solar en lo alto de una torre (receptor a mil o más grados). y los Colectores, donde el fluido receptor se calienta hasta unos 400 _C, al circular por un conducto paralelo a cada colector (heliostato cilindroparabólico) y situado en su eje focal. El receptor genera vapor de agua en el circuito de turbina mediante un intercambiador de calor.

Pablo Gil y Daniel Cestero

ENERGIA GEOTERMICA




La energia geotermcia se obtien a partir del calor interno de la tierra, de las rocas a altisimas temperaturas y del magma de los volcanes.
Esta energia es cara y muy poco rentable. Esto se debe a que sus porcentajes en energia primaria utilizada son muy inferiores a otras energias.
Sus yacimientos deben encontrarse cerca del lugar donde se va a tratar ya que su transporte es muy laborioso.
En concusión, es una energia muy poco rentable por lo ya mencionado anteriormente y su coste es bastante elevado. Sin embargo pensamos que gracias a que es renovable, se podria depender de ella aunque eso seria un problema mas bien que una solución.

Nelson Marco y Alejandro Perez