viernes, 13 de marzo de 2009

Centrales geotérmicas

1. Funcionamiento:

En muchos lugares de la Tierra se producen fenómenos geotérmicos que pueden ser aprovechados para generar energía útil para el consumo. Estas fuerzas se desarrollan en el interior de la corteza terrestre, normalmente a profundidades de 50 km, en una franja llamada sima o sial; algunas de sus manifestaciones sobre la superficie son los volcanes activos.
Conforme descendemos hacia el interior de la corteza terreste se produce un aumento gradual de temperatura, estimado en 1 grado cada 37 metros de profundidad. Sin embargo, en determinadas zonas de nuestro planeta, por ejemplo en algunas islas volcánicas de Canarias, las altas temperaturas se encuentran a nivel de la superficie. En estos casos, es cuando una instalación geotérmica resulta más rentable.
Para aprovechar la energía geotérmica se recurre a sistemas similares a los empleados en energía solar con turbina, es decir, calentamiento de un líquido que puede tener distintas aplicaciones, pero que habitualmente se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico.
Los sistemas geotérmicos producen un rendimiento mayor con respecto a otros sistemas, y además tienen un costo de mantenimiento menor. De hecho, la única pieza móvil de una central geotérmica es el sistema de turbina-generador, y por tanto todo el conjunto tiene una vida útil más larga. Además, la energía utilizada está siempre presente, lo cual apenas implica variaciones, como sucedería en otros sistemas que dependen, por ejemplo, del caudal de un río o del nivel de radiación solar.
El funcionamiento de una central geotérmica es bastante simple: consta de una perforación practicada a gran produndidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura mínima de 150º C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.
Desde la superficie se inyecta agua fría a través de uno de los extremos del tubo, la cual se calienta al llegar al fondo formando vapor de agua y regresando a chorro a la superficie a través del otro tubo. En el extremo de éste está acoplada una turbina-generador que suministra la energía eléctrica para su distribución. El agua enfriada es devuelta de nuevo al interior por el primer tubo para repetir el ciclo.
A pesar de su sencillez, el sistema está pensado fundamentalmente para aplicaciones que no requieran un suministro de energía a gran escala, debido a las características geotérmicas de las rocas.

Ventajas:

-Estas centrales ayudan a que la energía geotérmica no dependa de otras energías del exterior.
- Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.

Inconvenientes:

-Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoniaco, etc.
-Contaminación térmica.
-Deterioro del paisaje.
-No se puede transportar (como energía primaria).
-No está disponible más que en determinados lugares

2. Esquema de funcionamiento con nombres de las partes:











3. Impacto ambiental:

La energía geotérmica es un recurso abundante en bastantes países envías de desarrollo, y de hecho la única energía autóctona significativa que puede explotarse.El aprovechamiento de depósitos termales con temperaturas poco elevadas, también es viable, como hanmostrado los desarrollos técnicos en Francia relativos a distribución de calor procedente de tales depósitos.Es posible que en las próximas décadas se alcance un tope en la proliferación del uso de la energíageotérmica, ya que dicho uso se halla condicionado a los depósitos termales que existan en la Tierra. Segúne stimaciones del Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, la cantidad por localizar puede superar entre tres ydiez veces a la de los conocidos. Una vez se hayan puesto en marcha centrales en todos esos emplazamientos,las posibilidades de la energía geotérmica habrán llegado al límite, exceptuando los desarrollos futuros a largo plazo, que podrían ir por la vía de excavar pozos a muchos kilómetros de profundidad, buscando el calorirradiado por el núcleo del planeta, y en definitiva, provocar la creación de géisers e incluso volcanes pormétodos artificiales, algo sumamente arriesgado pero al mismo tiempo fascinante.

4. Centrales instaladas en España:

Islandia posee en gran abundancia depósitos termales, a causa de su peculiar topografía volcánica, lo que permite que la energía geotérmica suponga nada menos que el 60 por ciento de toda su energía natural directamente consumida. Su uso directo se refiere por regla general a aprovechar el calor para balnearios, redes de calefacción, invernaderos y demás. En algunos casos, las tuberías que transportan vapor para calefacción alcanzan los 50 kilómetros de longitud.
Islandia es un caso especial, ya que el resto de naciones con recursos termales está por debajo del 1 por cien en cuanto a uso directo del calor, incluidas Nueva Zelanda, China y Turquía, que han trabajado en ello. La conversión de ese calor en electricidad ofrece para cada país porcentajes a veces mayores y a veces menores que el del uso directo. En Islandia es muchísimo menor, siendo tan solo una pequeña parte. En cambio, en Filipinas se acerca a un tercio de su producción eléctrica total. Ello es fruto de un desarrollo realizado en las dos últimas décadas, iniciado a principios de los años 70, cuando técnicos de Nueva Zelanda realizaron allí las primeras experiencias piloto en el marco de acuerdos gubernamentales. Indonesia, un país que también se benefició en la misma época de un acuerdo parecido, está incrementando de manera importante su producción eléctrica geotérmica.
Entre las 25 o más naciones que cuentan con recursos geotérmicos aprovechables, algunas en las que también se ha trabajado al respecto son: Japón, Francia, Canadá, Estados Unidos, Grecia, Chile, México, Kenia, y la India.Nueva Zelanda es quizá el país más experto del mundo en materia de centrales geotérmicas, debido a su topografía volcánica que hace idóneo el uso de este tipo de energía. Puso en funcionamiento la segunda central geotérmica del mundo (la primera se instaló en Italia).
El Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, dependiente de la Universidad de Auckland, es pionero en la investigación geotérmica y en el desarrollo de tecnología para aprovechar esa energía. Fue creado en 1978, a petición de las Naciones Unidas en el marco de su Programa de Desarrollo, ante la necesidad de un centro que pudiese formar a nuevos expertos en energía geotérmica procedentes de otros países. Otros centros similares se encuentran en Islandia, Italia y Japón.
Nueva Zelanda reposa sobre los bordes de dos placas tectónicas que se presionan la una a la otra, originando terremotos y vulcanismo. La principal región termal del país se extiende a través de la Isla del Norte, ocupando 247 Km. de longitud por 59 de ancho. En ella se encuentran tres volcanes activos. Las centrales de Wairakei y Ohaaki están enclavadas en esta región.

Para el 2010 se pretende llegar a las 150 Ktep, en principio para calefacción, agua caliente sanitaria e invernaderos, y no se prevé la construcción de centrales geotérmicas, aunque se han desarrollado algunos proyectos en algunas zonas como Lérida, Orense, o en la cuenca del Manzanares, en Madrid. Asimismo, Almería dispone de numerosas zonas propicias para instalar plantas geotérmicas, aunque sólo se aprovecha en forma de agua termal para balnearios.
En La Palma se han hecho estudios para instalar una planta que podría cubrir el 15% de la demanda eléctrica de la isla
Las Islas Canarias cuentan también con enormes posibilidades, especialmente en un lugar con una fuerte dependencia energética exterior.

5. Imágenes relacionadas:


lunes, 9 de marzo de 2009

Centrales mareomotrices

1. Funcionamiento:

La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje i ese movimiento convertirlo en energia electrica.

Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia.

Otras formas de extraer energía del mar son: las olas, la energía undimotriz; de la diferencia de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del océano, el gradiente térmico oceánico; de la salinidad; de las corrientes submarinas o la eólica marina

Ventajas e inconvenientes de la energia mareomotriz:

Ventajas de esta generación eléctrica:
_Energía limpia y ecológica (la Cooperativa consume actualmente 10.000m3/h, de gas natural, para generar electricidad, para 65.000habitantes)
_Energía renovable
_Energía (económica) en el transcurso del tiempo (la Cooperativa paga de gas por mes $600.000 + 150.000 de alquiler de la turbina a la Estadounidense General electric).
_Recurso gratis y abundante (agua de río y mar)
_Reemplazo del modo contaminante de generación actual por la central termoeléctrica y la emisión constante de 11.000 (KgCO2/kWh).
_Abaratamiento del costo de Kw. /h
_Disponible las 24 hs. y los 365 días del año
_No produce concentración poblacional

Desventaja de la mareomotriz:
_Impacto visual:
_alta inversión inicial
_La modificación puntual del ecosistema.
_Traslado de empleados a la nueva usina.
_Perturbación del libre transito de las truchas, río arriba y río abajo.

2. esquema de funcionamiento con nombres de las partes:









3. Impacto ambiental:

Ecosistema: si bien actuaremos en la ciudad de Río Grande, nuestro proyecto se puntualiza junto al ya existente punte sobre el río grande, ósea que ya es una zona puntual impactada, se trabajara sobre este acotado ecositema ya impactado: creemos que el impacto sobre los factores abióticos (agua, mareas, suelo) serán mínimos y sobres los factores bióticos en lo que se refiere a plantas como ser las algas, como es una zona de 500 mts. de longitud sobre la costa , no existe el peligro de extinción de ninguna especie ya que la misma se repite a lo largo del río grande, en cuanto a las aves, también será un impacto tenue y transitorio, la fauna es lo mas afectado y lo trataremos por cuerda separada.

Desarrollo sustentable: cumple con la triada en cuanto a lo Económico, Social y Ambiental, responde a las necesidades actuales sin comprometer las futuras.

Fauna en peligro: La trucha (especie exótica), es la especie mas impactada ya que según el estudio de su movilidad en el río es bastante dinámica, en su recorrido vuelve del mar río arriba a desovar sus huevos y el macho a fecundarlo, una ves por año y luego vuelve al mar, esto lo hace varias veces en su vida, vuelve siempre al mismo lugar donde nació, que generalmente es la naciente de un río. Al estar de estas consideraciones y en vista de la instalación de las turbinas y un paredón contenedor de aguas , con una compuerta y el paso forzado por las turbinas (paletas giratorias concéntricas) siendo un paso obligado por la central mareomotriz de esta especie se hace necesario resaltar la importancia de mitigar este impacto, para preservar esta especie, que aunque es exótica, representa un ingreso importante para los dueños de los cotos, que se calcula de 5.000 U$S por turista por semana, llegando a recaudar en la temporada 3.000.000 de U$S.

4. Plan de Gerenciamiento Ambiental:

Se elaborara un programa para el seguimiento de la preservación de la trucha y especies similares en el río grande, para ello se hará un seguimiento anual de sus movimientos aprovechando el chipiado que personal de Recursos Naturales ha venido haciendo sobre las truchas en años anteriores, la investigación de población de esta especie sus periodos de reproducción y migración hacia el mar y del mar hacia las nacientes del río.
Se procederá a hacer un muestreo anual, para verificar si realmente el aliviadero de truchas es la solución.

5. Centrales instaladas en España o en el mundo:

De momento sólo la India, China, Japón y Estados Unidos han construido alguna de estas centrales.
En España se piensan istalar estas centrales:
El Cantábrico va a ser el lugar donde se ensayen las primeras centrales mareomotrices de España, en Mutriku (Vizcaya) y Santoña (Cantabria). La primera funcionará con 16 turbinas que comprimen el aire al entrar el agua en ellas, y con el giro de las turbinas se obtiene energía. La segunda central contiene boyas eléctricas.
6. Imágenes relacionadas:

domingo, 8 de marzo de 2009

Centrales eólicas

1. Funcionamiento:

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.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.

La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.

2. Esquema de funcionamiento con nombres de las partes:












3. Impacto ambiental:

La construcción de las centrales eólicas está ocasionando un grave impacto paisajístico; una grave erosión, debido a los desmontes de tierra y a la deforestación; destrucción de cubierta vegetal; pérdida de biodiversidad, por la brutal transformación de los montes; y afección a la avifauna sedentaria y migradora, por la mortandad que producen los aerogeneradores y tendidos eléctrico, y por impedir a las aves migrar por los montes que han venido utilizando desde hace miles de años.

Generalmente se combina con centrales térmicas, lo que lleva a que existan quienes critican que realmente no se ahorren demasiadas emisiones de dióxido de carbono. No obstante, hay que tener en cuenta que ninguna forma de producción de energía tiene el potencial de cubrir toda la demanda y la producción energética basada en renovables es menos contaminante, por lo que su aportación a la red eléctrica es netamente positiva.
Existen parques eólicos en España en espacios protegidos como ZEPAs (Zona de Especial Protección de Aves) y LIC (Lugar de Importancia Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradicción. Si bien la posible inserción de alguno de estos parques eólicos en las zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansión humana invade estas zonas, alterándolas sin que con ello se produzca ningún bien.
Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos (ver gráfico). Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortandad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la situación ornitológica de la zona. Además, dado que los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el problema de choque con las aves se está reduciendo.
El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.

4. Centrales instaladas en España:
















5. Imágenes relacionadas:


viernes, 6 de marzo de 2009

Centrales fotovoltaicas

1. Funcionamiento:

Las centrales fotovoltaicas producen electricidad sin necesidad de turbinas ni generadores, utilizando la propiedad que tienen ciertos materiales de generar una corriente de electrones cuando incide sobre ellos una corriente de fotones. La clave del funcionamiento de las células fotovoltaicas está en la disposición en forma de sandwich de materiales dopados de diferente forma, de manera que unos tengan exceso de electrones y otros, por el contrario, "huecos" con déficit de electrones. Los fotones de la luz solar portan una energía que arranca los electrones sobrantes de una capa y los hace moverse en dirección a los "huecos" de la otra capa. El resultado es la creación de flujo de electrones excitados, y por lo tanto, un voltaje eléctrico. Este voltaje conseguido es muy pequeño: por ejemplo, una iluminación con una potencia de 1 kW por metro cuadrado genera apenas un voltaje de 0,5 voltios.La solución consiste en conectar en serie gran número de células: en el ejemplo anterior, conectando 36 células obtendremos una tensión de 18 voltios. Conectando gran número de células, podremos alcanzar el voltaje que deseemos.

2. Esquema de funcionamiento con nombres de las partes:














3. Impacto ambiental:

La energía solar fotovoltaica, al igual que otras energías renovables, constituye, frente a los combustibles fósiles, una fuente inagotable, contribuye al autoabastecimiento energético nacional y es menos perjudicial para el medio ambiente, evitando los efectos de su uso directo (contaminación atmosférica, residuos, etc) y los derivados de su generación (excavaciones, minas, canteras, etc). Los efectos de la energía solar fotovoltaica sobre los principales factores ambientales son los siguientes:

Clima: la generación de energía eléctrica directamente a partir de la luz solar no requiere ningún tipo de combustión, por lo que no se produce polución térmica ni emisiones de CO2 que favorezcan el efecto invernadero.

Geología: Las células fotovoltaicas se fabrican con silicio, elemento obtenido de la arena, muy abundante en la Naturaleza y del que no se requieren cantidades significativas. Por lo tanto, en la fabricación de los paneles fotovoltaicos no se producen alteraciones en las características litológicas, topográficas o estructurales del terreno.

Suelo: Al no producirse ni contaminantes, ni vertidos, ni movimientos de tierra, la incidencia sobre las características físico-químicas del suelo o su erosionabilidad es nula.
Aguas superficiales y subterráneas: No se produce alteración de los acuíferos o de las aguas superficiales ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos.

Flora y fauna: La repercusión sobre la vegetación es nula, y, al eliminarse los tendidos eléctricos, se evitan los posibles efectos perjudiciales para las aves.

Paisaje: Los paneles solares tienen distintas posibilidades de integración, lo que hace que sean un elemento fácil de integrar y armonizar en diferentes tipos de estructuras, minimizando su impacto visual. Además, al tratarse de sistemas autónomos, no se altera el paisaje con postes y líneas eléctricas.

Ruidos: El sistema fotovoltaico es absolutamente silencioso, lo que representa una clara ventaja frente a los generadores de motor en viviendas aisladas.

Medio social: El suelo necesario para instalar un sistema fotovoltaico de dimensión media, no representa una cantidad significativa como para producir un grave impacto. Además, en gran parte de los casos, se pueden integrar en los tejados de las viviendas. Por otra parte, la energía solar fotovoltaica representa la mejor solución para aquellos lugares a los que se quiere dotar de energía eléctrica preservando las condiciones del entorno; como es el caso por ejemplo de los Espacios.

4. Centrales instaladas en España o en el mundo:

La mayor central de energía solar del mundo hasta el año 2004 se encontraba en la ciudad de Espenhain, cerca de Leipzig. Con 33.500 paneles solares modulares monocristalinos y una capacidad de producción de 5 megavatios, la central es suficiente para abastecer a 1.800 hogares. La inversión ascendió a 20 millones de euros, según Shell Solar y Geosol, las firmas constructoras. Actualmente la empresa alemana SAG Solarstrom, que opera en España con el nombre TAU Solar, ha construido la mayor huerta solar del mundo en Erlasee (Alemania). Esta sustituye a la central de Espenhain. La nueva central de Erlasee cuenta en su totalidad con una capacidad de producción de 12 megavatios.
En junio de 2008 General Motors anunció que planea construir la mayor planta de energía fotovoltáica sobre techo del mundo en Figueruelas (Zaragoza), con una extensión de 183.000 metros cuadrados y 50 millones de euros de inversión, en el proyecto colaboran la Comunidad de Aragón, la empresa francesa Veolia Environnement y el grupo estadounidense Clairvoyant Energy.

5. Imágenes relacionadas: