FELIZ NAVIDAD!!

EL MAR: INAGOTABLE FUENTE DE ENERGÍA (III)

En este tercer post dedicado a la obtención de energía del agua del mar, nos vamos a centrar en otras técnicas menos conocidas como son la maremotérmica y la potencia osmótica. Si queréis infomración sobre los anteriores aquí odéis consultar el primer post y el segundo.

_____________________________________________________________

Energía Maremotérmica: se fundamenta en el aprovechamiento de la energía térmica del mar basado en la diferencia de temperaturas entre la superficie del mar y las aguas profundas.

Se estima que, en un año, la energía solar absorbida por los océanos es de  al menos 4.000 veces la  energía que actualmente consume la humanidad. Se necesitaría solo un 1% de la energía renovable que podría producir un sistema maremotérmico para satisfacer todas nuestras necesidades energéticas actuales.

El aprovechamiento de este tipo de energía requiere que el gradiente térmico sea de al menos 20º, por lo que las zonas favorables se encuentran entre el ecuador y la regiones subtropicales.

Las plantas maremotérmicas transforman la energía térmica en energía eléctrica utilizando el ciclo termodinámico denominado “ciclo de Rankine” para producir energía eléctrica cuyo foco caliente es el agua de la superficie del mar y el foco frío el agua de las profundidades. En este ciclo se emplea calor para evaporar un líquido, que posteriormente se utiliza en el accionamiento de una turbina, la cual se acopla a un generador eléctrico para  producir energía eléctrica.

Existen tres tipos de sistemas:

De ciclo abierto:

Se usa el agua caliente de la superficie del océano como fluido de trabajo para accionar la turbina.  El agua se vaporiza  en un evaporador en el que previamente se ha extraído el aire. Al disminuir la presión en el evaporador, también disminuye la temperatura de ebullición del agua de mar, por lo que  hierve a la temperatura en que se encuentra en la superficie . En el evaporador se obtiene una mezcla de vapor y agua líquida. El vapor separado del agua líquida pasa a través de una turbina de expansión, accionándola, y seguidamente se dirige a un condensador, en el que se obtiene de nuevo agua líquida saturada .El condensador, utiliza el agua fría del mar como  refrigerante. El agua líquida procedente del  se retorna al mar.

De ciclo cerrado:

El calor se transfiere desde el agua caliente procedente de la superficie del mar  a un fluido de trabajo de bajo punto de ebullición (propano, freón, amoniaco...) para evaporarlo a presiones más adecuadas (unos 10 bares). El vapor expandido se dirige a la turbina acoplada al generador que produce electricidad.  El agua fría del mar pasa a través de un condensador que contiene el fluido de trabajo vaporizado transformándolo en líquido, que es reciclado a través del sistema.

Sistemas híbridos

Los sistemas híbridos combinan las características de los sistemas de ciclo abierto y de ciclo cerrado para optimizar su funcionamiento. Se persigue obtener electricidad y la desalinización de agua de mar.
El agua caliente del mar entra en un evaporador donde es súbitamente evaporada. El calor del vapor  se utiliza para vaporizar el fluido de trabajo, que circula en un ciclo cerrado. El fluido vaporizado acciona una turbina que produce electricidad. El vapor obtenido del agua de mar se condensa dentro del intercambiador de calor proporcionando agua desalinizada, que puede ser utilizada para consumo humano, agrícola etc.

Para conseguir una producción eficiente las plantas hay que construirlas en entornos estables, pudiendo  encontrar estos tres casos:
Plantas en tierra firme, o zona cercana a la costa: no requieren amarres, su mantenimiento es menor y el transporte de su producción es más sencillo.

Plantas montadas en plataformas: Ofrecen la ventaja de evitar la zona de turbulencia de las olas y de estar más próximas al agua fría.


Instalaciones flotantes o amarradas en profundas aguas oceánicas:Su ventaja estriba en que pueden ser diseñadas para funcionar mar adentro.

A pesar de las ventajas que ofrecen (fuente de energía limpia y renovable, muy baja emisión de CO2, producción de electricidad y agua potable, gran cantidad de energía almacenada, utilización del agua fría del fondo para otros usos como climatización.... etc),  los  costos requeridos son muy superiores a los del uso de combustibles fósiles. Ësto, unido a la necesidad de ese diferencial de 20 º durante todo el año a los posibles daños al entorno y a la necesidad de mejora en materiales necesarios para su explotación hacen que  esta tecnología aún esté en fase de investigación y desarrollo.


Potencia osmótica
También llamada energía azul. Es la obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de los ríos mediante los procesos de ósmosis
Cuando el agua dulce se mezcla con agua salada, por ejemplo, cuando un río fluye en el mar, enormes cantidades de energía pueden ser utilizada para generar potencia, mediante el fenómeno natural de la ósmosis.

En una planta de energía osmótica, el agua dulce y el agua salada están colocadas en cámaras separadas divididas por una membrana artificial. Las moléculas de sal en el agua salada arrastran al agua dulce a través de la membrana, lo que aumenta la presión en la cámara del agua salada. Esta presión, equivale a una columna de agua de 120 metros, una cascada importante, que puede ser utilizada en una turbina generadora de electricidad. Por ahora, sin embargo, la generación masiva de electricidad con energía osmótica es sólo una teoría.
La idea es de 1970. En esta época las membranas tenían muy baja eficiencia y el precio de la energía eléctrica era demasiado bajo para capacitar una inversión rentable de tal tipo de proyecto. Muchos años más tarde, en 1997, investigadores de SINTEF llevaron la idea a STAT KRAFT y así comenzó la colaboración para desarrollar una nueva tecnología de energía renovable



Más información e ilustraciones :comunidad.eduambiental.org

EL MAR: FUENTE INAGOTABLE DE ENERGIA (II)

Continuamos con este tema que ya comenzamos hace unos días. En esta ocasión hablamos de la energía undimotriz o generada por las olas. Con esta acabamos con el aprovechamiento de la energía cinética (o debida al movimiento) de las olas, dejando para un futuro post el aprovechamiento de la energía térmica y de la osmótica. Podéis consultar la entrada anterior pinchando aquí

_____________________________________________________________

Energía undimotriz
Es el aprovechamiento energético producido por el movimiento de las olas. 

Dado que una de las propiedades  de las olas es la capacidad de desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdida de energía, la energía que se genera en cualquier parte del océano acaba en las costas. 
La energía contenida en las olas varía de un sitio a otro pues depende de factores como, la forma de la costa, la profundidad, lugar y causa de generación de la ola, aunque en general, cuanto más alejadas del ecuador estén, más energía contienen. En la ilustración se puede observar cómo las olas causadas por el viento son las de mayor contenido energético y por tanto las dedicadas a la obtención de energía. 

La energía undimotriz es una fuente renovable y ecológica de alto potencial. Dada la mayor densidad del agua sobre el aire, es cinco veces más concentrada que la eólica y 30 veces más que la solar. Se estima que el flujo de energía de las olas en Europa podría equivaler a 1.000 TWh anuales. Es lógico entonces intentar potenciar el desarrollo de tecnologías para su aprovechamiento.

El inconveniente que presenta es que el oleaje es  muy irregular, lo que ha llevado a la construcción de múltiples tipos de máquinas para hacer posible su aprovechamiento. 

Actualmente existen unas 1000 patentes de generadores de este tipo que aunque diferentes entre sí pueden englobarse en unos pocos tipos básicos dependiendo de los conceptos en los que se basen

1) Columna oscilante de agua: Cuando la ola entra en la columna, fuerza al aire de la columna a pasar por la turbina e incrementa la presión dentro de la columna. Cuando la ola sale, el aire vuelve a pasar por la turbina, debido a la disminución de la presión de aire en el lado del océano de la turbina (ver Figura). Sin importar la dirección de la corriente de aire, la turbina (conocida como turbina Wells, como su inventor) gira hacia la misma dirección y hace que el generador produzca electricidad.

2)Sistemas totalizadores: pueden ser flotantes o fijos a la orilla. Atrapan la ola incidente, almacenando el agua en una presa elevada. Esta agua se hace pasar por unas turbinas al liberarla.

El sistema TAPCHAN, o sistema de canal estrechado, consiste en un canal estrechado que alimenta a un embalse que está construido en un acantilado, como lo muestra la Figura . El estrechamiento del canal hace que las olas aumenten altura  La generación de electricidad es similar a la de una planta hidroeléctrica. El agua en depósito pasa por una turbina Kaplan.


3) Sistemas basculantes: pueden ser tanto flotantes como sumergidos.
El movimiento de balanceo se convierte a través de un sistema hidráulico o mecánico en movimiento lineal o rotacional para el generador eléctrico.

El dispositivo WaveRoller es una placa amarrada al fondo del océano por su parte inferior que pivota hacia atrás y adelante. Este movimiento de las olas bajas mueve la placa, y la energía cinética producida se recoge en una bomba de pistón. Esta energía puede ser convertida en electricidad ya sea por un generador unido a la unidad WaveRoller, o por una sistema hidráulico cerrado en combinación con un sistema de generador / turbina. 

4) Sistemas hidráulicos: son sistemas de flotadores conectados entre sí. El movimiento relativo de los flotadores entre sí se emplea para bombear aceites a alta presión a través de motores hidráulicos, que mueven unos generadores eléctricos. 

El Pelamis  es una estructura semi sumergida y articulada compuesta por secciones unidas por juntas de bisagra. El movimiento de estas juntas es resistido por arietes hidráulicos, que bombean aceite a alta presión a través de los motores hidráulicos. Estos motores hacen que los generadores produzcan electricidad. Se puede conectar varios dispositivos juntos y unidos a la costa a través de un solo cable que va por el fondo marino. La estructura se mantiene en posición por un sistema de anclaje compuesto por una combinación de flotantes y pesas, que previene que los cables de anclaje estén tirantes al mantener el Pelamis en su posición, y que además permiten un movimiento de vaivén con las olas entrantes.

5) Sistemas de bombeo: aprovechan el movimiento vertical de las partículas del agua. Genera un sistema de bombeo mediante un flotador en una manguera elástica.
El Mighty Whale genera electricidad cuando la ola entra a las 3 cámaras de aire ubicadas en la parte delantera del dispositivo. La superficie interna del agua se mueve hacia arriba y abajo generando una presión neumática, lo que hace girar las turbinas de aire. Esto hace que los generadores conectados a las turbinas generen electricidad a una razón máxima de 110 kW

Ventajas e inconvenientes 
Haciendo un rápido repaso de las ventajas  que podemos encontrar nos encontramos con las siguientes:

Energía muy limpia, silenciosa y segura.
Gran potencial de energía que se puede captar.
Ahorro de espacio terrestre( exceptuando en los casos de captadores anclados a la costa.
Bajo coste de la materia prima.

Y dentro de las desventajas:
Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero.
Cableado hasta tierra muy costoso.
Afectación de la flora y la fauna debido a la instalación del cableado o los anclajes de los sistemas al fondo marino.
Elevada corrosión en las instalaciones.
Riesgos para la navegación.

GUÍA DE AHORRO ENERGÉTICO PARA COMERCIOS

La Confederación Española de Comercio, en colaboración con el IDAE ha publicado una guía de ahorro energético enfocada al  comercio, englobando tanto a las grandes superficies como a los pequeños establecimientos.

______________________________________________________________

Nos encontramos en ella un cuestionario inicial que nos permitirá tomar conciencia sobre el  grado de conocimiento e implicación que tenemos en la gestión energética de nuestro comercio.

Posteriormente se procede a la explicación de una serie de conceptos generales que nos serán útiles para valorar la utilización que hacemos de los recursos energéticos que tenemos a nuestro alcance  así como del impacto que este uso produce.

En este apartado nos ofrece también una serie de recomendaciones y consejos prácticos para disminuir nuestro consumo  centrándose en diferentes aspectos como:

Análisis de la factura eléctrica: Que la potencia contratada sea realmente la necesaria, que no exista un consumo elevado de potencia reactiva, que las tarifas contratadas sean las de precio más ajustado, todo esto incide en la disminución de la factura e incluso para los comercios que tributen por módulos puede suponer la reducción del módulo referente al consumo de energía.

Iluminación: Nos ofrece  un análisis de los diferentes tipos de iluminación existentes con sus ventajas e inconvenientes y un cuadro comparativo con las características de cada uno de ellos que nos puede ayudar a tomar una decisión adecuada.

Sistemas de regulación y control: Nos habla de  sistemas de aprovechamiento de la luz diurna, detectores de presencia, sistemas de regulación, de control y de reducción de consumo.

En un apartado que podríamos considerar más práctico, la guía analiza los usos energéticos más habituales, nos indica los aspectos más relevantes a tener en cuenta y nos ofrece unas pautas de actuación en cada uno de ellos:

Iluminación en los pequeños comercios (zonas, tipo y número de lámparas por zona, sistemas...)

Climatización (calefacción, refrigeración, aislamiento, mantenimiento, uso de free-coolings...)

Equipos de frío industrial: (dimensionamiento, renovación, adaptación...).

Otros consumos:  (electrodomésticos, máquinas específicas de cada actividad, equipos de información...).

Aunque esta guía supone un buen punto de partida para lograr una reducción del gasto energético no podemos dejar de recomendar la realización de un estudio/auditoría energética por parte de un profesional puesto que nos va a ayudar a que esta reducción sea mucho mayor y a conseguir un ahorro considerable.

Acceso a la guía: Pulse aquí

Fuente: Extraído de "La guía práctica de ahorro energético dirigida al comerciante"

EL MAR: INAGOTABLE FUENTE DE ENERGÍA (I)

Estamos bastante acostumbrados a ver en nuestro entorno instalaciones que aprovechan la energía del sol y del aire. Si volvemos la vista hacia los océanos y vemos esas grandes masas de agua en constante movimiento no podemos dejar de preguntarnos si no hay manera de aprovechar el enorme potencial energético que ofrecen.

______________________________________________________________

La verdad es que sí. Existen diversas tecnologías que nos permiten transformar esa energía en electricidad. Cada una de ellas se centra en un aspecto diferente: en la energía cinética  (de las mareas, de las corrientes y de las olas), en la energía térmica y en la energía osmótica presentes también en el mar.

Dada la extensión del tema vamos a desarrollarlo en varios post, tratando en éste que nos ocupa de la energía mareomotriz y de la de las corrientes. 

Energía mareomotriz

Es la que aprovecha la energía de las mareas. Para que resulte rentable instalar una central es necesario que la diferencia de altura entre la marea baja y la marea alta sea al menos de cinco metros. 

El funcionamiento básico de una central mareomotriz se basa en llenar un embalse durante la marea alta o pleamar y en expulsar el agua durante la marea baja o bajamar. Se produce energía eléctrica cuando el agua pasa por unas turbinas instaladas en los conductos de llenado/vaciado del embalse.

Cuando sube la marea se llena el embalse. Cuando empieza a bajar la marea se cierra el embalse durante unas horas para obtener una adecuada diferencia de nivel entre el embalse y el mar abierto. Al abrir las compuertas el agua pasa por unas turbinas que generan la energía eléctrica.
El tiempo de funcionamiento es de 6 a 7 horas por marea y de 2 a 3 horas de tiempo de espera..

La primera tentativa seria para el aprovechamiento de la energía de las mareas se realiza actualmente en Francia, en el estuario del rio La Rance. .Solo abarca 2.000 ha., pero reúne magnificas condiciones dado que el nivel entre las mareas alta y baja alcanza un máximo de 13,5 metros, una de las mayores del mundo.
El volumen de agua que entra en la instalación  se calcula en 20.000 m3./s cantidad muy superior a la que arroja al mar el río Rin. Se calcula que rendirá anualmente mas de 800 millones de kw/h. Un poderoso dique artificial cierra la entrada del estuario; una esclusa mantiene la comunicación de éste con el mar y asegura la navegación en su interior.

En España existe un alto potencial para el desarrollo de la energía marina en las costas cantábrica, atlántica y en las Islas Canarias, lo que supondría un aprovechamiento de 20.000 Megawatios que contribuirían a la producción eléctrica nacional.
Aunque las instalaciones existentes son experimentales las posibilidades que ofrecen son abrumadoras.

Las ventajas que ofrece son innegables (es renovable, silenciosa, no contamina, el coste de la materia prima es bajo, está siempre diponible), pero hay que tener en cuenta también sus desventajas (el impacto visual y estructural, el efecto negativo sobre flora y fauna, su dependencia  de la amplitud y localización de las mareas,  y el coste del traslado de la energía producida). 

Energía de las corrientes

Consiste en el aprovechamiento de la energía cinética (la producida por el movimiento) contenida en las corrientes marinas.
El proceso de captación se basa en convertidores de energía cinética similares a los aerogeneradores, empleando en este caso instalaciones submarinas. 
En la actualidad existen más de 20 tipos de turbinas diferentes, algunos de ellos provienen de la tecnología eólica aunque han sido adaptadas y perfeccionadas para trabajar en ambiente marino.
Incluyen sistemas activos de baja velocidad que mitigan el impacto sobre las especies marinas.

La tecnología de estos generadores eléctricos submarinos puede permitir que trabajen fijados directamente en el fondo  o inmersos a diferentes profundidades y con un sistema de anclaje. 

En ambos casos, podrían ser operados desde estructuras flotantes móviles que podrían servir como bases para su gestión y mantenimiento.

Este tipo de instalaciones ofrecen las ventajas de tener un bajo o nulo impacto visual y acústico, facilitar el tráfico marítimo, máxime si además  se utilizan las instalaciones flotantes para funciones de señalización y control. La fuente de energía es regular, conocida y gratuita. 
Dentro de las desventajas se encuentran el efecto sobre la fauna, el coste del traslado de la energía y del  mantenimiento de las instalaciones.

NUEVO ETIQUETADO ENERGÉTICO PARA LAS RUEDAS

Desde el 1 de Noviembre del 2012 los consumidores pueden conocer con un simple vistazo qué neumático les ayuda a ahorrar fuel, cuál produce menor ruido en su uso y para que ésto no se realice a costa de la seguridad, qué capacidad de adherencia en mojado ofrecen.

______________________________________________________________

¿Qué aspecto tiene la etiqueta?

El aspecto es similar al que se usa en los electrodomésticos y con la que ya estamos familiarizados. La mejor clasificación es la A verde y la peor la G roja. 

Aparecen  en ella los tres parámetros anteriormente indicados

Consumo de combustible: Se relaciona con la resistencia de rodadura. Reduciendo la resistencia el neumático consume menos.

Adherencia en mojado: Esta es una de las características de seguridad más importantes. Cuanta mejor adherencia tengan, menor será la distancia de frenado cuando llueva.

Ruido externo generado: Se expresa mediante ondas; Una onda negra es el menor ruido y tres el mayor. Esto puede ser una ayuda para reducir el ruido producido por el tráfico en nuestras ciudades.

¿Qué ventajas tiene para el consumidor?

Este etiquetado nos ayuda a poder comparar rápidamente diversos neumáticos y a tomar una decisión teniendo en cuenta los  aspectos ambientales y de ahorro energético.

¿Qué no pretende este etiquetado?

Esta etiqueta no evalúa otras características del neumático, ni tampoco va a sustituir los test realizados por laboratorios especializados, ni evaluar otros criterios de calidad o prestaciones. 

Al igual que el etiquetado de una lavadora por ejemplo que nos dice cuanta electricidad consume pero no  si  tiene más programas que otra.

Por ejemplo la indicacion  M&S (barro y nieve) no es parte de éste etiquetado aunque sí que debe aparecer en el lateral del neumático tal y como marca la normativa internacional.

¿Cuanto se puede llegar a ahorrar?

Si se elige el  mejor neumático (Clase A), el coste del consumo puede reducirse hasta un 9% en comparación con el peor  (Clase G).

Veamos unos ejemplos : 

En un turismo tipo berlina, haciendo 25.000 km al año (10.000 por ciudad y 15.000 en carretera) se puede ahorrar entre 170 y 230 €. Si las ruedas tienen un coste entre 240 y 320 €, en el segundo año se obtiene un ahorro entre 100 y 140€.

En un vehículo tipo monovolumen o similar con un consumo de 10 litros /100km, realizando 10.000 km por ciudad y 25.000 por autovías, el ahorro es mayor, (unos 450 € anuales), restando el coste del neumático, el primer año ya se puede ahorrar entre 130-210 €.

Para las compañias de mensajería y transporte que usen furgonetas,  con unos 40.000 km por año (20.000 en ciudad, 20.000 en carretera) el coste del combustible se reduce hasta unos 360 €. Con lo que comienzan su amortización alrededor del final del primer año.

¿Cuando se comenzará a ver este etiquetado?

Las ruedas fabricadas después del 1 de julio de 2012 deben exhibir esta etiqueta obligatoriamente a partir del 1 de noviembre del 2012. Los distribuidores y tiendas tienen además la obligación de tener esta información visible en los puntos de venta.

Esta obligación no alcanza a los neumáticos fabricados antes del 1 de julio del 2012, por lo que durante algún tiempo se encontraran neumáticos si el etiquetado energético.

Fuente: http://ec.europa.eu

ENERGÍA EÓLICA: CAPAZ DE GENERAR EL TOTAL DE LA ELECTRICIDAD MUNDIAL

Según un estudio de investigadores del Lawrence Livermore National Laboratory Washington (Kate Marvel y Kravitz) y del Instituto Carnegie de Ciencia (Ken Caldeira) existe suficiente energía disponible en el viento para satisfacer la actual demanda eléctrica mundial.

______________________________________________________________

Bases del estudio 

Nuevas investigaciones realizadas examinan el límite de la cantidad de energía que puede ser extraída del aire y cuál sería el efecto que pudiera tener.en el clima. (Publicado en  Nature Climate Change)  

El equipo investigador ha usado modelos para cuantificar la cantidad de potencia que puede ser generada por los vientos de superfice (tanto terrestres como oceánicos) y por los vientos atmosféricos o de elevada altitud.

Los vientos superficiales se definen como aquellos de los que podemos extraer energía por medio de turbinas soportadas por torres en tierra o asomando en el mar.

Los vientos de elevada altitud son aquellos a los que se puede acceder mediante turbinas instaladas en sistemas aéreos. Las turbinas eólicas tipo Airbourne convertirían estos vientos de elevada altitud (más estables, rápidos y con mayor densidad de potencia) en energía, pudiendo generar mayor  potencia que las turbinas instaladas en el suelo o que las oceánicas.

Esta tipo de turbinas vendrían a ser en esencia cometas amarradas al suelo

Limitaciones a la producción 

Hay que tener en cuenta que el estudio se centra en las limitaciones geofísicas de estas técnicas, no en factores económicos o tecnológicos.

La energía eléctrica  que genera la turbina, es energía que se extrae del viento y esta pérdida de energía tiende a ralentizarlo. Por ello aunque en un área se incremente el número de turbinas no se genera  mayor cantidad de electricidad en la misma proporción, pudiendo llegar a un punto en el que no se genera más cantidad por más turbinas que se instalen.  El estudio se enfocó por tanto en encontrar el punto en el que la extracción y producción de energía es la mayor.

Mediante modelización, el equipo pudo determinar que  se podían extraer más de 400 terawatios de potencia de los vientos superficiales y unos 1800 TW de los vientos  de elevada altitud.

  

Teniendo en cuenta que actualmente  el mundo civilizado usa alrededor de 18 TW de potencia, los vientos superficiales pueden proporcionar unas 20 veces la demanda actual, y las turbinas aéreas podrían obtener potencialmente unas 100 veces la demanda global.

¿Qué efectos ambientales puede tener este sistema?

En los máximos niveles de extracción habría que considerar los efectos climáticos. El estudio determinó que con la demanda actual estos efectos serían mínimos siempre que las turbinas  estuvieran dispersas y no aglomeradas en unas pocas zonas.

En estas condiciones las turbinas eólicas afectarían aproximadamente en la variación de la temperatura en 0,1 º C  y en un 1% en las precipitaciones. No son impactos muy sustanciales sobre todo en comparación con los sistemas de generación actual,  obteniendo a cambio una energía limpia y renovable

"Es más posible que sean factores de tipo económico, político o tecnológico los que determinen el crecimiento de la energía eólica que las limitaciones geofísicas" dijo Ken Caldeira, miembro del equipo investigador. 

Fuente: Carnegiescience.

MÁS CERCA DE LA OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO CON AGUA Y ENERGÍA SOLAR

La disociación térmica del agua para la obtención de hidrógeno aunque como concepto es sencilla, se ha visto impedida por la alta temperatura necesaria para su realización (por encima de los 2700 ºC) lo que hace necesario un elevado consumo  de energía para obtener un grado razonable de disociación. Hay que sumar a esto la necesidad de una técnica efectiva de separar el hidrógeno y el oxígeno  que permita además la recombinación posterior en una mezcla explosiva.

Varios son los sistemas que se han propuesto para su separación, pero presentan  los problemas de resultar caros, requerir numerosos procesos y generar grandes cantidades de CO2

En estos momentos Investigadores de la UNED han desarrollado un prototipo que produce hidrógeno a partir de agua y energía solar haciendo muy interesante la producción de hidrógeno con esta tecnología
______________________________________________________________

Proyecto Hidrosol II

El prototipo se basa en un concepto muy sencillo: el de conseguir hidrógeno extrayéndolo del agua­ con energía solar. Sin embargo, hasta ahora no se había puesto en práctica. “Los dos elementos son baratos y de momento, son inagotables”, comenta el investigador.

Los prometedores avances  de la producción continua de hidrógeno a partir del agua y mediante energía solar en dos únicos pasos se basan en reacciones de tipo redox (oxidación-reducción) mediante ferrita. 

Dos reactores permiten que las etapas de oxidación y reducción se realicen en paralelo cambiando secuencialmente, lo que hace que la producción de hidrógeno sea casi continua.

Se ha desarrollado un modelo dinámico de una planta de producción con esta tecnología basándose en los datos de la planta piloto del Proyecto Hidrosol II, situada en el CIEMAT- Plataforma Solar de Almería. El nuevo modelo incluye un modelo de campo solar y un modelo de la planta de procesos, y es capaz de simular la energía solar que reciben los reactores y el  comportamiento del reactor térmico- químico. El objetivo es controlar la temperatura de los reactores del prototipo, a pesar de cualquier perturbación, como la variación que se produce en la radiación solar.

“Hemos demostrado la viabilidad técnica de esta planta pionera”, asegura Sebastián Dormido, investigador del departamento de Informática y Automática de la UNED y uno de los autores del estudio.

En colaboración con ingenieros del CIEMAT, Dormido ha desarrollado un nuevo modelo matemático que se ha podido validar satisfactoriamente con los datos experimentales de la planta piloto.

La planta consigue que se alternen de forma óptima los ciclos de hidrógeno y oxígeno de sus dos reactores, produciendo el fluido de forma continua. 

¿Para cuándo una planta real?

Dentro de dos o tres años, cuando se hayan solucionado algunas cuestiones técnicas relacionadas con el envejecimiento de los materiales, podría empezar a construirse una planta real. Su localización idónea sería un lugar con el máximo número de horas de sol, como es Almería. “La falta de radiación solar es un problema aunque se puede almacenar”, apunta Dormido.

El hidrógeno representa una de las principales formas de energía del futuro. Con esta nueva planta “verde”, la contaminación se reduce a niveles mínimos.

Los resultados han sido publicados en revista International Journal of Hydrogen Energy

Fuentes: divulgaUNED

                SciencieDirect

                Hydrosol-project

APRENDE A AHORRAR ENERGÍA - AULA DIGITAL IDAE

El IDAE ha desarrollado y tiene ya operativa la plataforma de formación e-learning ‘Aprende cómo ahorrar energía’ con la finalidad de ahorrar energía en la vivienda, en la oficina o en el uso del automóvil

______________________________________________________________

Esta plataforma comprende breves guías formativas con las que se pretende impulsar la concienciación, colaboración activa y adquisición de buenos hábitos por parte de todos, todo ello sin que afecte al confort y la calidad de vida de las personas.

El acceso a la plataforma se realiza a través de Internet, en la página: http://www.aprendecomoahorrarenergia.es/

En ella se podrán acceder a cursos como:

Ahorra energía mientras trabajas

Ahorra energía con tus electrodomésticos

Cómo conducir de manera eficiente

Tu vivienda: instalaciones individuales de calefacción y agua caliente sanitaria

Comunidades de vecinos: instalaciones centralizadas de calefacción y agua caliente sanitaria.

El desarrollo y uso de esta Plataforma responde a la medida 20 del Plan de medidas urgentes de Ahorro y Eficiencia Energética para el año 2011 (Campaña de sensibilización sobre el ahorro energético dirigida a los consumidores finales), la cual propone promover el uso eficiente de la energía y medidas de ahorro y eficiencia energética mediante cursos de formación a distancia dirigidos a los ciudadanos.

Inicialmente se ofrecen 10.000 cursos gratuitos en materia de ahorro y eficiencia energética, si bien se prevé una posible ampliación en función de la demanda. El tiempo estimado para la realización de un curso está comprendido entre 2 y 3 horas. Este tiempo se estima suficiente para la visualización de los contenidos multimedia, si bien se puede descargar tanto la guía formativa en sí como la documentación complementaria en soporte informático (PDF u otros) para posteriores consultas. Desde el momento de la inscripción, el alumno dispone del plazo de un mes para la finalización del mismo.

Se considera que la mayor sensibilización afecta al cambio de comportamiento en el hogar, vehículo y puesto de trabajo. Dicho cambio de comportamiento induce a un ahorro estimado del 5%.

Fuente: IDAE

ENSEÑAR A UN MICROBIO A PRODUCIR COMBUSTIBLE.

¿Y si pudiéramos modificar un microorganismo para convertir los productos de desecho en combustible compatible con las gasolinas actuales?

_____________________________________________________________

Existe una  bacteria del suelo (Ralstonia eutropha) que tiene una tendencia natural, en condiciones de estrés , a dejar de crecer y dedicar toda su energía a la fabricación de compuestos complejos de carbono.

Los científicos del MIT han enseñado a este microbio una nueva habilidad: Han modificado sus genes para que fabrique combustible (isobutanol),  que puede sustituir directamente o mezclarse con la gasolina.

Christopher Brigham, científico de investigación en el departamento de biología del MIT, ha estado trabajando para desarrollar esta bacteria y además está tratando de conseguir que el organismo utilice dióxido de carbono (CO2) como materia prima , por lo que podría ser utilizado para fabricar combustible a partir de las emisiones de CO2.

¿Cómo se lleva esto a cabo?

Foto: Christopher Brigham

Brigham explica que cuando el microbio en estado natural su fuente de nutrientes esenciales tales como el nitrato o fosfato está restringida, entra en lo que podríamos llamar "modo de almacenamiento de carbono", almacenando alimentos para su uso posterior. 

"Lo que hace es tomar el carbono que está disponible, y  almacenarlo en forma de un polímero, que es similar en sus propiedades a muchos plásticos derivados del petróleo ",

Anulando unos genes, insertando un gen de otro organismo y  modificando otros, Brigham y sus colegas fueron capaces de redirigir el microbio para producir combustible en lugar de plástico. 

El equipo de investigadores se está centrando en conseguir que el microbio use CO2 como fuente de carbono,  aunque también podría potencialmente convertir casi cualquier fuente de carbono, incluyendo los residuos agrícolas o  municipales, en combustible útil. En el laboratorio, los microbios han estado utilizando  fructosa, un azúcar, como fuente de carbono. 

Ahora, los investigadores estudian la  optimización del sistema para aumentar la velocidad de producción y el diseño de biorreactores para escalar el proceso a niveles industriales. 

¿Y qué diferencia ofrece con otros sistemas de producción química  microbiana?

La principal diferencia estriba en que  los otros microbios producen el producto químico deseado dentro de sus cuerpos, por lo que tienen que ser destruidos para recuperar el producto. En cambio la  Ralstonia. eutropha  expulsa de manera natural el isobutanol a un fluido circundante, donde puede ser filtrado continuamente sin parar el proceso de producción. No hay que añadir un sistema de transporte para salir de la célula, lo que simplifica y acelera el proceso de obtención del isobutanol.

Ventajas potenciales

A diferencia de otros biocombustibles , el isobutanol se puede utilizar en los motores actuales con poca o ninguna modificación, y ya ha sido utilizado en algunos coches de carreras. 

Los sistemas bacterianos son escalables, permitiendo la producción de grandes cantidades de biocarburantes en una fábrica.

Este sistema, en particular, tiene el potencial de aprovechar el carbono de los productos de desecho o del CO2 no compitiendo con el  suministro de alimentos como sí lo hacen los sistemas de obtención a partir del maíz por ejemplo.

Fuente: Massachussets Institute of Technology (MIT)

Más información

EOLEWATER O CÓMO EXTRAER AGUA DEL VIENTO

Ir un paso más allá en la utilización de las turbinas eólicas es lo que ha conseguido una pequeña empresa  situada en los Alpes franceses. Esta empresa es pionera en obtener agua potable condensando el agua presente en el viento. Es decir que este sistema tiene una doble utilidad: consigue electricidad y agua potable mediante energía eólica.

______________________________________________________________

Haciendo agua del aire

La atmósfera de la Tierra está llena de humedad. Se trata de una enorme reserva de agua dulce: 13000km3. Eolewater ha creado una tecnología que es capaz de convertir esta humedad en el agua potable. 

A simple vista la turbina parece una turbina eólica como cualquier otra. Se compone de un molino situado a 30 metros que aspira el aire condensándolo utilizando un condensador con una superficie de intercambio de un metro de ancho y cinco kilómetros de largo. La aleación utilizada de acero inoxidable está adaptada para la producción de agua potable, pudiendo mantener el proceso de creación del agua durante décadas sin riesgo de corrosión.

El agua fluye entonces a través de un sistema de agua de cinco niveles de tratamiento, incluyendo un filtro ultravioleta, con el fin de que sea perfectamente segura para beber ofreciendo estándares superiores a los requeridos por la Organización Mundial de la Salud. 

El sistema puede obtener hasta 1500 litros de agua al día (dependiendo del tipo de clima), que se almacena en un aljibe lista para ser consumida.

Esta tecnología está  influenciada por los principios de desarrollo sostenible,  siendo el viento o el sol los únicos consumibles y sin emisiones de  CO ² a la atmósfera. 

Esta innovación podría suponer importantes avances en países con climas desérticos donde abunda el viento pero escasea el agua.

Diseño y mantenimiento

Dado que los recursos técnicos y humanos en zonas remotas son difíciles de conseguir, esta tecnología está diseñada para ser autosuficiente y lista para su uso, estando todos sus componentes diseñados y  probados para trabajar en los climas más extremos. Esto hace que se reduzcan al mínimo los requerimientos para el mantenimiento.

Componentes que facilitan el mantenimento son por ejemplo:

Un sistema intercambiador de calor autolimpiable
Un generador de 30kW de accionamiento directo sin caja de cambios.

Un mástil hidráulico  capaz de soportar  fuertes vientos y que no necesita de equipo pesado para su mantenimiento.
Persianas automáticas de protección contra las tormentas de arena y la alta densidad de partículas de polvo
Dispone además de un sistema remoto de monitorización  para detectar cualquier tipo de problema.

Agua potable y energía renovable para comunidades aisladas

El objetivo de la empresa es abastecer a zonas remotas o a pequeñas poblaciones afectadas por sequías o con problemas de abastecimiento de agua potable y/o energía eléctrica. Es por ello que la primera turbina se instalará en Abu Dhabi. "Nos dirigimos exclusivamente a los poderes públicos con el objetivo de crear pueblos realmente autosuficientes en agua y energía", dijo Marc Parent, fundador de la empresa.

Actualmente son más de 150 millones de personas las que habitan en comunidades aisladas, sin infraestructuras suficientes de suministro de agua y de energía para cubrir sus necesidades. Este modelo evita tener que conseguir financiación y recursos para la construcción de grandes y costosas infraestructuras.

Es un hecho que la descentralización en la generación energética es una nueva tendencia de la mano de las energías renovables. El desarrollo tecnológico de los últimos años ha facilitado una bajada de precios en la producción de equipos fotovoltaicos y eólicos y se ha conseguido incrementar su rendimiento. Es por ello que ya no sólo  pueden ser aplicados a gran escala si no que también  son ya asequibles para  viviendas y comunidades de vecinos, que pueden así autoabastecerse de energía no contaminante. Si además a su principal utilidad de generación eléctrica, se le suma la generación de agua potable, es una gran oportunidad para poblaciones aisladas y con climas desérticos.

Para ampliar infomación:  http://www.eolewater.com

COMIENZA LA SOLAR DECATHLON EUROPE MADRID2012

Se celebra en Madrid desde el 14 de septiembre hasta el día 30 la Solar Decathlon Europe (SDE). Es esta una competición universitaria internacional que impulsa la investigación en el desarrollo de viviendas eficientes. El objetivo de los equipos participantes es el diseño y construcción de casas que consuman la menor cantidad de recursos naturales, y produzcan un mínimo de residuos durante su ciclo de vida. Se hace especial hincapié en reducir el consumo de energía, y obtener toda la que sea necesaria a partir del sol.

Fuente SDE

Durante la fase final de la competición cada equipo ha de montar su casa en Madrid, en un recinto (Villa Solar), situado en la Casa de Campo, a la vez que se enfrentan a las diez pruebas (de ahí el nombre de “decathlon”) que determinan cuál es la ganadora de la edición.

Las casas pueden ser visitadas por el público en general de manera gratuita y hay además programadas multitud de actividades tanto para el público en general, como específicas para niños y jóvenes. 

(Horario y programación, pinchando aquí) 

Las universidades participantes han desarrollado sus trabajos formando equipos multidisciplinares, lo que brinda a los estudiantes la oportunidad de aprender, no sólo sobre cuestiones técnicas, sino también desarrollar destrezas importantes para su vida profesional  como trabajar en equipo y mejorar sus habilidades de negociación y comunicación. Los estudiantes se centran, no sólo en diseñar y construir sus casas, sino también en concebir formas de mejorar la integración de los sistemas solares, en la generación de conocimiento sobre la construcción sostenible, y en la concienciación de las personas sobre los valores del SDE.

Conoce las casas

LAS 10 PRUEBAS Y SU PUNTUACIÓN

1.-Arquitectura | Prueba con jurado | 120 puntos

Se busca un diseño atractivo que combine espacios confortables y funcionales con tecnologías y estrategias bioclimáticas que reduzcan el consumo energético de la casa. Un jurado de arquitectos visita cada una de las casas, buscando un proyecto coherente e integrado.

2.-Ingeniería y construcción | Prueba con jurado | 80 puntos

Esta prueba evalúa los sistemas que los equipos participantes han utilizado para construir su vivienda, teniendo en cuenta el diseño, la puesta en obra y la conveniencia de su elección. Un jurado de expertos, en base a la documentación técnica y a la visita a la casa, analiza elementos que van desde la estructura del inmueble a sus sistemas solares.

3.-Eficiencia energética | Prueba con jurado | 100 puntos

La energía más limpia es la que no se llega a consumir: por ello, la competición pone especial énfasis en que los equipos cubran las necesidades de los habitantes de las casas empleando la mínima cantidad de recursos posible. El jurado evalúa conceptos tales como la envolvente térmica del edificio, los sistemas activos y pasivos (como el soleamiento, la ventilación, etc.) de acondicionamiento térmico,  eficiencia de los electrodomésticos, sistemas de control, automatización, etc.

4.-Balance de Energía Eléctrica | Medición | 120 puntos

La capacidad de las casas para abastecerse a sí mismas de la energía eléctrica que necesitan a lo largo del año. Las casas deberán tener un consumo lo más reducido posible y una producción eléctrica igual o mayor a su consumo. La prueba se divide en tres apartados que consideran la autonomía eléctrica de la casa, correlación temporal entre generación y consumo, y consumo por unidad de superficie. Se evalúa sobre los resultados obtenidos por contadores eléctricos bidireccionales instalados por la Organización en cada una de las viviendas.

5.-Condiciones de Bienestar | Medición-realización de tareas | 120 puntos

En esta prueba se valora la capacidad de cada casa para mantener unas condiciones ambientales (temperatura, humedad, acústica, calidad del aire e iluminación) apropiadas para el confort de sus habitantes. Se evalúa sobre los resultados obtenidos por sensores instalados por la Organización en cada una de las viviendas y por un ensayo acústico.

6.-Funcionamiento de la casa | Medición-realización de tareas | 120 puntos

Se trata de comprobar la posibilidad de llevar a cabo con normalidad ciertas tareas cotidianas, como el uso de electrodomésticos, equipos electrónicos, producción de agua caliente o, simplemente, el invitar a cenar a estudiantes de otros equipos participantes.

7.-Comunicación y sensibilización social | Prueba con Jurado | 80 puntos

Esta prueba evalúa la capacidad de los equipos de transmitir al público los conceptos básicos que motivan la competición SDE, así como las ideas que aporta la casa desarrollada en la línea de estos, tanto durante el periodo de diseño previo como durante las visitas de público a la Villa Solar. Un jurado de expertos estudia el Plan de Comunicación diseñado por cada equipo durante los 2 años de elaboración de la casa y realiza el mismo recorrido por la casa que se ofrece al público, valorándolo en base a su efectividad, eficiencia y creatividad.

8.-Industrialización y viabilidad de mercado | Prueba con Jurado | 80 puntos

En esta prueba se valora si la casa diseñada para la competición por cada equipo se puede trasladar al mercado inmobiliario de forma exitosa. El jurado de expertos tiene en cuenta factores como el atractivo comercial de producto, el precio de producción, la posibilidad de prefabricar partes del edificio y la capacidad que tiene el diseño de adaptarse a otros modelos de vivienda.

9.-Innovación | Prueba con Jurado | 80 puntos

Se valora si los equipos han aportado soluciones innovadoras en diferentes ámbitos, desde ideas arquitectónicas al desarrollo de nuevos materiales y sistemas. Son los propios jurados de otras pruebas, los que califican por separado los aspectos innovadores de su área de evaluación. La suma de estas calificaciones constituye la puntuación que obtiene cada equipo en esta prueba.

10-Sostenibilidad | Prueba con Jurado | 100 puntos

Esta prueba tiene en consideración el impacto ambiental de la casa a lo largo de su “ciclo de vida”, es decir, desde la extracción y transformación de sus materiales, su proceso de construcción, su uso y hasta su demolición y reciclaje. Se tienen en cuenta el uso de los recursos naturales, las posibilidades de reutilización y reciclaje, así como, reducción de la generación  de residuos.

Más información en SDEurope

AMORTIGUADORES QUE CONVIERTEN BACHES EN ELECTRICIDAD (II)

A principios del 2012 dedicamos una entrada a la producción de electricidad mediante amortiguadores.

Volvemos sobre este tema pero con un enfoque diferente, mientras que en el anteriormente comentado esta producción se realizaba mediante el giro de unas piezas  en el interior del amortiguador a modo de pequeño generador, en el que hoy nos ocupa esta producción se produce mediante músculos artificiales.

_______________________________________________________

Los actuales amortiguadores de los vehículos reducen el traqueteo que los pasajeros experimentan cuando la superficie por donde circula el automóvil cuenta con bastantes baches.

En la ingeniería durante algunas décadas ya han sido utilizados los elastómeros, por ejemplo, en amortiguadores para rodamientos de motores de vehículos y aplicaciones diferentes en la ingeniería mecánica. Pero esta acción de amortiguación es de tipo pasivo, es decir, se limita a absorber una parte de las vibraciones producidas al rodar por un terreno, o en el funcionamiento de una maquinaria.

Si se agrega una electrónica inteligente que controle a los elastómeros, haciéndoles vibrar con precisión de modo que actúen proactivamente con las vibraciones producidas durante la marcha, buscando que el material pueda responder a las vibraciones recibidas con otras en sentido contrario de manera que se contrarresten y se puedan disipar por completo estaríamos hablando de una amortiguación activa que más convenga en cada momento, entonces las vibraciones no deseadas en un motor u otro aparato se disiparán casi por completo.

Hasta aquí es un camino que ya se está  recorriendo también con un fin similiar  con los amortiguadores de resistencia electromagnética, incidiendo sobre las partículas magnéticas que se hayan en suspensión en el interior del amortiguador.

Foto Fraunhofer

El músculo artificial es un material elastómero electroactivo, es decir, un polímero elástico que es capaz de reaccionar ante estímulos eléctricos cambiando su forma. Esto lo hace un material muy indicado para la realización de este tipo de amortiguadores.

En el Instituto Fraunhofer para la Durabilidad Estructural y la Fiabilidad de Sistemas (LBF) están investigando el uso de estos elastómeros en amortiguadores, no sólo en su uso de amortiguación activa, si no que dando un paso más, han invertido la función de estos nuevos amortiguadores. Es decir, en vez de producir vibraciones para contrarrestar las que recibe, el dispositivo también puede absorber las vibraciones para producir electricidad a partir de ellas.

Más información Fraunhofer Research News

RECARGAR EL MÓVIL MEDIANTE VIRUS

Se trata del primer generador capaz de producir electricidad mediante el aprovechamiento de las propiedades piezoeléctricas de un material biológico.

_____________________________________________________________

Hace algún tiempo hablamos de la luz generada con bacterias. Aunque se trate de un elemento biológico también, en este caso los principios de funcionamiento son diferentes

Es bien conocido el efecto piezoeléctrico en materiales cristalinos o cerámicos. Pero este efecto se presenta también en materiales biológicos, como huesos, proteínas y ADN.

Imagine por un instante que fuera posible ir cargando el móvil mientras camina, gracias a un pequeño generador, fino como una hoja de papel, incrustado en la suela de su zapato.

Investigadores  de la Universidad de Berkeley han logrado crear un generador capaz de producir la corriente necesaria para iluminar una pequeña pantalla de cristal líquido, que funciona pulsando con un dedo un electrodo del tamaño de un sello de correos.

El pulsador está recubierto por una fina capa de virus especialmente diseñados y que convierten la fuerza que aplicamos con el dedo en una carga eléctrica. Se trata del primer generador capaz de producir electricidad mediante el aprovechamiento de las propiedades piezoeléctricas de un material biológico. 

¿Pero, cómo se extrae electricidad de un virus?

Los materiales utilizados para fabricar dispositivos piezoeléctricos son tóxicos, lo que hasta ahora ha limitado el uso generalizado de esta tecnología.

Es por ello que Lee y sus colaboradores se preguntaron si un virus,  el bacteriófago M13, que solo ataca a las bacterias y que es, por lo tanto, inofensivo para las personas, podría resultar una alternativa. Por supuesto, al ser un virus, se reproduce por millones en cuestión de horas, proporcionando un suministro constante. Además, este virus es fácil de manipular genéticamente.

En primer lugar hubo que determinar si el virus M13 era, o no, piezoeléctrico. Para ello se aplicó un campo eléctrico a una película de virus M13, observando lo que ocurría mediante un microscopio especial. Los investigadores vieron entonces que las proteínas helicoidales que envuelven los virus se retorcían y giraban en respuesta, una señal segura del efecto piezoeléctrico.

Los científicos mejoraron aún más el sistema apilando películas compuestas de capas individuales de virus, una encima de otra. Una pila de aproximadamente 20 capas de espesor mostró el mayor efecto piezoeléctrico. Finalmente, fabricaron un generador de virus, basado en la mencionada energía piezoeléctrica. Así, crearon las condiciones para que los virus modificados genéticamente se organizaran de forma espontánea en una película de capas múltiples, que se intercaló después entre dos electrodos revestidos de oro, conectados por cables a una pantalla de cristal líquido.

Cuando se aplicó presión sobre el generador, éste produjo un máximo de 6 nanoamperios de corriente, y 400 milivoltios de potencial. 

Futuro  y aplicaciones 

En la actualidad se está intentando mejorar esta técnica aunque debido a que  la biotecnología permite la producción a gran escala de virus modificados genéticamente, los materiales piezoeléctricos basados en ellos podrían ofrecer una ruta sencilla hacia la microelectrónica del futuro.

Este método podría dar lugar a la fabricación de pequeños dispositivos que produjeran energía eléctrica a partir de los movimientos habituales en cualquier tarea cotidiana, como cerrar una puerta, o subir las escaleras y hacia el desarrollo de generadores de energía personales, para su uso en nano-dispositivos, y otros mecanismos basados en la electrónica de virus.

Equipo investigador de la Universidad de Berkeley:

  Seung-Wuk Lee, Ramamoorthy Ramesh y Byung Yang Lee, 

Fuentes: noticias de la ciencia

                abc.com