viernes, 14 de diciembre de 2012

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.
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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

2 comentarios:

  1. Comentas que obtener electricidad a partir de osmosis está en fase de desarrollo pero he leído que en Holanda y otros países ya lo están usando. El hecho es que nos lo han pedido para una vivienda en Mallorca y no sabemos muy bien a qué esquema de principio atenernos ni encontramos instaladores que se dediquen a ello.
    Nos podríais aconsejar algo?

    Muchas gracias y un saludo.

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  2. Hola: Antes que nada gracias a vosotros por consultar nuestro blog.
    Efectivamente hay alguna empresa en Holanda y Noruega que ha comenzado recientemente a comercializar el sistema, aunque desconocemos hasta qué punto.
    No tenemos constancia de que exista en España ninguna empresa que lo instale, así que te facilitamos las direcciones de contacto por si ellos pudieran facilitarte dicha información

    http://www.redstack.nl/index.php?option=com_content&view=article&id=4&Itemid=5

    http://www.statkraft.com/about-statkraft/contact-us/

    Si necesitarais ayuda técnica podéis poneros en contacto con nosotros en :
    info@socitekingenieros.com

    Saludos cordiales y gracias.

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