PREVIOS
Experimentando...
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DOCUMENTACIÓN GRÁFICA
ENERGIA
¿Qué son las Energías Renovables?. Clasificación. Evolución histórica. Las fuentes de energía
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.
Clasificación de las Energías Renovables
Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:
- El Sol: energía solar.
- El viento: energía eólica.
- Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica.
- Los mares y océanos: energía mareomotriz.
- El calor de la Tierra: energía geotérmica.
- Las olas: energía undimotriz.
Las contaminantes (que son las realmente renovables, es decir, que se renuevan) se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiésel, mediante reacciones de transesterificación y de los residuos urbanos.
Las energías de fuentes renovables contaminantes tienen el mismo problema que la energía producida por combustibles fósiles: en la combustión emiten dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, y a menudo son aún más contaminantes puesto que la combustión no es tan limpia, emitiendo hollines y otras partículas sólidas. Sin embargo se encuadran dentro de las energías renovables porque el dióxido de carbono emitido será utilizado por la siguiente generación de materia orgánica.
También se puede obtener energía a partir de los residuos sólidos urbanos, que también es contaminante.
Evolución Histórica de las Energías Renovables
Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello.
Con el invento de la máquina de vapor por James Watt, se van abandonando estas formas de aprovechamiento, por considerarse inestables en el tiempo y caprichosas y se utilizan cada vez más los motores térmicos y eléctricos, en una época en que el todavía relativamente escaso consumo, no hacía prever un agotamiento de las fuentes, ni otros problemas ambientales que más tarde se presentaron.
Hacia la década del 1970 las energías renovables se consideraron una alternativa a las energías tradicionales, tanto por su disponibilidad presente y futura garantizada (a diferencia de los combustibles fósiles que precisan miles de años para su formación) como por su menor impacto ambiental en el caso de las energías limpias, y por esta razón fueron llamadas energías alternativas. Actualmente muchas de estas energías son una realidad, no una alternativa, por lo que el nombre de alternativas ya no debería emplearse.
Las Fuentes de Energía
No renovables
Energía fósil: Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida (carbón) o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres vivos que vivieron hace millones de años. En el caso del carbón se trata de bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petróleo y el gas natural de grandes masas de plancton marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos casos la materia orgánica se descompuso parcialmente por falta de oxígeno, de forma que quedaron almacenadas moléculas con enlaces de alta energía.
Energía nuclear: El núcleo atómico de elementos pesados como el uranio, puede ser desintegrado (fisión nuclear) y liberar energía radiante y cinética. Las centrales termonucleares aprovechan esta energía para
producir electricidad mediante turbinas de vapor de agua.
Renovables
Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables). En principio, las fuentes permanentes son las que tienen origen solar, de hecho, se sabe que el Sol permanecerá por más tiempo que
la Tierra. Aun así, el concepto de renovabilidad depende de la escala de tiempo que se utilice y del ritmo de uso de los recursos.
Así, los combustibles fósiles se consideran fuentes no renovables ya que la tasa de utilización es muy superior al ritmo de formación del propio recurso.
Energía hidráulica: La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que arrastran un generador eléctrico.
La biomasa: Es una fuente de energía procedente de manera indirecta del sol y puede ser considerada una energía renovable siempre que se sigan unos parámetros medioambientales adecuados en su uso y explotación.
La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua, productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal.
Energía solar: Los colectores solares parabólicos concentran la radiación solar aumentando la temperatura en el receptor. Los paneles fotovoltaicos convierten directamente la energía luminosa en energía eléctrica. La energía solar es fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en
la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a
la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares.
Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energía eléctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí en cuanto a su tecnología. Así mismo, en las centrales térmicas solares se utiliza la energía térmica de los colectores solares para generar electricidad.
Se distinguen dos componentes en la radiación solar: la radiación directa y la radiación difusa. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones. Sin embargo, tanto la radiación directa como la radiación difusa son aprovechables.
Se puede diferenciar entre receptores activos y pasivos en que los primeros utilizan mecanismos para orientar el sistema receptor hacia el Sol y captar mejor la radiación directa.
Energía eólica: Es la energía obtenida de la fuerza del viento. La energía eólica es la que se obtiene por medio del viento, es decir mediante la utilización de la energía cinética generada por efecto de las corrientes
de aire.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde.
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al (gradiente de presión).
Energía geotérmica: Parte del calor interno de
la Tierra (
5.000ºC) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de ebullición,
y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar. La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de
la Tierra. El calor del interior de
la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el valor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, “Tierra”, y thermos, “calor”; literalmente “calor de
la Tierra”.
Energía mareomotriz: La energía mareomotriz se debe a las fuerzas gravitatorias entre
la Luna,
la Tierra y el Sol, que originan las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa entre estos tres astros. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse en lugares estratégicos como golfos, bahías o estuarios utilizando turbinas hidráulicas que se interponen en el movimiento natural de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.
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.
La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes durante la fase de explotación. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y el impacto ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía.
Otras formas de extraer energía del mar son la energía undimotriz, que es la energía producida por el movimiento de las olas; y la energía debida al gradiente térmico oceánico, que marca una diferencia de temperaturas entre la superficie y las aguas profundas del océano.
Nicolás Correa genera electricidad a partir de una planta de biomasa de 100 metros cuadrados
El Proyecto Biocom es único en España y ya ha interesado a industrias madereras y energéticas del país
Lun, 22/11/2010
MARTA CASADO / Burgos
La división de Energías Renovables de Nicolas Correa Service ha desarrollado una instalación de biomasa única en España por su pequeño tamaño y su versatilidad. Es la primera instalación que que permite generar 125 kW brutos de energía eléctrica y energía calorífica mediante la combustión de biomasa en apenas 100 metros cuadrados.
Las grandes instalaciones de biomasa se han generalizado en los últimos tiempos como una forma útil de afrontar la independencia energética y además con la posibilidad de reducir emisiones y poner en valor un residuo como las astillas de madera. Pero hasta ahora esto sólo se podía realizar en grandes instalaciones repartidas en diferentes puntos de la geografía y separados del origen de la materia prima. «Las grandes instalaciones tienen un radio de acción de suministro de materia prima que puede alcanzar hasta los 100 kilómetros con el consiguiente aumento de emisiones de CO2 producidas por este mayor desplazamiento de la biomasa», aclaran desde Nicolas Correa Service.
Aquí radica una de las ventajas de este pionero sistema para la producción de energía eléctrica «genera 105 kw netos que pueden ser autoconsumidos por el propietario de la planta en sus instalaciones o vendidos a la red eléctrica y puede estar situado cerca del origen de la materia prima» eliminando por tanto las emisiones del transporte con lo que el balance de emisiones contaminantes es neutro permitiendo, a las madereras sobretodo, reutilizar su subproducto, restos de de madera. Pero también, como cualquier caldera de biomasa, genera calor.
Esta instalación pionera no es sólo un proyecto sino que es ya una realidad. En las instalaciones de Nicolás Correa Service, en el Polígono Industrial de Villalonquéjar, se ha desarrollado una planta de demostración a los clientes que está operativa desde el pasado mes de marzo. La instalación recibe visitas de forma continua desde entonces. Representantes y técnicos de importantes industrias madereras, de gestión de residuos y energéticas del país de carácter internacional han visitado esta instalación. Es importante el interés generado por la planta de biomasa y el equipo de generación eléctrica.
Aunque la instalación de Nicolás Correa para producir electricidad es «una alternativa energética viable para pequeños productores y propietarios», afirman desde NC Service que aseguran que «el coste de inversión y el periodo de retorno convierte a estas plantas de pequeña generación en un proyecto perfectamente abordable para un pequeño productor».
El desarrollo de esta planta de aprovechamiento energético de la biomasa es la base del Proyecto Biocom en el que NC Service ha contado con el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación, la Agencia de Inversiones y Servicios de Castilla y León (ADE) y se ha cofinanciado con fondos FEDER. El Grupo Nicolás Correa se dedica al desarrollo de bienes de equipo de basados en la innovación y la investigación. Desde el año 2005 la compañía burgalesa trabaja en el desarrollo de nuevas tecnologías en el campo del aprovechamiento de las energías renovables. Esta línea de trabajo busca «el desarrollo tecnológico de la empresa investigando y ejecutando proyectos en busca de la eficiencia energética, la reducción de emisiones de CO2, el desarrollo sostenible, la protección del medio ambiente, la generación de empleo y el impulso de áreas menos favorecidas».
BIOCLIMATICA- SOLAR PASIVA
Comenzaremos con los
Muros Trombe.
Cómo funciona un muro Trombe
El
muro trombe consiste en una vidriera (doble o simple) colocada en conjunto con los revestimientos de la casa, con unos
3 a 6 centímetros de espacio entre ellos. Los muros son una gruesa pared de albañilería, generalmente realizada en homigón. No deben tener aislación y son pintados con materiales absorbentes de calor y de colores oscuros.
La presencia del
vidrio genera un efecto similar al de un invernadero. De esta forma la cámara de aire que se genera entre el cristal y el muro se calienta gracias a la
energía de la radiación solar. Este
muro debe orientarse hacia el sur (para lugares ubicados en el hemisferio Norte).
El sistema del
muro Trombe puede también diseñarse para que realice un circuito cíclico, en el cual el aire que se enfría en el interior de la casa regrese nuevamente al muro Trombe para ser calentado nuevamente.
INVENTOS
Los conocimientos técnicos sobre
Física pueden ser de gran utilidad si se aplican junto a la
creatividad, dando lugar a inventos que pueden servir demasiado en el
hogar, ante situaciones donde no tenemos acceso a la red eléctrica o, porqué no, que utilicen una
Energía Renovable.
En esta
ocasión, estamos presentando una invención realizada por
Emily Cummins, una inventora británica de 23 años de edad, quien diseñó una
nevera que no requiere conexión a la red eléctrica hogareña, y que ofrece prácticamente el
mismo rendimiento que un refrigerador convencional.
Consta de
dos cilindros, uno interior, fabricado en
metal, de menor diámetro que el exterior, que presenta
perforaciones a modo de rejilla, que puede ser realizado tanto en madera como en plástico, dejando entre ellos un espacio que debe ser
rellenado con arena o tierra.
Funciona a través del aprovechamiento de la
energia solar termica, y para su funcionamiento
requiere solamente de agua o cualquier sustancia que permita humedecer la tierra o arena colocada entre los cilindros, funcionando a través de principios físicos de
evaporación y transferencia térmica.
La energía solar tiende a calentar la fase humedecida y comienza a evaporar el agua, generando una
remoción del calor proveniente del cilindro interior, causando que todo lo contenido en el cilindro interior permanezca a una
temperatura cercana a los 6ºC.
Como obvia desventaja, este refrigerador requiere de un
constante monitoreo del nivel de agua, además de la necesidad de agregar la cantidad necesaria para que se mantenga siempre húmeda
