Monografias | Fuentes de Energía

 

• Energía nuclear

   

Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos.Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nuclearessuperan con mucho a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sóloimplican las regiones externas del átomo.

La energía de cualquier sistema, ya sea físico, químico onuclear, se manifiesta por su capacidad de realizar trabajo o liberar calor oradiación. La energía total de un sistema siempre se conserva, pero puedetransferirse a otro sistema o convertirse de una forma a otra.

 

• Energía cinética

   

Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energíacinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación

E = 1mv2

donde m es la masa del objeto y v2 la velocidaddel mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse dela ecuación

E = (ma)d

donde a es la aceleración de la masa m y des la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energíacinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia,aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplicauna fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, setransfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado adeterminada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si sedeja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética. VéaseMecánica.

• Energía potencial

Energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posicionesrelativas de sus componentes. Por ejemplo, si se mantiene una pelota a unacierta distancia del suelo, el sistema formado por la pelota y la Tierra tieneuna determinada energía potencial; si se eleva más la pelota, la energíapotencial del sistema aumenta. Otros ejemplos de sistemas con energía potencialson una cinta elástica estirada o dos imanes que se mantienen apretados deforma que se toquen los polos iguales.

Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar untrabajo. Se requiere esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar unacinta elástica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la cantidadde energía potencial que posee un sistema es igual al trabajo realizado sobreel sistema para situarlo en cierta configuración. La energía potencial tambiénpuede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo, cuando se sueltauna pelota situada a una cierta altura, la energía potencial se transforma enenergía cinética.

 

• Energía Hidráulica

   

Ya desde la antigüedad, se reconoció que el agua que fluyedesde un nivel superior a otro inferior posee una determinada energía cinéticasusceptible de ser convertida en trabajo, como demuestran los miles de molinosque a lo largo de la historia fueron construyéndose a orillas de los ríos.

Más recientemente, hace más de un siglo, se aprovecha la energía hidráulicapara generar electricidad, y de hecho fue una de las primeras formas que seemplearon para producirla.
El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctricautilizable, constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Es por tanto, unrecurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructurapara aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica.

Hoy en día, con los problemas medioambientales, se ven lascosas desde otra perspectiva. Esto ha hecho que se vayan recuperandoinfraestructuras abandonadas dotándolas de nuevos equipos automatizados yturbinas de alto rendimiento. En consecuencia, el impacto ambiental no es másdel que ya existía o por lo menos inferior al de una gran central. A estasinstalaciones, con potencia inferior a 5.000KW se les denomina minihidráulicas.

Las minicentrales hidroeléctricas están condicionadas porlas características del lugar de emplazamiento. La topografía del terrenoinfluye en la obra civil y en la selección del tipo de máquina.

 

• Centrales de aguas fluyentes

   

Aquellas instalaciones que mediante una obra de toma, captan una parte del caudal del río y lo conducen hacia la central para su aprovechamiento, para después devolverlo al cauce del río.

 

• Centrales de pie de presa

   

Son los aprovechamientos hidroeléctricos que tienen la opción de almacenar las aportaciones de un río mediante un embalse. En estas centrales se regulan los caudales de salida para utilizarlos cuando se precisen

 

• Centrales de canal de riego o abastecimiento

   

• Con desnivel existente en el propio canal

• Con desnivel existente entre el canal y el curso de un río cercano

A la hora de realizar un proyecto de una minicentral hidroeléctricay dependiendo del tipo por su emplazamiento, la determinación del caudal y laaltura de salto determinará la potencia a instalar, así como, el tipo deminiturbina.

Existen varios tipos de miniturbinas:

De reacción, que aprovecha la energía de presión delagua en energía cinética en el estator, tanto en la entrada como en la salida,estas aprovechan la altura disponible hasta el nivel de desagüe.

Kaplan: se componen básicamente de una cámara de entradaque puede ser abierta o cerrada, un distribuidor fijo, un rodete con cuatro ocinco palas fijas en forma de hélice de barco y un tubo de aspiración.

Francis: caracterizada por que recibe el flujo de agua endirección radial, orientándolo hacia la salida en dirección axial.

Se compone de:

Un distribuidor que contiene una serie de álabes fijos o móvilesque orientan el agua hacia el rodete. Un rodete formado por una corona depaletas fijas, torsionadas de forma que reciben el agua en dirección radial ylo orientan axialmente. Una cámara de entrada, que puede ser abierta o cerradade forma espiral, para dar una componente radial al flujo de agua. Un tubo deaspiración o de salida de agua, que puede ser recto o acodado y se encarga demantener la diferencia de presiones necesaria para el buen funcionamiento de laturbina.

De flujo cruzado: también conocida como de doble impulsión,constituida principalmente por un inyector de sección rectangular provisto deun álabe longitudinal que regula y orienta el caudal que entra en la turbina, yun rodete de forma cilíndrica, con múltiples palas dispuestas comogeneratrices y soldadas por los extremos a discos terminales.

El caudal que entra en la turbina es orientado por el álabedel inyector, hacia las palas del rodete, produciendo un primer impulso.Posteriormente, atraviesa el interior del rodete y proporciona un segundoimpulso, al salir del mismo y caer por el tubo de aspiración.

De acción, que aprovecha la energía de presión delagua para convertirla en energía cinética en el estator, estas aprovechan laaltura disponible hasta el eje de la turbina.

Pelton: Consta de un disco circular que tiene montados en superiferia unas paletas en forma de doble cuchara y de un inyector que dirige yregula el chorro de agua que inciden sobre las cucharas, provocando elmovimiento de giro de la turbina.

 

• Energía Solar

   

Energía radiante producida en el Sol como resultado dereacciones nucleares de fusión . Llega a la Tierra a través del espacio encuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y lasuperficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exteriorde la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promediodel Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, ounas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que pareceser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía realdisponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido ala absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción delos fotones con la atmósfera.

La intensidad de energía solar disponible en un puntodeterminado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del díadel año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar quepuede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.

• Energía Solar Térmica

Un sistema de aprovechamiento de la energía solar muyextendido es el térmico. El medio para conseguir este aporte de temperatura sehace por medio de colectores.

El colector es una superficie, que expuesta a la radiaciónsolar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicasdiferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar lasuperficie captadora. De esta manera, los podemos clasificar como:

Baja temperatura, captación directa, la temperatura delfluido es por debajo del punto de ebullición .

Media temperatura, captación de bajo índice deconcentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100ºC .

Alta temperatura, captación de alto índice deconcentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300ºC .

El sistema de aprovechamiento de la energía del Sol paraproducir energía eléctrica se denomina conversión fotovoltaica.

Las células solares están fabricadas de unos materiales conunas propiedades específicas, denominados semiconductores.

Para entender el funcionamiento de una célula solar, debemosde entender las propiedades de estos semiconductores.

Propiedades de los semiconductores.

Los electrones que se encuentran orbitando al rededor del núcleoatómico no pueden tener cualquier energía, solamente unos valoresdeterminados, que son denominados, niveles energéticos, a los que se ponenombre: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p.

Las propiedades químicas de los elementos estándeterminadas por el número de electrones en su última capa y por electronesque faltan para completarla. En el silicio, material que se usa para laconstrucción de una célula solar, en su última capa, posee cuatro electronesy faltan otros cuatro para completarla.

Cuando los átomos de silicio se unen a otros, comparten loselectrones de las últimas capas con la de los átomos vecinos, formando lo quese denomina enlace covalente. Estas agrupaciones dan lugar a un sólido deestructura cristalina.

De la forma, que los electrones de un átomo no pueden tenercualquier energía, los electrones de un cristal tampoco pueden tomar cualquierenergía.

Teniendo en cuenta que en el átomo sus propiedades sedeterminan en la última capa, ahora son agrupaciones de capas, llamadas bandasde energía, y que definen las propiedades electrónicas de un cristal.

Las dos últimas capas ocupadas por electrones reciben elnombre de banda de conducción y banda de valencia. Estas están separadas poruna energía denominada gap.

Para poder entender esto describiremos los tipos demateriales existentes, eléctricamente hablando:

 

• Conductores, disponen de unos electrones de valencia poco ligados al núcleo y que pueden moverse con facilidad dentro de la red cristalina respondiendo a un estímulo externo.

   

   

• Semiconductores, sus electrones de valencia están más ligados a sus núcleos que los conductores, pero basta suministrar una pequeña cantidad de energía para que se comporten igual que estos.

   

   

• Aislantes, los electrones de valencia están fuertemente ligados al núcleo y la energía a suministrar para poder desprenderse del átomo sería excesivamente grande.

   

Llegando a este punto, podemos decir que a ciertatemperatura, algunos electrones tendrán energía suficiente para desligarse delos átomos, a estos electrones libres se les denomina "electrones" yse les asocia con los niveles energéticos de la banda de conducción.

A los enlaces que han dejado vacíos se les denomina"huecos"; para entender mejor este racionamiento diremos que los"huecos" se comportan de la misma forma que partículas con cargapositiva.

Si pusiéramos un cristal de estas características, lo únicoque conseguiríamos sería calentar el cristal, ya que los electrones se moveríandentro del propio cristal, se generarían pares electron-hueco, que constan deun electrón que se mueve y deja un hueco, a ese hueco irá otro electrón próximo,generando otro hueco y así sucesivamente.

Para generar una corriente eléctrica hace falta un campomagnético, que se consigue con la unión de dos cristales semiconductores, unode tipo "p" y otro de tipo "n".

Estos semiconductores se obtienen con un cristalsemiconductor muy puro, introduciéndoles impurezas (dopado).

Una de las regiones se dopa con fósforo, que tiene cincoelectrones de valencia, uno más que el silicio, de forma que esta regióndopada muestra una afinidad por los electrones mayor que el silicio puro. A estaregión se le denomina de tipo n.

La otra región de dopa con boro, que tiene tres electronesde valencia, uno menos que el silicio, de forma que esta región muestra unaafinidad por los electrones inferior que el silicio puro. A esta región se ledenomina de tipo p.

De esta forma, teniendo un cristal semiconductor de silicioformado por una región de tipo p y otra región de tipo n, se consigue unadiferencia de potencial que hace que los electrones tengan menos energía en lazona n que en la zona p. Por esta razón los electrones son enviados a la zona ny los huecos a la zona p.

Cuando inciden fotones sobre este tipo de semiconductor, uniónp-n, es cuando entonces se rompen algunos enlaces, generándose de esta formapares electrón-hueco.

Las células solares, para poder suministrar energía alexterior, van provistas de unos dedos o mallas de metalización frontal, queconsisten en partes metálicas por la que circula al exterior la corriente eléctricagenerada.

Si esta generación se produce a una distancia de la uniónmenor que lo que se denomina longitud de difusión, estos pares serán separadospor el fuerte campo eléctrico que existe en la unión, moviéndose el electrónhacia la zona n y el hueco hacia la zona p. De esta forma se da una corriente dela zona n a la zona p.

Si estos electrones consiguen ser recolectados por la mallade metalización, obtendremos energía eléctrica

Si la longitud de difusión es muy corta, el par electrón-hueco,se recombinará, lo cuál dará origen a calor.

Por supuesto esto siempre que la célula esté iluminada.

De todas formas no todos los fotones incidentes generanelectricidad, hay factores que hacen que existan pérdidas en esta generación.

 

• Energía de fotones incidentes, hay veces que los fotones incidentes no disponen de la energía necesaria para romper un enlace covalente y crear un par electrón-hueco, y otras, el fotón tiene demasiada energía, lo cual se disipa en forma de calor.

   

   

• Recombinación, es el hecho de que los electrones liberados ocupen un hueco próximo a ellos.

   

   

• Reflexión, parte de la radiación incidente en la célula es reflejada.

   

   

• Malla de metalización, estos contactos eléctricos en el exterior de la célula, disminuye la superficie de captación.

   

   

• Resistencia serie, es el efecto Joule producido por el paso de electrones a través del silicio, la malla de metalización y resistencia de los contactos de conexión eléctricas al circuito exterior.

   

   

• Resistencia paralelo, tiene origen en las imperfecciones de la unión p-n, creando fugas de corriente.

   

Estas células conexionadas entre sí, y montadas en un móduloo panel es lo que llamamos panel solar. Cuyas características electricas vienendeterminadas por el numero y forma de conexión de las células.

Conexión serie, conexionadas de forma que el lado p seaconectado con el lado n de otra célula, así sucesivamente, quedando cadaextremo con un lado n y otro p.

Las tensiones generadas de cada célula se suman, lacorriente es el valor de una célula.

Conexión paralelo, conexionados todos los lados de tipo p,por un lado, y los de tipo n por otro.

La tensión generada es la de una célula y la corriente esla suma de todas.

Conexión mixta, es la conexión en serie y en paralelo delas células.

Donde la tensión generada es la suma de las tensiones de célulasen serie y la corriente es la suma de todas las células en paralelo.

Itotal = I x número de celulas en paralelo

Vtotal = V x número de células en serie

Existen varios tipos de paneles fotovoltaicos, que sediferencian bien por su tecnología de fabricación de células o por suaplicación.

 

• Silicio monocristalino

   

   

• Silicio policristalino

   

   

• Silicio amorfo

   

   

• Policristalinos de lámina delgada

   

   

• Paneles para el espacio

   

   

• Sulfuro de cadmio y sulfuro de cobre

   

   

• Teluro de cadmio

   

   

• Seleniuro de cobre e indio

   

   

• Arseniuro de galio o de concentración

   

   

• Bifaciales

   

Nuestro planeta guarda una enorme cantidad de energía en suinterior. Un volcán o un geíser es una buena muestra de ello.

Son varias las teorías que tratan de explicar las elevadastemperaturas del interior de la Tierra. Unas sostienen que se debe a las enormespresiones existentes bajo la corteza terrestre; otras suponen que tienen origenen determinados procesos radiativos internos; por último, hay una teoría quelo atribuye a la materia incandescente que formó nuestro planeta.

Diversos estudios científicos realizados en distintos puntosde la superficie terrestre han demostrado que, por término medio, latemperatura interior de la Tierra aumenta 3ºC cada 100m. de profundidad.

Este aumento de temperatura por unidad de profundidad esdenominado gradiente geotérmico.

Se supone que variará cuando alcancen grandes profundidades,ya que en el centro de la Tierra se superarían los 20.000ºC, cuando enrealidad se ha calculado que es, aproximadamente, de 6.000ºC.

La forma más generalizada de explotarla, a excepción defuentes y baños termales, consiste en perforar dos pozos, uno de extracción yotro de inyección.

En el caso de que la zona esté atravesada por un acuíferose extrae el agua caliente o el vapor, este se utiliza en redes de calefaccióny se vuelve a inyectar, en el otro caso se utiliza en turbinas de generación deelectricidad.

En el caso de no disponer de un acuífero, se suele procedera la fragmentación de las rocas calientes y a la inyección de algún fluido.

Es difícil el aprovechamiento de esta energía térmica,ocasionado por el bajo flujo de calor, debido a la baja conductividad de losmateriales que la constituyen; pero existen puntos en el planeta que se producenanomalías geotérmicas, dando lugar a gradientes de temperatura de entre 100 y200ºC por kilómetro, siendo estos puntos aptos para el aprovechamiento de estaenergía.

Tipos:

 

• Hidrotérmicos, tienen en su interior de forma natural el fluido caloportador, generalmente agua en estado líquido o en vapor, dependiendo de la presión y temperatura. Suelen encontrarse en profundidades comprendidas entre 1 y 10 km.

   

   

• Geopresurizados, son similares a los hidrotérmicos pero a una mayor profundidad, encontrándose el fluido caloportador a una mayor presión, unos 1000 bares y entre 100 y 200ºC, con un alto grado de salinidad, generalmente acompañados de bolsas de gas y minerales disueltos.

   

   

• De roca caliente, son formaciones rocosas impermeables y una temperatura entre 100 y 300ºC, próximas a bolsas magmáticas.

   

• Energía Eólica

La fuente de energía eólica es el viento, o mejor dicho, laenergía mecánica que, en forma de energía cinética transporta el aire enmovimiento. El viento es originado por el desigual calentamiento de lasuperficie de nuestro planeta, originando movimientos convectivos de la masaatmosférica.

La Tierra recibe una gran cantidad de energía procedente delSol. Esta energía, en lugares favorables, puede ser del orden de 2.000 Kwh/m2anuales. El 2 por ciento de ella se transforma en energía eólica con un valorcapaz de dar una potencia de 10E+11 Gigavatios.
En la antigüedad no se conocían estos datos, pero lo que sí es cierto, es queintuitivamente conocían el gran potencial de esta energía.

Las formas de mayor utilización son las de producir energíaeléctrica y mecánica, bien sea para autoabastecimiento de electricidad obombeo de agua. Siendo un aerogenerador los que accionan un generador eléctricoy un aeromotor los que accionan dispositivos, para realizar un trabajo mecánico.

Partes de un aerogenerador:

 

• Cimientos, generalmente constituidos por hormigón en tierra, sobre el cual se atornilla la torre del aerogenerador.

   

   

• Torre, fijada al suelo por los cimientos, proporciona la altura suficiente para evitar turbulencias y superar obstáculos cercanos; la torre y los cimientos son los encargados de transmitir las cargas al suelo.

   

   

• Chasis, es el soporte donde se encuentra el generador, sistema de frenado, sistema de orientación, equipos auxiliares (hidráulico), caja de cambio, etc. Protege a estos equipos del ambiente y sirve, a su vez, de aislante acústico.

   

   

• El buje, pieza metálica de fundición que conecta las palas al eje de transmisión.

   

   

• Las palas, cuya misión es la de absorber energía del viento; el rendimiento del aerogenerador depende de la geometría de las palas, interviniendo varios factores:

   

   

  • Longitud

     

     

  • Perfil

     

     

  • Calaje

     

     

  • Anchura

     

Sistemas de un aerogenerador:

• Orientación, mantiene el rotor cara al viento, minimizando los cambios de dirección del rotor con los cambios de dirección de viento; Estos cambios de dirección provocan pérdidas de rendimiento y genera grandes esfuerzos con los cambios de velocidad.
• Regulación, controla la velocidad del rotor y el par motor en el eje del rotor, evitando fluctuaciones producidas por la velocidad del viento.
• Transmisión, utilizados para aumentar la velocidad de giro del rotor, para poder accionar un generador de corriente eléctrica, es un multiplicador, colocado entre el rotor y el generador.
• Generador, para la producción de corriente continua (DC) dinamo y para la producción de corriente alterna (AC) alternador, este puede ser síncrono o asíncrono.

Los mares y los océanos son inmensos colectores solares, delos cuales se puede extraer energía de orígenes diversos.

 

• La radiación solar incidente sobre los océanos, en determinadas condiciones atmosféricas, da lugar a los gradientes térmicos oceánicos (diferencia de temperaturas) a bajas latitudes y profundidades menores de 1000 metros.

   

   

• La iteración de los vientos y las aguas son responsables del oleaje y de las corrientes marinas.

   

   

• La influencia gravitacional de los cuerpos celestes sobre las masas oceánicas provoca mareas.

   

La energía estimada que se disipa por las mareas es delorden de 22000 TWh. De esta energía se considera recuperable una cantidad queronda los 200 TWh.

El obstáculo principal para la explotación de esta fuentees el económico. Los costes de inversión tienden a ser altos con respecto alrendimiento, debido a las bajas y variadas cargas hidráulicas disponibles.Estas bajas cargas exigen la utilización de grandes equipos para manejar lasenormes cantidades de agua puestas en movimiento. Por ello, esta fuente de energíaes sólo aprovechable en caso de mareas altas y en lugares en los que el cierreno suponga construcciones demasiado costosas.

La limitación para la construcción de estas centrales, nosolamente se centra en el mayor coste de la energía producida, si no, en elimpacto ambiental que generan.

La mayor central mareomotriz se encuentra en el estuario delRance (Francia). En nuestro país hay una central mareomotriz en Península deValdés ( Chubut ) .

La explotación de las diferencias de temperatura de los océanosha sido propuesta multitud de veces, desde que d’Arsonval lo insinuara en el año1881, pero el más conocido pionero de esta técnica fue el científico francésGeorge Claudi, que invirtió toda su fortuna, obtenida por la invención deltubo de neón, en una central de conversión térmica.

La conversión de energía térmica oceánica es un métodode convertir en energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de lasuperficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonastropicales esta diferencia varía entre 20 y 24 ºC. Para el aprovechamiento essuficiente una diferencia de 20ºC.

Las ventajas de esta fuente de energía se asocian a que esun salto térmico permanente y benigno desde el punto de vista medioambiental.Puede tener ventajas secundarias, tales como alimentos y agua potable, debido aque el agua fría profunda es rica en sustancias nutritivas y sin agentes patógenos.

Las posibilidades de esta técnica se han potenciado debido ala transferencia de tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuerade costa. El desarrollo tecnológico de instalación de plataformas profundas,la utilización de materiales compuestos y nuevas técnicas de unión haránposible el diseño de una plataforma, pero el máximo inconveniente es el económico.

Existen dos sistemas para el aprovechamiento de esta fuentede energía:

El primero consiste en utilizar directamente el agua de maren un circuito abierto, evaporando el agua a baja presión y así mover unaturbina. El departamento de energía americano (DOE) está construyendo unprototipo de 165 kW en las islas Hawaii, con él se pretende alcanzar laexperiencia necesaria para construir plantas de 2 a 15 MW.

El segundo consiste en emplear un circuito cerrado y unfluido de baja temperatura de ebullición (amoniaco, freón, propano)que seevaporan en contacto con el agua caliente de la superficie. Este vapor mueve unturbogenerador, se condensa con agua fría de las profundidades y el fluidoqueda dispuesto de nuevo para su evaporación.

El rendimiento de este sistema es su bajo rendimiento, sobreun 7%, esto es debido a la baja temperatura del foco caliente y la pocadiferencia de temperatura entre el foco frío y caliente. Además es precisorealizar un coste extra de energía, empleado para el bombeo de agua fría delas profundidades para el condensado de los fluidos.

Las olas del mar son un derivado terciario de la energíasolar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento, y el vientogenera las olas. Únicamente el 0.01% del flujo de la energía solar setransforma en energía de las olas. Una de las propiedades características delas olas es su capacidad de desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdidade energía. Por ello, la energía generada en cualquier parte del océano acabaen el borde continental. De este modo la energía de las olas se concentra enlas costas, que totalizan 336000 km de longitud. La densidad media de energíaes del orden de 8 kW/m de costa. En comparación, las densidades de la energíasolar son del orden de 300 W/m2. Por tanto, la densidad de energía de las olases, en un orden de magnitud, mayor que la que los procesos que la generan. Lasdistribuciones geográficas y temporales de los recursos energéticos de lasolas están controladas por los sistemas de viento que las generan (tormentas,alisios, monzones).

La densidad de energía disponible varía desde las másaltas del mundo, entre 50-60 kW/m en Nueva Zelanda, hasta el valor medio de 8kW/m.

Losdiseños actuales de mayor potencia se hallan a 1 Mwe de media, aunque en estadode desarrollo.

La tecnología de conversión de movimiento oscilatorio delas olas en energía eléctrica se fundamenta en que la ola incidente crea unmovimiento relativo entre un absorbedor y un punto de reacción que impulsa unfluido a través del generador.

La potencia instalada en operación en el mundo apenas llegaal Mwe. La mayor parte de las instalaciones lo son de tierra. Los costes fuerade la costa son considerablemente mayores. En el momento actual, la potenciainstalada de los diseños más modernos varía entre 1 y 2 MW. Pero todos losdiseños deben considerarse experimentales.

De los sistemas propuestos, para aprovechar la energía delas olas, se puede hacer una clasificación, los que se fijan a la plataformacontinental y los flotantes, que se instalan en el mar.

Uno de los primeros fue el convertidor noruego Kvaerner,cuyo primer prototipo se construyó en Bergen en 1985. Consistente en un tubohueco de hormigón, de diez metros de largo, dispuesto verticalmente en el huecode un acantilado. Las olas penetran por la parte inferior del cilindro ydesplazan hacia arriba la columna de aire, lo que impulsa una turbina instaladaen el extremo superior del tubo. Esta central tiene una potencia de 500 kW yabastece a una aldea de cincuenta casas.

El pato de Salter, que consiste en un flotador alargadocuya sección tiene forma de pato. La parte más estrecha del flotador seenfrenta a la ola con el fin de absorber su movimiento lo mejor posible. Losflotadores giran bajo la acción de las olas alrededor de un eje cuyo movimientode rotación acciona una bomba de aceite que se encarga de mover una turbina.

La dificultad que presenta este sistema es la generación deelectricidad con los lentos movimientos que se producen.

Balsa de Cockerell, que consta de un conjunto deplataformas articuladas que reciben el impacto de las crestas de las olas. Lasbalsas ascienden y descienden impulsando un fluido hasta un motor que mueve ungenerador por medio de un sistema hidráulico instalado en cada articulación.

Rectificador de Russell, formado por módulos que seinstalan en el fondo del mar, paralelos al avance de las olas. Cada móduloconsta de dos cajas rectangulares, una encima de la otra. El agua pasa de lasuperior a la inferior a través de una turbina.

Boya de Nasuda, consistente en un dispositivo flotante donde el movimiento de las olas se aprovecha para aspirar e impulsar aire a travésde una turbina de baja presión que mueve un generador de electricidad.

• Biomasa y R.S.U.

La más amplia definición de BIOMASA sería considerar comotal a toda la materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo losmateriales procedentes de su transformación natural o artificial. Clasificándolode la siguiente forma:

Biomasanatural, es la que se produce en la naturaleza sin la intervención humana.

Biomasa residual, que es la que genera cualquieractividad humana, principalmente en los procesos agrícolas, ganaderos y los delpropio hombre, tal como, basuras y aguas residuales.

Biomasa producida, que es la cultivada con el propósitode obtener biomasa transformable en combustible, en vez de producir alimentos,como la caña de azúcar en Brasil, orientada a la producción de etanol paracarburante.

Desde el punto de vista energético, la biomasa se puedeaprovechar de dos maneras; quemándola para producir calor o transformándola encombustible para su mejor transporte y almacenamiento la naturaleza de labiomasa es muy variada, ya que depende de la propia fuente, pudiendo ser animalo vegetal, pero generalmente se puede decir que se compone de hidratos decarbono, lípidos y prótidos. Siendo la biomasa vegetal la que se componemayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de lípidos y prótidos.

La utilización con fines energéticos de la biomasa requierede su adecuación para utilizarla en los sistemas convencionales.

Estos procesos pueden ser:

 

• Físicos, son procesos que actúan físicamente sobre la biomasa y están asociados a las fases primarias de transformación, dentro de lo que puede denominarse fase de acondicionamiento, como, triturado, astillado, compactado e incluso secado.

   

   

• Químicos, son los procesos relacionados con la digestión química, generalmente mediante hidrólisis pirólisis y gasificación.

   

   

• Biológicos, son los llevados a cabo por la acción directa de microorganismos o de sus enzimas, generalmente llamado fermentación. Son procesos relacionados con la producción de ácidos orgánicos, alcoholes, cetonas y polímeros.

   

   

• Termoquímicos, están basados en la transformación química de la biomasa, al someterla a altas temperaturas (300ºC - 1500ºC). Cuando se calienta la biomasa se produce un proceso de secado y evaporación de sus componentes volátiles, seguido de reacciones de crakeo o descomposición de sus moléculas, seguidas por reacciones en la que los productos resultantes de la primera fase reaccionan entre sí y con los componentes de la atmósfera en la que tenga lugar la reacción, de esta forma se consiguen los productos finales.

   

Según el control de las condiciones del proceso se consiguenproductos finales diferentes, lo que da lugar a los tres procesos principales dela conversión termoquímica de la biomasa:

 

• Combustión: Se produce en una atmósfera oxidante, de aire u oxígeno, obteniendo cuando es completa, dióxido de carbono, agua y sales minerales (cenizas), obteniendo calor en forma de gases calientes.

   

   

• Gasificación: Es una combustión incompleta de la biomasa a una temperatura de entre 600ºC a 1500ºC en una atmósfera pobre de oxígeno, en la que la cantidad disponible de este compuesto está por debajo del punto estequiométrico, es decir, el mínimo necesario para que se produzca la reacción de combustión. En este caso se obtiene principalmente un gas combustible formado por monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y metano.

   

   

• Pirólisis: Es el proceso en la descomposición térmica de la biomasa en ausencia total de oxígeno.

   

Pudiéndose obtener combustibles:

 

• Sólidos, Leña, astillas, carbón vegetal

   

   

• Líquidos, biocarburantes, aceites, aldehidos, alcoholes, cetonas, ácidos orgánicos...

   

Gaseosos, biogas, hidrógeno .

Energía obtenida por transformación química de la biomasa.

Energía Solar y Eólica .

Sistema de tratamiento primario anaerobio que consiste enretener por un determinado período de tiempo los desechos orgánicos en untanque cerrado para que se efectué la fermentación del material, produciendode esta manera gas natural y un efluente de fácil disposición en el entorno.Se puede construir de metal o cemento y debe estar herméticamente cerrado.

Autora:

María Florencia Martinetti