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Las Energías Alternativas




Partes: 1, 2

  1. El Problema
  2. Marco Teórico
  3. Marco metodológico
  4. Conclusiones
  5. Biodigestor experimental casero

CAPITULO I

El Problema

Planteamiento del problema

Los combustibles fósiles tienen muchas ventajas, la principal su bajo costo y facilidad de transporte, pero también grandes desventajas en términos de contaminación y efectos ambientales, estos han sido la fuente de energía empleada durante el siglo I.B.C revolución industrial, pero en la actualidad presentan fundamentalmente dos problemas: por un lado son recursos finitos, y se prevé el agotamiento de las reservas especialmente de petróleo en plazos más o menos cercanos, por otra parte, la quema de estos combustibles libera a la atmósfera grandes cantidades de CO2, el cual es actualmente considerado como una de las fuentes que contribuye al calentamiento global, producto de los gases invernaderos (Vapor de agua, Dióxido de carbono, metano, óxidos de Nitrógeno, ozono, clorofluorocarbonos) la cual se ve reflejado como por ejemplo en el humo generado por los motores de combustión interna de los automóviles o bien provenientes de la industria, quien contiene estos gases en proporciones definidas, lo puede traer consecuencias desastrosas como sequias e inundaciones. Por estos motivos, se estudian distintas opciones para sustituir la quema de combustibles fósiles por otras fuentes de energía carentes de estos problemas.

La sustitución de los combustibles fósiles está resultando una gran ventaja como consecuencia de los extensos estudios para crear alternativas ecológicas de calidad y primer nivel.

El estudio de la importancia del desarrollo de las Energías Alternativas, EA, como opciones energéticas a los combustibles fósiles, altamente contaminantes y agotables a mediano plazo: LA BIOMASA, cuya formación es 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 de 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, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.

Formulación del Problema

¿Que aportes suministrara a los estudiantes, el análisis experimental y la comprensión teórica la determinación de las Energías Alternativas EA, (BIOMASA) como solución ecológica y ambiental a la problemática mundial de energía a presente y a futuro, que puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación, tomando en cuenta el hecho de que los combustibles fósiles se agotan y amenazan con provocar una catástrofe ecológica, la tecnología nuclear es muy costosa y peligrosa y la alternativa que ofrece la energía de BIOMASA, compuesta por residuos orgánicos para una de las posibles soluciones ambientales? demostrando esto a través de la construcción de un BIODIGESTOR, el cual es un recipiente cerrado e impermeable a temperaturas entre los 20 y 30 grados centígrados, utilizado para almacenar BIOGAS el cual es producido por la fermentación anaeróbica (sin oxigeno) de residuos orgánicos e inorgánicos mezclados con agua.

Objetivos de la Investigación

Objetivo General:

Con base a los estudios realizados e investigaciones de la situación actual, determinar la factibilidad de una participación importante de las Energías Alternativas (EA) en el balance energético en base a su potencial de explotación, al análisis de la creciente demanda energética y el impacto medioambiental. El calentamiento global es otro problema a plantearse, otro muy grave sería el agotamiento de la existencia de gases combustibles derivados del petróleo analizar profundamente los factores que influyen tanto ambiental como económico, en lo que al desarrollo de las Energías Alternativas se refiere para la recuperación o al menos solución de los problemas ambientales y energéticos por los que actualmente atraviesa el mundo entero, así como concientizar a la población tanto estudiantil como civil de que manera podemos contribuir a conservar el medio ambiente que nos rodea.

Tomamos como referencia o punto de investigación a una de las tantas energías alternativas (EA) hasta ahora existentes tal como lo es LA BIOMASA, la cual se considera una energía limpia, verde y es una fuente de energía procedente, en último lugar, del sol, y es renovable siempre que se use adecuadamente.

La biomasa incluye la madera, plantas de crecimiento rápido, algas cultivadas, restos de animales, etc.

Objetivos Específicos:

  • Conocer el grado de desarrollo de las emergías alternativas EA.

  • Definir y conocer las ventajas de las energías limpias.

  • Conocer las formas de producción de las energías alternativa: eólica, solar, geotérmica y biomasa.

  • Mostrar a través de este proyecto (Biodigestor Casero), las características de los distintos dispositivos en la producción de las energías alternativas.

  • Defender por medio de investigaciones tanto en la web como en textos y diferentes recursos literarios, poniendo de manifiesto las ventajas comparativas en la utilización de los recursos energéticos no convencionales.

Justificación e Importancia

Actualmente existe una búsqueda incesante de formas de aprovechamiento de estas Las Energías Alternativas que sean factibles técnicamente y económicamente, dándose un desarrollo importante en los EEUU y en varios países de la Unión Europea, tales como España, Alemania y Rusia, mientras que en América Latina su progreso es incipiente, sólo destacándose Brasil y México.

Este Proyecto pretende estudiar la posibilidad de una participación importante de las EA en el escenario energético de Venezuela, a partir del análisis de su potencial de explotación, de la evolución de su sistema energético y de sus planes a futuro en la contribución del rescate del medio ambiente.

CAPITULO II

Marco Teórico

En el Marco Teórico de esta investigación se presentan los fundamentos Teóricos-Conceptuales de este Tema de estudio Las Energías Alternativas, sus antecedentes históricos, con la finalidad de sustentar y validar las hipótesis fundamentales planteadas.

Reseña Histórica

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 de años 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 debe emplearse.

El principal obstáculo que frena a estas fuentes de energía renovables es el económico, porque normalmente son más caras que los combustibles fósiles o la energía nuclear. Aunque desde otro punto de vista, no es tan claro que las energías tradicionales sean más baratas, porque si incluyéramos el costo que supone limpiar la contaminación que provocan o disminuir sus daños ambientales, el precio de la energía obtenida del petróleo, carbón, gas o uranio, sería bastante más alto del que tienen en el mercado. Lo que sucede es que los estados, por motivos políticos, son los que pagan esos costes indirectos y subvencionan, directa o indirectamente, las energías no renovables.

Cuando, a partir de 1973, el precio del petróleo subió, la investigación y el uso de estas fuentes alternativas creció, pero desde que el uso de energía se ha estabilizado en bastantes países desarrollados y el precio de las fuentes clásicas de energía ha bajado, se ha perdido parte del interés por estas energías renovables. Se sigue investigando, sobre todo en aquellos aspectos que las pueden hacer económicamente rentables.

En toda América Latina y el Caribe, pueden encontrarse abundantes recursos renovables -incluidas la energía solar, eólica, geotérmica, hídrica y de biomasa- que brindan a varios países la posibilidad de utilizar recursos naturales propios en la producción de electricidad limpia. De hecho, las tecnologías de energía renovable pueden ayudar a satisfacer el creciente aumento de la demanda de electricidad en toda la región tanto en redes energéticas como en sistemas aislados de las redes. Si a esto se le suma la implementación de las mejoras de eficiencia energética se pueden alcanzar importantes reducciones en el uso...

Según la Comisión Nacional de Energía española, la venta anual de energía del Régimen Especial se ha multiplicado por más de 10 en España, a la vez que sus precios se han rebajado un 11 %.

En España las energías renovables supusieron en el año 2005 un 5,9% del total de energía primaria, un 1,2% es eólica, un 1,1% hidroeléctrica, un 2,9 biomasa y el 0,7% otras. La energía eólica es la que más crece.

A través de los años, el desarrollo de la sociedad humana se ha basado en el aprovechamiento de fuentes energéticas primarias del tipo fósil: CARBÓN, PETRÓLEO Y GAS NATURAL. Debido a su uso indiscriminado se ha generado un deterioro ambiental en todos los ámbitos que ha llegado a niveles insoportables si no se toman medidas correctivas a tiempo. Evidencias notables de la degradación del ecosistema mundial son: EL CALENTAMIENTO GLOBAL, LA DISMINUCIÓN DE LA CAPA DE OZONO Y LA LLUVIA ÁCIDA, razón por la cual surge nace la necesidad de desarrollar otras fuentes energéticas que reemplacen los combustibles fósiles que es cada vez más apremiante. Como opciones energéticas a los combustibles fósiles, altamente contaminantes y agotables mediano plazo.

La posibilidad de acceder a la electricidad radica en el aprovechamiento de energías: SOLAR, EÓLICA, GEOTÉRMICA Y BIOMASA (compuesta por residuos orgánicos) Así, la segunda mitad del siglo XX ve el resurgimiento por una parte y el nacimiento por otra de un conjunto de fuentes energéticas armónicas ambientalmente, renovables y/o inagotables, llamadas genéricamente ENERGÍAS ALTERNATIVAS, EA.

Las Energías Alternativas tienen la capacidad de no contaminar el medio ambiente y no afectan por lo tanto a la sociedad. Una de las maneras de evitar el calentamiento global es la utilización de ENERGÍAS ALTERNATIVAS o también conocidas como ENERGÍA RENOVABLE, la cual se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables.

Bases Legales

En su evolución las naciones se han ocupado de atender las necesidades de energía eléctrica y pero no siempre pudieron hacerlo de una manera que afecte lo menos posible a sus habitantes y en particular a las generaciones futuras. Al establecerse incentivos legales para la generación de energías renovables el legislador visualizó que tales incentivos serían suficientes para que los actores económicos al tomar conocimiento de ellos, en forma más o menos inmediata se aboquen a realizar inversiones para atender tales necesidades.

Avanzar clara y puntualmente en la protección del medio ambiente, según se percibe, fue la intención del legislador. Y… ¿Qué es el medio ambiente? El medio ambiente es …todo: Medio ambiente es la totalidad de los elementos orgánicos e inorgánicos que constituyen el mundo, y por lo tanto la biosfera de la que somos parte, entrelazándose en relaciones de interdependencia necesarias e interactuando de acuerdo a leyes naturales inalterables, aunque flexibles, en un proceso universal de análisis y de síntesis a través de los tres estados de la materia: Sólido, líquido y gaseoso, lo cual configura un complejo mecanismo en equilibrio dinámico e inestable"

En el marco de esta preocupación por el medio ambiente, se ha producido la sanción de una serie de leyes de protección del ambiente que entre otras remarcamos:

1.- La ley 25612/ año 2002, establece los presupuestos mínimos de protección ambiental sobre la gestión integral de residuos de origen industrial y de las actividades de servicio.

2.- La ley 25670/año 2002, establece los presupuestos mínimos de protección ambiental para la gestión de los PCBs. Prohibiendo la instalación de equipos que contengan PCBs y la importación y el ingreso al territorio nacional de PCB o equipos que contengan PCBs.

3.- La ley 25675 del año 2002 establece los presupuestos mínimos para el logro de una gestión sustentable y adecuada del ambiente, la preservación y protección de la diversidad biológica y la implementación del desarrollo sustentable. La política ambiental argentina estará sujetas al cumplimiento de los siguientes principios: de congruencia, de prevención, precautorio, de equidad intergeneracional, de progresividad, de responsabilidad, de subsidiariedad, de sustentabilidad, de solidaridad y de cooperación, siendo reglamentada esta ley por el Decreto 2413 del año 2002.

4.- La ley 25688 del año 2002 Fija los presupuestos mínimos ambientales para la preservación de las aguas, su aprovechamiento y uso racional, creándose comités de cuencas hídricas para las cuencas interjurisdiccionales.

5.- La ley 25916 del año 2004 determina los presupuestos mínimos de protección ambiental para la gestión de residuos domiciliarios, siendo reglamentada por Decreto Nº 1158/2004 6.

6.- La Ley 25831 del año 2003 fija los presupuestos mínimos de protección ambiental para garantizar el derecho de acceso a la información ambiental que se encontrare en poder del estado, tanto nacional, como provincial y municipal y de los entes autárquicos y empresas prestadoras de servicios públicos, sean públicas, privadas o mixtas.

7.- La Sanción de la ley 24065, previó la obligación de los generadores, transportistas y usuarios de electricidad de operar y mantener sus instalaciones y equipos de tal forma que no constituyan peligro alguno para la seguridad pública y a cumplir los reglamentos y resoluciones que se dicten a tal efecto (art.16). La misma ley exige la necesidad de adecuar la infraestructura física y las instalaciones y la operación de equipos asociados a la generación transporte y distribución de energía eléctrica, a las medidas destinadas a la protección de las cuencas hídricas y de los ecosistemas involucrados.7 (art. 17).

8.- En materia energética y en miras hacia la protección del ambiente se sancionan las leyes 25015 del año 1998 por la cual se declara de interés nacional la generación de energía eléctrica de origen eólico y solar en todo el territorio nacional encargándosele al ministerio de Economía y Obras y Servicios Públicos para que a través de la Secretaría de Energía se promueva la investigación y el uso de energías no convencionales o renovables.

9.- La ley 26093 del año 2006, determina el régimen de regulación y promoción de la producción y uso sustentables de biocombustibles, estableciendo un régimen promocional y fija una proporción de mezcla con los combustibles fósiles o La ley 26190 del año 2006 declara de interés nacional la generación de energía a partir de fuentes de energía renovables con destino a la prestación de servicios públicos, como así también la investigación para el desarrollo tecnológico y fabricación de equipos con esa finalidad.

Bases Teóricas

Para la realización de esta investigación, utilizamos información contenida en los distintos artículos consultados en línea que tenían relación con el tema de estudio, para así sustentar los lineamientos correspondientes a la necesidad de relacionar la teoría con la práctica, el cual expresa lo siguiente:

Las Energías Alternativas comprenden todas aquellas energías de origen no fósil y que no han participado significativamente en el mercado mundial de la energía. Algunas de ellas son:

Eólica: producida por el movimiento del viento. La energía producida por el viento, ha sido siempre por el hombreen forma secundaria, para la navegación y en 1a utilización local como los molinos de vientos. El viento es una fuente inagotable y no contaminante, pero es irregular y el sistema de almacenaje en baterías ha sido desarrollada, pero necesita mayor perfección.

El viento es una manifestación indirecta de la energía del sol, el 0.7 % de esta relación es transmitida en energía cinética de los vientos.

Hoy en día la energía eólica evita la introducción en la atmósfera de más de 3 millones de tonelada de C02, cada año y otros contaminantes. Actualmente la conexión de energía eólica, puede llegar a cubrir el 20 % de demanda eléctrica con parques eólicos en e1 año 2 .000 habiendo ahorrado 250 millones de toneladas de C02 y 3 millones de óxidos sulfurosos del efecto invernadero. Hoy nadie se atreve a dudar que la cinética de los vientos es una fuente de energía plenamente competitiva frente a la energía convencionales, como se ha demostrado con parques eólicos como los de California y Dinamarca, con potencias de 1,500 MW y 30 MW respectivamente, que han sido posibles gracias a la iniciativa privada y el aporte gubernamental.

Solar: utiliza la radiación solar. Energía que proviene del sol y a través de un proceso de almacenamiento es transformada en energía eléctrica o calórica.

La crisis del petróleo, de principio de los setenta, hizo que la energía solar saltara paulatinamente a competir en altos niveles de rentabilidad.

La tierra recibe anualmente del 1,6 millones de KW./ Hs., de los cuales un 40% llega hasta nosotros, siendo el resto reflejada por las altas capas de la atmósfera.

La conversión directa de la energía solar puede ocurrir de dos maneras:

•La luz solar incidente puede ser transformada directamente en calor por conversión fototérmica utilizando para ello un dispositivo que absorbe los rayos solares en forma selectiva. (Un invernadero constituye una con configuración rudimentaria de este tipo de dispositivo).

•Puede ser transformada directamente en electricidad por convección fotovoltaica, utilizando una célula solar.

De este modo la energía solar, puede ser utilizada para:

•generación de energía eléctrica.

•Calefacción de vivienda y edificio público.

•Calentamiento de agua para uso sanitario.

•Actividades agrícolas, centrales de secado de productos mediante el calentamiento del aire.

•Calefacción de ambientes destinados a la cría de animales.

•Aplicaciones mineras, mediante el empleo de pozos solares.

Funcionamiento y características:

Partiendo de dispositivos llamados células solares, se convierte la radiación solar en electricidad. La conversión fotovoltaica es el único medio en transformar la energía suministrada por el sol en forma de rayos, en electricidad. Esta transformación se realza por medio de células fotovoltaicas, recurriendo a las propiedades de los materiales semiconductores ampliamente utilizados en la industria electrónica, transistores, diodos etc.

Las células fotovoltaícas mas corriente utilizada en el silicio (SI) elemento muy extendido en la naturaleza.

Después del oxigeno, el silicio es el material más abundante en la corteza terrestre. Separarla de la arena resulta algo relativamente fácil. En un crisol de cuarzo se calienta el silicio hasta licuarlo.

Los átomos del silicio fundidos, al enfriarse ocupan los estados mínimos de energías, que corresponden con sus posiciones cristalinas. Se obtiene así un gran monocristal de fondo cilíndrico y varios kilos de peso, que hay que cortar cuidadosamente, para transformarlo en finas obleas semiconductoras. Las células fotovoltaicas de silicio tienen la propiedad de Convertir directamente la luz solar que incide en ellas en energía eléctrica. Cuando mayor es la luz que recibe mayor es la energía que producen. Para su aplicación práctica las células se interconectan entre si y se encapsulan en el material plástico aislante, formando un modulo fotovoltaico.

El módulo tiene un frente de vidrio templado y un marco de aluminio que lo protegen de los agentes atmosféricos y le dan rigidez estructural. Los módulos son generadores de corriente eléctrica continua, la energía producida durante las horas en que el módulo está iluminado por la luz solar se acumula en baterías para su empleo durante la noche o en días nublados.

La batería es la que otorga la autonomía de funcionamiento al sistema de generación.

Un generador eléctrico solar está constituido por uno o más módulos fotovoltaicos según sea la potencia requerida.

Aplicaciones de los generadores solares:

Los generadores eléctricos solares están concebidos principalmente para pequeñas potencias y para que aquella zona donde no llegue la red de distribución eléctrica.

Aplicaciones:

•Electrificación de viviendas y establecimientos rurales: iluminación televisores, telefonía, bombeo de agua y comunicaciones.

•Electrificación de alambrados

•Balizamiento y actualización.

•Alambrado exterior autónomo

•Casa s rodantes

•Náutica.

Ventajas:

•No consumen combustibles.

•No tienen partes de movimiento.

•Son módulos, lo quo permite aumentar la potencia instalada, sin interrumpir el funcionamiento de los generadores.

•La vida útil es superior a 2 años.

•Resisten condiciones externas con vientos, granizos, temperaturas y humedad.

•Son totalmente silenciosos.

•No contaminan el medio ambiente.

Pozas solares:

Son colectores horizontales formados por una piscina de fondo oscuro, que se llena con una solución salina con un gradiente de concentración que tiene un alto valor en el fondo y que es casi cero en la superficie. El sol calienta el fondo y la solución con gradiente impide la conversión de la masa de agua, que como es muy grande, acumula una cantidad de calor equivalente a varios días de colección.

Los días nublados y las noches, tienen poco efecto sobre su temperatura de fondo.

Las pozas solares son un productor de calor a bajas temperaturas y con costos, muy bajos en zonas donde se puede obtener sol.

Existen dos tipos de pozas solares: el tratamiento de minerales no metálicos y la producción de energía eléctrica en las cercanías de salín.

Geotérmica: Uso del agua que surge bajo presión desde el subsuelo. Energía Geotérmica. La energía geotérmica es considerada como un tipo de energía no convencional, sino como un factor importante para el desarrollo energético futuro, ya sea a mediado a largo plazo, estas investigaciones y desarrollo nos permitirán situarnos en las naciones más avanzadas que bregan por su autoabastecimiento energético.

El termino geotermia se refiere a la energía térmica producida en el interior de la tierra. El calor telúrico es conducido a través del manto hacia la superficie terrestre que asciende con un flujo promedio haciéndose difuso para las aplicaciones prácticas, dado que existen zonas anómalas en las cuales la variación de la temperatura es mayor; esto puede ser en las zonas volcánicas, o en contacto entre placas corticales. Los sistemas conectivos de agua subterránea captan dicho calor, alcanzando la superficie a través de rocas porosas o fallas geológicas.

Pero hay lugares que son importante fuente s de calor en donde se manifiesta la energía geotérmica ya sea en forma de agua caliente, o vapor de agua en alta temperaturas, las cuales pueden ser aprovechadas para la producción de energía eléctrica o para otros usos. En el caso del agua caliente se la puede utilizar para calefaccionar viviendas o industrias, tales usos serian, destilación, cultivos de microorganismos, invernadero, etc. El vapor del agua se utiliza para mover turbinas que generan electricidad. Este recurso natural debería ser explotado, en los países en desarrollo, como una alternativa a los sistemas de energía convencionales, basado en el gas y el petróleo.

Campos Geotérmicos:

Son zonas limitadas de la corteza terrestre, en donde existen flujos anormales de calor que producen el calentamiento de las aguas contenidas en los estratos de rocas permeables. Están cubiertos por una capa rocosa que impide el escape del flujo caliente. Pero a la vez se encuentran zonas de fluidos de calor normal cuya explotación se justifica por estar constituidos por acuíferos y porosos.

Fuentes de calor:

Dicha fuente está constituida por una masa de magna a altas temperaturas, esta es proveniente del manto, asciende a la corteza para constituir la cámara magnética de un volcán central o sistemas volcánicos, característico de la zona de compresión o subducción, puede depositarse en la corteza sin producir volcanismo. Esta masa magnética constituye una fuente principal de calor para un campo geotérmico.

Sin embargo, el ascenso de la misma se produce en forma rápida y directa, originando basalto, andesitas y rocas a fines, con dispersión del calor por lo tanto desaprovechable desde el punto de vista geotérmico.

El flujo de calor no se origina a partir de la magna, sino como consecuencia de una concentración de elementos radiactivos en la corteza terrestre.

Reservorio:

El reservorio está compuesto por una capa de roca de alta permeabilidad y volumen suficiente para h contención de fluido que permita una explotación prolongada.

El agua del acuífero es de origen rneteórico, no obstante puede tener un origen magnatico, proveniente del vapor del agua.

Capa rocosa:

La capa rocosa está situada por encima del reservorio, posee una baja permeabilidad, en algunos casos la impermeabilidad se debe a la alteración hidrotermal de la roca, a causa de la deposición de minerales, Fundamentalmente de1 SILICE.

Manifestaciones superficiales:

El fluido alcanza la superficie a través de las fallas en la capa rocosa dando origen a: fuentes termales, geiseres y fumarolas.

Su descomposición depende de las temperaturas. Las fuentes termales son emanaciones de agua, vapor de agua y dióxido de carbono. Los geiseres son grietas, que se llenan de agua freática que entran en ebullición y son expulsadas al exterior.

El proceso es intermitente, ya que una vez expulsada el agua de las columnas, esta se llena, reiniciándolo de nuevo.

Las fumarolas son emanaciones gaseosas, desde grietas, en zonas cercanas a volcanes activos. Los gases son: vapor de agua, cloruros volátiles, ácido clorhídrico, anhídrido carbónico y compuestos sulfurados.

La existencia de manifestaciones es un inicio de un reservorio geotérmico, no obstante, pueden encontrarse campos geotérmicos en donde no hay alguna manifestación terrenal, como ocurre en las zonas de rádiente geotérmico normal.

Tipos de campos geotérmicos:

Los sistemas hidrotermales se clasifican en función del fluido producido en:

Campos que producen aguas calientes: el agua del reservorio tiene una temperatura de 60 - 100 C. Se encuentran en áreas de flujo normal o superior a lo normal. El uso del fluido con fines agrícolas e industriales. Así como calefacción y suministro de la misma.

- Campos que producen vapor húmedo: son conocidos como líquido dominante, el reservorio contienen agua a una temperatura mayor a los 100 C. Durante la extracción se producen disminuciones de presión que origina una evaporación parcial, obteniéndose así una mezcla de agua y vapor en condiciones de saturación.

La utilización es la generación de energía eléctrica. Campos de producción de vapor sobre calentado: también denominados de "vapor dominante"; producen vapor seco sobrecalentado, con cantidades de otros gases como dióxido de carbono y sulfuro.

La utilización principal es la producción de energía eléctrica.

Explotación de los recursos geotérmicos:

- Fase de un proyecto geotérmico:

-Métodos de explotación, geológicos, geoquímicos y geofísicos. Se utilizan para la ubicación y caracterización de un campo geotérmico.

La gran extensión de las áreas sometidas a la exploración, han sido planificadas a través de varias etapas de investigación con métodos precisos y costosos. Las fases de un proyecto geotérmico comprende de:

- Estudio de reconocimiento: se lleva a cabo en una región, con el objeto de evaluar las posibilidades geotérmicas, de planificar las etapas de exploración; en esta etapa se realizan:

- Recopilación de datos (Geología, topografías, fotografías aéreas y satelitales, datos geofísicos, meteorológico, hidrológico y datos de manifestaciones termales de la región.)

- Reconocimiento del campo: incluyen tomas de muestras ( rocas / aguas) para su análisis previo.

- Estudio de prefactibilidad: abarca un área determinada. Esta fase pretende lograr una evaluación preliminar del recurso.

Ubicar los sitios de perforación de pozos exploratorios, estudios geológicos, hidrogeológicos y geoquímicos para determinar la presencia y origen de una anomalía térmica.

- Estudio de factibilidad: el objeto es la delimitación del campo geotérmico, la estimación de las reservas explotables. Los fluido: geotérmicos y sus usos, que incluyen estudios del reservorio, estudios económicos y diseños de la planta piloto,

-Explotaciones: las tres primeras fases son exploración y las dos últimas son de explotación.

Usos de la energía geotérmica:

Antecedente y situación actual

El primer uso que se le dio a 1a geotermia fue el balneorapico. Luego comenzó la explotación de las sales geotermales. El aprovechamiento con fines, es reciente, con el aumento de la potencia instalada fue de un 7 - 8 % anual. En 1.973 sobreviene la crisis del petróleo, y la Forma alternativas para obtener energía era a través de la geotermia.

Generación de energía:

Los usos importantes de los fluidos geotérmicos en la producción de energía eléctrica.

Existen diversos ciclos de generación y se clasifican en dos grupos: ciclo de contrapresión y ciclo de condensación. Fuera de esta su clasificación se halla en el ciclo binario.

Ciclo a contrapresión: el fluido procedente del pozo es conducido a la turbina y luego es descargado a la atmósfera. El mismo produce una mezcla de agua y vapor, y se utiliza un separador, en el cual mediante una disminución de presión los separa. El agua es inyectada en el reservorio o eliminada.

Biomasa: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos La biomasa es materia viva que ha estado viva recientemente. Pueden ser un conjunto de materia biológicamente renovable, (madera, células, resto de comida), por extensión, la energía que proviene de la fermentación o la combustión, o sea del quemado de los desechos o por la fermentación de los desechos orgánicos que están sepultados. De las dos Formas se puede obtener gas o electricidad.

Funcionamiento y características:

Los datos estadísticos indican que cada habitante de la tierra produce aproximadamente un Kilo de desperdicio por día. Paralelamente, el consumo de energía no renovable acorta sus plazos de agotamiento en proporción a la mayor tecnificación de la sociedad, Para poner un ejemplo, podríamos decir que si extendiéramos sobre la superficie de la provincia de Tucumán, los residuos generados durante siete años, por todos los argentinos, la cubriríamos con una capa de IO cm de espesor, como vemos la necesidad de energías limpias renovables aunado a la necesidad de deshacernos de los desechos, hace posible el aprovechamiento de la energía de biomasa.

Diversas tecnologías pueden emplearse para transformar la biomasa en combustible sólidos, liquido s y gaseosos, Se distinguen:

- El biogás: mezcla de gas producido por la fermentación de materia orgánica.

-La bioenergía: se obtiene por la transformación de productos orgánicos.

-La dentro energía: obtenida de la biomasa forestal.

El biogás:

Mundialmente se lo conoce como biogás o producto de la fermentación anaerobia (sin aire) de residuos de origen orgánico.

Su composición depende de la materia prima utilizada y otros parámetros o factores. El es contiene un elevado nivel de metano (50 al 70) dióxido de carbono (30 al 45%), hidrogeno, oxigeno, y otros.

Dentro de las energías convencionales, los sistemas de biogás son de inmediata y segura aplicación a un costo despreciable, además presenta una serie de ventajas como:

  • Reducen la peligrosidad y la contaminación de los residuos, eliminan el olor desagradable de los desechos.

  • No producen desequilibrio en la naturaleza

  • Como subproducto se obtiene un afluente con aptas propiedades de fermentación.

  • Amortizan entre cuatro y siete años.

Las instalaciones necesarias para la producción de biogás son muy costosas y pueden ser utilizadas con mano de obra rural, la cual hace muy interesante al sistema para el agro argentino, donde la energía convencional no lleva por razones económicas.

El proceso anaeróbico:

La formación metanogénica ocurre con la ausencia del oxigeno, esta condición se logra en recipientes que impiden la entrada de aire exterior llamado BIODIGESTORES.

Las bacterias responsables de la degradación y producción de gas metano se encuentran presentes en el estiércol, y en los lodos cloacales. EL BIODIGESTOR, es un recipiente cerrado, que actúa por sistemas de vasos comunicantes, por un conducto ingresa él material a descomponer y por el otro sale en proporción a lo que ingresa, el líquido residual que es utilizado corno abono.

Etapa de digestión:

El proceso de degradación, es el desarrollo de un complejo de bacterias que atacan la materia orgánica original. Se dividen en dos etapas, principales ácidas y metanogénica. Estas dos etapas se producen en formas simultáneas en los digestores, según las características:

- Fase ácida:

- Bacterias facultativas: pueden vivir en presencia de bajo contenidos de oxigeno

- Su producción final = ácidos orgánicos.

- Fase rnetanogénicas: no viven en presencia de oxigeno. (Bacterias anaeróbicas).

BIOMASA

La energía de la biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e inorgánica formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles o alimentos.

No se considera como energía de la biomasa, aunque podría incluirse en un sentido amplio, la energía contenida en los alimentos suministrados a animales y personas, la cual es convertida en energía en estos organismos en un porcentaje elevado, en el proceso de la respiración celular.

ORIGEN DE LA ENERGÍA DE LA BIOMASA

Una parte de la energía que llega a la Tierra procedente del Sol es absorbida por las plantas, a través de la fotosíntesis, y convertida en materia orgánica con un mayor contenido energético que las sustancias minerales. De este modo, cada año se producen 2·1011 toneladas de materia orgánica seca, con un contenido de energía equivalente a 68000 millones de tep (toneladas equivalentes de petróleo), que equivale aproximadamente a cinco veces la demanda energética mundial. A pesar de ello, su enorme dispersión hace que sólo se aproveche una mínima parte de la misma. Entre las formas de biomasa más destacables por su aprovechamiento energético destacan los combustibles energéticos (caña de azúcar, remolacha, etc.) y los residuos (agrícolas, forestales, ganaderos, urbanos, lodos de depuradora, etc.).

Ventajas:

  • La utilización de la biomasa con fines energéticos tiene las siguientes ventajas medioambientales:

  • Disminución de las emisiones de CO2

  • Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovable tengamos que proceder a una combustión, y el resultado de la misma sea agua y CO2, la cantidad de este gas causante del efecto invernadero, se puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por las plantas durante su crecimiento. Es decir, que no supone un incremento de este gas a la atmósfera.

  • No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas.

  • Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un reciclaje y disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento de las tierras de retirada.

  • Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola.

  • Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a monocultivos cerealistas.

  • Puede provocar un aumento económico en el medio rural.

  • Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.

  • En la actualidad la tecnología aplicada a la biomasa está sufriendo un gran desarrollo.

La investigación se está centrando en los siguientes puntos:

  • El aumento del rendimiento energético de este recurso para:

  • Minimizar los efectos negativos ambientales de los residuos aprovechados y de las propias aplicaciones

  • Aumentar la competitividad en el mercado de los productos

  • Posibilitar nuevas aplicaciones de gran interés como los biocombustibles.

BIOMASA Y SUS TIPOS

Partes: 1, 2

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