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
naturalezaComo 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
CO2Aunque 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
aplicacionesAumentar la competitividad en el mercado de los
productosPosibilitar nuevas aplicaciones de gran
interés como los biocombustibles.
BIOMASA Y SUS TIPOS
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