viernes, 5 de octubre de 2012

Energía maremotriz

La energía maremotriz se debe a las fuerzas de atracción gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol.

La energía maremotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares.

La energía de las mareas se transforma en electricidad en las denominadas centrales meremotrices, que funcionan como un embalse tradicional del río. El depósito se llena con la marea y el agua se retiene hasta la bajamar para ser liberada después a través de una red de conductos estrechos, que aumentan la presión, hasta las turbinas que generan la electricidad.

El lugar ideal para instalar una central maremotriz es un estuario, una bahía o una ría donde el agua de mar penetre.

La construcción de una central maremotriz es solo posible en lugares con una diferencia de al menos 5 metros entre la marea alta y la baja.

¿Cómo funciona?

Cuando la marea sube, las compuertas del dique se abren y el agua ingresa en el embalse.
Al llegar el nivel del agua del embalse a su punto máximo se cierran las compuertas.
Durante la bajamar el nivel del mar desciende por debajo del nivel del embalse.
Cuando la diferencia entre el nivel del embalse y del mar alcanza su máxima amplitud, se abren las compuertas dejando pasar el agua por las turbinas.
El agua, al pasar por el canal de carga hacia el mar, acciona la hélice de la turbina y ésta, al girar, mueve un generador que produce electricidad.

Es una de las más antiguas formas de energía. El uso de molinos de marea en las costas españolas, francesas y británicas se remonta al año 787. Consista en un estanque de almacenamiento que se llenaba por la marea a través de una acequia y se vaciaba durante la marea alta a través de una rueda de agua.

Ventajas

  • Es una energía renovable
  • No contaminante
  • Silenciosa
  • Bajo costo de materia prima
  • No concentra población
  • Disponible en cualquier clima y época del año

Desventajas

  • Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero
  • Dependiente de la amplitud de mareas
  • Traslado de energía muy costoso
  • Efecto negativo sobre la flora y la fauna
Se considera que es una fuente renovable de energía ya que usa la energía del cambio de las mareas en lugar de quemar o consumir cualquier tipo de fuente de energía.
Aunque la tecnología necesaria para aprovechar la energía maremotriz está bien establecida, la energía mareomotriz es cara y sólo hay una estación importante en funcionamiento. Se trata de una estación de 240 megavatios en la boca del estuario del río Rance, en Francia.
La principal ventaja de la energía de las mareas son sus beneficios económicos. La energía mareomotriz no requiere ningún combustible. Las mareas suben y bajan todos los días en un patrón muy consistente.
La tecnología necesaria para convertir la energía mareomotriz en energía eléctrica es muy similar a la tecnología utilizada en las plantas de energía hidroeléctrica, se basa en presas, compuertas y turbinas.
La Rance en Francia
En el estuario del río Rance, EDF instaló una central eléctrica con energía maremotriz. Funciona desde el año 1967, produciendo electricidad para cubrir las necesidades de una ciudad como Rennes (el 9% de las necesidades de Bretaña). El coste del kwh resultó similar o más barato que el de una central eléctrica convencional, sin el coste de emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera ni consumo de combustibles fósiles ni los riesgos de las centrales nucleares (13 metros de diferencia de marea).
Los problemas medio ambientales fueron bastante graves, como aterramiento del río, cambios de salinidad en el estuario en sus proximidades y cambio del ecosistema antes y después de las instalaciones.
Otros proyectos exactamente iguales, como el de una central mucho mayor prevista en Francia en la zona del Mont Saint Michel, o el de la bahía de Fundy, en Canadá, donde se dan hasta 15 metros de diferencia de marea, o el del estuario del río Severn, en el Reino Unido, entre Gales e Inglaterra, no han llegado a ejecutarse por el riesgo de un fuerte impacto ambiental.


viernes, 28 de septiembre de 2012

Energía de las olas

Energía de las olas o Undimotriz : Es el aprovechamiento energético producido por el movimiento de las olas. El oleaje es una consecuencia del rozamiento del aire sobre la superficie del mar , por lo que resulta muy irregular. Ello ha llevado a la construcción de múltiples tipos de máquinas para hacer posible su aprovechamiento.


La obtención de energía a partir de las olas es de vieja gata. encontramos, por ejemplo , que en el siglo XIX el español Don José Barrufet patentó una máquina para el aprovechamiento de las olas a la que denominó "marmotor".

La máquina estaba formada por una serie de boyas que subían y bajaban con las olas , transmitiendo ese movimiento a unos generadores eléctricos. Aseguraba que el sistema era capaz de suministrar un mínimo de potencia de 0,36 kW.


Los dispositivos que permiten obtener energía eléctrica de las olas se pueden clasificar en dos grupos : fijos y flotantes.

Dispositivos fijos:

  Son los instalados a lo largo de la línea costera.

¿Cómo funcionan?

  Las olas ingresan en la cámara del aire , el agua empuja el aire el cual pasa a través de la turbina impulsando la hélice y esta , a su vez , acciona el generador de electricidad. El agua se retira de la cámara que vuelve a llenarse de aire.


Dispositivos flotantes:

  Son sistemas que flotan en el océano cerca de la costa.

 ¿Cómo funcionan?

   Pelamis (Serpiente Marina): Es quizás, uno de los dispositivos más ampliamente exitoso y con un futuro brillante. Es una máquina semisumergida y modular de forma que los módulos están unidos con bisagras, cuyo movimiento es resistido por arietes que bombean aceite a alta presión a través de motores hidráulicos, acoplados a generadores eléctricos.
El prototipo tiene un largo de 120 m de largo y 3,50 m de diámetro, es capaz de generar una potencia de 750 kW con tres módulos generadores de 250 kW cada uno. La estructura se mantiene en posición por un sistema de anclaje al fondo marino.


  El efecto Arquímedes : El aparato está formado por dos cilindros. El inferior fijado al fondo del mar y el superior que se mueve verticalmente según la incidencia de las olas.
En las paredes del cilindro superior están fijados unos imanes, que se desplazan con su movimiento, a lo largo de una bobina, para producir electricidad. El interior del aparato está lleno de aire y cuando se mueve hacia abajo lo presuriza, generando una reacción que hace que el mismo suba cuando la presión de la ola disminuye. El aparato está totalmente sumergido en el agua (40 a 100 metros) por lo que no utiliza la ola superficial para la generación de energía.


  Wave Dragon : Es un dispositivo flotante grande. Es una construcción con un peso de unas 150 toneladas (más unas 87 toneladas de agua en los reservorios), de 250 metros de largo, con un par de aletas de unos 126 metros de largo que permite concentrar el agua de las olas incidentes sobre la estructura hacia una rampa, para ser almacenada a objeto de hacer girar una serie de turbinas acopladas a generadores energía eléctrica.
El agua se conserva a un nivel por encima de la superficie del mar, lo que permite usar la energía potencial para hacer girar las turbinas.


  Powerbuoy : Consiste en una boya exterior que se mueve verticalmente siguiendo las ondas de las olas. El dispositivo es de 14 metros y se fija al fondo del mar mediante un ancla.
Un cilindro hidráulico interior comprime un fluido que a su vez hace girar un generador que produce electricidad. La energía obtenida es llevada a tierra por un cable submarino.

Ventajas y desventajas
Entre las principales ventajas tenemos:
  • La energía de las olas es gratuita. No es necesario algún tipo de combustible, y no produce residuos. 
  • Puede producir una gran cantidad de energía.
  • Mantenimiento escaso.
  • Poco o ningún impacto ambiental.
Entre las desventajas tenemos:
  • Por su carácter aleatorio, la cantidad de energía obtenida dependerá de los parámetros de la ola.
  • Es necesario un lugar adecuado para utilizar la energía del oleaje, donde las olas son generalmente fuertes. 
  • Algunos diseños son algo ruidosos.  De hecho, también lo son las olas, por lo que cualquier ruido es poco probable que sea un problema. 
  • Debe ser capaz de soportar condiciones climáticas muy difíciles.


En España Iberdrola, ha instalado 10 boyas sumergidas a una profundidad de 40 metros, a una distancia de la costa entre 1,5 y 3 kilómetros, ocupando una superficie de unos 2000 km². Las boyas tienen una potencia total de 1,5 MW, y suben y bajan al vaivén de las olas, enrollando y desenrollando un cable que mueve un generador de energía. Según sus promotores, las principales ventajas de este sistema son su seguridad, al encontrarse sumergido, su mayor durabilidad y un impacto ambiental mínimo.
También Portugal en el proyecto, denominado “Enersis”, participa como asociado tecnológico la empresa escocesa Ocean Power Energy (OPD). Las máquinas Pelamis, término latino que designa a las serpientes marinas, y diseñadas por esta empresa escocesa líder mundial en uno de los campos de energía renovable más novedoso, están compuestas por una serie de cilindros rojos, cada uno de ellos del tamaño de un pequeño tren regional, y conectados entre sí, que apuntan en dirección a las olas.

jueves, 27 de septiembre de 2012

Energía hidrotérmica

La energía hidrotérmica, es la que contiene agua a alta presión y a alta temperatura bajo la corteza terrestre.

El propio fluido, agua, se encuentra en el interior de la Tierra por las infiltraciones del terreno debido a las lluvias, deshielos y ríos. El agua se puede encontrar líquida o en forma de vapor, dependiendo de la presión y la temperatura que exista en el interior del yacimiento.

La superficie suele estar formada por : 

Un foco de calor recubierto de roca impermeable caliente, que permite la transferencia de calor a la roca permeable a la que ha llegado el agua.
El calor eleva la temperatura del agua, aumentando la presión. Si la temperatura es alta el agua se convierte en vapor a gran presión.
Cuando se perfora la roca impermeable, el vapor y/o el agua caliente ascienden hasta la superficie y se aprovecha energía calorífica para transformarla en energía eléctrica.

En ocasiones la gran presión interior y los movimientos sísmicos, rompen la roca impermeable próxima a la superficie, y se origina la salida de agua y vapor a gran presión , géiser.

Actualmente, los sistemas hidrotérmicos son los más utilizados entre la energía geotérmica, y especialmente se utilizan para generar electricidad. Se trata de una forma de energía renovable limpia y segura, la cual se forma principalmente por la actividad volcánica o por el choque de dos placas tectónicas. Asimismo, deben existir formaciones geológicas permeables, y también estructuras geológicas sobre el yacimiento, a modo de sello, para que el calor se contenga dentro del mismo, como en una caja fuerte. De igual forma, otra condición para que se de la reserva de calor hidrotérmica es que exista una fuente hídrica (es decir, de agua) en las proximidades del yacimiento para que se asegure el carácter renovable del mismo.