ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE 1
ENERGÍA UNDIMOTRIZ Las olas, contienen gran cantidad de energía. Los vientos fuertes que soplan en la costa oeste de Europason ideales paraexplotarlaenergía l de lasolas. l La energía de las olas es relativamente una tecnología nueva y las investigaciones más intensas comenzaron en la década de los 70 y 80. Las partículas de agua se mueven describiendo círculos, por lo que la ola transporta energía tanto en la superficie como en capas más profundas. 2
ENERGÍA UNDIMOTRIZ Sepueden aprovechar3 fenómenos: 3
ENERGÍA UNDIMOTRIZ Segúnestaecuaciónlapotenciacontenidaenunaolaes proporcional al cuadrado de la amplitud H y al periodo del movimiento T. Las olas con periodos largos (entre 7s y 10s) y grandes amplitudes (del orden de 2m) tienen un flujo de energíaquenormalmenteexcededelos40 50kW por metro de ancho. 4
ENERGÍA UNDIMOTRIZ Existen pocos lugares en el mundo donde la línea de costa está constituida de acantilados bañados por aguas profundas. Estos lugares son los más apropiados para instalar dispositivos de captación de la energía del oleaje ya que las olas incidentes contienen gran cantidad de energía. Sin embrago, en la mayoría de las zonas costeras del mundo las aguas son poco profundas. La ola cuando se acerca a aguas poco profundas va perdiendo gradualmente su potencia. 5
ENERGÍA UNDIMOTRIZ Como resultado, se ha propuesto una amplia variedad de dispositivos para la energía de las olas en las últimas tres décadas, comprendiendo diferentes formas, tamaños y métodos de extracción de laenergía. 6
ENERGÍA UNDIMOTRIZ 7
ENERGÍA UNDIMOTRIZ Dispositivo Osprey Mighty Whale 8
ENERGÍA UNDIMOTRIZ WavePlane 9
ENERGÍA UNDIMOTRIZ VENTAJAS: El potencial de la energía de las olas, según la UNESCO, es de unos 4.000 gigavatios (GV), si bien todavía no se sabe la cantidad que se puede aprovechar y suministrar a un precio económico. Se trata de una energía predecible. No contamina. Elevada flexibilidad para su instalación. Tiene múltiples aplicaciones DESVENTAJAS: Impacto visual. Ruido. R Molestias y destrucción de la vida marina. Conflictos con la navegación. Interferencia con otras actividades recreativas o comerciales. 10
ENERGÍA AZUL La energía azul es una fuente de energía sin emisiones de CO 2.Laenergía azul es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río con el uso de la electrodiálisis inversa (o de la ósmosis) con membranas de iones específicos. El residuo en este proceso es agua salobre. Unaplantaosmóticautilizaaguaprocedentedeunríoy agua salada del mar. Separadas por una membrana artificial de material plástico, las moléculas de sal del agua de mar hacen que el agua dulce pase a través de la membrana. Esto incrementa la presión del agua de mar que se utiliza para mover una turbina generadora de electricidad. 11
ENERGÍA AZUL la tecnología está aún en pañales pero podría convertirse en una realidad antes del 2020. Cuando se pone una membrana semi permeable (es decir, un membrana que retiene los iones de sal pero permite el paso del agua) entre dos tanques que contienen agua dulce y agua salda respectivamente, se observará un flujo neto de agua hacia el lado del agua salada. Si el tanque de agua salada tiene un volumen fijo la presión se incrementaría hasta un máximo teórico de 26 bares. Esta presión es equivalente a una columna de agua de unos 270 metros de altura. La energía proveniente del agua a presión disponible puede ser usada para generar energías renovables amigables con el medio ambiente. Esto ocurre si la mezcla puede hacerse controlando la presión en el lado del agua salada. El proceso se denomina presión osmótica retrasada (PRO) y es un proceso técnicamente viable, aproximadamente la mitad de la energía teórica puede ser transformada en energía eléctrica, haciendo de la energía azul una nuevafuente deenergía renovable. 12
ENERGÍA AZUL Existen dos grupos de científicos desarrollando la Energía Azul; Uno en Holanda y el en Noruega. El origen de este descubrimiento se remonta a los años cincuenta en que Sidney Loeb y Srinivasa Sourirajan, de la universidad de Los Ángeles, desarrollaron un nuevo procedimiento de extracción de agua potable del mar. Su idea se basaba en la ósmosis, un proceso natural por el que el agua pasa de forma espontánea ea de una solución diluida dudaaa una concentrada ce al pasar por una membrana semipermeable. Descubrieron que usando una membrana sintética y altas presiones, se podía poner en marcha una ósmosis inversa y producir agua potable a partir del agua salada del mar.éstaeslabasedelasplantas de desalinización utilizadas hoy en día. Unos 15 años después, Loeb tuvo otra idea. Se dio cuenta de que este diseño podía ser aprovechado también para generar electricidad. Creó un tanque con dos cámaras separadas por una membrana semipermeable, con agua de mar en un lado y agua dulce en el otro. El proceso natural de ósmosis conducía al agua dulce a colarse en la cámara de agua salada, aumentando la presión. El aumento de presión se aprovechaba para generar electricidad a través de una turbina. Loeb denominó a este proceso presión retardada por ósmosis y la patentó en 1973. La clave de este método es encontrar la membrana adecuada, que debe ser permeable para el agua dulce, pero no para el agua salada, ld ser muy fina y muy resistente. Pero Loeb se retiró ió en 1986 sin haber encontrado el material adecuado. 13
ENERGÍA AZUL 14
ENERGÍA BIOMASA se suele hablar de biomasa energética, o simplemente biomasa, para referirse a aquellos recursos biológicos de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación, de los cuales se puede obtener un combustible energético (biofuel), ya sea de forma directa o indirecta. 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). 15
ENERGÍA BIOMASA MATERIALES USADOS COMO FUENTE DE ENERGÍA Maderas y restos vegetales Cultivos energéticos Lodos de aguas residuales urbanas Restos animales Residuos orgánicos Residuos sólidos urbanos: destruye recursos y contamina 16
ENERGÍA BIOMASA 17
FORMAS DE UTILIZAR LA BIOMASA Usos térmicos Producción de biogás Producción de bio combustibles Generación de energía eléctrica ENERGÍA BIOMASA 18
ENERGÍA BIOMASA Etapas que la biomasa vegetal leñosa debe seguir, dependiendo de sus características, antes de su utilización en procesos de combustión directa o termoquímicos. 19
ENERGÍA BIOMASA Gasificación: ió El término gasificación ió recoge al conjunto de procesos en los que un combustible sólido es oxidado parcialmente para producir un combustible gaseoso 20
ENERGÍA BIOMASA Pirólisis: Es el más simple y antiguo método de procesar un combustible con el propósito de obtener otro mejor. La pirólisis convencional requiere el calentamiento del material originalcon la ausencia total de oxígeno. 21
ENERGÍA BIOMASA Digestión anaerobia: Como su nombre indica la digestión anaerobia, como sucede con la pirólisis, se lleva acabo en ausencia de aire; pero en este caso la descomposición de la biomasa es debida a la acción de bacterias y no a altas temperaturas. Fermentación alcohólica: Los azucares (hidratos de carbono simples) que contienen las plantas pueden transformarse en alcohol por la intervención de determinados microorganismos. Esterificación: Los aceites de semillas oleaginosas, después de un proceso de extracción y refinado, son sometidos a un proceso químico con el propósito de obtener éster metílico. En el proceso se sustituye la glicerina presente en los aceites vegetales por metanol (alcohol metílico) que se añade al proceso, obteniéndose moléculas lineales parecidas a las de los hidrocarburos presentes en el diesel. 22
ENERGÍA BIOMASA Posibles actuaciones para eliminar los RSU 23
ENERGÍA BIOMASA La materia orgánica enterrada en los vertederos sufre un proceso de descomposición que da lugar a la generación de gases (metano). Este gas puede ser captado mediante la instalación de tuberías perforadas que permiten recogerlo y conducirlo a la superficie. 24
ENERGÍA BIOMASA VENTAJAS: Disminución de las emisiones de CO 2 : Aunque los residuos que produce son agua y CO 2,la cantidad de este gas, se puede considerar la misma que fue captada por las plantas durante su crecimiento. i 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. Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a monocultivos cerealistas. Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles. DESVENTAJAS: Tiene un mayor coste de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles. Menor rendimiento energético en comparación con los combustibles fósiles. Producción estacional. La materia prima es de baja densidad energética lo que quiere decir que ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de transporte y almacenamiento. Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización. 25
ENERGÍA BIOMASA En la actualidad la tecnología aplicada a la biomasa está sufriendo un gran desarrollo. La investigación se está centrando en los siguientes puntos: En el aumento del rendimiento energético de este recurso. En minimizar los efectos negativos ambientales de los residuos aprovechados y de las propias aplicaciones. En aumentar la competitividad en el mercado de los productos. En posibilitar nuevas aplicaciones de gran interés como los biocombustibles. Para mantener la sostenibilidad de los Biocombustibles: 1. Biocombustibles a partir de desechos: aceites de freír, desbroce, etc. 2. Cultivos energéticos que cumplan los siguientes requisitos: a) Utilización de suelos no forestales b) Balance energético neto positivo c) Plantación con criterios de cultivo ecológico d) No competir con cultivos para la alimentación humana 26
CONCLUSIONES NIGUNA ENERGÍA RENOVABLE ES LA SOLUCIÓN POR SÍ SOLA Solar y eólica no pueden adaptar su producción a la demanda. La producción de electricidad a partir de biomasa o hidráulica puede ser estable, pero puede no ser suficiente si se produce de forma sostenible. Mareomotriz y geotérmica no se dan en todos los territorios. SOLUCIÓN: combinación del uso de fuentes energéticas renovables Solar y eólica como fuentes principales de energía. Hidráulicay biomasa como estabilizadores de la oferta energética diaria. Sistemas de almacenamiento de excedentes energéticos: pantanos y depósitos de agua de sentido inverso y pilas de hidrógeno (en desarrollo). EJEMPLO: Proyecto 100% renovables en la isla de El hierro 10 MW eólica 10 MW hidráulica (para una semana) Resto: tejados solares 27
CONCLUSIONES Hay que disminuir los consumos innecesarios y aumentar la eficiencia energética. La solución está en : CONSUMIR MENOS PARA CONSUMIR MEJOR REDUCIR ANTES QUE PRODUCIR EJEMPLOS: 1. Evitar la contaminación lumínica 2. Disminución de la movilidad 3. Transporte público y bicicleta 4. Reutilización de materiales 5. Aislamiento i térmico de edificaciones i 6. Sistemas de cogeneración en empresas 7. Dieta más vegetariana 28