Distorsión Armónica

Qué es una carga alineal ?
Son aquellos equipos que consumen corriente eléctrica no senoidal al aplicárseles una alimentación senoidal, por lo general son corrientes pulsantes, estrechas pero de gran amplitud, con lo cual producen una distorsión de las señales de voltaje y corriente a lo largo del sistema de distribución eléctrica
El problema con cargas no lineales, es la forma no sinusiodal que la corriente adopta, producto de las diferentes ondas (múltiplos enteros de la fundamental), que a ella se suman y que son originadas por las cargas no lineales. Esta deformación de las señales de tensión y corriente se expresa usualmente en términos de "Distorsión Armónica".

Qué es la distorsión armónica?
La distorsión armónica describe la variación en estado estacionario o contínuo en la forma de onda de la frecuencia fundamental (60 hertz para nuestro medio). Para esta condición de estado estacionario las frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental, las cuales al sumarse vectorialmente a la fundamental originan su deformación o distorsión.

Qué efectos produce la distorsión armónica ?
Los efectos más comunes son:

• Corrientes excesivas por el neutro.
• Altos niveles voltaje de neutro a tierra.
• Recalentamiento en transformadores y motores.
• Reducción en la capacidad de distribución .
• Penalización por bajo factor de potencia .
• Funcionamiento defectuoso de los drives, reles de protección, computadores, etc.

Cómo prevenir la distorsión armónica?
Las consideraciones que se deben de tener en cuenta para prevenir o disminuir las armónicas en nuestras instalaciones eléctricas dependen en gran medida del tipo de instalación que disponemos, así los sistemas eléctricos se pueden clasificar en 3 grupos básicamente:

• Sistemas eléctricos de edificios pequeños, son básicamente los comerciales y las oficinas, están compuestas en su mayoría de cargas monofásicas que son alimentadas por lo general con una fuente de 4 hilos en estrella aterrada.
• Sistemas eléctricos comerciales e industriales grandes, están compuestos por cargas trifásicas, en su mayoría por drives de corriente alterna (ca) y directa (cd), otros dispositivos rectificadores, circuitos de calentamiento controlados electrónicamente, y maquinaria eléctrica y electrónica..
• Sistemas eléctricos de las empresas eléctricas, son las generadoras y distribuidoras de energía eléctrica, las fuentes de distorsión armónica predominantemente vienen de las cargas empleadas por los usuarios conectados a la red de la empresa eléctrica.

Como podrá intuir amable lector, existen grandes diferencias entre los sistemas eléctricos mencionados, por eso mismo las consideraciones para mitigar las armónicas, como pueden ser: las instalaciones eléctricas, los sistemas de ahorro de energía, los equipos a emplearse, etc., son muy particulares en algunos casos (sobre todo en ambientes industriales).
Aunque se puede mencionar un criterio general: "la mejor solución de un problema, es no generarlo".

El tema de la distorsión armónica es en realidad muy amplio e interesante, se ha intentado dar algunas luces con este artículo, esperamos poder ofrecerles en un artículo más extenso y detallado los lineamientos para combatirla o en su defecto mitigarla.

La energía eléctrica

La energía eléctrica representa el principal insumo que mueve al mundo industrial; sin ella, nuestras empresas se detendrían y las economías enteras entrarían en crisis. Por eso es vital saber administrarla. Mas de la mitad de la energía eléctrica producida es consumida por los sectores comercial e industrial.

El buen uso de la energía eléctrica, le permite a su empresa ser cada vez más competitiva, en una economía que tiende a la globalización.

Por lo tanto, el ahorro de energía es una alternativa viable para reducir costos de operación y mejorar los niveles de competitividad dentro del mundo industrial.

Aquí se especificarán los problemas más comunes que ocasiona el desperdicio de energía en las empresas y sugiere soluciones concretas para que usted comience hoy mismo a ahorrar energía en sus instalaciones.

Demanda máxima

La demanda máxima representa para un instante dado, la máxima coincidencia de cargas eléctricas (motores, compresores, iluminación, equipo de refrigeración, etc.) operando al mismo tiempo, es decir, la demanda máxima corresponde a un valor instantáneo en el tiempo. No es igual encender una línea de motores al mismo tiempo que hacerlo en arranque escalonado. El medidor de energía almacenará únicamente, la lectura correspondiente al máximo valor registrado de demanda, en cualquier intervalo de 15 minutos de cualquier día del ciclo de lectura. Los picos por demanda máxima se pueden controlar evitando el arranque y la operación simultánea de cargas eléctricas.

Energía

La energía eléctrica, para el caso que nos ocupa, es un concepto asociado al tiempo y a la potencia nominal de una determinada carga eléctrica, así asociamos que, entre más tiempo un equipo este operando, más energía estará consumiendo, de ahí la necesidad de apagar los equipos que estén encendidos ociosamente. La unidad de medida de la energía eléctrica es el kilovatio-hora o kWh. El medidor de energía, almacena el valor acumulado de toda la energía consumida durante el ciclo de lectura.

Calidad de la energía

La definición de la calidad de la energía es algo indeterminado, pero aún así, se podría definir como una ausencia de interrupciones, sobre tensiones y deformaciones producidas por armónicas en la red y variaciones de voltaje RMS suministrado al usuario; esto referido a la estabilidad del voltaje, la frecuencia y la continuidad del servicio eléctrico.

Actualmente, la calidad de la energía es el resultado de una atención continua; en años recientes esta atención ha sido de mayor importancia debido al incremento del número de cargas sensibles en los sistemas de distribución, las cuales por sí solas, resultan ser una causa de la degradación en la calidad de la energía eléctrica.

Factor de potencia

El factor de potencia es un indicador de la eficiencia con que se está utilizando la energía eléctrica, para producir un trabajo útil, es decir, es el porcentaje de la potencia entregada por la empresa eléctrica que se convierte en trabajo en el equipo conectado. En otras palabras, el factor de potencia se define como la relación entre la potencia activa (kW) usada en un sistema y la potencia aparente (KVA) que se obtiene de la compañía eléctrica. El rango de valores posibles del factor de potencia (fp) varía entre 0 y 1.

Un bajo factor de potencia significa pérdidas de energía, lo que afecta la eficiencia en la operación del sistema eléctrico. Se penaliza con un recargo adicional en la factura eléctrica a las empresas que tengan un factor de potencia inferior a 0.9 o 0.95 según su potencia demandada.

Cuando se tiene un bajo factor de potencia, se tienen costos adicionales que repercuten negativamente en la facturación del cliente, por lo que debe solucionarse el problema mediante la instalación de bancos de capacitores eléctricos. Corregir el bajo factor de potencia en una instalación es un buen negocio, no sólo porque se evitarán las multas en las facturas eléctricas, sino porque los equipos operarán más eficientemente, reduciendo los costos por consumo de energía.

Distorsiones Armónicas

Las componentes armónicas de frecuencia tienen valores de números enteros o bien, son múltiplos del valor entero de la componente de la frecuencia fundamental. Las armónicas causan la deformación de la onda senosoidal de voltaje y/o corriente cuando se combinan. Éstas son originadas por cargas no lineales como: sistemas de cómputo, fotocopiadoras, aparatos domésticos, ventiladores, controladores de velocidad, iluminación, hornos de arco, entre otros.

Los efectos provocados por las distorsiones armónicas van desde la falla prematura de equipos electrónicos hasta la posibilidad de provocar pérdidas en la capacidad de la potencia entregada por el sistema.

Existen medidas que tienden a la corrección y reducción de las distorsiones armónicas, como la utilización de condensadores como filtros de protección.

La reducción o eliminación de éstas perturbaciones armónicas no es tan sencilla, se requiere de inversiones costosas ya sea en estudios estadísticos y en equipos. Pero recuerde que todas estas medidas tienden a mejorar la calidad de la energía utilizada en su empresa, obtener un buen funcionamiento en sus equipos y una reducción en su facturación eléctrica.

COMO AHORRAR ENERGIA ELECTRICA

La eficiencia en el uso de la energía eléctrica involucra a los
Estados, Empresas y personas por igual. Ya en los Países
desarrollados se han dado las pautas necesarias para un control y
ahorro de los diferentes tipos de energía, sobre todo a nivel
industrial, por lo que debemos tomar estos ejemplos y adecuarlos a
nuestra realidad, mediante el uso de Tecnología moderna para el
control y ahorro de nuestra energía.
El uso eficiente de la reservas de energía existentes es cada vez
más importante para negocios industriales. La energía fundamental
media, dígase electricidad, gas, agua, vapor, aire comprimido, es
disponible y comúnmente usada en casi todas las operaciones
industriales.; requiriendo por lo tanto una utilización económica de
todas estas fuentes energéticas.
Hacer la energía eficiente es una tarea altamente responsable no
sólo por el hecho del ahorro en sí, sino para acceder al mercado
globalizado con mayores oportunidades de competitividad.
El presente texto tiene por finalidad ser una bibliografía básica y un
compendio de principales temas en donde se aborda la eficiencia
energética.
Esta primera edición es un resúmen de conceptos básicos que
pueden ayudar a las personas a mejorar la eficiencia en consumos
de energía eléctrica al tener una guía para aplicar en sus labores
cotidianas.
Espero contribuir con este fin y espero este texto sirva a sus usuarios
en el fin primordial de usar la energía con eficiencia y contribuir así a
mejorar el medio ambiente.
Desde ya agradezco a todos aquellos que nos hagan llegar sus
comentarios, observaciones y contribuciones para mejorar esta
primera edición.

Ing. Arismendy Figuereo

OFERTA PARA ESTUDIOS DE CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

PERIMETRO DE OFERTA PARA ESTUDIOS DE CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

Día a día, tanto para consumidores como para las compañías suministradoras de energía eléctrica, el concepto de "Calidad de la Energía eléctrica" adquiere mas relevancia. El término "Calidad de la Energía Eléctrica" (Power Quality) se ha convertido en una de las frases modernas más escuchadas en la industria desde los años 80's. Este concepto incluye todo lo relacionado con una gran variedad de disturbios que se generan en los sistemas eléctricos y que causan desviaciones de las condiciones adecuadas de tensión, corriente o frecuencia, resultando en fallas de los sistemas o en operaciones erráticas de los equipos.Los problemas asociados a la calidad de la energía eléctrica no son necesariamente nuevos. Lo que es nuevo es que ahora los usuarios están más conscientes de las consecuencias de estos fenómenos y que las técnicas para su detección y corrección son más accesibles que en años pasados.Algunas razones relevantes para detectar, analizar y corregir los problemas de Calidad de la Energía Eléctrica son:

1. Los equipos de hoy en día son más sensibles a las variaciones de la energía eléctrica que los utilizados en años anteriores. Muchas cargas (equipos) contienen control basado en microprocesadores e instrumentos electrónicos que son sensibles a los disturbios eléctricos. La tarea constante de disminuir costos en el uso de la energía eléctrica ha llevado a la implementación de equipos de alta eficiencia como lo son: Variadores de velocidad en motores, bancos de capacitores para la corrección del factor de potencia y el uso extensivo de equipos de computo para optimizar tareas y procesos. Como resultado adverso al ahorro de energía eléctrica, se tienen incrementos significativos en los niveles de armónicas en las redes eléctricas. Dado que el problema no solo afecta a usuarios sino también a las compañías suministradoras (CFE, Luz y Fuerza del Centro), éstas se preparan para medir los niveles de armónicas producidas por usuarios en un futuro cercano. Así, de acuerdo a los cambios que inminentemente se harán a la reglamentación vigente, se penalizará a los usuarios que excedan los límites que se establezcan para la Calidad de la Energía Eléctrica. Actualmente los consumidores de energía eléctrica se informan más acerca de los problemas asociados a la calidad de la energía eléctrica como: Interrupciones, variaciones de tensión (sags y swells) y transitorios por "switcheo". En consecuencia, los usuarios demandan a las compañías suministradoras el mejorar la calidad de la energía eléctrica que reciben.

2. La Industria busca constantemente adquirir maquinaria más rápida, más productiva y más eficiente. Las compañías suministradoras de energía eléctrica alientan este esfuerzo porque la maquinaria mas eficiente reduce la demanda de energía eléctrica, lo cual ayuda a postergar grandes inversiones en subestaciones y centrales de generación. Irónicamente, los equipos instalados para aumentar la productividad son también los equipos que sufren más por disturbios presentes en la red y algunas veces también éstos son los generadores de los problemas de Calidad de la Energía Eléctrica. Las costosas inversiones que hace la industria deben protegerse y es precisamente aquí donde se requieren soluciones a problemas de calidad de la energía eléctrica.

¿QUÉ ES LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA?

Existen diferentes definiciones de Calidad de la Energía Eléctrica, pues cada marco de referencia destaca aspectos en función de sus compromisos y necesidades. Por ejemplo, las compañías suministradoras de energía eléctrica podrían definir Calidad de Energía Eléctrica como "confiabilidad" y presentar estadísticas mostrando que el sistema es 99.98 % confiable. Los fabricantes de equipo podrían definir Calidad de Energía Eléctrica no sólo como confiabilidad, sino como el cumplimiento con ciertas características en el suministro de energía eléctrica que permiten al equipo trabajar apropiadamente y sin dañarse. Dependiendo del tipo de usuario, fabricante y/o compañía suministradora las definiciones se enfocarán más a uno o a otro aspecto. Sin embargo, dado que la Calidad de la Energía Eléctrica es un problema que afecta a todos, es más adecuado definirla como:

"Cualquier disturbio en los sistemas de energía eléctrica, que se manifiesta en desviaciones de las condiciones adecuadas de tensión, corriente o frecuencia, lo cual resulta en una falla o una mala operación de equipos."

Existen diferentes fenómenos que pueden ser analizados y corregidos por medios de los estudios de calidad de la energía eléctrica, siguiendo los criterios de los estándares internacionales; las principales desviaciones a un suministro de alta calidad son:

• Distorsión periódica de la onda fundamental (armónicas, interarmónicas) Variaciones en la tensión Desbalanceo trifásico

• Sobretensiones transitorias

Distorsión Periódica de la onda fundamental: Las armónicas son tensiones o corrientes que tienen frecuencias múltiplos de la frecuencia fundamental del sistema de suministro. Estas al sumarse a la onda fundamental la distorsionan, de acuerdo con el orden de la armónica es el grado de distorsión de la onda fundamental. Cuando las frecuencias de éstas tensiones y corrientes armónicas no son múltiplos enteros de la onda fundamental se denominan interarmónicas. Las distorsiones por armónicas e interarmónicas, generalmente son causadas por equipos con características tensión / corriente no lineales.

Para mantener los contenidos de armónicas de tensión dentro de los niveles recomendados, las principales soluciones son:

• El uso de equipos de rectificación con mayor número de pulsos

• Filtros pasivos sintonizados a frecuencias individuales

• Filtros activos y acondicionadores.

• Variaciones en la tensión

Sags: Son una reducción súbita (entre 10 y 90 %) de la tensión nominal en un punto del sistema y que dura desde 0.5 ciclos hasta varios segundos. Pueden ser causadas por operaciones de maniobra asociadas con la desconexión temporal de suministro, así como con la gran demanda de corriente asociada al arranque de motores grandes o al flujo de corrientes de falla. Estos eventos pueden emanar de los sistemas de los clientes o de la compañía suministradora.Algunos elementos efectivos para minimizar los problemas generados por estas reducciones súbitas de tensión son los transformadores de aislamiento y las unidades ininterrumpibles de energía eléctrica. Swells: Son incrementos en la tensión que generalmente acompañan a las caídas de tensión breves (sags). Aparecen en las fases no falladas de un circuito trifásico que ha presentado un corto circuito monofásico. También aparecen cuando los sistemas rechazan carga. Los incrementos en la tensión también pueden ocasionar trastornos en los controles y controladores de estado sólido de motores, particularmente en variadores de velocidad, los cuales pueden interrumpir su operación al accionarse la protección de sus circuitos electrónicos. También pueden someter a esfuerzos dieléctricos a los componentes de computadoras y acortar su vida útil.

Para minimizar los efectos adversos producidos por este tipo de fenómenos se utilizan supresores de transitorios y UPS´s.

Transitorios de tensión: Los disturbios mucho mas pequeños que los decrementos (Sags) e Incrementos (Swells), son clasificados como transitorios y son causados por cambios súbitos en el sistema de suministro. Generalmente son causados por descargas atmosféricas, así como por maniobras de interruptores y por oscilaciones comúnmente debidas a la conexión de bancos de capacitores. Las posibles soluciones para limitar estos problemas son: El uso de unidades ininterrumpibles de energía eléctrica (UPS), Protectores electrónicos de Sags, transformadores de aislamiento y acondicionadores de la calidad de la energía eléctrica (Power Quality conditioners). Desbalanceos: Los desbalanceos describen una situación, en la cual las tensiones de una fuente trífásica no son idénticas en magnitud o el desplazamiento entre fases no es de 120 grados eléctricos o ambas. Esto afecta a los motores y otros dispositivos que dependen del adecuado balanceo de la fuente de suministro trifásica.

Un medio para eliminar el desbalanceo en las instalaciones es realizar una nueva interconexión de todos los equipos de la instalación, de manera que las cargas monofásicas y trifásicas sean distribuidas de manera equitativa en la instalación. Es recomendable realizar un análisis de las cargas para verificar que bajo las diferentes condiciones de operación no se presente un desbalanceo mayor al 5% entre la fase de mayor carga y la de menor carga.

PROBLEMAS CAUSADOS POR UNA MALA CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Dentro de los problemas más comunes se encuentran los siguientes:

• Calentamiento excesivo de transformadores Ruido acústico en transformadores, motores y otros aparatos Calentamiento excesivo del conductor neutro Circulación continua de corriente por el conductor de puesta a tierra Bajo factor de potencia Calentamiento excesivo de los bancos de capacitores Operación errónea de los dispositivos de control, los sistemas de señalización principal y relevadores de protección Perdidas adicionales en capacitores, transformadores y maquinas rotatorias Interferencia telefónica Extinción del arco de las lámparas de descarga Operación incorrecta de los dispositivos de control Daños a tarjetas electrónicas La variación de la velocidad o del par en motores La apertura de contactores El colapso de sistemas de computación o errores de medición en instrumentos equipados con dispositivos electrónicos Fallas en la conmutación de convertidores

• Mal funcionamiento de equipo, tal como:

Parpadeo en monitores Parpadeo en luminarias Bloqueo de programas de PLC's y PC's

Baja eficiencia en motores eléctricos

EQUIPOS DE PQ INSEL QUE SE UTILIZAN PARA SOLUCIONAR LOS PROBLEMAS DE MALA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

• Banco fijos de capacitores - Rectibloc Plus Banco automáticos de capacitores - Secomat Plus Bancos automáticos antiresonantes - AV6000 REACTIVAR. Bancos automáticos libres de transitorios por "switcheo" - REACTIVAR AT5000/AT600 Bancos de capacitores de compensación en tiempo real - REACTIVAR AV9000 Bancos de capacitores en media y alta tensión Filtro pasivo – Reactivar AV7000 Filtros activos - AccuSine Filtros activos - SineWave Transformadores de baja tensión: Transformadores de aislamiento

• Transformadores tipo K

• UPS's Reguladores de tensión - Topaz 700 Supresor de transitorios - Surgelogic

• Protector electrónico de Sags - REACTIVAR

La recomendación de algunos de estos equipos requiere de la realización de un estudio previo de Calidad de la Energía Eléctrica.

	Arismendy Figuereo
	Es la constructora eléctrica que le da soluciones precisas desde la elaboración de proyectos, hasta la ejecución de obra, con un enfoque especifico en solucionar los problemas relacionados con la calidad de energía. Realizamos la ingeniería, y Distribuimos equipos y productos de alta tecnología.

Nivel de contaminación de las energías convencionales

Nuclear:

*

Contaminación del agua.
*

Basura nuclear.
*

Produce mutaciones en los seres vivos.

Hidroeléctrica:

*

Disconformidad en la población
*

Alteración de la fauna y la flora.
*

Erosión en las orillas de los lagos produciendo gas del pantano (gas metano) con la descomposición de la biomasa.

Petróleo y gas:

*

Polución atmosférica.
*

Contaminación del medio ambiente.
*

Alteración de la flora y fauna.

Ventajas que proporcionan las energías alternativas

*

No consumen combustibles fósiles.
*

Son fuentes de generación inagotables.
*

No contaminan el medio ambiente o su impacto es mínimo.
*

No producen mutaciones en los seres vivos.
*

No producen alteraciones del clima.
*

No alteran el equilibrio de la flora y la fauna.
*

Su empleo resulta a largo plazo más económico y sustentable.

Reservas mundiales en fuentes de energía.

*

Petróleo...............40 años.
*

Gas natural..........60 años.
*

Carbón................Varios años......... altamente contaminante.
*

Nuclear................Sin restricción.......Produce alteraciones.
*

Hidráulica.............La explotan en ¼ del potencial (mundial).

Energía no convencional.

*

Geotermia.............. En continuo crecimiento.
*

Biomasa....................... En aumento.
*

Eólica............................En desarrollo.

Conclusión

La producción de energía es un elemento vital para el desarrollo. Pero esta ha de producirse bajo una serie de principios, como son los de la sustentabilidad económica, ambiental y social, de modo que antes que dañar, beneficien a la sociedad humana y su desarrollo, que es el fin de todos los procesos de aplicación de tecnologías. Ello implica también un componente ético adicional que consiste en que el uso de la energía, las tecnologías asociadas y los beneficios que ella produce, se realicen de modo equitativo para todos los pueblos y sectores sociales, que no impliquen ventajas desproporcionadas a los países del Norte ni afecten el avance de los del Sur.

El estado cubano protege el Medio Ambiente y los recursos naturales. Eso lo expresa nuestra Constitución en su artículo 27. Dos documentos fundamentales de la política ambiental en Cuba; la Estrategia Nacional Ambiental y la Ley 81 del Medio Ambiente, aprobadas en Junio y Julio de 1997 respectivamente, responden a estas perspectivas.

Es por ello que el uso de las fuentes alternativas de energía, además de constituir una necesidad económica, representan una opción muy apropiada para los proyectos de desarrollo del país.

La política energética, expresa de modo fundamental estos propósitos, pues el país trabaja para la sustentabilidad energética, considerando esos factores fundamentales analizados en este trabajo y que apuntan a un desarrollo sostenible, dirigido a satisfacer las necesidades de las actuales y futuras generaciones, conservando el medio ambiente de modo eficaz.
Bibliografía

Colectivo de autores. (2006) Introducción al conocimiento del medio ambiente. Universidad para todos. Editorial Academia.

Denti Casas, Pablo Julio. (1997) Economía y Ecología: investigación sobre los fundamentos de un estilo de desarrollo sustentable. Prosopis Editora. España.

Hernandez Fernández, Santiago. (1995) Ecología para ingenieros: impacto ambiental..Madrid, España.

Rodríguez Córdoba, (2002) Roberto. Economía y Recursos Naturales. Una Visión ambiental de Cuba...Universidad Autónoma de Barcelona.

Biodiésel. http://es.wikipedia.org/wiki/Biodi%C3%A9sel

El nivel de las energías alternativas. http://www.monografias.com/trabajos/energiasalter/energiasalter.shtml

Energía alternativa. http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_alternativa

Energías Alternativas. http://www.emison.com/518.htm

Opinión. Publicado en la ed. impresa: LA NACION. Buenos Aires, Martes 27 de febrero de 2007.

Nota: se han incorporado otras fuentes asequibles en Internet.

ANEXO
Glosario de términos de economía ecológica

ABIOTROFIA. ABIOTROPHY. Pérdida de la resistencia específica que proviene de una disminución en la vitalidad de un ecosistema

AMBIENTAL. ENVIRONMENTAL. Referido al medio ambiente y generalmente relativo a la característica interdependencia de un factor ecológico de los ecosistemas urbano-industriales.

AMBIENTE. ENVIRONMENT. Conjunto de procesos y funciones con los que se desarrolla y opera un ecosistema

AMENAZADOS, PAISAJES. THREATENED LANDSCAPES. Unidades paisajísticas de las ecoregiones que presentan un grado avanzado de deterioro por acción natural o artificial, como consecuencia de la construcción y la explotación de recursos o del efecto de los impactos ambientales de la urbanización y la industria en general.

AMENAZAS DE CONSERVACIÓN. CONSERVATION THREATS. Factores que limitan los prospectos de conservación de largo plazo, disminuyendo tanto los componentes espaciales y temporales del potencial de conservación, dentro de una ecoregión.

ANÁLISIS DE IMPACTO AMBIENTAL. ENVIRONMENTAL IMPACT ANALYSIS. Estudios para establecer el grado de afectación ambiental resultante de una acción propuesta en un proyecto de desarrollo.

Usa técnicas de mediciones directas e indirectas, experimentación, monitoreo, encuestas y modelos que permiten prevenir el control sobre acciones negativas minimizando su impacto. Se incluye generalmente recomendaciones de acciones alternativas, incluyendo la de no-acción.

ANTROPOGÉNICO. ANTHROPOGENIC. Cualquier acto, generalmente perturbador, que es originado y ejecutado por los seres humanos.

APROVECHAMIENTO DE DESECHOS. WASTE RECYCLING. Conjunto de técnicas encaminadas a reutilizar, en un nuevo proceso productivo, todas las substancias útiles contenidas en los productos residuales o la reutilización de los mismos elementos reconstituidos una y otra vez, eliminando el riesgo de saturar los botaderos de basura y minimizando la necesidad de uso de recursos naturales (e.g.: el uso continuado del papel para periódicos y embalaje, o el reciclaje de plásticos biodegradables; la construcción de materiales a partir de desechos no degradables o la reutilización de metales, aluminio y vidrio).

BIENESTAR ECOLÓGICO. ECOLOGICAL WELL-BEING. Condición en la cual la población disfruta de los recursos ofrecidos en la naturaleza. En las sociedades humanas estos se convierten en artículos materiales y dones inmateriales.

BIODEGRADABILIDAD. BIODEGRADABILITY. Propiedad de las sustancias que son capaces de descomponerse por medio de la acción de los microorganismos del suelo y los efectos de meteorización del clima (e.g.: plásticos biodegradables se descomponen al exponerse a la luz —fotolisis— o a la acción del agua —hidrólisis— en condiciones de acumulación y compactación).

BIODIVERSIDAD. BIODIVERSITY. La totalidad de genes, de especies y de ecosistemas de cualquier área en el planeta.

Es el contenido biológico total de organismos que habitan un determinado paisaje, incluyendo su abundancia, su frecuencia, su rareza y su situación de conservación. (Sinónimo: diversidad biológica).

BIOSFERA. BIOSPHERE. Masa de vida del planeta. Constituye una extensa capa de unos 18 km en donde se realiza el fenómeno de la vida y tiene tres características esenciales, a saber:

*

Existe agua líquida en cantidades sustanciales,
*

Recibe una gran cantidad de energía de una fuente externa, el sol, y
*

La presencia de interfases entre los estados sólidos, líquidos y gaseosos.

Como envoltura terrestre, la B. tiene una forma mas bien irregular (sensu Hutchinson) ya que se forma de una región indefinida llamada Parabiosfera en la que se encuentran formas de vida latente, como esporas de hongos y bacterias; la Eubiosfera en donde se encuentran los biomas terrestres que se basan en la fotosíntesis de las plantas; y, la Allobiosfera en la que la vida depende de los nutrientes transportados, como en el bioma eólico y el bioma hadal. La B. es parte de la Ecosfera ya que ésta incluye también los elementos abióticos.

BIOTECNOLOGÍA. BIOTECHNOLOGY. Aprovechamiento técnico de algunas propiedades de plantas y animales (e.g.: la fermentación, obtención de antibióticos, insulina, control de pestes y aprovechamiento de desechos).

Cualquier actividad artificial que permita al hombre aprovechar más efectivamente para su propio desarrollo y confort, los organismos o sus propiedades en los ecosistemas naturales o en el laboratorio.

CALOR. HEAT. Forma de energía (calórica) que resulta de cualquier trabajo producido y que se disipa en el ambiente, perdiéndose a la entropía.

CAMBIO CLIMÁTICO. CLIMATE CHANGE. Variación del clima que se presenta durante los espacios de tiempo geológico y que afecta a grandes regiones. Puede ser consecuencia de una alteración en los factores físicos que controlan el clima de la Tierra (i.e.: la relación tierra-agua, la dirección del viento por cambios térmicos en la atmósfera, radiaciones cósmicas elementales) o por causas intrínsecas del planeta (i.e.: disminución de la velocidad de rotación, curso de traslación, frecuencia de precesión o enfriamiento endógeno).

CAMBIO GLOBAL. GLOBAL CHANGE. Alteración de los patrones "normales" de circulación atmosférica y la resultante distribución de las lluvias y los climas del mundo, debido a los efectos antropogénicos del efecto de invernadero y sus implicaciones en la lluvia ácida, la deforestación, el descongelamiento de los glaciares y la actividad volcánica incrementada. Es también resultado del sugerido "invierno nuclear".

CICLO BIOGEOQUÍMICO. BIOGEOCHEMICAL CYCLE. Circulación continuada de los elementos químicos del medio físico (O2, H2O, N, P, C, etc.) a los organismos y de éstos nuevamente al medio.

Una de las condiciones de renovabilidad de los recursos está definida por la capacidad de ciclo biogeoquímico o por la posibilidad de reutilización de materiales por alteración tecnológica (e.g.: reciclado de plásticos, vidrio, aluminio, papel, cartón, aceites, etc.) en lo que se conoce como C. parasintético.

CIENCIAS AMBIENTALES. ENVIRONMENTAL SCIENCES. Aquellas que permiten conocer, describir, interpretar y manejar las manifestaciones del entorno, tanto natural como el ambiente cultural, involucrando por tanto la ingeniería, arquitectura, antropología, ecología, planificación, economía, ciencias naturales, teledetección y sensores remotos, etc.

COMBUSTIBLE. FUEL. Materia que al ser quemada por el aire o con el oxígeno puro (comburente) suministra energía (e.g.: Hidrógeno, Propano, Butano, Benceno, Aceite, Gasolina, Diesel, Petróleo, Alcoholes, Hidracina, compuestos orgánicos —fibras vegetales, maderas, pieles—, etc.).

Se llaman C. fósiles a aquellos que se formaron en épocas geológicas muy antiguas (mayormente en el Carbonífero) y que se presentan hasta hoy en los planos estratigráficos correspondientes.

CONSERVACIÓN. CONSERVATION. El arte de usar adecuadamente la naturaleza con miras a asegurar la permanencia de buenas condiciones de vida para el hombre actual y las futuras generaciones así como el mantenimiento de la diversidad biológica y la base de recursos.

En un sentido general, es una nueva "forma de vida" en donde el consumismo y el derroche son reemplazados por la observancia de un comportamiento individual y social que cubre las tres Rs, a saber: reducir, reusar y reciclar (sensu Livingston).

La administración del uso humano de la ecósfera de manera que pueda producir los mayores beneficios posibles para las actuales generaciones y a la vez mantener la posibilidad de satisfacer las necesidades y aspiraciones de las generaciones futuras; comprende la preservación, el mantenimiento, la utilización sostenible y sustentable, la restauración y el mejoramiento del entorno natural y cultural (sensu WRI, IUCN, UNEP).

CONSERVACIÓN DE LA NATURALEZA. NATURE CONSERVATION. Término que denota las acciones tendentes a la utilización adecuada de un recurso (renovable o no renovable) que posee la naturaleza o varios de ellos a la vez. Contrasta con la antigua tendencia de preservación, en cuanto al recurso no se lo mantiene aislado, en reservas intocables, sino que se lo administra con criterio conservacionista.

La C. de la N. integra ciencia (biología de la conservación, ciencias ambientales), técnica (ecología de la restauración, optimización de mecanización y tecnologías alternativas), metodología (planificación, ordenación territorial, manejo y administración) y filosofía (ideales, actitudes y conductas ambientales) orientadas al desarrollo sostenido y equitativo de toda la sociedad presente asegurando el bienestar intergeneracional a futuro.

CONSUMISMO. CONSUMERISM. Característica de sociedades con economía de mercado en donde el comportamiento social se basa en la contínua tendencia a la obtención de bienes materiales perecederos y a la cadena Producir-Consumir-Botar. Las sociedades de consumo basan su progreso en el afán hedonista de satisfacción de necesidades secundarias con objetos suntuarios, innecesarios para la sobrevivencia pero indispensables para la civilización occidental.

CONTAMINACIÓN. POLLUTION. Proceso por el cual un sistema se destruye paulatinamente debido a la presencia de elementos extraños a él. Hay varias clases de C., a saber: química, física, biológica y cultural. Hay varios tipos de C., a saber: aérea, hídrica, industrial, edáfica, doméstica, etc. (Sinónimo: polución).

COSTO AMBIENTAL. ENVIRONMENTAL COST. Los gastos que se incurren en la realización de las actividades de un proyecto, junto con los posibles efectos negativos que genere, como la pérdida de las funciones (deterioro) o los impactos en la sociedad (costo social).

DESARROLLO SUSTENTABLE. SUSTAINABLE DEVELOPMENT. Desarrollo que se logra mediante el proceso de obtención de mejores productos y mayor rentabilidad de los recursos gracias a usos no convencionales que permiten una continua dotación de los mismos en base a una planificación adecuada, una operación participativa y un usufructo compartido, lo cual crea una base de progreso social que sustenta futuros incrementos sin dependencia de factores externos.

La definición original en el Informe Brundtland es "un proceso de cambio en el cual la explotación de los recursos, la dirección de las inversiones y la orientación de la tecnología y el cambio institucional están todos en armonía y mejoran la potencialidad para satisfacer las necesidades y aspiraciones humanas tanto actuales como las futuras".

La definición formal adoptada por la FAO en 1988 dice: "D.S. es el manejo y conservación de la base de recursos naturales y la orientación del cambio tecnológico e institucional, de tal manera que asegure la obtención y continua satisfacción de las necesidades humanas en las generaciones presentes y futuras. Dicho D.S. (en los sectores agrícolas, forestales y de pesca) conserva la tierra, el agua, los recursos genéticos de plantas y animales, es ambientalmente no degradante, técnicamente apropiado, económicamente viable y socialmente aceptable.

DESECHO. WASTE. Denominación general a cualquier tipo de producto residual, restos, residuos o basuras.

Actualmente se consideran desechos solamente los materiales que no se pueden reciclar o reutilizar como productos secundarios (i.e.: los sobrantes de las reacciones nucleares y otros químicos que no se descomponen con facilidad).

DETERIORO DEL MEDIO AMBIENTE. ENVIRONMENTAL DETERIORATION. Denominación genérica de todo tipo de contaminación que afecte a los seres vivos y especialmente de forma paulatina, produciendo modificaciones negativas que se acumulan a través del tiempo.

ECODESARROLLO. ECODESARROLLO. Modelo alternativo de desarrollo económico que promueve el uso racional de los recursos naturales y la mejora de las condiciones ambientales, en función de la sustentabilidad de los procesos de extracción, uso y reciclado de la materia prima con el fin de conservar los recursos para futuras generaciones.

ECOENERGÉTICA. ECOENERGETICS. Estudia el flujo de energía en el ecosistema y el impacto de ésta en el ciclo de la materia. Además, trata del aspecto trófico-dinámico y la eficiencia termodinámica de los procesos tecnológicos que ponen en riesgo al ambiente natural.

ECOLOGÍA. ECOLOGY. Término acuñado por Haeckel (1866). Es la ciencia natural que estudia las relaciones sistémicas entre los individuos, dentro de ellos y entre ellos y el medio ambiente (definición funcional).

Es el estudio científico de la distribución y abundancia de los organismos que interactúan entre sí y con su medio ambiente en un tiempo y espacio definidos (definición estructural).

Es la ciencia del medio ambiente (definición holística).

ECONOMÍA DEL MEDIO AMBIENTE. ENVIRONMENTAL ECONOMICS. Rama de la economía que incluye las variables ambientales dentro de sus teorías, análisis, cálculos de costos y beneficios y predicciones.

Plantea la utilización de la economía ecológica para optimizar el manejo del medio y su gestión.

ECOTECNOLOGÍA. ECOTECHNOLOGY. El uso de estrategias técnicas para manejar ecosistemas, basadas en profundo conocimiento ecológico, para minimizar el costo de las medidas aplicadas y reducir el impacto ambiental de aquellas. Es la base de la ingeniería ambiental.

EFECTO DE INVERNADERO. GREENHOUSE EFFECT. El calentamiento de la superficie terrestre debido a la refracción térmica entre los gases atmosféricos, especialmente el CO2. La atmósfera entonces se comporta como un gigantesco vidrio del invernadero que permite el paso de la luz pero captura la radiación infrarroja dentro de él, calentando el medio ambiente.

ENERGÍA. ENERGY. Capacidad para producir un trabajo. Existen diferentes formas de E., a saber: cinética, potencial, eléctrica, atómica, hidráulica, solar, química, etc.

ENERGÉTICA. ENERGETICS. El estudio de las transformaciones de la energía dentro de un sistema dinámico.

EÓLICO. AEOLIAN. Relativo al viento atmosférico.

EQUILIBRIO ECOLÓGICO. ECOLOGICAL EQUILIBRIUM. Sinónimo del anterior pero incluye también el reciclaje de los materiales en la biósfera mediante los ciclos biogeoquímicos manteniendo estabilidad sobre la Tierra; una característica esencial de la biosfera es que constituye un sistema abierto desde el punto de vista energético pero cerrado desde el punto de vista de los materiales, de ahí la necesidad de reciclarlos. (Sinónimo: Homeostasis).

HIDROCARBUROS. HYDROCARBON. Compuestos químicos orgánicos formados por carbón e hidrógeno en todas las combinaciones posibles de compuestos orgánicos. Algunos de ellos tienen gran importancia como combustibles.

INDUSTRIALIZACIÓN. INDUSTRIALIZATION. Introducción de la economía industrial, con sus consecuencias técnicas, económicas y sociales y particularmente ecológicas, puesto que constituye uno de los principales factores de contaminación ambiental.

LLUVIA ÁCIDA. ACID RAIN. Lluvia con bajo pH (menor de 7) debido a la presencia de ácido sulfúrico o ácido nítrico que se precipita como resultado de la condensación de nubes que acarrean contaminantes (NOx, SOx) producidos por la combustión de combustibles fósiles liberados a la atmósfera. Esta acidez se suma a la que existe normalmente en el agua de lluvia por efecto de la acción del ácido carbónico generado por la mezcla de CO2 y el agua.

MAREA. TIDE. Fenómeno periódico de los cuerpos de agua oceánicos de subir y bajar el nivel litoral; este proceso se lo verifica cada seis horas en que sube hasta el máximo punto (pleamar) y seis horas en que baja hasta el punto más bajo (bajamar).

La línea referencial de altitud cero al nivel del mar se obtiene del promedio entre pleamar y bajamar. En las costas es más evidente este proceso, que se amplifica una vez al mes, en períodos que sobrepasan los límites convencionales, a lo que vulgarmente se llama "aguajes."

MAREA NEGRA. BLACK TIDE. Llegada a las playas de inmensas mesas de petróleo que flotan sobre el océano como producto de accidentes en el transporte de los buque-tanques petroleros, rotura de oleoductos submarinos y explosión de la flora y fauna marina costanera.

MEDIO AMBIENTE. ENVIRONMENT. Conjunto de características físicas, químicas y biológicas que condicionan y definen las cualidades del entorno, tomando en consideración de los procesos y fenómenos que constituyen sujetos funcionales del dintorno.

En los ecosistemas humanizados, los procesos y fenómenos del entorno cultural implican la integración de características sociales, económicas, políticas, religiosas, tecnológicas y artísticas, en lo cual se conoce como "medio ambiente humano." La fusión de "medio" y de "ambiente" en una sola palabra, se justifica al aceptar en un solo concepto las ideas de tiempo y espacio, de objeto y sujeto, y de acción y reacción, que son el fundamento mesológico de la ecología.

PETROQUÍMICA. PETROCHEMISTRY. Rama de la química que comprende los procesos técnicos y las síntesis químicas que sirven para obtener productos de todo tipo industrialmente, a partir del petróleo y gas natural.

POLUCIÓN. POLLUTION. Alteración de un ambiente por sustancias extrañas al mismo, que lo degradan; si bien el término es aplicado generalmente a la contaminación atmosférica, también se usa para el agua y el suelo. (Sinónimo: contaminación).

POLUTANTE. POLLUTANT. Se refiere generalmente al dióxido de carbono, monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, fosfatos, mercurio, plomo, petróleo, pesticidas e incluso a las radiaciones atómicas que inciden en la atmósfera. (Sinónimo: contaminante).

QUEMA DE BASURAS. WASTE-BURNING. Es un tipo de tratamiento primario en la técnica de aprovechamiento de desechos de los ecosistemas urbanos; el calor generado con la quema de las basuras genera el movimiento de las turbinas de un generador eléctrico con capacidad para una ciudad pequeña.

RADIACIÓN CONTAMINANTE. RADIOPOLLUTION. Contaminación física del medio ambiente por exposición a radiaciones provenientes de plantas atómicas, generadores radiactivos y bombas atómicas.

REACTOR NUCLEAR. NUCLEAR REACTOR. Aparato que aprovecha, por fisión nuclear, la energía de los átomos para generadores, bombas, etc.

RECURSOS NATURALES. NATURAL RESOURCES. Todos los bienes de la naturaleza que permiten al hombre subsistir en el planeta o fuera de él; pueden ser recursos naturales renovables (agua, aire, bosques, fauna, etc.) y recursos naturales no renovables (petróleo, gas, carbón, recursos genéticos silvestres, minas, etc.)

Las Varias Forma de Energia Alternativa

La energía eólica

La energía producida por el viento, ha sido siempre empleada por el hombre en 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. 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. Esta fuente de energía, siendo bastante costosa su implementación, puede resultar muy adecuada para producir energía a bajo costo luego de que se cubran los gastos de instalación. El inconveniente mayor es el de la disponibilidad de zonas con corrientes de aire estables y apropiadas para un funcionamiento más o menos continuo. Esto, más la imposibilidad de almacenar grandes cantidades de energía eléctrica directamente, hace que tales sistemas solo puedan ser complementarios a otros sistemas de suministros; pero cuenta con la ventaja de no producir prácticamente afectaciones al medio ambiente, de modo que en sistemas híbridos, puede funcionar adecuadamente.

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 energía eólica, puede llegar a cubrir el 20 % de la demanda eléctrica con parques eólicos habiendo ahorrado en e1 año 2000 la emisión de 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 las energías 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.

En relación con los aerogeneradores, los más prometedores se consideran los de eje horizontal, los ejes verticales y la torre con vértice confinado. Los ejes horizontales tienen una larga tradición, y sus posibilidades para captar energía, eficientemente ya han sido desarrolladas con instalaciones tales como la turbina de HUNTER de 34 metros de diámetro con una potencia de 100 KW que funcionó entre I959 y 1968.

Otro ejemplo la constituye la turbina de Smith Putnam de 53 metros de diámetro y I.25MW que funcionó en Estados Unidos desde 1942 hasta 1945. Entre las más recientes figuran las construidas por la Nasa, la MOD -0 de 38 mts. de diámetros y I00 KW de potencia; la MOD -1 de 6I mts y 2MW construida por Boeing e instalada en Goodnoe Hills, Washington que componen el primer parque de grandes turbinas, en la cual esta inyectado en la línea una potencia de 75 MW.

De este tipo de turbinas también se han construido en bajas potencias en una extensa área desde fracciones de KW hasta los 60 y 80 KW. La tecnología de estos aerogeneradores de eje horizontal se encuentra en continuo desarrollo y podríamos decir que muchos de ellos ya están en la etapa de comercialización.

Las turbinas de eje vertical, comenzaron a difundirse en los últimos años. Varios países se encuentran desarrollando estos prototipos, en especial en Canadá y Estados Unidos; estas últimas se encuentran actualmente en una avanzada etapa de desarrollo.

Por último, la torre aletada con vértice confinado, que teóricamente aparece con magnificas posibilidades, debe aun confirmarse experimentalmente en dimensiones con cierta magnitud, ya que los pequeños modelos de tune1 de viento han demostrado una gran dependencia de las dimensiones geométricas de1 aparato. (Nota: estos datos han sido tomados de fuentes asequibles en la web)
Energía Geotérmica

La energía geotérmica es considerada como un tipo de energía no convencional, sino como un factor importante para el desarrollo energético futuro. 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 que se hace difuso para las aplicaciones prácticas. Los sistemas conectivos de agua subterránea captan dicho calor, alcanzando la superficie a través de rocas porosas o fallas geológicas. Esta fuente es potencialmente relevante en zonas geográficas específicas.
La energía solar

Energía que proviene del sol y a través de un proceso de almacenamiento es puede transformarse en energía eléctrica o calórica. Es conocido que el sol emite enormes cantidades de radiación susceptibles de ser empleadas como fuente de energía vía paneles solares. La tierra recibe anualmente del 1,6 millones de KW/H., 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:

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

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

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Generación de energía eléctrica.
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Calefacción de vivienda y edificios públicos.
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Calentamiento de agua.
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Actividades agrícolas, como secado de productos.
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Calefacción de ambientes destinados a la cría de animales.
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Aplicaciones mineras, mediante el empleo de pozos solares.

En Cuba viene empleándose desde hace algún tiempo para dar servicio a pequeñas instalaciones, como consultorios médicos y salas de video en zonas aisladas o donde no existe la electrificación por el Sistema Electroenergético Nacional. Estos sistemas que se componen de paneles solares y baterías han demostrado efectividad, en tanto generan energía suficiente para el pequeño consumo de estas instalaciones, en forma de electricidad o de calor para instalaciones hidráulicas. Desde el punto de vista económico pueden considerarse viables por cuanto, si bien el costo de los equipos es elevado, su importancia social es fundamental, a la vez que evitan construir largas líneas de transmisión que resultarían costosas, dado el bajo número de usuarios que servirían. Sin embargo, el costo de la instalación y el hecho de que sus componentes son importados, merecería el análisis sobre la posibilidad de producir en el país tales sistemas.

Desde el punto de vista de la factibilidad, se cuenta con una condiciones óptimas, pues el clima del país presenta buena presencia de días soleados durante todo el año; la dificultad se ubica entonces en la problemática del almacenamiento de la electricidad, cuestión compleja si se tiene en cuenta que las tecnologías actuales no permiten almacenar grandes cantidades por largo tiempo, mientras una buena parte de la energía que se consume es en horas de la noche. Ello sugiere la perspectiva de emplear los sistemas híbridos, basados su la combinación con otras fuentes.

Desde el punto ambiental, es una de las fuentes alternativas menos agresivas, ya que no produce desechos o emanaciones dañinas ni afectan la calidad del paisaje, al colocarse las instalaciones en las azoteas de las viviendas.
La energía de las mareas

Es una fuente alternativa que no produce efectos nocivos al medio ambiente, pero se requiere de zonas donde existan mareas con fuerza suficiente para impulsar generadores de una potencia suficiente para suministrar energía. Su tecnología es costosa, de difícil instalación y los lugares en el mundo donde pueden implementarse se limitan a regiones como el mar del Norte en Europa.
Los biocombustibles

Cuando se trata de combustibles originados en la savia de determinadas plantas, conocidos actualmente como biocombustibles.

El biodiésel es un biocombustible sintético líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, nuevos o usados, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiésel o gasóleo obtenido del petróleo.

El biodiésel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino de petróleo en diferentes cantidades.

El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores se conocen desde la invención del motor diésel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se destinaba a la combustión en motores de ciclo diésel convencionales o adaptados. A principios del siglo XXI, en el contexto de búsqueda de nuevas fuentes de energía y la creciente preocupación por el calentamiento global del planeta, se impulsó su desarrollo para su utilización en automóviles como combustible alternativo a los derivados del petróleo.

El biodiésel descompone el caucho natural, por lo que es necesario sustituir éste por elastómeros sintéticos en caso de utilizar mezclas de combustible con alto contenido de biodiésel.

El impacto ambiental y las consecuencias sociales de su previsible producción y comercialización masiva, especialmente en los países en vías de desarrollo o del Tercer Mundo generan aumento de la deforestación de bosques nativos, expansión indiscriminada de la frontera agrícola, desplazamiento de cultivos alimentarios y ganadería, destrucción del ecosistema y la biodiversidad, desplazamiento de trabajadores rurales.

Se ha propuesto en los últimos tiempos denominarlo agrodiésel ya que el prefijo «bio-» a menudo es asociado erróneamente con algo ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, algunas marcas de productos del petróleo ya denominan agrodiésel al gasóleo agrícola o gasóleo B, empleado en maquinaria agrícola.

La fuente de aceite vegetal suele ser aceite de colza, ya que es una especie con alto contenido de aceite, que se adapta bien a los climas fríos. Sin embargo existen otras variedades con mayor rendimiento por hectárea, tales como la palma, la jatropha curcas etc. También se pueden utilizar aceites usados (por ejemplo, aceites de fritura), en cuyo caso la materia prima es muy barata y, además, se reciclan lo que en otro caso serían residuos.

Además, existen otras materias primas en las cuales se pueden extraer aceite para utilizarlas en el proceso de producción de Biodiésel. Las materias primas más utilizadas en la selva amazónica son la jatropha curcas (piñón en portugués), sacha inchi, el ricino (mamona en portugués) y la palma aceitera.

La problemática de su viabilidad económica y ecológica se vuelve controversial, ya que si por una parte se trata de fuentes renovables de energía, existe un conjunto de limitantes que ponen en cuestionamiento la conveniencia de su explotación:

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1. Requieren el empleo de grandes extensiones de tierra, que entonces no serán empleadas en la producción de alimentos.
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2. Si se trata de variedades que generan alimentos, como cereales (maíz) y la caña de azúcar, se produce de inmediato un efecto sobre la capacidad para satisfacer necesidades alimentarias a la vez que, como ya se ha visto, se incrementan los precios de los productos genéricos, como los cereales y de otros como la carne de pollo y la leche, puesto que el ganado depende de fuentes alimenticias relacionadas con estas variedades.
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3. Se manifiestan problemas referidos a la sostenibilidad económica de algunas producciones de biocombustibles, como el alcohol de la caña de azúcar, que requiere de grandes inversiones industriales, uso de tecnologías para la cosecha, consumidoras ellas mismas de grandes cantidades de combustibles o el empleo de fuerza de trabajo manual, que necesariamente debe ser mal remunerada para garantizar la rentabilidad del negocio de la producción del alcohol.
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4. Los biocombustibles apenas pueden producirlos los países desarrollados, por ser ellos quienes disponen de las tecnologías apropiadas, lo que incrementa las desigualdades entre el Norte desarrollado y el Sur tercermundista.
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5. En el campo de la comercialización de los biocombustibles se produce el encarecimiento de los combustibles mezclados para autos. Una mezcla de 80 % de gasolina y 20 % de alcohol puede ser un 20 % más cara al consumidor que la gasolina sin mezclar.
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6. Otro elemento a considerar reside en que la producción de biocombustibles se destina a alimentar principalmente vehículos y es ínfimo el porciento de habitantes del planeta que dispone de un vehículo propio, lo que incide en mayores desigualdades sociales.

En resumen, se presenta el problema doble del alza del precio tanto de los biocombustibles como de los alimentos asociados y el de la falta de sustentabilidad de este tipo de producciones, pues si bien son de fuente renovable, se exterioriza entonces el problema de la agudización de la falta de sustentabilidad alimentaria, al gastar la productividad del suelo en la producción de energía en detrimento de los alimentos, cuyas necesidades el mundo está lejos de haber resuelto. En su dimensión ambiental el principal problema se relaciona con el desgaste de los suelos para producciones no alimentarias, aunque no puede dejar de reconocerse que la sociedad humana necesita tanto de los alimentos como de la energía para su reproducción y que al quemarse, los biocombustibles apenas emiten gases nocivos.

El gobierno de los Estados Unidos ha encontrado en la energía alternativa una manera de seguir promoviendo, el libre comercio. Esto concierne esencialmente a su relación con América latina. Los países de la región -de modo particular, Brasil y la Argentina- presentan excelentes condiciones para producir y exportar este nuevo tipo de energía., tema en el que dicha potencia trabaja por un control hegemónico.
Los residuos orgánicos (biomasa)

Se consideran residuos orgánicos en función de producir energía aquellos que son producto de la actividad humana o directamente productiva y que no tienen otro destino aparente que el de ser desechos. Entre ellos se encuentran, por ejemplo, parte de la basura que se produce en las ciudades, la vegetación y hojas secas de los parques urbanos y desechos de la industria o la agricultura como masas vegetales, por ejemplo, el bagazo de la caña. También el excremento animal.

Los modos fundamentales del uso energético son mediante la combustión para producir calor, en el caso de Cuba, quemando el bagazo para producir electricidad y en otros países se recogen los desechos orgánicos de las ciudades y las hojas de los árboles (Viet Nam) para producir calor con diferentes fines. Otro modo de empleo es la fermentación, que produce el biogás, método que se ha empleado en Cuba con cierto éxito en instalaciones como vaquerías; presentan una serie de ventajas como: reducen la peligrosidad y la contaminación de los residuos, eliminan el olor desagradable de los desechos y no producen desequilibrio en la naturaleza.

Un enfoque ecológico de este tipo de fuentes indica una gran ventaja económica y ambiental, pues se trata de que ello permita eliminar fuentes contaminantes a la vez que es un modo de reciclar materiales ya utilizados.
Leña y carbón vegetal

Por otra parte, existe la extendida práctica de emplear leña como combustible, sobre todo en la fabricación de ladrillos, panaderías y comedores colectivos. Esta práctica se justifica por las limitaciones en el suministro de otras fuentes de energía, sin embargo, tiene sus inconvenientes: implican el consumo de masas de madera para cuyo suministro no existen amplios bosques; porque compiten con otros usos de los recursos forestales, como puede ser la carpintería y por el hecho de que el manejo de la leña en este tipo de actividades tiene efectos nocivos a la salud de las personas que trabajan en ello y que producen grandes cantidades de humo (por la humedad de la materia prima) lo que se refleja en la calidad del productos alimenticios que se elaboran por este medio.

Menos desarrollo tiene el uso del carbón vegetal, que se produce principalmente de manera informal, a pesar de que su empleo sería más efectivo que el de la madera.
La energía hidroeléctrica

Es uno de los modos más baratos de producir energía, porque se basa en la fuerza de empuje de corrientes de agua ubicadas en desniveles del terreno o por medio de embalses construidos a cierta altura. Algunas de estas instalaciones tienen diseñados sistemas que permiten a determinadas horas suministrar electricidad y cuando baja el consumo, la energía se emplea para re-bombear agua hacia el embalse que las alimenta, garantizando de este modo cierta sustentabilidad económica.

En el caso de las hidroeléctricas, implican la construcción de embalses, los cuales afectan la flora, el hábitat natural de la fauna del entorno y ejercen influencias sobre el curso de los ríos, disminuyendo en ocasiones su caudal, todo lo cual resulta entrópico al medio ambiente.

En Cuba, aunque no existen grandes fuentes de agua aprovechables (ríos), existe la valiosa experiencia de la mini hidroeléctricas, muchas de las cuales funcionan sin necesidad de grandes recursos tecnológicos y resuelven las necesidades de pequeñas comunidades, sobre todo de montaña, con pequeños saltos de agua. Una gran ventaja de ellas es que el servicio que ofrecen es continuo.
Sustentabilidad del empleo de fuentes alternativas

Es necesario hacer una definición de lo que se entiende por sustentabilidad. Puede entenderse en tres sentidos principales:

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1. Si el empleo de estas fuentes es sustentable desde el punto de vista económico.
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2. Si cumplen el requisito de la sustentabilidad ambiental
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3. Si son socialmente sustentables.

Lo anterior implica determinar si el empleo de una fuente se puede sostener económicamente, y si es así, si también se pueden minimizar o eliminar los efectos nocivos para el medio ambiente. Puede ser que el empleo de una determinada fuente sea económicamente costoso, pero entonces se debe analizar cuál es el problema que va a resolver; luego, la importancia y el efecto social de la inversión sería en este caso lo determinante. Ello justificaría invertir, como se hace, en paneles solares, que son costosos, pero que vienen a resolver una necesidad social que de otro modo quedaría sin solución. Lo que no se puede obviar en este análisis es la necesidad de que no afecten al medio ambiente, porque de ese modo se estaría comprometiendo el futuro; la solución sería a la larga más costosa. Y en ello radica una de las ventajas principales de algunas de las fuentes alternativas como la eólica, la solar y la hidroeléctrica: afectan poco al medio ambiente en el proceso de su producción, sobre todo en el sentido de la generación de gases de efecto invernadero.

El siguiente análisis ofrece una visión de las diferentes perspectivas que ofrece el uso de las fuentes tradicionales y las alternativas.

Más cerca del hidrógeno como combustible

Más cerca del hidrógeno como combustible. Energías limpias, hidrógeno

Daniel Nocera del MIT electrólisis catalítica para producir hidrógenoEl uso del hidrógeno como combustible es el sueño de los ecologistas. Al quemarse -en una caldera, en un motor de coche-, sólo producirá vapor de agua, un gas que no sólo no tiene efecto en el calentamiento, sino que limpia y protege. Pero el problema es que en la Tierra no hay prácticamente hidrógeno libre (H2); lo que existe es, precisamente, agua (H2O). Y, claro, si hay que gastar energía en romper la molécula de agua para sacarle el hidrógeno, ya no compensan los beneficios del uso del hidrógeno como combustible.

El círculo puede romperse con un sistema ideado por científicos del prestigioso Massachusetts Institute of Tecnology (MIT). Se trata de conseguir que la rotura de la molécula de agua necesite menos energía que la que el hidrógeno proporcionará después. Para ello, según han publicado en Science, Daniel Nocera y Matthew Kanan han ideado un sistema que facilita el proceso. Se trata de añadir unos catalizadores (básicamente, fosfatos, una sustancia abundante en la Tierra, y cobalto) al agua antes de aplicarle unos electrodos para romperla (es lo que se conoce como electrólisis). Así, la reacción química resulta energéticamente favorable: se gasta menos en conseguir el hidrógeno que lo que se obtiene luego al quemarlo. Además, para que todo sea más limpio, usaron energía solar para las electrólisis. De esta manera, todo el ciclo se convierte en un proceso más limpio y menos contaminante.

“Cuello de botella”

El descubrimiento ha sido muy bien recibido por los científicos. La producción del hidrógeno es “el cuello de botella” de este tipo de energía, ha señalado José Ramón Isasi, del departamento de Química y Edafología de la Universidad de Navarra, en un comentario que publica en la web http://www.unav.es/acienciacierta, un portal de comunicaciones científicas del centro educativo donde sus expertos destacan las noticias más novedosas.

Para acabar de rizar el rizo, el método tiene otra ventaja. En muchas reacciones químicas que necesitan catalizadores (una especie de intermediarios que provocan o aceleran los procesos), éstos acaban deteriorándose o contaminándose. En este caso, eso no sucede, señala Isasi: “Cuando se desconecta el electrodo, se regeneran los iones de cobalto”, por lo que éstos no se gastan.

Más cerca del hidrógeno como combustible. Energías limpias, hidrógeno

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La Era de la energía limpia -energía del hidrógeno

La Era de la energía limpia -energía del hidrógeno- puede estar cerca de ser alcanzada. Biocombustibles, energías alternativas

S & P Energy Research Institute investiga un método para producir hidrógeno de muy bajo costoSeúl, Corea (Newswire) – El Director de S & P Energy Research Institute (SPERI), Doctor en Ciencias, Kim Sen dijo el 20 de octubre que el lema de la empresa, “Energía Limpia para una Era Limpia” está cerca de ser alcanzado.

El doctor Kim Sen (Académico de la Academia Europea de Ciencias Naturales), ha desarrollado métodos de limpieza de los gases de efecto invernadero en SPERI desde febrero de 2008.

Dijo “Nuestro análisis de laboratorio muestran que el CO2, CH4, N2O fueron separados con bajo consumo de energía. También confirmamos que el hidrógeno (H2) y el vapor (H2O) se separaron con eficiencia similar (90% o más). Tradicionalmente, el hidrógeno se obtiene por electrólisis. El método electrolítico utiliza 4-4.5 kwh de energía para obtener 1 metro cúbico de hidrógeno. Nuestro método utiliza 0,1 kwh para el mismo volumen de hidrógeno. Como se sabe, el alto costo de la electrólisis de H2 no permite utilizarlo como combustible.

La fabricación de H2 por nuestro método reduce el costo del hidrógeno entre 20 y 30 veces. La energía del hidrógeno es limpia (se obtiene agua cuando se quema). El agua está disponible en grandes cantidades en la tierra. A la energía del hidrógeno se la puede llamar “la energía limpia permanente”

La Era de la energía limpia -energía del hidrógeno- puede estar cerca de ser alcanzada. Biocombustibles, energías alternativas

Fuente: S & P Energía y Newswire

Orbo - Energía alternativa Limpia, Libre y Constante

Steorn es una empresa constituida en Irlanda que se extiende a varios campos de la tecnología, y que en estos últimos tiempos se dedico a desarrollar múltiples prototipos de generadores de energía alternativa, infinita y limpia; y desde su creación Steorn, se ha centrado en la entrega de complejas tecnologías de manera innovadora.
Steorn ha convertido su experiencia a su propia nueva tecnología energética - Llamada "Orbo".

De que se trata?

Orbo produce Energía libre, limpia y constante. Libre porque la energía producida es hecha sin recurrir a la fuente externa. Limpia porque durante el funcionamiento de la tecnología no produce emisiones de gases u otros elementos que puedan afectar el medio ambiente. Y constante porque con la excepción de un fallo mecánico de la tecnología continuará funcionando indefinidamente.

Esta tecnología alternativa podría aplicarse a infinidades de herramientas que utilizamos en la vida cotidiana, que van desde teléfonos celulares eliminando esas baterías de litio que son sumamente tóxicas hasta automóviles, que en fin emanan grandes cantidades de monóxido de carbono a la atmósfera, es decir, esta tecnología tendría un impacto significativo en la calidad de vida de las personas y en la preservación del medio ambiente; suplantando esas viejas fuentes de energía que solo generan retrocesos tecnológicos y sociales, como ser el combustible fósil, la biomasa y la energía nuclear que yo la llamaría tardo-tecnología o en otras palabras "mas de lo mismo".

En conclusión hay tecnología y generadores de energía en el planeta mejores y mas eficiente, es momento de que apoyemos a estas tecnologías que nos permitirían avanzar a un nivel mas alto en nuestra calidad de vida, y eso no es poca cosa.

Bueno acá les dejo el link de la pagina oficial del proyecto así lo chequean y donde se explica en detalle de que se trata.

Gracias por visitar este blog

Avisos

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El Hidrógeno como Fuente de Energía Alternativa

INTRODUCCION

El Hidrógeno es el elemento más abundante y liviano del universo.

En su forma molecular es muy estable y particularmente poco reactivo en condiciones normales; sin embargo a temperaturas elevadas o con el agregado de catalizadores se convierte en un elemento muy reactivo.

El H2 es relativamente escaso en la tierra, con procesos de obtención que determinan su costo; paralelamente, requiere sistemas de almacenamiento, de manipulación y de seguridad de cierta complejidad.

Cumple un importante papel como materia prima, preferentemente en la industria química y está llamado a cumplirlo como fuente de energía alternativa

Ejemplos de uso actuales como materia prima y como combustible: producción de amoníaco para fertilizantes, desulfuración de productos derivados del petróleo, hidrogenación de aceites y grasas, reducción de óxidos metálicos en metalurgia, propulsión de cohetes espaciales, etc.

El crecimiento de su demanda industrial se estima para el quinquenio 2002/2007 en un 9.2% anual; por su parte, para el mismo período, se considera que su uso como fuente de energía aumentará a razón de casi un 5% anual, estimándose que luego del 2007 habrá operando sólo en USA cerca de un millón de automóviles a Hidrógeno como combustible primario.
Se manejan dos alternativas para utilizar el H2 como fuente de energía alternativa:

A) Combustión del gas

B) Obtención de energía eléctrica a partir de una celda de combustible.

Esta última posibilidad presenta una mayor eficiencia y requiere una mayor inversión inicial debido a que se trata de una tecnología nueva en plena evolución.

En ambos casos, el producto final resultante es agua, H2O

TERMOQUÍMICA.

Calor de Combustión: Cambio de energía calórica que acompaña la combustión (oxidación) de 1 mol de elemento o compuesto químico.

Reacción exotérmica: liberación de energía calórica (variación de entalpía < 0)

Reacción endotérmica: absorción de energía calórica (variación de entalpía > 0)

H2 (g) + ½ O2 (g) - H2O (g) ΔH = - 57.81 kcal/mol
No genera gases responsables del efecto invernadero acrecentado.

C (s) + O2 (g)  CO2 (g) Δ H = -94.9 kcal/mol
Genera un gas responsable del efecto invernadero acrecentado.

ELECTROQUIMICA.

Celda o Reactor Electroquímico: estructura básica constituída por dos electrodos impregnados con electrocatalizador (un ánodo donde se da la reacción de oxidación y un cátodo donde se da la reacción de reducción), un electrolito encerrado en una matriz y colocado entre ambos electrodos y las placas colectoras de corriente. Los electrones fluyen entre el ánodo y el cátodo a través de un circuito externo.

Reacción Anódica: catálisis de la oxidación del H2.
2 H2  4 H+ + 4 e-

Catalizador. 0.1 mg/cm2 Pt coloidal sobre soporte de carbono combinado con un 40% de teflón coloidal.

Reacción catódica, catálisis de reducción del O2.

O2 + 4H+ + 4 e-  2 H2O.

Catalizador Pt en partículas muy pequeñas con una carga de 0.5 mg/cm2 de superficie de electrodo.

El proceso global es

O2 + 4 H+ + 4 e-  2 H2O Erev = 1.229 V vs. Electrodo normal de hidrógeno (ENH).
El trabajo útil de la celda se ve disminuído por irreversibilidades (sobrepotenciales de activación, óhmico y difusión gaseosa)

LA SITUACIÓN ENERGETICA MUNDIAL y NACIONAL.

Las proyecciones energéticas mundiales indican un aumento per cápita del consumo de energía de un 50% hacia el año 2025.

Las fuentes de energía mundialmente más utilizadas al presente son el petróleo (40%), gas natural y carbón ( 20% para cada uno) y las energías renovables y nuclear (10% para cada una).

Las tres primeras son fuentes de energía no renovables que al quemarse generan CO2, gas responsable del efecto invernadero acrecentado.

Por su parte, la matriz energética en Uruguay está compuesta por petróleo en primer lugar (52.7%), seguido por la hidroelectricidad (32.2%), leña (12.4%) y otras fuentes menos importantes entre lasque se encuentra el gas natural.

Existen en el país otras fuentes potenciales de energías alternativas tales como solar, biodiesel, eólica, etc. que es imperioso desarrollar

El empleo de recursos energéticos no renovables origina dos preocupaciones, a saber:

Necesidad de reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera
Desarrollar fuentes de energía alternativas preferentemente renovables que las sustituyan cuando sus reservas en el planeta se agoten.

Expertos de todo el mundo han estimado el agotamiento de todos los combustibles fósiles y otros no renovables como el U235, concluyendo que el mismo ocurrirá en aproximadamente 10*2 años (Korpela, Seppo A. Oil Depletion in the United States and the World, April 2002 lo estima en 106 años).

En este marco, puede el H2 ser una fuente de energía alternativa para el Uruguay?

LA CATEDRA PROYECTO INDUSTRIAL; INST. ING. QCA: FACULTAD DE INGENIERÍA, UdelaR.

Proyecto Industrial es una asignatura integradora de Final de Carrera de Ingeniería Química en la que los futuros egresados desarrollan en equipo un trabajo de simulación del ejercicio profesional elaborando en todos sus componentes (estudio de mercado, tamaño, localización, ingeniería, evaluación preliminar de impacto ambiental y evaluación económica financiera ) un proyecto relativo a la obtención de un producto o servicio.

A partir del año 2000, la Cátedra incorporó, entre distintos temas curriculares a estudiar, los relativos al desarrollo y utilización de fuentes de energía renovables no convencionales en nuestra país (energía solar, biomasa. etc.).

En este marco y referidos concretamente al uso del Hidrógeno como fuente de energía alternativa, se mencionan los siguientes temas:

Diseño de una Planta de Armado de Celdas de Combustible a Hidrógeno. Período 2003/2004.
Tema desarrollado con el apoyo del Laboratorio de Electroquímica de la Facultad de Ciencias, UdelaR.

Obtención de Hidrógeno a partir de Gas Natural. Proyecto del curso 2004 actualmente en proceso de culminación.

Obtención de Hidrógeno a partir de Electrolisis del Agua. Proyecto del actual curso 2005.

Seguidamente se hará mención a algunos componentes de esos proyectos que se estima oportuno compartir en este Seminario.

PROYECTO DISEÑO DE UNA PLANTA DE ARMADO DE CELDAS DE COMBUSTIBLE.
Celdas de Combustible.
Funcionan bajo el principio de intercambio de carga electrolítica entre una placa de ánodo (+) y una de cátodo (-). Cuando se utiliza H2 como combustible básico se produce una hidrólisis inversa, dando lugar a agua y calor como subproductos, sin generar gases de efecto invernadero y convirtiendo energía química en eléctrica. La siguiente figura ilustra el funcionamiento de una celda de este tipo.

PROYECTO DISEÑO DE UNA PLANTA DE ARMADO DE CELDAS DE COMBUSTIBLE.

Hay diferentes tipos de celdas de combustible caracterizadas por el material de su electrolito que sirve de puente para el intercambio de iones entre el ánodo y el cátodo.
También trabajan en diferentes rangos de temperatura.

De los distintos tipos de celda de combustible, se seleccionó la celda alimentada por H2 que utiliza como electrolito ácido fosfórico (PAFC) y opera a temperaturas entre 175 C y 200 C, porque:

a) generan electricidad con más de un 40% de eficiencia y más de un 85%, si la energía calórica producida se emplea en cogeneración.
b) La energía calórica obtenida como vapor de agua puede ser destinada a servicios tales como provisión de agua caliente, calefacción, etc.
c) Si bien la temperatura de trabajo es alta, la emisión de gases es imperceptible

Vida Util: Tiempo de operación que transcurre hasta que el voltaje de salida decae un 10% de su valor inicial (Se mide éste luego de 100 h de operación para conseguir un estado estacionario).

Las celdas de combustible PAFC pueden operar alrededor de 40.000 h en servicio continuo prácticamente sin mantenimiento..

PROYECTO DISEÑO DE UNA PLANTA DE ARMADO DE CELDAS DE COMBUSTIBLE.
Balance Energético.
La celda PAFC de 200 KW, funcionando a potencia nominal, produce una cantidad de energía igual a 620 kJ/s (620 KW). Esta energía se obtiene en forma de calor y electricidad que se distribuye según el siguiente esquema:

Precios comparativos de las Celdas de Combustible y otros Generadores de Energía Eléctrica.












(a): Celdas de H2 alimentadas con gas natural reformado: U$S 4200/KW
Celdas operando con H2 puro: U$S 15.000/KW
Al presente, el costo de fabricación de celdas de combustible es más alto que el de equipos convencionales por:

No existe actualmente una economía de escala de fabricación (se producen pocas unidades).

Los sistemas de celdas de combustible incluyendo los dispositivos requeridos para operarlas son complejos contrastando con la simplicidad propia de las celdas de combustibles. También se requiere en su fabricación el empleo de materiales costosos (metales para catalizar las reacciones internas, por ejemplo).

ALMACENAMIENTO DE H2
Como Gas.
Debido a la baja densidad del H2 gas, requiere grandes volúmenes y altas presiones (hasta 160 bar). En consecuencia, el almacenamiento en recipientes de alta y media presión se usa en pequeña escala. La seguridad es otro aspecto limitante importantes.
Como Líquido.
Es consecuencia del bajo Punto de Ebullición del H2 (20 K). El H2 líquido se mantiene a presión atmosférica y a una temperatura de –252 C; requiere sistema de seguridad por venteo.
Permite almacenar energía con alta densidad y que el peso del contenedor sea más bajo para igual cantidad de energía almacenada que en otros métodos.
Implica problemas de seguridad y, además, la licuefacción consume una fracción importante de de la energía almacenada como H2 líquido.
Como Hidruros Metálicos.
Se basa en que el H2 reacciona con distintos metales o compuestos intermetálicos ( Li, Al, LiAl, Mg, MgNi, etc), formando hidruros, compuestos que pueden almacenar más H2 por unidad de volumen ( entre 6.5 y 12.3 l/kg de H2) que el H2 líquido (14 l/kg). Al tratarse de reacciones reversibles,, bajo adecuadas condiciones de T y P, una masa metálica puede ser cargada y descargada un número ilimitado de veces pudiendo usarse como depósito de almacenamiento sólido del H2 a presiones menores a las 101 atm. Sistema seguro porque, de producirse una fuga, el sistema reacciona inhibiendo una liberación adicional de H2.
Su desventaja radica en el elevado peso asociado al material absorbente que en el mejor de los casos representa que el H2 absorbido sea no más del 7% del peso total de este sistema.

En consecuencia, este método no puede emplearse en aplicaciones de transporte pero es adecuado para almacenamiento de H2 a sistemas que alimentan unidades estacionarias.
La vida útil de este sistema está condicionada a la pureza del H2 que se almacena y a estar expuestos a calor excesivo.

METODOS DE PRODUCCION DE HIDROGENO.

Los más comunes son:

Reformado con Vapor de Agua (Tema de Proyecto en proceso
avanzado de realización) .

Electrolisis del Agua (Tema de Proyecto en sus primeras etapas de concreción).

PRODUCCION DE HIDROGENO A PARTIR DE GAS NATURAL.
Reformado con Vapor de Agua.
Conversión catalítica endotérmica de un combustible (sólido, líquido, gaseoso) para producir un gas combustible.

Es el método mas usado para producir H2 (78% del actualmente producido a nivel mundial; 45% a partir de Gas Natural).

Se emplean dos reactores en serie y una etapa de purificación del H2 obtenido, saber:
Reformador (Catalizador de Ni).
CH4 + H20  3 H2 + CO /\ H = + 206.16 kJ/mol CH4

Reacción fuertemente endotérmica; se optimiza a 700/850 C y a 3/25 bar abs.
Relación óptima vapor /CH4 3-5
Shift ( Mejora de Conversión, catalizador de Cr-Fe).
CO + H2O  H2 + CO2 /\ H = - 41.15 kJ/mol CO

Reacción exotérmica; se optimiza a 200/600 C

Purificación PSA (Adsorción a presión con distintos adsorbentes, sílica gel, carbón activado, zeolitas).
Permite obtener H2 de 99.99% de pureza.

Este proceso de Reformado genera energía calórica en exceso que puede exportarse como vapor para ser consumido fuera de la planta de obtención de H2.

Si bien tiene el inconveniente de liberar CO2, éste puede ser absorbido para ser comercializado.

Al presente existe sólo una tecnología que no produce CO2: Pirolisis
CH4  C + 2H2 /\ H = + 17.8 kJ/mol CH4.
Permite obtener C como subproducto valioso.

Se trata de una tecnología nueva, en evolución de la que por no existe mucha información técnica disponible. Es acoplable al empleo de energía solar.

PRODUCCION DE HIDROGENO MEDIANTE ELECTROLISIS DEL AGUA.

Se requiere una fuente de energía y otra de agua.

Como fuente de energía renovable no convencional a utilizar que se presenta con mejores ventajas para este proyecto, es la energía eólica, dado su potencial en nuestro país así como el desarrollo actual de los aerogeneradores.

Se manejan dos alternativas para utilizar el H2 como fuente de energía alternativa, a saber.

a) Almacenamiento de la energía eólica con el propósito de cubrir las variaciones típicas de este tipo de generación.

Los dos posibles caminos a estudiar para obtener energía eléctrica a partir del H2, consisten en la combustión del H2 en una central térmica o a través de celdas de combustible con la posterior transformación corriente continua/alterna en un conversor.

b) Empleo como combustible para abastecimiento en el sector transporte.

BIO-DIESEL: COMBUSTIBLE RENOVABLE PARA MOTORES DIESEL

El combustible de origen vegetal que reemplaza al gasoil fósil es tecnicamente un producto quimico llamado metilester de acidos grasos y se elabora desde hace 150 años a partir de aceites vegetales obtenidos de semillas, plantas o algas oleaginosas y tambien reciclando aceites usados en fritura (fuentes renovables).

El metilester se usa para formular piojicidas, coadyuvantes de agroquimicos, herbicidas, solventes, detergentes sulfonados y muchos otros productos biodegradables. Hace un cuarto de siglo se comenzo a utilizar en USA en los motores diesel con el nombre de fantasia "BIO-DIESEL". Actualmente es empleado en 25 países para disminuir la polucion ambiental y el consumo de petrodiesel (fuente no renovable).

Su energía específica es un 5% menor que la del gasoil, pero su elevada lubricidad compensa esta diferencia, por lo que el rendimiento energético de ambos combustibles, en un motor, es esencialmente el mismo.

La lubricidad del BIODIESEL es notable: duplica la vida útil de los motores que lo utilizan. Por este motivo se lo usa mezclado con el gasoil actual, de muy bajo tenor de azufre, para mejorar la lubricidad de aquel. También se mejora asi el índice de cetano del gasoil fósil. Esta solucion es usada actualmente en casi todo el mundo.

Lea aqui un informe tecnico completo del Departamento de Energia de USA (en ingles) referido a la produccion, caracteristicas y uso del biodiesel en motores diesel marinos.

La fabricación de BIODIESEL (nombre tecnico: alcoholester de acidos grasos) es sencilla y no requiere de economías de escala: se parte de un aceite vegetal nuevo o de descarte (ya cocinado), que se somete a un proceso quimico llamado transesterificación o alcoholisis.

La transesterificación puede hacerse a temperatura ambiente, mediante mezcla mecánica de un alcohol, un álcali y el aceite vegetal.

El alcohol se utiliza en una proporción del 15 al 25%, y el álcali es menos del 1% de la mezcla inicial. Al cabo de un cierto tiempo de reposo, se separan por decantación natural el METILESTER y el glicerol. La proporción de glicerol que se obtiene como subproducto es similar a la proporción de alcohol utilizada.

Ambos productos son la base esencial de la industria Oleoquimica desde 1847. El glicerol tiene innumerables usos en el agro, industria, medicina, cosmética y alimentación.
Este glicerol que se extrae del aceite puede venderse tal cual o transformarse en otros productos de mayor valor agregado (por ejemplo: comestible para ganado, acaricida de amplio espectro, aceite soluble para maquinado de metales, jabon liquido y solido de glicerina), o tambien ser procesado (en cantidad) para obtener glicerina industrial o farmaceutica.

Se puede recuperar una parte del alcohol usado durante el proceso, pero es beneficioso dejarlo en la solucion. Vea los detalles de nuestros reactores BD2 aqui!. Con nuestra tecnologia BD JET de alta temperatura, un litro de aceite se transformara en aproximadamente un litro de BD.

El BIODIESEL que producen los reactores BD2 requiere solamente filtrado previo en 5 micrones antes de ser usado. Como no es atacado por bacterias (el BD lavado o bajo norma, si lo es), puede almacenarse largo tiempo en forma sencilla y económica.

El metilester reduce la contaminación. Las emisiones netas de dióxido de carbono (CO2) y de dióxido sulfuroso (SO2) se reducen un 100 %. La emisión de hollín se reduce un 40-60%, y las de hidrocarburos (HC) un 10-50 %. La emisión de monóxido de carbono (CO) se reduce un 10-50%. Se reduce igualmente la emisión de hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs), y en particular de los siguientes derivados, de comprobada acción cancerígena: Fenantrén - 97%; Benzoflúorantren - 56%; Benzopirenos - 71%. Finalmente, la emisión de compuestos aromáticos y aldehídos se reduce un 13%, y las de óxidos nitrosos (NOx) se reducen, o aumentan, 5-10% de acuerdo con el desgaste del motor, y la calibración de la bomba inyectora.

El metilester es 100% biodegradable. En menos de 21 días, desaparece toda traza del mismo en la tierra. Su toxicidad es inferior a la de la sal común de mesa. Su combustión genera, de acuerdo con el aceite vegetal que se utilice, nuevo o usado, un olor similar al de las galletitas dulces, o al de las papas fritas.

Dado que el insumo principal es el aceite vegetal, resulta importante conocer las posibilidades agricolas disponibles para producirlo. Los litros de aceite (o sea: de BIODIESEL) que se obtienen por hectárea y por año, dependerán del cultivo que da origen al aceite vegetal. Algunos de los mas comunes son :

- Soja (Glicine max): 420 litros
- arroz (Oriza sativa): 770 litros
- tung (Aleurites fordii): 880 litros
- girasol (Helianthus annuus): 890 litros
- maní (Arachis hipogaea): 990 litros
- colza (Brassica napus): 1100 litros
- ricino/tartago (Ricinus communis): 1320 litros
- jatropha/tempate/piñon (Jatropha curcas): 1590 litros.
- aguacate, palta (Persea americana): 2460 litros
- coco (Cocos nucifera): 2510 litros
- cocotero (Acrocomia aculeata): 4200 litros
- palma (Elaeis guineensis): 5550 litros

La ecuación económica del BIODIESEL dependerá también del tipo de residuo sólido que la extracción del aceite genera. Si este residuo es apto para uso humano, o para alimentos balanceados, tendra valor, y el costo del aceite vegetal será proporcionalmente menor. Si por el contrario sólo se vende para ciertos alimentos balanceados, o para uso industrial y/o fertilizante, entonces el costo del aceite vegetal será mayor.

Vea aquí la minifabrica de aceite diseñada para procesar la semilla oleaginosa en cada hacienda o cooperativa agricola. Produce aceite de alta calidad con muy bajo costo de operacion.

En este momento, tomando en cuenta los valores de los alcoholes, y de los granos oleaginosos, como asimismo los precios de mercado de los alimentos balanceados, y del glicerol, el precio resultante del BIODIESEL para el productor Argentino, oscila entre los 30 y los 40 centavos de dolar USA por litro.

El metilester, además de sus ventajas ambientales, permite un ahorro substancial en los costos de producción del sector agropecuario. Con los rindes actuales, prensando el 3% del girasol cosechado, se obtiene combustible para cultivar el 100% del campo. Estudie aqui detalles de la primera planta integrada conocida en el mundo.

Igualmente, al ser un producto quimico valioso para formular agroquimicos, detergentes sulfonados y lubricantes ecologicos, mejora la relación productos primarios/petróleo, y representa la única respuesta económicamente válida a los subsidios del sector agropecuario de los países industriales.

La mejora de los costos de producción pasa forzosamente por la reducción del costo energético. El metilester, elaborado por los propios productores, es ideal para esto, ya que reduce sustancialmente su costo del combustible, a la par que aumenta la duración en servicio de los motores agricolas.

Fabricar metilester no requiere de megaproyectos, o inversiones avaladas por el Estado que impliquen onerosos créditos. De hecho, se puede hacer biodiesel con solo mezclar los componentes en una batidora de uso doméstico. Por ello, nuestros reactores BD2 estan diseñados con simplicidad, para ser manejados por cualquier persona que sepa leer.