viernes, 13 de marzo de 2009

Centrales Geotérmicas

Su funcionamiento :
Una central geotérmica funciona igual que una térmica, solo varía la forma de calentar el agua.
- El vapor de agua a altas temperaturas (hasta 600º C) se canaliza desde el interior de la Tierra hasta la central permitiendo la evaporación del agua presente en las numerosas tuberías que se encuentran alrededor de la caldera. El vapor de agua adquiere mucha presión, por lo cual se utiliza para mover una turbina conectada al generador. Al girar la turbina se produce la electricidad, que viaja del generador hasta los transformadores, que elevan la tensión para transportar esta energía por la red eléctrica hasta los centros de consumo.
Con este dibujo se puede resumir lo dicho, pero en lugar del combustible se encontraría el calor interno de la Tierra.
Por otro lado está funcionando el sistema de refrigeración que permite empezar de nuevo el ciclo, es decir, condensa el vapor de agua para que pueda volver a ser utilizado. El agua es condensada en una parte de la central que se mantiene a baja temperatura gracias a un sistema cerrado de tuberías que lo refrigeran, el condensador. Las tuberías contienen agua fría que reduce la temperatura del agua usada para mover la turbina, permitiendo su condensación. Cuando el agua del sistema de refrigeración se calienta, se dirige hacia las torres de refrigeración, donde se vuelve a enfriar en contacto con aire frío. Y así se realiza continuamente el mismo ciclo.
También hay otro tipo de centrales que usan directamente el vapor de agua del interior de la Tierra para mover la turbina.

Esquema de su funcionamiento con el nombre de las partes:




Impacto ambiental que producen y tecnologias para solucionarlo:

La energía geotérmica es un recurso abundante en bastantes países en
vías de desarrollo, y de hecho la única energía autóctona significativa que puede explotarse.
El aprovechamiento de depósitos termales con temperaturas poco elevadas, también es viable, como han mostrado los desarrollos técnicos en Francia relativos a distribución de calor procedente de tales depósitos.Es posible que en las próximas décadas se alcance un tope en la proliferación del uso de la energía geotérmica, ya que dicho uso se halla condicionado a los depósitos termales que existan en la Tierra. Según estimaciones del Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, la cantidad por localizar puede superar entre tres y diez veces a la de los conocidos. Una vez se hayan puesto en marcha centrales en todos esos emplazamientos, las posibilidades de la energía geotérmica habrán llegado al límite, exceptuando los desarrollos futuros a largo plazo, que podrían ir por la vía de excavar pozos a muchos kilómetros de profundidad, buscando el calor irradiado por el núcleo del planeta, y en definitiva, provocar la creación de géisers e incluso volcanes por métodos artificiales, algo sumamente arriesgado pero al mismo tiempo fascinante.

Tecnologías correctoras:

La Certificación de tecnologias correctoras de centrales geotermicas
de Edificios es, a fecha de hoy, una asignatura pendiente de la Administración. Se predica constantemente en pro de una España sostenible y energéticamente eficiente, pero ese dictado no va acompañado de medidas efectivas, o al menos, esa es la sensación de la gran mayoría de los agentes involucrados en el procedimiento de Certificación. Arquitectos, Ingenieros, Ayuntamientos, Organismos de Control ... se hayan envueltos en un mar de incertidumbre por falta de un sistema claro y tipificado. Con el Real Decreto 47/2007, la Administración Central sale al paso, posiblemente evitando una sanción de la Comunidad Europea, y pasando la "patata caliente" a las Comunidades Autónomas. No obstante, sólo algunas de ellas, como es el caso de la Comunidad Valenciana, destacan por su iniciativa y compromiso en este área.TÉCNICO CENTRAL EN LA JORNADA "CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS" ORGANIZADA POR LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIAEl pasado 16 de mayo de 2008, la
Universidad Politécnica de Valencia organizó junto con las empresas energesis, BALMART y el Instituto Tecnológico de la Construcción (AIDICO), una Jornada sobre Certificación Energética de Edificios, con el objetivo de dar a conocer el estado actual de la normativa de certificación, y estando especialmente dirigida a la comunidad universitaria de la universidad Politécnica de Valencia (UPV), así como a profesionales de los diversos sectores de la comunidad empresarial afectada por los cambios normativos y los crecientes costes de la energía: ingenieros, promotores, constructores, arquitectos, etc.HERRAMIENTAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOSLas ponencias estuvieron de la mano de profesionales de elevada solvencia técnica, iniciando la jornada Da Teresa Magraner, Directora de Ingeniería de energesis, quien tras una amplia introducción sobre los consumos de los sectores Residencial y Servicios (65% de la energía eléctrica y 40% de la energía final), y la necesidad de actuación sobre el ...mejor diseñomejor construcciónmejor control y mantenimiento... de edificios y sus instalaciones, de los índices de evaluación, tales como:intensidad energética = consumo / P.I.B. (s. terciario) ó consumo por hogar (s. residencial)demanda = cargas térmicas + A.C.S.consumo energético final = demanda / rendimiento global de la instalaciónemisiones de CO2 = consumo energético final x factores de emisiónExpuso las distintas herramientas que existen en el mercado (TRNSYS, DOE2 ...) para llegar a conclusiones sobre las necesidades energéticas precisas en la fase de diseño del edificio, categorizándolas en función del tipo de análisis (monozona, multizona ...) y del régimen de transferencia de calor considerado.Acercó a los asistentes conceptos como "curva de carga desfasada y amortiguada" y "curva de carga corregida", así como una panorámica de los documentos reconocidos "LIDER" y "CALENER" (VYP y GT), ya conocidos por la mayoría.


Centrales en España y en el mundo :

Los Géiseres" (The Geysers), a 145 km al norte de San Francisco es la planta más grande de las que funcionan con vapor seco. La planta comenzó a fncionar en 1960 con 1.360 MW de capacidad instalada y genera 1.000 MW netos. La "Calpine Corporation" es dueña de 19 de las 21 plantas en The Geysers, y en EE.UU. es el productor de energía renovable geotérmica más grande. Las otras dos plantas son propiedad de la "Northern California Power Agency" y "Santa Clara Electric". Cada actividad de una planta geotermica afecta a todas las vecinas, por lo que la propiedad consolidada de "The Geysers" ha sido beneficioso debido a la operación sincrónica y cooperativa, dejando de lado cualquier ventaja unitaria de corto término. Los Geiseres se recargan por inyección de los efluentes cloacales de las ciudades de Santa Rosa y de Lake County, California con plantas depuradoras del agua residual. Anteriormente, esos efluentes cloacales se arrojaban a ríos y arroyos. Ahora se introducen en el yacimiento geotermica, recargándolo para producir vapor. Otra gran cuenca geotermica es el centro sur de California, en la orilla sudeste del Mar Salton Salton Sea, cerca de las ciudades de Niland y de Calipatria. Desde 2001, hay 15 plantas geotermicas produciendo electricidad. CalEnergy es dueña de 8 plantas y el resto son de varias compañías. La producción total de las plantas es de 570 MW. En las provincias geológicas "Basin" y "Range" en Nevada, sudeste de Oregón, sudoeste de Idaho, Arizona y oeste de Utah se está produciendo un rápido desarrollo geotermal. En los 1980shabía varias plantas pequeñas, cuando los precios de la energía eran altos. En los 1990s bajó el costo de la energía, no haciéndose desde entonces nuevas instalaciones. En los 2000s resurge la industria geotermica por las nuevas subidas del precio de la energía: plantas en Nevada "Steamboat", "Brady/Desert Peak", "Dixie Valley", "Soda Lake", "Stillwater" y Beowawe" que producen conjuntamente 235 MW. Y más empresas están preparando nuevos proyectos. La energía geotermica es muy eficiente en costos en la zona del Rift, África. KenGen de Kenya ha hecho dos plantas: Olkaria I (45 MW) y Olkaria II (65 MW), y se prevé una tercera planta privada, Olkaria III (48 MW), explotada por la Cía. israelí, especializada en geotermia, Ormat. Hay planes para incrementar la capacidad de producción en otros 576 MW para 2017, cubriendo el 25 % de las necesidades eléctricas de Kenya, y reduciendo la dependencia del combustible importado. Se genera electricidad "geotermica" en más de 20 países. Islandia produce el 17% de sus necesidades de la energía geotermica, EE. UU., Italia, Francia, Nueva Zelandia, México, Nicaragua, Costa Rica, Rusia, Filipinas (1.931 MW (2º tras EE.UU., 27 % de su electricidad), Indonesia y Japón. Canadá que tiene 30.000 instalaciones de energía geotermica para dar calefacción domiciliaria y a comercios) tiene una planta experimental geotermico-eléctrica en la Montaña Meager Mountain, área de Pebble Creek en la Columbia Británica, con 100 MW en futuro próximo.





Imagenes relacionadas:









Centrales Mareomotrices

Su funcionamiento:
El funcionamiento de las centrales mareomotrices es similar al de las grandes centrales hidroeléctricas. En un estuario se construye un presa que lo cierre de orilla a orilla. En la pleamar, se cierran las compuertas, que se abren un par de horas antes de la bajamar para, aprovechando el desnivel generado entre ambos lados de la presa, producir electricidad. Las turbinas están colocadas en los túneles que desaguan la presa a través del dique (ver simulación).
Cuando se iguala el nivel del agua a uno y otro lado de la presa, no se puede seguir generando electricidad. Se cierran de nuevo las compuertas, y nuevamente, poco antes de la pleamar, vuelve a aprovecharse el desnivel, ahora del lado contrario, ya que está más alta el agua en el mar que en la ría. Se abren las puertas y nuevamente la corriente, que ahora procede del mar, acciona las turbinas y genera electricidad.

Esquema de funcionamiento con el nombre de las partes :


Impacto ambiental que producen y tecnologías para solucionarlo:

Estas centrales, lamentablemente, provocan un fuerte impacto ambiental. Para empezar, las aguas que vierten al mar no lo alcanzan como es debido. Además, los estuarios son los ecosistemas más productivos y sensibles del mundo; y la inundación que provoca la presa, tiene un efecto descomunal sobre la fauna del estuario, especialmente las aves.
Consecuencia de ello es que se han empezado a explorar otras maneras alternativas para aprovechar las mareas. Una de ellas es crear estanques artificiales. El principio es el mismo, pero en este caso se renuncia a usar la totalidad del agua de la ría, y únicamente se aprovecha la que penetra a (y sale de) los estanques. Pero para que este tipo de centrales sean rentables, los estanques deben ser de capacidad muy grande.


La energía del mar es limpia y renovable. Una vez construida la central de marea o de olas, la energía es gratuita e inagotable. No produce gases ni otros residuos.
La tecnología más desarrollada es la que aprovecha las mareas. Aún así, parece que cada vez se usarán menos.
dado que los costes e inversiones que conlleva la construcción de este tipo de centrales son muy altos para la energía que producen. Además, no se pueden instalar en cualquier sitio. Su rentabilidad únicamente es atractiva en aquellas zonas donde la diferencia de cota entre las mareas alta y baja es significativa.
Las centrales de marea únicamente pueden funcionar cuatro veces al día, es decir, coincidiendo con las pleamares y con las bajamares (durante unas 10 horas al día). Además, dado que existe un desfase entre la duración del día y la del ciclo de marea, que es lunar y dura 24,8 horas), las horas de producción varían de un día para otro y genera complicaciones en el sistema general de energía.
Pero, sobretodo, causan daños muy grandes al medio ambiente. Los cambios en el estuario se extienden por varios kilómetros río arriba y río abajo de la presa, y ello condiciona del todo el hábitat del estuario.
Debido a ello se han reforzado las otra vías de aprovechamiento de la energía del mar.
Por una lado, se están desarrollando turbinas capaces de aprovechar las corrientes subacuáticas generadas por las mareas, en lugar de tener que levantar costosas presas. Ya que no hay que construir presas, además de reducirse el costo, se reduce también el impacto. No obstante, de momento sólo existen prototipos capaces de aprovechar esas corrientes de marea.
Por lo tanto, todo indica que serán las olas la fuente de energía del mar más importante. Las centrales de olas están aún en fase de desarrollo, pero para ahora ya han cosechado buenos resultados; posiblemente conozcan una evolución similar a la de los aerogeneradores en los próximos años.


Centrales instaladas en España y en el Mundo :




Imagenes relacionadas:





jueves, 12 de marzo de 2009

Centrales Eólicas

Su funcionamiento:

En las centrales eólicas se aprovecha la energía del viento (cinética), que se transforma en energía eléctrica en unos aparatos llamados aerogeneradores. El viento mueve las aspas, y este movimiento se transmite mediante una serie de engranajes a un generador eléctrico.
El mayor inconveniente de estas instalaciones es el fuerte condicionante geográfico: las centrales eólicas solo son rentables en zonas en las que el viento es intenso con regularidad.


Esquema de funcionamiento con el nombre de las partes:





Impacto ambiental:

El ruido de los aerogeneradores alcanza al menos los 2 km de distancia. Son especialmente molestos en el medio natural, donde no existen barreras ni otros sonidos de fondo que los de la propia naturaleza.

Erosión del suelo, sobre todo si se instalan en las cumbres. En estos lugares - de inicio de los procesos erosivos-, puede acabar afectando, por cambios de escorrentías, a suelos situados aguas abajo.

La perdida de vegetación es inasumible cuando afecta a endemismos, espacios forestados, y masas botánicas singulares o relictas. Lo que no es infrecuente en las cumbres montañosas.Ciertas formaciones, como los bosques mediterráneos, pueden verse afectados por eventuales incendios, bien porque las instalaciones dificulten las tareas de extinción, bien porque las aspas de los aerogeneradores atraen rayos, y pueden ser la causa de sus comienzos.

Por más que se empeñen los promotores, los aerogeneradores tienen un impacto brutal sobre la avifauna, especialmente intenso si se colocan en rutas migratorias (ejemplos de Navarra y Tarifa), en lugares de nidificación y campeo de grandes planeadoras (en águilas y buitres, especialmente comprobado)El efecto no es sólo por choque, también se genera un vacío de hábitat . Ciertas rapaces son especialmente sensibles a cualquier molestia. Se han constatado abandono de nidos de águilas reales (ejemplos: en el monte Toranzo y en Peña Alta, provincia de Burgos).

Se quieren colocar parques eólicos en las cumbres montañosas, con una incidencia visual enorme, y siendo estas unidades de alta fragilidad paisajística.El paisaje, en tanto indicador del estado de salud de los ecosistemas, de usos y aprovechamientos, y del estilo y calidad de la gestión del desarrollo, debe ser preservado como un recurso natural cada día más escaso y valioso, capaz de generar a la población beneficios socioeconómicos inmediatos, al ser un recurso cada vez mas valorado por todas las capas sociales.La atrocidad de estas instalaciones sobre el patrimonio cultural, histórico, y arqueológico es evidente. No sólo se afectan sus unidades paisajísticas, también se afectan yacimientos en su integridad (las obras de algunos parques eólicos en Burgos, fueron denunciadas cuando la maquinaria afectó a yacimientos como castros y tumbas neolíticas)

Lejos de generar beneficios económicos (los promotores se presentan como reyes magos que regalan dinero a espuertas, y se erigen en presuntas tablas de salvación para las escuálidas arcas municipales de muchos pueblos), los perjuicios son fáciles de comprender si se detiene uno un poco y realiza el siguiente análisis:
Contratos de arrendamiento, que contienen ciertas cláusulas muy desfavorables como la de estar obligados a ceder otros terrenos en caso de que los promotores necesiten ampliaciones o construir nuevos parques.
Cláusulas de revisión en función del precio de venta de la tarifa eléctrica, hoy subvencionada de manera que se paga una prima sobre la energía producida por una central convencional. Esto viene a significar que en muy pocos años los propietarios cobrarán por aerogenerador menos de lo que hoy se les ofrece.
Pérdida de valor de todas las fincas de la zona y alrededores.
Pérdida de atractivo, que repercute en actividades turísticas entre otras, como el sector de la construcción.
Pérdida de calidad de vida, ligada a la calidad ambiental, y que se ha convertido en toda sociedad de progreso en un parámetro tan valorado por las personas como es el nivel de renta y la estabilidad laboral.

Tecnologias para frenar el impacto ambiental:

Toda persona y todo municipio, en cuyas propiedades se quieran construir parques eólicos, deberían tener conocimiento de las desventajas - además de las ventajas, exclusivamente económicas- , que representa para el medio y para los bienes y derechos de las personas que viven en el entorno. Sólo así está justificado el acuerdo que se pueda llevar a cabo entre promotores y propietarios.En caso contrario, estos últimos, que cuentan con el legítimo derecho a procurarse beneficios a su favor, se encuentran en una clara situación de indefensión.

Centrales instaladas en España y en el mundo :


Imagenes:





Centrales Fotovoltaicas

Su funcionamiento:

Las centrales fotovoltaicas producen electricidad sin necesidad de turbinas ni generadores, utilizando la propiedad que tienen ciertos materiales de generar una corriente de electrones cuando incide sobre ellos una corriente de fotones. La clave del funcionamiento de las células fotovoltaicas está en la disposición en forma de sandwich de materiales dopados de diferente forma, de manera que unos tengan exceso de electrones y otros, por el contrario, "huecos" con déficit de electrones. Los fotones de la luz solar portan una energía que arranca los electrones sobrantes de una capa y los hace moverse en dirección a los "huecos" de la otra capa. El resultado es la creación de flujo de electrones excitados, y por lo tanto, un voltaje eléctrico. Este voltaje conseguido es muy pequeño: por ejemplo, una iluminación con una potencia de 1 kW por metro cuadrado genera apenas un voltaje de 0,5 voltios.La solución consiste en conectar en serie gran número de células: en el ejemplo anterior, conectando 36 células obtendremos una tensión de 18 voltios. Conectando gran número de células, podremos alcanzar el voltaje que deseemos. En la práctica, muchas instalaciones fotovoltaicas son pequeñas y se usan para propósitos específicos: por ejemplo, para apoyar el suministro eléctrico de una casa, o para señalizaciones de carretera. Pero también existen algunas grandes instalaciones más o menos experimentales.

Esquema de funcionamiento con el nombre de las partes:






El impacto ambiental que producen:

• FASE DE CONSTRUCCIÓN:
• Ocupación de suelo permanente (suelo, vegetación, fauna, usos, paisaje, patrimonio)
• Ocupación de suelo temporal (idem)
• Cambios en la topografía del terreno (geología, riesgos erosivos, paisaje, patrimonio)
• Emisión de contaminantes (calidad atmosférica, suelo, usos, hidrología)
• Emisión de sólidos (calidad atmosférica, paisaje, hidrología)
• Compactación y erosión del suelo (erosión, usos, cubierta vegetal)
• Emisión de ruidos (fauna, medio social, paisaje)
• Introducción de elementos ajenos al entorno (medio social, paisaje)
• Molestias generales en obras (fauna, medio social, paisaje)
• Aumento del riesgo de incendios (prácticamente todos)
• Producción de sobrantes y residuos (valores naturalísticos, paisaje)

• FASE DE FUNCIONAMIENTO:
• Cambios locales del clima (clima, vegetación, usos, fauna, medio social)
• Introducción de elementos ajenos al entorno (paisaje, medio social)
• Aumento de riesgos para la fauna (fauna)
• Efecto barrera (fauna)
• Introducción de nuevos usos (suelo, usos)
• Generación de residuos tóxicos y peligrosos (agua, suelos, ecosistemas)
• Labores de mantenimiento (fauna, medio social, paisaje)
• Riesgos para las personas (medio social)


• FASE DE FIN DE VIDA ÚTIL:
• Emisión de contaminantes (suelo, usos, hidrología, calidad atmosférica)
• Emisión de sólidos (calidad atmosférica, paisaje, hidrología)
• Compactación y erosión del suelo (erosión, usos, cubierta vegetal)
• Emisión de ruidos (fauna, medio social, paisaje)
• Introducción de elementos ajenos al entorno (medio social, paisaje)
• Molestias generales en obras (fauna, medio social, paisaje)
• Aumento del riesgo de incendios (prácticamente todos)
• Producción de sobrantes y residuos (valores naturalísticos, paisaje)


PRINCIPALES IMPACTOS:
– eliminación de la cubierta vegetal,
– pérdida de hábitats para la fauna,
– erosión
– impacto paisajístico


Tecnologías para disminuir el impacto ambiental:


Centrales instaladas en el mundo y en España:




Imagenes relacionadas:






viernes, 6 de marzo de 2009

Centrales Térmicas de Biomasa

Su funcionamiento:

Dispone de una tecnología contrastada, para la gasificación de diferentes tipos de biomasa: cascarilla de arroz, orujillo de aceituna, madera, etc. con plantas industriales en funcionamiento.

Las plantas de gasificación están basadas en un concepto modular, pudiendo procesar entre 8.000 y 60.000 toneladas de biomasa por año.

El gas obtenido a partir de las plantas de gasificación, se utiliza como combustible en los grupos motor-generador, que lo transforman en energía eléctrica que se exporta al sistema eléctrico.


El alto rendimiento de las plantas de gasificación de biomasa realizadas, y la posterior generación eléctrica con grupo motor-generador representan una solución competitiva, frente a los sistemas convencionales de combustión en caldera.


Esquema de funcionamiento con los nombres de las partes:

El impacto ambiental que producen:

La co-combustión de biomasa en centrales térmicas convencionales reduce el consumo de combustibles fósiles. Además, las emisiones de CO2 derivadas de la biomasa no computan, puesto que se acepta que el CO2 que emite en su combustión se compensa con el que absorbe la biomasa a lo largo de su ciclo de vida. Por tanto, en la práctica la utilización de biomasa supone un ahorro de derechos de emisión de CO2 en la instalación. En función de la biomasa de la que hablemos, las emisiones típicas de SOx y NOx también son ligeramente inferiores. El uso de biomasa, además de resultar sumamente favorable para cumplir con el objetivo de reducción de emisiones, reduce el impacto ambiental de los residuos agrícolas y forestales y también las posibilidades de incendios en bosques.
Tecnologías para disminuir el impacto ambiental:

Con esta tecnología, los costes de inversión por kW instalado son, en general, inferiores a los que requeriría una central 100% biomasa. Las centrales térmicas ganan además a las centrales 100% biomasa en eficiencia y rendimiento, y cuentan además con una gran ventaja frente a ellas: si se interrumpe el suministro de residuos pueden seguir operando sólo con carbón.
La cantidad de combustible que puede ser sustituida por biomasa depende del tipo de caldera y de la tecnología utilizada. Se habla, en general, de “combustión directa premezclada”, cuando el carbón se mezcla con la biomasa antes de entrar en caldera; “co-combustión directa separada”, la biomasa se inyecta en caldera de forma independiente y separada del carbón; y “co-combustión indirecta o gasificación”, la biomasa se gasifica y se introduce en caldera en forma gaseosa. Además se deben tener en cuenta las características y la cercanía de la materia prima, así como los potenciales problemas que puedan surgir por la presencia en la biomasa de materias contaminantes, como pinturas o lacas.

Centrales instaladas en España y en el mundo:







En el mundo:







Imagenes relacionadas:






viernes, 27 de febrero de 2009

Centrales Hidroeléctricas

Su Funcionamiento:


Una central hidroeléctrica es aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.
En general estas centrales aprovechan la energía potencial que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual trasmite la energía a un alternador en cual la convierte en energía eléctrica.


La energía hidráulica es puesta a disposición por la naturaleza gracias al Ciclo hidrológico, el cual es monitorizado por la energía solar, comenzando por la evaporación de diversas masas de agua y culminando con la precipitación. Los cauces de agua presentan dos formas fácilmente aprovechables de energía:
La energía potencial gravitatoria, la cual se obtiene en virtud de un salto geodésico y puede superar los 3.000 J/Kg para más de 300 m de desnivel.
La energía cinética, la cual es despreciable en comparación con la potencial, ya que en los ríos en general el fluido no supera velocidades de 5 m/s.[1]
Las formas más frecuentemente utilizadas para explotar esta energía:


El principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidráulico de los ríos se basa en el hecho de que la velocidad del flujo de estos es básicamente constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es cuesta abajo. Este hecho revela que la energía potencial no es íntegramente convertida en cinética como sucede en el caso de una masa en caída libre, la cual se acelera, sino que ésta es invertida en las llamadas perdidas, es decir, la energía potencial se "pierde" en vencer las fuerzas de fricción con el suelo, en el trasporte de partículas, en formar remolinos, etc.. Entonces esta energía potencial podría ser aprovechada si se pueden evitar las llamadas perdidas y hacer pasar al agua a través de una turbina. El conjunto de obras que permiten el aprovechamiento ya descrito reciben el nombre de central hidroeléctrica.


Tipos de Centrales Hidroeléctricas


Según su concepción arquitectónica
Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta, y conectadas por medio de una tubería en presión.
Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de túneles, tuberías en presión, o por la combinación de ambas.

Según su régimen de flujo
Centrales a filo de agua servida.
También denominadas centrales de agua fluyente o de pasada, utilizan parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. Operan en forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse. Turbinan el agua disponible en el momento, limitadamente a la capacidad instalada. En estos casos las turbinas pueden ser de eje vertical, cuando el río tiene una pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del río es baja.
Centrales de embalse.
Es el tipo más frecuente de central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar energía durante todo el año si se dispone de reservas suficientes. Requieren una inversión mayor.
Centrales de acumulación por bombeo
Artículo principal: Central hidroeléctrica reversible
Se trata de un tipo de central que solo genera energía en horas punta y la consume en horas valle (noches y fines de semana), mediante un grupo electromecánico de bombeo y generación. Justifican su existencia para hacer frente a variaciones de demanda energética en horas determinadas. Distinguimos tres tipos; centrales puras de acumulación, centrales mixtas de acumulación y centrales de acumulación por bombeo diferencial.

Otros tipos de centrales hidroelectricas


Centrales mareomotrices
Artículo principal: energía mareomotriz
Utilizan el flujo y reflujo de las mareas. Pueden ser ventajosas en zonas costeras donde la amplitud de la marea es amplia, y las condiciones morfológicas de la costa permiten la construcción de una presa que corta la entrada y salida de la marea en una bahía. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bahía.
Centrales mareomotrices sumergidas.
Utilizan la energía de las corrientes submarinas. En 2002, en Gran Bretaña se implementó la primera de estas centrales a nivel experimental.
Centrales que aprovechan el movimiento de las olas.
Este tipo de central es objeto de investigación desde la década de los 80. A inicios de agosto de 1995, el "Ocean Swell Powered Renewable Energy (OSPREY)" construyó la primera central que utiliza la energía de las olas en el norte de Escocia. La potencia de esta central es de 2 MW. Lamentablemente fue destruida un mes más tarde por un temporal.


El tipo de funcionamiento de una central hidroeléctrica puede variar a lo largo de su vida útil. Las centrales pueden operar en régimen de:
generación de energía de base;
generación de energía en períodos de punta. Estas a su vez se pueden dividir en:
centrales tradicionales;
centrales reversibles o de bombeo.
La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región, o país, tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que se destacan:
-tipos de industrias existentes en la zona, y turnos que estas realizan en su producción;
-tipo de cocina doméstica que se utiliza más frecuentemente;
-tipo de calentador de agua que se permite utilizar;
-la estación del año;
-la hora del día en que se considera la demanda.



La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda, así, a medida que aumenta la potencia demandada deberá incrementarse el caudal turbinado, o iniciar la generación con unidades adicionales, en la misma central, e incluso iniciando la generación en centrales reservadas para estos períodos.


Esquema de funcionamiento con nombres de las partes:






























Impacto ambiental:

Los potenciales impactos ambientales de los proyectos hidroeléctricos son siempre significativos. Sin embargo existen muchos factores que influyen en la necesidad de aplicar medidas de prevención.
Principalmente: La construcción y operación de la represa y el embalse constituyen la fuente principal de impactos del proyecto hidroeléctrico.[2] Los proyectos de las represas de gran alcance pueden causar cambios ambientales irreversibles, en una área geográfica muy extensa; por eso, tienen el potencial de causar impactos importantes. Ha aumentado la crítica de estos proyectos durante la última década. Los críticos más severos sostienen que los costos sociales, ambientales y económicos de estas represas pesan más que sus beneficios y que, por lo tanto, no se justifica la construcción de las represas grandes. Otros mencionan que, en algunos casos, los costos ambientales y sociales puede ser evitados o reducidos a un nivel aceptable, si se evalúan, cuidadosamente, los problemas potenciales y se implantan medidas correctivas que son costosas.
El área de influencia de una represa se extiende desde los límites superiores del embalse hasta los esteros y las zonas costeras y costa afuera, e incluyen el embalse, la represa y la cuenca del río, aguas abajo de la represa. Hay impactos ambientales directos asociados con la construcción de la represa (p.ej., el polvo, la erosión, problemas con el material prestado y de los desechos), pero los impactos más importantes son el resultado del embalse del agua, la inundación de la tierra para formar el embalse, y la alteración del caudal de agua, aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos directos en los suelos, la vegetación, la fauna y las tierras silvestres, la pesca, el clima y la población humana del área.



Los efectos indirectos de la represa incluyen los que se asocian con la construcción, el mantenimiento y el funcionamiento de la represa (p.ej., los caminos de acceso, los campamentos de construcción, las líneas de transmisión de energía) y el desarrollo de las actividades agrícolas, industriales o municipales que posibilita la represa.
Además de los efectos directos e indirectos de la construcción de la represa sobre el medio ambiente, se deberán considerar los efectos del medio ambiente sobre la represa. Los principales factores ambientales que afectan el funcionamiento y la vida de la represa son aquellos que se relacionan con el uso de la tierra, el agua y los otros recursos en las áreas de captación aguas arriba del reservorio (p.ej., la agricultura, la colonización, el desbroce del bosque) que pueden causar una mayor acumulación de limos, y cambios en la cantidad y calidad del agua del reservorio y del río. Se tratan estos aspectos en los estudios de ingeniería.



El beneficio obvio del proyecto hidroeléctrico es la energía eléctrica, la misma que puede apoyar el desarrollo económico y mejorar la calidad de la vida en el área servida. Los proyectos hidroeléctricos requieren mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo. Los caminos y otras infraestructuras pueden dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de salud y otros servicios sociales. Además, la generación de la energía hidroeléctrica proporciona una alternativa para la quema de los combustibles fósiles, o la energía nuclear, que permite satisfacer la demanda de energía sin producir agua caliente, emisiones atmosféricas, ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de CO2. Si el reservorio es, realmente, una instalación de usos múltiples, es decir, si los diferentes propósitos declarados en el análisis económico no son, mutuamente, inconsistentes, los otros beneficios pueden incluir el control de las inundaciones y la provisión de un suministro de agua más confiable y de más alta calidad para riego, y uso doméstico e industrial. La intensificación de la agricultura, localmente, mediante el uso del riego, puede, a su vez, reducir la presión que existe sobre los bosques primarios, los hábitat intactos de la fauna, y las áreas en otras partes que no sean adecuadas para la agricultura. Asimismo, las represas pueden crear pesca en el reservorio y posibilidades para producción agrícola en el área del reservorio que pueden más que compensar las pérdidas sufridas por estos sectores debido a su construcción.

Manejo de la cuenca hidrográfica :
Es un fenómeno común, ver el aumento en la presión sobre las áreas altas encima de la represa, como resultado del reasentamiento de la gente de las áreas inundadas y la afluencia incontrolada de los recién llegados al área. Se degrada el medio ambiente del sitio, la calidad del agua se deteriora, y las tasas de sedimentación del reservorio aumentan, a raíz del desbroce del bosque para agricultura, la presión sobre los pastos, el uso de químicos agrícolas, y la tala de los árboles para madera o leña. Asimismo, el uso del terreno de la cuenca alta afecta la calidad y cantidad del agua que ingresa al río. Por eso, es esencial que los proyectos de las represas sean planificados y manejados considerando el contexto global de la cuenca del río y los planes regionales de desarrollo, incluyendo, tanto las áreas superiores de captación, aguas arriba de la represa y la planicie de inundación, como las áreas de la cuenca hidrográfica, aguas abajo.


Tecnologías para disminuir el impacto ambiental:


Existe una variedad de alternativas para los proyectos hidroeléctricos propuestos. Individual o colectivamente, pueden influenciar el tamaño, la ubicación y el momento de implementación del proyecto hidroeléctrico propuesto.
Se puede cambiar la demanda de energía, aplicando medidas de conservación, mejorando la eficiencia, o restringiendo el crecimiento regional;
Se puede utilizar centrales termoeléctricas o fuentes alternativas de energía, incluyendo cogeneración, por la industria, de energía hidroeléctrica de baja carga hidrostática, biogás, etc.;
Se puede investigar la posibilidad de ubicar el proyecto en un río que ya tenga una represa, diversificando sus funciones:
Se debe ubicar la represa propuesta, de tal manera que se reduzcan al mínimo los impactos negativos y sociales;
Es posible ajustar la altura de la represa, su área de inundación, o el diseño, para reducir los impactos ambientales negativos.

Centrales instaladas en España y en el mundo:
Existen, por lo tanto, densas concentraciones de centrales en las montañas del ángulo noroeste y en el Pirineo, donde empezaron a construirse desde principios del siglo XX para abastecer de energía a la industria catalana.

Otras centrales se reparten más aleatoriamente por las montañas del interior de la península, aprovechando los puntos donde existe agua y desnivel suficientes ligados a núcleos montañosos. La mayor concentración de grandes centrales se da en la caída de los ríos Duero y Tajo cuando abandonan la Meseta, ya en la frontera con Portugal. Las centrales de Villarino, Saucelle, Aldeadávila, José María de Oriol y Cedillo, suman nada menos que el 20% del total de la potencia hidráulica instalada en el país, y el 7% de la potencia eléctrica total.




Imagenes relacionadas:


















viernes, 20 de febrero de 2009

Las Centrales Nucleares

Su funcionamiento:

Muchos de los procesos de producción de energía eléctrica se basan en el movimiento de generadores eléctricos por la acción del vapor de agua a presión. Tanto a través de la fisión como de la fusión, así como en las centrales térmicas -entre otras instalaciones-, se aprovecha el calor generado para mover un generador de corriente eléctrica.
En el caso concreto de las centrales nucleares el calor lo produce la fisión del Uranio.

Comparativamente, un día de producción de esta central equivale al consumo de 34.000 barriles de petróleo en una central de fuel de la misma potencia y 6.850 toneladas diarias de carbón en una térmica convencional.

LA GENERACIÓN DE VAPOR
EL CIRCUITO PRIMARIO
El circuito primario es estanco y está formado por la vasija que contiene el núcleo, el presionador y tres lazos. Cada uno de éstos incorpora un generador de vapor y una bomba principal.
El agua desmineralizada que circula por su interior toma el calor producido en el reactor por la fisión nuclear y lo transporta hasta el generador de vapor. En él, un segundo flujo de agua, independiente del primero, absorbe el calor a través de su contacto exterior con las tuberías por las que circula el agua desmineralizada del circuito primario. Por fin, dicho fluido retorna a la vasija del reactor tras ser impulsado por las bombas principales.
El reactor y su circuito de refrigeración están contenidos dentro de un recinto hermético y estanco, llamado "Contención", consistente en una estructura esférica de acero de 53 metros de diámetro, construida mediante chapas de acero soldadas de 40 mm de espesor medio y que se soporta en una estructura de hormigón en forma de cáliz que se apoya sobre la losa de cimentación de 3,5 m. de espesor. La Contención está ubicado en el interior de un segundo edificio, también de hormigón y cuyas paredes exteriores tienen un espesor de 60 cm, llamado edificio del Anillo del Reactor. Este tiene forma cilíndrica y está rematado por una cúpula semiesférica, que sirve de blindaje biológico. Alberga parte de los sistemas de salvaguardia.
El funcionamiento del circuito primario se complementa con la presencia de una serie de sistemas auxiliares que aseguran el control de volumen, la purificación y desgasificación del refrigerante, el control químico, el tratamiento de residuos líquidos, gaseosos y sólidos, así como otras diferentes funciones necesarias para su correcta operación.
LA PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
EL CIRCUITO SECUNDARIO

El diseño y el funcionamiento de los equipos de este sistema son similares a los existentes en las demás centrales de tipo térmico convencional. En el circuito secundario, el vapor producido en los generadores se conduce al foco frío o condensador, a través de la turbina que transforma la energía térmica (calor) en energía mecánica. La rotación de la turbina acciona directamente el alternador de la central y produce energía eléctrica. El vapor de agua que sale de la turbina pasa a estado líquido en el condensador, retornando, mediante el concurso de las bombas de condensado y de agua de alimentación, al generador de vapor para reiniciar el ciclo. En esta fase se incorporan varios procesos de precalentamiento para optimizar el rendimiento termodinámico. Asimismo, se dispone de un depósito de agua de alimentación para mejorar la disponibilidad del sistema.

Existe, además, una conducción directa (by-pass) que conduce el agua desde la entrada a la turbina de alta presión y hasta el condensador. Permite, cuando se desconecta el turbogrupo de la red eléctrica exterior, conducir el vapor para su condensación, en tanto se reduce la producción de calor en el reactor.
Unidos a la turbina por un mismo eje se encuentran el alternador y la excitatriz. La tensión de generación es de 27 kilovatios y se eleva a 400 kv., siendo la potencia activa de 1.066 megavatios y la frecuencia 50 hertzios.
El condensador de doble cuerpo incorpora 68.000 tubos de titanio de 22 milímetros de diámetro y 0,7 milímetros de espesor, por cuyo interior circula el agua exterior de un tercer circuito, denominado sistema de agua de circulación.
La central dispone de dos parques de transformación, uno de 400 kilovoltios, para distribución de la energía generada por la central, y otro de 132 kilovoltios, para su alimentación auxiliar.

Esquema de funcionamiento con el nombre de las partes:













Esquema de su funcionamiento:












Impacto ambiental:

Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar peligrosa si se pierde su control y prolifera por encima de una determinada temperatura a la que funden los materiales empleados en el reactor, así como si se producen escapes de radiación nociva por esa u otra causa.
La energía nuclear se caracteriza por producir, además de una gran cantidad de energía eléctrica, residuos nucleares que hay que albergar en depósitos aislados y controlados durante largo tiempo. A cambio, no produce contaminación atmosférica de gases derivados de la combustión que producen el efecto invernadero, ni precisan el empleo de combustibles fósiles para su operación. Sin embargo, las emisiones contaminantes indirectas derivadas de su propia construcción, de la fabricación del combustible y de la gestión posterior de los residuos radiactivos (se denomina gestión a todos los procesos de tratamiento de los residuos, incluido su almacenamiento) no son despreciables.

El uso de la fisión nuclear como combustible para la generación térmica de electricidad produce una gran cantidad de desechos radioactivos (una central de 1000 MW genera anualmente unas 25 toneladas de material irradiado, entre ellas 200 kg. de plutonio), cuya radioactividad decaerá considerablemente sólo después de varios siglos si no milenios, con la gravísima hipoteca que esto supone para las generaciones venideras. Cuarenta años después del nacimiento de este fuente de energía, el problema sigue irresuelto.
III. Riesgos
La peligrosidad de la industria nuclear, y la estrecha unión que siempre ha tenido con los usos militares (con unos kilogramos de plutonio es relativamente fácil fabricar una bomba de 20 a 30 megatones), la convierten en una actividad de altísimo riesgo, incluso en el utópico supuesto de un funcionamiento tecnológicamente perfecto. Todo el entorno en el que se ubican se ve directamente afectado por las consecuencias que podrían derivarse tanto de un desastre natural (seísmos, por ejemplo) como de un acto deliberado de sabotaje o destrucción de carácter bélico o golpista.
IV. Proliferación de armamento nuclear
La actividad de la industria nuclear ha alimentado y facilitado la proliferación horizontal (entre países) y vertical (dentro de cada país) de armas nucleares, suministrando uranio o plutonio fisionables recuperados en las plantas de reprocesamiento a los ejércitos de diversos estados. Un ejemplo: en la planta de reprocesamiento de Marcoule (Francia), y en virtud de un antiguo acuerdo Franco-De Gaulle, se ha venido reprocesando rutinariamente el combustible nuclear gastado de la central Vandellos I. Parte de lo obtenido ha sido desviado al programa de armamento nuclear francés.
V. Accidentes
A los riesgos inherentes al funcionamiento normal de la industria nuclear se añaden los que se derivan de cualquier error, fallo o imprevisto de carácter mecánico o humano. Los promotores de la industria nuclear pretendieron hace años que ésta podría reducir tales avatares hasta valores despreciables. Treinta años de historia han demostrado cuan absurda era aquella presunción. Los costes económicos de la catástrofe de Chernobil son todavía incalculables, aunque algunas fuentes oficiales han hablado de cifras -50 BILLONES de pesetas- superiores a las del PIB del estado español. Causó la muerte inmediata de 31 personas, medio millón de madres y niños tuvieron que ser evacuados, la contaminación obligó a abandonar dos ciudades industriales, deberá restringirse el acceso a una zona de 30 km. alrededor de la central durante un tiempo indefinido, más de 100.000 personas han tenido que emigrar definitivamente, una cuarta parte de la superficie cultivada de Bielorrusia quedará improductiva durante más de medio siglo, un millón de personas han quedado afectadas por radiaciones de alto nivel, el número probable de cánceres inducidos se calcula según algunos científicos en MEDIO MILLÓN...

Tecnologías para disminuir el impacto ambiental:

En operación normal, los productos radiactivos están confinados dentro de la pastilla de uranio. Para evitar su escape, se fabrica el combustible con la máxima calidad y se diseña la central de forma tal que el combustible no sufra daño durante la fabricación. Márgenes de seguridad adecuadas en el diseño del núcleo, y un sistema de protección automático, impiden las maniobras erróneas que puedan dañar al combustible.
Sin embargo, a pesar de las precauciones anteriores, se presupone la hipótesis de que haya fugas en el combustible, que pudieran contaminar el agua de refrigeración que circula por la vasija; también se postula la hipótesis de fugas en la vasija y sus tuberías asociadas. Por esta razón, se instala un sistema para el tratamiento de las fugas de los equipos de la central, y se impide que estos efluentes traspasen de forma incontrolada la contención.
Para asegurar que el público no sufra ningún daño los operadores de las centrales están obligados a medir la radiactividad del ambiente, y comprobar, mediante controles en el agua, aire, suelo y alimentos, que las personas que viven en los alrededores, puedan respirar, beber y comer los alimentos de la zona sin peligro alguno. Estos controles también son realizados en forma independiente por el Ente Regulador.

Centrales instaladas en España o en el mundo:

Santa María de Garoña. Situada en Garoña (Burgos). Inaugurada en 1970. Tipo BWR. Potencia 466 MWe
Almaraz I. Situada en Almaraz (Cáceres). Inaugurada en 1980. Tipo PWR. Potencia 980 MWe
Almaraz II. Situada en Almaraz (Cáceres). Inaugurada en 1983. Tipo PWR. Potencia 984 MWe
Ascó I. Situada en Ascó (Tarragona). Inaugurada en 1982. Tipo PWR. Potencia 1.032,5 MWe
Ascó II. Situada en Ascó (Tarragona). Inaugurada en 1985. Tipo PWR. Potencia 1.027,2 MWe
Cofrentes. Situada en Cofrentes (Valencia). Inaugurada en 1984. Tipo BWR. Potencia 1.097 MWe
Vandellós II. Situada en Vandellós (Tarragona). Inaugurada en 1987. Tipo PWR. Potencia 1.087,1 MWe
Trillo. Situada en Trillo (Guadalajara). Inaugurada en 1987. Tipo PWR. Potencia 1.066 MWe


















Centrales nucleares en Argentina:

Atucha I. Situada en Lima, Provincia de Buenos Aires. Tipo PHWR. Potencia 1.179 MWt. Inaugurada en 1974. Fue la primera central nuclear de Latinoamérica.
Atucha II. Situada en Lima, Provincia de Buenos Aires. Tipo PHWR. Potencia 2.175 MWt. En construcción.
Embalse. Situada en Embalse, Provincia de Córdoba. Tipo PHWR. Potencia 2.109 MWt. Inaugurada en 1984.

Centrales nucleares en México:

Laguna Verde en Punta Limón, Veracruz, México. Inaugurada en 1989. Potencia: 1365 MWe.

Imagenes y vídeos relacionados: