domingo, 24 de octubre de 2010

La Energía en Argentina

La energía es fundamental para en desarrollo económico de un país y para el bienestar de su población. Se la requiere para activar todo tipo de maquinaria o herramienta y, aunque no se incorpora materialmente a los bienes o servicios producidos, tiene incidencia en los costos de producción. Además es un bien de consumo final que se utiliza para el confort humano (iluminación, calefacción, refrigeración, etcétera).





En la Argentina existen variados recursos energéticos:
  • Cuencas petrolíferas y gasíferas (las de carbón son de poca relevancia);
  • Ríos caudalosos como el Paraná y el Uruguay y otros que no son de tanto caudal pero sí con gran pendiente, como los ríos del Sistema del Desaguadero que descienden de la cordillera de los Andes y los ríos de las Sierras Pampeanas, son aprovechados para energía hidroeléctrica;
  • Grandes superficies áridas y semiáridas con alta heliofanía (mayor intensidad de la luz solar) como la región de Cuyo, las Sierras Pampeanas, la Puna y la cordillara Oriental, ideales para la utilización de la energía solar;
  • Áreas con vientos constantes y de gran velocidad como la Patagonia, donde ya se produce energía eólica (por la acción del viento);
  • Áreas con actividad volcánica como en Neuquén, en los volcanes Copahue y Domuyo, y otras localidades cercanas a la cordillera donde se aprovecha en reducidas proporciones la energía geotérmica (calor interno de la Tierra).

En la actualidad, el desafío es reemplazar las fuentes tradicionales provenientes casi todas de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), que no son renovables o son de difícil recuperación, por las energías alternativas que tienen las ventajas de ser inagotables y no contaminantes del ambiente. Sin embargo, presentan el inconveniente de la alta inversión inicial necesaria para la construcción de la infraestructura de la producción de energía. Por este motivo aún son poco utilizadas, aunque después su costo de funcionamiento es bajo ya que utilizan recursos naturales como el Sol, el viento, etcétera.

Energía Solar:
Recibe el nombre de energía solar aquélla que proviene del aprovechamiento directo de radiación del sol, y de la cual se obtiene calor y electiricidad. Dicho calor se obtiene mediante colectores térmicos, y la electricidad, a través de paneles fotovoltaicos.

Este calor se utiliza en ciertos elementos como:

  • Colectores solares: abosrben la radiación solar transfiriendo su energía calorífica al agua, que está almacenada en tubos, calentándola.
  • Celdas fotovoltáicas: el sol también emite radiaciones electromagnéticas. Estas radiaciones se transofman en energía eléctica. Este sistema se utiliza en viviendas rurales que se encuentran muy alejadas, como también en los satélites artificiales que giran al rededor de la Tierra.
  • También se utilizan grandes espejos curvos, los que concentran calor sobre superficies pequeñas, transmiténdolo al agua almacenada en tanques para generar vapor de agua y ser usado en centrales termoeléctricas en vez de calentar agua a través de la combustión de combustibles fósiles (petróleo, carbón o gas).
Esc. San Migueles. Jujuy.


Solar térmica:
  • Consiste en el aprovechamiento directo del sol.
  • Con el empleo de un conjunto de conectores se logra la forma más sencilla de generación a partir del sol. Estos colectores calientan agua para producir vapor que a su vez hace girar una turbina.

Biomasa:

Biodigestor de polietileno
La Biomasa, "mas biológica", comprende una amplia diversidad de tipos de combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La biomasa comprende una amplísima gama de materiales orgánicos que son transformados por procedimientos artificiales para obtener bienes de consumo. Todo este proceso da lugar a elementos utilizables directamente, pero también a subproductos que tienen la posibilidad de encontrar aplicación en el campo energético. A cada tipo de biomasa corresponde una tecnología diferente; la biomasa sólida, como es la madera, se quema o gasifica, la biomasa líquida, con aceites vegetales, se utiliza directamente en motores o turbinas, y la biomasa húmeda se puede convertir biológicamente en gas de combustión.

Métodos más utilizados en la obtención de la energía de la biomasa:

Energía por combustión directa: la combustión directa es un proceso muy antiguo y se refiere a la combustión de la leña, los residuos forestales y los residuos orgánicos (bosta, celulosa y otros) para obtener calor, especialmente a nivel del hogar.
Se refiere esencialmente a la pirolisis o destilación de la madera en productos secundarios: carbón de leña, alcohól metálico o metanol y gas pobre, entre otros.

Otros métodos son:

Energía por fermentación alcohólica: consiste en producir alcohol a partir de materias y restos orgánicos mediante la fermentación alcohólica. Existen las técnicas para producir alcohol a partir de la caña de azúcar, la yuca, la madera y los restos celulósicos. El alcohol es considerado una de las posibilidades de sustitución de los combustibles fósiles. En el país se produce con la melaza de la caña de azúcar.

Energía por fermentación anaeróbica: consiste en la producción de gas en cámaras cerradas mediante la fermentación de desechos orgánicos (excrementos, residuos orgánicos, etc.) sin la participación de oxígeno y con bacterias anaeróbicas. Las instalaciones cerradas se denominan digestores de biogás o giodigestores o plantas de biogás. El gas obtenido es una fuente económica para iluminación de viviendas, gas de cocina, calefacción, etc.

Energía eólica: la energía eólica se considera una forma indirecta de energía solar, puesto que el sol, al calentar las masas de aire, produce un incremento de la presión atmosférica y con ello el desplazamiento de estas masas a zonas de menor presión. Así se da origen a los vientos como resultado de este movimiento, cuya energía cinética puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica.

Ventajas:
La energía elólica presenta ventajas frente a otras energéticas convencionales:

  • Procede indirectamente del sol, que calienta el aire y ocasiona el viento.
  • Se renueva de forma continua.
  • Es inagotable.
  • Es limpia. No contamina.
  • Es autóctona y universal. Exite en todo el mundo.
  • Cada vez es más barata conforme avanza la tecnología.
  • Permite el desarrollo sin expoliar la naturaleza, respetando el medio ambiente.
  • Las instalaciones son fácilmente reversibles. No deja huella.

Energía geotérmica: corresponde a la energía calorífica contenida en el interior de la Tierra, que se transmite por conducción térmica hacia la superficie, la cual es un recurso parcialmente renovable y de alta disponibilidad.
Un campo geotérmico es fundamentalmente un depósito natural de agua a alta presión y temperatura, bajo la corteza de la Tierra. Los elementos escenciales que determinan su conformación son:

  • Existencia de una fuente de calor a no mucha profundidad. Esta fuente de calor puede producirse por la actividad volcánica o por la interacción entre dos placas tectónicas.
  • Presencia de formaciones geológicas permeables de la reserva.
  • Presencia de estructuras geológicas sobre el yacimiento, que actúen como una capa sello, impermeable, favoreciendo la conservación del calor y de la presión de la reserva.

Energía hidroeléctrica: la hidroelectricida, al igual que la energía eólica y solar, es un recurso energético "limpio" y renovable, cuyo adecuado aprovechamiento no produce trastornos ecológicos y se utiliza como importante recurso energético en casi todos los países del mundo.
La potencia obtenida a través de los recursos hidráulicos depende del volumen de agua que fluye por unidad de tiempo y de la altura de caída de ésta.

Central hidroeléctrica: es un conjunto de obras destinadas a convertir la energía cinética y potencial del agua, en energía utilizable como es la electricidad. Esta transformación se realiza a través de la acción que el agua ejerce sobre la turbina hidráulica, la que a su vez le entrega movimiento rotatorio a un generador eléctrico.

Escenario de evolución energética: Argentina
Este escenario se basa en el escenario global de la energía producida por el Consejo Europeo de Energías Renovables (EREC) y Greenpeace internacional, que demuestra cómo las emisiones globales de CO2 pueden reducirse a la mitad para el año 2050. El caso argentino presenta un escenario ambicioso y necesario en cuanto a reducciones en las emisiones en los sectores de energía y transporte, y la manera en que el suministro de energía puede ser gestionado de manera sustentable hacia mediado de este siglo.

Nuestro futuro energético renovable
Este informe muestra que las energías renovables están maduras y listas para poder ser utilizadas a gran escala. Décadas de avances tecnológicos han llevado a estas tecnologías, como la eólica, la solar fotovoltaica, las plantas de energías geotérmicas, y los colectores de energía solar térmica, a ingresar en los grandes mercados energéticos. Ellas jugarán un rol esencial en la provisión de enería segura, confiable y de cero emisiones en el futuro.
Las energías renovables están en pleno auge en el mercado internacional; la capacidad instalada de energía eólica crecíó un 29% a nivel mundial en el 2008, mientras que la energía solar fotovoltaica creció un 70%.  A medida que las energías renovables aumentan su participación podemos comenzar a cerrar plantas de carbón, empezando por  las más contaminantes y anticuadas.
Las decisiones que se toman hoy, tanto por los gobiernos y otros actores en el sector energético, determinan el suministro energético para las próximas décadas y las centrales termoeléctericas de carbón son totalmente incompatibles con el "mix" de fuentes de energía que nos ayudará a evitar un cambio climático fuera de control. Una revolución energética que reduzca drásticamente las emisiones en las próximas décadas será el resultado de las decisiones políticas que se adopten hoy.

Potencial global de biomasa sustentable

Biodigestor
Como parte de los antecedentes de revolución energética, Greenpeace encargó al German Biomass Research Centre, el antiguo Instituto de Energía y Medio Ambiente, investigar el potencial de los cultivos energéticos en todo el mundo para los diferentes escenarios hasta 2050. Asimismo, la información ha sido compilada a partir de estudios científicos acerca del potencial mundial y de los datos derivados del estado del arte en técnicas de teledetección (remote sensing techniques), como las imágenes satelitales.

jueves, 21 de octubre de 2010

Biocombustibles en Entre Ríos

Con una docena de tanques de 180.000 litros en total y otra de bombas y reductores, instalados cerca de esta capital, a la vera de la ruta provincial 11, la Dirección Provincial de Vialidad terminó la construcción de una fábrica de biodiésel.

La pequeña industria, capaz de elaborar 24.000 litros de combustible por día sobre la base de aceite de soja, fue diseñada y erigida por empleados públicos y con el aprovechamiento del reciclado de material en desuso, a excepción de los tanques armados por la metalúrgica Bártoli, en la ciudad de María Grande, todo en Entre Ríos y a un costo de 70.000 pesos en total.

"Vialidad funciona con 450.000 litros mensuales de combustible; el valor de esta fábrica reside en su costo accesible, que permite usarla sólo cuando conviene el precio; no es como una máquina costosa que si está parada no se amortiza", indicó. Viollaz decidió aportar su experiencia personal de 50 años en su taller, instalado en Villa Elisa, cerca de la ciudad de Colón. Pero la debacle financiera del país y de la provincia le frenó los proyectos y hoy lamenta la escasez de fondos para avanzar. "Pese a todo, terminamos esto y esperamos la apertura de una licitación para la compra de aceite porque necesitamos asegurar que todo funciona bien".

Los directivos de Vialidad calculan que, con un consumo de casi 6 millones de litros anuales de gasoil en el mantenimiento de 30.000 kilómetros de caminos y rutas con 700 equipos, un ahorro mínimo por cada litro de combustible pagará la fábrica en sólo un mes y medio.

Es decir, con sólo bajar el costo de 50 a 40 centavos, prevén un ahorro anual de 600.000 pesos, pero en algunos meses de 2001 las ecuaciones les dieron una diferencia de 50 a 28 centavos. La fábrica tiene 12 tanques en total, con capacidad para 182.000 litros, que serán utilizados para almacenamiento, procesamiento y decantación de los productos. La planta se completa con una caldera (no incluida en el presupuesto de 70.000 pesos), una sala de comando y otra sala de bombas de distintos tamaños y potencias, todo en condiciones y con espacio para duplicar la elaboración en el futuro, en caso de que la ecuación convenga por la relación entre los precios del aceite de soja y el gasoil que, hoy por hoy, no es favorable para el biodiésel.

La producción de la planta será destinada estrictamente a las necesidades de Vialidad Provincial, pero sus impulsores saben que están abriendo una puerta para la producción agrícola y el transporte, que consumen en esta provincia alrededor de 200 millones de litros de gasoil por año.
 
El objetivo es generar valor agregado a la soja. La planta de la Dirección Provincial de Vialidad de Entre Ríos es apenas una experiencia casera si se la compara con el emprendimiento denominado Biocombustibles Entre Ríos -Bioer-, que impulsan grupos de medianos empresarios de la provincia, con la coordinación del productor Carlos Ameglio, en Galarza, departamento de Gualeguay.

El proyecto, con el visto bueno del gobierno provincial pero sin capital aún para concretarlo, radica en el aprovechamiento integral de la soja con aceite para combustible y pellets para el sector avícola (los pollos de Entre Ríos representan el 60% de toda la producción nacional).

"Necesitamos una planta aceitera junto a la de biodiésel, porque si el productor no maneja el precio del aceite, no cierran los números", dijo Ameglio, aunque admitió que la cooperativa La Protectora de Galarza comercializó durante 2001 unos 400.000 litros de biodiésel elaborado en Pilar, Buenos Aires, y que en Urdinarrain, por ejemplo, se llegó a vender a 41 centavos el litro cuando el gasoil se conseguía a 55 centavos.

Ameglio sostuvo que su proyecto permitiría "generar valor agregado a nuestra producción, porque aquí se va mucho poroto de soja, vuelve en harina y no genera empleo". Si se cuentan las tres provincias de la región Centro, Entre Ríos es la que presenta el mayor crecimiento en el cultivo de la soja (1273% en 10 años), pero tiene sólo el 2% de la capacidad aceitera, mientras que Santa Fe concentra el 85% y Córdoba el 13% restante, según estadísticas de la Bolsa de Comercio de Córdoba. En los planes de Bioer se incluye la elaboración de combustible con colza y grasa bovina, con el auxilio de la tecnología austríaca. 

Instalaran una nueva planta de biodiesel en Diamante.

La planta estará ubicada en la zona del puerto y procesará 50 mil toneladas de soja por año. Se trata de una iniciativa privada, a cargo del grupo Patagonia Bioenergía Sociedad Anónima.

El gobernador Sergio Urribarri anunció en Diamante que en el puerto de esa localidad se instalará una fábrica de biodiesel a base de soja que procesará 50 mil toneladas anuales, con una inversión que realizará el grupo Patagonia Bioenergía Sociedad Anónima. Además, el mandatario recorrió obras de pavimento urbano y se entregaron casas construidas por Instituto Autárquico de Planeamiento y Vivienda (IAPV).

En un acto de entrega de viviendas, el gobernador anunció la próxima instalación de una planta de biodiesel en la zona del puerto, tras una reunión que mantuvo días atrás con directivos del grupo Patagonia Bioenergía SA, que le comentaron que están terminando el proyecto de instalación de la planta de elaboración de combustible.

Fuente: La Nación

Prueba Piloto Estación de Servicios OPESSA Concordia

El sistema esta compuesto por los siguientes módulos:
  • Modulo aerogenerador
  • Modulo instalación eléctrica de CA
  • Modulo de convertidor, regulador de tensión, monitor de carga, protección
  • Modulo de batería de acumuladores de CC
  • Modulo de instalación eléctrica de CC
  • Modulo de inversores trifásicos, monofásicos y UPS
  • Modulo de automatismos en tableros eléctricos
Modulo Aerogenerador

Aerogeneradores MONTARAZ ELI206AR
Esta conformado por 6  Aerogeneradores MONTARAZ ELI206AR
Equipado con torre reforzada de 12 m de altura. Cada aerogenerador esta compuesto por un molinete de seis aspas dispuestas alrededor de su eje, dirigido hacia la región de donde provenga viento con un dispositivo o cola de orientación. 


Ficha Técnica
Concepto
ELI-206 AR
Potencia Normal
2.500 W
Potencia Máxima
3.350 W
Nº de Aspas:
6
Diámetro de Rotor
210 mm.


Largo total del Rotor
383,40 mm
Peso
63 Kg
Tensión de Generación
Corriente Alterna Trifásica
Velocidad de  Arranque
2,5 Km/h = 0.80 m/seg
Vida útil estimada
20 años
Base eje rotor
Acero
Cantidad de piezas
364 unidades
Velocidad generación plena 2.500 w

 generación
20 Km/h
Sistema de Cierre
Estandar:       Manual
Opcional:     Automático


Funcionamiento
La carga conectada en la salida del equipo (AC) es energizada cuando se enciende el interruptor de baterías.
Durante el funcionamiento del equipo la corriente de salida es monitoreada para determinar el modo de funcionamiento del inversor: StanBy o Normal.
Cuando la corriente de salida es muy baja (sin consumo) el equipo cambia del modo Normal al modo StandBy en el cual la potencia consumida, por el propio equipo, es muy baja.
En esta condición la salida del equipo baja su tensión nominal considerablemente para preservar el banco de baterías. Ante la conexión de una carga en la salida, el equipo cambia automáticamente el modo de funcionamiento a Normal.
Como protección de salida el equipo cuenta con un límite de corriente electrónico con capacidad para proteger los semiconductores desde una leve sobrecarga hasta un cortocircuito directo.

Represa Salto Grande


Represa de Salto Grande
La Central Hidroeléctrica Binacional de Salto Grande es una presa y central hidroeléctrica ubicada en el curso medio del río Uruguay, unos 15 km al norte de las ciudades de Salto (Uruguay) y Concordia (Provincia de Entre Ríos, Argentina).
Algunos datos
Está equipada con 14 generadores accionados por turbinas tipo Kaplan y un vertedero central de 19 compuertas radiales de accionamiento hidráulico.
Posee dos descargadores de fondo para crecidas excepcionales, uno en cada margen. Es propiedad de la Argentina y del Uruguay. Su construcción aprovecha el desnivel que el río presentaba en la zona denominada "Salto Grande", la cual ha quedado cubierta por el embalse. En el coronamiento se encuentra el Puente Salto Grande, ferroviario y carretero.
La capacidad total de evacuación de la presa es de 64.000 m³/s
  • Caudal del Río Uruguay en la zona:
    • medio (serie histórica) 4.622 m³/s
    • máximo registrado (desde 1898) 37.714 m³/s (09/06/92)
    • mínimo registrado (desde 1898) 109 m³/s (03/02/45)
  • Área del embalse: 783 km²
  • Volumen del embalse: 5.000 hm³
  • Longitud del embalse: 140 km
  • Ancho máximo del embalse: 9 km
  • Profundidad máxima 33 m
  • Profundidad media 6,4 m
  • Rango normal de fluctuación anual del nivel de agua 0,8 m
  • Longitud de la costa 1.190 km
  • Área de la cuenca 224.000 km²[
Historia
En 1938 se iniciaron los estudios y mediciones del terreno. En 1946 se firmó un convenio binacional que creó la Comisión Técnica de Salto Grande, integrada por igual número de delegados argentinos y uruguayos.
La construcción de la obra estaba prevista en el Plan Quinquenal de Juan Domingo Perón. Sin embargo, el gobierno uruguayo no ratificó el convenio hasta 1958. Pese a ello, la comisión empezó a funcionar en 1957 con el apoyo de comisiones populares fundadas en ambos países y nucleadas en el Comité Central Uruguayo Pro-aprovechamiento del Río Uruguay y en la Comisión Central Argentina Pro-obras de Salto Grande, quienes ordenaron, orientaron y ejecutaron los trabajos y estudios que culminaron en 1962 con el proyecto final de obra.
Luego de la ratificación del convenio por Uruguay se comenzó a decidir el emplazamiento de la represa. En diciembre de 1973 se aprobó un proyecto  y el 1º de abril de 1974 se autorizó el inicio de las obras al norte de la desembocadura del arroyo Ayuí Grande, a 6 km. del paraje donde estuvieron los rápidos de Salto Grande aguas abajo, quedando a 18 kilómetros de la ciudad de Concordia y a 13 kilómetros de Salto. En los primeros meses de 1979 se inició la formación del lago y la primera turbina comenzó a producir energía.


Energía Geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

 

Tipos de Fuentes Geotérmicas



Esquema de las fuentes de energía geotérmicas.
En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarias. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable.En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:
Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.

 

Tipos de yacimientos geotérmicos según la temperatura del agua


Energía geotérmica de alta temperatura.
La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad.


Energía geotérmica de temperaturas medias.

La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción)

Energía geotérmica de baja temperatura.

La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C.

Energía geotérmica de muy baja temperatura.

La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.
Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 °C, pero las fuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana.

 

Ventajas e inconvenientes


Ventajas



1.      Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
2.      Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón...
3.      Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético
4.      Ausencia de ruidos exteriores
5.      Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.
6.      No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
7.      El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de tanques de almacenamiento de combustibles.

 


Inconvenientes



1.      En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
2.      También la emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.
3.      Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
4.      Contaminación térmica.
5.      Deterioro del paisaje.
6.      No se puede transportar (como energía primaria).
7.      No está disponible más que en determinados lugares.


Usos

 

1.    Generación de electricidad

2.    Aprovechamiento directo del calor
3.    Calefacción y ACS
4.    Refrigeración por absorción

 

Generación de electricidad


Se produjo energía eléctrica geotérmica por vez primera en Larderello, Italia, en 1904. Desde ese tiempo, el uso de la energía geotérmica para electricidad ha crecido mundialmente a cerca de 8.000 megawatt de los cuales EE. UU.


En un importante paso en su plan de desarrollar energías renovables y para incrementar su capacidad de generación, el gobierno de San Juan se lanzó ahora a conquistar la energía generada por las aguas subterráneas de altas temperaturas, es decir geotérmica: Ayer firmó el convenio con la empresa Geotermia Argentina que permitirá instalar -entre abril y mayo del 2011- una planta generadora de electricidad geotérmica. Será en sociedad con la estatal Energía Provincial Sociedad del Estado (EPSE) quien al parecer logró un ventajoso negocio.


La geotermia consiste en obtener electricidad a partir del aprovechamiento de las aguas termales existentes en los subsuelos. Lo prioritario es encontrar agua con una temperatura de 120 a 130 grados, que por lo general se localiza no muy profundo, entre los 2 y 3 mil metros de profundidad. Allí se instala una planta eléctrica y el vapor del agua termal es el encargado de accionar la turbina para producir electricidad (ver infografía). El agua utilizada se reinyecta en el yacimiento para que vuelva a tomar temperatura y así se inicia nuevamente el ciclo. El campo geotérmico no se agota, aunque la planta -por la duración de los materiales usados tales como acero, turbinas, tiene una vida útil de 30 años máximo, según explicaron desde la empresa.

Biomasa

Para la mayoría de la población mundial, las formas más familiares de energía renovable son las que provienen del sol y del viento. Sin embargo existen otras fuentes de biomasa, como leña, carbón de leño, cascarilla de arroz, que proveen un alto porcentaje de la energía consumida en el mundo y tienen potencial para suplir mayores volúmenes.

 El término biomasa se refiere a toda la materia orgánica que proviene de árboles, plantas y desechos de animales que pueden ser convertidos en energía; o las provenientes de la agricultura (residuos de maíz, café, arroz, macadamia), del aserradero (podas, ramas, aserrín, cortezas) y de los residuos urbanos (aguas negras, basura orgánica y otros). Esta es la fuente de energía renovable más antigua conocida por el ser
humano, pues ha sido usada desde que nuestros ancestros descubrieron el secreto del fuego.

Desde la prehistoria, la forma más común de utilizar la energía de la biomasa ha sido por medio de la combustión directa: quemándola en hogueras a cielo abierto, en hornos y cocinas artesanales e, incluso, en calderas; convirtiéndola en calor para suplir las necesidades de calefacción, cocción de alimentos, producción de vapor y generación de electricidad.

Los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de procesos más eficientes y limpios para la conversión de biomasa en energía; transformándola, por ejemplo, en combustibles líquidos o gaseosos, los cuáles son más convenientes y eficientes. Así aparte de la combustión directa, se pueden distinguir otros
dos tipos de procesos: el termo-químico y el bio-químico.

Las fuentes más importantes de biomasa son los campos forestales y agrícolas pues en ellos se producen residuos (rastrojos) que normalmente son dejados en el campo al consumirse sólo un bajo porcentaje de ellos con fines energéticos. En la agroindustria, los procesos de secado de granos generan subproductos que son usados para generación de calor en sistemas de combustión directa; tal es el caso del bagazo de caña de azúcar, la cascarilla de café y la de arroz. Por otro lado, los centros urbanos generan grandes cantidades de basura compuestas en gran parte, por materia orgánica que puede ser convertida en energía, después de procesarla adecuadamente. 

Existen diferentes tipos de  Tipos de biomasa.
Biomasa que pueden ser utilizados como recurso energético. Aunque se pueden hacer multitud de clasificaciones, en esta monografía se ha escogido la clasificación más aceptada, la cual divide la biomasa en cuatro tipos diferentes: biomasa natural, residual seca y húmeda y los cultivos energéticos.

1.    BIOMASA NATURAL
Es la que se produce en la naturaleza sin ninguna intervención humana. El problema que presenta este tipo de biomasa es la necesaria gestión de la adquisición y transporte del recurso al lugar de utilización. Esto puede provocar que la explotación de esta biomasa sea inviable económicamente.

2.  BIOMASA RESIDUAL (SECA y HÚMEDA)
Son los residuos que se generan en las actividades de agricultura (leñosos y herbáceos) y ganadería, en las forestales, en la industria maderera y agroalimentaria, entre otras y que todavía pueden ser utilizados y considerados subproductos. Como ejemplo podemos considerar el serrín, la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, etc.


Se denomina biomasa residual húmeda a los vertidos llamados biodegradables, es decir, las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos (principalmente purines).


CULTIVOS ENERGÉTICOS
Estos cultivos se generan con la única finalidad de producir biomasa transformable en combustible. Estos cultivos los podemos dividir en :

1.  Cultivos ya existentes como los cereales, oleaginosas, remolacha, etc.;
2.  Lignocelulósicos forestales (chopo, sauces, etc.)
3.  Lignocelulósicos herbáceos como el cardo Cynara cardunculus
4.  Otros cultivos como la pataca
Dentro del Plan de Fomento de las Energías Renovables se contempla el aumento de 6.000 ktep de la utilización de la biomasa como fuente energética entre 1999 y 2010. Este incremento se quiere conseguir con las ayudas económicas y  otros incentivos.

Cultivos energéticos.

El cultivo de estas plantas para el aprovechamiento energético es bastante discutido. En primer lugar porque la rentabilidad de estos cultivos no es muy grande. Y en segundo lugar, por la posible competencia que podrían ejercer sobre los cultivos tradicionales.
Una posible solución a este problema sería la utilización de cultivos acuáticos como el  jacinto de agua (Nimphaea sp.), que posee una de las productividades de biomasa más elevadas (un centenar de toneladas de materia seca por hectárea y por año). Otra posibilidad podría ser la utilización de ciertas algas microscópicas (micrófitos), que tendrían la ventaja de permitir un cultivo continuo. 

Pero dejando al lado estas cuestiones, nos centraremos en el proceso que sufren estos cultivos y las diferentes aplicaciones que pueden tener.


Proceso de la converción de la Biomasa en Energía.


Existen diferentes métodos que transforman la biomasa en energía aprovechable, expondremos los dos métodos más utilizados en este momento, los termoquímicos y los biológicos. 


MÉTODOS TERMOQUÍMICOS

Estos métodos se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están muy desarrollados para la biomasa seca, sobretodo para la paja y la madera.
Se utilizan los procesos de:

Combustión
Es la oxidación de la biomasa por el oxígeno del aire, en esta reacción se libera agua y gas carbónico, y puede ser utilizado para la calefacción doméstica y para la producción de calor industrial.

Pirólisis
Se trata de una combustión incompleta a alta temperatura (500ºC) de la biomasa en condiciones anaerobias. Se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbón vegetal. Este método libera también un gas pobre, mezcla de monóxido (CO) y dióxido de carbono (CO2), de hidrógeno (H2) y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de poco poder calórico, puede servir para accionar motores diesel,  para producir electricidad, o para mover vehículos. Una variante de la pirólisis, es la pirólisis flash. Esta se realiza a una temperatura mayor, alrededor de 1.000 ºC, y tiene la ventaja de asegurar una gasificación casi total de la biomasa. Se optimiza de esta forma el "gas pobre".


Las instalaciones en la que se realizan la pirólisis y la gasificación de la biomasa se llamangasógenos. El gas pobre producido puede utilizarse


La gasificación tiene ventajas con respecto a la biomasa original:directamente o puede servir como base para la síntesis de metanol, el cual podría sustituir a las gasolinas para la alimentación de los motores de explosión (carburol).

1.      el gas producido es más versátil y se puede usar para los mismos propósitos que el gas natural; 
2.      puede quemarse para producir calor y vapor y puede alimentar motores de combustión interna y turbinas de gas para generar electricidad; 
3.     produce un combustible relativamente libre de impurezas y causa menores problemas de contaminación al quemarse

MÉTODOS BIOLÓGICOS.
Se trata de una fermentación alcohólica que transforma la biomasa en etanol (biocombustible). Este alcohol se produce por la fermentación de azúcares.
Otro método biológico es la fermentación metánica, que es la digestión anaerobia de la biomasa por bacterias. Se suele utilizar para la transformación de la biomasa húmeda. En los fermentadores, o digestores.

La celulosa es la sustancia que se degrada en un gas, el cual contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbónico. Para este proceso se requiere una temperatura entre 30-35 º C. Estos digestores por su gran autonomía presentan una opción favorable para las explotaciones de ganadería intensiva.


APLICACIONES


La gran variedad de biomasas existentes unida al desarrollo de distintas tecnologías de transformación de ésta en energía (Combustión directa, Pirólisis, Gasificación, Fermentación, Digestión anaeróbica,...) permiten plantear una gran cantidad de posibles aplicaciones entre las que destacan la producción de energía térmica, electricidad, 

1.- Producción de Energía Térmica
Aprovechamiento convencional de la biomasa natural y residual.  Los sistemas de combustión directa son aplicados para generar calor, el cual puede ser utilizado directamente, como por ejemplo, para la cocción de alimentos o para el secado de productos agrícolas. Además, éste se puede aprovechar en la producción de vapor para procesos industriales y electricidad. 
Los procesos tradicionales de este tipo, generalmente, son muy ineficientes porque mucha de la energía liberada se desperdicia y pueden causar contaminación cuando no se realizan bajo condicionescontroladas. 


2.- Producción de Energía Eléctrica 
Obtenida minoritariamente a partir de biomasa residual (restos de cosecha y poda) y principalmente a partir de cultivos energéticos leñosos, de crecimiento rápido (Chopo, Sauce, Eucalipto, Robinia, Coníferas, Acacia, Plátano,...) y herbáceos (Cardo lleno, Miscanto, Caña de Provenza, Euforbias, Chumberas,...). También se utiliza el biogás resultante de la fermentación de ciertos residuos (lodos de depuradora, Residuos Sólidos Urbanos…) para generar electricidad.  
El rendimiento neto de la generación de electricidad en las plantas de biomasa es bajo, del orden dl 20% referido a su poder calorífico inferior. Ello se debe fundamentalmente el pequeño tamaño de la planta de producción. La caldera tiene un rendimiento moderado al quemar un combustible de alto contenido en humedad, y su consumo en servicios auxiliares es alto, por encima del 8% de la producción total de electricidad en salida de alternador.
Una posibilidad de incrementar el rendimiento energético en el uso de la biomasa es la cogeneración de calor y electricidad. La condensación del vapor supone una evacuación de calor cercano a la mitad de la energía contenida en la biomasa; la recuperación de parte de ese calor de condensación en forma de vapor de baja temperatura o agua caliente, para usos industriales o domésticos, supone un aumento de la eficiencia energética. Para ello se puede disponer de una turbina de contrapresión o bien hacer una extracción de vapor con volumen significativo en la zona de baja presión de la turbina. Se instalan los intercambiadores de calor adecuados y se pueden obtener rendimientos globales de entre un 40 y un 60%.
La gasificación es una alternativa con mejores rendimientos que la combustión en calderas. El empleo de motores diesel o de turbinas de gas para quemar el gas producido puede eleva el rendimiento a valores por encima del 30%, sin embargo ésta es una opción poco extendida. 


3.- Producción de Biocombustibles 
Existe la posibilidad, ya legislada, de alimentar los motores de gasolina con bioalcoholes (obtenidos a partir de Remolacha, Maíz, Sorgo dulce, Caña de azúcar, Patata, Pataca,....) y los motores diesel con bioaceites (obtenidos a partir de Colza, Girasol, Soja,...). Esta aplicación se verá de forma detallada más adelante.



4.- Producción de gases combustibles
Es una aplicación poco utilizada actualmente que consiste en la descomposición de la biomasa en un digestor para obtener un gas, cuyo compuesto combustible es básicamente metano, pero también contienen nitrógeno, vapor de agua y compuestos orgánicos. El proceso es adecuado para tratar biomasa de elevado contenido en humedad y poco interesante en otras  aplicaciones, bien por su calidad o por la poca cantidad disponible.
El gas obtenido es de bajo poder calorífico, pero útil en aplicaciones térmicas en el propio entorno ganadero o agrícola, suministrando luz y calor. En el caso de instalaciones de mayor tamaño, se puede llegar a colocar motores diesel de hasta varios cientos de kilovatios de potencia para la generación de electricidad; existen ya ejemplos industriales de ello. La producción de gas se puede controlar adecuándola a la demanda; incluso puede hacerse que durante varias horas el digestor se mantenga embotellado, sin producir gas, durante los períodos en los que no exista consumo energético.
Otra posibilidad para la producción de gas es el empleo de un gasificador, que inyecta aire u oxígeno y vapor de agua. Opera a elevada temperatura, entre 800 y 1200ºC, con lo cual la cinética de las reacciones es más alta. El gas contiene CO, H2, pequeñas concentraciones de metano, nitrógeno y vapor de agua. Tiene un poder calorífico medio. Existen varias alternativas de gasificación; el lecho fijo sirve para tratar pequeñas cantidades de biomasa, mientras que los de lecho fluido tratan mayores cantidades, siendo éstos utilizados para la generación de electricidad.
Al problema operativo de la gasificación, se une el de la producción de alquitranes y otros compuestos orgánicos pesados. Esto hace posible la combustión del gas en equipos industriales, calderas y hornos o en motores diesel para generación eléctrica, pero dificulta la extensión a turbinas de gas en sistemas eléctricos de alta eficiencia. La alternativa es purificar el gas, pero es caro.   
  
Ventajas

La biomasa es una fuente renovable de energía que no acelera el calentamiento global. Para la biomasa de origen vegetal, podemos considerar en última instancia que la energía consumida proviene del sol. Las plantas mediante la fotosíntesis fijan energía y dióxido de carbono en moléculas ricas en carbono e hidrógeno, durante la combustión, se libera lo metabolizado sin que haya un aumento de elementos nocivos en la atmósfera.
La captura del metano emanado por los deshechos biológicos frena el efecto invernadero. La combustión de biomasa produce menos ceniza que el carbón mineral, permitiendo además la utilización de los restos como fertilizante. emanaciones que provocan “lluvia ácida”.
La conversión de residuos forestales, agrícolas, ganaderos y urbanos palia la dificultad de su manejo y tratamiento.
La utilización de biomasa libera la economía nacional, independizándola de las oscilaciones del mercado de los derivados del petróleo.
El uso de biomasa puede incentivar las economías rurales. Las plantaciones energéticas pueden reducir la contaminación del agua y erosión de los suelos. 

Desventajas
Por su naturaleza, la biomasa tiene una baja densidad relativa de energía; es decir, se requiere su disponibilidad en grandes volúmenes para producir potencia, en comparación con los combustibles fósiles, por lo que el transporte y manejo se encarecen y se reduce la producción neta de energía. La clave para este problema es ubicar el proceso de conversión cerca de las fuentes de producción de biomasa, como aserraderos, ingenios azucareros y granjas, donde los desechos de aserrío, el bagazo de caña y las excretas de animales están presentes.
Su combustión incompleta produce materia orgánica, monóxido de carbono (CO) y otros gases. Si se usa combustión a altas temperaturas, también se producen óxidos de nitrógeno. A escala doméstica, el impacto de estas emanaciones sobre la salud familiar es importante.
La producción y el procesamiento de la biomasa pueden requerir importantes insumos, como combustible para vehículos y fertilizantes, lo que da como resultado un balance energético reducido en el proceso de conversión. Es necesario minimizar el uso de estos insumos y maximizar los procesos de recuperación de energía.
Aún no existe una plataforma económica y política generalizada para facilitar el desarrollo de las tecnologías de biomasa, en cuanto a impuestos, subsidios y políticas que cubren, por lo general, el uso de hidrocarburos. Los precios de la energía no compensan los beneficios ambientales de la biomasa o de otros recursos energéticos renovables.
El potencial calórico de la biomasa es muy dependiente de las variaciones en el contenido de humedad, clima y la densidad de la materia prima.