El blog de las Energías Renovables

Artículos de 06 - 2008

Ya sé que éste no es un concepto nuevo, pero simplemente queremos hacer una pequeña introducción a éste tipo de nuevo combustible. Primeramente comentar que efectivamente el combustible obtenido de las plantaciones de algas es un biocombustible, ya que se define como tal, a todo combustible derivado de materias biológicas, es decir, organismos vivos o de sus restos metabólicos. Además, señalar que éste tipo de biocombustible de procedencia marina, entraría dentro del grupo de biocombustibles 2G, o de segunda generación.

Los biocombustibles 2G, son aquellos en los que se utilizan métodos de fabricación en los cuales se utilizan procesos tecnológicos avanzados, y además, las materias primas utilizadas para dicha fabricación no son productos o materias utilizadas para la alimentación, lo cual evita al 100% la problemática de la escasez de alimentos, o el encarecimiento de los mismos.

Las algas son organismos fotosintéticos que proliferan en medios acuáticos, las cuales capturan la energía solar y el dióxido de carbono existente en la atmósfera para llevar a cabo la fotosíntesis y generar la energía necesaria para sobrevivir.

Dichas algas tienen un alto contenido oleico el cual puede ser utilizado para la producción de biocombustibles, generalmente biodisel debido a su viscosidad, aunque también puede generarse bioetanol aunque a un coste algo superior.

El proceso de obtención de dichos combustibles es relativamente sencillo; basado en una primera fase de prensado en la cual se obtiene más del 70% del aceite contenido en las algas. Éste tipo de aceite tiene una viscosidad elevada por lo cual es muy adecuado para la producción de biodiesel. Seguidamente puede existir una segunda fase en la cual una vez extraído el primer aceite se aplica un tipo de disolvente orgánico el cual facilita la extracción del aceite restante en la planta hasta un 99%, obteniéndose en éste caso un líquido oleico de menor peso molecular y menor densidad, haciéndolo apto para su utilización como bioetanol.

Algunas de las ventajas de la producción de dichas algas para biocombustibles frente a otros tipos de combustibles orgánicos son:

• No es necesario la existencia de grandes extensiones de terreno para su producción, como es indispensable en los biocombustibles de primera generación procedentes de otros tipos de plantas. Su producción puede llevarse a cabo en el mar, en tanques de crecimiento o en pequeñas cubetas.
• El proceso de crecimiento de las algas es muy superior al de otros cultivos orgánicos, obteniendo así una mayor rentabilidad.
• Al alimentase de CO₂ , son capaces de regenerar de forma natural la atmósfera. Existen teorías que sostienen que la instalación de dichas plantaciones cerca de fábricas que emitan CO₂ pueden llegar a equilibrar la atmósfera cercana.
• Existen ciertos tipos de algas que pueden generar hidrógeno durante su crecimiento el cual puede llegar a ser utilizado en pilas de combustible (dicha técnica aún está en fase experimental).
• La producción de dichas algas puede llevarse a cabo en zonas desfavorecidas potenciando así el desarrollo de las mismas.
• El rendimiento obtenido es entre un 30 y 250% veces superior a otros combustibles de origen orgánico.
• El biodiesel obtenido no contiene azufre ni metales pesados, por lo cual no es tóxico y además es fácilmente biodegradable.

Resumiendo, las ventajas de éste tipo de biocombustibles son muy elevadas haciendo que se convierta en una fuente de energía muy competitiva frente a las tradicionales; sólo es cuestión de tiempo el que dichas tecnologías estén lo bastante avanzadas para que todos podamos disfrutar muy pronto de dichos biocombustibles en nuestros vehículos.

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Podríamos definir la Arquitectura Bioclimática, como el modelo de proceso arquitectónico que busca la utilización de los recursos naturales, principalmente pasivos, para obtener un máximo confort en la utilización prevista para dicho edificio. Unido a esto podríamos extender la definición a Arquitectura Bioclimática Sostenible a aquel modelo que además de lo anterior busca minimizar el impacto medioambiental producido tanto en la fabricación de los materiales a utilizar, como en desarrollo de la propia construcción, así como su repercusión en el medio donde vaya a estar ubicada.

Esto no es un concepto nuevo ya que a nadie nos es extraño ver documentales en los cuales pobladores de regiones inhóspitas del planeta Tierra han sabido aprender de la naturaleza aquellos recursos que aplicados a técnicas básicas de construcción han hecho posible aumentar el confort y la calidad de vida de los mismos. Tomemos por ejemplo la fabricación de los iglúes por los pueblos esquimales, o las construcciones de adobe de los pueblos de zonas más cálidas, las cuales mantienen una temperatura y una humedad más adecuadas para la habitabilidad. Es decir, que nadie ha inventado nada nuevo; todo lo contrario, volvemos a la sabiduría de los ancestros para conseguir mejorar nuestra calidad de vida. No vamos a negar que los avances tecnológicos han ayudado bastante, pero eso sí, fundamentándose en la propia naturaleza y su saber.

Cuando hablamos de Arquitectura Bioclimática Sostenible, debemos tener en cuenta de varios factores:

• Bio, es decir, implica algo vivo, en el sentido de su ubicación y el sentido de su fin. Por muy aislado que esté un edificio estará ubicado en un espacio rodeado de vida animal y vegetal; y además estará habitado por personas las cuales también interaccionarán con dicho entorno.
• Climática, por que tendrá en cuenta las condiciones climáticas del lugar y aprovechará las mismas para crear un ambiente lo más confortable posible, utilizando para ello los recursos naturales como el Sol, las corrientes de aire, las diferencias de temperatura, la orientación, etc.
• Sostenible, ya apuntábamos antes, sostenible en todos los aspectos, utilización de materiales no contaminantes, a ser posibles autóctonos del lugar, con una gestión energética y de residuos que minimice gastos y contaminantes. Y otro aspecto muy importante, su sostenibilidad con el medio en el que está ubicada evitando así impactos negativos en el mismo.

En principio podría parecer que llevar a cabo todo lo anteriormente dicho supondría un sobrecoste adicional frente a una vivienda actual normal, es decir, una vivienda totalmente no sostenible ni eficiente como la que tenemos la mayoría de nosotros. Afortunadamente esto no es así, o no debería serlo, además, una vez construido el edificio, el ahorro energético es considerable, del orden de un 60-70%, con su correspondiente ahorro económico. Quizás una de las cosas que puedan encarecer dichas construcciones sea el tiempo invertido, ya que para poder cumplir todo esto es necesario una planificación previa y una dedicación minuciosa a los detalles, cosa que hoy por hoy no suelen tener en cuenta la mayoría de constructoras las cuales sólo valoran costes y plazos.

Si que es cierto que no es muy normal poder encontrar estructuras arquitectónicas a no ser en zonas alejadas de los núcleos urbanos, o edificios de empresas o entidades que apuestan por dichos modelos. Últimamente podemos ir viendo edificios que aunque no cumplen al 100% todo lo anteriormente comentado, si que es cierto que se acercan poco a poco a dichos modelos constructivos, como por ejemplo los nuevos barrios que actualmente se están construyendo en nuestro país.

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Aunque Italia fue la pionera en la utilización de éste tipo de energía, Islandia es un ejemplo muy claro del aprovechamiento de los yacimientos geotérmicos, quizás por su ubicación, justo en la cordillera que separa la placa americana, la europea y la africana, en mitad del océano atlántico, motivo de la existencia de su actividad volcánica. En 1928 se fundó la primera estación de bombeo, y fue en los años 60 cuando se comenzó la distribución de dicha energía a todos los hogares lo cual supuso un gran ahorro energético para el país y todas las familias islandesas, reduciendo así su dependencia de otras fuentes como el carbón o el petróleo. Los manantiales de Reykjavík son de baja temperatura, alrededor de 100ºC y se bombea directamente a la red de distribución proporcionando calefacción y agua caliente a través de una red subterránea de casi 2000Km de longitud. En 1975 el 95% de los hogares utilizaban ésta fuente de energía convirtiéndose así en un ejemplo mundial de aprovechamiento geotérmico; anecdóticamente las casas islandesas construidas en los últimos 60 años no disponen de chimeneas. Una vez utilizada dicha agua en los hogares, es reutilizada para su uso en invernaderos, calentamiento de las calles para evitar la formación de hielo a través de una red subterránea, o para disfrute en balnearios y termas.

Islandia también dispone de yacimientos de más de 300ºC los cuales son utilizados para la generación eléctrica. No se puede dudar que la inversión realizada para semejantes infraestructuras ha sido enorme, pero también lo es el ahorro que se está obteniendo, el cual en Islandia está estimado en más de 500.000 barriles de petróleo al año; con su respectivo ahorro de emisiones de CO2. Con todo esto sólo queda añadir que Reykjavík está considerada la capital más limpia y saludable del mundo por su bajo impacto ambiental y niveles de CO2 en la atmósfera.

Para más información acerca de dicha central, podéis visitar la página:

http://www.redes-cepalcala.org/ciencias1/geologia/islandia/geologia.islandia_nesjavellir.htm

Como hemos podido comprobar, las ventajas de ésta fuente de energía son muchas, entre ellas:

• Ahorro considerable de otras fuentes energéticas tales como el carbón, nuclear, petróleo, etc.
• Gran ahorro económico una vez realizada la instalación.
• Mínimo impacto ambiental en la zona.
• 0% de emisiones a la atmósfera.
• Flujo constante de energía.

Por el contrario la única desventaja es el impacto visual de la central en sí misma dentro del paisaje. En ocasiones puede leerse que estas centrales emiten ácidos y gases a la atmósfera, pero esto no es cierto, ya que anteriormente ya hemos comentado que el agua del yacimiento no tiene contacto con el exterior, ya que antes de su utilización es circulada por un intercambiador de calor que cede su aporte calorífico a otro fluido sin contaminantes.

Esto no es más que una muestra del potencial de esta fuente de energía, y otra vez es un ejemplo de que existen multitud de alternativas a las energías convencionales fuente de la mayor generación de CO2 a la atmósfera.

Actualmente en nuestro país se están llevando a cabo estudios y proyectos para la utilización de dichos yacimientos, por ejemplo en Almería, Lanzarote o la isla de La Palma.

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En un artículo anterior ya comentamos que la energía geotérmica es aquella que aprovecha la energía térmica del interior de la Tierra, en forma de agua calentada por focos procedentes de actividad volcánica latente en el interior de las capas terrestres.

Una vez que el yacimiento de agua es accesible mediante una tubería de aspiración, podemos encontrarnos cuatro tipos diferentes de campos geotérmicos:

• Energía geotérmica de alta temperatura o de alta entalpía. El agua en estos yacimientos está a una temperatura comprendida entre 150 y 400ºC, generando a su salida vapor en la superficie, el cual mediante una turbina es transformado en energía eléctrica. Se requieren varios condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la transferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15km de profundidad, a 500-600ºC. La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.

• Energía geotérmica de media temperatura. La temperatura de salida de dichos yacimientos es menos elevada, normalmente entre 70 y 150ºC. 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 de reparto de calor para su uso directo en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción)
• Energía geotérmica de muy baja temperatura. La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70ºC. La principal aplicación de los yacimientos a baja temperatura es la calefacción

• Energía geotérmica de muy baja temperatura. La temperatura de salida en este caso está comprendida entre 20 y 50ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.

El límite entre los diferentes tipos de energías geotérmicas no es estricto; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 ºC, pero las fuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana. Para evitar los problemas de contaminación o de corrosión debidos a las sustancias que pueda haber en disolución, el fluido geotérmico pasa por un intercambiador que cede parte de su calor a un segundo fluido para su utilización.

En un posterior artículo hablaremos de las ventajas e inconvenientes de éste tipo de energía y comentaremos algún ejemplo actual de dicho aprovechamiento.

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Podríamos definir la energía geotérmica como aquella energía almacenada en forma de calor latente ubicado en capas profundas de la tierra a causa de la desintegración de elementos radioactivos o por la presencia de focos térmicos procedentes del calor interno generado en el momento de la formación del planeta.

Dicha energía geotérmica es posible utilizarla gracias al calentamiento que dichos focos provocan en los yacimientos de agua subterránea. Para entender dicho proceso vamos a remontarnos al momento en el que dicha agua se encontraba suspendida en la atmósfera en forma de lluvia. El agua una vez precipitada sobre la corteza terrestre es absorbida a través de fisuras y grietas del terreno las cuales hacen posible la formación de yacimientos de aguas que al estar en contacto con los focos de calor antes mencionados elevan su temperatura y provocan que el agua calentada vuelva a emerger hacia la superficie.

Gracias a los análisis realizados a dichos yacimientos, y a la presencia del Tritio, el isótopo más pesado e inestable del Hidrógeno, se ha podido descubrir que éste tipo de aguas permanecen en el subsuelo períodos de tiempo superiores a los 25 años desde el momento de su filtración hasta su emersión, lo que hace pensar que el flujo del agua subterránea es lento y complejo.

Para poder llevar a cabo el aprovechamiento de éste tipo de energía es necesario realizar una perforación hasta el yacimiento de agua subterránea introduciendo así una tubería de aspiración. Una vez obtenida el agua, es en función de la temperatura y composición de la misma cuando se realiza su utilización, ya sea para la generación de energía o para su uso directo en calefacción. Una vez utilizada el agua es devuelta al acuífero tras haber sido recalentada preservando así la vida de dicho yacimiento, y minimizando el impacto sobre él.

El principio de la utilización de la energía geotérmica como fuente para la conversión en energía eléctrica fue en Lardarello ciudad situada en la zona de la Toscana italiana. Fue Piero Ginero Conti príncipe de Trevignano con la ayuda de un motor alternativo de 0,75 caballos de vapor acoplado a una dinamo, quien consigue encender cinco pequeñas lámparas eléctricas, comenzando así la larga carrera de la generación eléctrica a partir de una fuente geotérmica.

En posteriores artículos comentaremos los posibles usos de dicha energía, así como sus ventajas e inconvenientes, y nombraremos algunos ejemplos de utilización actual de dicha energía.

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