El blog de las Energías Renovables

Artículos de 09 - 2008

Recientemente la empresa Biofuel Systems S.L. (BFS), en colaboración con la Universidad de Alicante presentaron el proyecto AIREMAR, el cual está basado en el cultivo de microalgas marinas que captan el CO2 de la atmósfera y lo convierte en una biomasa de la que se obtiene biocombustible, a la cual han denominado biopetroleo.

Bio Fuel Systems es una empresa 100% española, con sede en Alicante, creada en 2006, cuya actividad se centra en el desarrollo de biopetróleo a través del fitoplácton (biomasa marina). Tras varios años de dedicación e investigación han obtenido como resultado el primer biopetróleo existente en la actualidad, y la creación de la primera planta de producción de biopetróleo cuya sede está en Alicante.

La empresa fue fundad por el Ingeniero en Termodinámica, Bernard A.J Stroïazzo-Mougin, Cristian Gomis Catalá, Doctor en Ciencias Biológicas por la Universidad de Valencia y Martín Martinez Rovira, Corredor de Seguros UNESPA y Consejero de Seguridad mercancías peligrosas del Ministerio de Fomento.

BFS ha conseguido un sistema de conversión de energía que permite la producción masiva y sostenible del primer biopetróleo existente en el mundo. Se trata de una nueva fuente de energía, similar al petróleo, con todos sus productos y ventajas, pero sin sus inconvenientes, ya que:

• No aumenta las emisiones de CO2, sino que las reduce
• No aporta SO2
• Está prácticamente exento de los productos secundarios nocivos que se encuentran en el petróleo fósil.

Según BFS este biopetróleo sustituye en un 100% al petróleo tradicional, sin necesidad de ser mezclado con él para ser utilizado en cualquier tipo de aplicación.

BFS ha elaborado un proceso de fijación del CO2, ya que para la producción de biopetróleo, BFS emplea los excesos de dióxido de carbono (CO2) que produce la actividad industrial, bien por generación de energía, bien por consumo, de forma que no sólo no contamina, sino que contribuye a limpiar la atmósfera.

Según afirmaciones de BFS:” La energía existente en un metro cúbico de nuestro sistema es equivalente a la energía que hay en un millón de metros cúbicos del agua del mar .”

Bio Fuel Systems S.L. ha desarrollado un proceso convertidor de energía basado en tres elementos: la energía solar, la fotosíntesis y el campo electromagnético. Dicho proceso permite obtener biopetróleo, equiparable al de origen fósil.

Gracias a su sistema SITE (sistema integral de transferencia energética), BFS es capaz de obtener una alta tasa productiva de biomasa y hacerlo de forma continuada.

El sistema SITE se basa en la generación de ciclos completos de transferencia y transformación de energía electromagnética, en química lo que le permite una producción de Biopetroleo y sub-productos, con la captación de CO2, en continuo y de forma autónoma. Además, apenas consume agua salada para su funcionamiento y es autogenerador de energía, la cual puede obtener directamente utilizando residuos urbanos e industriales.

El sistema tiene una eficiencia diez mil veces superior a la de cualquier otro tipo de cultivo energético conocido, porque ocupa diez mil veces menos superficie y lo hace 365 veces más rápido según informa el director del proyecto.

Quizás al leerlo pueda parecer casi ciencia ficción, pero esperemos que realmente todos estos años que BFS y la Universidad de Alicante llevan colaborando puedan dar su fruto, y que dentro de poco podamos ver comercializado dichos productos sustitutivos del petróleo y derivados, lo cual sin duda, como solemos decir, nuestro planeta lo agradecerá.

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Recientemente se ha llevado a cabo la botadura de la primera boya para el aprovechamiento de la energía de las olas en una plata piloto situada a unos cuatro kilómetros mar adentro de la costa de Santoña en la provincia de Cantabria. La instalación de dicha planta podría llegar a atender el consumo eléctrico anual de unos 2.500 hogares, de la zona de Santoña. Las características de dicha planta hacen que sea la primera de este tipo en toda Europa. El proyecto está siendo llevado a cabo por Iberdrola Renovables la cual está llevando a cabo otro proyecto similar en las costas escocesas.

La boya, suministrada por la empresa estadounidense OPT (Ocean Power Technologies), está formada por un flotador de unos siete metros de diámetro, un fuste o compartimento cilíndrico estanco donde se aloja el sistema de transformación de la energía de 20 metros de longitud y un estabilizador de 10 metros. Además, dispone de un sistema de amarre que formado por tres boyas semisumergidas que están ancladas al fondo marino a una profundidad de unos 50 metros. Esta primera boya experimental consiste en un dispositivo de captación de la energía con una capacidad de generación de 40 kW.

El sistema de transformación de la energía, denominado Power Take Off (PTO), está compuesto por una serie de módulos internos, a través de los cuales se capta y transforma la energía de las olas para almacenarla y, posteriormente, evacuarla en condiciones óptimas para ser inyectada en la red pública.

La boya instalada utiliza tecnología Autónoma PowerBuoyTM (APB) la cual convierte la energía de las olas del océano en energía eléctrica utilizable para su inyección en la red eléctrica. La APB ha demostrado trabajar de forma eficaz y fiable en el mar y puede adaptarse para satisfacer las necesidades de generación de energía en una amplia variedad de situaciones. Entre las características de este sistema podemos destacar:

• Alimentación por la fuente inagotable de olas de los océanos
• Autónomía completa
• Respetuosa con el medio ambiente
• Fácil instalación para todas las profundidades del agua
• Capaz de utilizar diversos tipos de anclaje o amarre
• Diseñado para trabajar en las duras condiciones el océano

Aún es muy pronto para esperar grandes volúmenes de generación gracias a este tipo de tecnologías, pero esperamos que poco a poco se vaya abriendo camino en el terreno de las fuentes renovables y poder así aumentar las posibilidades de generación en zonas ricas en potencial de oleaje. Esperamos ansiosos nuevas noticias de esta nueva planta en las cotas del Cantábrico.

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Según la disposición de los intercambiadores enterrados podemos realizar varios tipos de configuraciones, dependiendo de las características concretas de cada instalación:
• Intercambiador horizontal, permite una buena relación coste-prestaciones, su instalación es sencilla, ya que las profundidades no superan los 5 metros, y se utiliza en edificios con disponibilidad de una superficie terreno suficiente.
• Configuración horizontal Slinky, la variante con la anterior es que la tubería está enrollada en forma de espiral, esto permite intercambiar más energía en menos espacio.
• Configuración vertical, recomendable cuando se tiene poca disponibilidad de espacio, los pozos se suelen hacer típicamente de entre 50 y 150 m de profundidad, con material de relleno, y tienen una menor longitud de tubería.
• Configuración en bucle abierto es la que tiene una relación coste eficiencia más alta, se utilizan en aquellas zonas donde existe aguas subterráneas y es la instalación más sencilla existente. Con estos sistemas puede explotarse una gran fuente de calor con un coste muy bajo.
• Configuración de intercambiadores sumergidos, esta opción es aplicable en aquellos casos donde exista masa de agua, ya sean pozos sumergidos, lagos. Es una de las opciones más eficientes.

Los sistemas de bombas de calor geotérmicas tienen las siguientes ventajas en comparación con los sistemas tradicionales:
• Ahorro energético significativo:

1. 40-60% comparado con sistema de bomba de calor agua-agua ó aire-agua.
2. 75% comparado con sistema de radiadores eléctricos.
3. 60% comparado con sistema de Gas Natural.
4. 70% comparado con sistemas que usen otros combustibles

• Maximizan la vida útil de la instalación.
• Reducen coste de mantenimiento, operación y potencia contratada.
• Mayor fiabilidad y comodidad.
• Flexibilidad de ampliación o modificación cuando las necesidades del edificio cambian.
• Flexibilidad en la ubicación.
• Disminución de las emisiones de CO2.
• Disminuyen el ruido.
• Elimina el riesgo de legionela.

El coste inicial de este tipo de instalaciones es mayor debido a los costes de perforación, pero debido al gran ahorro energético es amortizable en un plazo de tiempo razonable, de 4 a 8 años.

Además de las ventajas económicas y energéticas que ya hemos comentado, se pueden resumir en las siguientes:
• Sanitarias: ya que estos sistemas no necesitan torres de refrigeración para realizar la condensación, en consecuencia eliminamos las bacterias que se producen en las torres, la legionela.
• Estéticas: Se eliminan todos los elementos exteriores de la fachada ya que el sistema de bomba de calor se ubica en un recinto cerrado ya sea un cuarto de máquinas, un sótano, etc.
• Durabilidad: La durabilidad de estos sistemas está entre 25 y 50 años; esto viene reforzado debido a que la vida de la bomba de calor es uno de los elementos más caros de la instalación y no se encuentra a la intemperie afectada por la climatología, ni por los robos.
• Acústicas: Al no existir compresores y ventiladores externos se elimina el ruido generado por éstos.
• Medioambientales: Las emisiones de CO2 se pueden disminuir hasta 60% frente a sistemas convencionales.

Como hemos podido observar este tipo de tecnología nos ofrece una gran variedad de ventajas tanto económicas como medioambientales que la hacen muy atractiva frente a sistemas tradicionales basados en combustibles fósiles o eléctricos. Lógicamente antes de aventurarse con un sistema de este tipo es necesario realizar un estudio profundo para asegurar la viabilidad y la sostenibilidad del mismo.

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En este artículo vamos a intentar explicar cuáles son las características principales, y en qué principios de funcionamiento se basan las denominadas calefacciones geotérmicas, también denominadas con las siglas BCG (bombas de calor geotérmicas).

El principio de funcionamiento en el cual están basados estos sistemas de baja temperatura es la característica intrínseca que la tierra tiene para mantener una temperatura más constante que el aire exterior; además, a mayor profundidad, menos variaciones se producirán en la temperatura. Gracias a la diferencia de temperaturas que hay entre el ambiente y el terreno, ya que en invierno el suelo está más caliente que el ambiente y en verano a la inversa, es decir, más frío que el ambiente, podemos climatizar utilizando un sistema BCG un edificio con una eficiencia superior a la de los sistemas actuales de calefacción.

Los intercambiadores de calor enterrados, están constituidos por tuberías, normalmente de polietileno de alta resistencia y gran duración, las cuales se entierran debajo de la superficie del suelo a una cierta profundidad. El líquido calefactor circula a través de la tubería, normalmente en circuito cerrado, transportando el calor absorbido a la bomba de calor en invierno y al suelo en verano, provocando así un intercambio de energía térmica entre el líquido que circula por las tuberías enterradas y el suelo, de forma que pueden acondicionarse recintos con una enorme eficiencia y ahorro energético.

El calor se extrae del suelo por medio de un captador, horizontal o vertical, con forma de tubo de plástico (polietileno reticulado o PER), dentro del cual fluye una mezcla de agua con anticongelante. El calor útil se transmite a la vivienda mediante un circuito de distribución hidráulica: suelo radiante, red de radiadores, etc; pero también existen sistemas que funcionan con circuitos frigoríficos (suelo/suelo), o incluso de forma mixta (suelo/agua).

Las características del sistema Suelo-Suelo o de expansión directa son:

• El calor se extrae del suelo mediante un captador con forma de tubo de cobre, dentro del cual fluye el fluido caloportador.
• El captador, con forma de serpentín, se coloca a 60 cm. bajo tierra y debe abarcar una superficie equivalente a la que hay que calentar o superior (de 100 a 120%).
• El calor útil pasa a través del fluido caloportador que funciona en circuito cerrado. La condensación del fluido libera la energía que calienta la vivienda. El suelo radiante consiste en un tubo de cobre con funda de polietileno.

Las características del sistema Suelo-Agua o Tecnología Mixta son:

• El calor se extrae del suelo por medio de un captador con forma de tubo de cobre, dentro del cual fluye el fluido caloportador.
• El captador, con forma de serpentín, se coloca a 60 cm bajo tierra y debe abarcar una superficie equivalente a la que hay que calentar o superior (de 100 a 120%).
• El calor útil se transmite a la vivienda mediante un circuito de distribución hidráulica: suelo radiante, red de radiadores (temperatura máxima del agua caliente: 47º C) o cualquier otro tipo de sistema que utiliza el agua caliente como vector de calefacción.

Hoy en día con la energía geotérmica, usada mediante la tecnología adecuada, podemos conseguir que una misma máquina termodinámica nos pueda ofrecer además de la calefacción para la vivienda, todo un seguido de posibilidades:

• Climatización: En verano es muy fácil invertir el sentido de circulación del fluido. El grupo termodinámico capta el calor ambiente de la vivienda o de la red hidráulica de ésta y la refresca mediante un sistema de suelo refrescante o de ventiloconvectores. El calor extraído de la casa se expulsa al exterior mediante los captadores.
• Agua Caliente Sanitaria: Solamente hace falta un acumulador de agua caliente en donde pueda ser disipada la energía que capta el generador termodinámico.
• Calefacción de piscina: El grupo termodinámico también permite calentar el agua de una piscina. En este caso, se aísla el suelo radiante, produciendo calor mediante un intercambiador de calor.

Gracias a un sistema de autorregulación en los mismos generadores, es posible calentar la vivienda, el agua caliente sanitaria y la piscina al mismo tiempo, dando preferencia normalmente a la calefacción de la vivienda, al ACS y por último a la piscina.

En el siguiente artículo continuaremos comentando algunas de las características de este tipo de tecnología basada en la energía geotérmica propia de la tierra.

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Generalmente en este tipo de instalaciones se usan módulos FV de doble vidrio, también llamados vidrios FV, sobre todo si deben formar parte del envolvente del edificio. Estos vidrios FV tienen como ventajas importantes respecto los módulos FV estándar su robustez, translucidez, elegancia y posibilidades de diseño (serigrafía, colores, distribución de células,…). Debido al carácter individual de cada construcción los módulos fotovoltaicos para integración arquitectónica se diseñan y fabrican generalmente a medida para cada proyecto. Estos módulos FV se pueden realizar también como doble acristalamiento en el caso de requerir un vidrio con alto aislamiento térmico.

Un módulo FV de doble vidrio para la integración arquitectónica debe concebirse como un elemento de construcción que cumpla con los más altos estándares de calidad de los elementos constructivos tradicionales, a parte de maximizar el rendimiento energético de las células FV incorporadas. Entre los requerimientos que deben cumplir están los siguientes:

• Los vidrios frontal y trasero deben ser templados, primero para adquirir suficiente robustez contra impactos y, segundo, para aguantar el choque térmico debido al calentamiento de las células FV en operación. Sin embargo, se debe encontrar el punto óptimo de temple para conseguir una mínima estabilidad del vidrio en caso de rotura.
• Se recomienda usar un módulo FV con denominación de Vidrio laminado de seguridad según la norma EN 14449:2005 y que cumpla las directivas de los productos de construcción.
• Máxima resistencia contra rotura, de gran importancia sobre todo en aplicaciones que cubren un paso de personas. Para estas aplicaciones se recomienda que el encapsulante aguante una presión de superior a 20N/m2 para evitar la rápida caída de los vidrios FV en caso de rotura. Para este fin, se recomienda el PVB (polivinilbutiral) como encapsulante, material utilizado en la construcción convencional para el vidrio laminado de seguridad.

Las características funcionales de los módulos FV de doble vidrio permiten que se puedan utilizar en multitud de aplicaciones donde se requiera función y belleza para una arquitectura individual y moderna, por ejemplo en:

• Cubiertas acristaladas
• Lucernarios
• Pérgolas
• Muros cortina
• Fachada de doble piel
• Revestimiento de fachada
• Protección con lamas o voladizos
• Otras aplicaciones

Es muy importante que en este tipo de sistemas constructivos se haga un gran esfuerzo para conseguir una gran optimización energética, es por ello que en la fase de planificación de un proyecto se debe contar con una serie de criterios de aplicación para módulos FV integrados arquitectónicamente.

• Localización y radiación solar: El rendimiento energético de una instalación FV depende en primera instancia de la cantidad de radiación solar disponible en el lugar de su ubicación.
• Orientación e inclinación: La orientación y la inclinación del campo FV tiene una influencia importante en el comportamiento energético de la instalación FV. Desviaciones de este punto óptimo de orientación e inclinación resultan en pérdidas energéticas respecto la generación máxima posible.
• Proyección de sombras: Se debe evitar al máximo la proyección de sombras en los campos FV. Pequeñas sombras pueden provocar que gran parte del módulo no funcione.
• Rendimiento energético: el rendimiento energético de una célula FV disminuye con un aumento de su temperatura. Una célula FV en funcionamiento produce un calor residual que debe ser evacuado. Esto resulta más fácil si la parte trasera del módulo FV está ventilada. En la mayor parte de los casos de integración arquitectónica esto no es posible y se tiene que calcular con pérdidas debido al calentamiento del módulo. Este efecto es aún más importante en vidrios de doble acristalamiento por su gran aislamiento térmico.

Como vemos cada vez es más fácil que el mundo de las energías renovables forme parte de nuestras vidas, incluso sin darnos cuenta, ya sea en una fachada, en una azotea, o en otros muchos lugares, no cabe duda de que aunque el avance puede parecer lento, la carrera hacia una mayor presencia de las energías limpias sigue su rumbo.

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