miércoles, 17 de octubre de 2007

Ahorro y eficiencia energética en sitios fríos












Los Objetivos nuestros son la diversificación energética, la eficiencia y calidad del suministro y el ahorro energético, promocionando, las energías renovables, las infraestructuras, la utilización de nuevas tecnologías y el respeto al medio ambiente.

Cada día aumenta la cantidad de personas que habitan en viviendas unifamiliares. En una vivienda de este tipo se ha montado una instalación solar térmica para producir agua caliente aprovechando el calor suministrado por el Sol.
El agua caliente producida es utilizada como Agua Caliente Sanitaria (ACS), para calefacción y para aumentar la temperatura de la piscina.
Se han instalado 4 captadores térmicos con tubo de vacío con una superficie de 14,4 metros cuadrados. La instalación consta de un depósito de acumulación de 1.200 litros de volumen.
Este tipo de instalaciones contribuyen a ahorrar energía y a mejorar el medio ambiente.

VIVIENDA PARTICULAR

Entre las diversas fuentes de energías renovables, la radiación solar es la principal y la más abundante.
Históricamente, en el mundo, el Sol ha sido una de las principales fuentes de energía utilizada por los hombres para producir calor, sea de una manera directa, indirecta, natural o artificial. Ésta es la denominada energía solar térmica.
Cada día aumenta la cantidad de personas que habitan en viviendas unifamiliares. En una vivienda de este tipo se ha montado una instalación solar térmica para producir agua caliente aprovechando el calor suministrado por el Sol.


El agua caliente producida es utilizada como ACS, para calefacción y para aumentar la temperatura de la piscina. Se han instalado 4 captadores térmicos de vacío con una superficie de 14,4 metros cuadrados.


La instalación consta de un depósito de acumulación de 1.200 litros de volumen.
Este proyecto y otros similares son ejemplos que admiten replicabilidad en las numerosas construcciones. Los beneficios repercuten por una parte en el propietario de la instalación en forma económica y también en el conjunto de la sociedad al contribuir a mejorar las condiciones del medio ambiente por reducción de la polución.

DESCRIPCIÓN.

La instalación solar térmica se ha diseñado para la producción de Agua Caliente Sanitaria, apoyo a la calefacción por suelo radiante y climatización de piscina exterior. Se trata de una vivienda unifamiliar de uso habitual, habitada por 3 personas con una necesidad de 40 litros de ACS por persona y día, y un suelo radiante de 220 m2. La temperatura de cálculo para ACS es 50ºC y para el suelo radiante 45ºC.

Se trata de una instalación solar térmica cuyo sistema de captación está compuesto por 4 equipos colectores de 30 tubos de alto vacío. Equipo con una superficie de 3,6 m2, es decir, una superficie total útil de 14,4 m2. Los colectores de vacío están constituidos por tubos de cristal cerrados herméticamente en sus dos extremos, en los que alojan una superficie absorbedora, que transmite el calor que concentra al líquido caloportador. Su gran rendimiento se debe a que no hay pérdidas por convección y el calor perdido por radiación es muy bajo.

El sistema de almacenamiento de la energía térmica obtenida es un depósito acumulador de 1200 litros con su intercambiador interno. El depósito está aislado con poliuretano expandido con un espesor de 100 mm. cuenta con un sistema de apoyo que utiliza gas propano como combustible. El sistema de distribución lo forman tuberías de cobre de 22 mm con aislamiento Armaflex de 20 mm. La instalación tiene un sistema de control para tener un funcionamiento Correcto.
La producción anual de energía renovable es 15,375 kWh, con un ahorro anual de energía de 11,389 Kwh., lo que representa un ahorro económico significativo.
gua Caliente Sanitaria Paneles Solares





Calefacción Piscina

domingo, 14 de octubre de 2007

Sistemas de Baja Temperatura

Sistemas de baja temperatura.
Son los sistemas con una temperatura de trabajo hasta 125 °C son los mas importantes para nosotros, pues las aplicaciones mas utilizadas para calentamiento de agua entran en esa gama de temperaturas, tienen como componente principal los captadores planos llamados también colectores o paneles y su utilización principal es la obtención de agua caliente sanitaria.
Dibujo Sistema Solar Térmico Baja TemperaturaLos sistemas solares térmicos de baja temperatura se componen de cinco partes o subsistemas principales:
1. Captador o panel solar.
2. Intercambiador de calor.
3. Depósito de almacenamiento.
4. Sistema de apoyo.
5. Sistema de distribución o consumo.

viernes, 5 de octubre de 2007

Electrificación Rural en Nicaragua



Electrificación Rural





Cocinas, electrificación de viviendas, escuelas y tiendas campesinas, y bombeo de agua con el uso de energía solar, se han convertido en “una moda” en el campo occidental de Nicaragua y el sur de Honduras,

Las cocinas y los paneles solares son una novedad en el área urbana de León, pero los campesinos en casi todo el país se están apropiando de esa tecnología que a la par de resolver las necesidades de electrificación y agua no satisfechas por el gobierno, “reforestan su zona, como un crédito retornable a la naturaleza”,

El proyecto inició en 1994 con la introducción de las cocinas solares, como un proyecto de energía renovable denominado “aprendiendo a usar el sol”, incorporado a la Jornada de Educación Ambiental.

“Es un aporte al medio ambiente, porque mitiga los efectos de gases que producen recalentamiento del planeta y se incrementa la población de árboles”, “El usuario, que paga con reforestación en sus zonas, recibe del organismo semillas para la creación de viveros para la siembra de plantas”.

Así llegó al Instituto del Municipio El Jicaral y a los colegios Sagrado Corazón de Jesús y Madre María Eugenia, Instituto Nacional de Occidente y Núcleos de Educación Rural (NER) de las comarcas Chacra Seca, Tololar, La Ceiba, Salinas Grandes y Abangasca Sur, en el Municipio de León.

La experiencia de cuatro años en esas escuelas e institutos, está sistematizada en una “Currícula Educativa Ambiental”, elaborada por los maestros. El documento final ha servido para impartir clases de Química, Física y Orientación Laboral en los NER de los últimos dos años.


TECNOLOGÍA SENCILLA

Las tiendas campesina en donde no existe luz eléctrica, se ha convertido en una sala de cine donde los vecinos ven las telenovelas. “Hacemos un uso racional y con horario”, dice feliz.

Aquí una planta fotovoltaica aprovecha seis horas los rayos solares. Estos pasan a una batería acumuladora de carga de doce voltios, conectada a un inversor de carga para transformar la corriente de 110 voltios, de continua a alterna. Esta lleva luz a las lámparas y electrodomésticos.

En la Escuela de El Chagüe, gracias a los paneles solares instalados, los adultos reciben clases de noche y el párroco celebra la misa con aparatos musicales. A cambio, la comunidad reforesta la comarca, cada familia ha sembrado hasta 150 plantas.

“Esta era una zona bien golpeada por la explotación de leña. No teníamos idea de lo que era una cocina ni un panel solar, su uso ha traído muchos beneficios a la comunidad”, asegura un líder comarcal.


COCINA SIN RIESGOS

La producción de cocinas solares en Nicaragua alcanza las 1,500, parte de éstas se encuentran en el sur de Honduras, “Su uso en el campo evita a las mujeres la búsqueda y consumo de leña, la contaminación con humo, quemaduras y riesgos de incendio”,

Igual que en El Chagüe, en las comarcas Chacra Seca y San Pedro, la mayoría de las casas usan las cocinas solares. Cada quien tiene una historia que contar con el uso de esta tecnología.


En el departamento de Valle, en Honduras, cinco comunidades de Nacaome hacen uso de la energía solar. Aquí, las cocinas, electrificación, refrigeradoras solares para puestos de salud y sistema de bombeo de agua potable resuelven las necesidades de comunidades donde no existen los sistemas convencionales de luz y agua.


Ampliando servicios

La comunidad rural “Clarisa Cárdenas” de Sutiaba, contará con un sistema de bombeo que le llevará agua potable, esto gracias a los paneles solares.
Las cocinas solares llegan a las comunidades de Nicaragua a través de las alcaldías y organismos amigos que brinda capacitación y asistencia técnica a los usuarios.

Electricidad y Agua

Energía Solar

El Hidrógeno como combustible

El HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE
El hidrógeno como energía

El hidrógeno es un elemento químico que contiene energía y que puede ser almacenado en forma líquida o gaseosa. El hidrógeno es 14 veces más ligero que el aire, incoloro, inodoro y no tóxico, ya que su único producto luego de la combustión es agua.

Históricamente y desde hace algo más de doscientos años, el manejo por parte del hombre de formas de energía de mayor densidad que la leña, como el carbón, luego el petróleo y ahora el gas natural han brindado junto a la tecnología de conversión del calor en trabajo mecánico y electricidad, aquellas otras tecnologías que facilitan y permiten acceder a superiores servicios de transporte, fuerza motriz, comunicaciones, confort en el hogar y perfeccionamiento del comercio.

El conjunto de tecnologías especialmente desarrolladas en el siglo XX, ha elevado el nivel de consumo de energía per capita en la mayoría de los países. Ese parámetro se toma como sinónimo de bienestar.
También, esa mayor cantidad de energía permite incrementar la producción de alimentos, considerando que el riego y los fertilizantes son en buena medida el resultado del dominio energético dentro del bagaje cultural evolutivo de la humanidad, hechos que han posibilitado el incremento vertiginoso de la población global. Toda esta bonanza que parecía orientada hacia un destino continuo y mejor, colapsa y resulta inconveniente para el interés común.

Afortunadamente, el ingenio humano, impulsado muchas veces por la necesidad de encontrar alternativas, logrará en las fuentes renovables directas o derivadas del sol, como el viento, la hidráulica, la geotermia y la biomasa el recurso energético primario que le permita mantener el consumo per capita e incluir al tercio de población mundial, hoy todavía carente de servicios energéticos. Esto permitiría que el hombre no sea dependiente exclusivo de la tracción a sangre o la leña, cuando se tiene, empleada directamente como fuente de calor.

Así, aparece el hidrógeno, elemento en estado gaseoso en condiciones ambientales normales, pero que es factible de almacenamiento, transporte y distribución, lo que permite su aplicación a cualquier segmento de la demanda.
El hidrógeno fue descubierto por el científico británico Henry Cavendish, en 1776, quién informó de un experimento en el que había obtenido agua a partir de la combinación de oxígeno e hidrógeno, con la ayuda de una chispa eléctrica. Como esto elementos, no eran conocidos los denomino "aire sustentador de la vida" y "aire inflamable" respectivamente. El químico francés Antoine Lauren Lavoisier consiguió repetir con éxito el experimento en 1785 y dio el nombre de oxígeno al "aire sustentador de la vida" y el de hidrógeno al "aire inflamable".

El hidrógeno es el elemento más ligero, más básico y más ubicuo del universo. Cuando se utiliza como fuente de energía, se convierte en el combustible eterno. Nunca se termina y, como no contiene un solo átomo de carbono, no emite dióxido de carbono.

El hidrógeno se encuentra repartido por todo el planeta: en el agua, en los combustibles fósiles y en los seres vivos. Sin embargo, raramente aparece en estado libre en la naturaleza, sino que tiene que ser extraído de fuentes naturales.

El hidrógeno no es fuente primaria de energía, no es un combustible que podamos extraer directamente de la tierra como el gas natural.

La fuente más común de hidrógeno es el agua. Se obtiene por la descomposición química del agua en oxígeno e hidrógeno partir de la acción de una corriente eléctrica (electrólisis) generada por fuentes de energía renovable (solar fotovoltaica, eólica, etc…). Este proceso divide el agua, produciendo oxígeno puro e hidrógeno.

El hidrógeno obtenido puede ser comprimido y almacenado en celdas por varios meses hasta que se lo necesite. El hidrógeno representa energía almacenada, se puede quemar como cualquier combustible para producir calor, impulsar un motor, o producir electricidad en una turbina.
Combustible basado en el hidrógeno

¿Qué pasaría si todos los vehículos obtuvieran de repente su energía a partir de células de combustible basadas en el hidrógeno?

Distintos estudios sostienen que tal conversión mejoraría la calidad del aire, la salud humana y el clima, sobre todo si se utilizara el viento en la generación de la electricidad necesaria para extraer el hidrógeno del agua en un proceso sin contaminación.

De forma semejante a cómo se bombea el gas en tanques, el hidrógeno se bombearía en células de combustible que se basan en procesos químicos y no en la combustión, para impulsar los vehículos. Cuando el hidrógeno fluye a través de los compartimientos de la célula de combustible, reacciona con el oxígeno para producir agua y energía.

Tal conversión podría evitar anualmente millones de casos de enfermedades respiratorias y decenas de miles de casos de hospitalización.

La conversión de todos los vehículos actuales en vehículos alimentados por células de combustible recargadas por el viento, podría hacerse a un costo de combustible comparable con el de la gasolina, e incluso menor si se consideran los efectos de la gasolina sobre la salud.
Las ventajas de utilizar el hidrógeno como energía son

* No produce: contaminación ni consume recursos naturales, el hidrógeno se toma del agua y luego se oxida y se devuelve al agua. No hay productos secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan producirse en este proceso.
* Seguridad: los sistemas de hidrógeno tienen una historia de seguridad muy impresionante. En muchos casos, el hidrógeno es más seguro que el combustible que está siendo reemplazado. Además de disiparse rápidamente en la atmósfera si se fuga, el hidrógeno, en contraste con los otros combustibles, no es tóxico en absoluto.
* Alta eficiencia: las celdas de combustible convierten la energía química directamente a electricidad con mayor eficiencia que ningún otro sistema de energía.
* Funcionamiento silencioso: en funcionamiento normal, la celda de combustible es casi absolutamente silenciosa.
* Larga vida y poco mantenimiento: aunque las celdas de combustible todavía no han comprobado la extensión de su vida útil, probablemente tendrán una vida significativamente más larga que las máquinas que reemplacen.
* Modularidad: se puede elaborar las celdas de combustible en cualquier tamaño, tan pequeñas como para impulsar una carretilla de golf o tan como para generar energía para una comunidad entera. Esta modularidad permite aumentar la energía de los sistemas según los crecimientos de la demanda energética, reduciendo drásticamente los costos iniciales.

Lo novedoso de esta tecnología es que la producción de hidrógeno es realizada a partir de fuentes de energías renovables.

La economía del hidrógeno posibilita una enorme redistribución del poder, con consecuencias trascendentales para la sociedad. El hidrógeno tiene el potencial de poner fin a la dependencia que el mundo tiene del petróleo importado y de ayudar a eliminar el peligroso juego geopolítico que se está dando entre los países musulmanes y los países occidentales. Reducirá drásticamente las emisiones de dióxido de carbono y mitigará los efectos del calentamiento global. Y dado que es tan abundante y existe en todas las partes del mundo, todos los seres humanos dispondrán de energía.

En la búsqueda de una fuente de energía más limpia, la culminación debe ser el hidrógeno mismo; hoy se están desarrollando tecnologías para hacer esto realidad. El hidrógeno tiene el potencial de ser utilizado en prácticamente todas las aplicaciones donde actualmente se utiliza combustible fósil, por lo que podríamos alcanzar pronto una economía de hidrógeno.

Nos hallamos en el vértice de una nueva época histórica en la que todas las posibilidades se mantienen abiertas. El hidrógeno, la materia misma de las que están hechas las estrellas como nuestro sol, esta comenzando a ser controlado por el ingenio humano y aprovechado para fines humanos. Proyectar la ruta adecuada al comienzo del viaje es esencial si queremos convertir la gran promesa de una era del hidrógeno en una realidad viable para nuestros hijos y en un valioso legado para las generaciones que vendrán atrás nuestro.


Autor: Cristian Frers
Técnico Superior en Gestión Ambiental y Técnico Superior en Comunicación Social

martes, 2 de octubre de 2007

Fuentes de energía limpia

Fuentes de Energía Limpia sin aprovechar.

¿Estamos preparando a nuestros Técnicos, Políticos y a nuestra Sociedad para la próxima escasez de petróleo y gas natural, lo que nos transformará en importadores de energéticos y de uso de energías alternas de mayor costo?

Nos hemos enterado que las reservas probadas de petróleo en nuestro país, son cada vez menores y se está extrayendo con mayor intensidad, logrando cifras record, ahora que el petróleo, precisamente por la demanda mundial y el cada vez mas difícil mercado ofertante , los precios del petróleo crudo han alcanzado cifras record y el panorama indica que esto continuará, solo con pequeñas modificaciones coyunturales (los países exportadores están en territorios conflictivos), han preocupado a los países avanzados, que, o tienen sus reservas bien administradas (consiguiéndolas a base de guerras inclusive) o se han preocupado y ocupado en aprovechar fuentes alternas y limpias de energía , tales como : eólica, Hidráulica menor ( mini y Micro ), solar, mareomotriz, biomasa e hidrógeno.

Los países europeos, Canadá, India, Corea del Sur y Japón, incluso Estados Unidos de Norteamérica, están dando ejemplos de planeación a largo plazo, fomentando fuentes de energía renovable e incursionando, tanto en la energía eólica, solar, biomasa, etc. Tanto por la incuestionable reducción de las reservas de hidrocarburos como por la necesidad de limitar la emisión de gases de efecto invernadero, ya que el cambio climático dejó de ser una especulación y es una amenazante realidad.

Si bien el hidrógeno es un gas mas abundante en la naturaleza, constituye el 75% de la masa del universo y el 90% de sus moléculas y encontrar la forma de explotarlo eficientemente daría a la humanidad el elixir al que han aspirado alquimistas y químicos, según Jeremy Rifkin en su libro “ LA ECONOMÏA DEL HIDRÓGENO”.

Sin tratar de reproducir aquí todos los tratados sobre el tema, baste decir que el hidrógeno reempezó a producir con fines comerciales en la década de los 20s del pasado siglo, por el método de electrólisis.

El hidrógeno es el camino correcto hacia la descarbonización , es decir, la progresiva sustitución de los átomos de carbono por otros de hidrógeno con cada nueva fuente de energía. La madera, la principal fuente de energía durante la mayor parte de la historia de la humanidad, tiene la mayor proporción de carbón en relación con el hidrógeno ( 10 a 1 ). En los combustibles fósiles, el carbón posee la mayor proporción ( 2 a 1 ), mientras que el gas natural, tiene un solo átomo de carbono por cada cuatro de hidrógeno.

Desafortunadamente, el hidrógeno no lo disponemos en estado libre y su obtención debe ser a través de un combustible fósil, de la biomasa o del agua, consumiendo electricidad, para luego bombearlo a una pila de combustible para que sea utilizable como electricidad.

Las pilas de combustible no son un invento nuevo, parecidas a las baterías, pero con una gran diferencia: las baterías almacenan energía química y la convierten en electricidad; cuando la energía química se acaba, la batería se tira. Las pilas de combustible, convierten en electricidad la energía química de un combustible que reciben del exterior. No necesitan ser recargadas y continúan generando electricidad mientras les sea suministrado combustible y comburente ( oxidante ).

Las pilas de combustible requieren hidrógeno como combustible, los hidrocarburos son muy sucios para su uso en una pila. Está formada por un ánodo de carga negativa en un lado, un cátodo de carga positiva en el otro y un electrolito en el medio, consistente en una solución alcalina o de ácidos acuosos, o bien una membrana de plástico que permita el paso de los átomos de hidrógeno eléctricamente cargados desde el ánodo hasta el cátodo. Cuando reintroduce el hidrógeno en el lado del ánodo de la pila, se produce una reacción química que rompe el átomo de hidrógeno en un protón y un electrón. Los electrones liberados salen a través del circuito eléctrico externo en forma de corriente eléctrica directa. Los iones de hidrógeno ( protones ) viajan a través de la capa del electrolito hacia el cátodo, cargado positivamente. El flujo de electrones regresa al cátodo, donde reacciona con los iones del hidrógeno y con el oxígeno del aire para formar agua. Como se ve, las pilas de combustible invierten el proceso de la electrólisis, no tienen partes móviles, son silenciosas y dos veces y media mas eficientes que los motores de combustión interna, además de que producen solo electricidad, calor y agua pura destilada.

Desafortunadamente producir hidrógeno es caro. Las pilas también; sin embargo, las tendencias tecnológicas, la economía de escala y la investigación cada vez mayor y en función de: la escasez y costo de los hidrocarburos y el efecto invernadero que estos producen al quemarse en cualquier proceso, impulsarán a los inversionistas y gobiernos a lograr hacer competitivo el uso del hidrógeno, aún usando energía eléctrica de fuentes limpias y renovables de energía como la solar, eólica, geotérmica, mareomotriz y biomasa.

Ya existen pilas de combustible domésticas ( de 1 a 15 kw ) y comerciales de (60 a 250) kw. En México ya se ha creado la Red del Hidrógeno, patrocinada por la UNAM, quien tiene además entre sus proyectos de investigación, la fabricación de su propia pila de hidrógeno.

Debemos involucrarnos mas en estos asuntos que, de no actuar pronto, quedaremos, como siempre, a la saga de los adelantos tecnológicos y sin solución propia para las generaciones futuras.

Los Autos cambiarán el combustible fósil

Los autos ya utilizan hidrógeno como combustible en pequeña escala y luego se masificarán, esa es nuestra proyección técnica y muy acertadas las investigaciones de nuestros propios científicos y técnicos latinoamericanos, y no es una ciencia oculta, ni privilegios del primer mundo, hoy el mundo está muy abierto al conocimiento que hasta los países del tercer mundo podemos hacer uso de esa nueva forma de producir los combustibles, sin darles nuestro alimento a los autos, El uso del componente Eólico ya está siendo empleado en América Latina.

Todas las fuentes Renovables conocidas pueden ser empleadas para esta forma Alternativa y el buen uso de la Naturaleza.
Están proyectadas centrales de Hidrógeno, como un símil de Centrales eléctricas, la fuerza motriz el viento y la Electrólisis desarrolla una Energía Limpia tanto en su producción como en su consumo.
Nosotros hemos desarrollado en un Instituto de manera experimental la producción del Hidrógeno de la manera mas elemental electrolítica, utilizando la electricidad producida a partir de un aerogenerador.
Por otro lado, no existe fuente Renovable o Alternativa que no contamine el ambiente o dañe la Biodiversidad.
Todas las fuentes Renovables y Alternativas contaminan, pero estas energías obligadamente del futuro de la Humanidad tienen una baja contaminación, si no la tienen, las tecnologías se deben de aplicar de manera sustentable con el Ambiente , y no seguir quemando combustibles fósiles que produzcan Oscurecimiento, Calentamiento Global, contaminación a gran escala ( la contaminación obligada debe ser sustentable con los bosques , con la reforestación y desertificación, sino no habría sentido seguir construyendo autos contaminantes).
El Aire y nuestro Sol, las diferencias de temperatura, la termodinámica natural, la entalpía, la entropía, el viento, el gradiente de temperatura, con esa cosas que aprendemos en las Universidades, apliquémosla y tendremos un Mundo limpio sin necesidad de darle a los vehículos Una dieta especial alimentaría.

IMPORTANCIA DE LOS HUMEDALES

El Día Mundial de los Humedales se celebra cada 02 de febrero, desde 1997; conmemorando la Convención RAMSAR de 1971. La fecha motiva...