Nuevas Formas de Generar Energía 

Anabel Sanchez

Facultad de Ingeniería Eléctrica 

Universidad Tecnológica de Panamá – Sede Coclé

anabel.sanchez1@utp.ac.pa

Sergio Hernández

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Universidad Tecnológica de Panamá – Sede  Coclé

Sergio.hernandez1@utp.ac.pa

Resumen:

Muchas son las formas que existen en la actualidad para generar energía eléctrica, utilizando la energía del sol, la fuerza del agua, entre otras pero con el pasar de los años, científicos creen que ciertos recursos que se utilizan pueden llegar a agotarse debido su uso, esto ha llevado a investigar nuevas formas de generar electricidad y buscar la forma de contribuir con el medio ambiente evitando la contaminación.

Palabras Claves: Energía undimotriz, Red eléctrica, termoquímica.

Objetivo:

Dar a conocer que existen muchos otros métodos de generar energía eléctrica.

Desarrollo:

En la actualidad nuestro país y el mundo están perjudicando a la naturaleza con la utilización de recursos fósiles y otros como el agua para la generación de electricidad es por ello que con el pasar de los años los científicos buscan otras maneras de producir electricidad sin agotar nuestros recursos naturales y tratando de generar más energía.

En la actualidad existen muchos científicos que buscan otras fuentes de energía y algunos de estos proyectos están en prueba.

Energía undimotriz

Es la energía que permite la obtención de electricidad a partir de energía mecánica generada por el movimiento de las olas.Es uno de los tipos de energías renovables más estudiada actualmente, y presenta enormes ventajas frente a otras energías renovables debido a que en ella se presenta una mayor facilidad para predecir condiciones óptimas que permitan la mayor eficiencia en sus procesos. Es más fácil llegar a predecir condiciones óptimas de oleaje, que condiciones óptimas en vientos para obtener energía eólica, ya que su variabilidad es menor.

La pregunta es ¿cómo hacer que el proceso de generación de electricidad en las estaciones marítimas sea rentable?

Actualmente esta energía ha sido implementada en muchos de los países desarrollados, logrando grandes beneficios para las economías de estos países, debido al alto porcentaje de energía que suple con relación al total de energía que demandan al año. Un ejemplo de ello es:

·         En Estados Unidos. Se estima que en Estados Unidos alrededor de 55TWh por año son suplidos por energías provenientes del movimiento de las olas. Dicho valor es un 14% del valor total energético que demanda el país al año

·         En Europa. Se sabe que en Europa alrededor de 280TWh son provenientes de energías generadas por movimiento de las olas en el año.

Estimación económica del coste de la energía undimotriz

Figura 1

Porcentaje de generación en un plazo de 10 años.

Es necesario tener una serie de condiciones geológicas y el equipo necesario para su óptimo uso.

Uno de los requisitos necesarios es la profundidad

Según estudios realizados a lo largo de la historia con respecto a esta energía renovable, se sabe que la cantidad de energía que se puede obtener a partir de ella, es proporcional al periodo de oscilación de las olas, al igual que al cuadrado de la amplitud de estas. Por tal razón se sabe que este tipo de características se hallan en territorios marítimos con profundidades entre 40 y 100 metros. Entre dichas profundidades las características de las olas resultan ser óptimas para la energía undimotriz.

Los equipos utilizados se clasifican en

1. Dispositivos en costa (on-shore)
2. Dispositivos cerca de la costa (near-shore)
3. Dispositivos fuera de la costa u off-shore

Clasificación de dispositivos

Dispositivos de columna de agua oscilante

Estos funcionan con una turbina de aire que se encuentra ensamblada a un generador. Esta estructura normalmente se encuentra ubicada en la costa. Su parte inferior se encuentra sumergida que se abra hacia el oleaje, en su parte superior contiene una cámara de aire. El aire se desplaza por la columna de agua generando movimiento en la turbina ubicada en la parte alta del dispositivo. Se utiliza energía neumática para generar energía mecánica.

Dispositivos oscilantes

Estos funcionan con un motor hidráulico, turbina hidráulica y un generador eléctrico lineal.

Flotadora

Estas boyas contienen un sistema hidráulico el cual acciona un generador gracias al constante movimiento del oleaje ya que éste hace que se genere un movimiento relativo entre el mástil y el flotador. La salida eléctrica se lleva hasta una subestación

Rotación

Este sistema está formado por un módulo que se encuentra anclado al fondo marino y mediante las oscilaciones se accionan unos pistones que logran una transformación hidroeléctrica. Están constituidos principalmente por una estructura articulada que en las conexiones de los nodos dispone de un sistema hidráulico el cual actúa sobre un generador eléctrico. Esta tecnología es comercial ya que por medio de 30 de estos aparatos se podría brindar energía a 20 000 hogares.

Traslación lineal

Estos sistemas están constituidos por dos partes: Una se encuentra fija sobre el fondo marino, y la otra se mueve de manera vertical por la variación de presiones hidrostáticas bajo el agua por las olas.

Colectores de olas

Aprovechando la energía potencial de las olas, los aparatos reciben esta energía al mover unas turbinas hidráulicas. El depósito se encuentra ubicado un nivel encima del mar, al cual, a través de una rampa, ingresan las olas. A continuación pasan por unas turbinas ensambladas a unos generadores eléctricos.

Estructura flotante:Wave Dragon

Este sistema es similar al de la estructura fija, la diferencia es que se trata de una estructura flotante.

Dificultades

Uno de los problemas técnicos importantes consiste en cómo absorber la energía mecánica, que incide en un campo aleatorio de velocidades, en energía eléctrica apta para su conexión a la red eléctrica.

v El alto costo económico de la inversión inicial demanda que el periodo de amortización de estas centrales sea largo.

v Su utilización se circunscribe a zonas costeras o próximas a la costa, por mayor erogación económica que implicaría transportar la energía obtenida a lugares del interior.

v Otro inconveniente es el impacto ambiental debido a las instalaciones, que requieren modificación del paisaje para su construcción. Se ha de disponer de mucho espacio para albergar las enormes turbinas, lo cual involucra un impacto ecológico sobre los ecosistemas, habitualmente costeros.

Energia a partir de la basura

Ya hace tiempo que los científicos aprendieron a utilizar los residuos para generar electricidad. En el mundo hay una serie de centrales eléctricas donde la basura se convierte en metano, que más tarde podría convertirse en electricidad.

Cada día se genera residuos sólidos urbanos (RSU) en las ciudades que son transportados a vertederos. Éstos son enterrados, y con el tiempo terminan generando gas metano que puede llegar a la atmósfera, donde se transforma en dióxido de carbono, principal causante del calentamiento a nivel global. Dicho metano puede ser aprovechado para la generación de energía, evitando el grave perjuicio que supone su liberación a la atmósfera.

El aprovechamiento de los residuos – aguas residuales, residuos agrícolas y ganaderos, residuos urbanos o industriales, restos de árboles o de cosechas; para la generación de energía útil -electricidad o calor-, es una fuente de producción energética con un gran potencial, que contribuye por un lado a una gestión de residuos más sostenible, y por otro, a reducir la dependencia energética de otros países productores, como es el caso de España. Además está incluido dentro del Plan de Energías Renovables 2011-2020.

Las tecnologías utilizadas para la valorización energética de los residuos son:

– Procesos de tecnologías de tratamiento térmico, como la incineración, la gasificación, la pirólisis o la gasificación por plasma.

– Procesos de tecnologías de tratamiento biológico, como la biometanización o digestión anaerobia de la fracción orgánica con valorización del biogas obtenido.

Imagen: Proceso de digestión anaerobia para tratamiento de residuos sólidos urbanos

Las tecnologías más probadas son la incineración, la digestión anaeróbica y la coincineración, para aplicaciones industriales. Por otro lado, existe una tendencia creciente en implantación de tecnologías como la gasificación, la pirólisis y la gasificación por plasma, debido a que pueden alcanzar un mayor rendimiento energético, y a la baja aceptación a nivel social de la incineración.

El ejemplo

En Suecia:

– Se reduce la cantidad de residuos generados, ya que cada ciudadano genera anualmente una tonelada de basura por vivienda, cuando la media en Europa es de 6 toneladas por habitante cada año.

– Se reutilizan y reciclan los residuos generados, porque existe conciencia social.

Del total de residuos que se generan, sólo un 4% llega a los vertederos, mientras que el resto que no se recicla o reutiliza, es utilizado para generar energía mediante incineración. Con la incineración de los residuos utilizados para producir energía, se obtiene metano, y con este producto se obtiene energía en forma de calor para la producción de agua caliente. De esta manera se cubre la demanda de calefacción de cerca de 1.000.000 de viviendas -la quinta parte del total de hogares suecos-, pero también se bombea a edificios comerciales.

Además de generar calor para producir agua caliente sanitaria, también se genera electricidad a partir de los residuos, cubriendo así la demanda de 250.000 hogares en Suecia. A partir de aquí, se puede afirmar que Suecia está a la cabeza en producción de energía a partir de la basura, y la realidad es que ya empieza a importar residuos de otros países de Europa, ya que su capacidad de producción energética es superior, que su propia producción de residuos.

Algas para la elaboración de Biocombustibles

La producción de etanol a partir de maíz o caña de azúcar ya es una gran industria mundial, pero también ha causado que grandes extensiones de tierra antes usadas para cultivar alimentos sean ahora campos para la elaboración de combustibles.

De acuerdo a recientes investigaciones, las algas comunes pueden ser usadas para ser transformadas en combustibles. Estas pueden ser cultivadas en depresiones de 1 metro de ancho y ser cosechadas cada 5 o 8 días.

Para la producción de combustible se raspan las algas, se secan y luego se extraen los carbohidratos que son convertidos en azucares. A continuación tras un proceso de fermentación los azucares se convierten en ácido butírico, láctico y acético.

Este nuevo proceso es menos costoso y más eficiente a la vez que ayuda a reducir la contaminación en el agua.

Energía evaporativa

 Inspirados en plantas, los científicos han inventado una hoja sintética microfabricada, que es capaz de producir energía eléctrica a partir de agua en evaporación. Se pueden bombear burbujas de aire hacia el interior de las “hojas”, generando electricidad que resulta de la diferencia de las propiedades eléctricas del agua y el aire. Esta línea de investigación podría abrir la puerta hacia formas más ingeniosas de capturar la energía que surge de la evaporación



Enlaces 
[1] https://actualidad.rt.com/ciencias/view/132623-formas-nuevas-energia-colapso

[2] http://www.desarrollosustentable.co/2013/05/nuevas-fuentes-de-energia.html

[3 ] https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_undimotriz