Qué es la arquitectura Bioclimática: Características y ventajas

arquitectura bioclimática

Hablamos de Arquitectura Bioclimática cuando el diseño del proyecto se adapta según las características y peculiaridades del lugar de implantación, para beneficiarse de las ventajas y protegerse de las desventajas y limitaciones.

El objetivo principal es obtener la comodidad ambiental deseada de la manera más natural posible utilizando los medios arquitectónicos.

Las energías renovables disponibles y utilizando los medios técnicos y las energías mecanizadas menos posibles fuera del sitio.

Estas estrategias y técnicas arquitectónicas buscan aprovechar al máximo el sol en invierno y protegerse durante el verano.

Es por eso que también hablamos de arquitectura “solar” o “pasiva”.

La elección de un enfoque de una arquitectura bioclimática promueve el ahorro de energía y reduce los costos de calefacción y refrigeración, al tiempo que disfruta de un entorno de vida muy agradable.

Para optimizar la comodidad de los ocupantes y preservar el entorno natural del edificio, se deben tener en cuenta muchos parámetros.

Se prestará especial atención a:

  • La orientación del edificio (con el fin de explotar la energía y la luz solar).
  • La elección del terreno (clima, topografía, zonas de ruido, recursos naturales, etc.).
  • La construcción ( superficies acristaladas, protección solar, compacidad, materiales).

¿Que metodología de diseño debo utilizar para la Arquitectura Bioclimática?

La arquitectura bioclimática debe aprovechar al máximo la energía solar, abundante y gratuita.

En invierno, el edificio debe maximizar la captura de energía solar, distribuirla y conservarla.

Por el contrario, en verano, el edificio debe protegerse de la radiación solar y evacuar el exceso de calor del edificio.

La arquitectura Bioclimática se articula en torno a los 3 ejes siguientes:

1. Capturarte / protegerte del calor

En el hemisferio norte, en invierno , el sol sale en el sudeste y se pone en el suroeste, quedando muy bajo (22 ° en el solsticio de invierno).

Solo la fachada sur recibe una radiación significativa durante el período invernal.

Por lo tanto, al maximizar el área de vidrio en el sur, la luz del sol se convierte en calor (efecto invernadero), que calienta el edificio de forma pasiva y gratuita.

En el hemisferio norte, en verano , el sol sale en el noreste y se pone en el suroeste, elevándose muy alto (78 ° en el solsticio de verano).

Esta vez, los techos, las fachadas Este (mañana) y Oeste (tarde) son las más irradiadas.

En cuanto a la fachada sur, permanece fuertemente irradiada, pero el ángulo de incidencia de los rayos de luz es alto.

Por lo tanto, es aconsejable proteger las superficies acristaladas orientadas al sur mediante protección solar horizontal diseñada para bloquear la radiación solar en verano.

En las fachadas Este y Oeste, la protección solar horizontal tiene una efectividad limitada porque los rayos solares tienen una menor incidencia.

Será necesario instalar protección solar vertical, para aumentar la opacidad del acristalamiento (persianas, acristalamientos opacos) o para establecer una vegetación caducifolia.

En general, en el hemisferio norte, proponemos:

  • Una maximización de superficies acristaladas orientadas al sur, protegidas del sol de verano por tapas horizontales,
  • Minimización de superficies acristaladas orientadas al norte. De hecho, las ganancias solares son muy débiles y un acristalamiento será necesariamente más desagradable que una pared aislada,
  • Superficies de vidrio razonados y reflejados para las orientaciones Este y Oeste para protegerse del sobrecalentamiento del verano. Por ejemplo, las habitaciones que dan al oeste tendrán que estar protegidas del sol de la tarde.

 

2. Transforma, extiende el calor

Una vez que la radiación solar es capturada y transformada en calor, debe ser difundida y / o capturada.

El edificio bioclimático está diseñado para mantener el equilibrio térmico entre las habitaciones, difunde o evacuar el calor a través del sistema de ventilación.

La conversión de la luz en calor se realiza principalmente a nivel del suelo.

Naturalmente, el calor a menudo tiende a acumularse hacia arriba a través de la convección y la estratificación térmica.

Causando un desequilibrio térmico, suelos oscuros, para evitar el fenómeno de la estratificación.

Utilizar variables tonalidades en las paredes de acuerdo con el orden de prelación entre dispersión de la luz y la captura de la energía solar (según sea necesario) y para colores claros en el techo.

Los tonos más adecuados para convertir la luz en calor y absorberla son oscuros (idealmente negros).

Y los más adecuados para reflejar la luz en el calor son ligeros (idealmente blancos).

También se debe tener en cuenta que los materiales granulares de superficie mate son mejores para captar luz.

Convertirla en calor que en superficies lisas y brillantes (efecto espejo).

También se puede reflexionar sobre los materiales utilizados, que pueden dar una impresión de frío o calor según su efusividad.

3. Mantenga el calor o la frescura

En invierno , una vez capturado y transformado, la energía solar debe almacenarse dentro del edificio y actualizarse de manera oportuna.

En verano , es la frescura nocturna, capturada a través de una ventilación excesiva.

Por ejemplo, que debe almacenarse en el marco para limitar el sobrecalentamiento durante el día.

En general, esta energía se almacena en los materiales pesados ​​de la construcción.

Para maximizar esta inercia, se preferirá el aislamiento exterior.

 

 

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Producción de Biogas como fuente de energía.

biogás

El biogás es el gas producido por la fermentación (digestión anaerobia) de materiales orgánicos en ausencia de oxígeno .

Este gas se produce espontáneamente (en pantanos , campos de arroz, grandes depósitos tropicales o presas hidroeléctricas, vertederos que contienen residuos de materia orgánica (animal, vegetal o bacteriana).

Se utiliza para la producción de calor, electricidad o biocombustible.

Éste puede capturarse directamente en vertederos o producirse en plantas de biogás.

El biogás es un gas combustible que se compone principalmente de metano (50 a 70%), dióxido de carbono (CO2) Y cantidades variables de vapor de agua y sulfuro de hidrógeno (H2S), e incluso otros compuestos contaminantes, generados especialmente en vertederos.

El contenido de estos elementos depende de la duración y la calidad del proceso de fermentación, el tipo de instalación y muchos de la naturaleza del material biodegradable utilizado.

El biogás se puede aprovechar para eliminar el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno, lo que da  como resultado el biometano, que se puede inyectar en el sistema de distribución de gas natural.

El proceso de refinación en biometano, tiene grandes avances a pesar de ser costoso.

La recuperación de biogás de vertedero es doblemente interesante porque el metano liberado a la atmósfera es un gas de efecto invernadero mucho más potente que el dióxido de carbono (CO2) producido por su combustión.

El biogás puede ser utilizado en combustión en un motor a gas o una pequeña turbina, para producir electricidad inyectada en la red.

De igual forma como suministro de planta termoeléctrica, planta de cemento, así también como combustible para vehículos a Gas Natural Comprimido, reemplazando el gas natural fósil en la red convencional.

¿Cómo producir energía a partir del biogás?

A nivel industrial, el biogás se produce a través del uso de las materias primas renovables de:

*Granjas de inyecciones animales.

*Desechos de industria agropecuaria o alimentaria que pueden ser utilizados como materia prima del proceso.

Este material se suministra a la planta transportados por maquinarias de carga hasta el depósito de almacenamiento.

El depósito cuenta con transportadores que trasladan la materia hasta el tanque mezclador.

Existe varias formas de deposición del material, bien sea por silos, tuberías u otro.

Esto dependerá de la compañía operadora.

Además de esta materia solida también debe usarse ingredientes líquidos, como purines, éstos son bombeados hasta el tanque de almacenamiento hasta que son usados.

Si se usan residuos industriales como subproductos de la industria alimentaria, se deben pasteurizar primero.

Es decir, procesar la materia calentándolas por más de 60 ºC durante una hora con la finalidad de eliminar las bacterias.

Para este proceso se utilizan intercambiadores de calor, y el agua caliente requerida para ello se consigue mediante el motor de cogeneración.

La bomba de sustrato transporta los materiales líquidos al tanque mezclador en cantidades requeridas según normativas de la planta y empresa especialista.

Así mismo, el material solido es llega al tanque mezclador.

El sistema de pesado que está instalado bajo el tanque mezclador controla y pesa de forma precisa la mezcla.

Por medio de un agitador todos los materiales se mezclan obteniendo un resultado homogéneo, proceso que se repite cada hora.

Este sustrato es bombeado al fermentador, pero antes de llegar al digestor pasa por un filtro cortador.

Que elimina cualquiera impureza que pueda afectar al proceso de fermentación.

La fermentación se proporciona en un digestor sellado, que asegura una atmósfera sin oxígeno.

Las bacterias al descomponer el material dan como resultado el biogás.

El tiempo para procesarlo es de aproximadamente de unos 60 a 70 días.

El fermentador tiene un eje que permite la recirculación del materias y posibles usos posteriores para humedecer nuevas mezclas.

De igual forma contienen tuberías de acero inoxidable que se encargan de mantener la temperatura adecuada.

El material fermentado es enviado a un tanque de almacenamiento hasta que puede ser usado como abono orgánico.

El biogás entra por unas tuberías donde se enfría y deshidrata.

Luego, pasa por el compresor que incrementa la presión del gas para ser utilizado en el motor de cogeneración.

En caso de producción excesiva de biogás puede quemarse con antorchas auxiliares.

El biogás finalmente se quema en el CHP que ha sido desarrollado para el uso con biogás.

De esta forma la electricidad generada se inyecta en un transformador a tensión de red permitiendo un consumo de la red pública.

Biogás doméstico:

El biogás doméstico proporciona una respuesta simple, eficiente y limpia, a la demanda de combustible para cocinar (incluso en la iluminación).

Por otra, a la valorización de los residuos orgánicos domésticos mediante la producción de un fertilizante orgánico de alto rendimiento.

El biogás domestico parte de la idea de darle a las bacterias un hábitat adecuado para sus procesos llamado biodigestor.

Así como una dieta diaria que consiste en desechos orgánicos: excrementos de animales o humanos, desechos de plantas, desechos de agro-alimentos.

Un biodigestor es un reservorio que contiene un medio de cultivo que produce biogás y un digestato (producto de la digestión de materia orgánica por bacterias).

El tiempo promedio de retención del material en el biodigestor está en el orden de 60 a 80 días.

La producción diaria de biogás depende no solamente de la naturaleza y la cantidad de sustrato disponible.

Sino que también de la temperatura del medio de cultivo. Una producción estable y satisfactoria oscila entre 20 y 30 ° C.

Ejemplo de producción de biogás según la naturaleza del sustrato:

  • Estiércol de cerdo: 35 litros por kg
  • Desperdicio de cocina: 140 litros por kg
  • Desperdicio de aceite de cocina: 900 litros por kg

Para una familia de 5, un biodigestor de 5 m3 es suficiente para producir biogás para cocinar la comida.

Este digestor debe ser alimentado todos los días con desechos orgánicos.

La eficiencia de una estufa de biogás es del 55%, 24% en un motor y 3% con una lámpara de gas.

En comparación, los paneles solares actuales tienen aproximadamente un rendimiento del 15%.

 Ventajas del uso del Biogás:

  • Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y partículas finas a la atmósfera.
  • Así como de ciertos microbios en efluentes agrícolas (especialmente coliformes).
  • El riesgo de contaminación biológica u orgánica también se reduce en gran medida.
  • La fermentación disminuye el porcentaje de materia seca, para reducir el volumen a transportar y difundir;
  • También se puede inyectar en la red de gas natural después de la purificación.
  • Esta es la solución que ofrece la mejor eficiencia energética, si la red está lo suficientemente cerca del punto de producción.
  • Es una solución compatible con los operadores de redes, que están planeando gas verde incluso el 100% en 2050.

Biogás en el mercado español.

A nivel europeo, existen iniciativas destinadas a optimizar el proceso de producción y mejorar el control de generación de biogás.

A pesar de que muchos países de Europa tienen perspectivas muy positivas en lo que respecta a la producción de biogás, sorprende el lento crecimiento en España en la producción del biogás.

Aunque hay una gran cantidad de residuos agrícolas disponibles.

Hay dos razones por las cuales esta tecnología no ha logrado alcanzar la velocidad de desarrollo potencial.

El primero se refiere a la suspensión de las primas a las nuevas plantas a partir de fuentes renovables.

Lo cual, provocó que se ralentizara un gran número de plantas en construcción.

El segundo implica la necesidad de desarrollar legislación sobre estándares de calidad para la regulación del biogás.

Ésto, para permitir su uso mediante inyección de redes de gas natural, como en Alemania, Italia y Suecia.

Las asociaciones españolas de biogás defienden diversas medidas para apoyar al sector, por ejemplo:

*Los incentivos para la producción o la contabilidad de las emisiones de CO2 evitadas.

Conscientes del potencial del biogás, algunas empresas españolas como Endesa y Kern S & D están comenzando a ofrecer servicios en esta área.

 

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Proyecto Aurora: Sistema Integrado Renovable

proyecto aurora

El proyecto Aurora se basa en un sistema integrado que genera energía eléctrica a partir de fuentes renovables.

Es una unidad móvil y autónoma, que produce energía solar, eólica y con pila de combustible.

Así mismo se puede monitorear y reprogramar de forma remota.

Por su estilo personalizado, el equipo puede ser enviado a cualquier parte del mundo sin inconvenientes.

Este sistema no generar ningún tipo de contaminación y tampoco produce calor o ruido, garantizando así el suministro de energía eléctrica las 24 horas del día, los 365 días al año.

Considerado muy ventajoso porque soluciona dos de los principales inconvenientes del uso de las energías renovables.

Como es la interrupción del suministro y complicación de llevarlo a lugares remotos.

La energía renovable en España es una pequeña parte del mercado de la energía primaria y la generación de electricidad.

Muchos de los usuarios que utilizan éstas energías se ven afectados en ciertos momentos por cortes del suministro eléctrico, clima o bien sea por los costos de los equipos.

El proyecto Aurora ofrece a los usuarios evitar y resolver dichas incidencias y para ello las empresas:

  • Kemtecnia (especializada en el ámbito de las energías renovables)
  • Ariema (tecnológica gallega especializada en tecnologías del Hidrógeno)
  • Sacyr (multinacional constructora perteneciente al Ibex 35)

Junto con la Universidad de Huelva (socio científico) dentro del Programa Feder Interconecta financiado por CDTI, se aliaron para desarrollar la construcción de Aurora.

Y se está llevando a cabo en San Juan del Puerto, en las instalaciones de la empresa onubense Sieman, contratada para el proyecto.

Gracias al brazo robótico que va plegado en el contenedor, de forma automática va desplegándose completamente alcanzando una longitud de 18 metros.

Lo cual le permite, al final del despliegue, convertirse en el mástil de su aerogenerador.

La potencia total instalada de este primer prototipo es de 32,5 kWp de energía cien por cien renovable.

Aunque para los sistemas que se están empezando a comercializar a través de las empresas se espera llegar hasta 100 kWp con la misma configuración de contenedores.

El sistema integrado renovable se basa por la generación de energía a través de 4 generadores eléctricos:

*Eólico, fotovoltaico, baterías y pila de combustible.

El sistema eólico lo conforma y configura un generador eólico de 5,5Kw.

El Sistema fotovoltaico está configurado a partir de 96 paneles fotovoltaicos de 265 Wp cada uno, proporcionando una potencia total de 25,44 kWp.

La producción fotovoltaica se optimiza utilizando convertidores equipados con el rastreador del Punto de Máxima Potencia.

En éstos, se miden la iluminación y la temperatura de la superficie, de modo que se sabe en todo momento si la potencia generada es la máxima posible para las condiciones de radiación solar presentes.

Esta comprobación detectará las fallas del panel remoto y los requisitos de mantenimiento.

Los sistemas eólicos y fotovoltaicos se generan continuamente siempre que haya recursos renovables disponibles (luz solar y / o viento).

Cuando la demanda de carga es menor que la potencia disponible y las baterías están cargadas, el electrolizador comienza a producir H2, que se almacena.

Cuando la demanda de energía es más alta que la de los generadores fotovoltaicos y eólicos, el sistema de batería brinda soporte para cubrir el déficit.

Si las baterías alcanzan un nivel de descarga definido por el sistema de control, se inicia la pila de combustible para evitar que las baterías alcancen un nivel de descarga superior al nivel de seguridad recomendado.

Sin embargo, de acuerdo a los datos y las consignas programadas, regula los flujos de energía en función de:

*La demanda de la carga, la capacidad de generar energía renovable primaria y el estado de almacenamiento de H2 y baterías.

El sistema de batería consiste en un conjunto de 24 baterías de 2V conectadas en serie.

Las baterías forman un banco de 3000 Ah / 144 kWh.

El sistema de batería funciona como un generador o una carga y se ubica en la unidad (caja) transportadora.

El sistema de pilas de combustible reside en una celda de combustible refrigerada por aire de 3.4 kW.

La celda de combustible está alimentada por una batería de tanques de hidruros metálicos, equipados con un sistema de control de temperatura para una mejor absorción / desorción de H2.

De igual forma incluye un electrolizador para la producción de H2 y oxígeno in situ a partir del agua; éste es recolectado en tanques de hidruros metálicos, y sustenta a la pila de combustible.

El electrolizador de 5.5 kW genera hidrógeno del agua.

Esto se almacena en los tanques de hidruros para alimentar la celda de combustible.

El electrolizador puede ser alimentado por corriente directa o alterna. Así mismo, cuenta con dos buses:

El bus AC es configurado a partir del bus DC mediante 3 inversores/cargadores de 12 kW cada uno.

Desde el bus DC se pueden alimentar cargas de corriente continua directamente, o a través de un convertidor DC/DC elevador/reductor si trabajan a valores diferentes a 48 V.

Todos los sistemas pueden estar ubicados en cualquier parte del mundo.

Incluso se puede controlar vía wifi, telefonía móvil, cable o radio desde un centro de control.

El sistema que utiliza para controlar Aurora es el SCADA&Simulador, éste recibe la información en un control centralizado multicapas, donde hay un control supervisor de los controladores locales.

Una característica fundamental del proyecto Aurora es su capacidad de despliegue en campo.

Algo que en cualquier parte del mundo solo requiere de dos operadores para llevarlo a cabo en unas cinco horas.

Y se podría atender de forma casi inmediata las necesidades de energía ante catástrofes humanitarias o desastres naturales, por ejemplo.

El proyecto Aurora puede cubrir demandas desde los 7 hasta 300 kWp, y de acuerdo a sus funcionalidades está listo para operar en el mercado.

¿Cómo están distribuidos todos los sistemas?

Todos los elementos se alojan en dos contenedores estándar conectados entre sí.

  • El contenedor principal de 40 pies (12 m) alberga los generadores fotovoltaico y eólico, el banco de baterías, los buses DC y AC.

Así como los acondicionadores de potencia y el sistema de supervisión y control (SCADA) que aloja también al simulador.

  • El contenedor de H2 de 20 pies (6 m) contiene todos los sistemas de H2:

Pila de combustible y su acondicionador de potencia, tanques de hidruros, electrolizador y elementos auxiliares del circuito de H2.

Proyecciones de Aurora:

La Universidad de Huelva presenta en Indonesia el proyecto Aurora.

La Conferencia Internacional IEEE Conference on Power Engineering and Renewable Energy, sobre Ingeniería de la Energía y Energías Renovables, ha sido el escenario científico donde se ha presentado el proyecto de investigación Aurora.

Y ha tenido lugar los días 28, 29 y 30 de noviembre en Yogyakarta (Indonesia).

En dicho congreso internacional, el catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Onubense, el profesor José Manuel Andújar, responsable científico del proyecto, impartió la conferencia plenaria ‘Aurora: Self-generating mobile electric power system’.

El proyecto fue concedido hace un año en la convocatoria CDTI Feder-Interconecta con una dotación de más de 2millones de euros.

La empresa onubense Kemtecnia ha estado junto al profesor Andújar en Indonesia.

Ésta empresa ha permitido generar contactos empresariales en el citado país.

El proyecto ha tomado un interés muy elevado, ya que Indonesia, con más de 18.000 islas, ve en Aurora una posible solución para sus problemas de electrificación.

Tanto así que  focalizar el proyecto es toda una realidad.

Porque poder llevar energía a lugares remotos de cualquier parte del mundo.

Con la finalidad de cubrir necesidades de desastres, operaciones de ayuda humanitaria, infraestructuras, etc.

De forma rápida e independiente de suministros de combustible, es todo un reto y apoyo para la sostenibilidad energética.

 

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El Primer Barco Ecológico: “Energy Observer”

barco ecológico "Energy Observer"

El primer barco ecológico “Energy Observer” salió del puerto de Saint-Malo, Francia, el 26 de junio de 2017, sin una gota de energía fósil a bordo.

Navegando sin emitir ningún gas de efecto invernadero o partículas finas.

Es el primer barco que trabaja bajo propulsión eléctrica.

Y funciona gracias a una combinación de energías renovables y agua de mar, a través de un sistema de producción de hidrógeno.

La presentación al público del barco “Energy Observer”, antes de su lanzamiento en Saint-Malo (Francia), se llevó a cabo en abril de 2017.

Siendo catalogado como un proyecto bastante innovador.

Energy Watch, apostó por la primera energía barco francés independiente.

Presentando al público el barco “Energy Observer” en abril del 2017.

El “Energy Observer” comienza una gira mundial que durará hasta 2022.

Viajará por los océanos durante seis años en asociación con la UNESCO, haciendo 101 escalas en 50 países.

Para sensibilizar a las poblaciones y las comunidades locales a lo que está en juego en la transición energética y el desarrollo sostenible.

El objetivo es probar a tamaño real la eficiencia de la energía solar y eólica.

Así como la producción de hidrógeno a partir del agua de mar.

Este catamarán, fue construido en Canadá en 1983 y ha sido transformado hasta convertirse en un laboratorio experimental completamente autosuficiente.

La energía que necesita la produce el propio barco, y va más allá de la destreza técnica.

Jérôme Delafosse jefe de la expedición y realizador de documentales, así como Victorien Erussard, uno de los fundadores del proyecto y oficial de la marina mercante francesa, como su equipo, quieren conocer creadores de soluciones tecnológicas innovadoras para demostrar que existe una ruta de energía limpia y sostenible.

Frente a los ambientales del siglo XXI, el tiempo ya no es una cuestión de observación, sino de acción.

Por lo que consideran que esta expedición es una oportunidad para crear una comunidad más allá de las fronteras.

Mediante la mejora y la conexión de soluciones en conjunto, acotó Jerome Delafosse.

Quien es líder de la expedición, buzo profesional y documental sobre la naturaleza y la biodiversidad.

El proyecto cuenta con el apoyo de las entidades siguientes:

  • La Unión Europea.
  • La Unesco.
  • IRENA: Agencia Internacional de las Energías Renovables.

La expedición está medida en la puesta en marcha de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, y el Energy Observer es el primer embajador por Francia.

¿Dónde nació la idea?

En el año 2013 el navegante Frédéric Dahirel recupera uno de los veleros más rápidos en la historia de las carreras en alta mar.

El Energy Observer no es un barco nuevo.

Fue construido en 1983 por el arquitecto naval Nigel Irens para competir en carreras transoceánicas.

En 1994, Fredéric, permitió a Sir Peter Blake, un gran navegante de Nueva Zelanda, que se había retirado de la carrera, dedicarse a las exploraciones ambientales, para establecer el récord mundial.

El sueño de Frédéric Dahirel fue convertirlo en el primer barco francés impulsado por electricidad eólica.

En 2015, su compañero de vela, Victorien Erussard se unió a él.

Y posteriormente presentaron el proyecto al Comisariado de la Energía Atómica y Energías Alternativas y al Laboratorio de Innovación para Nuevas Tecnologías Energéticas y Nanomateriales (CEA-Liten).

Este proyecto tomó iniciativas con rumbos más tecnológico.

Al incorporar la exploración de las posibilidades del hidrógeno marino como fuente de energía.

¿Cómo es su funcionamiento?

El barco posee 30 metros de largo, 12,8 de ancho y 28 toneladas de desplazamiento.

El catamarán avanza con impulsos generados por dos motores eléctricos que reemplazan las velas.

Estos motores son alimentados por 3 paneles fotovoltáicos con una superficie de 130m2, dos turbinas eólicas y una cometa de 50m2.

Los cuales están instalados en sus flancos y cubren la mayor parte del tiempo la demanda energética del barco.

En el centro, se puede desplegar una vela de barril de 20 metros de ancho.

Dos hidrogeneradores que actúan debajo del casco, cuando no hay viento ni sol.

El barco es arrastrado por la cometa y los motores generan una corriente que permite producir hidrógeno.

De esta energía hidráulica generada por la navegación se produce electricidad y satisface así las necesidades del motor, la vida a bordo, los dispositivos de guía y telecomunicaciones del barco.

Las energías y los sistemas de almacenamiento se complementan entre sí.

Lo que le permite al barco avanzar a 8 o 10 nudos en lugar de 30 nudos cuando estaba destinado a la carrera.

De igual forma, también está equipado con diferentes sensores para analizar el estado de salud de los océanos.

Así mismo, coexisten en las bodegas y en el puente, 700 sensores electrónicos que registran en tiempo real el comportamiento de las piezas del rompecabezas energético: eólico, solar, hidroeléctrico, producción de hidrógeno.

Para crear esta línea de producción capaz de soportar las condiciones extremas de navegación, casi 30 investigadores de CEA-Liten trabajaron durante 2años.

Y han sido apoyados por ingenieros, expertos en transporte, arquitectos navales y nuevas tecnologías, pero también por empresas privadas.

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Barco ecológico y sostenible

Diseñado como una red inteligente, este sistema combinado de energía renovable podría usarse algún día en

*Hogares, fábricas o buques de carga.

Podría ayudar a combatir la exclusión energética de los 1.200 millones de personas que aún viven sin acceso a la electricidad en el mundo.

Hasta la actualidad se han invertido 5 millones de euros en el proyecto y el 95% de la inversión proviene de las empresas privadas.

Alrededor de veinte prototipos han sido puestos a disposición; una gran oportunidad para sacarlos de los laboratorios, estudiarlos y probarlos.

La segunda innovación radica en la producción de hidrógeno sin emisiones de CO2.

En Francia, este gas se considera como una solución para el futuro para garantizar el almacenamiento de electricidad verde de origen eólico y solar.

Actualmente, el 95% del hidrógeno utilizado en el mundo se produce a partir de combustibles fósiles, como el gas natural y es muy contaminante, pudiéndose producir descarbonatado, explicaron los investigadores.

 Recorrido y actividades posteriores

Se realizarán una serie de ocho documentales para un canal francés, contenido y realidad virtual 3D.

Luego será publicado en Internet o en los puertos donde se llamarán: inmersiones en el corazón de Energía Observador.

Donde estiman la oportunidad de mostrar todos estos contenidos en escuelas de todo el mundo.

Tras realizar navegaciones por Francia el año pasado.

Este verano lo realizará por el mar Mediterráneo, posteriormente, en 2019 y 2020, recorrer el norte de Europa y América.

Se tiene previsto que el Energy Observer llegue a Tokio, coincidiendo con la celebración de los Juegos Olímpicos.

Para posteriormente visitar Asia, Oceanía y Oriente Próximo, en 2021 y 2022.

El equipo viajará a las islas en busca de la independencia energética como la de El Hierro, en las Islas Canarias, España.

Y está previsto visitar en los sitios del patrimonio mundial y reservas.

En cada etapa, se permitirá reunir e interactuar con ciudadanos, representantes políticos, agentes económicos y sociales.

Encontrar soluciones sostenibles donde sea que estén y participar en su despliegue optimizará las tecnologías integradas.

Ya que la idea es mostrar también que las transiciones ecológicas y energéticas son posibles.

El Barco ecológico “Energy Observer” visita España

El barco hizo escala ahora a Valencia, España.

Durante su estancia, se instaló una exposición para que los visitantes puedan descubrir e interactuar con la tecnología del barco.

Los visitantes pueden conocer a la tripulación y explorar a través de la realidad virtual y el contenido interactivo.

La muestra inició su apertura al público gratuitamente desde el viernes 31 agosto hasta el miércoles 5 de septiembre.

Los horarios de actividades son:

Desde las 10:00am hasta la 01:00pm, y de 04:00 hasta las 10:00pm (el 3 de septiembre cierra a las 06:00pm).

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Algas: nuevo combustible ecologico

algas

El combustible generado con algas proviene a partir del uso de la energía solar y CO2 que se encuentra a su alrededor, para su proceso de fotosíntesis que, durante su crecimiento, las algas acumulan grasa y es a partir de esta grasa que el combustible está hecho.

Las algas no compiten con el alimento humano, por agua y superficies cultivables.

Su explotación es mucho menos contaminante y toman de 20 a 30 veces menos de espacio en comparación a otros cultivos.

Por lo que se considera que el cultivo de algas con fines energéticos es otra avenida estudiada para el sector de la energía de biomasa.

Como tales, las algas se consideran biocombustibles de tercera generación, después de semillas oleaginosas (actualmente comercializadas) y biocombustibles a base de madera, paja y hojas.

Estas plantas marinas de antigüedad apuntan ser una buena fuente de energía con muchas ventajas.

Las algas también contienen cantidades significativas de lípidos que son posibles transformarlos en biocombustibles, ya sea biodiesel, biometano o bioetanol.

Una hectárea de algas podría producir hasta 60,000 litros de petróleo por año contra 6.000 litros por hectárea de palma.

A diferencia de otros cultivos que se aprovechan para generar biocombustible, las algas no sirven para alimentar a la población.

Producen un combustible de muy buen nivel, casi listo para la combustión y se las puede cultivar en áreas que son inapropiadas para la actividad agrícola, como los desiertos.

Una de las características principal y atractiva del combustible de algas es que pueden producirse utilizando solución salina y aguas residuales.

Son biodegradables y relativamente inofensivo en caso de un derrame en el entorno natural.

Sin embargo, su producción aún no está del todo desarrollada.

Se estima que hay entre 200,000 y un millón de especies de algas en el mundo.

Lo cual, representa una gran diversidad biológica y responde a una gran adaptabilidad natural.

El rendimiento de las algas es significativamente mayor que la de las plantas terrestres.

Ya que son organismos unicelulares; su crecimiento en suspensión en un medio acuoso les permite un mejor acceso a los recursos: agua, CO2 y minerales.

Un equipo de científicos e ingenieros franceses, con el apoyo de las universidades españolas de Alicante y Valencia, diseñó y desarrolló el primer “proceso acelerado de conversión de energía” que permite valorizar las emisiones industriales de CO2 en un aceite de calidad. similar al aceite fósil.

¿Cual es el proceso al que se someten las algas para producir combustible?

El proceso inicia con el cultivo de microalgas extremadamente concentrado y expuestos a la energía solar.

Las algas se encuentran conservadas en múltiples cilindros transparentes con agua donde las células se reproducen masivamente.

En un lapso de tiempo de 48 años; proceso que naturalmente requiere de muchísimos años.

A partir de un 1 ml, se pueden cosechar aproximadamente 500 millones de algas de 2 a 4 micras.

Para alimentar estas plantas se requiere de luz solar para el proceso de fotosíntesis y Dióxido de carbono (CO2).

El CO2 se recupera a través de tuberías y se integra para se puedan multiplicar.

El concentrado vegetal se filtra para eliminar el agua y los omegas 3.

Posteriormente se seleccionan o eligen las algas que contengan más grasa.

La biomasa resultante se convierte en aceite artificial producto del craqueo térmico.

Es decir, se someten a un proceso químico (el cual quiebra las moléculas para generar compuestos más simples) de alta temperaturas y presión.

Este aceite, funciona como un hidrocarburo clásico y tiene el mismo poder calorífico que el carbón.

Así mismo se puede utilizar a partir de esta biomasa en subproductos:

*Silicio para las placas de energía fotovoltaica y celulosa para papel, entre otros.

El biocombustible puede ser utilizado en ciclos sin fin para plantas térmicas que produzcan electricidad.

¿Producir cantidades suficiente de este producto a escala comercial/industrial, es rentable?

Los costos estimados de producción industrial difieren.

Diferentes estudios evalúan apreciaciones diversas pero que no están tan lejos uno de la otra.

Por ejemplo, el equipo científico francés Shamash evaluó en Enero de 2009 a 10 euros por litro del biocombustible a costo de producción industrial.

Una compañía canadiense, Seed Science Ltd estimó el costo de la producción industrial en los países desarrollados en una cifra de entre 3,5 y 6,9 euros por litro (es decir, entre $4,5 y $ 9).

Así mismo, el programa de la biomasa del Departamento de Energía de Estados Unidos apreció que el costo de la producción industrial es más de 8 $ por galón, o 1,80 euros por litro, teniendo en cuenta los datos conocidos Noviembre de 2008.

Algenol anuncia una distribución de bajo costo de $ 1.30 por galón en 2015, o € 0.30 por litro.

Estimaciones:

A nivel de eficiencia energética, una de las desventajas reflejadas según estudios e informes realizados por diferentes entidades es que, la conversión de la energía en comparación con las otras es mínima.

Es decir, la energía solar mediante las algas está en el orden de 3Mw.

Menos que la energía eólica (entre 5 y 20 mW), o la hidroeléctrica (entre 10 y 50 mW).

De igual forma se estima que tienen un menor rendimiento, porque están limitados por el proceso de la fotosíntesis que es muy bajo (<1%).

Sin embargo, evalúan que el uso de esta innovación sea para proporcionarla a gran escala y convertirla en competitiva.

A largo plazo, en un área de 40 hectáreas, el objetivo es absorber 450mil toneladas de CO2 por año para obtener 230,000 barriles de petróleo.

El proyecto comenzó hace 5 años y comienza a seducir a los más grandes como Exxon.

La compañía petrolera número uno en el mundo quiere invertir $ 600 millones en investigación y desarrollo de aceite de algas.

Bernard Stroïazzo-Mougin, en el origen de las patentes “fenómeno de ionización entorno submarino” y “control de los campos magnéticos artificiales” es el ingeniero detrás del proyecto.

El Presidente fundador de Bio Fuel Systems(BFS), reunió a un equipo de 25 investigadores y académicos de reconocido prestigio a esta nueva actividad.

Hasta la fecha, más de veinte patentes protegen el proceso BFS en torno a la selección de cepas de microalgas con alto potencial.

La proyección de un mundo sin escasez de energía y descargas contaminantes en el aire se vuelve más veraz, frente a un consumo de energía global que aumenta en poco más del 1% anual.

Las iniciativas de estos científicos solo pueden confirmar que la revolución energética y ecológica está en marcha.

 

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Combustible de Aguas Residuales: La alternativa 100% Española

aguas residuales

Combustible a partir de Aguas Residuales.

Muchas personas tienen la incógnita de saber cómo se puede generar combustible a partir de aguas residuales.

Actualmente nuestra sociedad es muy consumista y para satisfacer todas nuestras necesidades, necesitamos de grandes cantidades de energía.

Aunque el uso de tecnologías limpias o renovables ha dado paso a beneficios ambientales, económicos y sociales.

La naturaleza es finita, por lo que no siempre vamos a poder aprovechar de ella.

Como sociedad debemos suplir o replantear nuestro crecimiento con el fin de aprovechar los recursos de forma eficiente y de mejorar nuestra calidad de vida.

Tal es el caso de las investigaciones realizadas sobre materiales que sustituyan a los recursos energéticos, como el biocrudo.

Un grupo de investigadores estadounidenses pertenecientes al Laboratorio Nacional del Pacifico Noroeste del Departamento de Energía (PNNL), han evaluado y desarrollado un tipo de tratamiento para las aguas residuales que obtendría como resultado la generación de biocomustible.

Proceso del Combustible

El mecanismo se basa en el uso de la espuma o nata obtenida en los digestores de la etapa de tratamiento primario o mecánico.

El reactor utilizado en el proceso literalmente un tubo caliente y presurizado.

La tecnología utilizada es la licuefacción hidrotérmica (LHT): para crear petróleo crudo, se generan altas temperaturas y presión.

Es decir, se imita las condiciones geológicas que facilita la tierra para crearlo.

El biocrudo resultante puede ser refinado a través de operaciones convencionales.

Ya que este  material es parecido al petróleo que se extrae de la tierra.

Aunque trae consigo pequeñas cantidades de agua y oxígeno en forma mixta.

El aprovechamiento de la materia orgánica (desechos humanos) puede resultar más fácil de lo que parece.

Debido a que se puede descomponer en compuestos químicos.

El proceso de la licuefacción térmica trata de mantener 210 kg/cm2 bajo presión constante.

Los lodos obtenidos acceden a un sistema de reactor con temperaturas de 315 grados Celsius.

En los lodos provenientes de las aguas residuales municipales, se encuentran muchas cantidades de carbono y grasas.

Estos elementos facilitan la conversión de otros materiales presentes en las aguas residuales.

El movimiento del lodo que se genera a través del reactor.

Produce un biocrudo de muy alta calidad que, cuando es refinado, produce combustibles como la gasolina, el diesel y combustibles para jets.

Del proceso de licuefacción hidrotérmica, el calor y la presión hacen que las células del material de desecho se descompongan en diferentes fracciones, es decir, el biocrudo y una fase líquida acuosa.

Esta fase acuosa o los lodos generados por la depuradora, son considerados como un ingrediente pobre para generar combustible.

Sin embargo, la idea es acelerar la conversión hidrotermica para poder crear un proceso estable y continuo.

Ya que elimina la necesidad del secado que es requerido en la mayoría de las tecnologías térmicas actuales.

Y que son demasiado intensivas en el uso energía y caras para la conversión de combustible.

Así mismo, además del biocrudo, la fase liquida generada en el proceso puede ser tratada con un catalizador.

Con el fin de crear otro productos químicos o combustibles.

De igual forma se producen sólidos que contienen grandes cantidades de nutrientes importantes que pueden ser utilizados para la producción de fertilizantes u otros afines.

Datos ofrecidos por el PNNL estiman que una persona podría generar desde 7,5 hasta 11 litros de biocrudo al año.

En Estados Unidos, las plantas de tratamiento, diariamente tratan aproximadamente 130 millones de litros de aguas residuales.

Por lo que esta cantidad se podría traducir hasta 30 millones de barriles de petróleos al año.

Combustible alternativo 100% español

En España, la cifra abarca 14.250 millones de litros. Unos 3,3 millones de barriles.

Y es uno de los países que cuenta con dos empresas que se han aliado para desarrollar el proyecto Smart Green Gas.

Cuyo objetivo principal es obtener combustible a partir de aguas residuales, con el fin de utilizarlos en vehículos de gas natural comprimido.

Las empresas Seat y Aqualia, son las que llevan a cabo este gran proyecto y realizarán las pruebas necesarias de más de 120 mil kilómetros en total.

Si todo el estudio arroja los resultados deseados, cualquier carro de gas natural comprimido podrá utilizar este biocombustible.

Estos proyectos impulsan a continuar con las investigaciones del sector automovilístico.

Y pretende que el uso de un vehículo que funcione con biometano reduzca el 80% de las emisiones de CO2 en comparación a aquellos que utilizan la gasolina.

El alcance de este proyecto es crear una planta depuradora de mediano tamaño para producir potencialmente un millón de litros de biogás por día.

Suficiente cantidad para movilizar aproximadamente 300 vehículos.

Igualmente, este proyecto Smart Green Gas, no solamente ayudaría a abastecer red de autobuses, camiones de basura, patrullas de policía, etc.

Sino también a ser capaz de demostrar a escala industrial dos sistemas para el tratamiento de aguas residuales.

Los prototipos del proyecto son los siguientes:

1.- Prototipo Umbrella: donde se introducirá un reactor anaerobio de membranas.

2.- Sistema Anammox ELAN: cuyas bacterias pueden eliminar el nitrógeno del agua.

Otro de los prototipos es llamado Methagro, el cual tratará de utilizarse por el sector del transporte e incorporarse a la red de distribución de gas natural a partir de la producción del biometano.

En España se depuran aproximadamente 4.000 hectómetros cúbicos anuales de agua.

Los vehículos que circulen con agua residual a través de dicho proyecto abrirá un abanico de oportunidades en todos los sectores.

Por lo que los impulsores tienen grandes expectativas en este combustible alternativo.

Producir un combustible útil, permitirá no solamente obtener resultados significativos en el área económica.

Ya que se ahorrarían los costos del tratamiento, transporte y eliminación de residuos y aguas residuales.

Sino también en el ámbito ambiental.

Con este proceso se logra conseguir si le podemos llamar una doble solución.

Se logra solventar las necesidades energéticas de la industria de tratamiento de aguas residuales.

Y se reduce su impacto ambiental debido al agotamiento de los combustibles fósiles.

A la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y de la descarga de N y SO2 al ambiente.

Si esta tecnología emergente demuestra ser un éxito, una instalación de producción podría permitir en el futuro que:

*La operación de aguas residuales alcance objetivo de sostenibilidad de cero energías netas, cero olores y cero residuos.

 

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Qué es el Biocombustible y para qué sirve

biocombustible

El biocombustible supone un fuerte impulso en las investigaciones relacionadas a la creación de combustibles alternativos en el sector del automóvil en España.

La producción de gas renovable como proyecto implica un paso positivo en el desarrollo de una economía circular.

La reducción del 80% en las emisiones de CO2 es la principal ventaja. Ya que el uso 100% de un vehículo de biometano permite dicha diferencia en comparación a uno que use gasolina.

En vista que los efectos de los combustibles fósiles, no solo incide en la salud de las personas sino también al ambiente

Se han llevado a cabo nuevas búsquedas de nuevos combustibles.

En España, se ha creado un nuevo proyecto (Smart Green Gas) de aprovechamiento de las aguas residuales para crear combustible, con el objetivo de utilizarlo en vehículos de gas natural comprimido.

Este proyecto pretende compatibilizar y optimizar el sistema energético. ¿Cómo?:

Dotando de mayor autonomía y sostenibilidad a las ciudades que establezcan este tipo de aprovechamiento en las estaciones depuradoras de aguas residuales.

La idea es generar biogás y convertirla en biometano.

El biometano es un gas que contiene un 95% de metano aproximadamente, es decir, posee sus mismas características, y se produce a partir de materiales renovables.

Es el primer combustible alternativo 100% español que proviene de las aguas residuales.

El proceso físico consiste en utilizar las depuradoras o tanques de decantación donde se separe el agua de los lodos, convirtiéndolos en gas gracias al tratamiento de fermentación.

Como comienzo de esta colaboración en el marco del proyecto Smart Green Gas, Las empresas Seat y Aqualia, han desarrollado pruebas pilotos y son las que están llevando a cabo su desarrollo.

Las pruebas pilotos iniciaron en la planta depuradora de aguas residuales de Jerez.

Para ellas SEAT ha entregado dos vehículos: SEAT León TGI a Aqualia, los cuales serán utilizados de prueba para verificar todo el proceso de producción hasta la obtención y el uso del biocombustible.

Parte del alcance del proyecto es crear una planta depuradora de mediano tamaño para producir potencialmente un millón de litros de biogás por día y ser utilizados para movilizar unos 300 vehículos aproximadamente.

Smart Green Gas se está desarrollando con la participación de cinco socios y apoyado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial.

Las pruebas del biocombustible se realizarán con más de 120.000 km por: Coches Seat  FCC Medio ambiente.

Si los resultados son satisfactorios se espera que cualquier vehículo haga uso del mismo.

Además de las empresas mencionadas anteriormente (Aqualia y Seat) también trabajan de la mano con un consorcio de empresas.

Entre ellas podemos mencionar, Gas Natural Fenosa y Naturgas EDP.

Así como la de organismos públicos de investigación como el Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA).

Y las Universidades de Girona, Valladolid y Santiago de Compostela.

El director general de Aqualia, Félix Parra, ha mencionado que el proyecto es producto “de la intensa actividad investigadora que Aqualia desarrolla para obtener valiosos recursos a partir del proceso de depuración”.

De acuerdo a datos suministrados por la empresa SEAT, el coste por kilómetro del Gas Natural Comprimido es un 30% inferior que el del diésel y un 50% inferior que el de la gasolina.

El biocombustible posee una mejor eficiencia energética, pues la energía contenida en un kilo de gas natural es equivalente a:

*1,5 litros de gasolina, 1,3 litros de diésel y 2 litros de GLP o autogas.

El proyecto del biocombustible será capaz de demostrar dos sistemas para el tratamiento de las aguas residuales a escala industrial.

Los prototipos a utilizar son: Methagro y Umbrella.

  • Prototipo Methagro:

Methagro tiene el objetivo es dar solución a la generación excesiva de nitrato y de fosfato encontrados en los restos de excrementos.

Con un sistema de mejoramiento que se basa en membranas y el cual tratará de utilizarse por el sector del transporte e incorporarse a la red de distribución de gas natural a partir de la producción del biometano.

En Lleida a 35 km de distancia del lugar será instalado este prototipo en la planta agroalimentaria: Porgaporcs propiedad de Ecobiogas.

  • Prototipo Umbrella:

En el sistema se introducirá un reactor anaerobio y el sistema Anammox ELAN de eliminación autótrofa de nitrógeno.

Las aguas procedentes del tratamiento de la fracción orgánica serán seleccionadas mediante la implantación de procesos anaerobios (ausencia de oxígeno) y autótrofos (organismos capaces de sintetizar todas las sustancias esenciales para sus procesos metabólicos a partir de sustancias inorgánicas)

El biogás producido, será tratado en el sistema de limpieza.

El combustible obtenido permitirá evaluar que los residuos para el uso vehicular cumplan con las normas establecidas.

Este prototipo se demostrará en:

La planta de tratamiento de residuos municipales ECOPARC de Montcada i Reixac, del Área Metropolitana de Barcelona.

Algunas de las ventajas que trae consigo la implementación de este proyecto, son las siguientes:

  • Se estimarían la depuración de 4000 hectómetros cúbicos de aguas residuales.
  • Equivalentes a más de 1,5 millones de piscinas olímpicas, por ejemplo.
  • Con la producción anual de biometano se podrían reponer provisiones para 60.000 autobuses que hay en España.
  • Una planta de capacidad media puede tratar alrededor de 10.000 metros cúbicos de agua al día.
  • Se pueden generar 1.000 metros cúbicos de biometano, suficiente para que más de 150 vehículos recorran 100 kilómetros diarios.
  • Disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y de la descarga de N y SO2al ambiente.
  • Los vehículos que circulen con biocombustible dará pie a oportunidades en todos los sectores.
  • Se podrán abastecer la red de autobuses, camiones de basura, patrullas de policía, etc.
  • Disminución y/o ahorro en los costos de tratamiento, transporte y eliminación de residuos.

Se espera que, así como este proyecto surjan muchísimos más.

Este tipo de colaboraciones son muy positivas ya que el principal objetivo es apostar firmemente en las alternativas ecológicas.

Así como el cumplimiento de estrategias organizacionales y del compromiso de mejora para el ambiente.

Si este proyecto demuestra ser eficiente, sostenible y económicamente viable, será un éxito.

Ya que la idea es revolucionar la movilidad urbana e incentivar el desarrollo de las ciudades futuristas.

Minimizar las emisiones y el impacto generado en el ambiente y las afectaciones que estas puedan generar a la humanidad.

 

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