Algas: nuevo combustible ecologico

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 para las aguas residuales.

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.

Qué se dice de las aguas residuales y cómo estas  se clasifican

 

Qué son las aguas residuales

Cuando  nosotros hablamos de aguas residuales, estamos haciendo alusión a todo modelo de agua que haya sido afectada  de forma negativa por la acción del hombre.

Se dice que, estas permanecerían fuera aquellas aguas que, por causas naturales, no sean capacitadas para el consumo o, por ejemplo, igualmente todas las aguas que, habiendo sido dañadas por la acción del hombre, sí que lo sean.

De modo que, nos encontramos con que las aguas residuales son agua pero, además de agua, asimismo estas incluyen una alta cantidad de componentes contaminantes, ya  estos sean sólidos o disueltos en la misma agua.

En correspondencia a la contaminación que  estas pueden portar las aguas residuales hay que decir que se trata de una diversidad casi tan grande como las acciones que el ser humano puede hacer sobre el agua.

Se pueden hallar productos químicos provenientes de empleo doméstico jabones corporales, detergentes,  el uso de cosméticos, etc.,

Productos sólidos como el papel higiénico, toallitas desechables de algodón, plásticos de varios tamaños, etc.), metales pesados y muy contaminantes provenientes de la empresa plomo, zinc, mercurio, cadmio, bromo, etc., y igualmente restos orgánicos, provenientes, especialmente , de la materia fecal y los orines.

Cómo se clasifican las aguas residuales

Uno de los desechos contaminantes que son más peligrosos que elabora el ser humano son las aguas residuales. Con este nombre asignado  se agrupan todas las aguas que, debido a la ejecución del hombre, han sido afectadas y son potencialmente peligrosas en el caso de que sean vaciadas en el medio ambiente sin un cuidado previo.

Sin embargo, nosotros debemos de tener en cuenta que, aunque todas estas  sean aguas residuales, no todas son iguales ni todas ellas  llevan la misma medida y calidad de  elementos contaminantes. Si te interesa saber un poco más sobre qué son las aguas residuales y cómo ellas se clasifican

Al momento de clasificar las aguas residuales nos vamos a topar con que existen distintos sistemas de hacerlo. Esto es debido  al valor que tomemos como mención.

De este modo, las aguas residuales se pueden clasificar según su medida y modelos de sustancias químicas que estas portan, según sus particularidad de modelo bacteriológico, según el balance entre agua y materia en suspensión y materia disuelta, o, también que suele ser el parámetro más habitual de todos, según su origen.

Clasificar las aguas residuales según su origen posee una ventaja sobre el resto de sistemas, que consta, consiste, fácilmente en que es un método mucho más complejo con el que trabajar al momento de ejecutar la clasificación.

De hecho, la diferencia consiste de métodos, estos requieren de una serie de materiales científicos y de análisis que nos permitan estudiar la calidad del agua residual ante el que nos encontramos. De esta manera, se trata de sistemas de clasificación de mucha utilidad, pero dentro del ámbito científico y ambientalista.

Cómo se clasifican las aguas residuales según su procedencia

Al momento de catalogar las aguas residuales igualmente vamos a poder hallar distintos modelos de clasificación. Sin embargo, la más habitual de todas, es la que divide 4 modelos de aguas residuales no obstante estas luego puedan mostrar sus propias categorías internas.

Aguas residuales domésticas o urbanas

Este modelo de agua residual es la que nos viene primero a la mente cuando pensamos en ella, ya que se trata de un modelo de agua residual con el que estamos en contacto habitualmente.

Este modelo de agua residual es la consecuencia del empleo del agua en las casas y núcleos urbanos, donde igualmente estos se concentran en gran cantidad de comercios o lugares de trabajo diario.

Se trata de un agua residual que es normalmente alta en contaminantes orgánicos y sólidos sedimentables, así como también en bacterias. Se trata del agua que repudiamos cuando tiramos de la cadena del retrete, cuando nosotros nos duchamos, cuando utilizamos el fregadero de la cocina o, inclusive, del agua de las piscinas.

Aguas residuales industriales

Este modelo de agua residual es el que se deriva de los procesos que se llevan a cabo en el sector secundario de la economía, es decir, el descrito a las actividades industriales.

Aquí se incorpora el agua que se repudia desde las fábricas, a las plantas de fabricación energética o cualquier otra actividad que esté destinada a la generación de productos consumibles o productos manufactureros.

Este modelo de agua residual se distingue por contener un elevado nivel de elemntos contaminantes del modelo de metales pesados, entre estos  los que se hallarían el plomo, el níquel, el cobre, el mercurio, o el cadmio entre muchos mas.

También, incluso se trata de aguas residuales que incluyen cantidades ingentes de componentes químicos artificiales de una diversidad muy amplía.

Por ejemplo, aquí puedes consultar la Contaminación de la industria textil.

Aguas residuales de la agricultura y ganadería

Este modelo de aguas residuales son menos comúnes en la agricultura, ya que la gran parte de ella se emplea para el regadío, no obstante sí que es cierto que, algunos cultivos, así como actividades destinadas al cuidado de ciertos productos agrícolas, hacen empleo de abundante agua y fabrican aguas residuales.

Sin embargo, la gran mayoría de las aguas residuales del sector primario es proveniente de la ganadería, normalmente de la ganadería intensiva.

Estas aguas poseen elevados niveles de contaminantes procedentes tanto de ciertos productos químicos que se emplean para criar al ganado como, normalmente, los que se proceden de los purines de los animales, es decir los desechos fecales y los orines de los animales que se mantienen en estabulación.

Estos contaminantes son bastante  peligrosos, ya que pueden afectar a la fertilidad de los suelos, llegando a poder transformar un suelo fértil, en un completo páramo debido a la toxicidad y la saturación de las partículas fecales que estas integran.

Aguas residuales derivadas de la lluvia ácida

La lluvia ácida es un modelo de agua residual suele pasar desapercibida para la gran  mayoría de las personas. A pesar de ello, forma un verdadero ejemplo de agua residual fabricada por la acción que el ser humano tiene en la atmósfera.

Este modelo de agua residual se fabrica por efecto de la lluvia al arrastrar los contaminantes  que están presentes  en la atmósfera, normalmente en los núcleos urbanos, que abordan al suelo y lo contaminan.

También gran parte de esta agua, al poseer lugar en las civilizaciones, terminan en el alcantarillado público, donde se mezclan con las aguas residuales domesticas o urbanas.

 

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