RenoVable s
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Energía Geotérmica
En centrales geotérmicas, el vapor y el calor y el agua caliente de las reservas
geotérmicas proporcionan la fuerza que hace girar los generadores de turbina y
produce electricidad. El agua geotérmica utilizada es posteriormente devuelta a
inyección al pozo hacia la reserva para ser recalentada, para mantener la presión y
para sustentar la reserva (Armstead, 1983)
Hay tres tipos de centrales geotérmicas. El tipo que se construya depende de las
temperaturas y de las presiones de la reserva. Una reserva de vapor "seco" produce
vapor pero muy poca agua. El vapor es entubado directamente en una central de
vapor "seco" que proporciona la fuerza para girar el generador de turbina. El campo de
vapor seco más grande del mundo es The Geysers, unas 90 millas al norte de San
Francisco. Una reserva geotérmica que produce mayoritariamente agua caliente es
llamada "reserva de agua caliente" y es utilizada en una central "flash". El agua que
esté entre 130 y 330ºC es traída a la superficie a través del pozo de producción donde,
a través de la presión de la reserva profunda, algo del agua se convierte
inmediatamente en vapor en un "separador". El vapor luego mueve las turbinas
(Axelsson y Gunnlaugsson, 2000)
Figura 1. Esquema de funcionamiento de una central geotérmica
Fuente: (Axelsson y Gunnlaugsson, 2000)
Celdas o pilas de Combustible
Las pilas de combustible son sistemas electroquímicos en los que la energía de una
reacción química se convierte directamente en electricidad. A diferencia de la pila
eléctrica o batería, una pila de combustible no se acaba ni necesita ser recargada;
funciona mientras el combustible y el oxidante le sean suministrados desde fuera de la
pila. Una pila de combustible consiste en un ánodo en el que se inyecta el combustible
—comúnmente hidrógeno, amoníaco o hidrazina— y un cátodo en el que se introduce
un oxidante —normalmente aire u oxígeno. Los dos electrodos de una pila de
combustible están separados por un electrólito iónico conductor (Petrovic, 2002)
Su principio de funcionamiento es inverso al de una electrólisis. Por ejemplo, en la
electrólisis del agua, se separa este compuesto en sus dos componentes, hidrógeno y
oxígeno, mientras que en una pila de combustible se obtendría una corriente eléctrica
por medio de la reacción entre estos dos gases:
Hidrógeno + oxígeno -> Electricidad + agua
El sistema opera con dos tipos de gases, combustible y oxidante, que pasan a través
de las superficies del ánodo y cátodo opuestas al electrolito, respectivamente, y
generan energía eléctrica por oxidación electroquímica del combustible, generalmente
hidrógeno, y la reducción electroquímica del oxidante, normalmente oxígeno, se
transforma entonces la energía química, almacenada en el enlace H-H de la molécula
H2, en energía eléctrica y vapor de agua (Petrovic, 2002)
Figura 2. Modelo de una pila de combustible
Fuente: Petrovic, 2002.
Sistemas basados en la producción de biocarburantes
Se puede distinguir entre la producción de biocarburantes destinados a su utilización
en vehículos con motor de encendido por compresión (diesel) y los destinados a su
empleo en vehículos con motor de encendido provocado (gasolina). Los primeros se
obtienen de cultivos o especies vegetales oleaginosas (girasol, colza, cacahuete, etc.)
y sustituyen al diesel tradicional y los segundos de cultivos o especies vegetales ricas
en azúcares (remolacha, pataca, caña de azúcar, maíz, trigo, etc.) y sustituyen a las
gasolinas o a los aditivos de las gasolinas sin plomo (Mc. Carty y Perry, 1964).
Los aceites obtenidos de las especies oleaginosas se pueden emplear como aditivo en
un motor diesel convencional o se pueden utilizar como único combustible en motores
especiales. No obstante, debido a los inconvenientes técnicos que estas opciones
plantean, habitualmente se transforman químicamente mediante una reacción de
esterificación del aceite con un alcohol (generalmente metanol) en un éster metílico
que se denomina biodiesel. Este biodiesel se puede emplear directamente o como
aditivo del diesel tradicional en los motores convencionales (Mc. Carty y Perry, 1964).
Por otra parte, los alcoholes obtenidos de la fermentación de especies ricas en
azúcares se pueden utilizar como aditivo en un motor de gasolina convencional o se
pueden emplear como único combustible en motores especiales, pero como en el caso
de biodiesel, lo más usual es que se usen una vez transformados químicamente
mediante su combinación con un reactivo orgánico (isobuteno) en lo que se denomina
habitualmente como ETBE (etil-ter-butil éter). Este compuesto se puede utilizar como
aditivo de las gasolinas sin plomo sustituyendo al MTBE (metil-ter-butil éter) que
normalmente se obtiene de un combustible fósil (Foulkes et al, 2011)
Figura 3. Diagrama de producción de biocarburantes
Fuente: Oliveros, 2006
Referencias:
1. Armstead, H., 1983. Geothermal Energy. E. & F. N. Spon, London, 404 pp.
2. Axelsson, G. y Gunnlaugsson, E., 2000. Background: Geothermal utilization,
management and monitoring. In: Long-term monitoring of high-and low enthalpy
fields under exploitation, WGC 2000 Short Courses, Japan, 3-10.
3. Carty, M., & Perry, L. (1964). Anaerobic Wastewater Treatment Fundamentals.
Public Works.
4. Foulkes, D., Elliot, R., & Preston, T. (2011). Feasibility of using pressed
sugarcane stalk for the production of charcoal. Tropical Animal production, 135-
130.
5. Oliveros, A. (2006). Tecnología Energética y Desarrollo. CONCYTEC.
6. Petrovic, J. (2002). Advanced Concepts for Hydrogen Storage.