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APLICACIÓN DE NUEVAS FORMAS DE ENERGIA EN LA INDUSTRIA

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

II SEMESTRE

COMO USAR NUEVAS FORMAS DE ENERGÍA PARA CUALQUIERPROCEDIMIENTO EN LA PLANTA

Autor (es): Ane! Aren"s R"#os

M"$!: %"ren"s&'*ot#"$!+es


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?oy nadie se atreve a dudar que la cin#tica de los vientos sea una fuente de

energía plenamente competitiva frente a la energía convencional! como se ha

demostrado con parques eólicos como los de &alifornia y Dinamarca! con

potencias de $!1 @A y ( @A respectivamente! que hayan sido posibles

gracias a la iniciativa privada y el aporte gubernamental.

Buestro país cuenta con la cordillera de los andes que nos ayuda ya que

tenemos demasiadas variaciones en tanto al clima y hay zonas en donde se

puede aprovechar debidamente su uso.

/i se quiere utilizar el viento para producir energía en una región cualquiera! es

Becesario que la velocidad media del mismo sea suficientemente alto. Para

utilizar los convertidores de energía eólica! las condiciones son apropiadas si

las velocidades son de * ó 1 metros sobre el nivel de superficie.

+as mejores condiciones para la utilización de energía eólica son'

C"errenos llanos! particulares en regiones costeras donde e,isten cumbres

planas o colinas solitarias sin laderas escarpadas.

C alles planos y e,tensos! e,puestos en la dirección del viento predominante.

Para lograr el desarrollo de turbinas grandes para satisfacer este

requerimiento! es lógico comenzar desarrollando turbinas menores! de $E a %

FA con un doble objetivo'

/atisfacer las necesidades de pequeas poblaciones alejadas de la red de

distribución el#ctrica.

&oncretar con pequeas turbinas! los pasos de aprendizaje necesario para

llegar progresivamente a la mayor potencia.

+a energía eólica tuvo una permanente continuidad a trav#s de los tiempos

debido a su versatilidad! hoy esa virtud se puede ejemplificar con lo siguiente'

)l tamao de un equipo convertidor de energía eólica =)&))> puede ser desde

menos de un metro hasta $ mts. de diámetro con potencia desde menos de

$ FA hasta varios megavatios.


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+os )&)) pueden estar interconectados a una red de suministro de energía o

ser utilizada aisladamente con o sin acumuladores.

+os )&)) necesitan solo una superficie pequea para su funcionamiento

)l uso de los )&)) no produce efectos nocivos en el ambiente.

T$1os 5e tur%$n"s

?ablando de aerogeneradores! los más prometedores son los de eje horizontal!

los ejes verticales y la torre con v#rtice confinado.

+os ejes horizontales tienen una larga tradición! y sus posibilidades para captar

energía.

+a tecnología de estos aerogeneradores de eje horizontal se encuentra en

continuo desarrollo y podríamos decir que muchos de ellos ya están en la etapa

de comercialización.

arios países se encuentran desarrollando estos prototipos! en especial en

&anadá y )stados nidos; estas 0ltimas se encuentran actualmente en una

avanzada etapa de desarrollo.

)n aquella en la que el viento es la 0nica fuente de energía! para cargas

individuales y para casas o granjas aisladas! es necesario implementar un

sistema que almacene la energía producida.

)l e,ceso de energía generada durante periodos de vientos fuertes es

almacenada en baterías! en esta modalidad el viento es utilizado como fuente

adicional de energías.


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Ener6" %$o#"s"

+a biomasa es materia viva que ha estado viva recientemente. Pueden ser un

conjunto de materia biológicamente renovable! =madera! c#lulas! resto de

comida>! por e,tensión! la energía que proviene de la fermentación o la

combustión! o sea del quemado de los desechos o por la fermentación de los

desechos orgánicos que están sepultados. De las dos Gormas se puede

obtener gas o electricidad.

Guncionamiento y características

+os datos estadísticos indican que cada habitante de la tierra produce

apro,imadamente un Filo de desperdicio por día. Paralelamente! el consumo

de energía no renovable acorta sus plazos de agotamiento en proporción a la

mayor tecnificación de la sociedad.

Diversas tecnologías pueden emplearse para transformar la biomasa encombustible sólidos! liquido s y gaseosos! /e distinguen'

9 E! %$o "s: mezcla de gas producido por la fermentación de materia orgánica.

+a bioenergía' se obtiene por la transformación de productos orgánicos.

+a dentro energía' obtenida de la biomasa forestal.

EL IOGAS


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@undialmente se lo conoce como biogás o producto de la fermentación

anaerobia =sin aire> de residuos de origen orgánico.

/u composición depende de la materia prima utilizada y otros parámetros o

factores. Hl es contiene un elevado nivel de metano =1 al 5> dió,ido decarbono =( al *12>! hidrogeno! o,igeno! y otros

Dentro de las energías convencionales! los sistemas de biogás son de

inmediata y segura aplicación a un costo despreciable! además presenta una

serie de ventajas como'

Ieducen la peligrosidad y la contaminación de los residuos! eliminan el olor

desagradable de los desechos.

Bo producen desequilibrio en la naturaleza

+as instalaciones necesarias para la producción de biogás son muy costosas y

pueden ser utilizadas con mano de obra rural! la cual hace muy interesante al

sistema para el agro argentino! donde la energía convencional no lleva por

razones económicas.

E! 1ro8eso "n"er7%$8o

+a formación metano g#nica ocurre con la ausencia del o,igeno! esta condición

se logra en recipientes que impiden la entrada de aire e,terior llamado


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C


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Ener6" so!"r

)nergía que proviene del sol y a trav#s de un proceso de almacenamiento es

transformada en energía el#ctrica o calórica.

+a crisis del petróleo! de principio de los setenta! hizo que la energía solar

saltara paulatinamente a competir en altos niveles de rentabilidad.

+a tierra recibe anualmente del $!M millones de FA. N ?s.! de los cuales un *2

llega hasta nosotros! siendo el resto reflejada por las altas capas de la

atmósfera.

+a conversión directa de la energía solar puede ocurrir de dos maneras'

• +a luz solar incidente puede ser transformada directamente en calor por

conversión foto t#rmica utilizando para ello un dispositivo que absorbe

los rayos solares en forma selectiva. =un invernadero constituye una con

configuración rudimentaria de este tipo de dispositivo>.

• Puede ser transformada directamente en electricidad por convección

fotovoltaica! utilizando una c#lula solar.

De este modo la energía solar! puede ser utilizada para'

• generación de energía el#ctrica.

• &alefacción de vivienda y edificio p0blico.


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• &alentamiento de agua para uso sanitario.

• 9ctividades agrícolas! centrales de secado de productos mediante el

calentamiento del aire.

• &alefacción de ambiente destinado a la cría de animales.

• 9plicaciones mineras! mediante el empleo de pozos solares.

Fun8$on"#$ento ; 8"r"8ter6st$8"s

Partiendo de dispositivos llamados c#lulas solares! se convierte la radiación

solar en electricidad. +a conversión fotovoltaica es el 0nico medio entransformar la energía suministrada por el sol en forma de rayos! en

electricidad. )sta transformación se realza por medio de c#lulas fotovoltaicas!

recurriendo a las propiedades de los materiales semiconductores ampliamente

utilizados en la industria electrónica! transistores! diodos etc.

+as c#lulas fotovoltaicas mas corriente utilizada en el silicio =/J> elemento muy

e,tendido en la naturaleza.

Despu#s del o,ígeno! el silicio es el material más abundante en la corteza

terrestre. /epararla de la arena resulta algo relativamente fácil. )n un crisol de

cuarzo se calienta el silicio hasta licuarlo.

+os átomos del silicio fundidos! al enfriarse ocupan los estados mínimos de

energías! que corresponden con sus posiciones cristalinas. /e obtiene así un

gran mono cristal de fondo cilíndrico y varios Lilos de peso! que hay que cortar

cuidadosamente! para transformarlo en finas obleas semiconductoras. +asc#lulas fotovoltaicas de silicio tienen la propiedad de &onvertir directamente la

luz solar que incide en ellas en energía el#ctrica. &uando mayor es la luz que

recibe mayor es la energía que producen. Para su aplicación práctica las

c#lulas se interconectan entre si y se encapsulan en el material plástico

aislante! formando un módulo fotovoltaico.

)l módulo tiene un frente de vidrio templado y un marco de aluminio que lo

protegen de los agentes atmosf#ricos y le dan rigidez estructural. +os módulosson generadores de corriente el#ctrica continua! la energía producida durante


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las horas en que el módulo está iluminado por la luz solar se acumula en

baterías para su empleo durante la noche o en días nublados.

n generador el#ctrico solar está constituido por uno o más módulos

fotovoltaicos seg0n sea la potencia requerida.

&uando se desea alimentar equipos de corrientes alternas en %% volts! es

necesario instalar además! entre la batería y el mismo! un inversor de corriente.

9plicaciones de los generadores solares

+os generadores el#ctricos solares están concebidos principalmente para

pequeas potencias y para que aquella zona donde no llegue la red de

distribución el#ctrica.

• )lectrificación de viviendas y establecimientos rurales' iluminación

televisores! telefonía! bombeo de agua y comunicaciones.

• )lectrificación de alambrados

•


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• Iesisten condiciones e,ternas con vientos! granizos! temperaturas y

humedad.

• /on totalmente silenciosos.

• Bo contaminan el medio ambiente.

RESULTADOS OTENIDOS

)nergía biomasa'

+a energía de biomasa es generada por la combustión o la fermentación de

materiales orgánicos.

)l proceso de fermentación! tiene dos grupos esenciales de bacteria'

• )l primer grupo lic0a y transforma los compuestos en ácidos.

• )l segundo grupo fermenta los ácidos convirti#ndolos en gas metano.

)n el caso de combustión! los desechos se queman en parrillas produciendo

gases muy calientes. )l calor de estos hace hervir el agua en una caldera!


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produciendo vapor! que es usado para hacer funcionar los turbogeneradores

=igual que en las otras centrales>. +os gases pasan por aparatos controladores

de la polución antes de ser liberados.

Para producir un metro cubico de biogás por día se necesitan'

C)sti#rcol =Fg.> C9gua =+ats.>

acuno ( (

&erdos $ %C(

:allinas - %*C(%

&omposición del biogás8 )quivalentes y consumos.

@etano........................................ 11 a 5 2

Dió,ido de carbono...................... ( a * 2

9nhídrido sulfuroso....................... @enos de $2

?idrógenos................................. $ a ( 2

Etros gases...................................$ a 1 2

C Poder calorífico del biogás 1. a 11 FcalNm(.

C Poder calorífico del biogás depurado -.5 FcalNm(.

)nergía solar

+as c#lulas fotovoltaicas de silicio tienen la capacidad de convertir directamente

la luz solar que incide sobre ellas en energía. &uanto mayor sea la luz quereciban! mayor es la energía que producen.

Para su aplicación práctica! las c#lulas se interconectan entre sí.

+os módulos son generadores de energía producida por durante horas en el

módulo está iluminado por la luz solar! se acumula en baterías para su empleo

durante la noche o en día nublados.


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+a batería es la que le otorga autonomía de funcionamiento al sistema de

generación. n generador el#ctrico solar está constituido por uno o más

módulos fotovoltaicos seg0n sea la potencia requerida.

CONCLUSIONES

/e han iniciado los estudios de aplicación de tecnología para el desarrollo de

energías' eólica! solar y biomasa.

Por medio de investigaciones realizadas! en distintas fuentes! llegamos a la

conclusión que el uso de las energías alternativas! no traen consecuencias

nocivas para los sistemas ecológicos y por lo tanto su interacción con los

sistemas sociales.


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Posibilitando la llegada de electricidad! por medio de energías limpias y

renovables! a los parajes o localidades donde es difícil el acceso y rutas pocas

transitadas.

/Cu#1!e e! o%,et$-o2

Bivel de contaminación de las energías convencionales

Buclear'

C &ontaminación del agua.

•


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• /on fuentes de generación inagotables.

• Bo contaminan el medio ambiente.

• Bo producen mutaciones en los seres vivos.

• Bo producen alteran del clima.

• Bo altera el equilibrio de la flora y la fauna.

Ieservas

Guentes de energías.

• Petróleo...............* aos.

• :as natural..........M aos.

• &arbón................arios aos......... altamente contaminante.

•

Buclear................/in restricción.......Produce alteraciones.

• ?idráulica.............+a e,plotan en O del potencial =mundial>.

)nergía no convencional.

•


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Iealización de mayores emplazamientos subsidiados por el gobierno.

Jmplementación de cursos e,plicativos sobre características estructurales y de

funcionamiento de las energías a un grado de amplio y e,tenso desarrollo

comercial y competitivo.

Darle impulso mayor al aprovechamiento geot#rmico.

)n resumen! llegar a reemplazar en un futuro pró,imo! las energías

convencionales! por estas renovables! rentables y limpias energías.

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