domingo, 13 de septiembre de 2015

Fuentes de Energía Renovables y No Renovables

En la actualidad, se menciona mucho el uso de las fuentes de energía renovables y no renovables y que a futuro, las renovables serán las únicas fuentes de energía  que abastecerán la demanda energética mundial del planeta, por ello, habría que saber que son dichas fuentes, su origen, sus características, e incluso, la reservas previstas para una cierta cantidad aproximada de años a partir de estos tiempos. Es así que:
  • Las fuentes no renovables de energía o fuentes convencionales, son aquellas cuyo origen proviene de los combustibles fósiles, el carbón, petroleo, y gas natural, ademas de la energía nuclear. Con características de provenir de fuentes finitas (no pueden ser producidas, generadas, ni crecidas), y se consumen mas rápido de lo que la naturaleza los crea. En la actualidad el 80% del total de energía utilizada en el mundo proviene de los combustibles fósiles. Las reservas de acuerdo al ritmo actual de consumo (años) [1], esta prevista en:.
  • Fuentes de energía renovables, son de origen natural que se renuevan por si mismas en un periodo corto de tiempo. Así se tiene al sol, viento, agua, residuos vegetales orgánicos (biomasa),  y calor de la tierra (geotermia). Son considerados como fuentes de energía renovables :

A nivel mundial según reporte de la REN21 en su publicación Reporte de la Situación Mundial  de las Energías Renovables 2015, Hallazgo Clave 2015, reporta la estimación de energía renovable para el consumo final de energía, así como, la producción mundial de electricidad [3]:
  





TECNOLOGÍAS de las FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA

1. La Bioenergía, es obtenida por medio de diferentes fuentes de biomasa, entre los mas usuales están los restos agrícolas, agro industrias, forestales, cultivos energéticos residuos sólidos urbanos, y demás fuentes orgánicas desechadas; donde a partir de ellos se puede obtener electricidad y calor mediante diversos procesos así como, combustibles sólidos, líquidos y gaseosos. Entre las tecnologías de mayor uso se tiene las calderas para gasificación a pequeña, mediana y gran escala, sistemas de calefacción centraliza o de distrito, plantas de pellets, y la producción de etanol. Lo ultimo en tecnología aun no comercial es sobre la producción de combustible para el transporte a través de la lignocelulosa y las centrales de ciclos combinados de gasificación integrada partir de biomasa. En investigación se pretende producir biocombustibles líquidos a partir de algas y otros métodos de conversión biológica [2].




2. Las tecnologías de la energía solar directa como  la fotovoltaica para producir electricidad mediante los paneles fotovoltaicos o concentradores solares, y las fototérmicas para producción de calor para calefacción y refrigeración por medios activos o pasivos, son los dos tipos de tecnologías que aprovechan la energía del sol que llega a la tierra. La energía solar es variable y, en cierta medida, impredecible, aunque en determinadas circunstancias el perfil temporal de la producción de la energía solar esta bastante correlacionado con la demanda de energía. El almacenamiento de energía térmica ofrece la posibilidad de mejorar el control de la producción en algunas tecnologías, como la energía por concentración solar o la calefacción solar directa [2].

Actualmente la energía solar cubre más del 1% de la demanda mundial de electricidad. 1% puede parecer poco pero en infraestructura de producción es inmensa (ver plantas de energía solar mas grandes del mundo). La capacidad acumulada mundialmente a finales del 2014 era de 177GW. Asimismo, el precio por vatio de las celdas solares decayó considerablemente tal es así que a la fecha en muchos países en desarrollo con el fin de cubrir su demanda de electricidad al 100%, en especial en zonas rurales, se están desarrollando muchos proyectos de electrificación rural con sistemas fotovoltaicos , Perú es uno de ellos.





3. La energía geotérmica es la energía que se obtiene del interior de la tierra y es utilizada  desde hace relativamente poco tiempo manifestándose como fuentes termales, fumarolas, erupción de volcanes y geíseres.  El calor extraído puede ser utilizado para generar electricidad, o aplicadas directamente como energía térmica en baños termales para el sector turismo, calefacción y/o refrigeración de residencias. La desventaja de esta tecnología es el costo de la infraestructura para su operación ya que se requieren herramientas para perforar grandes superficies. 

Filipinas alberga tres de las 10 mayores centrales geotérmicas en el mundo , seguido por los EEUU e Indonesia con dos, Italia, México e Islandia con una. En resumen:




4. La energía hidroeléctrica   utiliza la caída del agua a una determinada altura para producir principalmente electricidad por medio de presas con embalse y corrientes mediante la transformación de la energía potencial en energía cinética. Su tecnología abarca todo tipo de escala y se encuentra en fase avanzada. 

En febrero de este año se publicó las 10 centrales hidroeléctricas más grandes del mundo cuyas construcciones faraónicas son el reflejo de su capacidad de generación de energía eléctrica. Entre las 10 acumulan una potencia de 90GW. En resumen:




5. La energía oceánica se obtiene a partir de la energía potencial, cinética, térmica o química del agua de mar, que puede ser transformada para suministrar electricidad, energía térmica o agua potable. Es posible utilizar tecnologías muy diversas: muros de contención de la amplitud de la marea, turbinas submarinas para las corrientes de marea y oceánicas, intercambiadores de calor para la conversión de energía térmica oceánica, y una gran diversidad de dispositivos que permitan controlar la energía del oleaje y los gradientes de salinidad [2]. 

Los recursos oceánicos provienen de seis fuentes distintas, todas ellas de origen distinto, y aptas para tecnologías de conversión diferentes. Entre ellas cabe mencionar las siguientes [2]:

En las figuras siguientes se ofrecen varios ejemplos de la distribución mundial de los recursos de energía oceánica. 


6. La energía eólica explota la energía cinética del aire en movimiento. La aplicación de mayor interés para la mitigación del cambio climático consiste en producir electricidad a partir de grandes turbinas eólicas instaladas en tierra firme (en tierra) o en el mar o agua dulce (aguas adentro). La energía eólica es, en cierta medida, variable e impredecible, pero la experiencia y ciertos estudios detallados en numerosas regiones indican que la integración de la energía eólica no suele tropezar con obstáculos técnicos insuperables [2].



Para terminar, dentro de todo este marco de porcentajes de generación de energías, capacidades mundiales de las diversas energías renovables, costos de producción, y países líderes en el uso de las tecnologías renovables,  queda aún una brecha que a mediano plazo tiene que superarse en cuanto a tiempos de implementación y masificación de nuevas infraestructuras, producción de tecnologías a costos de competición en el mercado con otras fuentes de energía (principalmente las convencionales), y concientización de las políticas energéticas gubernamentales para ubicar a las energías renovables como fuentes principales de generación que permita suplir la demanda mundial de energía. Al mismo tiempo, ello permitirá contribuir a la mitigación del cambio climático y calentamiento global de la tierra. 


Fuentes:






miércoles, 5 de agosto de 2015

GRUPO AYNI en el SOLAR DE DECATHLON 2015-Cali, Colombia

En la Universidad Nacional de Ingeniería un grupo de estudiantes y profesionales jóvenes comprometidos y conscientes de la necesidad y realidad respecto a la implementación de viviendas con enfoque social, están en carrera en el Solar Decathlon 2015 a desarrollarse en la ciudad de Cali, Colombia organizada por primera vez en latinoamerica (ver enlace).
http://www.solardecathlon2015.com.co/index.php/es/

Por tal motivo y con la convicción de ser los ganadores de dicho concurso en representación de todo el Perú, vienen trabajando concienzudamente en lo que vendría hacer el diseño de una vivienda social (casa solar de 80m2) para su construcción e implementación durante la etapa del concurso. Mas detalles de la concepción del proyecto pueden encontrarla en el siguiente link: www.proyectoayni.pe

En este contexto, por iniciativa personal de mi, de ti, y todos los que apreciamos y valoramos el esfuerzo de nuestros conciudadanos por representar al país y mostrar al mundo que avanzamos en investigación, tecnologías, innovación, capacidad humana,  y aun más, en colaboración mutua, apoya esta iniciativa inscribiendote y compartiendo el siguiente enlace: 

Respecto al concurso, la construcción de la vivienda considera temáticas como arquitectura bioclimatica, eficiencia energética, sostenibilidad, viabilidad en su costo, diseño atractivo y amigable, y adaptable a la sociedad Latinoamericana y del Caribe.

El concurso del Decathlon consiste en evaluar 10 pruebas:
  1. Arquitectura.
  2. Ingeniería y Construcción.
  3. Eficiencia Energética.
  4. Consumo Energético.
  5. Confort.
  6. Funcionamiento de la vivienda.
  7. Comunicación y Marketing.
  8. Diseño urbano y factibilidad.
  9. Innovación.
  10. Sostenibilidad.

El Solar Decathlon es una competición universitaria que promueve la investigación desarrollando viviendas eficientes. Tienen como objetivo el desarrollar diseños y construir casas en cuyo funcionamiento se consuma la menor cantidad de recursos naturales en contribución a no afectar el medio ambiente. Lo que si se trata de aprovechar al máximo en el diseño y construcción es la energía proveniente del Sol.

El primer Solar Decathlon se desarrollo en Estados Unidos el 2002 donde compitieron colegios y universidades donde las casas fueron equipadas completamente con energía solar de alta eficiencia energética. La competencia involucraba 10 concursos donde se ponía a prueba el diseño arquitectónico y de ingeniería, la eficiencia energética, producción de energía y mas. En sus primeras etapas del año 2000 los equipos empezaron a construir sus casas a través de una competición propia. Si desea saber mas sobre estas competiciones de casas saludables ir al siguiente link:
http://www.solardecathlon.gov/about.html

Les comparto algunos vídeos de los eventos realizados en años anteriores (Fuente Youtube):

2014


2013


2012


2011










domingo, 8 de febrero de 2015

SISTEMA FOTOVOLTAICO

Un sistema fotovoltaico esta constituido por:

  • Panel fotovoltaico, transforma  la luz del sol en electricidad (corriente continua DC).
  • Controlador o regulador de carga, controla el ingreso y salida de corriente de la batería.
  • Batería, acumulador de electricidad.
  • Inversor, transforma la corriente continua (DC), en corriente alterna (AC). No necesariamente se usan porque existen todo tipo de artefactos en DC.
  • Cargas de consumo, equipos y/o artefactos a utilizar, luminarias, radio, TV, etc.
  • Cables, enlazan cada uno de los componentes mencionados anteriormente.
                                                         Fuente : http://www.sfe-solar.com/


PANEL FOTOVOLTAICO
 
El panel fotovoltaico es el responsable de transformar la luz proveniente del SOL en electricidad, principalmente hablamos de corriente continua (DC). La diferencia entre corriente DC y AC, es que la primera se obtiene de las baterías, y la segunda es que la se usa del tomacorriente en casa 220V.

La potencia generada por un panel fotovoltaico es el producto de la corriente generada por el panel y su voltaje de operación. Estas indicaciones de operación del panel vienen etiquetadas sobre el reverso del equipo.

Por ejemplo, si el panel genera 6 amperios a 12 voltios, su potencia generada es de 72 vatios.

                                                                       6Ax12V=72W

Todo panel fotovoltaico se caracteriza por tener un máximo valor de corriente generada. Este valor va a depender del día, hora, lugar, e intensidad de luz solar en todo momento.

El diseño de un sistema fotovoltaico para un lugar especifico, requiere conocer la cantidad de energía con la que se cuenta en el lugar donde se instalara la tecnología solar. Estos valores para el Perú se pueden encontrar en la web, http://dger.minem.gob.pe/atlassolar/

Hacia donde orientar los paneles fotovoltaicos
Para aprovechar al máximo la intensidad de la luz del Sol sobre el panel, se tendría que colocar las caras de las celdas mirando en forma perpendicular al Sol pero no es practico mantenerlas así durante todo el día, es por ello que, se recomienda inclinar el panel hacia el ecuador con el angulo de inclinación de la latitud del lugar.
Fuente: http://www.lawebdelasenergiasrenovables.com/


 CONTROLADOR DE CARGA

Funciones:
  1. Proteger a la batería de sobrecargas
  2. Proteger a la batería de sobredescargas.
  3. Informar sobre el estado del control de carga.
Fuente: http://www.ingenieriaverde.org/


BATERÍA

La función de la batería es almacenar energía durante el día por la acción del Sol para después ser usada por la noche en iluminación, TV, etc. Existen diferentes tipos de baterías siendo las mas comunes las de plomo-ácido de ciclo profundo que se usan con los paneles.

Fuente: http://panelessolarescaseros.net/

Si una batería se descarga al 50%, esta puede durar el doble de tiempo que si se descarga al 80% cada noche. Es recomendable comprar una batería que almacene el doble de los vatio-hora a utilizar cada noche.

INVERSOR

Trasforma la corriente continua (DC), en corriente alterna (AC). Dependiendo de los artefactos electrónicos a utilizar, hay 3 tipos de inversores, de onda cuadrada, onda semisinuosa, y onda sinuosa.

Fuente: http://www.emax.com.mx/


ELABORACIÓN DE BLOQUES DE TIERRA (ADOBE)

Al viajar por la sierra del Perú uno puede notar a  simple vista que el material predominante en la construcción de las viviendas y en especial los muros o paredes, son de tierra de cantera del lugar. Tierra que cumple por así decirlo, con las proporciones adecuadas en arcilla, arena y limo, combinados con agua y algunos aditivos en especial el ichu para disminuir las grietas del bloque al momento del secado.

Una vez preparada la mezcla, hay que "dejarla dormir" al menos 24 horas para que la arcilla absorba la suficiente cantidad de agua y evitar que al momento del secado absorba del bloque y provoque rajaduras.

Actualmente las técnicas tradicionales de elaborar adobes se va perdiendo poco a poco, ahora hasta lo elaboran con tierra orgánica por el apuro en su aplicación, y ademas elaboran adobes con alturas altas para ahorrar tiempo en el levantamiento de muros. Estas malas practicas traen como consecuencia que con leves sismos las paredes se rajen y con lluvias intensas se desmoronen y se venga abajo en poco tiempo.

Las buenas prácticas en la elaboración de adobes trae como consecuencia años de duración de los muros como por ejemplo las ruinas de Chan Chan, ciudad precolombina de adobe.
Ruinas chan chan
Fuente google: http://www.lambayeque-peru.com/ruinas-chan-chan

En su elaboración, hay que pisar constantemente la mezcla como quien ejecuta algunos pasos de baile para que la combinación de la mezcla sea uniforme, incluso en algunos casos se hace uso de algún animal domestico para apoyar la labor de mezclado.

Fuente: CER-UNI.

Asimismo, se debe contar con moldes de dimensiones adecuadas, se recomienda que si son cuadrados la altura sea la cuarta parte de su lado, y si son rectangulares, el ancho sea la mitad del largo y la altura la cuarta parte. De preferencia tienen que ser chatos para que resistan mayor carga.

Existen pruebas de campo para determinar en forma empírica pero aproximada las proporciones en cantidades de componentes de una cantera de tierra. Entre ellas se tiene las pruebas, cinta de barro, presencia de arcilla o resistencia seca, y ensayo de las bolitas (http://www.vivienda.gob.pe/dnc/proyecto-actualizacion-norma-e080-adobe.pdf).

Fotos: Fuente propia.






viernes, 14 de marzo de 2014

COCINAS SOLARES-Cocinando con el Sol

COCINAS SOLARES

Desde la antigüedad el Sol indirectamente ha sido la fuente de energía para cocinar, y sus aplicaciones y estudios respecto a la cocción de alimentos empezaron allá por el ciclo XVIII  de forma algo casual. Por esas épocas muchos científicos investigaban la forma de calentar el agua usando unas lentes que concentraban la luz solar en punto fijo. Motivado por los resultados obtenidos utilizando la energía solar,
el fisico suizo-frances Horacio de Saussure construye lo que vendría hacer una cocina solar tipo caja la cual calentaba el agua por acumulación de calor.



Otros hechos que marcaron el empuje de las cocinas solares se dieron por los anos 70 producto de la escasez del petroleo. Barbara Kerr una activista norteamericana defensora del Sol como combustible para cocinar, diseño y construyo el primer prototipo eficiente de cocina solar tipo caja. Asimismo, la Organización de Unidad Africana, ve en las cocinas solares una forma de pasteurizar agua y evitar numerosas enfermedades derivadas de su consumo.

Porqué cocinar con el Sol?


Ahorra tiempo y dinero
El Sol no nos envía ningún recibo que pagar, la energía que nos brinda es gratuita. Preparar la comida en una cocina solar nos permite realizar otras actividades ya que no se requiere estar muy pendiente de ella. La cocina solar no tizne la olla y los recipientes se limpian fácilmente.

Son sanas y seguras
Al no producirse llamas o fuegos para cocinar, la posibilidad de quemaduras o generación de incendio es nula. Asimismo, como no hay presencia de humo, se evita las enfermedades pulmonares y las afecciones a los ojos.

No queman los alimentos, y fácilmente se alcanzan temperaturas entre 80-120°C suficiente para cocer los alimentos. En una cocina solar se puede hornear, freír o hervir tan igual como una cocina convencional a gas o eléctrica, solo hay que seguir determinadas consideraciones para poder cocinar.

Son adaptables y versátiles

Por su forma de construcción y materiales utilizados, son fáciles de modificarse y adaptarse a diferentes climas.

Son artefactos básicos en zonas donde hace Sol pero no hay combustible para cocinar

La cocina solar ayuda a resolver el tema de la escasez de combustibles para cocinar, y la transmisión de
enfermedades por falta de agua potable.


Mejoran la calidad del aire
El quemar madera o gas para cocinar contamina y el aire y contribuye al calentamiento global. Las cocinas 
solares son una opción de cocinar sin contaminación.

Preservan los bosque y suelos.

Interrogantes frecuentes sobre cocinas solares
Qué se puede cocinar con el Sol?
Prácticamente casi todo, lo único que no se puede cocinar con modelos mas sencillos es freír por el 
requerimiento alto de temperatura.

Es necesario añadir agua a la comida en la cocina solar?
Solo lo suficiente porque sino se ralentiza la cocción. Las hortalizas, frutas y carnes, se cuece
 perfectamente sin agua. Solo para los cereales y legumbres usar la misma cantidad de agua que se añade 
normalmente cuando se usa una cocina convencional.

En qué época del año se puede cocinar con el Sol?
En cualquier época siempre que la longitud de las sombras sea menor que la altura delos objetos.

En qué momento del día puede usarse una cocina solar?
Entre las 10 de la mañana y las 2 de la tarde hora solar.

Cuánto se tarda en cocinar los alimentos?
Depende de muchos factores, la época del ano, el nivel de radiación solar, el tipo de recipiente, y la cantidad
de comida a preparar. La siguiente tabla resume algunos de los factores mas importantes:


Una cocina solar en condiciones normales alcanzara temperaturas entre 80 y 120 °C o mayores. Dado que 
la comida se cuece entre 80 y 90°C, estas temperaturas son suficientemente altas para cocina 
completamente la comida.



A continuación se especifican tiempo de cocción para dos kilos de comida en un día soleado.






lunes, 30 de diciembre de 2013

PERMACULTURA

Agricultura o cultura permanente qué, mediante conocimientos, formas,métodos, y aplicaciones prácticas, hace sostenible la vida entre las personas, animales y plantas, existiendo para ello armonía,respeto, y cuidado del medio ambiente para conservar la biodiversidad y el hábitat natural.


Practicar permacultura permite abastecerse de energía proveniente de fuentes naturales contando para ello con tecnologías apropiadas, alimentos orgánicos cultivados en biohuertos o invernaderos, fertilizantes orgánicos a base del humos de lombriz, compost ...




La permacultura tiene 3 éticas fundamentales, "Cuidado de la Tierra", "Cuidado de las Personas" y "Poner limites a la población y el consumo", esta ultima ética apunta a detener el crecimiento insostenible de los ecosistemas humanos, con el fin de que los recursos no se agoten rápidamente como esta ocurriendo hoy en día a escala mundial, también se interpreta como " Compartir los recursos con equidad".
(http://www.elcaminodelapermacultura.com/permacultura)

Los conocimientos tradicionales complementados con las investigaciones científicas modernas dan como resultados técnicas racionales en el uso del agua, la energía,  y biomasa, así como el manejo de los residuos sólidos y el uso de forma pasiva de la energía solar.

Las aplicaciones de la energía solar permite auto sostener a una vivienda y por ende a la familia residente en ella. Para la generación de electricidad están los paneles fotovoltaicos y sistemas pico fotovoltaicos, para el calentamiento del agua de uso sanitario están las termas solares, para la calefacción están los pisos radiantes y muros radiantes que usan la energía térmica del sol para mejorar el confort al interior de la vivienda. Por el lado alimenticio están los invernaderos para producción de hortalizas, para la cocción están los fogones mejorados, hornos solares y cocinas solares. 



Los recursos naturales son nuestros mejores aliados y su preservación, cuidado y uso racional depende de nosotros mismos, no podemos seguir sobre explotándolos porque a futuro vamos a perjudicar a las nuevas generaciones, que les vamos a dejar a ellos?,tierras infértiles?, deforestación?, inseguridad alimentaria?,...


La tierra para el cultivo hay que fertilizarla con estiércol, biol, ceniza, compost, humus de lombriz, .... El biol generado de la descomposición de los residuos orgánicos en los biodigestores es una alternativa saludable así como las diferentes formas de preparar el compost.


Para la construcción de viviendas hay que usar materia prima natural como el ichu, barro, arcilla, bosta,..., materia que ademas tienen propiedades físicas interesantes que permiten mejorar el confort, diseño y naturalidad en las construcciones.

La Flor de la Permacultura - Areas de Acción
(http://www.slideshare.net/Gabolso/manual-de-permacultura)















jueves, 4 de julio de 2013

XX SIMPOSIO PERUANO DE ENERGÍA SOLAR Y DEL MEDIO AMBIENTE (XX SPES)

Como es de costumbre todos los años se realiza el SIMPOSIO PERUANO DE ENERGÍA SOLAR Y DEL MEDIO AMBIENTE y esta vez la ciudad de Tacna por intermedio de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann sera sede de tan magnifico evento.

Año tras año el evento va comprometiendo a todas las energías que componen las ENERGÍAS RENOVABLES en sus muy diversas aplicaciones. Los investigadores así como las instituciones que realizan proyectos haciendo uso de tecnología renovable, exponen sus trabajos concernientes a lo último en investigación y ha proyectos realizados.

A continuación les hago llegar la invitación de los organizadores con ánimos de contar con vuestra participación.