jueves, 25 de febrero de 2010
ENERGIAS ALTERNATIVAS
ENERGIA SOLAR
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde. Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.
La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
Actualmente es una de las energías renovables más desarrolladas y usadas en etodo el mundo.
¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano?.
Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las únicas, primero para calentar cosas como comida o agua, conocida como energía solar térmica, y la segunda para generar electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica.
Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares.
Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla energía eléctrica.
Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos de la energía solar son:
• Potabilizar agua
• Estufas Solares
• Secado
• Evaporación
• Destilación
• Refrigeración
Como podrás ver los usos que se le pueden dar son muy amplios, y cada día se están descubriendo nuevas tecnologías para poder aprovecharla mejor.
ENERGIA EOLICA
Dios griego de los vientos. Hijo de Zeus y de la ninfa Menalipa. Eolo era quien en la mitología desencadenaba las tempestades.
La Energía Eólica es la energía que se produce a partir del viento. Como la energía solar, es una fuente alterna de energía para lugares remotos.
Sus aplicaciones más comunes son en sistemas de telecomunicación y en sistemas aislados para viviendas.
La capacidad generatriz de un generador eólico excede la de un sistema solar y su costo es solo una fracción de este. Por esta razón la energía eólica se ha convertido en una atractiva fuente de generación de que produce grandes ahorros y cuya inversión es pagadera en el corto o mediano plazo.
Incluso a grande escala la energía eólica es competitiva frente a fuentes convencionales de energía como la hidro energía y la térmica. En la actualidad se construyen grandes “parques” eólicos con generadores de 1 a 2 megavatios de potencia (70 m de diámetro y torres de más de 150 metros de altura). España , Alemania y Dinamarca son los países que presentan un mayor crecimiento con instalaciones anuales que superan los 2500 megavatios.
Esquema Básico del Sistema:
La energía producida por el generador eólico y los paneles solares se almacena en el banco de baterías. El generador eólico transforma la energía del viento en corriente directa a 12 o 24 voltios DC y se conecta directamente al bánco de baterías. Posee un sofisticado regulador electrónico de voltaje que vigila permanentemente el estado de carga de las baterías, mantiene un riguroso control sobre su velocidad degiro y compensa las pérdidas de tensión en la línea de conducción.
Capacidad del Sistema:
La autonomía del sistema puede ser estimada de acuerdo a las tablas de potencia suministradas por el fabricante o mediante curvas estadísticas como la distribución de Raleigh. La siguiente tabla resume la potencia esperada de un generador de 1000 vatios bajo diferentes regímenes de viento.
Velocidad
promedio
del viento
..(mph)............Descripción...............KWH/mes.....KWH/día...
.....8......Brisa suave intermitente............60.........2.0.....
.....9......Brisa suave y constante.............90.........3.0.....
....10......Brisa moderada intermitente........125.........4.2.....
....11......Brisa moderada constante...........160.........5.3.....
....12......Brisa moderada a fuerte interm.....190.........6.3.....
....13......Brisa moderada a fuerte const......215.........7.2.....
....14......Brisa fuerte.......................265.........8.8.....
Torres:
El generador eólico se instala a campo abierto en una torre tensada (inclinable) de tubería de hierrogalvanizada de 3". Es necesario tender red eléctrica entre el generador y el centro de consumo.
Usos: Telecomunicaciones y sistemas híbridos
La energía eólica ha probado ser más confiable que la energía solar en cerros altos y nublados que generalmente presentan buen régimen de vientos. Adicionalmente un generador eólico ofrece mayor resistencia al hurto pues no es una tecnología conocida y es más difícil de desmontar.
La energía eólica también es una mejor alternativa que la generación DIESEL especialmente donde el acceso es dificultoso, costoso o distante.
Sistemas Híbridos:
El recurso eólico es variable y puede tener periodos de quietud. La energía solar es un perfecto complemento a la energía eólica en la medida en que ofrece una carga básica en estos periodos. Comunes en aplicaciones comerciales o en aplicaciones residenciales.
BIOCOMBUSTIBLES
Todos ellos reducen el volumen total de CO2 que se emite en la atmósfera, ya que lo absorben a medida que crecen y emiten prácticamente la misma cantidad que los combustibles convencionales cuando se queman, por lo que se produce un proceso de ciclo cerrado.
Los biocombustibles son a menudo mezclados con otros combustibles en pequeñas proporciones, 5 o 10%, proporcionando una reducción útil pero limitada de gases de efecto invernadero. En Europa y Estados Unidos, se ha implantado una legislación que exige a los proveedores mezclar biocombustibles hasta unos niveles determinados. Esta legislación ha sido copiada luego por muchos otros paises que creen que estos combustibles ayudarán al mejoramiento del planeta a través de la reducción de gases que producen el denominado ‘Efecto Invernadero’.
¿Qué es el Biodiesel?
El biodiesel es un biocombustible que se fabrica a partir de cualquier grasa animal o aceites vegetales, que pueden ser ya usados o sin usar. Se suele utilizar girasol, canola, soja o jatropha, los cuáles, en algunos casos, son cultivados exclusivamente para producirlo. Se puede usar puro o mezclado con gasoil en cualquier proporción en motores diesel. El principal productor de biodiesel en el mundo es Alemania, que concentra el 63% de la producción. Le sigue Francia con el 17%, Estados Unidos con el 10%, Italia con el 7% y Austria con el 3%.
El sistema más habitual es la transformación de estos aceites a través de un proceso de transesterificación. De este modo, a partir de alcohol metílico, hidróxido sódico (soda cáustica) y aceite vegetal se obtiene un éster que se puede utilizar directamente en un motor diesel sin modificar, obteniéndose glicerina como subproducto. La glicerina puede utilizarse para otras aplicaciones.
¿Qué es el Bioetanol?
El bioetanol, también llamado etanol de biomasa, es un alcohol que se obtiene a partir de maíz, sorgo, caña de azúcar o remolacha. Permite sustituir las gasolinas o naftas en cualquier proporción y que generan contaminación ambiental. Brasil es el principal productor de bioetanol, 45% de la producción mundial, Estados Unidos representa el 44%, China el 6%, la Unión Europea el 3%, India el 1% y otros países el restante 1%.
El bioetanol puede proceder del maíz como en los EEUU o de la caña de azúcar como el que se fabrica en Brasil. En este último país se ha venido utilizando el alcohol como combustible de automoción desde los años 60 aproximadamente.
La caña de azúcar, la remolacha o el maíz no son la única fuente de azúcar. Puede ser utilizada la celulosa para obtener azúcar. La celulosa es una larga cadena formada por “eslabones” de glucosa. De este modo, casi todo residuo vegetal será susceptible de ser transformado en azúcar y luego gracias a la fermentación por levaduras obtener el alcohol destilando el producto obtenido.
¿Qué es el Biogás?
El biogás, resulta de la fermentación de los esechos orgánicos. Este combustible es una alternativa más en la matriz energética del país.
¿Qué es la Biomasa?
Esta fue la primera fuente de energía que conoció la humanidad. La madera o incluso los excrementos secos son biocombustibles. Si se administra bien la madera de los bosques puede ser un recurso renovable y mal administrado puede convertirse en un desastre ecológico. De este modo se propuso la biomasa como fuente de energía. Biomasas pueden ser virutas o aserrín de madera, producto de la limpieza de bosques o incluso de su explotación racional.
BIODIGESTORES
Este sistema también puede incluir una cámara de carga y nivelación del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y cámaras de hidropresión y postratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la salida del reactor.
El fenómeno de biodigestión ocurre porque existe un grupo de microorganismos bacterianos anaeróbicos presentes en el material fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos de origen vegetal y animal, producen una mezcla de gases con alto contenido de metano (CH4) llamada biogás, sumamente eficiente si se emplea como combustible. Como resultado de este proceso genera residuos con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica (ideales como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de moscas. Se deben controlar ciertas condiciones pH, presión y temperatura a fin de que se pueda obtener un óptimo rendimiento.
El biodigestor es un sistema sencillo de implementar con materiales económicos y se está introduciendo en comunidades rurales aisladas y de países subdesarrollados para obtener el doble beneficio de conseguir solventar la problemática energética-ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como animales.
Un biodigestor es un sistema natural que aprovecha la digestión anaeróbica (en ausencia de oxígeno) de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar éste en biogás y fertilizante. El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, o iluminación, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere energía eléctrica. El fertilizante, llamado biol, inicialmente se ha considerado un producto secundario, pero actualmente se esta considerando de la misma importancia, o mayor, que el biogás ya que provee a las familias campesinas de un fertilizante natural que mejora fuertemente el rendimiento de las cosechas.
Los biodigestores han de ser diseñados de acuerdo a su finalidad, a la disposición de ganado y tipo, y a la temperatura a la que van a trabajar. Un biodigestor puede ser diseñado para eliminar todo el estiércol producido en una granja de cerdos, o bien como herramientas de saneamiento básico en un colegio. Otro objetivo sería el de proveer de cinco horas de combustión en una cocina a una familia, para lo que ya sabemos que se requieren 20 kilos de estiércol fresco diariamente. Como se comentó anteriormente, el fertilizante líquido obtenido es muy preciado, y un biodigestor diseñado para tal fin ha permitir que la materia prima esté mayor tiempo en el interior de la cámara hermética así como reducir la mezcla con agua a 1:3.
La temperatura ambiente en que va a trabajar el biodigestor indica el tiempo de retención necesario para que las bacterias puedan digerir la materia. En ambientes de 30 ºC se requieren unos 10 días, a 20 ºC unos 25 y en altiplano, con invernadero, la temperatura de trabajo es de unos 10 ºC de media, y se requieren 55 días de tiempo de retención. Es por esto, que para una misma cantidad de materia prima entrante se requiere un volumen cinco veces mayor para la cámara hermética en el altiplano que en el trópico.
Los biodigestores familiares de bajo costo
El film de polietileno tubular se amarra por sus extremos a tuberías de conducción, de unas seis pulgadas de diámetro, con tiras de liga recicladas de las cámaras de las ruedas de los autos. Con este sistema, calculando convenientemente la inclinación de dichos tuberías, se obtiene un tanque hermético. Al ser flexible el polietileno tubular es necesario construir una ‘cuna’ que lo albergue, ya sea cavando una zanja o levantando dos paredes paralelas. Una de las tuberías servirá como entrada de materia prima (mezcla de estiércol con agua de 1:4). En el biodigestor se alcanza finalmente un equilibrio de nivel hidráulico, por el cual, tanta cantidad de estiércol mezclado con agua es agregada, tanta cantidad de fertilizante sale por la tubería del otro extremo.
La conducción de biogás hasta la cocina se hace directa, manteniendo todo el sistema a la misma presión: entre 8 y 13 cm de columna de agua dependiendo la altura y el tipo de fogón. Esta presión se alcanza incorporando en la conducción una válvula de seguridad construida a partir de una botella de refresco. Se incluye un ‘tee’ en la conducción, y mientras sigue la línea de gas, el tercer extremo de la tubería se introduce en el agua contenido en la botella de 8 a 13 cm. También se añade un reservorio, o almacén de biogás, en la conducción, permitiendo almacenar unos 2 a 3 metros cúbicos de biogás.
Los costes en materiales de un biodigestor pueden variar de 110 dólares para trópico a 170 dólares para altiplano, ya que en la altura tienen mayores dimensiones y requieren de carpa solar.
miércoles, 24 de febrero de 2010
BIOABONO
MORFOLOGIA
· Externa : la lombriz roja es un anélido hermafrodita cilíndrica y alargada, formada por numerosos anillos cubiertos por un tegumento resistente. Son pobremente dotadas de órganos de los sentidos , no tiene ojos , su olfato es débil pero su tacto es el más desarrollado , debido a unas células especiales que presenta a lo largo de su cuerpo, reaccionando a la luz intensa. En su estado adulto la longitud promedio es de 15.6 cm y su peso 1.68 gramos. La cabeza está situada en el primer anillo. En la parte anterior se desarrolla un anillo de mayor diámetro denominado “Clitelium”, que índica la madurez sexual, este segrega un líquido especial para proteger los huevos.
· Músculos : luego de la cubierta cuticular externa viene la epidermis , seguidamente una capa de
fibras circulares y más internamente otra de fibras longitudinales que le permite efectuar cualquier tipo de movimiento ; y por último el espacio denominado “celoma” que aloja los órganos vitales.
esófago donde se encuentran las glándulas calcíferas, que neutralizan la acidez presente en el alimento, luego pasa al estómago el cual desemboca en el intestino que termina en el orificio anal.
· Sistema nervioso : lo constituye un ganglio cefálico, del cual se desprende un cordón nervioso ventral que recorre todo el cuerpo por medio de ramificaciones . El sistema nervioso epidérmico reemplaza los ojos y oídos.
· Respiración : se cumple a través de la piel tomando oxígeno del aire por medio de capilares epidérmicos, que comunican a todo el cuerpo ; y a la vez elimina el dióxido de carbono por el mismo sistema.
· Circulación : la ejercen varios pares de corazones, ubicados en cada metámero que bombean la
sangre por el vaso ventral, el cual se ramifica en delgados capilares en todo el cuerpo, completándose el circuito con un vaso dorsal y dos vasos laterales.
· Reproducción : vive y se reproduce en cautiverio, hermafrodita incompleta porque no puede autofecundarse, de tal manera que requiere acoplarse intercambiando esperma y reteniéndolo en su órgano genital femenino, hasta la fecundación que se efectúa a través del “Clitelium”, cuyas glándulas producen la cápsula de donde emergen los embriones, después de un período de 14 a 21 días de incubación .
· Prolificidad : la lombriz roja nativa es más prolífica que la californiana.
· Excreción : la lombriz roja ingiere al día una cantidad de alimento equivalente a su peso, expeliendo en forma de humus el 60% a través de un par de nefridios presentes en todos los anillos, menos en los tres primeros y en el último, que hacen la función de riñones y eliminan urea, amoniaco y creatinina mediante poros que comunican cada nefridio con el exterior.
· Deyecciones : la acción de trituración y mezcla del sustrato que pasa por el tracto digestivo de la
lombriz , es de tipo mecánico. El efecto o valor bioquímico esta en la descomposición del sustrato en los intestinos por los microorganismos allí existentes, de donde los residuos salen más asimilables para la nutrición de las plantas.
CARACTERISTICAS AGROECOLOGICAS
· Radiación : la iluminación natural o artificial, no debe incidir directamente sobre su hábitat, los
rayos ultravioleta son mortales para ella.
· Precipitación : no se desarrolla bien en climas áridos, especialmente aquellas áreas con valores
inferiores a 370 mm/año. Para la especie nativa no se conoce sus límites criticos.
residuos muy ácidos. También se debe evitar aquellos residuos de maderas muy olorosas por la
toxicidad de los residuos.
Parámetros Observados
Maduración sexual de los individuos
lombriz roja nativa
lombriz roja Californiana 35 días
Frecuencia postura de cápsulas
lombriz roja nativa cada 3-4 días
lombriz roja Californiana cada 3-4 días
Periodo incubación
lombriz roja nativa 19-20 días
lombriz roja Californiana 18-19 días
nacimientos por cápsula
lombriz roja nativa 3-4 lombrices
lombriz roja Californiana 1-2 Lombrices
Incremento de peso a 30 días
lombriz roja nativa 0.6 gr.
lombriz roja Californiana 0.3 gr.
INSTALACION E IMPLEMENTACION DEL SITIO PARA LA LOMBRICULTURA
La adecuación del lugar y/o las instalaciones que se deben construir para la producción de lombrices y compost , serán ubicadas en lugares cercanos a las fuentes de despercios agropecuarios (establos, basureros, corrales, etc.) y/o agroindustriales. Deben ser áreas que permitan el normal drenaje de las aguas lluvias y/o riego ; alejadas de zonas arborizadas para evitar que las raíces se introduzcan en las eras, cajas o lechos. Se debe disponer de dos áreas. Las eras o lechos que son el habitáculo de las lombrices ; y los compartimientos donde se prepara inicialmente el sustrato alimenticio. Los materiales para la construcción serán de bajo costo y resistentes a la humedad . Al emplear cajas de madera sus dimensiones pueden ser de 1.5m de largo x 0.6m de ancho x 0.3m de altura. Si son eras en madera o cemento sus dimensiones pueden ser 14m de longitud x 1.3m de ancho x 0.30m de altura.
BIOMASA
La biomasa, como recurso energético, puede clasificarse en biomasa natural, residual y los cultivos energéticos.
• La biomasa natural es la que se produce en la naturaleza sin intervención humana. Por ejemplo, las podas naturales de los bosques.
• La biomasa residual es el subproducto o residuo generado en las actividades agrícolas (poda, rastrojos, etc.), silvícolas y ganaderas, así como residuos sólidos de la industria agroalimentaria (alpechines, bagazos, cáscaras, vinazas, etc.) y en la industria de transformación de la madera (aserraderos, fábricas de papel, muebles, etc.), así como residuos de depuradoras y el reciclado de aceites.
• Los cultivos energéticos son aquellos que están destinados la producción de biocombustibles. Además de los cultivos existentes para la industria alimentaria (cereales y remolacha para producción de bioetanol y oleaginosas para producción de biodiésel), existen otros cultivos como los lignocelulósicos forestales y herbáceos o la pataca.
Procesos especiales para el uso de biomasa
Existen procesos termoquímicos que mediante reacciones exotérmicas transforman parte de la energía química de la biomasa en energía térmica. Dentro de estos métodos se encuentran la combustión y la pirólisis. La energía térmica obtenida puede utilizarse para calefacción; para uso industrial, como la generación de vapor; o para transformarla en otro tipo de energía, como la energía eléctrica o la energía mecánica.
La combustión completa de hidrocarburos consiste en la oxidación de éstos por el oxígeno del aire, obteniendo como productos de la reacción vapor de agua y dióxido de carbono y energía térmica.
La biodegradabilidad de los materiales dependen de su estructura física y química, algunos como el vidrio no pueden ser biodegradados. Aunque se suele decir que un material no es biodegradable cuando el tiempo necesario para que los organismos lo descompongan es extremadamente largo, o supera la capacidad de los organismos para procesarlo, como pasa con el plástico y el aluminio de las latas. Hoy en día muchas cosas se fabrican con agentes biodegradables, como pasa con los detergentes, pero todavía están los plásticos y diversas sustancias como los insecticidas.
Veamos algunos ejemplos de cuánto tardan en pudrirse los materiales:
-Cáscara de banana: 2 a 10 días
-Pañuelos de algodón: 1 a 5 meses
-Papel: 2 a 5 meses
-Cáscara de naranja: 6 meses
-Cuerda o soga: 3 a 14 meses
-Calcetines de Lana: 1 a 5 años
-Envases/cartones de leche Tetra Paks (con algo de plástico): 5 años
-Filtros de cigarrillos: 1 a 12 años
-Zapatos de cuero: 25 a 40 años
-Nailon: 30 a 40 años
-Vasos de aislante térmico de poliestireno “Styrofoam”: 1 a 100 cien años
-Anillos plásticos de paquetes de latas de aluminio de seis “6-pack”: 450 años
Así que la próxima vez piense bien antes de tirar un papel al suelo, va a tardar muchos días en deshacerse, y los filtros del cigarrillo años. Piensen en la gente que los arroja en los parques naturales, o en las playas, allí se quedan por años y años.