Tecno 3 Final PDF

Introducción  Energía. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico...

Introducción  Energía. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico. La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias, ésta se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza como en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. Esta también está presente en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.  La energía puede manifestarse de diferentes maneras: en forma de movimiento (cinética), de posición (potencial), de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnéticas, etc. Según sea el proceso, la energía se denomina:  Energía térmica  Energía eléctrica  Energía radiante  Energía química  Energía nuclear (fisión y de fusión)  Uso de la energía en la antigüedad  El uso por el ser humano de fuentes de energía ajenas a su propia capacidad física se inicia con el descubrimiento del fuego.  Existen evidencias de su uso ya por parte del Homo erectus hace cerca de 1.000.000 de años  Posteriormente el ser humano aprendió a controlarlo definitivamente cuando consiguió encenderlo a su capricho. Fundamentalmente mediante dos sistemas: frotamiento y percusión. Fuente: Energia y Desarrollo UNED.  Consumo energético actual (Mundial)  Matriz Energética, (mundialmente, predomina la de origen fósil)  El consumo energético mundial actual es de aproximadamente 11700 tep  Se proyecta en el 2030 unos 17690 tep.  1 tep son unos 107 Kcal. Consumo final de Energía (Nacional) Industria 32 % Transporte 30 % Residencial y comercial 36 % Otros 2 %  Conceptos generales  Que es un julio?  Que es una caloría?  Poder calorífico (superior e inferior)  Intensidad energética  Huella ecológica  Energía primaria  Energía final  Vector energético Julio: El julio o joule (símbolo J) es la unidad derivada del Sistema Internacional utilizada para medir energía, trabajo y calor. En el SI (Sistema Internacional de Unidades) la unidad de energía es el julio. Se define como el trabajo realizado cuando una fuerza de 1 newton desplaza su punto de aplicación 1 metro. Caloría: Se define la caloría como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua pura, desde 14,5 °C a 15,5 °C, a una presión normal de una atmósfera. Una caloría (cal) equivale exactamente a 4,1868 julios (J), mientras que una kilocaloría (kcal) es exactamente 4,1868 kilojulios (kJ). Poder Calorífico Superior: Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 Kg de combustible cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado y se contabiliza, por consiguiente, el calor desprendido en este cambio de fase. También es llamado poder calórico neto Poder Calorífico Inferior: Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de 1 kg de combustible sin contar la parte correspondiente al calor latente del vapor de agua de la combustión, ya que no se produce cambio de fase, y se expulsa como vapor. Intensidad energética: Es la Energía primaria necesaria para producir una unidad de PIB. Indica el grado de eficiencia de una nación, altas cantidades de energía para producir un producto o climatizar un edificio, dan como resultado bajos niveles de eficiencia. Es un indicador asociado al desarrollo sostenible de un país. Huella ecológica: La huella ecológica es un indicador que mide el impacto de todas nuestras actividades (consumo de materiales o energía, consumo de recursos naturales como agua, papel o madera, producción de desechos, etc.) expresado en número de hectáreas de ecosistemas productivos. Energía primaria: Es la energía que se obtiene directamente de la naturaleza o mediante procesos de extracción, sin haber sufrido procesos de transformación. Biomasa, petróleo, gas, radiación solar, nuclear, eólica, etc. Energía Final: Es la energía tras haber sido procesada por el hombre es apta para satisfacer sus necesidades. Gas Natural (Canalizado), calor domestico, electricidad, carbón, combustibles derivados del petróleo, biomasa (procesada) Vector energético: En ocasiones se utiliza este concepto para hablar de la energía que no es almacenable, utilizable o transportable en su forma primaria y ha de ser transformada en un vector para su posterior uso. Ejemplo: Eólica……….hidrogeno Petróleo……derivados  Fuentes de Energía Convencionales.  Energía Hidráulica (Grandes embalses)  Energía proveniente de derivados del petróleo.  Energía proveniente del carbón.  Energía nuclear  Fuentes de Energía Renovables.  Energía eólica  Energía solar  Energía de la biomasa  Energía geotérmica  Energía hidráulica (pequeñas)  Otras: Energía mareomotriz, energía undimotriz,etc.  Puntos a tener en cuenta: La energía esta para utilizarla, no para malgastarla. No solo es interesante generar energía limpias, sino también, saber utilizarlas. Cualquier Proyecto a implementar sobre energías limpias debe ser viable y rentable. Un pequeño ejemplo de que podemos hacer para que seamos un poco más eficientes….. Fuentes de Energía no renovables. Evolución del suministro de cada una de las fuentes de energía primaria sobre el total del consumo mundial de 1971 a 2003 en millones de toneladas equivalentes de petróleo Evolución del suministro de cada una de las fuentes de energía primaria sobre el total del consumo mundial de 1950 al 2050  Energía del Petróleo. Que es el Petróleo? El petróleo es una sustancia oleosa de color muy oscuro compuesta de hidrógeno y carbono, y se lo llama hidrocarburo. Puede hallarse en estado líquido o en estado gaseoso. En estado líquido es llamado aceite "crudo", y en estado gaseoso, gas natural. Su origen es de tipo orgánico y sedimentario.  Energía del Petróleo. Se formó como resultado de un complejo proceso físico-químico en el interior de la tierra, que, debido a la presión y las altas temperaturas, se van descomponiendo las materias orgánicas que estaban formadas especialmente por fitoplancton y el zooplancton marinos. A esto se unieron rocas y mantos de sedimentos.  El petróleo es un hidrocarburo, o sea que sus componentes son el hidrógeno y el carbono. Las primeras extracciones datan de 1851 a 1860, cuando entre Rumania y EEUU produjeron unos 1000 m3 en la década, que se usaron para reemplazar al aceite de ballena en lámparas de alumbrado. Esto bajó el costo del alumbrado al 10%, y produjo gran alegría entre las ballenas sobrevivientes.  Clasificación del petróleo según su gravedad API Crudo liviano o ligero: mayores a 31,1 °API Crudo medio o mediano: entre 22,3 y 31,1 °API. Crudo pesado: tiene gravedades entre 10 y 22,3 °API. Crudo extra pesado: gravedades API menores a 10 °API Notas: Medida de densidad que describe cuán pesado o liviano es el petróleo. Si los grados API son mayores a 10, es más liviano que el agua.  un barril =159 litros = 42 Gal un m3 = 6,29 barriles Porque somos tan dependientes del recurso fósil????  Usos del petróleo. Industria: Plásticos, fabricación de aceros y electrodos, aislamiento material eléctrico, cable comunicación ,aceites industriales, lubricantes, etc. Alimentación: Colorantes, antioxidantes, conservantes, envasado de alimentos, latas, botellas, etc. Textil: fibras sintéticas, nailon, tratamiento de pieles, suelas zapatos, etc. Limpieza: Champú, Fabricación de detergentes, productos de limpieza, etc. Agricultura: Insecticidas, herbicidas, fertilizantes, etc. Medicina: Prótesis, implantes de odontología, gafas, pomadas, ungüentos, etc. Construcción: Carreteras, pavimentos, cementos, hormigón, pinturas, etc. Muebles: Aglomerados, productos laminados. Papel: Libros, tratamiento de papel y cartones. Otros: alfombras, cortinas para baño, bolsas de basura, fósforos, mangueras, chalecos salvavidas, tiendas de campaña, raquetas de tenis, juguetes, bolígrafos, pegamento, etc. Obtención de los productos derivados del petróleo.  Gas Natural. El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95% y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos  Crisis Energética Una crisis energética es una gran carestía (acompañado de una subida de precio) en el suministro de fuentes energéticas a una economía Muchos consideran 2 definiciones de crisis energética, en función al Plazo (tiempo) De corto plazo: Cuando la oferta no llega a satisfacer la demanda. A largo plazo: Cuando los recursos energéticos disponibles no alcanzan para satisfacer los requerimientos de oferta para cubrir la demanda.  Crisis Energética CUIDADO!!! Hoy en día se consume cuatro veces más energía que hace cuarenta años La crisis energética no es sólo un problema de la región. Se trata de una realidad que amenaza el suministro mundial Fuente: www.soloenergia.com.ar Curva de Hubbert Según la Teoría del pico de Hubbert, actualizada con datos recientes por la Asociación para el estudio del pico del petróleo, el inicio de dicho declive debió haber empezado en el 2007. Predice que la producción mundial de petróleo llegará a su cenit y después declinará tan rápido como creció, resaltando el hecho de que el factor limitador de la extracción de petróleo es la energía requerida y no su coste económico. Agotamiento de las reservas de petróleo e incremento de las concentraciones de co2 Una Solución???? Y esta? Parece buena??? Parece una Mejor solución? No?? Energía Nuclear  Energía Nuclear La energía nuclear procede de reacciones de fisión (más utilizada) o fusión de átomos en las que se liberan gigantescas cantidades de energía El sistema más usado para generar energía nuclear utiliza el uranio como combustible. En concreto se usa el isótopo 235 En 1956 se puso en marcha, en Inglaterra, la primera planta nuclear. En 1990 había 420 reactores nucleares comerciales en 25 países que producían el 17% de la electricidad del mundo.  Energía Nuclear Ventajas Al ser una alternativa a los combustibles fósiles como el carbón o el petróleo, evitaríamos el problema del calentamiento global. Mejoraría la calidad del aire que respiramos  Energía Nuclear Problemas Uno de los principales inconvenientes es la generación de residuos nucleares (alta radiactividad y peligrosidad). Los altos costes de la construcción y puesta en marcha. La vida útil de las plantas nucleares son de apenas 40 años.  Energía del Carbón. El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono, utilizada como combustible fósil. Tiene poder calorífico de unas 6500 cal/gr Origen: En eras geológicas remotas, grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetación abundante que crecía en pantanos. Aspecto del carbón mineral  Según las presiones y temperaturas que los hayan formado distinguimos distintos tipos de carbón: Turba Lignito Hulla (carbón bituminoso) Antracita (+) Reservas de Carbón en el mundo.  Alta dependencia!!! China consume unos 2000 millones de toneladas al año, y EEUU unos 1300. Un 28% de la energía que consume el mundo, la provee el carbón y esta proporción está en fuerte crecimiento impulsada por los altos precios del petróleo. Actualmente se está desarrollando “el uso limpio del carbón”.  Fin Gracias por su atención. Partes del Motor a Combustión Interna CIAMB - 2024 MOTOR COMPONENTES EXTERNOS DEL MOTOR Tapa Motor o Culata Block Carter TAPA MOTOR – TAPA BALANCIN Tapa balancín Junta de culata Varillas de empuje de la distribución  TAPA MOTOR  BLOCK ✓ El block es una pieza hecha de fundición. ✓ Es la mas pesada y voluminosa del motor, en el cual se insertan todos los mecanismos fundamentales de este. ✓ Tiene huecos cilíndricos, en cuyos interior es donde se realiza las combustiones que origina el movimiento del motor BLOCK Camisa Pistón Cilindros Cigüeñal BLOCK CAMISA RECTIFICACION DE CILINDROS  PISTON ✓ Es una pieza de aluminio, cilíndrica, que va situada dentro del cilindro ✓ Durante el funcionamiento del motor el pistón tiene un movimiento de vaivén deslizándose por el interior del clicando.  BIELA ✓ Es una pieza encargada de unir el pistón con el cigüeñal. ✓ Es de acero muy resistente.  Cigüeñal ✓ Es una pieza de acero forjado que tiene por misión transformar el movimiento de vaivén del pistón en movimiento de giro. Apoyos Contrapeso Volante motor Disposiciones de los cilindros 4 cilindros opuestos 6 cilindros linear Disposiciones de los cilindros 6 cilindros en V 4 cilindros en V  CARTER ✓ Es una pieza que cierra el block por la parte inferior del motor. ✓ Este suele ser de fundición, chapa de acero o aluminio otro material ✓ Sirve como deposito de aceite para el sistema de engrase Motores a Gasolina (nafteros) y Motores Diésel CIAMB - 2023 Motor ciclo Otto Motor ciclo diesel Motor del tipo Otto ✓ El ciclo Otto es el ciclo termodinámico ideal que se aplica en los motores de combustión interna. Se caracteriza porque todo el calor se aporta a volumen constante. ✓ La eficiencia de los motores Otto se ve limitada por varios factores, entre otros la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración. El ciclo consta de cuatro procesos: I. Admisión = 1- 2 II. Compresión = 2 – 3 III. Expansión o Trabajo = 3 - 4 IV. Escape = 4 - 1 Motor del tipo Otto: Motor ciclo Otto 2 tiempo 4 tiempo Motor de 4 tiempos  Motor del tipo Otto de 4 tiempo http://www.mecanicaymotores.com/imagenes/galerias/ciclos-otto.jpg Aplicación de los motor de 2 tiempo ✓ Al ser un motor ligero y económico es muy usado en aplicaciones en que no es necesaria mucha potencia tales como motocicletas, motores fuera borda, motosierras, cortadoras de césped, etc. ✓ Su uso en automóviles y camiones ha sido ocasional pero nunca se ha consolidado. También en ocasiones se ha usado este tipo de motores para la generación de electricidad o para la navegación marítima. _____________________________________________________________________________________________________________________ MAQUINAS AGRÍCOLAS Aplicación de los motor de 2 tiempo Aplicación de los motor de 2 tiempo  El etanol puede utilizarse como combustible sin mezclar o mezclado con gasolina en cantidades variables para reducir el consumo de derivados del petróleo. El etanol que proviene de los campos de cosechas (bioetanol) se perfila como un recurso energético potencialmente sostenible que puede ofrecer ventajas medioambientales y económicas a largo plazo en contraposición a los combustibles fósiles. Se obtiene fácilmente del azúcar o del almidón en cosechas de maíz y caña de azúcar, por ejemplo. 3. Motor diesel El motor diesel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro. Motor diesel I. Admisión = 1- 2 II. Compresión = 2 – 3 ✓ Cuatro tiempos son: III. Expansión o Trabajo = 3 - 4 IV. Escape = 4 - 1 ✓ Un motor diesel funciona mediante la ignición del combustible al ser inyectado en una cámara de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa. Motor diesel de aspiración natural Motor diesel turbo alimentados  Biodiesel El biodiésel es un biocombustible sintético líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, nuevos o usados, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiésel o gasóleo obtenido del petróleo. El biodiésel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino de petróleo en diferentes cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla: B100 en caso de utilizar sólo biodiésel, u otras notaciones como B5, B15 ó B30 en las que el número indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla. 3. Motor rotativo ✓ El motor Wankel es un tipo de motor de combustión interna, que utiliza rotores en vez de los pistones de los motores convencionales. ✓ Funciona de una manera completamente diferente de los motores convencionales. ✓ En un motor alternativo; en el mismo volumen (cilindro) se efectúan sucesivamente 4 diferentes trabajos - admisión, compresión, combustión y escape. _____________________________________________________________________________________________________________________ MAQUINAS AGRÍCOLAS Motor Wankel Energías renovables 2024. Que son las energías renovables? Las energías renovables son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables a escala humana: solar, eólica, hidráulica, biomasa y geotérmica.  Energías renovables Son fuentes de abastecimiento que respetan al medio ambiente. Lo que no significa que no ocasionen efectos negativos sobre el entorno, pero éstos son infinitamente menores si los comparamos con los impactos ambientales de las energías convencionales  Energías renovables Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales Energías cuya utilización y consumo no suponen una reducción de los recursos o potencial existente de las mismas  Energías renovables Fuentes de energía sustentables (dentro del corto tiempo que toma a la Tierra realizar sus ciclos) e incluye tecnologías no basadas en carbono Es la energía cuyo aprovechamiento no agota la fuente de la que se obtiene y su uso no contamina  Ventajas de las Energías Renovables. Son limpias no generan residuos de difícil eliminación. Su impacto ambiental es reducido. No producen emisiones de CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera (Se cierra el ciclo del carbono). Se producen de forma continua por lo que son ilimitadas. Evitan la dependencia exterior, son autóctonas.  Ventajas de las Energías Renovables. Son complementarias. Equilibran desajustes interterritoriales. Impulsan las economías locales con la creación de puestos de trabajo que las convencionales. Son alternativa viable a las energías Las energías renovables, además, aminoran el riesgo de un desabastecimiento y favorecen el desarrollo tecnológico  Inconvenientes de las Energías Renovables. Algunas de ellas no están suficientemente desarrolladas tecnológicamente. Producen impactos visuales elevados. Son variables y no previsibles en su totalidad. Su densidad de potencia es baja por lo que en ocasiones tienen dificultades para garantizar el suministro y tienen que ser complementadas con otro tipo de energías. Existen dificultades para su almacenamiento por lo que no es aprovechado todo su potencial Cuales son las principales energías renovables?  Energías Renovables Energía Eólica Energía solar Energía de la biomasa Energía hidráulica (potencia reducida) Energía geotérmica Tecnología del hidrogeno.  Energía eólica. Es la que se produce a través de la energía cinética del viento transformándola en energía mecánica y luego en electricidad, todo ello mediante los denominados aerogeneradores Pero como se forma el viento??  Energía eólica. El calentamiento de la tierra y del agua provoca las diferencias de presión que dan origen al viento, fuente de la energía eólica Además Efecto de Coriolis  Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer ❖ Las variaciones diurnas y nocturnas. ❖ Las variaciones estacionales de los vientos. ❖ La variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo. ❖ Valores máximos ocurridos (históricas de datos) con una duración mínima de 20 años.  Potencia Eólica instalada mundialmente. Archivo:Totalcapacityworld2009.jpg Imagen de un cielo rojizo al atardecer con un gran bloque de nubes Aprovechamiento de la Energía Solar. Solar térmica Solar fotovoltaica Solar termoeléctrica. Imagen de un cielo rojizo al atardecer con un gran bloque de nubes Energía solar térmica Energía solar térmica (termosifón)  Energía Fotovoltaica La energía solar fotovoltaica se basa en la captación de energía solar y su transformación en energía eléctrica por medio de módulos fotovoltaicos. Esta transformación de energía procedente del sol se transforma en electricidad mediante unos dispositivos denominadas células fotovoltaicas. MÓDULO = CONJUNTO DE CELULAS  Células fotovoltaicas. Son dispositivos formados por metales sensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotones inciden sobre ellos. Convierten energía luminosa en energía eléctrica. Están formados (normalmente)por células elaboradas a base de silicio puro con adición de impurezas de ciertos elementos químicos, siendo capaces de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como materia prima la radiación solar.  Células fotovoltaicas Las células se montan en serie sobre paneles o módulos solares para conseguir un voltaje adecuado a las aplicaciones eléctricas  Solar termoeléctrica La energía solar termoeléctrica consiste en el empleo de la radiación solar incidente sobre la superficie terrestre para el calentamiento de un fluido que se hace pasar posteriormente por una etapa de turbina. Se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 º C hasta 1000 º C Solar termoeléctrica  Energía de la Biomasa La energía de la biomasa se refiere a la proveniente de las plantas, los animales y los microorganismos. Su origen final está en la energía solar, fijada por las plantas a través de la fotosíntesis, y almacenada en forma de energía bioquímica. Puede ser aprovechada por combustión o por conversión térmica (ej. Pirolisis).  Clasificación de tipos de biomasa. Biomasa natural Biomasa residual seca Biomasa residual húmeda (puede ser aprovechada con previo proceso) Cultivos energéticos.  Energía Hidráulica Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua o saltos de agua Es un tipo de energía renovable cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla  Hay tres tipos principales de turbinas hidráulicas. Pelton (acción) Francis (reacción) Kaplan Turbina Peltón.  Turbina Francis http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/esqh16.jpg Turbina kaplan  Energía geotérmica La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. La conversión de la energía geotérmica en electricidad consiste en la utilización de un vapor, que pasa a través de una turbina que está conectada a un generador, produciendo electricidad. El principal problema es la corrosión de las tuberías que transportan el agua caliente Energía geotérmica  Energía geotérmica para la climatización de viviendas Se utiliza la variante de geotermia de baja temperatura, que trata de aprovechar las diferencias de temperatura que suelen darse entre la tierra y el aire, a muy pocos metros de profundidad Justificación: Puede decirse que en cualquier clima, la corteza terrestre en niveles superficiales presenta una temperatura bastante más constante de la que ofrece la atmósfera contigua Geotermia en climatización de viviendas Solución??  Tecnología del hidrogeno. El hidrógeno es un elemento químico representado por el símbolo H y con un número atómico de 1. En condiciones normales de presión y temperatura, es un gas di atómico (H2) incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. El hidrógeno es el elemento químico más ligero y es, también, el elemento más abundante, constituyendo aproximadamente el 75% de la materia visible del universo  Tecnología del hidrogeno. El hidrógeno se encuentra repartido por todo el planeta: en el agua, en los combustibles fósiles y en los seres vivos. Sin embargo, raramente aparece en estado libre en la naturaleza, sino que tiene que ser extraído de fuentes naturales El hidrógeno no es fuente primaria de energía, no es un combustible que podamos extraer directamente de la tierra como el gas natural Fin de la Presentación. Algunas medidas de seguridad a tener en cuenta con el hidrogeno. Sabias que???? Para que un coche ecológico se considerado como tal tiene una serie de requisitos que deben de pasar: 1) Tienen que estar fabricado en una factoría certificada ISO 140001, emitido por un organismo de certificación independiente (Organización Internacional de la Normalización) para saber la forma en la que se han estado construyendo y que cumple la normativa para disminuir las emisiones y que conste como recurso de tipos de energías renovables. 2) Que las emisiones de CO2 sean inferiores a 140 gr/km o que funcione con biocombustible. 3) El 5 % de su materia plástica debe de obtenerse de materiales reciclados y que en su reconstrucción el 95 % de la masa pueda ser reutilizada para otros vehículos en un centro autorizados para su tratamiento (CAT) Energía Eólica  Viento, origen. Los vientos son movimientos de masas de aire en la atmosfera a gran escala. Estos movimientos de aire se generan en forma global, principalmente debido al distinto calentamiento de la atmosfera terrestre por el sol. El aire en las regiones ecuatoriales se calienta mas fuertemente que en otras latitudes, por lo que se vuelve mas ligero y menos denso.  Viento, origen. El aire caliente asciende y fluye hacia los polos donde el aire cerca de la superficie es mas frio. Este movimiento cesa en unos 30 grados Norte y 30 grados Sur. La naturaleza variable del viento. La velocidad del viento en una localización determinada varia continuamente. Hay cambios en la velocidad media anual de año a año, cambios estacionales ( con la estación del año),debidos al tiempo (sinóptico), en bases diarias (diarios), o de segundo a segundo (turbulencias).  Para el aprovechamiento eólico es indispensable tener en cuenta: Coeficiente de potencia Densidad del viento Área de cobertura de las palas Velocidad del viento.  Potencial Eólico. 3 Pd : Cp x 0,5 x d x S x V Pd: Potencia disponible d: densidad del viento S: Área del rotor. V: velocidad del viento. Cp: Coeficiente de potencia.  Selección del lugar Lugares abiertos Existencias de variaciones de temperaturas Espacio disponible Evacuación cercana (Producción) Vialidad técnica Bajo impacto ambiental Velocidad continuada y elevada ( hasta cierto punto) Baja turbulencia.  Evolución del aprovechamiento eólico. Evolución de la potencia eólica instalada mundialmente. AEE Asociación Empresarial Eólica.  Prototipo de la NASA Turbina prototipo, fabricada por la NASA, 1941 Evolución de la potencia eólica instalada mundialmente.  Evaluación de recurso. Se realizan mediante Torres de medición,las cuales tiene como meta la estimación del potencial energético de un emplazamiento con el objetivo de calcular la posible producción prevista a largo plazo, incluyendo: medidas, tratamiento de datos, simulación, análisis, optimización y análisis de incertidumbres.  Aspectos necesarios para caracterizar y aprovechar al máximo el potencial eólico: Identificación y búsqueda de emplazamientos. Planificación y realización de campañas de medida Análisis y tratamiento de datos Optimización y cálculos energéticos Verificación de la adecuación del aerogenerador a las condiciones del emplazamiento Análisis de incertidumbres  DATA LOGGER ANEMÓMETRO Y VELETA TORRE DE MEDICION TERMOMETROS  El Aerogenerador. Un aerogenerador es el dispositivo que transforma la energía cinética contenida en el viento en energía eléctrica en las condiciones idóneas para ser utilizada. El diseño y uso de los mismos es muy variado, adaptándose a diferentes requerimientos. Energía del viento Energía mecánica. Energía del viento Energía eléctrica. Energía del viento Energía mecánica. Energía del viento Energía mecánica. Energía del viento Energía eléctrica. Pequeña eólica.  Pequeña eólica. Pequeña eólica. Modelo: Aerogenerador Air X. Partes del aerogenerador.  Partes del aerogenerador. Torre Nacelle o góndola Palas Buje Cimentación. Elementos de control y regulación. Componentes de la nacelle. Eje Multiplicador Chasis Generador Transformador GONDOLA GONDOLA GONDOLA o NACELLE Componentes de la Góndola. Partes del aerogenerador (Góndola) Partes y pesos aproximados de Góndola. Partes del aerogenerador ( Góndola) Buje Chasis. Monitor de control Tipos de torres Tubulares Celosía Torres de Celosía. Torre de Celosía. Cimentación Cimentación  Cimentación Importancia de una buena cimentación Montaje. Montaje Torre y nacelle  CLASIFICACION DE AEROGENERADORES CLASIFICACION DE AEROGENERADORES ( Según la ubicación del eje )  Tipos de aerogeneradores, según la incidencia del viento. Barlovento Sotavento. Tipos de aprovechamiento eólico, según su ubicación On shore Near shore Off shore On Shore On Shore On Shore Parques Eólicos. Centrales de Transformación Centrales de Transformación Off shore – Near Shore  Ventajas de la explotación eólica Off shore. Un mayor recurso eólico que en el interior, se podría hablar hasta un 50% mas de recurso. Una mayor densidad de aire No existen problemas de espacio El impacto visual es prácticamente nulo.  Ventajas de la explotación eólica Off shore. El perfil de viento es muy constante. No se requieren de grandes alturas de torres. Debido a que no hay limitaciones de transporte ( por carretera) las máquinas pueden tener potencias y rotores mas grandes.  Desventajas de la explotación eólica Off shore. Dificultad de evaluar el recurso eólico real del emplazamiento sin realizar una fuerte inversión. La incertidumbre en la producción estimada. La obra civil es de tecnología mas compleja. Los aerogeneradores marinos incorporan mayor protección a la corrosión que sus hermanos terrestres. Las condiciones de seguridad son mas extremas. Off Shore Montaje Plataformas Descenso para mantenimientos. Hywind es el primer aerogenerador que se ha instalado en aguas de más de 30 metros de profundidad. La potencia del aerogenerador es de 1 MW. El prototipo se ha instalado a seis millas de la costa (10 kilómetros), al sudoeste de Karmoy, Noruega. La turbina está diseñada para operar en aguas de hasta 700 metros de profundidad Tres cables sujetos al fondo del mar evitarán que el aerogenerador vuelque o quede flotando a la deriva.  Perspectivas de la energía eólica Eólico generación de hidrogeno. Eólico bombeo reversible.  Afecciones al Medio Ambiente. Alteración paisajística, sombras y reflejos. Alteración sobre la fauna Impacto sobre la flora Impacto arqueológico. Ruido Otras afecciones, Algunos Fabricantes de Aerogeneradores. Otras empresas, que fabrican partes, componentes o accesorios. Algunas innovaciones para el aprovechamiento Eólico. Globos aerostáticos llenos de helio que flotan a gran altura (entre 65 y 265 metros).  Pagina de interes. www. windar.com.ar Biomasa.  Que es la biomasa? En la actualidad se ha aceptado el término biomasa para denominar al grupo de productos energéticos y materias primas de tipo renovable que se originan a partir de la materia orgánica formada por vía biológica.  Tipos de biomasa. Atendiendo sea el compuesto, de acuerdo al contenido de hidratos de carbono, tenemos: Biomasa lignocelulósica. Biomasa amilácea. Biomasa azucarada.  Tipos de biomasa. Según el contenido hídrico de la biomasa cabe distinguir: Secado Fermentación Combustión Compactación Digestión Pirolisis bacteriana. Gasificación. Sistemas de aprovechamiento energético  Fuentes de biomasa. Biomasa natural Residuos Los excedentes de cosechas agrícolas Agroenergética  Biomasa natural Biomasa Natural: Es la que se produce en la naturaleza sin la intervención humana, por ejemplo, en bosques ,matorrales, herbazales, etc.  Residuos Residuos: Los residuos agrícolas de utilización energética están constituidos por los restos de cosechas de cultivos herbáceos, principalmente la paja de los cereales y los restos de podas de los arboles frutales o de cultivos leñosos extensivos.  Residuos El valor calórico de estos residuos depende mucho de su contenido de humedad. Para la biomasa vegetal seca el PCI se sitúa en torno de las 4000 Kcal/ Kg. Excedentes de cosechas agrícolas La utilización de excedentes agrícolas para transformarlos en combustibles o carburantes de automoción debe ser un tema coyuntural y nunca enfocarse como una posible situación crónica.  Agroenergética Los cultivos energéticos realizados con la finalidad de producir biomasa transformable en combustible o carburante ( en lugar de producir alimentos, como ha sido la actividad tradicional de la agricultura ), son ya realidad en algunos países, principalmente en Brasil y EEUU.  Requisitos que deben cumplir un cultivo energético. Facilidad para el agricultor Interés para el agricultor Adaptación a la zona Calidad como combustible Respeto al medio ambiente GLOBAL Respeto al medio ambiente LOCAL  Tipos de biocombustibles. Biocombustibles de origen sólido Biocombustibles de origen liquido Biocombustibles de origen gaseoso Biocombustibles Sólidos. Chips. Pellets. Briquetas. Briquetas de carbón vegetal Briquetas de bagazo de caña de azúcar Usos de la biomasa sólida en zonas residenciales. Biocombustibles líquidos. Etanol  Etanol El etanol es un compuesto químico que puede utilizarse como combustible, bien solo, o bien mezclado en cantidades variadas con gasolina Es un alcohol que se presenta como un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 °C. Mezclable con agua en cualquier proporción; a la concentración de 95% en peso se forma una mezcla azeotrópica. Obtención del etanol combustible Existen dos medios para obtener etanol como combustible alternativo: por medios químicos o por medios naturales (Fermentación): Etanol de síntesis química Vía Fermentativa Bioetanol Proceso de Obtención del etanol. Adecuación de materias primas Fermentación Destilación Deshidratación Concentración de la vinaza.  Anhidro VS. Hidratado Etanol anhidro El alcohol anhidro requiere tener por lo menos 99.5 grados Gay Lussac Etanol hidratado El alcohol hidratado requiere normalmente de 96 grados Gay Lussac  Ventajas del uso del Etanol. El etanol puede ser producido a partir de fuentes renovables. Puede ser manejado tan fácilmente como la gasolina y el diesel. Produce menos dióxido de carbono al quemarse que la gasolina, pero el impacto total depende del proceso de destilación y la eficiencia de los cultivos.  Ventajas del uso del Etanol. Genera menores emisiones de monóxido de carbono cuando se usa como aditivo de la gasolina. Resulta menos inflamable que la gasolina. Baja toxicidad. Alto índice de octano: 105  Desventajas del uso de etanol. Presenta una menor densidad de energía que la gasolina (Contiene dos terceras partes de la energía contenida por el mismo volumen de gasolina). Genera emisiones altamente evaporativas. Presenta problemas de corrosión de partes mecánicas y sellos.  Desventajas del uso de etanol. Presenta dificultades para encender en climas fríos. Se incrementan las emisiones de óxidos de nitrógeno y aldehídos. Temor a que los cultivos de caña de azúcar que sirven para generar etanol provoquen la deforestación. Biodiesel.  Biodiesel. El biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiesel o gasóleo obtenido del petróleo  Materia prima para la elaboración de biodiesel. Aceite vegetal o grasa animal Alcohol Ligero de bajo peso molecular. Catalizador – Hidróxido de sodio – Hidróxido de potasio. Temperatura adecuada. 50 a 65 °C  Materia prima para la elaboración de biodiesel. Aceites convencionales Aceites vegetales alternativos  Aceites convencionales Aceite de soja Aceite de girasol Aceite de lino Aceite de maní Aceite de algodón Aceite de colza Aceite de palma africana. Otros.  Aceites vegetales alternativos Aceite de nabo forrajero Aceite de Ricino. Aceite de Jatropha. Aceite vegetales modificados genéticamente. Aceite de fritura usados. Cultivos de algas para a producción de aceites.  Ventajas del biodiesel De inmediata utilización en los motores de combustión actuales. Utilizando biodiesel al cien por ciento las emisiones se reducen en un 75% Permite un ahorro substancial en los costos de producción del sector agropecuario. Aumenta la duración en servicio de los motores.  Ventajas del biodiesel Produce menos partículas solidas como monóxido de carbono y dióxido de sulfuro. Equilibrio en la generación de CO2. Biodegradable en aproximadamente una semana  Ventajas del biodiesel Combustible no explosivo (Temp. de inflamación superior a 150 grados Celsius) La equilibrada proporción de oxígeno ( 11% ) conduce a una combustión uniforme. Un factor importantísimo para el Paraguay es que utilizando el biodiesel mezclado con diesel, se reduce drásticamente la dependencia externa.  Limitantes en el uso del biodiesel. Se ve una ligera pérdida de potencia. En algunos casos se ha detectado una pérdida de viscosidad en el aceite de lubricación, pero siempre en valores inferiores al 5%. Limitaciones por bajas temperaturas Ataca al caucho y a los tipos comunes de pinturas. Menor estabilidad y formación de depósitos carbonosos Biocombustibles Gaseosos. Generación de biogás, gracias al desecho de muchos.. Generación de energía eléctrica, gracias al biogás producido.  Biogás. El biogás es un gas que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos (bacterias metano génicas.), y otros factores, en ausencia de oxígeno El producto resultante está formado por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y otros gases en menor proporción Generación de energía eléctrica a partir de Biogás.  Tipos de biodigestores De presión constante y volumen variable De volumen constante y presión variable De presión constante y volumen variable De presión constante y volumen variable De volumen constante y presión variable Gracias por su atención.