18 de agosto de 2019

Aprovechamiento de las Energías Renovables en Argentina

Aprovechamiento de las Energías Renovables en Argentina. 


Argentina es un pais que tiene muchos recursos para el aprovechamiento de las energías renovables, ya sea la energía eólica, la energía solar o los biocombustibles entre otros recursos de menor potencial como la energía geotérmica o la energía de las olas marinas.
Tanto la energía eólica como la energía solar fotovoltaica sus principales aplicaciones son la generación de energía eléctrica para el consumo domiciliario o industrial, en cambio la energía solar térmica puede usarse para el calentamiento de agua sanitaría y de fluidos industriales o en procesos industriales que se necesite calor a altas temperaturas. En el caso de los biocombustibles pueden usarse para generar calor por combustión, en vehículos con motores de combustión interna, para generar energía eléctrica o como materia prima para diversos productos industriales como los bioplásticos, los distintos tipos de materiales sintéticos o los fertilizantes entre otros productos.
En el siguiente mapa de la Argentina puede verse en cada región que recurso renovable puede aprovecharse y mas abajo una explicación de la forma de aprovechamiento y de los usos mas importantes de cada uno de estos recursos.





Mapa del aprovechamiento de las energías renovables en Argentina.




Biocombustibles. Generación de Biogás. 

En el caso de los biocombustibles como el bioetanol del maíz y de la caña
de azúcar o el biodiesel del  aceite de soja o de la colza sus usos principales en la actualidad es para sustituir las importaciones de petróleo necesarias para la producción de combustibles de los vehículos con motores de combustión interna como los vehículos nafteros o los diesel, pero su vida como biocombustible estará seguramente acotada a la vida que tenga este tipo de motorizaciones, ya que seguramente en los próximos años estos motores empezarán a ser reemplazados por los vehículos eléctricos ya que tienen un menor consumo y un menor costo de uso que los autos con motores a combustión.
Uno de los biocombustibles que puede tener un gran futuro en su implementación es el biogás ya que el metano que contiene puede usarse tanto como combustible para la generación de energía o bien como materia prima para la producción de distintos productos industriales como es la fabricación de todo tipo de productos sintéticos como los bioplásticos, los biopolímeros, la fabricación de fertilizantes para el sector agropecuario o en los procesos industriales que se usa hoy en dia el gas natural como en la desoxidación del mineral de hierro en la fabricación de acero, entre otros procesos. Por esto el biocombustible que seguramente mas se usará en el futuro será el biogás por la gran cantidad de aplicaciones que tiene el biometano que se genera en su producción.
Para la producción de biogás se necesita la biodigestión de materia
orgánica, esta materia orgánica puede producirse de un determinado cultivo o bien aprovechando los residuos orgánicos que se producen en las actividades productivas actuales como puede ser el estiercol que se genera en los criaderos de animales de campo como bovinos, porcinos o avicolas, entre otros animales, o también la materia orgánica proveniente de los residuos urbanos, de los residuos indutriales y de los residuos forestales. De esta forma solo aprovechando los residuos de las actividaes productivas que se realizan hoy en dia se puede generar biogás que tiene un gran valor económico y productivo, y añadiendo valor a subproductos como los residuos orgánicos que generalmente son difíciles y costosos de eliminar sin generar algún tipo de contaminación ambiental, de esta forma se resuelven dos problemas con un mismo proceso como es la eliminación de los residuos orgánicos y la generación del biometano del biogás.
En el caso de Argentina las regiones que mayor capacidad tienen de generar biogás son las regiones mas productivas agrícolamente ya que de ahí seguramente provendrá la mayor cantidad de residuos orgánicos como la región pampeana, la región chaqueña o la región mesopotámica además de todas las demás regiones en donde aparezcan este tipo de residuos tanto en el presente como en el futuro.
Una forma muy interesante de transportar el biometano del biogás es aprovechando las redes de gas natural de alta presión actuales ya que estas redes de alta presión están dimensionadas para soportar presiones del gas de 70 bares que es una presión a la que se licuan y pueden separarse relativamente fácil los otros subproductos del biogás como el dióxido de carbono e inyectar a la red de gas solo el biomentano en forma pura para su posterior consumo en las mencionadas industrias que tendrán que ser abastecidas por estás redes de gas de alta presión como lo son generalmente en la actualidad.


Energía Eólica.


Una fuente de energía eléctrica muy importante dada la cantidad de energía 
que se puede producir y por tener costos de produccion bajos al dia de hoy es la energía eólica sobre todo para su generación en la región patagónica y en las zonas del sur del mar Argentino ya que ahí es donde existen los vientos con mayor velocidad y con mayor capacidad de que se puedan convertir en energía eléctrica a travez de los generadores eólicos, y sobre todo como dijimos por ser una tecnología conocida y existente desde hace muchos años y que tiene un costo de producción de energía similar a otras fuentes de energía como los combustibles fósiles o la energía hidráulica.
Uno de los inconvenientes de la energía eólica es que no siempre sopla la misma intensidad de viento y no siempre la energía que puede generarse coincide con el consumo de energía eléctrica que se tiene en ese momento por eso es necesario utilizar sistemas que permitan acoplar la producción de este tipo de energía con el consumo eléctrico que se tiene en cada momento; para esto hoy en dia se utilizan sobre todo las usinas hidroeléctricas en las cuales cuando hay mucha energía eólica el consumo eléctrico se abastece con estos aerogeneradores mientras las centrales hidráulicas nos son utilizadas y van almacenando en sus diques agua que no es gastada en ese momento y se usa cuando no hay viento para generar energía la energía hidroeléctrica para abastecer el consumo eléctrico que se produce en los momentos en que no hay viento.
Otra forma de acoplar este tipo de generación de energía renovable con el consumo sería utilizando baterías o capacitores eléctricos que almacenen la energía cuando hay mucho viento y abastezcan luego el consumo eléctrico cuando no hay producción de energía eólica pero el costo de estos acumuladores eléctricos todavía es alto para este tipo de aplicación.
En Argentina las regiones mas ventosas están al sur del pais, sobre todo en la región patagónica y sobre las aguas del mar Argentino donde también en el futuro podrá seguramente aprovecharse la energía eólica marina o offshore ya que es también una región de mucho viento y de gran capacidad de producción de energía eólica. En este caso deberán usarse generadores eólicos marinos que para grandes profundidades son del tipo flotante y tienen hoy en dia un mayor costo que los aerogeneradores terrestres de eje horizontal pero su costo también podrá seguramente redusirce en un futuro y hacer rentable su utilización.

Energía Solar Fotovoltaica y Termoeléctrica.


La energía solar seguramente será la fuente de energía con mayor uso en el
futuro y con un gran auge en el presente debido a la importante baja de precios que ha tenido esta fuente de energía en los últimos años en que se ha igualado practicamente a las otras fuentes de energía renovables como la energía eólica o la energía hidroeléctrica, además la energía solar presenta un potencial de producción de energía, por esto la energía solar será en el futuro la energía renovable mas importante de Argentina y del mundo ya que hay muchos países que no tienen el potencial eólico que tiene la Argentina pero tienen muy buena capacidad para generar energía solar. Como para tener una referencia la energía eólica o bien los vientos que se producen sobre la superficie terrestre se producen a partir de los cambios de temperatura en el aire que genera la irradiación de energía solar por lo tanto la energía eólica se produce a partir de la conversión del calor de la energía solar en energía cinetica de la velocidad de los vientos generados en este proceso, por eso la cantidad de energía solar que se puede generar generalmente y sobre todo a nivel mundial es superior a la energía eólica, amen de que igualmente Argentina tiene muy buenos recursos de viento para generar energía eólica y dentro de su superficie continental , sin contar la energía eólica offshore que se podra generar en algún momento la energía solar que se puede generar en las regiones áridas y semiáridas de nuestro país es aproximadamente el doble de la energía eólica que se puede generar sobre todo en la región patagonica de nuestro pais.
En el caso de la energía solar fotovoltaica el panel solar solo
genera energía ante la presencia de la luz solar, o sea, durante el día, no generando energía en la noche o en días nublados, encontrandose con el mismo inconveniente que tiene la energía eólica de no coincidir la hora en que puede producirse energía eléctrica con las horas de su consumo, pero en el caso de la energía solar termoeléctrica se puede almacenar el calor del sol durante el día en sales fundidas a altas temperaturas (entre 500 y 800 ªC) y generar la energía eléctrica por el mecanismo del ciclo de turbina de vapor durante la noche o en los días nublados, pudiendo de esta manera adaptar la producción de energía al consumo eléctrico solo usando estos sistemas de generación de energía solar. 
Por un tema de costos lo mejor en este caso es generar energía solar con paneles fotovoltaicos durante las horas de sol y generar energía eléctrica cuando no hay sol usando este método de centrales solares termoeléctricas con almacenamiento de sales fundidas a altas temperaturas durante la noche o en los días nublados.
Una ventaja por lo tanto que tiene la energía solar es que con la tecnología existente de paneles fotovoltaicos y de centrales solares termoeléctricas se podría abastecer al mercado de energía eléctrica solo utilizando energía solar, sin necesitar las centrales hidráulicas o acumuladores eléctricos para acoplar la demanda eléctrica con las horas de producción de energía.


Producción Agropecuaria con Sistemas de Riego en las Regiones Semiáridas. Aprovechamiento del agua de lluvia que cae sobre los Parques Solares.


La mayoría de las regiones Argentinas que mejores condiciones de sol tienen para la generación de
energía solar son regiones semiáridas y no completamente áridas, pero las cuales con la tecnologías actuales de aprovechamiento del agua para riego no pueden ser totalmente aprovechadas para la produción agropecuaria intensiva debido a la escacez del agua para el riego en dichas regiones.
Una forma de obtener agua extra para el riego en estas zonas es aprovechar el agua de lluvia que caerá sobre las instalaciones de energía solar, recolectandola y regando las zonas aledañas a estas instalaciones de forma de producir un cultivo en forma mas intensiva.
Por ejemplo, si tenemos un lote semiárido de 100 hectáreas es poca la producción agrícola o ganadera que se puede obtener en este lote, pero si en dicho lugar llueve la mitad del agua que tiene que llover para un cultivo intensivo (por ejemplo en el norte de la provincia de Buenos Aires llueve un promedio de 1.000 mm anuales) o sea si en este caso llueven 500 mm anuales la vegetación que produce es pobre y generalmente formada por cardos y espinillos, pero si nosotros ponemos paneles solares en la mitad del lote o sea en 50 hectáreas y recolectamos de alguna forma el agua de la lluvia que cae sobre los paneles solares y regamos las restantes 50 hectáareas tendremos una producción de cualquier tipo de cultivo intensivo en perfectas condiciones, logrando extraer una producción agrícola en estas 50 hectáreas muy superior a la producción que se pueda extraer de las 100 hectáreas semiáridas sin sistemas de riego y además estaremos produciendo una cantidad muy importante de energía solar.
Esta forma de combinar la producción de energía solar y la producción agropecuaria
es muy interesante de implementar aquí en Argentina ya que la mayoría de las regiones son semiáridas y no áridas del todo como son las regiones del Noroeste, Cuyo, la Pampa Seca y la Patagonia, pudiendose aprovechar de una forma muy productiva tanto para la generación de energía solar como para la producción agrícola en muchas regiones de nuestro país.
Además, como la energía eólica o la energía solar que se puede generar en nuestro país es muy superior a la energía eléctrica generada por las centrales hidráulicas (unas 100 veces mas aproximadamente), el agua que se destina a la generación de electricidad puede destinarse mayormente al riego de las regiones aledañas a las represas hidráulicas existentes en vez de ser utilizada para la generación de electricidad y el agua dulce de la mismas en vez de que terminen escurriendo hacia el mar y desperdiciandose puede ser aprovechada para regar grandes superficies en dichas regiones, sobre todo este caso se da en las regiones del sur de nuestro país donde hay muchos ríos muy caudalosos que se forman por el deshielo de las montañas de la Cordillera de los Andes y hoy en día ese agua es utilizada mayormente para generar electricidad pero no tanto para usarla en el riego de cultivos intensivos, pero como dijimos la energía eólica y solar en esos lugares es muy superior a la energía hidráulica generada por lo tanto ya no sería tan necesaria esa agua para generar energía eléctrica sino mas bien sería mas conveniente y productivo utilizarla para regar cultivos intensivos y obtener beneficios mucho mayores como sería la producción de alimentos con el agua de deshielo en esos lugares y generar la energía eléctrica necesaria con energía solar o energía eólica. Hoy el riego de esta forma esta muy implementado en las provincias de Mendoza y San Juan sobre todo pero también podría ser muy interesante aplicarlo en el resto de las provincias del sur de nuestro país como sería en las cuencas de los ríos Negro, Chubut y Santa Cruz, entre otros ríos de menores caudales.


Barcos a Energía Solar.


Una aplicación muy interesante que tiene la energía solar fotovoltaica es la
de su implementación como fuente de energía en los barcos, ya sean de pequeño porte o de gran porte, e inclusive para el transporte de grandes cargas interoceánicas como los grandes barcos de cargas actuales. Esto se debe a que en general los barcos tienen un bajo consumo de energía y sobre todo una muy buena relación de energía consumida por tonelada de carga transportada, superior a cualquier otro sistema de transporte como los ferrrocarriles, los camiones o los aviones que le permitirá seguramente funcionar exclusivamente con energía solar.
En este caso el diseño que yo creo que será mas conveniente para este tipo de barcos es hacerlo mas ancho que los barcos convencionales del tipo Panamax o del tipo PostPanamax que son los barcos que podrán pasar por las nuevas exclusas que se están construyendo en el canal de Panamá y que tendrán una profundidad de unos 15 metros y haciendo una estructura de soporte de los paneles solares del barco de forma que pueda agregarse paneles sobre los costados del barco para que el mismo pueda funcionar en forma autónoma durante el día y la noche propulsado exclusivamente con energía solar y que le permitiría como dijimos navegar en forma mas segura sobre zonas de mucha tormenta e inclusive poder navegar en lugares de poca profundidad, lo que permitiría en el caso de Argentina que el barco pueda navegar en zonas río arriba del río Paraná pudiendo llegar en el mejor de los casos hasta la provincias de Chaco y Corrientes o Paraguay.
En ese caso el barco tendrá que cargarse parcialmente en las partes río arriba del río, ya sea de 
contenedores o cargas a granel como los cereales y luego ir completando la carga del barco hasta llegar a los 15 metros de su calado en zonas mas abajo del río como en Rosario donde podría cargar hasta los 10 o 12 metros o en Buenos Aires o Bahía Blanca donde podría completar la totalidad de la carga y llegar hasta los 15 metros de profundidad.
Esto sería muy importante para estas regiones ya que les permitiría sacar la producción industrial y agropecuaria mas fácilmente lo que significaría un gran avance económico para dichas regiones del norte Argentino, ya que ahora la mercadería debe ser sacada en barcazas hasta las zonas donde puedan ser transbordadas a barcos transoceánicos de gran calado e impidiendo en muchos casos por las dificultades técnicas o económicas de este tipo de trasbordos un mejor desarrollo económico de dichas regiones.

16 de agosto de 2019

Temas de interés

Células Solares de Alta Eficiencia


Célula solar de puntos cuánticos de silicio




Las células solares de puntos cuánticos de silicio pueden tener una eficiencia entre una 40 y 50 % gracias a la variación del gap de absorción que pueden tener distintos tamaños de puntos cuánticos de silicio insertados en una matriz dieléctrica. Con esto se pueden hacer células solares en tandem todas hechas de puntos cuánticos de silicio en una matriz dieléctrica de silicio y con las eficiencias mencionadas. 


Células Solares de Banda Intermedia









Células Solares de Plasmones de Superficie









Concentrador Solar Luminiscente (LSC)












Generador Eólico de Eje Horizontal creado por el Sr. Ricardo Morcillo de España











Vidrios Fotovoltaicos



Paneles solares translúcidos de película delgada, Fabricados con silicio amorfo, su aplicación mas importante es en edificios o plantas industriales.

Obtener más información del producto en la página web del fabricante

Ver el catálogo del producto


Proyecto Watergy


Proyecto de investigación de invernáculos para ahorrar agua, reducir el uso de plaguicidas y regular el clima interior con energía solar.
Se puede obtener información en la direcciones de página Web:

Página web del proyecto Watergy

Artículo sobre el proyecto en el diario Andalucía investiga



Extracción de agua de la humedad del aire



Empresa Israelí que fabrica equipos para extraer agua de la humedad del aire para consumo humano o para su utilización en sistemas de riego.

Ver la página web de la empresa (En Inglés)





Aviónes a energía solar


Proyecto Solar Impulse:

Proyecto del suizo Bertrand Piccard quién dio por primera vez la vuelta al mundo en globo y que quiere ser también el primero en dar la vuelta al mundo en un avión a energía solar. La vuelta al mundo en este avión a energía solar esta programado para que empiece en el mes de marzo de este año 2015 y termine en el mes de agosto de este mismo año. Se puede ver mas información en la página web oficial de este proyecto cuyo link esta a continución.









Página web del proyecto




Avión a energía solar e Hidrógeno "Hy-Bird"

El proyecto bautizado “Hy-Bird” y realizado por la empresa Lisa Airplanes de Francia tiene previsto realizar la vuelta al mundo en un avión eléctrico cuyos recursos se suministrarán por energía solar e hidrógeno. En efecto, células fotovoltaicas fijadas en las alas y el empenaje suministrarán la energía necesaria para el despegue y las alimentaciones auxiliares, mientras que la pila de combustible abastecerá al avión durante el vuelo. Un motor eléctrico, mucho más silencioso que los motores térmicos, propulsará al avión.

Página web de la empresa del proyecto





Barcos propulsados por energía solar


Catamarán solar Solar Planet:

Catamarán solar que intentará dar la vuelta al mundo utilizando solamente energía solar durante el año 2011.  El Solar Planet fue construído por el Suizo Raphal Domjan e intentará dar la vuelta al mundo pasando por el canal  de Panamá y el Canal de Suez, recorrerá 40.000 Km a una velocidad promedio de 8 nudos, o sea 15 Km/h, y le insumirá unos 140 dias en dar la vuelta al mundo con las escalas previstas del viaje. El catamarán tiene 31 metros de largo, 15 de ancho pesa 60 Toneladas y lleva 13 toneladas de baterías eléctricas que le permitirán navegar por la noche y en dias nublados.


El catamarán se puede ver en el siguiente video:




La ruta del viaje que realizará el catamarán en la vuelta al mundo es:



La página web de la expedición donde se puede seguir en tiempo real el viaje con imagenes y videos del mismo es:

http://www.planetsolar.org



Catamarán solar Sun21:


Catamarán solar que cruzó el atlantico construido por la organización ecologista WWF/Adena a principios del año 2007.  El Sun21 fue ideado para dar a conocer el potencial de la energía solar.
El barco y la ruta del viaje se pueden ver en las siguientes imagenes:









Solar Sailor Holdings Ltd


Empresa Australiana que fabrica y comercializa barcos solares hibridos comereciales, recreacionales o para transoprtes de cargas. Utilizan motores hibridos para su propulsión con energía solar y con combustibles fósiles convencionales.

Página web del fabricante



Moto Solar

Moto solar urbana de Sunred España

La empresa española Sunred especializada en el diseño, desarrollo y fabricación de prototipos y series cortas de vehículos deportivos ha conseguido una mención especial por el proyecto “Moto Solar Urbana” en la edición de los Premios a las Mejores Innovaciones Tecnológicas de la 34º edición del Salón Internacional del Automóvil de Barcelona.
La empresa diseñadora tiene previsto que esta moto este en el mercado en los próximos años.

Página web del proyecto de la empresa Sunred





Mapas eólicos y de irradiación solar

Pagina Web del Centro Regional de Energía Eólica de la provincia de Chubut Argentina, en esta página se puede descargar el mapa eólico de dicha provincia entre otros programas.


Mapas de irradiación solar en la Argentina


Página de Instalaciones en edificios

Por el Ing. Nestor Quadri de Buenos Aires, Argentina, el cual ha escrito diversos libros sobre energía solar y de acondicionamiento de ambientes, entre otros.
En esta página WEB se propone la difusión de los sistemas de aire acondicionado, calefacción, electricidad, obras sanitarias y gas en los edificios, orientados a la necesidad del ahorro energético, el uso de las energías alternativas y la preservación del medio ambiente.

14 de agosto de 2019

Barco a energía solar



Barco propulsado a energía solar para el transporte de grandes cargas

El Ingeniero Mecánico Martín Giordano de la ciudad de Ramallo en la provincia de Buenos Aires, presento una solicitud de patente en Argentina, para la construcción de las estructuras de soporte de los paneles solares para barcos de grandes cargas para que su propulsión sea basada a en energía solar.


Los barcos propulsados a energía solar se presentan como una alternativa a la propulsión de los buques a futuro ante el cada vez mayor encarecimiento y agotamiento de los combustibles fósiles tradicionales y tiene como finalidad disminuir el costo de la energía que gastan los barcos actuales en su desplazamiento como así mejorar la navegabilidad en los buques sobre todo en mar abierto donde existe una gran cantidad de energía solar que no se aprovecharía de otra manera, por lo tanto con los barcos solares en un futuro se aprovecharía la energía solar que irradia sobre el mar y se aprovecharía para generar el desplazamiento de los buques de cargas actuales.
La superficie de paneles solares que necesita un barco de carga para captar la energía solar necesaria para su funcionamiento tiene que ser de unas 6 a 8 veces o mas la superficie del casco de los barco actuales para que el barco navegue en forma autónoma durante el día y la noche a la misma velocidad que navegan los barcos de cargas actuales hoy en día.
Por lo tanto se necesita un sistema que permita poner más paneles solares en el barco de la superficie propia del barco, y para esto se presento la actual solicitud de patente que consta en una estructura telescópica que puede ampliar y disminuir su tamaño según se necesite, o sea, cuando el barco navegue sobre mar abierto y en condiciones de mar calmo navegara con la estructura extendida para poder captar la energía solar para su funcionamiento y cuando tenga que estar amarrado a un puerto o navegar por ríos estrechos o canales tipo el canal de Panamá se podrá achicar esta estructura con los paneles solares como si fueran las medidas de un barco actual.


Para poder ampliar y disminuir el tamaño de la estructura que porta los paneles solares es que se diseño una estructura de tipo telescópica que tiene paneles solares dispuestos horizontalmente como verticalmente, los paneles solares dispuestos horizontalmente como se puede observar en las figuras captan la energía directa del sol mientras que los paneles solares que van dispuestos verticalmente captan la energía solar difusa y reflejada en el agua del mar donde la cantidad de esta energía solar reflejada en mar abierto puede ser una cantidad de energía importante para sumar a la energía solar directa del sol aprovechada por los paneles dispuestos horizontalmente.


Este tipo de barco también tiene como opcional llevar, si la estructura de soporte de los paneles solares es muy grande, dos flotadores a los laterales del barco para soportar el peso propio de la estructura tomando la forma de una especie de Trimarán, pero donde los flotadores laterales solo cumplen la función de soportar el peso de la estructura de los paneles solares y no se llevan cargas en dichos flotadores.
Dichos flotadores si bien aumentan la resistencia al avance del buque en una posición semiplegada, también le mejoraría la estabilidad lateral del barco pudiendo navegar mejor en momentos de tormentas en alta mar o sobre pocas profundidades del agua como puede ser en zonas rio arriba de nuestro rio Paraná o ríos similares.
En este momento este proyecto se encuentra en fase de buscar interesados, inversores en la industria naval, la ciencia y el comercio, para llevarlo adelante, oficinas gubernamentales para empujar este desarrollo, y proseguir los estudios técnicos, de factibilidad económica, normativa y certificaciones, para poder concretarlo.