lunes, 22 de mayo de 2017

Hielo Combustible: ¿La energía limpia del futuro?

China anunció la semana pasada que, por primera vez, logró extraer cantidades considerables de una sustancia semejante al hielo bajo el Mar Meridional de China que muchos consideran clave para los suministros energéticos del futuro. Las autoridades de ese país calificaron la extracción de este "hielo combustible" como un gran avance. El punto de extracción de esta especie de hidrato de gas natural se encuentra a una profundidad de 1.266 metros y a unos 285 kilómetros al sureste de Hong Kong. Los especialistas chinos han retirado una media de 16.000 metros cúbicos de alta pureza al día del prometedor recurso a lo largo de siete jornadas consecutivas.
El hielo combustible es una especie de hidrato de gas natural, explica el medio 'Shanghai Daily', se encuentra en las áreas del lecho marino o tundra donde se dan las altas presiones y las bajas temperaturas necesarias para su estabilidad. El material se asemeja a simple vista al hielo y arde con facilidad como el etanol sólido; de ahí su denominación. Un metro cúbico de 'hielo combustible' equivale aproximadamente a 164 metros cúbicos de gas natural regular. Científicos internacionales consideran este material como el mejor reemplazo para el petróleo y el gas natural. Además, se cree que es más ecológico y que se encuentra en la Tierra en grandes reservas.
Los hidratos de metano o hielo combustible, fueron descubiertos en el norte de Rusia en los años 60, pero no fue sino hasta 10 o 15 años más tarde que se empezó a investigar cómo extraer el gas de los sedimentos marinos. Japón, debido a la carencia de fuentes de energía naturales, fue pionero en este campo. Otros países líderes en la exploración del hielo combustible son India y Corea del Sur, que tampoco tienen reservas propias de petróleo. Mientras Estados Unidos y Canadá también son activos en este sentido, el foco de sus exploraciones ha sido en los hidratos de metano bajo el permafrost en el norte de Alaska y Canadá.
Cabe mencionar que los hidratos de metano han sido reconocidos como una gran amenaza que verían la luz si el cambio climático continúa, y no en vano han sido considerados como una de las posibles causas de la extinción masiva del Pérmico-Triásico, conocida como “hipótesis del fusil de claratos“. Una molécula de metano es 25 veces más nociva que una de dióxido de carbono (CO2) en lo que al agravio del efecto invernadero se refiere, por lo que si el cambio climático continua, y con esto el aumento de la temperatura global, la variación de la temperatura marina y derretimiento del permafrost podría suponer que los fácilmente alterables hidratos de metano liberaran su combustible a la atmosfera, produciéndose con ello un ciclo vicioso en el cual la continua elevación de la temperatura terrestre supusiera cada vez más y más emisiones de metano provenientes de los hidratos a la atmósfera.
El metano puede formar mezclas explosivas con el aire, siendo su límite a partir del cual se puede producir la ignición de un 4% en concentración. Es por ello por lo que el metano proveniente de las fugas en los yacimientos de hidratos de metano no prende al llegar a la superficie, aunque algunos expertos como Gregory Ryskin defienden la hipótesis de que una gran fuga de metano podría originar grandes explosiones al contacto de este con el oxígeno. Un ejemplo probado de las consecuencias que podrían originar los escapes de hidratos de metano sobre el trasporte marítimo y aéreo lo encontramos el conocido como Triángulo de las Bermudas, situado en el mar de Sargazos, en donde la descomposición de algas es elevada y hay grandes depósitos de hidratos de metano que en ocasione liberan su combustible. 
Si bien el uso de los hidratos como combustible permitirá una fuente más limpia que el petróleo y carbón, no se soluciona el problema del Cambio Climático, aunque una de las alternativas que se están barajando es el soterramiento de CO2 en los yacimientos de hidratos, de modo que sea este gas el que forme un hidrato una vez extraído el metano.  Formándose así un compuesto de mayor estabilidad que aguantaría mayores condiciones de presión y temperatura. Se obtendrían entonces múltiples ventajas en ello, ya que se obtendría el metano combustible a la vez que se soterraría CO2 para evitar su fuga al ambiente.

domingo, 21 de mayo de 2017

Energía Nuclear de cuarta generación

Los nuevos reactores, más seguros y menos contaminantes, podrían estar en marcha para 2030. Más seguros, más eficientes y con menos residuos radiactivos. Así serán los reactores nucleares de la llamada cuarta generación. Por el momento se trata de un conjunto de tecnologías experimentales –todavía no hay prototipos en marcha- pero los cálculos más optimistas estiman que en 2030 podrían empezar a funcionar.
La tecnología de cuarta generación se centra principalmente en seis tipos de reactores, que se diferencian básicamente en el refrigerante que utilizan. En este sentido, los expertos hablan de dos grupos de reactores, los termales y los rápidos. En el grupo de los reactores termales se encuentran los siguientes modelos:
Reactor de muy alta temperatura, se prevé que pueda alcanzar temperaturas de 1.000° C. Asimismo, se espera que sirva para la producción de hidrógeno. En este caso, se cree que una versión de este sistema, denominado "Planta Nuclear de Nueva Generación", podría estar finalizada en 2021.
Reactor supercrítico de agua, utiliza como fluido agua cuya temperatura y presión se encuentran en su punto crítico termodinámico. De esta manera, aumentando su eficiencia térmica y su sencillez como planta. Su principal objetivo es generar electricidad a bajo costo.
Reactor de sal fundida, recibe este nombre porque su refrigerante es la sal fundida.
En cuanto a los reactores rápidos, también se trabaja en tres sistemas distintos:
Reactor rápido refrigerado por gas, conseguirá una mejor eficiencia en la conversión del uranio y en la gestión de los actínidos (elementos químicos esenciales en el proceso de obtención de energía atómica).
Reactor rápido refrigerado por sodio, aumentara la eficiencia del uso de uranio y eliminara la necesidad de isótopos transuránicos (elementos radiactivos con número atómico mayor que 92).
Reactor rápido refrigerado por plomo, su enfriamiento se produce por convección natural, y podrá utilizarse para producir hidrógeno mediante procesos termoquímicos. 
En la actualidad, las centrales nucleares que están en funcionamiento son de segunda y tercera generación, pero ya se están creando en fase experimental las de cuarta generación, que utilizan como combustible el 99% desechado por las actuales y donde la seguridad es lo más importante. Son capaces de soportar un maremoto o el impacto de un avión. Esta tecnología se centra principalmente en seis tipos de reactores reagrupados en dos tipos, los termales y los rápidos, que se diferencian básicamente en el refrigerante que utilizan. En eso está trabajando la empresa del hombre más rico del mundo TerraPower. Aunque por el momento son simulaciones que realiza desde un ordenador. El fundador de Microsoft, Bill Gates, meses después de dar a conocer su carta “profética” sobre un mundo con energía limpia, habla ahora sobre su confianza en la energía nuclear de cuarta generación. Tanto es así, que considera que vale la pena teniendo en cuenta lo que ve como las desventajas de los combustibles fósiles. Gates está poniendo su dinero en lo que cree que es el futuro de la energía “cero emisiones de CO2” y económicamente viable.

lunes, 8 de mayo de 2017

Energía nuclear: Limpia y segura

La energía nuclear o energía atómica, es una energía renovable en la que se utiliza la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, energía térmica y energía mecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos. Así, es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano. Estas reacciones se dan en los núcleos atómicos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos (radioisótopos), siendo la más conocida la fisión del uranio-235 (235U), con la que funcionan los reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del par deuterio-tritio (2H-3H). Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio-232, el plutonio-239, el estroncio-90 o el polonio-210 (232Th, 239Pu, 90Sr, 210Po; respectivamente).Existen varias disciplinas y/o técnicas que usan de base la energía nuclear y van desde la generación de energía eléctrica en las centrales nucleares hasta las técnicas de análisis de datación arqueológica (arqueometría nuclear), la medicina nuclear usada en los hospitales, etc. 
La energía nuclear se utiliza desde la década de 1950 como sistema para dar empuje (propulsar) distintos sistemas, desde los submarinos (el primero que utilizó la energía nuclear), hasta naves espaciales.
Tras el desarrollo de los buques de propulsión nuclear de uso militar se hizo pronto patente que existían ciertas situaciones en las que sus características podían ser trasladadas a la navegación civil. Se han construido cargueros y rompehielos que usan reactores nucleares como propulsión. El primer buque nuclear de carga y pasajeros fue el NS Savannah, botado en 1962. Solo se construyeron otros tres buques de carga y pasajeros: El Mutsu japonés, el Otto Hahn alemán y el Sevmorput ruso. El Sevmorput (acrónimo de 'Severnii Morskoi Put'), botado en 1988 y dotado con un reactor nuclear tipo KLT-40 de 135 MW, sigue en activo hoy en día transitando la ruta del mar del norte. Rusia ha construido 9 rompehielos nucleares desde 1959 hasta 2007, realizando recorridos turísticos, viajando hacia el polo norte, desde 1989. El coste de uno de sus viajes es de 25.000 dólares en un viaje de 3 semanas. 
La única propuesta conocida de automóvil nuclear es el diseño conceptual lanzado por Ford en 1958: el Ford Nucleon. Nunca fue construido un modelo operacional. En su diseño se proponía el uso de un pequeño reactor de fisión que podía proporcionar una autonomía de más de 8000 km. Un prototipo del coche se mantiene en el museo Henry Ford. Una opción, incluida en las alternativas al petróleo, es el uso del hidrógeno en células de combustible como combustible para vehículos de hidrógeno. Se está investigando en este caso el uso de la energía nuclear para la generación del hidrógeno necesario mediante reacciones termoquímicas o de electrólisis con vapor a alta temperatura. 
La aplicación práctica más conocida de la energía nuclear es la generación de energía eléctrica para su uso civil, en particular mediante la fisión de uranio enriquecido. Para ello se utilizan reactores en los que se hace fisionar o fusionar un combustible. El funcionamiento básico de este tipo de instalaciones industriales es similar a cualquier otra central térmica. Se necesitan medidas de seguridad y control mucho más estrictas. En el caso de los reactores de cuarta generación estas medidas podrían ser menores, mientras que en la fusión se espera que no sean necesarias. La cantidad de combustible necesario anualmente en estas instalaciones es varios órdenes de magnitud inferior al que precisan las térmicas convencionales. Las emisiones directas de CO2 y NOx en la generación de electricidad, principales gases de efecto invernadero de origen antrópico, son nulas; aunque indirectamente, en procesos secundarios como la obtención de mineral y construcción de instalaciones, sí se producen emisiones.

sábado, 6 de mayo de 2017

Energía eólica: infinita energía

Energía eólica, es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire al desplazarse de áreas de alta presión hacia áreas de baja presión y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas. En la actualidad, este tipo de energía es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante dispositivos llamados aerogeneradores que transforman la energía cinética del viento en energía eléctrica. La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar las turbinas de las centrales termoeléctricas que funcionan a base de combustibles fósiles y son utilizadas para generar energía eléctrica. 
La energía eólica no es algo nuevo, es una de las energías más antiguas junto a la energía térmica. El viento como fuerza motriz se ha utilizado desde la antigüedad. Así, ha movido a barcos impulsados por velas o ha hecho funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. Sin embargo, tras una época en la que se fue abandonando, a partir de los años ochenta del siglo XX este tipo de energía limpia experimentó un renacimiento. La energía eólica crece de forma imparable ya en el siglo XXI, en algunos países más que en otros, pero sin duda alguna en España existe un gran crecimiento, siendo uno de los primeros países, por debajo de Alemania a nivel europeo o de Estados Unidos a escala mundial. El auge del aumento de parques eólicos se debe a las condiciones favorables de viento, que ocupa un puesto principal, entre los que se puede destacar que el recurso de viento es excepcional. La industria de la energía eólica en tiempos modernos comenzó en 1979 con la producción en serie de turbinas de viento por los fabricantes Kuriant, Vestas, Nordtank, y Bonus. Aquellas turbinas eran pequeñas para los estándares actuales, con capacidades de 20 a 30 kW cada una. Desde entonces, la talla de las turbinas ha crecido enormemente, y la producción se ha expandido a muchos sitios. 
La microgeneración de energía eólica consiste en pequeños sistemas de generación de hasta 50 kW de potencia. En comunidades remotas y aisladas, que tradicionalmente han utilizado generadores diésel, su uso supone una buena alternativa. También es empleada cada vez con más frecuencia por hogares que instalan estos sistemas para reducir o eliminar su dependencia de la red eléctrica por razones económicas, así como para reducir su impacto medioambiental y su huella de carbono. Este tipo de pequeñas turbinas se han venido usando desde hace varias décadas en áreas remotas junto a sistemas de almacenamiento mediante baterías. Las pequeñas turbinas aerogeneradoras conectadas a la red eléctrica pueden utilizar también lo que se conoce como almacenamiento en la propia red, reemplazando la energía comprada de la red por energía producida localmente, cuando esto es posible. 
Existe una gran cantidad de aerogeneradores operando, con una capacidad total de 369 597 MW a finales de 2014, de los que Europa cuenta con el 36,3 %. China y Estados Unidos representan juntos casi el 50 % de la capacidad eólica global, mientras que los primeros cinco países (China, EE. UU., Alemania, España e India) representaron el 71,7 % de la capacidad eólica mundial en 2014. Alemania, España, Estados Unidos, India y Dinamarca han realizado las mayores inversiones en generación de energía eólica. Dinamarca es, en términos relativos, la más destacada en cuanto a fabricación y utilización de turbinas eólicas, con el compromiso realizado en los años 1970 de llegar a obtener la mitad de la producción de energía del país mediante el viento. En 2014 generó el 39,1 % de su electricidad mediante aerogeneradores, mayor porcentaje que cualquier otro país, y el año anterior la energía eólica se consolidó como la fuente de energía más barata del país. Hasta ahora China es el mayor productor de energía eólica hasta el 2015 con una producción de 145 104 MW, seguido por la Union Europea que produjo 128 752 MW con sus parques eólicos hasta el 2014. En tercer lugar esta Estados Unidos con 74 472 MW. El desarrollo de la energía eólica en los países de Latinoamérica está en sus inicios, y la capacidad conjunta instalada en ellos, hasta finales de 2013, llega a los 4709 MW.