ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS DIFERENTES ENERGÍAS RENOVABLES

En esta publicación traeré un tema que esta muy a la palestra hoy en día, lo que se refiere a energías renovables, ya que recientemente se aprobó la Mega-Central hidroeléctrica, proyecto llamado Hidroaysén.

Creo que por cultura general ya la mayoría sabemos el tipo de energías renovables y no convencionales que existen (ERNC), y si no las conoces, aquí encontrarás las más desarrolladas y aplicadas hasta el momento.

En internet existe mucha información sobre las ERNC, pero muchas veces las personas necesitamos resúmenes de como funcionan, y que mejor que un análisis comparativo de las ERNC más usadas y desarrolladas a día de hoy.

En esta análisis se describirán las características tales como: ventajas, desventajas, impacto ambiental y sus aplicaciones.

Energía Eólica: 

Ventajas:

- Gratuita

- Inagotable

- Limpia

- La construcción de centrales eólicas requiere muy poco tiempo.

- Bajo costo de mantención de equipos.

- Ideal para llegar a zonas alejadas sel sistema interconectado central  

  (SIC)

Desventajas:

- Dispersión, no está centrada en una zona

- Aleatoria, es decir, cuando las condiciones climatológicas lo permiten.

- Difícil de almacenar, ya que necesita máquinas grandes y caras.

Impacto Ambiental:

- Ruido del giro del rotor.

- Impacto visual, poco estético.

- Produce interferencias en las transmisiones de radio y TV.

Aplicaciones:

- Producción de electricidad.

- Aerogeneradores para faro

- Bombeo de agua.

Energía Geotérmica: 

Ventajas:

- Supone un ahorro de las energías fósiles (petróleo) allí donde pueda ser usada.

- El flujo de energía es constante, y no depende de las condiciones climáticas ni estacionales.

- Limpia

- Requieren de una menor cantidad de terreno por Mega-Watt (MW).

Desventajas:

- Es de aplicación local (sólo donde es posible).

- No puede transmitirse a grandes distancias (el agua caliente se enfría y el vapor condensa).

- La elevada humedad origina una fuerte corrosión en las instalaciones.

- Emanación de ciertos gases nocivos como ácido solfhídrico y contaminación de las aguas subterráneas con 

sustancias como arsénico y amoniaco.

Impacto Ambiental:

- Las plantas requieren grandes extensiones de terreno, para sus instalaciones.

- Provoca erosión en el suelo, hundimiento del terreno e inducción a la actividad sísmica.

- Ruido.

-  Contaminación ambiental (gases incondensables).

- Modificación de las fuentes de agua.

- Alteración de los eco-sistemas.

Aplicaciones:

- Producción de energía eléctrica (yacimientos de alta temperatura).

- Para usos directos del calor y/o vapor de agua [procesos industriales, calefacción viviendas, invernaderos, granjas (yacimientos de baja temperatura).

Energía Hidráulica a Baja Escala:

(Como hidroaysén, pero a baja escala)

Ventajas:

- Limpia

- Inagotable, ya que no consume el agua, sino que utiliza su energía potencial disponible.

- Bajos costos de operación.

- Esta tecnología posee altos niveles de eficiencia.

- La tecnología es robusta y posee larga vida util, los sistemas pueden mantenerse funcionando por 50 años o más, sin requerer grandes inversiones para realizar reemplazar componentes.

Desventajas:

- Alto costo inicial para la construcción de la central hidroeléctrica.

- Alto costo para transportar la energía producida.

- Emisión de gas Metano (CH4), gas que aporta al efecto invernadero; esto se explica ya que al inundar hectáreas con vegetación (árboles), estos al descomponerse producto del agua, la descomposición se produce anaeróbicamente, y por ende produciendo gas Metano.

Impacto Ambiental:

- Cambios significativos en el ecosistema.

- Pérdidas de suelo debido a la erosión.

- Variación del caudal de los ríos.

- Alteración del micro-clima.

Aplicaciones:

- Producir electricidad para la red eléctrica, o para auto-abastecimiento de fábricas o pequeños núcleos urbanos, alejados de las redes eléctricas de suministro.

Energía Solar:

Ventajas:

- Gratuita, ya que el único costo involucrado, es el costo de instalación.

- Inagotable.

- Limpia.

- Tiene una elevada calidad energética.

- No requieren partes móviles, ni ciclos termodinámicos ni químicos, por ende requieren de un muy poco mantenimiento.

Desventajas:

- Llega a la Tierra de manera dispersa y semi-aleatoria (depende de algunos factores no previsibles como el estado atmosférico y la contaminación).

- No puede ser utilizada directamente, sien-do necesario realizar una transformación energética.

- Su costo de almacenamiento es relativamente alto, ya que requiere de bancos de baterías para ser almacenada.

Impacto Ambiental:

-Uso térmico: Sólo el uso de media y alta temperatura puede originar algún impacto ambiental, en el suelo y en el paisaje, ya que requieren grandes ex-tensiones de terreno.

- Uso foto-voltaico: El efecto paisajístico y el uso de gran-des extensiones de terreno, en las grandes centrales solares. En las pequeñas instalaciones el único problema es el efecto visual.

Aplicaciones:

- Para producción de calor.

- Para producción de electricidad.

- Para producir biomasa.

Energia Mareomotriz:

(Energía extraída de los movimientos de las mareas)

Ventajas:

- Energía Limpia.

- Inagotable.

- Disponible sin importar clima o época del año.

Desventajas:

- Dependiente de la amplitud de las mareas, por lo que no se puede instalar en cualquier lugar.

- Altos costos por MW instalado (Mega-Watt)

- Traslado de energpia generalmente muy costoso.

Impacto Ambiental:

- Impactos sobre la biodiversidad marina.

- Genera un impacto visual significativo  en algunos casos.

Aplicaciones:

- Generación de energía eléctrica

Si quieres leer el estudio completo, puedes pulsar AQUI

Como funciona la ducha eléctrica

Esta publicación no trae ninguna novedad ingenieril, sino más bien una explicación. Yo en mi casa tengo una ducha eléctrica, y una vez alguien me preguntó como funcionaba la ducha eléctrica, a lo cual no supe responder, lancé ideas locas, pero nada concreto, en fin. A continuación explicaré como funciona este aparato (espero que quede claro xD).

Antes de pasar a explicar, se muestra una imágen con las partes de esta:

El funcionamiento es bastante simple una resistencia eléctrica (que es como el resorte que se ve en la imágen de arriba) colocada dentro de una cavidad que calienta el agua acumulada allí. Al abrir la llave que controla el flujo del agua hacia la ducha, entra agua a presión en el cuerpo principal lo que hace que se mueva un diafragma (que es como una gomita) ubicado en su interior, el cual a su vez acciona mecánicamente un soporte ubicado en la cavidad superior al que llegan el par de conductores (fase y neutro) que alimentan a la resistencia eléctrica, haciendo que las terminales de los alimentadores hagan contacto con las terminales de la resistencia eléctrica energizándola, produciéndose calor con ello.

Si el agua no tiene suficiente presión el diafragma no alcanza a moverse lo suficiente para unir ambos pares de terminales (agua helada).

El agua se calienta debido a que el calor generado por la resistencia (resorte) es transmitido al tubo de salida del agua y esta sale por el distribuidor o esparcidor. Si no hay suficiente presión del agua de cualquier manera con poca fuerza alcanza a mover el diafragma consiguiendo salir, pero la resistencia no logra energizarse, por ende saldrá agua helada :S.

Bueno espero que haya quedado claro, busque información y trate de ser lo más explicativo posible, saludos :).

Captura de energía de las olas con una eficiencia del 99 por ciento mediante principios de la aeronáutica

Mediante el uso de un pequeño tanque de agua en un laboratorio de Colorado, un equipo de ingenieros de la Fuerza Aérea de los EE.UU. han conseguido obtener el 99 por cierto de la energía que produce las olas a través de modelos oceánicos simulados, demostrando que es posible utilizar los principios de la aeronáutica para beneficiarnos de la energía que nos ofrece los océanos, la cual sigue siendo en la actualidad muy poco aprovechada.
Los ingenieros utilizaron una turbina cicloidal, un convertidor de energía basado en impulsos, para obtener la energía de una ola en alta mar simulada. Esta puede cambiar de dirección casi al instante, y su estructura es similar a la de una hélice Voith Schneider, utilizada en el ámbito naval para remolcadores entre otros. El sistema lo integra un eje principal de alimentación y unos pocos hidrodeslizadores cuyo ángulo funcional puede ser ajustado para recibir la ola. El eje principal por lo tanto se alinea en paralelo a la cresta de la ola, según lo que se ha dado a conocer en su presentación durante la conferencia de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.
En aspectos generales, el concepto no difiere de un sistema de propulsión de helicópteros, lo que implica la capacidad de cambiar de ángulo funcional (también denominado de “ataque”) del rotor principal de las aspas para mover el helicóptero hacia un lado o realizar desplazamientos hacia adelante y hacia atrás. Esto explica las circunstancias por las cuales participaron un equipo altamente cualificado de ingenieros aeronáuticos en la investigación de la Fuerza Aérea, con amplios conocimientos y experiencia en la dinámica de fluidos en las aeronaves de ámbito militar y naves espaciales de la NASA.
En una serie de experimentos, el sistema fue capaz de convertir el 95 por ciento de la energía de una ola entrante en energía mecánica, conducida al eje. El resto de la energía se perdió en ondas armónicas. Pero después de algunos ajustes, el equipo de ingenieros, encabezados por el Doctor Stefan Siegel, fue capaz de mejorar la tasa de conversión de energía hasta alcanzar el 99 por ciento.
Los ingenieros siguen centrados en este proyecto desde Septiembre, pero los últimos resultados fueron tan prometedores que el Departamento de Energía está proveyendo un presupuesto de 400.000 dólares para construir un simulador de tanques más grande en escala 1:10. Los próximos pasos a dar serán la mejora en la resistencia y durabilidad del convertidor en condiciones meteorológicas adversas, así como el estudio de métodos para la transferencia de energía a la red de forma eficiente.
Sin duda un gran proyecto, que tiene connotaciones mundiales para la crisis energética que se aproxima a una velocidad impresionante.

Energía nuclear en Chile: los pro y los contra a considerar

La capacidad energética de Chile, principalmente basada en el uso de plantas hidroeléctricas, no es suficiente para cubrir la creciente demanda de nuestra cada vez más globalizada economía y es por eso que cuando Chile se ha enfrentado a crisis energéticas, comienzan a tomar fuerza las voces que defienden el uso de la Energía Nuclear en Chile. Este tipo de energía representa en la actualidad un 16% de la energía eléctrica generada en el mundo, pero sobre su futuro en Chile hay opiniones dispares. Hace unos días, el Director Ejecutivo y Presidente de la empresa francesa GDF Suez, Gerard Mestrallet, señaló que el Gobierno chileno está discutiendo en la actualidad con esta compañía la posibilidad de instalar un reactor nuclear en el Norte de nuestro País.
Existen dos posturas claramente diferenciadas respecto al uso de la Energía Nuclear en Chile. Los detractores – como el caso de la ONG Chile Sustentable- señalan que la industria de la Energía Nuclear en el mundo, ha ido frenando su desarrollo debido a los problemas que presentan respecto a desechos y seguridad, además de los altos costos de desmantelamiento de las centrales, señalando que el uso de la Energía Nuclear no ha experimentando un desarrollo considerable desde fines de los ochenta, debido al desastre de Chernobyl.
A continuación se presentan los argumentos en contra para el uso de este tipo de energía:
1. La Contaminación producida por el uso de esta Energía
2. Pese a su seguridad, no es completamente alejada la posibilidad de que ocurran accidentes, sobre todo pensando en la alta sismicidad presente en nuestro País.
3. Pese a lo avanzado del uso de esta Energía, aquellos países donde se utiliza no han podido resolver el problema de los desechos tóxicos.
4. Implica altísimos costos de construcción y resulta muy lenta su implementación.
5.  Falta de una legislación respecto al uso y al capital humano.


La postura contraria es señalar los beneficios del uso de la Energía Nuclear para Chile, que resumiendo podrían ser:
1. Podría asegurar una independencia energética de otros países.
2. No emitiría gases de efecto invernadero.
3. El uso de la Energía Nuclear no está sujeta a cambios climáticos.
4. Posee precios más estables que el uso de otros tipos de energías.


Es por eso que considerar el uso de la Energía Nuclear en Chile dependerá de la viabilidad económica, y para tal efecto debe estar incluida en la matriz energética de la CNE (Comisión Nacional de Energía). Además existe la necesidad de evaluar un escenario eléctrico en su totalidad y a largo plazo, quizás con la creación de un Centro de Estudios de Energía Nuclear destinado a ese fin, que considere la demanda de los próximos años con variables como el uso del carbón, hidrología y combustibles alternativos y uso de ERNC (Energías Renovables No Convencionales)

Proyecto Affetto: bebé robot que interactúa con las personas

El proyecto Affetto se basa en el desarrollo de un bebé robot de cuerpo completo que se asemeja fielmente a un ser humano, representando una edad comprendida entre 1 y 2 años. Este autómata contribuirá en estudios científicos para conocer mejor las interacciones entre los robots y las personas, así como el desarrollo de mejores técnicas para garantizar que los profesionales de cuidados infantiles puedan hacer más eficaces sus labores con los niños.

Los ingenieros Hisashi Ishihara, Yuichiro Yoshikawa, y el profesor Minoru Asada de la Universidad de Osaka en Japón, han estado trabajando en el diseño de robots para estudiar a partir de ellos el desarrollo cognitivo. Debido a que es difícil que los humanos interactúen con robots de forma natural, los ingenieros involucrados en el proyecto decidieron crear un robot que puede imitar las expresiones faciales de un niño de verdad con todo lujo de detalles.

Para cumplir tal propósito, el equipo del profesor Asada consiguió llevar a la realidad una amplia gama de expresiones reales del rostro de un bebé, mediante el uso de accionadores faciales de movimiento especialmente diseñados para tal fin. Esto hace posible que el robot pueda presentar diversos estados emocionales como felicidad, molestia, curiosidad, enfado, etcétera, utilizando la posición de las cejas, el movimiento de la mandíbula, la orientación de la mirada y la inclinación de su cabeza entre otros.

Sus ojos están equipados con cámaras y micrófonos, además integra sensores táctiles implementados en su piel de silicona, que le confiere un aspecto bastante realista mostrando sensibilidad al contacto con otras personas. Por el momento los ingenieros han presentado el avance de su robot sin el cuerpo, el cual se espera que durante este año quede finalizado.

Definitivamente los avances ingenieriles van más allá de lo propuesto por alguna película de ciencia ficción, estamos frente tecnologías increíbles, quizás ahora se piense que esto es una tontería, pero quizás en el futuro sea algo cotidiano.

A continuación dejo un par de videos que enseñan el funcionamiento de este dispositivo.

Retos de la ingeniería: servir 56 vasos cervezas en un minuto

Ingenieros de la joven empresa GrinOn, han desarrollado un novedoso sistema dispensador de cervezas capaz de servir 56 vasos en un minuto. La idea surgió como no podía ser de otro modo en un bar, observando la cantidad de tiempo que se requería llenar un vaso de cerveza. Normalmente hace falta usar las dos manos para llenar un recipiente, una mano sujeta el dispensador y la otra el vaso, sumando a ello, el derrame de cerveza que se produce generalmente al llenar cada recipiente. Una simple observación se ha convertido en un reto de ingeniería superado a través de la audacia del ser humano, dando como resultado un producto que promete ser un auténtico éxito en ventas para bares y otros establecimientos similares.
Lo que hace exclusivo a este sistema es su vaso, que cuenta con un agujero en la parte inferior donde es sellado por un pequeño imán con forma circular. Cuando se coloca el recipiente en el sistema, el imán es elevado hacia arriba por la presión al inyectar la cerveza. Al llenarse el vaso, el peso del líquido empuja el imán hacia abajo sobre el agujero sellándolo. De esta forma, la cerveza puede ser dispuesta para su consumo sin derramar ni una sola gota. 
Después de realizar las pruebas beta, se espera que este sistema sea implementado en muchos estadios deportivos, discotecas, ferias, y un largo etcétera. Por el momento ha sido bien recibida en los Angels Games de Los Angeles y en el MGM Grand de Las Vegas, dispensando bebidas refrescantes.
A continuación dejo dos videos, el primero muestra el funcionamiento de este genial invento, y el segundo muestra como llena 56 vasos de cerveza en 1 minuto, creando de paso, un nuevo record guiness.

Energía Mareomotriz: Chile, país con mayor reserva de este recurso, y futura potencia mundial.

La energía mareomotriz corresponde a la energía presente en los mares debido al oleaje y a las diferencias de alturas producto de la atracción gravitacional del sol y la luna: las mareas.

Un estudio encargado a Garrad Hassan a través del Banco Interamericano de Desarrollo demostró que Chile tiene un potencial bruto en energía mareomotriz -sólo a través del oleaje- de unos 164 GW, una potencia “única en el mundo”.

El estudio eñala también que de sólo aprovechar un 10% de la energía mareomotriz disponible, podríamos igualar la capacidad instalada de todo el Sistema Interconectado Central, haciendo innecesaria la construcción de otro tipo de centrales contaminantes e inseguras como las centrales a carbón o la energía nuclear, o bien tan resistidas actualmente como las centrales hidroeléctricas.

El objetivo del estudio fue el de identificar preliminarmente, aquellas zonas más aptas para el aprovechamiento de la este tipo de energía, refinando la búsqueda a través de factores como la cercanía a la red eléctrica actual, así como a puertos y centros poblados para garantizar una menor pérdida por transporte.
Algunos resultados del estudio señalan que a partir de Valparaíso hacia el sur, se muestra un mejor índice de aprovechamiento del recurso, excluyendo eso sí las regiones de Aysén (XI) y Magallanes (XII) que dada su lejanía con centros de alta demanda energética, no hacen viable su instalación pese a lo beneficiosa de algunas localidades, como el Estrecho de Magallanes.
Del mismo modo hace recomendaciones sobre el rol que debe jugar Chile en este ámbito a nivel mundial, recogiendo exitosas experiencias internacionales en España y Alemania y señalando que Chile puede jugar un papel decisivo en su desarrollo e investigación, convirtiéndose en un actor relevante a nivel mundial.
En base a las conclusiones del informe, la energía mareomotriz presenta altas ventajas como la seguridad energética, bajos costos de implementación, al compararlos con los beneficios netos-, un bajo impacto medioambiental y una reducción de los costos de la electricidad.
Sin duda, las condiciones para generar energía limpia, renovable y de bajo costo, están dadas, solo falta voluntad tanto política como de inversionistas, ya que Chile cuenta con profesionales capacitados para asumir estos proyectos.
A continuación te invito a ver un video que explica de manera más gráfica como funcionan los proyectos de energía mareomotriz. Si te interesa el tema, puedes ver el estudio completo haciendo click aquí

Dando A Conocer Y Acercando El Concepto

Hola! mi intención de crear este blog es básicamente, como lo dice su nombre y título, acercar la ingeniería a personas que no necesariamente tienen la gran posibilidad de estudiar algo relacionado con esta rama de la ciencia. Antes de empezar a subir contenidos y novedades que la ingeniería nos trae constantemente, debo aclarar que todo el contenido de este blog es recopilado de otros blogs, diarios, revistas de ciencia, etcétera, pero de manera más reducida, trataré de ser lo más sencillo en las explicaciones, para que así tanto los que estudiamos ingeniería como quienes no, entendamos los contenidos y novedades tratadas aquí.

La ingeniería básicamente es el conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas a la invención, perfeccionamiento y utilización de técnicas para la resolución de problemas que nos afectan directamente como sociedad, la unión de pueblos mediante carreteras, puentes, la construcción de viviendas, la búsqueda de combustibles más limpios, etcétera. El campo que abarca la ingeniería es increíble, fascinante y muy grande. La ingeniería básicamente busca transformar la idea en realidad, para ello se basa en el dominio de las leyes de la matemática y la física. La etimología del término ingeniería es reciente, pues deriva de ingeniero, que data de 1325 del idioma inglés, cuando un engine’er (de forma literal del inglés, el que opera un engine, es decir, un motor o máquina) refiriéndose inicialmente a un constructor de máquinas militares.

Hoy estamos rodeados de obras de ingeniería, todo lo que topamos, vemos, usamos, todo nace de una industria, la ingeniería bien usada es de gran ayuda para la humanidad, pero mal usada causa catástrofes irreparables. La ingeniería cada dia nos sorprende con nuevos avances, todo con el fin de simplificarnos aun más la vida, solo basta mirar nuestro alrededor y buscar los problemas o falencias que hay, para encontrarle la solución, y asi aportar con un granito de arena a nuestra sociedad.