CENTRALES MAREOMOTRICES

Esas centrales producen energía eléctrica utilizando la fuerza motriz de las mareas, ya que la energía contenida en las mareas es enorme.
Se trata de una energia muy difundida y requiere unas condiciones muy especiales.
En general,se utiliza la propiedad de las mareas,pero como veremos a continuación en el apartado "¿Cómo funciona?",se usan otras,aunque en menores proporciones.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento de las centrales mareomotrices es similar al de las grandes centrales hidroeléctricas. En un estuario se construye un presa que lo cierre de orilla a orilla. En la plenamar, se cierran las compuertas, que se abren un par de horas antes de la bajamar para, aprovechando el desnivel generado entre ambos lados de la presa, producir electricidad. Las turbinas están colocadas en los túneles que desaguan la presa a través del dique.

Cuando se iguala el nivel del agua a uno y otro lado de la presa, no se puede seguir generando electricidad. Se cierran de nuevo las compuertas, y nuevamente, poco antes de la pleamar, vuelve a aprovecharse el desnivel, ahora del lado contrario, ya que está más alta el agua en el mar que en la ría. Se abren las puertas y nuevamente la corriente, que ahora procede del mar, acciona las turbinas y genera electricidad.

Energía de las olas
En los últimos años se ha investigado mucho la fuerza de las olas.
Se coloca en la costa una estructura que tenga una 'boca' abierta. Las olas llenan la 'boca' de agua, y el aire atrapado sale a presión por unos orificios practicados en la parte superior de la estructura. Una turbinas puestas a la altura de esos orificios mueven luego el generador.
Otra forma de aprovechar esta energía es usar boyas que flotan sobre las olas. Existen varios sistemas, en función de cómo se aprovecha el movimiento de las boyas. Uno de ellos es el sistema Pelamis. Las olas mueven una serie de flotadores tan largos como un tren de cinco vagones; cuando se mueve el fluido de su interior, a gran presión, produce energía. Además, estas boyas no tiene por qué disponerse en la costa; una central de un kilómetro cuadrado puede rendir hasta 30 MW.

Por último,existe otra posibilidad para aprovechar la energía del mar,y es el gradiente térmico (diferencia de temperatura) que hay entre la superficie y las zonas más profundas.





Impacto ambiental
Estas centrales, lamentablemente, provocan un fuerte impacto ambiental. Para empezar, las aguas que vierten al mar no lo alcanzan como es debido. Además, los estuarios son los ecosistemas más productivos y sensibles del mundo; y la inundación que provoca la presa, tiene un efecto descomunal sobre la fauna del estuario, especialmente las aves.

Tecnologías correctoras
Una de ellas es crear estanques artificiales. El principio es el mismo, pero en este caso se renuncia a usar la totalidad del agua de la ría, y únicamente se aprovecha la que penetra a (y sale de) los estanques. Pero para que este tipo de centrales sean rentables, los estanques deben ser de capacidad muy grande.



Central mareomotriz de La Rance,Gran Bretaña.

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Curiosidades
Según manifestaciones recientes de la organización “Global Reef Alliance” (GRA), con sólo aprovechar el 1 % de la energía que producen las mareas sería suficiente para abastecer las necesidades energéticas del planeta.

CENTRALES GEOTÉRMICAS

La centrales geotérmicas son aquellas que aprovechan la energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc.

Hay tres tipos de centrales geotérmicas. El tipo que se construya depende de las temperaturas y de las presiones de la reserva. Una reserva de vapor "seco" produce vapor pero muy poca agua. El vapor es entubado directamente en una central de vapor "seco" que proporciona la fuerza para girar el generador de turbina. El campo de vapor seco más grande del mundo es The Geysers, unas 90 millas al norte de San Francisco.
Una reserva geotérmica que produce mayoritariamente agua caliente es llamada "reserva de agua caliente" y es utilizada en una central "flash". El agua que esté entre 130 y 330ºC es traída a la superficie a través del pozo de producción donde, a través de la presión de la reserva profunda, algo del agua se convierte inmediatamente en vapor en un "separador". El vapor luego mueve las turbinas.
Una reserva con temperaturas entre 110 y 160ºC no tiene suficiente calor para producir rápidamente suficiente vapor pero puede ser utilizada para producir electricidad en una central "binaria". En un sistema binario el agua geotérmica pasa a través de un intercambiador de calor, donde el calor es transferido a una segundo líquido que hierve a temperaturas más bajas que el agua. Cuando es calentado, el líquido binario se convierte en vapor, que como el vapor de agua, se expande a través y mueve las hélices de la turbina. El vapor es luego recondensado y convertido en líquido y utilizado repetidamente. En este ciclo cerrado, no hay emisiones al aire.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento de una central geotérmica se realiza mediante un sistema muy simple: dos tubos que han sido introducidos en la perforación practicada, mantienen sus extremos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.

Por un extremo del tubo se inyecta agua fría desde la superficie, cuando llega a fondo se calienta y sube a chorro hacia la superficie a través del otro tubo, que tiene acoplado una turbina con un generador de energía eléctrica. El agua enfriada es devuelta de nuevo por el primer tubo para repetir el ciclo.

El sistema descrito es viable en lo que respecta a su construcción y perforación, no en vano las prospecciones petrolíferas se realizan a varios kilómetros de profundidad, sin embargo se presenta un problema relacionado con las transferencias de calor.





Impacto ambiental

Es posible que en las próximas décadas se alcance un tope en la proliferación del uso de la energía geotérmica, ya que dicho uso se halla condicionado a los depósitos termales que existan en la Tierra. Según estimaciones del Instituto Geotérmico de Nueva Zelanda, la cantidad por localizar puede superar entre tres y diez veces a la de los conocidos. Una vez se hayan puesto en marcha centrales en todos esos emplazamientos, las posibilidades de la energía geotérmica habrán llegado al límite, exceptuando los desarrollos futuros a largo plazo, que podrían ir por la vía de excavar pozos a muchos kilómetros de profundidad, buscando el calor irradiado por el núcleo del planeta, y en definitiva, provocar la creación de géisers e incluso volcanes por métodos artificiales, algo sumamente arriesgado pero al mismo tiempo fascinante.

Tecnologías correctoras

Las únicas tecnologías correctoras que se pueden aplicar son el aprovechamiento máximo de las centrales para optimizar su rendimiento y sustituir las de combustibles fósiles.
Y lo más importante,no fabricarlas cerca de la población en caso de accidente.



Central Geotérmica de Nesjavellir, en la zona volcánica de Hengill (Islandia).

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Curiosidades

La primera central geotérmica fue instalada en Lardarello (Italia), en 1913. Estados Unidos tiene instaladas centrales con potencia superior a 3.000 MW, que representan la tercera parte dl total mundial.

CENTRALES EÓLICAS

Un parque eólico es una agrupación de aerogeneradores que se utilizan generalmente para la producción de energía eléctrica.

Los parques eólicos se pueden situar en tierra o en el mar (offshore), siendo los primeros los más habituales, aunque los parques offshore han experimentado un crecimiento importante en Europa en los últimos años.

El númearo de aerogeneradores que componen un parque es muy variable, y depende fundamentalmente de la superficie disponible y de las características del viento en el emplazamiento. Antes de montar un parque eólico se estudia el viento en el emplazamiento elegido durante un tiempo que suele ser superior a un año. Para ello se instalan veletas y anemómetros. Con los datos recogidos se traza una rosa de los vientos que indica las direcciones predominantes del viento y su velocidad.
Parque eólico en el mar (offshore), en Copenhague

Los parques eólicos proporcionan diferente cantidad de energía dependiendo de las diferencias sobre diseño, situación de las turbinas, y por el hecho de que los antiguos diseños de turbinas eran menos eficientes y capaces de adaptarse a los cambios de dirección y velocidad del viento.

¿Cómo funciona?

La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.

Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.

Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
Parque eólico

Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima de 12 km/h, y que no supere los 65 km/h.[3]

La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.

La baja densidad energética, de la energía eólica por unidad de superficie, trae como consecuencia la necesidad de proceder a la instalación de un número mayor de máquinas para el aprovechamiento de los recursos disponibles. El ejemplo más típico de una instalación eólica está representada por los "parques eólicos" (varios aerogeneradores implantados en el territorio conectados a una única línea que los conecta a la red eléctrica local o nacional).

En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.




Impacto ambiental

Aspectos que afectan la percepción o el comportamiento humano
A. Uso de la tierra
Si bien las instalaciones eólicas necesitan de grandes áreas para su instalación, solo usan en forma
efectiva una pequeña porción del terreno (1 a 10 %)
Por otra parte, generalmente las
granjas eólicas están localizadas en áreas rurales o remotas previamente no desarrolladas. Estos
factores tienen implicancias ambientales únicas para el uso de la tierra, impacto visual, sonoro,
biológico y consideraciones socio culturales en general diferentes a las de las centrales eléctricas
convencionales.
Entre otros, se puede emplear para la agricultura o ganadería.
B. Efecto visual
Las granjas eólicas deben estar en áreas expuestas a fin de que sean comercialmente viables y por
lo tanto están visibles. La reacción a la vista de una granja eólica es altamente subjetiva. Muchas
personas lo ven como un símbolo de bienvenida a una fuente limpia de energía y otras la ven
como una adición no deseada al paisaje.
La industria a desarrollado un esfuerzo considerable para integrar cuidadosamente las granjas
eólicas con el paisaje.
C. Ruido
Las turbinas eólicas modernas son bastante silenciosas y lo serán más en el futuro. Cuando se
planifica una granja eólica, se debe prestar especial cuidado cualquier sonido que pueda ser
escuchado desde el exterior de las casas vecinas. Adentro de las casas el nivel será mucho menor,
aún con las ventanas abiertas. El potencial efecto del sonido es usualmente evaluado estimando el
nivel sonoro que será alcanzado cuando el viento sople desde las turbinas hacia las casas,
consideración que es conservativa. El sonido de las turbinas eólicas aumenta ligeramente con la
velocidad del viento.
Diez años atrás las turbinas eólicas eran mucho más ruidosas que las actuales. Se ha puesto mucho
esfuerzo para crear la presente generación de turbinas como máquinas silenciosas a través tanto
del diseño de las palas como el de las partes mecánicas de la máquina.
D. Interferencia Electromagnética
Las ondas de radio y las microondas son usadas para una variedad de propósitos en comunicación.
Cualquier estructura grande que se mueva puede producir interferencia electromagnética (IEM).
Las turbinas eólicas pueden causar IEM por reflexión de la señal en las palas del rotor y por lo
tanto un receptor cercano puede captar señal directa y reflejada.
Las palas más modernas de plástico reforzado con fibra de vidrio son
parcialmente transparente a las ondas electromagnéticas y por lo tanto tienen un efecto intermedio
en la IEM.
Las señales típicas de comunicaciones civiles y militares que pueden ser afectadas por IEM
incluyen las de estaciones de TV y radio, las comunicaciones de microondas y de telefonía celular,
y varias señales de los sistemas de control de navegación y tráfico aéreo.
La experiencia ha mostrado que un diseño cuidadoso de una granja eólica puede eliminar
cualquier disturbio al sistema de telecomunicaciones.
E. Salud publica y seguridad
Los únicos materiales potencialmente tóxicos o peligrosos asociados con la mayoría de
las centrales eólicas son las relativamente pequeñas cantidades de aceites lubricantes, fluidos
hidráulicos y aislantes utilizados en las turbinas. Sin embargo hay que tener presente que aún
pequeñas perdidas de estos materiales pueden contaminar el agua subterránea o producir impactos
sobre el hábitat si la pérdida no es controlada por largo tiempo.
Entre los accidentes que pueden significar un tema de seguridad se encuentra el hecho de que una
pala de la turbina, o piezas de la misma, se separe del rotor y vuele en la dirección del viento.
También las palas pueden sufrir un desprendimiento de láminas sin romperse. Esos eventos son
raros y usualmente ocurren bajo condiciones de viento inesperadas y sin precedentes
Aunque la mayoría de los proyectos eólicos están localizados en áreas rurales, muchos son
visibles desde rutas públicas y son relativamente accesibles al público. Dado que la tecnología y
los equipos asociados con generación eólica de electricidad son todavía nuevos e inusuales,
pueden ser un atractivo para aquellas personas que pasan cerca de las granjas y desean ver y tocar
una turbina eólica que esta operando o que está inactiva. Las personas del público que van a
visitar estas instalaciones están expuestas a daños por el movimiento de las palas, la rotura y
expulsión de partes, los equipos eléctricos y el colapso o caída de las turbinas.
F. Recursos arqueológicos y paleontológicos
Cualquier tipo de proyecto que incluya limpieza de la vegetación, disturbio de la superficie de la
tierra o excavaciones en ésta, tiene en potencia la posibilidad de afectar recursos arqueológicos o
paleontológicos que pueden estar presentes en el área.
3.2 Aspectos Ecológicos
A. Flora y fauna
Los efectos potenciales de la energía eólica sobre la flora y la fauna silvestre han despertado
preocupaciones en los últimos años.
Desde entonces se notaron problemas en otras instalaciones.
Otros recursos biológicos incluyen una amplia variedad de plantas y animales que viven, usan o
pasan a través de un área determinada. Ellos también forman parte del hábitat que contiene los
componentes físicos como el suelo y el agua y los componentes biológicos que sustentan a las
comunidades vivas. Estos van desde las bacterias y hongos hasta los depredadores quienes están
al tope de la cadena alimentaria. Cualquier proyecto constructivo puede afectar los recursos
biológicos del lugar donde serán emplazados, deteriorando la relación física y ecológica de la
comunidad que allí vive.
B. Pájaros
Los pájaros frecuentemente colisionan con las estructuras que ellos tienen dificultad de ver,
especialmente líneas de alta tensión, postes y ventanas de edificios.
C. Otros efectos ecológicos
La erosión inducida por el viento puede crear partículas finas en el aire las cuales pueden ser
adversas a la salud humana y reducir la visibilidad. La erosión inducida por el agua, además de
remover el suelo y reducir su productividad, resulta en sedimentación en cursos de agua la cual
degrada la calidad del agua, daña los recursos biológicos, y acelera el llenado de reservorios.

Tecnologías correctoras

A partir de las diversas experiencias internacionales de operación de grandes conjuntos de aerogeneradores modernos, constituyendo centrales eoloeléctricas, de 1980 a 1995 se evolucionó de la máquina de 50 kW a la de 500 kW, estando actualmente en proceso de introducción las unidades de 750 y 1000 kW, las que se consideran el tope para este tipo de arquitectura y tecnologías actuales de grandes aerogeneradores.
La tecnología de materiales alrededor de los materiales compuestos, que permitan estructuras más esbeltas y ligeras, más resistentes a la oxidación y la corrosión, y más fuertes a la vez, así como de supermagnetos en los generadores, permitirán desarrollar nuevos conceptos más confiables y económicos, desde unidades de decenas de Watts hasta grandes aerogeneradores de potencia, trabajando en régimen de velocidad variable, aprovechando mejor la energía del viento y constituyendo junto con la energía hidroeléctrica, el soporte principal de la generación eléctrica en los sistemas nacionales. Para fines del año 2000 se esperan están instalados en el mundo, más de 14,000 MW.



Parque eólico marino, Nysted, Mar Báltico frente a las costas de Dinamarca.

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Curiosidades

Más de 10.000 megawatios de potencia instalada a finales de 2005 han convertido a España en el segundo productor europeo de energía eólica, pero hay grupos ecologistas que, a pesar de estar a favor de las renovables, piden controles «más rigurosos» a la hora de determinar la instalación de los parques, según informa EFE.