Ciencias para el mundo contemporáneo: mayo 2011

Biocombustibles y Biomasa

10:34

· Introducción:

Bienvenidos a mi blog de ciencias para el mundo contemporáneo en esta entrada trataremos sobre los biocombustibles como fuentes de energía alternativas al petróleo. De qué forma se obtienen, sus ventajas y sus desventajas, y la gran cantidad de aplicaciones que tiene no solo para la obtención de energía si no a su vez en muchos más ámbitos. Aunque algunos científicos opinan que no son del todo rentables……Pero me gustaría contároslo más adelante

· ¿Qué son los Biocombustibles?

Los Biocombustibles son aquellos combustibles obtenidos a través de la Biomasa, a diferencia de los combustibles fósiles (petróleo,gas,etc) son una fuente de energía renovable.

Para la obtención de los biocombustibles se pueden utilizar vegetales como el maíz o la mandioca, la soja, girasol y palmas. Además especies forestales como el eucalipto y los pinos.

Al utilizar estos materiales se reduce el CO2 que es enviado a la atmosfera debido a que van absorbiendo el C02 según se desarrollan, que contrarrestan el CO2 producido en el momento de la combustión.

Los biocombustibles pueden reemplazar parcialmente a los combustibles fósiles. En comparación con otras energías alternativas, como la proporcionada por el hidrógeno, debido a que no se tendría que producir un gran cambio tecnológico. La obtenida a través del hidrógeno, necesita grandes cantidades de dinero para su desarrollo.

· ¿Cómo se Obtienen?

Tanto los combustibles fósiles como los biocombustibles, tienen origen biológico. Toda sustancia susceptible de ser oxidada puede otorgar energía. Si esta sustancia procede de plantas, al ser quemada devuelve a la atmósfera dióxido de carbono que la planta tomó del aire anteriormente. Las plantas, mediante la fotosíntesis, fijan energía solar y dióxido de carbono en moléculas orgánicas. El petróleo es energía proveniente de fotosíntesis realizada hace millones de años concentrada. Al provenir de plantas de hace millones de años, su cantidad es limitada.

Según la naturaleza de la biomasa y el tipo de combustible deseado, se pueden utilizar diferentes métodos para obtener biocombustibles:

1. procesos mecánicos,

2. termoquímicos biotecnológicos

3. y extractivos.

Cada técnica depende del tipo de biomasa disponible. Si se trata de un material seco puede convertirse en calor directo mediante combustión, el cual producirá vapor para generar energía eléctrica. Si contiene agua, se puede realizar la digestión anaeróbica que lo convertirá en metano y otros gases, o fermentar para producir alcohol, o convertir en hidrocarburo por reducción química. Si se aplican métodos termoquímicos es posible extraer metanol, aceites, gases, etc.

· ¿Qué es la biomasa?

La biomasa es toda sustancia orgánica renovable de origen tanto animal como vegetal. La energía de la biomasa proviene de la energía que almacenan los seres vivos. En primer lugar, los vegetales al realizar la fotosíntesis, utilizan la energía del sol para formar sustancias orgánicas. Después los animales incorporan y transforman esa energía al alimentarse de las plantas. Los productos de dicha transformación, que se consideran residuos, pueden ser utilizados como recurso energético.

Existen diferentes tipos de biomasa que pueden ser utilizados como recurso energético. La biomasa natural, residual seca y húmeda y los cultivos energéticos.

· Aplicación de la Biomasa

1.- Producción de Energía Térmica

Aprovechamiento convencional de la biomasa natural y residual(desechos como la basura). Los sistemas de combustión directa son aplicados para generar calor, el cual puede ser utilizado directamente. Este se puede aprovechar en la producción de vapor para procesos industriales y electricidad.

Los procesos tradicionales de este tipo, generalmente, son muy ineficientes porque mucha de la energía liberada se desperdicia y pueden causar contaminación cuando no se realizan bajo condiciones controladas.

2.- Producción de Energía Eléctrica

Obtenida minoritariamente a partir de biomasa residual y principalmente a partir de cultivos energéticos leñosos, de crecimiento rápido y herbáceos. También se utiliza el biogás resultante de la fermentación de ciertos residuos para generar electricidad.

La gasificación es una alternativa con mejores rendimientos que la combustión en calderas. El empleo de motores diesel o de turbinas de gas para quemar el gas producido puede eleva el rendimiento a valores por encima del 30%, sin embargo ésta es una opción poco extendida.

3.- Producción de Biocombustibles

Existe la posibilidad, ya legislada, de alimentar los motores de gasolina con bio alcoholes (obtenidos a partir de Remolacha, Maíz, Sorgo dulce, Caña de azúcar, Patata, Pataca,....) y los motores diesel con bio aceites. Esta aplicación se verá de forma detallada más adelante.

4.- Producción de gases combustibles

Es una aplicación poco utilizada actualmente que consiste en la descomposición de la biomasa en un digestor para obtener un gas, cuyo compuesto combustible es básicamente metano, pero también contienen nitrógeno, vapor de agua y compuestos orgánicos.

· Tipos de Biocombustibles:

Bioetanol

El bioetanol es un alcohol que se fabrica en su mayor parte mediante un procedimiento similar al de la cerveza. A lo largo de este proceso los almidones son convertidos en azúcares, éstos sufren una fermentación que los transforma en etanol, y éste es destilado en su forma final.
Es producido principalmente a partir de caña de azúcar o maíz.
La producción puede llevarse a cabo tanto a partir de residuos agrícolas, forestales, industriales o urbanos. Los desechos agrícolas y forestales, materias primas ricas en celulosa, son las que más abundan y cuya utilización tiene un menor costo. A pesar de esto, no resulta rentable en la actualidad la obtención de etanol a partir de estos residuos, debido a que la transformación de la celulosa en azúcares fermentables es un proceso complejo y costoso.

Biodiésel

Se denomina biodiesel al Ester que se produce a partir de diversos tipos de grasa o aceite, que pueden ser tanto de origen vegetal o animal.
Estos esteres metílicos o etílicos (biodiesel) se mezclan con el combustible diesel convencional en cualquier proporción o se utilizan como combustible puro (biodiésel 100%) en cualquier motor diésel

Biogás

Se denomina biogás a aquel gas creado mediante la fermentación bacteriana de la materia orgánica, en ausencia de oxigeno.. El producto se compone de r metano, dióxido de carbono y monóxido de carbono.
Para su elaboración se utiliza los excrementos de animales, la cachaza de la caña de azúcar, los residuales de mataderos, destilerías y fábricas de levadura, la pulpa y la cáscara del café, así como la materia seca vegetal.

· Ventajas:

Reducción de los niveles de CO2 en la atmosfera
Es una fuente de energía inagotable y renovable
Incentivan la economía agraria
Mejoran el aprovechamiento de tierras con poco valor agrícola
Mejora la competitividad al no tener que importar fuentes de energía tradicionales.

· Desventajas:

El coste de producción de los biocombustibles es mucho más elevado que el de la gasolina o gasóleo (sin aplicar impuestos).
Se necesitan grandes espacios de cultivo debido que sólo se consigue un 7% de combustible.
Potenciación de monocultivos ( en los cuales solo se planta una especie), que produciría el uso de pesticidas y herbicidas de forma descontrolada
El combustible precisa de una transformación previa. los bio alcoholes, la destilación provoca, una gran emisión en dióxido de carbono.
Se limita a un tipo de motor de bajo rendimiento y poca potencia.

· Articulo Opinión +entrevista junto a una análisis en profundidad si son rentables los biocombustibles:

Como dije en la introducción algunos científicos se muestran en contra de la utilización de los biocombustibles, como se muestra en una entrevista realizada por el país al premio Nobel del año 1988 en química Hartmut Michel en la que hablo sobre sus aficiones los biocombustibles. De los que afirma que haciendo un cálculo simple se puede apreciar que no son rentables ni económicamente ya que se necesita de grandes cantidades de energía en su producción ni tampoco ecológicamente ya que durante su producción emiten grandes cantidades de CO2 a la atmosfera además promueven la deforestación del amazonas. "No soy el único que dice esto, basta hacer los cálculos para verlo. Sólo que los políticos no quieren escuchar esta idea"

Os dejo la entrevista adjunta la verdad es que es muy interesante y un dato que me ha llamado mucho la atención es cuando Michel se refiere al mal uso del término bio que lo único que pretende es vender.

Entrevista adjunta: http://www.elpais.com/articulo/futuro/biocombustibles/ahorran/emisiones/CO2/elpepufut/20070912elpepifut_4/Tes

· Fuente(s)

http://es.wikipedia.org/

http://neofronteras.com/

http://www.miliarium.com/

http://www.elpais.com/

· Documentales

Os dejo un documental muy interesante de TVE en el que somete a debate acerca de la utilización o no de biocombustibles. En él se explica de forma muy clara la situación de estos combustibles en España.

La ultima parte no la he podido conseguir encontrarla en youtube pero dejo un link para quien se quiera descargar el documental entero mediante descarga directa

Servitor. Megaupload

Link: www.megaupload.com/?d=A92L4OWA

Sin pass

No me hago cargo del mal uso que se le puede dar a este documental

El consumo de energia en el hogar

18:19

Pedro , Posted in ahorro , blog , ciencias , ciencias para el mundo , cmc , contemporáneo , electrodomesticos eficientes , energia , hogar , stand bay , tecnologia , 2 Comments

· Introducción:

Bienvenidos a mi blog de iniciación a la investigación en esta entrada veremos unos datos muy significativos y hablaremos a fondo sobre el consumo de energía en nuestras casas. De esta forma os intento llamar la atención sobre el elevado consumo de los electrodomésticos, lo además de rascarnos el bolsillo produce una elevada emisión de CO2 a la atmosfera, y a su vez mostraros que las energías renovables son la alternativa……

Energía que se consume en nuestros hogares

Según las webs que he consultado en España el 30% de la energía que se consume es en nuestros hogares.(el 15 % tiene que ver con el automóvil introducido como parte del consumo del hogar),la emisión de Co2 medio a la atmosfera es de 5 toneladas por familia(principal gas responsable del efecto invernadero).

Además esta consumición excesiva de la energía repercute a su vez en la economía familiar en la que cada familia se gasta 650€ de media al año y 750€ en combustible y lo más vergonzoso es que España tiene una gran dependencia energética con el resto de países

-75% en el ámbito de las energías superior a la media del resto de Europa

-98% en caso del petróleo (del cual entradas futuras me gustaría hablar más acerca de él y de las nuevas energías que le van a sustituir sobre todo en el ámbito del transporte)

*Nota: La cifra exacta de kilovatios hora que consume España de media cada familia es de: según estudio por parte de la UNESCO el consumo mensual total de la familia que vive en este hogar-tipo es de 2.941,4 kilovatios/hora (kWh) al mes, en la época de invierno y particularmente frío. De ese consumo, 1.770 corresponden a la carga de los acumuladores, 420 al termo de agua caliente y 350 al aire acondicionado.

¿Qué electrodomésticos gastan más?

Según los gráficos que veréis a continuación lso electrodomésticos que más consume es con diferencia las estufas y calefacciones. En los apartados siguientes veréis de qué modo podemos ahorrar en estas energías sobre todo en la térmica.

Ahorro energía térmica

La mayor parte de la energía en nuestras casas se usa principalmente para calefacción y agua caliente. La sustitución de las calderas de calefacción o agua caliente sanitaria se debe optar por unas de alto rendimiento que serán más eficientes y consumirán menos.

Para la producción de agua caliente sanitaria, la energía idónea es la solar térmica. Se puede suministrar el 60% de las necesidades anuales de una vivienda, por el módico “precio” entre los 1.500 y los 2.000 euros.

El uso de las válvulas termostáticas en radiadores y los termostatos programables ahorran hasta un 13% de energía.

Las mejoras en el aislamiento o ensombramiento ayudan al ahorro energético y económico de hasta un 30% en calefacción y refrigeración: los sistemas de doble ventana o doble cristal reducen prácticamente a la mitad la pérdida de calor con respecto al cristal

Ahorro energía eléctrica

La mejor forma de ahorrar en energía eléctrica en nuestras casas es mediante la utilización de electrodomésticos con la etiqueta energética que nos aportan datos sobre lo eficiente que es el electrodoméstico. Están identificadas por un código de colores y letras que van desde el color verde y la letra A para los equipos más eficientes hasta el color rojo y la letra G para los equipos menos eficientes.

Progresivamente van apareciendo nuevas clases más eficientes, A+, A++ y A+++.

Electrodomésticos con etiqueta energética

Frigorífico

Es el electrodoméstico que más electricidad consume en el hogar. Sus prestaciones dependen de las condiciones del lugar donde se ubique. La pérdida de frío aumenta el gasto energético.

Lavadora

Es el tercer electrodoméstico que más energía consume en el hogar español. Hay que aprovechar al máximo la capacidad de la lavadora llenándola del todo en cada lavado y utilizar los programas de baja temperatura, ya que la mayor parte de la energía se utiliza para calentar el agua.

Lavavajillas

El 90% de su consumo de energía se destina a calentar el agua. Hay que usarlo sólo cuando esté completamente lleno y con los programas económicos que permiten reaprovechar el calor.

Secadora

Las secadoras menos consumidoras son las de gas y las que incluyen ciclos con enfriamiento progresivo. Es conveniente centrifugar la ropa al máximo para ahorrar energía durante el secado y procurar que trabaje siempre a carga completa.

Lavadora - Secadora

Combina dos funciones en un sólo equipo aunque realmente sólo se puede secar la mitad de la ropa que se puede lavar.

Horno

Los de gas son mucho más eficientes

Iluminación

Para conseguir una buena iluminación hay que analizar las necesidades de luz en cada una de las partes de la vivienda y estudiar el tipo de bombillas que hay actualmente, para comprar las más apropiadas.

Tubos fluorescentes

Son más caros que las bombillas corrientes, pero consumen hasta un 80% menos de electricidad que las bombillas incandescentes y duran entre 8 y 10 veces más.

Lámparas de bajo consumo

Son más caras que las bombillas convencionales, pero duran ocho veces más y proporcionan la misma luz, consumiendo un 80% menos de electricidad.

Aire acondicionado

La eficiencia energética es importante fijar la temperatura de refrigeración a 26ºC y colocar los aparatos de tal modo que les dé el sol lo menos posible y haya una buena circulación de aire.

Electrodomésticos sin etiqueta energética

Televisor

se recomienda apagarlo totalmente, apretando el interruptor de desconexión.

Equipos informaticos

El monitor es la parte del ordenador personal que más energía consume. Para un mayor ahorro energético se recomienda comprar pantallas planas TFT, equipos con sistemas de ahorro de energía, apagar solamente la pantalla cuando no vayamos a utilizar el ordenador durante periodos cortos y apagarlos completamente en ausencias superiores a 30 min.

Cocinas

En general, las cocinas eléctricas son menos eficientes que las de gas, pero dentro de las eléctricas, las de inducción son mucho más rápidas y eficientes que las de resistencias convencionales y las tipos vitrocerámica.

Aplicación de las energías renovables en nuestro hogar

Las energías renovables aplicables a las viviendas aportan numerosas ventajas de ahorro y frenan el avance las emisiones de CO2 a la atmósfera. Entre estas energías, encontramos las siguientes:

Energía solar fotovoltaica: La utilización de placas con células fotovoltaicas de silicio convierte la luz en electricidad. Interesante para el caso de viviendas aisladas y proporciona suficiente energía para alimentar la iluminación y los electrodomésticos.

Aunque la instalación es cara, pero se compensa vendiendo energía a la red eléctrica.

Energía solar térmica: Este tipo de energía aprovecha la energía del sol para producir calor. Dos metros cuadrados de placas solares y un depósito de 200 litros pueden cubrir hasta el 90% de las necesidades anuales de agua caliente para una vivienda unifamiliar formada por entre 3 y 4 personas.

La solar térmica también es un complemento para la calefacción en sistemas que utilicen agua a menos de 60º C, como es el caso de la calefacción por suelo radiante.

Calderas de biomasa: Estas calderas utilizan como combustible biodegradable. Aerogeneradores: Se trata de aerogeneradores de muy baja potencia que permiten bombear agua para el riego o producir electricidad aprovechando la fuerza del viento.

Consejos para un consumo eficiente

· La energía solar facilita la obtención de agua caliente

· La temperatura de la ducha es óptima entre 25 y 30 grados.

· En verano 26 grados y en invierno 21 de forma que no gastemos innecesariamente en calefacción y aire acondicionado.

· Las válvulas termostáticas en radiadores y los termostatos programables son ahorran un 13% de energía.

· Instalación de lámparas de bajo consumo o tubos fluorescentes.

· Los equipos con etiquetado energético de clase A, A+ y A++son los electrodomésticos más eficientes.

· Los lavavajillas y lavadoras termo eficientes ahorran energía, dinero y tiempo.

· Los microondas y las ollas súper rápidas a presión ahorran energía.

· Cuando termine de utilizar un televisor ó un equipo ofimático, es conveniente apagarlo totalmente. Y no dejarlo en fase de stand bey.

· El mantenimiento adecuado y la limpieza de los electrodomésticos prolonga su vida y ahorra energía.

Fuente(s)

http://www.hispacoop.es/

http://www.consumer.es/

http://www.vidasostenible.org/

http://www.wikipedia.org/

El Acelerógrafo y el Sismógrafo

15:39

Pedro , Posted in acelerogramo , blog , ciencias , ciencias para el mundo , ciencias para el mundo contemporáneo , geologia , ismografo , japon , terremotos , 0 Comments

· Introducción:

Bienvenidos a mi blog de Ciencias para el mundo contemporáneo en esta entrada me gustaría hablaros sobre estos aparatos tan peculiares utilizados para la detección de terremotos, debido a que recientemente se produjo un grave terremoto en Japón de magnitud 9.He preparado esta noticia para conocer y diferenciar estos aparatos a fondo.

· Definición y diferencias entre ambos:

Aunque los dos son utilizados para detectar los movimientos sísmicos que presentan algunas diferencias que veremos y nos ayudaran a entenderlos mejor.

-Acelerógrafo:( También llamado acelerómero)

Es un instrumento que nos proporciona un grafico (el acelerograma), que muestra la variación de las aceleraciones en lugar determinado, y a lo largo de un tiempo. Está muy ligado al campo de la arquitectura debido a que este instrumento se utiliza para detectar los movimientos sísmicos de una zona y determinando las fuerzas que se sometería a una estructura ante un terremoto muy destructivo.

*Nota: En Japón los edificios aguantaron el terremoto debido a que es una zona sísmica y estaban preparados para cualquier imprevisto, la verdadera destrucción que se produjo fue con la aparición del tsunami que arraso todo a su paso.

http://seisan.ingeominas.gov.co/RNAC/imagen/Acelerografo.JPG

-Sismógrafo:

Instrumento utilizado para detectar desde terremotos hasta pequeños movimientos sísmicos, estos son localizados para localizar con gran precisión en tres dimensiones , el epicentro del movimiento y la zona afectada por este, para detectar estas ondas se basa en el tiempo que tardan estas en propagarse hacia fuera del epicentro. Una de sus principales utilidades consiste en detectar explosiones en pruebas nucleares así como en el ámbito de la geología para hacer mapas del interior terrestre.

Otras diferencias interesantes a la hora de detectar las ondas p y las ondas s:

El sismógrafo detecta tanto las ondas p como las s cuando el aparato se encuentra a una distancia cercana al epicentro del terremoto o movimiento sísmico, pero si por el contrario este se encuentra en la parte opuesta en el globo terráqueo de la posición del epicentro solo detectaría las p. Por otra parte los acelerógrafos detectan las ondas p y s pero en un radio muy inferior al otro.

¿Qué son las ondas P y las ondas S?

En el apartado anterior seguramente os habréis preguntado acerca de que son las ondas s y las ondas p y no os quería dejar con la duda.

· Ondas S: Su característica principal es que su desplazamiento es transversal a la dirección de propagación, son mas lentas que las p pero a su vez mas destructivas, solo se desplazan en medios sólidos.

· Ondas P: son las primeras ondas en propagarse se producen en el caso de materiales sólidos por fluidos. Se caracterizan debido a que su velocidad de propagación es bastante alta.

Datos interesantes:

Sabias que….

Gracias a 1000 sismógrafos se pudo avisar a la población sobre el terremoto de Japón y el tsunami un minuto antes de la tragedia lo que salvo millones de vidas.

Te gustaría saber donde se encuentra acelerógrafos aquí en España pues entra.

http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/INSTITUTO_GEOGRAFICO/Geofisica/sismologia/ingsis/redace.htm

Funcionamiento de un sismógrafo

En esta explicación utilizaremos como base un sismógrafo sencillo, que es sensible a movimientos verticales del terreno puede ser visualizado como una pesa suspendida de un resorte que a su vez están suspendidos sobre una base que se mueve con los movimiento de la superficie de la Tierra. El movimiento relativo entre la masa y la base, proporciona una medida del movimiento vertical de la tierra. Para añadir un sistema de registro se coloca un tambor que gira en la base y un marcador sujetado a la masa. El movimiento relativo entre la pesa y la base, puede ser registrado generando una serie de registros sísmicos, al cual conocemos como sismo-grama

· Los sismógrafos operan con un principio de inercia Los terremotos más grandes, tales como el de las islas Sumatra-Andaman con una magnitud de 9.1 en el 2004, generando movimientos terrestres alrededor del planeta Tierra que pueden tener varios centímetros de crecimiento.

· Los sismógrafos modernos de investigación son electrónicos, y en vez de utilizar marcador y tambor, el movimiento relativo entre la pesa y la base generan un voltaje eléctrico que es registrado por una computadora. Modificando la posición del resorte, la pesa y la base; los sismógrafos pueden registrar movimientos en todas direcciones.

Conceptos para interpretar un sismograma

Periodo de una onda sísmica (T): es el intervalo de tiempo en que se repite la amplitud de la perturbación originada. Se mide en segundos (s).
Frecuencia de una onda sísmica (f): número de veces que se repite la amplitud por segundo, se mide en Hz (Herzios)

Longitud de onda (L): distancia a la que se repite la perturbación a lo largo del medio en un instante dado.
Amplitud (A): separación máxima respecto al punto de equilibrio en metros. En nuestro caso utilizaremos milímetros (mm). (barra perpendicular al eje de abcisas, que presenta un punto rosa).

Tipos de sismógrafos

• Sismómetros verticales, llevan un péndulo con un peso que cuando se produce la llegada de ondas perpendiculares al terreno comienzan a vibrar en sentido vertical (con oscilaciones arriba y abajo).

• Sismómetros horizontales, su funcionamiento es similar al anterior, pero con la diferencia que el péndulo funciona sólo cuando llegan perturbaciones que llegan horizontales al receptor.
• Sismómetros magnéticos: sismómetros esto quiere decir que mediante perturbaciones de un campo magnético que llevan en su interior van registrando el movimiento producido por las ondas.