Bacterias y energía.

   Las bacterias son microorganismos unicelulares, y son los organismos más abundantes de todo el planeta. Crecen en todos los hábitats terrestres, en todas partes. Desde los desiertos hasta los mares. Incluso resisten las condiciones del espacio exterior. Son los organismos más resistentes. En cada gramo de tierra, se pueden encontrar decenas de millones de ellas...

Bacterias E. Coli (x15000)

La primera idea de la existencia de estos microorganismos, emergió en una enciclopedia médica de 14 volúmenes, llamada "El Canon de medicina", escrita en 1020 por el médico musulmán Avicena. Evidentemente la idea que existía por aquel entonces, era una idea difusa basada en el pensamiento y no en la observación, ya que no existían medios suficientes como para poder profundizar en el tema.

Foto de Anton van Leeuwenhoek. 

Hubo que esperar casi 700 años para poder observarlas por primera vez (1683). El honor estuvo en las manos de Anton van Leeuwenhoek, científico de los Países Bajos, quien consiguió realizar estas observaciones con microscopios construidos por el mismo.
Otro gran impulso al estudio de las bacterias, llegó a mano de  Louis Pasteur, quien en 1859, derribó la teoría de la "generación espontánea".
Con el paso de los años, los estudios se fueron haciendo más rigurosos, y se le fueron atribuyendo a las bacterias numerosas propiedades que incitan un gran interés en la actualidad.
En el panorama de las energías renovables, están cobrando un papel de gran interés en la obtención de biocombustible: El etanol (alcohol etílico: C2H6O)

Astillas de madera para crear etanol.

Actualmente, el país más volcado en la generación de este biocombustible, es sin duda alguna EEUU.
En 2007, la empresa Range Fuels, atrajo millones de dolares de capital privado para la construcción de una planta de este biocombustible. Su objetivo, transformar 1000 toneladas diarias de astillas de madera y otros desechos en más de un millón de litros de etanol. El resultado, fue un fracaso absoluto. La conversión de biomasa en carburante resultó ser más difícil de lo que preveían y las ventas prácticamente nulas debido a la dificultad de competir en precio y prestaciones con la gasolina. En resumen: Grandes inconvenientes.
Lo mismo pasa con el etanol obtenido a partir del maíz. Se ve acorralado ante la necesidad de consumir entorno al 40% de la cosecha nacional, lo que provoca un aumento en el precio de los alimentos. (En 2010 se generaron  50.000 millones de litros de etanol en EEUU)


Otros métodos mejor planteados son utilizar la cáscara y el tallo del maíz en vez de la parte comestible, la caña de azúcar, producir combustibles líquidos a partir de algas o, donde entran en juego las bacterias, crear microorganismos manipulados genéticamente que segreguen hidrocarburos.
Recientemente en EEUU, se ha transformado la bacteria E.Coli (la encargada de la síntesis de insulina) en una productora que, recibiendo radiación solar, CO2 y agua, da como resultado diferentes hidrocarburos, entre ellos biodiésel. Esta bacteria, se alteró de tal forma que expulsa el aceite de manera que no hay que matarla para extraerlo. El aceite generado, flota en lo alto de la cuba donde se encuentran las bacterias, por lo que se puede retirar con facilidad para su posterior refinado. Esta bacteria presenta un crecimiento 3 veces superior al de la levadura y una capacidad de resistencia sorprendente para desarrollarse en ambientes extremos.
De momento se ve completamente imposible que este tipo de generación pueda reemplazar al petróleo. Pero tienen expectativas de que con el tiempo e invirtiendo el capital suficiente, se pueda frenar el aumento desmesurado de la demanda del combustible fósil.
Hay que tener en cuenta que un litro de metano tan solo aporta dos tercios de la energía que aportaría un litro de gasolina. Y sumándole que el ahorro de emisiones de CO2 a la atmósfera es más bien poco, hace que no se vea como el sustituto perfecto.

   Estos últimos días me he encontrado con un invento muy interesante en el que también se emplean bacterias para su funcionamiento. Se trata de una micropila bacteriana, y se considera la generadora de bioelectricidad más pequeña del mundo hasta el momento. Ha sido construida empleando la tecnología de microfluídos y una de las ventajas del uso de esta tecnología es que cualquier reacción química en un microfluido se desarrolla más rápidamente. Como pila que es,  su objetivo es generar corriente eléctrica, y por lo tanto, tendrá que tener un ánodo y un cátodo.

Pila bacteriana

Es aquí donde entra en juego la bacteria Shewanella Oneidensis (bacteria marina), la cual coloniza el ánodo creando una película (biofilm) sobre su superficie. Este ánodo está inmerso en un líquido que posee nutrientes para que la bacteria desarrolle su metabolismo. En el metabolismo bacteriano, se producen electrones mediante una reacción redox (obtención de ATP), que van a parar al cátodo, cerrando por lo tanto el circuito eléctrico. La electricidad que puede producir esta pila, es muy baja, (del orden de 7000 veces menos que una pila tipo AA) lo que imposibilita su comercialización para el funcionamiento de equipos electrónicos. Sin embargo el interés de esta pila reside más allá de la macroescala, y se centra en el futuro diseño de chips.

Shewanella Oneidensis.

   Las bacterias nos rodean día a día, y a veces, nos acabamos olvidando de sus utilidades y tan solo pensamos en ellas como propagadoras de enfermedades. Es cierto que cada año mueren miles de personas en todo el mundo por contagios bacterianos, y eso es difícil de remediar por el momento. Sin embargo, también es verdad que sin ellas la vida sería imposible.
En manos de los científicos queda la labor de buscar nuevas tareas que puedan ser asignadas a estos microorganismos, que, mejorados genéticamente, pueden llegar a ser una fuente productiva de energía a gran escala.




Fuentes:

[wiki]
[microbiologia]
[IyC]
[foto]

Recorriendo la energía termoeléctrica.

   Cuando miramos una central solar termoeléctrica, quizás pensemos en cómo han evolucionado las tecnologías relacionadas con la energía solar en los últimos años. Sin embargo, si echamos una vista hacia atrás, podemos desplazarnos más de 100 años en el tiempo y llegar a sus orígenes.

Los orígenes, corren a cargo del inventor francés Augustin Mouchot, quien se aferró a la idea de que el carbón, que impulsó la Revolución Industrial, con el tiempo se acabaría. En 1860 comenzó a investigar la cocina solar, y en 1866 desarrolló el primer colector solar de colectores cilindroparabólicos, el cual mostró al emperador Napoleon III en París. En 1878, construiría el primer generador solar.

Generador solar construido en 1878.

Sin embargo, debido a los grandes beneficios de Francia con el tratado de Cobden-Chebalier, y gracias a la mejora del transporte interno, el precio del carbón disminuyó, y se perdió el interés político por este tipo de energía alternativa, de manera que dejó de financiarse sus investigaciones.

Las investigaciones en esta área prosiguieron a manos de Maier de Aalen y Remshardt de Stutgart, quienes obtuvieron una patente para un colector solar CCP (Concentrador Cilindo Parabólico)

Central CCP de Meadi.

En 1912 Shuman, otro gran inventor, luchó por llevar la energía solar a todos los rincones del mundo. Por su cabeza rondó el ambicioso plan de sembrar el Sáhara de 50 mil kilómetros cuadrados de colectores, para producir así, toda la energía consumida en el mundo entero. (Por aquel entonces, el consumo mundial estaba en torno a los 200 MW) Llegó a recibir subvenciones para llevar a cabo su proyecto, pero todo se fue al trasto con el inicio de la I Guerra Mundial, por lo que se tuvo que conformar con la instalación de una central de CCP de 45 KW en Meadi, Egipto. Hoy en día, está empezando a llevarse a cabo el proyecto Desertec, que no es sino una evolución del plan que Shuman tenía en mente, 100 años atrás.

Las centrales termoeléctricas que podemos ver hoy en día, basan su funcionamiento en los primeros diseños que Mouchot y Shuman desarrollaron, pero gracias al desarrollo de nuevas tecnologías, de ese principio básico de recolección de la energía solar, sacamos un abanico de posibilidades de generar energía eléctrica, según las necesidades.

El primer ejemplo es el  Disco Stirling.

Disco Stirling.

Este tipo de mecanismo esta constituido por un concentrador solar, un receptor solar de cavidad y un motor Stirling que se acopla a un generador. El funcionamiento, es simple. Se calienta un fluido localizado en el receptor hasta temperaturas del orden de 700 / 800 ºC, de forma que esta temperatura se usa para poner en  marcha el motor (motor térmico). Se necesita un mecanismo para mantener el concentrador orientado al Sol.

La Tecnología de Torre: En España se ha instalado una central con este tipo de tecnología recientemente.

Es una de las más prometedoras, entre otras cosas porque permite la generación de electricidad durante las 24 horas del día, gracias al almacenamiento de energía calorífica en tanques de sales fundidas.

En este tipo de centrales se trabaja con el vapor de agua producido por los heliostatos, que generan energía al mover la turbina ubicada en la torre, siguiendo un ciclo termodinámico tradicional.

También existe la Tecnología cilindro-parabólica, que basa su funcionamiento en la concentración de los rayos solares en unos tubos situados en la línea focal de los cilindros, por dentro de los cuales fluye un fluido generalmente sintético que, elevada su temperatura a 400ºC, accede a un intercambiador de calor, donde se genera vapor sobrecalentado para accionar una turbina conectada a un generador. (Semejante a la diseñada por Shuman en 1912)

Por lo tanto queda bien reflejada la trayectoria que ha llevado la energía termoeléctrica a lo largo de este siglo. Toda su evolución, y el interés que numerosos científicos han puesto en su desarrollo. 

Sin embargo, son muchos los políticos que siguen sin prestarle la atención que se merece, o más bien que requiere. El presidente de Iberdrola, tachó de cara e inmadura a la energía termoeléctrica hace poco tiempo.

¿Será inmadura una tecnología que se lleva gestando desde hace más de 100 años? ¿O será que la ve como un rival en potencia para su empresa?

Según Greenpeace, los 5 países más prometedores para proyectos de este tipo de tecnología son España, EEUU, México, Australlia y Sudáfrica. ¿Cuánto más se va a esperar?

Como se preguntaba Mouchot, en 1878:

 "Llegará un punto en que la industria no encuentre en Europa los recursos para satisfacer su prodigiosa expansión... Indudablemente, el carbón se acabará.. ¿Qué hará para entonces la industria?"

El tiempo lo dirá.

Augustin Mouchot (1825-1912)

Fuentes:

[wiki]
[Greenpeace]

20-N: Continuará...

Proyecto "Desertec" y futuro de las HVDC.

   Muchas veces se ha oido hablar de ideas de proyectos energéticos en el desierto del Sáhara. Ideas que se centraban en poblar todo el desierto con campos enteros de paneles fotovoltaicos. Sin embargo siempre se vio como una utopía, debido a la dificultad de almacenamiento de energía o de transporte a largas distancias, debido a las grandes pérdidas de la corriente alterna.
El Sáhara, recibe durante 6 horas de luz, la energía que se consume durante un año entero en el resto del mundo. ¿Hasta cuándo se va a seguir desperdiciando esa fuente de energía?
Hace unos días se publicó una noticia sobre un enorme proyecto energético que tendrá comienzo, si todo sale según lo previsto, en el 2012.
Este proyecto está encabezado por empresas alemanas, como E.ON, Siemens, españolas (Red Eléctrica), francesas e italianas, y pretende llevar a cabo, esa antigua idea que se tachaba como imposible.
El proyecto tiene como punto de inicio Marruecos, donde se instalará una central termoeléctrica de 12 km cuadrados, con capacidad productiva de 150 Megavatios y un coste de 600 millones de euros. A partir de ahí, se seguirán construyendo centrales hasta alcanzar los 500 MW. En 2015, esta electricidad se vendería en el mercado marroquí y español. Desde ahí, el proyecto se extenderá hasta Egipto.
La inversión en 38 años, se estima en 400.000 millones de euros, y permitirá en 2050, abastecer el 15 % de la demanda total eléctrica europea.



Proyecto Desertec con sus conexiones HVDC.



En la imagen se puede ver los tipos de instalaciones que se llevarán a cabo en el proyecto. En las zonas costeras africanas se instalaran parques eólicos, y en las zonas interiores, centrales termosolares.



Imagen de una central termosolar.



Las centrales termosolares es uno de los futuros más consolidados para las energías renovables. Su producción es continua durante 24 horas. Su funcionamiento, se basa en proyectar, mediante espejos metálicos la luz solar (heliostatos), y concentrarla para calentar aceite, el cual transmite el calor al agua interior que se evapora y hace mover una turbina, siguiendo generalmente, un ciclo Rankine.

Durante la noche, el agua se calienta gracias a depósitos de sales fundidas, que almacenan el calor durante el día.

Llegados a este punto, cabe preguntarse cómo se distribuirá la energía a lo largo de distancias tan grandes (miles de kilómetros), sin obtener grandes pérdidas debido a calentamiento por efecto Joule.

Es aquí donde entra en juego la alta tensión de corriente continua (AVCC, AVCD o HVDC)

Durante años, a finales del siglo XIX, existió una disputa entre Thomas Edison, que apoyaba la corriente continua (DC) y Nikola Tesla, fiel a la corriente alterna. (AC).

La victoria fue de Tesla, quien demostró que, en pequeñas distancias, la corriente alterna producía menos pérdidas que la CC. Además, permitía el uso de transformadores para permitir la transformación de voltajes, lo que implicaba un enorme ahorro frente a los sistemas de transformación de la corriente continua.

Ahora bien. En el caso de grandes distancias, la corriente continua ha demostrado un mayor rendimiento que la alterna. Concretamente, sus pérdidas cada 1000 Km son de un 3 %.

A parte de esto, existen otras ventajas de la HVDC frente a la HVAC.

En el caso de cableado submarino, la alta capacitancia en CA limita la distancia de transmisión. Algo que no ocurre si se trabaja con corriente continua.

A mayores, no se necesita sincronización para conectar un dispositivo a esta red.

Por lo tanto, están bien claras las ventajas de la HVDC frente a la AC para casos de transporte energético de grandes distancias, como es el caso de este proyecto.

 

Mapa de HVDC. Rojo: Lineas existentes. Verde: Lineas en construcción. Puntos azules: Futuros proyectos.

 Lineas que todavía no están construídas, como la que une Islandia con Inglaterra permitiría la exportación de energía de un país, como es el caso de Islandia, con excedente de energía. Lo que potenciaría más su economía. Esta linea, sería posible construirla gracias a las líneas de HVDC.

La HVDC potenciaría también la energía eólica, conectándo líneas con Noruega, país rico en energía hidroeléctrica. Se le cedería energía eólica para que aumentase el nivel de los embalses mediante bombeo, de tal forma que la devuelvan cuando más se necesite. 

Como última ventaja, se puede destacar que los postes de HVDC, son menos aparatosos y más baratos, ya que sostentan dos cables, en vez de 3, como es el caso de la HVAC.

Cruce de dos líneas de HVDC.

 En el mundo, hay 7 mil millones de personas. Un dato de Naciones Unidas, asegura que para el 2020, el planeta podría albergar a 8 mil millones. Esto implicará, sin lugar a dudas, un aumento de consumo energético en todo el planeta. Este proyecto Desertec, será uno de los muchos que habrá que llevar a cabo para poder abastecer a toda la sociedad futura. Por lo tanto, el desarrollo de las líneas de HVDC, y su interconexión con las de HVDA, será una necesidad para desarrollar una red eléctrica eficiente y sostenible y que permita a todos los países, disponer de la energía eléctrica.

Por lo tanto, la dura batalla entre Edison y Tesla, sobre cual es la mejor forma de transportar energía eléctrica, puede que quede en empate, dentro de unos cuantos años. AC/DC.

Fuentes:

http://www.elpais.com/  

http://www.wikipedia.com/

        

¡¡Luces, cámara y acción!!

 No se si nos toman por tontos, o si son tan tontos para hacerlo. Es la única conclusión en limpio que se puede sacar del debate de ayer noche entre Rubalcaba y Rajoy. ¿Son debates pactados? ¿Los ensayan previamente antes de ponerse en directo? Parece que el tema de política energética y ambiental se ha esfumado de la preocupación de los políticos. Quizás a ninguno de los dos les convendría sacarlo ante las cámaras. Al fin de cuentas, Rubalcaba arrastraría la peor política energética a sus espaldas, y Rajoy, se vería obligado a abordar un tema que, en su programa electoral ha sido escrito con tinta invisible. Después de leer el resumen del programa electoral del Partido Popular, lo único que de algún modo hace referencia al frenado del cambio climático, es la plantación de árboles en los montes para así contribuir a la fijación del CO2. ¿Una tomadura de pelo? Seguro.
Por lo tanto, después del gran circo de los títeres de ayer noche, seguido por casi 12 millones de personas, se puede deducir que, salga quien salga el 20-N, las importaciones de petróleo y gas seguirán siendo los cimientos de la legislatura en cuanto a política energética. Seguirá existiendo el déficit tarifario, situado en los 20 000 millones de euros, seguirán destruyéndose empleos relacionados con el sector de las renovables. La energía eólica, que en estos últimos días batió récord de producción rondando el 60 % de la demanda total, se verá nuevamente azotada por recortes. Aumentarán los años de vida de las centrales nucleares, entre ellas, como no, la de Garoña. Y así se regirá el bipartidismo: Renovación Cero.
Seguirán prefiriendo por lo tanto, importar que exportar. Dar el dinero a otros países antes que usarlo en beneficio propio para fortalecer la economía española.

Sin embargo, todavía existen partidos políticos en el que, este tema, ocupa varias páginas de su programa electoral. El programa de Izquierda Unida, por ejemplo, ofrece un gran apoyo a las energías renovables. Desde la solar, promoviendo la instalación en techos, a la minieólica, termosolar, termoeléctrica, geotérmica, undimotríz y minihidráulica. Proponen el cierre directo de Garoña, y el posterior cierre de las demás nucleares en cuanto se consiga alcanzar una instalación nueva total de 50 000 MW de renovables. Buscan, de una forma ya conocida, hacer un país autónomamente sostenible. Greenpeace publicó el informe Energía3.0 en el que explica los pasos a seguir para poder hacer de España un país 100 % eficiente con energías renovables para 2050. ¿Pero, quienes son esos? Al bipartidismo esas cosas no les interesa! Menos todavía al esbirro de Iberdrola, el Ministro Sebastián.

Nada más que decir. Sólo que lo que se temía, era cierto. Aunque se pretenda guardar en un cajón cerrado.

¿Alternativas?  El día 20, en las urnas. Cada uno, que decida.



Imagen sacada de: aquí



Con vistas al 20-N.

Pasan los días y nos vamos acercando a las elecciones nacionales sin todavía tener una visión global de los programas electorales de los candidatos. Lo único que se deja entrever son tapaderas y propuestas sombreadas que buscan únicamente obtener el voto público, sin importar lo que venga después.
Siguen sin decirnos en qué situación nos encontramos y qué métodos usarán como acción paliativa para poder salir de la actual crisis económica.
El Partido Popular parece ceñirse al dicho "El fin justifica los medios" y tan solo se dedica a promover palabrería hueca, sin ningún contenido aprovechable.
En el ámbito energético, después de la peor legislatura para las energías renovables a cargo del señor Sebastián; no parece que se vayan a tomar nuevas medidas que puedan promover este desarrollo tecnológico. El líder del Partido Popular, hace tres meses, hacía constatar su oposición al cierre de la central nuclear de Garoña para el 2013, y apoyaba prolongar su funcionamiento hasta el 2019. Sin embargo en su programa electoral, tan solo menciona la posibilidad de prorrogar la vida útil de las centrales bajo el visto bueno del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). Sigue por lo tanto, dando pinceladas de lo que podrá ser su política energética.

En los último años, el precio de la electricidad subió casi un 50 % respecto a 2005. ¿A qué se debe esta subida de los precios? ¿Al aumento de la economía? ¿A la subida del precio del petróleo?

Desde luego la economía no subió en estos ultimos 5 años lo suficiente como para aumentar en un 50 % el precio de la electricidad. Solo hay que ver los datos de PIB e IPC. Y en lo referente al petróleo, tuvo su máximo en el año 2008. ¿Entonces qué?

Es aquí donde entra en juego la demagogia, y el posible interés del Ministro de Industria Miguel Sebastián de acabar en un alto cargo de las mayores empresas energéticas de España, tal y como lo están haciendo José María Aznar en Endesa, o Felipe Gonzalez en Gas Natural. Así pues, "la culpa la tienen las renovables". Así lo dicen y tan tranquilos se quedan. Sus grandes argumentos se basan en que las energías renovables son subvencionadas, y estas subvenciones son tan elevadas que se necesita subir el precio de la electricidad para compensarlo.
Otro argumento es el déficit tarifario, por culpa del cual, el Estado les debe mucho dinero. Déficit que se generó por no querer aumentar el precio de la electricidad en el año 2000, cuando el pétroleo había experimentado un aumento considerable. En el año 2008, el barril de Brent alcanzó neuvo record histórico. Nuevamente el Gobierno no quiso imponer un aumento en la tarifa eléctrica, lo que volvió a provocar más déficit. Según las grandes eléctricas, todo fue por culpa de las renovables.

En conclusión, cae de cajón el acoso que están sufriendo día a dia las renovables, pese a que sean potencialmente beneficiosas para nuestro país. A parte de generar empleo, nos ayudarían a independizar nuestra economía de la importación de petróleo, la cual deja miles de millones de euros anuales que, por un lado provocan la subida de impuestos en productos de compra cotidiana, y por otro, agravan el déficit tarifario. Además de reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera y de promover una economía con futuro. La semana pasada estuve asistiendo a conferencias sobre energías renovables y eficiencia energética y pude ver una visión muy optimista sobre el desarrollo tecnológico que se podría llegar a obtener de las energías renovables destinándoles el suficiente capital.

Es interesante destacar que Iberdrola posee parques eólicos y generadores hidráulicos. Sin embargo, sus críticas se centran directamente en la energía solar. Hombre claro, en las ciudades es complicado tener tu propio aerogenerador, pero sin embargo sería muy fácil instalar tu panel solar en el tejado del edificio o en las ventanas, (se diseñaron células fotovoltaicas que son utilizables como cristales para las ventanas) pero evidentemente eso no le conviene, ya que cuanta más dependencia energética hacia la energía suministrada por la red, mejor para su bolsillo. Evidente!

Por lo tanto estamos sometidos como marionetas a lo que dicten las grandes energéticas.

Estaría muy bien saber, qué programa electoral manejará el partido que salga vencedor el día 20 de noviembre, en lo referente a energía y sostenibilidad. Qué vía optará para caminar, si una sostenible que comience a someter a las grandes empresas como Iberdrola y Endesa o por otra en la que, atendiendo a un beneficio individualista, permita a esas empresas, campar a sus anchas y generar una economía de derribo contra las energías renovables. De momento, todo está incierto, la energía permanece lejos de las urnas y viendo la estrategia política que se esta perpetrando, todo seguirá igual.





H2Optima. Cómo obtener agua potable a partir del Sol.

   En la actualidad, cada vez son más las personas que tienen dificultad para poder beber agua potable a diario. Un estudio realizado por las Naciones Unidas, prevee que en el año 2025, podrían ser en torno a 2.300 millones de personas.

Pensando en esto, 7 empresas catalanas, se han puesto en marcha, y han conseguido crear y lanzar al mercado un nuevo dispositivo potabilizador de agua portatil. El H2Optima

Este equipo, tiene la capacidad de depurar agua dulce contaminada o agua salada, sin necesidad de aportarle ningún tipo de combustible, ya que dispone de tres módulos fotovoltaicos plegables automáticamente (lo que facilita su transporte.)

La cantidad de agua depende evidentemente de su exposicion a la radiación solar. Suponiendo una estadía de 5 horas, se podrían obtener hasta 7 mil litros de agua dulce descontaminada. En caso de operar con agua salada, tan solo se obtendrían 500 litros.

El destino de estas máquinas, podría centrarse en las zonas subdesarrolladas de África o Asia, donde se necesita caminar cientos de kilómetros para localizar focos de agua potable. Zonas en las que además, el sol está presente durante casi todos los dias del año, lo que aumentaría su eficiencia.

Médicos sin fronteras ya han mostrado interés por esta potabilizadora cuyo precio, está en torno a los 18 mil euros. Un precio bastante asequible teniendo en cuenta su gran utilidad y su mínimo mantenimiento.

Una nueva e innovadora aplicación de los tantos usos que se le puede dar a la energía fotovoltaica, que, al igual que la eólica está siendo punto de crítica y rechazo de tantos políticos que con datos absurdos y mentirosos pretenden engañar a los españoles como a estúpidos, hasta el punto de  atribuirle a la energía renovable, un mayor coste que a las de combustible fósil. Lo que Iberdrola diga, va a misa.