ENERGÍA GEOTERMICA

La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.

El término “geotérmico” viene del griego geo (‘Tierra’), y thermos (‘calor’); literalmente ‘calor de la Tierra’. Este calor interno calienta hasta las capas de agua más profundas: al ascender, el agua caliente o el vapor producen manifestaciones, como los géiseres o las fuentes termales, utilizadas para calefacción desde la época de los romanos. Actualmente, el progreso en los métodos de perforación y bombeo permiten explotar la energía geotérmica en numerosos lugares del mundo.

Puede considerarse que hay dos tipos de yacimientos geotérmicos, que se podrían llamar:

• De agua caliente
• Secos

Yacimientos de agua caliente

Estos yacimientos pueden formar una fuente o ser subterráneos, contenidos en un acuifero.

Los que forman fuentes, se aprovechan desde tiempos muy antiguos como baños termales. En principio podrían aprovecharse enfriando el agua antes de utilizarla, pero suelen tener caudales relativamente reducidos.

En cuanto a los subterráneos, yacimientos de aguas termales muy calientes a poca o media profundidad, sirven para aprovechar el calor del interior de la tierra. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor. El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable.

En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a inyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:

• Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
• Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
• Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.

Clasificación según la temperatura del agua

• Energía geotérmica de alta temperatura. La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varias condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 °C. La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.
• Energía geotérmica de temperaturas medias. La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos de reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción).

• Energía geotérmica de baja temperatura. La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C.

• Energía geotérmica de muy baja temperatura. La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas, como la climatización geotérmica (bomba de calor geotérmica).

Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 °C, pero las fuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana y rural.

Yacimientos secos

En este caso, hay una zona bajo la tierra, a profundidad no excesiva, con materiales o piedras calientes, en seco. Se inyecta agua por una perforación y se recupera, caliente por otra, se aprovecha el calor, por medio de un intercambiador y se vuelve a reinyectar como en el caso anterior.

Un ejemplo, en Inglaterra, fue el “Proyecto de Piedras Calientes HDR” (sigla en inglés: HDR, Hot Dry Rocks), abandonado después de comprobar su inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR se están desarrollando en Australia, Francia, Suiza, Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energía geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se pueden aprovechar económicamente esas fuentes.

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¿CUAL ES LA ENERGÍA HIDRÁULICA?

Se denomina energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía, a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada solo una forma de energía renovable.

Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río, con una pequeña presa, mueve una rueda de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de presas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.

Dichas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una combinación adecuada de lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable para la construcción de represas. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética de las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual trasmite la energía a un alternador el cual la convierte en energía eléctrica.

Otro sistema que se emplea es conducir el agua de un arroyo con gran desnivel, por una tubería cerrada, en cuya base hay una turbina. El agua se recoge en una presa pequeña y la diferencia de altura proporciona la energía potencial necesaria.

Otro más consiste en hacer en el río una presa pequeña y desviar parte del caudal por un canal con menor pendiente que el río, de modo que unos kilómetros más adelante habrá ganado una cierta diferencia de nivel con el cauce y se hace caer el agua a él por una tubería, con una turbina.

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¿CUAL ES LA ENERGÍA EÓLICA?

La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía para las actividades humanas.

En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir electricidad mediante aerogeneradores, conectados a las grandes redes de distribución de energía eléctrica. Los parques eólicos construidos en tierra suponen una fuente de energía cada vez más barata, competitiva o incluso más barata en muchas regiones que otras fuentes de energía convencionales. Pequeñas instalaciones eólicas pueden, por ejemplo, proporcionar electricidad en regiones remotas y aisladas que no tienen acceso a la red eléctrica, al igual que hace la energía solar fotovoltaica. Las compañías eléctricas distribuidoras adquieren cada vez en mayor medida el exceso de electricidad producido por pequeñas instalaciones eólicas domésticas. El auge de la energía eólica ha provocado también la planificación y construcción de parques eólicos marinos, situados cerca de las costas. La energía del viento es más estable y fuerte en el mar que en tierra, y los parques eólicos marinos tienen un impacto visual menor, pero los costes de construcción y mantenimiento de estos parques son considerablemente mayores. 

A finales de 2013, la capacidad mundial instalada de energía eólica fue de 318 gigavatios.  En 2011 la eólica generó alrededor del 3 % del consumo de electricidad mundial.  Dinamarca genera más de un 25 % de su electricidad mediante energía eólica, y más de 80 países en todo el mundo la utilizan de forma creciente para proporcionar energía eléctrica en sus redes de distribución, aumentando su capacidad anualmente con tasas por encima del 20 %. En España la energía eólica produjo un 21,1 % del consumo eléctrico en 2013, convirtiéndose en la tecnología con mayor contribución a la cobertura de la demanda, por encima incluso de la energía nuclear.

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energía a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo deenergía verde. El impacto ambiental de este tipo de energía es además, generalmente, menos problemático que el de otras fuentes de energía.

La energía del viento es bastante estable y predecible a escala anual, aunque presenta significativas variaciones a escalas de tiempo menores. Al incrementarse la proporción de energía eólica producida en una determinada región o país, se hace imprescindible establecer una serie de mejoras en la red eléctrica local.  Diversas técnicas de control energético, como una mayor capacidad de almacenamiento de energía, una distribución geográfica amplia de los aerogeneradores, la disponibilidad de fuentes de energía de respaldo, la posibilidad de exportar o importar energía a regiones vecinas o la reducción de la demanda cuando la producción eólica es menor, pueden ayudar a mitigar en gran medida estos problemas. Adicionalmente, la predicción meteorológica permite a los gestores de la red eléctrica estar preparados frente a las previsibles variaciones en la producción eólica que puedan tener lugar a corto plazo

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¿QUE ES UNA CHIMENEA SOLAR?

Una chimenea solar - designada a menudo una chimenea termal - es una manera de mejorar la ventilación natural de edificios usando la convección del aire calentado porenergía solar pasiva.

Una descripción simple de una chimenea solar, es la de un eje vertical que utilizaenergía solar para realzar la ventilación natural del apilado de pisos en un edificio.

En su forma más simple, una chimenea solar consiste en una chimenea pintada de negro. Durante el día la energía solar calienta la chimenea y el aire dentro de ella, creando una corriente de aire ascendente en la chimenea.

La succión creada en la base de la chimenea se puede utilizar para ventilar y para refrescar el edificio.

En buena parte del mundo es más simple aprovechar los vientos predominantes del sitio, pero en días calmos y calientes este tipo de chimenea puede proporcionar la ventilación donde de otra manera no habría ninguna.

Hay sin embargo un número de variaciones solares de la chimenea. Los elementos básicos del diseño de una chimenea solar son:

• El área del colector solar: Esta superficie se puede situar en la parte superior de la chimenea o puede incluir el eje del tiro entero.
• La orientación, el tipo de pintura, el aislamiento y las características térmicas de este elemento son cruciales para captar, conservar y utilizar la energía solar.
• El eje principal de la ventilación: La localización, la altura, la sección representativa y las características térmicas de esta estructura son también muy importantes.
• Los orificios de entrada y salida: Las dimensiones, localización así como aspectos aerodinámicos de estos elementos son también significativos en el rendimiento.

Aprovechando el mismo principio de funcionamiento se han propuesto sistemas de generación solar eléctrica con un gran invernadero en la base para calentar el aire que luego sube a gran velocidad por una alta chimenea donde se ubican los aerogeneradores. También se la denomina usina ciclónica.

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CASA ENERGÍA PLUS

Una casa energía plus produce más energía generada por fuentes renovables, en el curso de un año promedio, respecto de la energía importada de la red. Para esto se requiere una combinación de tecnología de microgeneración y un edificio de baja energía mediante la implementación de técnicas de diseño edilicio solar pasivo, aislamiento térmico junto a una cuidadosa elección del sitio y el emplazamiento.

Puede implicar un cierto minimalismo post-moderno que utilice un mínimo de equipamientos modernos, que requieren poca energía para funcionar. No obstante muchas casas energía plus son indistinguibles de un hogar tradicional, en cuanto a imagen formal, puesto que utilizan simplemente las soluciones de mayor eficiencia energética (por ejemplo: electrodomésticos; iluminación bajo consumo; puertas y ventanas; intercambiadores de calor en el sistema de calefacción y ventilación; aislamiento en paredes, techos e instalaciones, etc); a través de toda la casa o edificio.

Un edificio de estas características se caracteriza entonces por gastar muy poca energía y que la energía generada sea en un año mayor que la consumida.
Esto no asegura que la vivienda sea confortable desde un punto de vista higrotérmico, ya que podrá ser calurosa en verano o enfriarse muy rápidamente en invierno o hasta sobrecalentarse si no existe un balance térmico optimizado. Y es mucho más recomendable ajustar el diseño mediante simulaciones numéricas con programas específicos tales como Energy Plus, Simedif y Codyba, entre otros. Los dos primeros son gratuitos y el último pago y ninguno es GNU.

La fuente de energía renovable más empleada en este tipo de edificios es la solar, tanto fotovoltaica (para suministro eléctrico) comotérmica (para agua caliente sanitaria, calefacción e incluso aire acondicionado o climatización de piscinas). Otras posibilidades son lageotérmica o incluso la eólica a través de microgeneradores.

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TECHO VERDE 2a parte

TIPOS DE TECHOS VERDES

Los techos verdes pueden ser clasificados en intensivos, "semi-intensivos" o extensivos, según la profundidad del medio de cultivo y del grado de mantenimiento requerido.

Los jardines en los techos tradicionales requieren un espesor de suelo considerable para cultivar plantas grandes y césped tradicional, se los considera "intensivos" porque requieren mucho trabajo, irrigación, abono y otros cuidados. Los techos intensivos son de tipo parque con fácil acceso y pueden incluir desde especias para la cocina a arbustos y hasta árboles pequeños.

Los techos "extensivos", en cambio están diseñados para requerir un mínimo de atención, tal vez desmalezar una vez al año o una aplicación de abono de acción lenta para estimular el crecimiento. En general los techos extensivos se visitan sólo para su mantenimiento.⁶ Se los puede cultivar en una capa muy delgada de suelo; la mayoría usa una fórmula especial decompost o incluso de "lana de roca" directamente encima de una membrana impermeable. Esto puede proveer sustrato para musgos y especies como Sedum.

Otra distinción importante son los techos horizontales o con pendiente. El declive de estos últimos reduce el riesgo de mal drenaje del agua, si bien presenta también mayores problemas para mantener húmeda la tierra.

Para fomentar la conciencia ecológica entre sus trabajadores y el público en general el INFONAVIT inauguró la azotea verde más grande de Latinoamérica. Esta azotea verde tiene 5 000 metros cuadrados, gran variedad de plantas, 300 metros de pista para trotar y un espacio para ejercitarse en yoga.

Los especialistas que desarrollaron el proyecto recomendaron un sistema para impermeabilización de cubiertas, resistente a raíces y libre de mantenimiento:

• Para drenar, una membrana de polietileno de alta densidad que funciona como sistema protector y de drenaje.
• Para la fijación perimetral una hoja metálica galvanizada recubierta.

El Gobierno del Estado de México, con la finalidad de seguir fomentando la conciencia ecológica ha ordenado que se replique el esfuerzo en todas las dependencias del Gobierno Federal.

Los techos verdes tienen mayores requisitos estructurales, muy especialmente los intensivos. Algunos edificios ya existentes no pueden ser modificados porque no soportarían el peso del suelo y vegetación. Los costos de mantenimiento pueden ser mayores según el tipo de techo. También es de importancia la impermeabilización al agua: instalar una adecuada capa impermeable y a prueba de raíces puede aumentar el costo de instalación.

Las cubiertas ajardinadas incorporan bajo la tierra una lámina geotextil antirraíces para evitar que filtraciones de arena puedan obstruir los drenajes, así como para impedir que las raíces de las plantas puedan dañar los elementos inferiores de la construcción. También suelen incorporar paneles de nódulos, que poseen relieves en forma de botón donde pueden embalsar una pequeña cantidad de agua. De esta manera, las plantas pueden acceder a esa reserva en temporadas secas. Bajo estas láminas se ubica el aislamiento térmico (normalmente paneles rígidos) para soportar el peso de la tierra y las plantas sin deformarse y la lámina impermeabilizante del propio edificio.

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TECHO VERDE 1a parte

Un techo verde, azotea verde o cubierta ajardinada es el techo de un edificio que está parcial o totalmente cubierto de vegetación, ya sea en suelo o en un medio de cultivo apropiado. No se refiere a techos de color verde, como los de tejas de dicho color ni tampoco a techos con jardines en macetas. Se refiere en cambio a tecnologías usadas en los techos para mejorar el hábitat o ahorrar consumo de energía, es decir tecnologías que cumplen una función ecológica.

El término techo verde también se usa para indicar otras tecnologías "verdes", tales como paneles solares fotovoltaicos o módulos fotovoltaicos. Otros nombres para los techos verdes son techos vivientes y techos ecológicos.

VENTAJAS

Los techos verdes se pueden usar para:

• Cultivar frutas, verduras y flores
• Mejorar la climatización del edificio
• Prolongar la vida del techo
• Reducir el riesgo de inundaciones
• Filtrar contaminantes y CO₂ del aire; véase también Paredes de cultivo
• Actuar como barrera acústica; el suelo bloquea los sonidos de baja frecuencia y las plantas los de alta frecuencia.
• Filtrar contaminantes y metales pesados del agua de lluvia
• Proteger la biodiversidad de zonas urbanas

Un techo verde es un componente clave de un edificio autónomo.

Un estudio realizado en 2005 por Brad Bass de la universidad de Toronto demostró que los techos verdes también pueden reducir la pérdida de calor y reducir el consumo de energía en invierno.

En un estudio reciente sobre el impacto de estructuras verdes en la zona de Mánchester los investigadores comprobaron que los techos verdes ayudaban a bajar las temperaturas especialmente en zonas urbanas: “agregar techos verdes a todas las estructuras puede tener efectos dramáticos en la temperatura de la superficie, manteniendo la temperatura por debajo de los promedios de los años 1961-1990 Los techos verdes tienen mayor impacto, donde la proporción de edificios es alta y la proporción de evaporación es baja. Por lo tanto la mayor diferencia ocurre en el centro de las poblaciones.

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¿QUE ES EL RECICLADO ENERGÉTICO?

La alternativa más económica para conseguir un edificio energéticamente eficiente es incluyendo desde la fase de proyecto el tema. Pero es posible tomar un edificio existente y mediante una técnica denominada de reciclado energético conocida por su raíz anglosajona comoretrofit dar al edificio un nuevo ciclo de vida sustentable.

Entre las primeras tareas se encuentra la de realizar una auditoría energética para conocer cuales son las entradas y salidas de energía al edificio como sistema, siempre buscando mantener el confort higrotérmico, la salubridad y la seguridad.

Existen una serie de pasos recomendados para lograr un reciclado energético de una vivienda. usualmente se las ordena de las más sencillas y económicas a las más complejas y costosas. Estos son los pasos que se aconsejan.

• Cambiar las Lámpara incandescentes por lámparas de bajo consumo, sean fluorescentes compactas o LED.
• agregar termostatos programables en los sistemas de climatización.
• Utilizar sistemas de calefacción o aire acondicionado de alta eficiencia energética y preferentemente que cuenten con etiqueta energética en niveles de eficiencia A o B.
• Elegir equipamiento y electrodomésticos de bajo consumo. En el caso de Estados Unidos los que cuenten con sello Energy Star.
• Reducir el consumo de agua de red mediante grifos con aireadores y duchadores de bajo flujo.
• Implementar un buen aislamiento de la envolvente a fin de mejorar la eficiencia energética y disminuir la demanda de calefacción y refrigeración.
• Utilizar productos con bajo contenido de VOC (compuesto orgánico volátil) para mejorar la calidad del aire interior
• Utilizar sistemas basados en energías renovables para el calentamiento de agua, calefacción, refrigeración y generación de electricidad.
• En los espacios verdes utilizar preferentemente especies vegetales del sitio.

Como todo conocimiento o técnica este ha venido evolucionando en las últimas décadas y a los pasos anteriores se incorporan los siguientes:

• Reducir el albedo y la radiancia de cubiertas y azoteas mediante techos verdes, cubiertas jardín, o techos fríos. Similar estrategia para las fachadas de edificios principalmente orientadas al poniente y al mediodía solar del sitio.

• Utilizar carpinterías (puertas y ventanas) de alta prestación. Implica una baja permeabilidad al aire o tasa de infiltración y vidriados eficientes como los DVH con vidrios convencionales o usando vidrios especiales de baja emisividad o con filtros UV.

• Reducir en más de un 80% el consumo de agua potable reutilizando aguas grises y negras mediante plantas de tratamiento compactas en el sitio.

• En cuanto a demanda de calefacción, ventilación y aire acondicionado esta debe reducirse como mínimo un 70% y preferentemente un 80% o más. Normas internacionales recomiendan no sobrepasar los 15 a 20 kWh/m².año en climatización 

• Utilizar materiales de bajo contenido energético y libres de contaminantes en el reacondicionamiento edilicio.

• Uso de sistemas de control inteligente y automatización del edificio. esto permite liberar en parte la acción humana y permite al edificio responder a solicitaciones ambientales del interior o del exterior del mismo.

Adquiramos conciencia para mejorar, ahorrar y a la vez contribuir con nuestro planeta.

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