Energía Eólica: Alternativas Ecológicas para el Ahorro Energético

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN. U.E. ANEXO CRISPÍN PÉREZ. GRADO 9, SECCIÓN C

Integrantes: Karim Urfali

Planteamiento del Problema

Las primeras evidencias sobre la destrucción del ozono debida a los CFC se remontan a la década de 1970 y llevaron a la firma, en 1985, del Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono, cuyo principal cometido era fomentar la investigación y la cooperación entre los distintos países. En mayo de ese mismo año, varios científicos británicos publicaron un documento que revelaba y confirmaba la disminución espectacular de la capa de ozono sobre la Antártida. Esto afecta negativamente a la vida en el planeta, generando una gran crisis en todos los ámbitos. Actualmente se ha investigado por expertos científicos el desgaste de la capa de ozono y el crecimiento acelerado de la destrucción de la misma.

El consumo de energía a nivel mundial es el mayor causante de la destrucción de la capa, por el dióxido de carbono CO₂ que expulsan las plantas eléctricas, automóviles e industrias petroleras que influyen excesivamente en la contaminación del medio ambiente en general.

Formulación del Problema

¿Existe un método o mecanismo para obtener energía sin tener que contaminar el medio ambiente?

¿La energía eólica puede contribuir al ahorro del agua y de recursos no renovables explotados hoy en la actualidad?

¿Colaboraría con la reducción del consumo de energía de los combustibles fósiles?

¿Los materiales reciclados o desechos aportarían un beneficio para el medio ambiente como producto o materia prima que ayude a generar energía eólica?

¿Los materiales de desechos utilizados benefician al no desperdicio o al mal uso, lo cual sería útil para cualquier actividad, y como ventaja disminuye el nivel de contaminación?

Objetivo General

Realizar estrategias para crear alternativas ecológicas que contribuyan con el ahorro de la energía.

Objetivos Específicos

1. Realizar e investigar diversos experimentos del área energética como pruebas con limones, papas y generadores eólicos para mejorar la forma de obtener energía, recopilando información de cada uno de los experimentos hechos y realizar uno mejor con las prácticas de los experimentos anteriores para obtener el de mayor aprovechamiento energético.

1. Recolectar motores de secadores de pelo, batidores de torta y motores extraídos de juguetes viejos, materiales de desechos como madera, vástago, aspa de ventilador, condensadores de energía, cables de artefactos sin funcionamiento, engranajes y un diodo. Todo esto para poder iniciar el proceso para obtener energía.

• Crear piezas con material de reciclaje como cartón y una arandela de madera. Además de buscar engranajes de diferentes tamaños para aumentar las revoluciones (vueltas) y mejorar el sistema, dando la cantidad de vueltas necesarias para generar la cantidad de energía requerida.

Justificación

Se investigó un mecanismo eólico y combinaciones de sistemas mecánicos de diferentes fuentes de información, además de diferentes métodos y originalidad entre el equipo para el proyecto de (Energía Alternativa Ecológica). La cual sirve como estrategia para el ahorro de energía. Algunos de sus aportes son: mejorar el nivel o calidad de vida en nuestro planeta, utilizando mecanismos de movimientos impulsados por la propia naturaleza y la construcción con algunos materiales de desechos.

La construcción de este proyecto beneficia a las comunidades más alejadas y aisladas de servicios eléctricos, y al medio ambiente con ahorro del agua y el ahorro de las fuentes de energías explotadas hoy en la actualidad, beneficiando en su mayor parte al medio ambiente.

Antecedentes

La energía eólica no es algo nuevo; es una de las energías más antiguas junto a la energía térmica. El viento como fuerza motriz existe desde la antigüedad y en todos los tiempos ha sido utilizado como tal. Tiene su origen en el sol. Así, ha movido barcos impulsados por velas o ha hecho funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. Pero fue a partir de los ochenta del siglo pasado cuando este tipo de energía limpia sufrió un verdadero impulso.

La energía eólica crece de forma imparable a partir del siglo XXI, en algunos países más que en otros, pero sin duda alguna en España existe un gran crecimiento, siendo uno de los primeros países por debajo de Alemania a nivel europeo o de Estados Unidos a escala mundial. Su auge en parques eólicos se debe a las condiciones tan favorables que existen de viento, sobre todo en Andalucía, que ocupa un puesto principal, entre los que se puede destacar el Golfo de Cádiz, ya que el recurso de viento es excepcional. En Europa, los primeros molinos aparecieron en el siglo XII en Francia e Inglaterra y se distribuyeron por el continente. Eran unas estructuras de madera, conocidas como torres de molino, que se hacían girar a mano alrededor de un poste central para levantar sus aspas. El molino de torre se desarrolló en Francia a lo largo del siglo XIV. Consistía en una torre de piedra coronada por una estructura rotativa de madera que soportaba el eje del molino y la maquinaria superior del mismo.

Estos primeros ejemplares tenían una serie de características comunes. De la parte superior del molino sobresalía un eje horizontal. De este eje partían de cuatro a ocho aspas, con una longitud entre 3 y 9 metros. Las vigas de madera se cubrían con telas o planchas de madera. La energía generada por el giro del eje se transmitía, a través de un sistema de engranajes, a la maquinaria del molino emplazada en la base de la estructura. Los molinos de eje horizontal fueron usados extensamente en Europa Occidental para moler trigo desde la década de 1180 en adelante. Basta recordar los ya famosos molinos de viento en las andanzas de Don Quijote. En Estados Unidos, el desarrollo de molinos de bombeo, reconocibles por sus múltiples velas metálicas, fue el factor principal que permitió la agricultura y la ganadería en vastas áreas de Norteamérica, de otra manera imposible sin acceso fácil al agua. Estos molinos contribuyeron a la expansión del ferrocarril alrededor del mundo, supliendo las necesidades de agua de las locomotoras a vapor. Las turbinas modernas fueron desarrolladas a comienzos de 1980, si bien los diseños continúan desarrollándose.

Bases Teóricas

La prestigiosa revista Energy Policy ha recogido recientemente dos estudios que lanzan algunas claves para el futuro de la energía eólica en España. Un equipo de ingenieros de la Universidad de Zaragoza considera que es “técnicamente viable y económicamente razonable” un panorama energético español en el que la energía eólica represente el 30%. Por su parte, un informe de dos investigadoras de la Universidad de Alcalá (UAH) y la Asociación Europea de Energía Eólica (EWEA) refleja que los puestos de trabajo generados por este sector en la Unión Europea se han incrementado un 226% desde 2003. “Hoy los parques eólicos suministran cerca del 12% de la energía eléctrica producida en España, pero en el año 2030 podría alcanzar el 30%”, explicó José Luis Bernal, del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Zaragoza y coautor del trabajo publicado en la revista Energy Policy.

Andrés Llombart, director de División eléctrica del Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos (CIRCE). Este centro, que tiene entre sus principales objetivos el fomento de las energías renovables, es uno de los organizadores del Foro Tecnológico y Empresarial de Energía Eólica, que reunirá este jueves en Zaragoza a más de 80 investigadores y empresarios de este sector. Además del CIRCE, los otros promotores son la Cátedra SAMCA, perteneciente al CPS-I3A, y el Gobierno de Aragón, a través del departamento de Industria, Energía, Comercio y Turismo. “Se trata de una iniciativa novedosa en España, que es habitual en otros países, que alcanza la cuarta edición, tras haberse centrado en las anteriores ocasiones en Nuevos Materiales, Aeronáutica y los Residuos-Reciclaje”

Por su parte, Emilio Gómez Lázaro, profesor y director del IIER, trató el tema “Energía Eólica: situación actual y perspectivas”, en el que dibujó el estado en el que se encuentra esta energía a nivel nacional e internacional y la creciente importancia de la misma en los sistemas eléctricos de muchos países. En su exposición abordó aspectos relativos a la integración en los sistemas eléctricos de la energía generada en los parques eólicos y aportó algunas novedades de la tecnología en la energía eólica marina, para finalmente resumir los principales retos de investigación en este sector. El ciclo ha contado en su edición de 2009 con la presencia de reconocidos especialistas a nivel internacional, como William Kovacic (presidente de la Comisión Federal de Comercio de Estados Unidos), Cayetano López (director general adjunto del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), o Ernest J. Moniz (director de MIT Energy Initiative).

Sergi Pitarch Valencia Los parques eólicos marinos que podrían construirse en los próximos años en la costa valenciana, sobre todo a la altura de Vinaròs, Valencia y Sagunt, generarían grandes beneficios a la fauna del litoral, según un estudio encargado por la empresa Noordzeewind y realizado por expertos de la universidad holandesa de Wageningen. El informe, publicado por el periódico inglés The Guardian, asegura que los aerogeneradores "pueden contribuir a un hábitat más diverso y a ayudar a la naturaleza a reponerse de los efectos de la pesca intensiva, la contaminación y la extracción de petróleo y gas". La investigación se ha realizado en el parque eólico Egmond aan Zee, donde se construyeron los primeros aerogeneradores a gran escala en la costa holandesa, en el Mar del Norte. Los únicos efectos negativos que detecta el estudio son sobre la vida de las aves, aunque "son mínimos". La mayoría de pájaros evita las aspas de los molinos de viento y son las gaviotas las que más han chocado. En los aerogeneradores del interior de Castelló, la muerte de buitres ha sido el mayor dolor de cabeza de expertos y ecologistas. Los movimientos contra la energía eólica argumentan que los aerogeneradores tienen un impacto negativo sobre las aves y podrían quebrantar la fauna marina. Este estudio tumba parte de estas argumentaciones ya que explica que los molinos "proporcionan un nuevo hábitat para organismos que viven en el mar como mejillones, anémonas y cangrejos, contribuyendo a aumentar la biodiversidad marina". En este sentido, los expertos del Instituto para Recursos Marítimos y Estudios del Ecosistema de la Universidad Wageningen defienden que los parques eólicos marinos proporcionan "un oasis tranquilo para el pescado y los mamíferos marítimos en un área costera relativamente ocupada". En el caso holandés, los aerogeneradores han favorecido la cría del bacalao.

Pese al optimismo que desprende este estudio respecto a la energía eólica y a sus parques en la costa, la investigación recuerda que las aspas de los molinos pueden tener un impacto sobre la vida de alguna especie de ave, por lo que recomienda que los parques eólicos estén localizados en áreas específicas para reducir al mínimo el impacto posible. Y con la idea de generar el menor daño a la flora y la fauna, el Gobierno realizó el Estudio Estratégico Ambiental para la energía eólica marina. Este informe permitirá el desarrollo de la energía eólica marina frente al litoral de Vinarós y en la plataforma situada frente a Valencia y Sagunt, justo donde se pretenden realizar prospecciones petrolíferas. El Estudio Estratégico Ambiental amplió las áreas de protección -zonas no aptas- en el entorno del cabo de la Nao y de San Antonio. El documento mantiene como zona no apta hasta 8 kilómetros de la costa, donde debido a la curvatura de la Tierra, las torres eólicas no serán visibles desde la costa.

Según un estudio independiente, el litoral de la C. Valenciana es, por su extensión y características, el de mayor potencial eólico en España. El informe establece un potencial o techo de producción de 30,10 GW -una central nuclear como la de Cofrentes tiene 1,1 GW- calculado de acuerdo a la tecnología que estará disponible en 2050 -con generadores de al menos 4,5 MW con 114 metros de diámetro y 120 metros de altura- y las limitaciones medioambientales. Por otra parte, la Comunidad Europea y el Gobierno español coinciden en destacar el carácter estratégico de la energía eólica marina y su enorme potencial como fuente energética renovable. Sin embargo, mientras España es la segunda potencia mundial en energía eólica, no dispone todavía de instalaciones marinas, aunque hay proyectos muy avanzados que verán la luz en 2014. La industria eólica ha denunciado este retraso normativo, aunque admite que uno de los principales escollos es de temática "socio-ambiental".

El director del Departamento de Ciencias y Técnicas de la Navegación de la Universidad de La Laguna y director del Grupo de Investigación I+D Ingemar, Isidro Padrón Armas, ha presentado recientemente en un congreso en la Universidad de Southampton, Inglaterra, un trabajo sobre la energía de las olas como complemento al sistema energético insular, en el que se propone la participación de distintas energías alternativas para Canarias. Así, el investigador aconseja, según indica en un comunicado, la futura incorporación de la energía undimotriz, es decir, la que generan las olas, al sistema híbrido de energía renovable que se desarrolla concretamente en la isla de El Hierro. "La incorporación de este tipo de energía puede llegar a dar mayor estabilidad y confianza al sistema electroenergético", explica el profesor, quien añade que si bien los fenómenos meteorológicos del Atlántico norte influyen en la energía de las olas que se genera en las islas, el principal factor son los vientos alisios, que invaden con oleadas de energía nuestras costas la mayor parte del año. Por tanto, en el trabajo de Padrón se propone una sinergia entre varias energías alternativas como son la eólica, la hidráulica y la undimotriz, para alcanzar un mejor rendimiento del sistema. "Toda la energía generada tanto por la energía eólica como por la energía de las olas puede ser utilizada por los consumidores", arguye el investigador de la Universidad de La Laguna. "La energía que se produzca por encima de la demanda en horarios de alta producción será utilizada para el bombeo de agua a un depósito elevado con el objetivo de convertirla posteriormente en energía a través de una hidroeléctrica", afirma.

Metodología Utilizada

1. Motor eléctrico pequeño en buen estado.
2. Aspa liviana de plástico o de metal.
3. Engranajes de plástico.
4. Comprar rolineras o buscarla en aparatos viejos.
5. Buscar condensadores de equipos viejos que no estén en funcionamiento como computadoras, radios, televisores, etc.
6. Un interruptor.
7. Dos cables. Uno para el positivo y el otro para el negativo.
8. Soldador de estaño.
9. Un metro de estaño.
10. Una madera de acuerdo con el tamaño del generador eólico que vayas a hacer.
11. Una tablilla para la base del generador.
12. Un bombillo para verificar que funciona bien.
13. Un taladro para hacer la perforación en la tabla o acrílico duro y colocar los engranajes.
14. Una segueta.
15. Cámara fotográfica.
16. Papel y lápiz para el diseño del plano.
17. Investigar por todas las fuentes necesarias que se requieran.
18. Expertos en electricidad que te orienten.

¿Cómo se Hizo?

Lo primero que se hizo fue taladrar en una tablilla cuatro agujeros pequeños para poder sujetar la tablilla con la base, además de dos agujeros en la parte superior para introducir un vástago y un motor eléctrico. Luego, el engranaje de mayor diámetro se introdujo en el vástago y el de menor diámetro en el motor, se le agregó de forma contraria del vástago un aspa de ventilador. Después de que se hizo esa parte, se procedió a soldar con estaño dos cables, uno para el positivo y otro para el negativo en el motor. Después de haber hecho esto, se probó con un bombillo para saber si prendía. Como empezó a pestañar la luz del bombillo, se le agregó un condensador para que la energía pasara continua y listo. Luego se construyó una casa de madera, fue pintada y fin.

Resultado

Se obtuvo un beneficio de ahorro energético con el mecanismo eólico. La utilidad de materiales de desecho ha contribuido positivamente con el medio ambiente en general. El mecanismo eólico resultó satisfactoriamente con lo previsto.

Conclusión

Tenemos muchos años oyendo hablar sobre ecología sin saber qué significa realmente y menos, cómo aplicarla en nuestra vida diaria. Nos cuesta darnos cuenta que contaminamos a la Tierra desde nuestros hogares, desde nuestras relaciones con los otros y con nosotros mismos. Con el proyecto se ha aprendido conocimientos de las ciencias en el área energética. Se ha tomado conciencia con respecto al cuidado del medio ambiente.

Actualmente existe una búsqueda continua de nuevas fuentes de energía para satisfacer las necesidades, en constante aumento de los países industrializados y los países en vía de desarrollo como nuestro país “Venezuela”. Al mismo tiempo, interesa conseguir nuevas fuentes energéticas limpias alternativas como, por ejemplo, generadores eólicos. Quizás por haber estado Venezuela tanto tiempo bajo el dominio del “modelo petrolero”, es poco lo que se ha aprovechado del poder energético de los generadores eólicos. Mientras tanto, quemamos anualmente millones de barriles de petróleo en plantas termoeléctricas para garantizar el vital suministro de electricidad a nuestros hogares, industrias, centros de servicios y de comercio.

La idea central que deseamos mostrar en este informe de expociencias sobre el ahorro de la energía y disminución de la explotación de combustibles fósiles por medio de generadores eólicos como fuentes de energía. En este informe se muestra cómo funciona un generador eólico, qué piezas lo componen y cómo hacer uno igual o mejor que este.

“Necesitamos reciclar no solo nuestra basura sino también nuestras emociones y actitudes destructivas si queremos salvar al planeta y a nosotros mismos”. Por esta razón se ha investigado y creado una forma mecánica de obtener energía sin tener que contaminar el medio ambiente como generador eólico y creando conciencia sobre nosotros mismos. La principal conclusión a la que llegamos al abordar el tema del agua y la energía en un sentido general es muy clara: nuestro pequeño planeta “planeta azul” no es posible la vida sin presencia del vital líquido. No se trata, pues, solamente de garantizar un importante flujo energético, sino de garantizar la permanencia de la vida mediante el equilibrio del CO₂ de forma tal que sea posible la vida en nuestro único hogar el “planeta azul”.

Recomendaciones

1. Utilizar materiales de desecho para contribuir positivamente con el medio ambiente y disminuir el nivel de gastos protegiendo nuestro bolsillo.
2. Buscar expertos en el área que te puedan orientar para la realización de un mecanismo eólico como este.
3. Colocar el generador eólico en un lugar donde haya mayor frecuencia de viento.