Vehículos híbridos

Los coches híbridos se consideran el sistema de transición hacia los vehículos eléctricos puesto que su utilización permite reducir las emisiones contaminantes. En la actualidad millones de coches híbridos circulan por las carreteras de todo el mundo. Los coches híbridos ya no solo utilizan gasolina y batería eléctrica, sino también nuevos sistemas de propulsión y si bien los automóviles con motor de gasolina y eléctrico son el modelo híbrido más conocido, ya no es el único modelo posible porque los principales fabricantes investigan las posibilidades comerciales de vehículos que combinan todo tipo de sistemas de propulsión y recarga: conectables a la red, diésel  gas, aire comprimido, hidrógeno o paneles solares. El objetivo es desarrollar coches menos contaminantes y con un menor consumo de combustible convencional. Existen pues, diferentes posibilidades que a continuación vamos a exponer.

1. Coches híbridos de gasolina. La mayoría de los híbridos se basa en un motor de gasolina y en unas baterías que almacenan la electricidad generada en el frenado, y que se aprovecha después en algún momento de la conducción. Un sistema automático decide cuándo utilizar una u otra propulsión de la manera más eficiente. No obstante, los distintos fabricantes han mejorado y diseñado diferentes versiones de esta idea. Los usuarios de estos vehículos ahorran hasta el 80% del combustible en ciudad y 40% en carretera.
2. Coches híbridos conectables. Los coches híbridos conectables (PHEV) se pueden recargar de electricidad en la red, a diferencia de los híbridos convencionales. Los PHEV también se presentan como una oportunidad para extender las energías renovables entre los ciudadanos. Gracias a la tecnología V2G (vehicle to grid, coche a la red), las baterías de estos vehículos se podrían aprovechar para almacenar la energía generada por placas solares o un mini generador eólico en el hogar de su usuario.
3. Coches híbridos diésel. Los coches híbridos diésel aprovechan las ventajas conjuntas del menor gasto de este tipo de motores y la propulsión eléctrica. Los sistemas híbridos diésel son más complejos y caros de fabricar que los híbridos de gasolina, pero con todo y aunque el precio del gasóleo ha aumentado, el menor consumo de los motores diesel hace que todavía sean interesantes para quienes recorren muchos kilómetros.

Eficacia y eficiencia energética. Ciudades sostenibles

En ocasiones confundimos los términos de eficacia y eficiencia cuando, en realidad, existe una gran diferencia entre ser eficiente y ser eficaz.

Definimos la eficacia como el nivel de consecución de metas y objetivos. La eficacia hace referencia a nuestra capacidad para lograr lo que nos proponemos, esto es, nos proponemos como objetivo acabar un puzle de mil piezas, y en un mes lo acabamos: hemos sido eficaces, hemos logrado nuestro propósito. Podemos definir la eficiencia como la relación entre los recursos utilizados en un proyecto y los logros conseguidos con el mismo. Se entiende que la eficiencia se da cuando se utilizan menos recursos para lograr un mismo objetivo. O al contrario, cuando se logran más objetivos con los mismos o menos recursos. En relación con el ejemplo anterior del puzle, seríamos eficientes tanto si en la terminación del mismo invirtiésemos menos recursos (menos tiempo, por ejemplo) como si en el mismo tiempo (con los mismos recursos) alcanzásemos un objetivo más ambicioso (haber acabado el puzle, sí, y haber empezado uno nuevo).

En relación con la energía, la eficacia estaría en consumir tanta energía como sea necesaria para el mantenimiento de nuestro nivel de vida, mientras que la eficiencia energética tiene por objeto el intentar reducir el consumo de energía obteniendo los mismos resultados finales, sin pérdida de confort. Se trata pues, de una optimización del consumo de energía, de un ahorro energético. La eficiencia energética persigue distintos objetivos que van desde la reducción de costes energéticos (y la consiguiente maximización del beneficio, desde el punto de vista empresarial) a la sostenibilidad económica, política y ambiental

Ya existe una entrada en el blog acerca del ahorro energético y su desarrollo a nivel doméstico, por lo que hoy vamos a centrarnos en su aplicación a nivel urbano, municipal. Para ello nos centraremos en una serie de ideas:

VoIP

La VoIP (también llamada Voz sobre IP, Voz IP, VozIP, por sus siglas en inglés, Voice over IP VoIP) es una tecnología que permite la transmisión de voz a través de las redes de internet (redes IP). En Internet, los datos se envían en pequeños fragmentos (paquetes) que se dispersan eligiendo el camino más corto (menos saturado) y se recomponen en el destino. Aunque éste funcionamiento no fue pensado en un principio para enviar voz en tiempo real debido a que las comunicaciones IP eran de muy mala calidad y su uso se limitaba a los paquetes de datos, el avance de la tecnología permite ofrecer telefonía IP a una calidad más que aceptable. En resumen, esto significa que se envía la señal de voz en forma digital, en paquetes de datos, en lugar de enviarla en forma analógica a través de circuitos utilizables sólo por telefonía convencional.

Es importante diferenciar entre Voz sobre IP (VoIP) y Telefonía sobre IP:

• VoIP es el conjunto de normas, dispositivos, protocolos, en definitiva la tecnología que permite comunicar voz sobre el protocolo IP.
• Telefonía sobre IP es el servicio telefónico disponible al público realizado con tecnología de VoIP. A nosotros, como usuarios, lo que le interesa es poder realizar llamadas telefónicas a cualquier parte del mundo utilizando nuestra conexión a Internet y sin pagar ningún sobrecoste, con nuestro ordenador y sus periféricos.

Para entender el funcionamiento de VoIP debemos entender cómo funcionan las líneas de teléfono convencionales, basadas en la conmutación de circuitos y denominada "circuito" porque la conexión esta realizada entre dos puntos bilateralmente, en ambas direcciones. En este sistema cuando una llamada es realizada la conexión es mantenida durante todo el tiempo que dure la comunicación.

El precio de la telefonía IP

Recuperaciones septiembre 2013

Si eres de los que has aprobado la asignatura en junio, enhorabuena, puedes leerlo, claro está, pero esta entrada no está pensada para ti sino para aquellos compañeros que no han tenido tanta suerte, se han confiado demasiado y/o no han puesto tanto esfuerzo de su parte como al final se solicitaba. A todos ellos, ánimo, tenemos otra oportunidad en septiembre y con algo más de empeño y de fortuna seguro que todo irá bien. Para colaborar al éxito de nuestra cita de septiembre, hemos escrito esta entrada en la que se incluyen una serie de sugerencias y recordatorios; vamos con ellos:

1. En los exámenes de septiembre se evalúan los contenidos mínimos de cada la asignatura de Tecnologías. Dichos contenidos mínimos se encuentran publicados en las respectivas programaciones del que el departamento tiene "colgadas" en este mismo blog.
2. Para alcanzar superar esos mínimos, los alumnos disponen de diverso material de repaso: libros, cuadernillos de actividades, ejercicios resueltos en la clase... No obstante, con el objeto de facilitar la superación de la prueba de septiembre, el profesorado del departamento ha elaborado, a modo de resumen, sendos cuadernillos (de repaso o de verano, como prefieras llamarlos) para los cursos de 2º y 3º de la ESO que puedes descargar y/o consultar desde aquí: Cuadernillo 2º ESO / Cuadernillo 3º ESO / Cuadernillo 4º ESO.
3. En principio, recuperar la asignatura implica superar una prueba que incluye todas las partes de la misma, pero seguro que tu profesor ha decidido "guardarte" como aprobados algunos de esos contenidos, por lo que sólo tendrás que examinarte de aquellos bloques (dibujo, estructuras, materiales, electricidad, máquinas...) que tu profesor te haya señalado en los correspondientes Informes Individuales del Alumno y que te entregará tu tutor junto con el correspondiente boletín de notas.
4. Las pruebas de recuperación de las asignaturas de Tecnologías, Tecnología de la Información  I y Tecnología Industrial II se celebrarán el 3 de septiembre, martes, entre las 10.00 y las 11.30 horas en el aula de Tecnología de la ESO (piso superior), para todos los cursos, segundo, tercero y cuarto de la ESO. En función de las partes de las que debas examinarte, deberás pertrecharte del material necesario: bolígrafos, calculadoras, material de dibujo, etc.
5. El alumnado con la asignatura de Informática suspensa deberá hacer entrega de los trabajos solicitados, bien en un pendrive, bien por correo electrónico, siendo la fecha límite para la recogida de los mismos la señalada por el Equipo Directivo del IES como fecha de examen, esto es, la del apartado anterior. Los alumnos con la materia pendiente deben presentarse en el aula de Tecnología de la ESO e identificarse al profesorado como "alumnos con la Informática pendiente" a fin de que sean acompañados al aula para la realización de la prueba.
6. Para cualquier duda sobre qué, cómo, cuándo y por qué recuperar, no dudéis en poneros en contacto con el profesorado del departamento.

Lo dicho, ánimo, suerte y, no es broma, buen verano a todos.

Vertidos de energías renovables

Según la reglamentación europea y española, la generación de energía eléctrica de régimen especial, y en particular la de origen renovable, tienen prioridad en la operación del sistema eléctrico. Sin embargo, existen diversos motivos técnicos que limitan sus posibilidades de integración segura en el sistema eléctrico. Al margen de la capacidad de evacuación de la red de transporte, el sistema eléctrico presenta una capacidad limitada para la integración de la energía generada en régimen especial – particularmente no gestionable y de carácter fluctuante-, en función de las condiciones del sistema y de otros factores.

La seguridad del sistema en tiempo real precisa de determinados generadores que garanticen el equilibrio instantáneo entre generación y demanda, así como la prestación de diversos servicios por parte de los generadores (control de tensión, regulación frecuencia-potencia, estabilidad del sistema ante perturbaciones en la red, reservas de operación…). Se trata de una consecuencia práctica del teorema de Boucherot, según el cual la potencia de la red generada debe ser la misma que la potencia consumida si queremos mantener la frecuencia de 50 Hz constante y no estropear los electrodomésticos conectados en nuestros hogares.

Pero la seguridad no sólo afecta a los escenarios de operación de tiempo real sino también a la continuidad del suministro en función de las posibilidades técnicas de los generadores (acoplamiento, desacoplamiento, rampas, límites técnicos,…) para cubrir la demanda prevista en las horas o días siguientes.

Simplificando, pueden agruparse estos condicionantes en seguridad en tiempo real y factibilidad del balance de generación. Como consecuencia, la máxima capacidad de integración de generación no gestionable y fluctuante en un determinado instante viene determinada por la diferencia entre la demanda del sistema (incluyendo exportaciones y consumo de bombeo) y la generación convencional necesaria por seguridad. Cuando dicha capacidad de integración resulta inferior al producible de generación no gestionable y fluctuante se producirá inevitablemente un vertido de energías renovables que obliga a considerar como sobrante parte de la energía renovable generada.

Estos vertidos, cada vez más frecuentes, se deben a factores como los siguientes.

1. Hay un aumento de la energía producida, principalmente mucho viento (eólica) o mucha lluvia (hidroeléctrica) que inyectan energía gratis a la Red eléctrica.
2. Hay una coincidencia con una disminución de la demanda: crisis, momentos puntuales (madrugadas, Semana Santa, vacaciones), temperaturas templadas (sin calefacción ni aire acondicionado…)
3. Hay una red eléctrica débil en algunos puntos (sobre todo, donde hay parques eólicos), que no admite más de una determinada cantidad de potencia.

Como detener las centrales de base (nucleares, térmicas, etcétera) cuesta más tiempo y es más difícil y costoso, se detiene la generación proveniente de las energías renovables, principalmente eólica e hidráulica.

En un futuro, para evitar este derroche de energía limpia y de pérdida de dinero para los dueños de los parques, se han ideado varias tecnologías:

1. Redes inteligentes y generación distribuida. Permitirán un ajuste más «fino» de consumo y producción eléctrica.
2. Almacenamiento de la energía eléctrica. La solución será, sin duda, la de las baterías, cada vez más baratas, con mayor capacidad y menores tiempos de carga, más eficientes…
3. Vehículos eléctricos. El hecho de poner a cargar baterías por la noche, contribuirá a la reducción de vertidos energéticos al aumentar el consumo nocturno y, por tanto, en las horas valle. Así, en relación con la energía eólica, la noche, que es el momento del día en el que, en la mayor parte de los lugares del mundo, hay mayor recurso eólico, facilitará la gestión de la producción eólica.

Energías renovables (XI). 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. Puede hablarse de un ciclo: 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 métodos que transforman la biomasa en energía aprovechable, pero los más extendidos son los termoquímicos (combustión y pirólisis -una combustión incompleta) y los biológicos (una fermentación alcohólica de la biomasa que la transforma en etanol).

Existen diferentes tipos de biomasa que pueden ser utilizados como recurso energético. La clasificación más aceptada, la cual divide la biomasa en cuatro tipos diferentes: biomasa natural, residual seca y húmeda y los cultivos energéticos:

1. Biomasa Natural. Es la que se produce en la naturaleza sin ninguna intervención humana.
2. Biomasa Residual (Seca y Húmeda). Son los residuos que se generan en las actividades de agricultura (leñosos y herbáceos) y ganadería, en las forestales, en la industria maderera y agroalimentaria. Como ejemplo podemos considerar el serrín, la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, etc. Se denomina biomasa residual húmeda a los vertidos llamados biodegradables, es decir, las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos (principalmente purines).
3. Cultivos Energéticos. Estos cultivos se generan con la única finalidad de producir biomasa transformable en combustible. El cultivo de estas plantas para el aprovechamiento energético es bastante discutido. En primer lugar porque la rentabilidad de estos cultivos no es muy grande. Y en segundo lugar, por la posible competencia que podrían ejercer sobre los cultivos tradicionales.

La gran variedad de biomasas existentes unida al desarrollo de distintas tecnologías de transformación de ésta en energía tienen como consecuencia directa una gran cantidad de posibles aplicaciones entre las que destacan:  

1. Producción de energía térmica. Los sistemas de combustión directa son aplicados para generar calor.
2. Producción de energía eléctrica. El rendimiento neto de la generación de electricidad en las plantas de biomasa es bajo, del orden del 20% referido a su poder calorífico inferior.
3. Producción de gases combustibles. 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.
4. Producción de biocombustibles. Para alimentar motores de gasolina (obtenidos a partir de remolacha, maíz, sorgo dulce, caña de azúcar, patata, pataca,....) y los motores diésel con bioaceites (obtenidos a partir de Colza, Girasol, Soja,...). En esta infografía de Eroski Consumer podemos acercarnos a comprender la fabricación y usos del biodiésel.

Ventajas de la utilización de la biomasa:

1. Disminución de las emisiones de CO₂. Se considera que la cantidad de este gas emitida en la combusitón de la biomasa, causante del efecto invernadero, es equivalente a la que fue captada por la masa vegetal durante su crecimiento.
   

Energías renovables (X). Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es la energía obtenida por la radiación electromagnética del sol al convertirse la luz en energía eléctrica de corriente continua. La energía solar fotovoltaica se produce debido al efecto fotoeléctrico que explicamos de forma muy breve y sencilla a continuación: La luz del Sol está compuesta por fotones, y estos fotones tienen una energía que viene determinada por la longitud de onda de la luz emitida. Pues bien, si la energía de estos fotones es superior a un valor mínimo, un fotón, al chocar contra un átomo de un material, será capaz de extraer un electrón del átomo. Es decir, se transforma la energía de la luz en energía eléctrica, ya que se produce una corriente de electrones.

Los paneles solares fotovoltaicos, a diferencia de los placas solares térmicas de baja temperatura, se pueden integrar con la red eléctrica, simplemente con la ayuda de unos inversores que se encargarán de transformar la corriente continua generada por el panel fotovoltaico en corriente alterna adecuada para el transporte de electricidad en las redes eléctricas. Los paneles también pueden funcionar a nivel doméstico, para suministrar la energía necesaria a una familia o un grupo de ellas (en la entrada sobre energía solar térmica hay un par de infografías en las que se nos aporta información sobre el tipo de instalación al que estamos haciendo referencia y, además, sobre la constitucion de las células fotovoltaicas).
Actualmente, existen dos tipos de estructuras para sostener los paneles solares fotovoltaicos. Uno de ellos, permite seguir el movimiento del sol durante el día (seguidores solares) y la otra estructura, completamente fija, y se optimiza orientando la placa con orientación sur (si estás en el hemisferio norte), y los grados de esta orientación se calculan en función de la latitud geográfica de la instalación. En esta infografía de Eroski Consumer se nos informa sobre los sistemas de seguimiento, en uno o dos ejes, del movimiento solar que pueden implementarse en un parque fotovoltaico con objeto de aumentar el rendimiento de los paneles.

En esta infografía de Eroski Consumer se nos informa sobre una alternativa a los costosos paneles fotovoltaicos, se nos informa sobre su producción, instalación y funcionamiento.