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Nueva patente de un sistema sumergible de aprovechamiento energético de las corrientes marinas.

28/04/2009

Un investigador de la Universidad Politécnica de Madrid ha recibido un accésit en la convocatoria de premios a las mejores patentes 2008 de la Fundación madri+d por su trabajo sobre un sistema sumergible de aprovechamiento energético de las corrientes marinas.

FUENTE – Doorenovables – 27/04/09

En la actualidad es indiscutible el interés que existe por aprovechar las energías renovables. Dentro del campo marino, este aprovechamiento se centra en el estudio y desarrollo de distintos tipos de plantas generadoras: eólicas, hidrotermales, de las olas y de las corrientes.

Una de las que está suscitando un mayor interés por sus grandes posibilidades de desarrollo es la relativa al aprovechamiento de la energía de las corrientes marinas, tanto las constantes y de tipo estacional (de origen térmico y salino) como las de las mareas, producidas por las fuerzas gravitacionales de la Luna y el Sol y ciclo semi-diurno en nuestras latitudes.

En este contexto, el profesor Amable López Piñeiro de la ETS de Ingenieros Navales de la UPM ha diseñado un generador de energía eléctrica submarina que podría suponer la base de un “parque de generadores submarinos” que convenientemente instalados constituirían una planta de energía renovable de menores costes, mantenimiento más sencillo y más versatilidad que las que en la actualidad se están proyectando.

Frente a una primera generación de sistemas de aprovechamiento de las corrientes marinas, que sólo son viables en zonas de una profundidad máxima de 30-50 metros (por estar los generadores unidos al fondo) y cuyo mantenimiento es muy costoso, han surgido los denominados diseños de segunda generación: sistemas fondeados con diferentes soluciones que permiten una operación sumergida con posibilidad de poner a flote los elementos principales para el mantenimiento. Es a éste último tipo de generadores al que pertenece el diseño premiado del profesor López Piñeiro.

Las características generales del nuevo diseño lo hace utilizable en zonas con media profundidad y fondo complejo, minimiza el impacto ambiental, reduce el impacto de las olas, se adapta al perfil de velocidad de la corriente, es de construcción simple y robusta, utiliza tecnologías conocidas dentro del campo marino y es de fácil instalación, mantenimiento y desmontaje.

El nuevo generador de energía eléctrico submarino, figura 2, está compuesto por una hélice con tres palas, que accionan un generador eléctrico, situado en un domo central del que salen tres brazos (columnas) en cuyo extremo se sitúan sendos flotadores (torpedos).

La distribución de pesos y fuerzas de flotación permite que en operación, el par de giro y el momento de inclinación se compensen hidrostáticamente, permaneciendo alineado el eje del generador con la dirección de la corriente. El conjunto se une por un sistema de cables al fondo.

El conjunto de columnas y torpedos puede ser lastrado y vaciado con lo que se puede cambiar su posición vertical sumergido (operación) a la horizontal flotando (mantenimiento), tal como puede verse en la figura 3.

Con respecto a los diseños actuales de generadores para el aprovechamiento de la energía de las corrientes marinas, éste tendrá un menor coste del ciclo de vida por la mayor robustez y simplicidad de la estructura soporte (que permitirá reducir averías de las partes móviles), los menores costes de construcción, instalación y desmontaje y, sobre todo, por la reducción de costes de mantenimiento, que son críticos en todos los sistemas marinos. Por otro lado, existe un incremento del mercado potencial, al permitir la instalación de estos generadores en zonas de mayor profundidad y mares más abiertos.

En este momento se ha constituido un Grupo de Investigación de la UPM para desarrollar el proyecto GESMEY (Generador Eléctrico Submarino con Estructura en Y). El grupo, que está formado por profesores de varios departamentos de la ETSI Navales y liderado por los profesores López Piñeiro y Núñez Rivas, está trabajando en estrecha colaboración con la Fundación Centro Tecnológico SOERMAR en el desarrollo de un diseño funcional del generador, adaptado a las condiciones del Estrecho de Gibraltar, dentro de un proyecto de Investigación Industrial Aplicada, financiado por el MICINN.

Por otro lado, la UPM ha firmado un acuerdo con las Fundaciones SOERMAR e INNOVAMAR para el desarrollo internacional de la patente.

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Producen biodiésel a partir de grasas animales de baja calidad

13/04/2009

 

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han producido biodiésel a partir de una mezcla de grasa animal de baja calidad con aceite de soja y, una vez caracterizado según la normativa técnica, han probado su comportamiento en un motor Diesel.

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FUENTE – Madri+d – 13/04/09

Hoy en día los combustibles renovables, como el biodiésel, son la alternativa más prometedora para reemplazar parcialmente el consumo de combustibles fósiles. Sin embargo, en el caso de que estas cantidades cada vez mayores de biodiésel provengan de los aceites vegetales, se ha confirmado recientemente que la promoción de los biocarburantes podría derivar en una escasez de materias primas para la alimentación y una fuerte subida de los precios de los alimentos, lo que podría conducir a la pobreza a la población de algunas regiones.

En este contexto, investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de la UPM, en colaboración con la ETS de Ingenieros Industriales de la Universidad de Castilla-La Mancha, han producido, de manera experimental, un nuevo biodiésel(1) procedente de mezclas de grasas animales y aceite de soja.

Los resultados obtenidos sugieren que partir de estas materias primas se produce un biodiésel aceptable, según las normas, y con un coste final inferior. Las grasas animales empleadas son más baratas y constituyen un residuo graso sin ningún otro uso, con lo que su transformación en biodiésel presenta beneficios medioambientales y reduce la dependencia de otras materias primas agrícolas convencionales. 

El uso del biodiésel está siendo fuertemente promovido por el Parlamento Europeo, que estableció un objetivo de cuota de mercado de biocarburantes del 5,75% en 2010 y el 10% en 2020. Esta promoción se justifica por el carácter renovable y las ventajas medioambientales en términos de reducción de contaminantes y de emisiones de CO2 del biodiésel, que han sido ampliamente probadas. En consecuencia, se espera que aumente notablemente la producción y utilización de biodiésel en los próximos años.

Una situación de escasez y encarecimiento de alimentos recomienda el uso de biodiésel de segunda generación (procedente de fuentes no alimentarias), pero su tecnología está todavía en desarrollo. Por lo tanto, se deben considerar como materias primas otras menos valiosas tales como los residuos de aceites y grasas de cocina y las grasas animales recogidas en los supermercados, los mataderos, etc.

El nuevo biodiésel producido en la UPM procede de mezclas de grasas animales de baja calidad (con contenidos en ácidos grasos libres por encima del 5% y de alto riesgo para el consumo humano) con aceite de soja. Dado que las grasas animales tienen peores propiedades de flujo en frío, la mezcla de grasas animales con aceites vegetales es la alternativa más recomendable para favorecer su uso en los climas fríos. Además de producirlo, se han analizado sus propiedades como biocarburante. La mezcla al 50% en volumen de ambas materias oleaginosas se ha seleccionado como materia prima para un ensayo industrial de fabricación de biodiésel en la empresa Combustibles Ecológicos Biotel SL.

Según las normas, los resultados sugieren que este biodiésel es aceptable y, además, tiene un coste final inferior. Asimismo, la transformación de estas materias primas en biodiésel tiene beneficios medioambientales y reduce la dependencia de otras materias primas agrícolas convencionales. 

Si bien las ventajas y desventajas en relación con el proceso de producción y las propiedades del combustible son bien conocidas, la utilización posterior de este biodiésel no está muy extendida. Por ello, en la ETSI Industriales de la UCLM se ha ensayado(2) este biodiésel en un motor Diesel DI “common-rail”. La prueba se realizó tanto con el combustible puro como con el mezclado con gasóleo convencional de referencia, al 30% y al 70 % en volumen.

Lo que se observó, fue un ligero incremento en el consumo de combustible en todos los casos, que es proporcional al poder calorífico de dichos combustibles. Además, se ha constatado que el uso de biodiésel reduce las emisiones de hidrocarburos, ya que las grasas animales tienen más ácidos grasos saturados y un mayor número de cetano, lo que reduce la cantidad de combustible quemado en la fracción de mezclados durante el proceso de combustión y el ruido de dicha combustión. También se verificó que disminuyen la opacidad de los humos de escape, las partículas totales y el diámetro medio de las mismas, siendo la magnitud de esta disminución dependiente del origen del biodiésel. Sin embargo, las emisiones de óxidos de nitrógeno se incrementan si se comparan con el gasóleo convencional de referencia pero, en general, la combustión mejora con el incremento del volumen de biodiésel en las mezclas.

Diseñan un vehículo eléctrico de pila de combustible y energía solar

02/03/2009

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid participan en el proyecto EPISOL cuyo objetivo es diseñar un coche que no emita ningún tipo de contaminación a la atmósfera y que, además, tenga suficiente autonomía.

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FUENTE – Madri+d – 02/03/09 

Los vehículos eléctricos híbridos ofrecen una solución a los problemas actuales relacionados con la contaminación ambiental y la limitada autonomía de los vehículos exclusivamente eléctricos. En este contexto, investigadores del Instituto Universitario de Investigación del Automóvil (INSIA/UPM) en colaboración con el Instituto de Automática Industrial (IAI-CSIC) y la empresa CEMUSA participan en el proyecto EPISOL cuyo objetivo es el diseño y la fabricación de un vehículo urbano ligero con propulsión eléctrica híbrida.

EPISOL: vehículo Eléctrico de Pilar de Combustible y Energía Solar

Las emisiones debidas al tráfico urbano de vehículos representan uno de los principales problemas medioambientales en las grandes capitales europeas. 

En el municipio de Madrid, y según los inventarios publicados por su Ayuntamiento, el transporte por carretera es responsable de más del 50% de las emisiones de CO2, el 75% de las emisiones de NOx, el 90% de las emisiones de CO, y el 30% de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles. 

 

En los últimos años, los fabricantes de automóviles y las administraciones públicas han acometido importantes proyectos de investigación orientados al desarrollo de sistemas de propulsión y combustibles alternativos a los actualmente mayoritarios.

Un vehículo eléctrico híbrido (VEH) es un vehículo en el que al menos una de las fuentes de energía, almacenamiento o conversión puede entregar energía eléctrica. Los VEH dan solución al compromiso del problema de contaminación medioambiental y al de capacidad de autonomía limitada de los actuales vehículos puramente eléctricos. 

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Los VEH constan de motor eléctrico y de un motor de combustión interna (MCI) para proporcionar una mayor autonomía así como un mejor control del problema medioambiental. 

La complejidad en el diseño del vehículo se incrementa significativamente, debido a los sistemas de control y sujeción que son necesarios para el motor térmico y eléctrico además de los componentes necesarios para controlar la potencia combinada que proviene de ambas fuentes. 

Los principales elementos que componen el sistema de propulsión de los VEH son: las baterías (como sistema de almacenamiento), el motor térmico (como elemento que aporta de energía), el motor/generador eléctrico y la transmisión.

Un vehículo eléctrico híbrido con pila de combustible (VEHPC) es aquel en el que al menos dos de las fuentes de energía, almacenamiento o conversión pueden suministrar energía eléctrica. Los principales elementos que lo componen son: baterías (como sistema de almacenamiento), pila de combustible (como elemento que aporta energía), motor eléctrico y transmisión.

Las ventajas más destacables de este tipo de vehículos son: la tracción es sólo eléctrica, la reducción del consumo y las emisiones contaminantes, el ahorro energético con la aplicación de freno regenerativo, la reducción del ruido y la reducción de energía fósil mediante la captación de energía solar.

Este vehículo urbano, respetuoso con el medio ambiente, resulta idóneo para su utilización en áreas peatonales y de motorización restringida, zonas aeroportuarias y recintos feriales, carga en parques y jardines, auto-taxi y para personas con movilidad reducida.

Convertir en energía el sol de África

17/02/2009

El Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid coordina el proyecto NACIR sobre concentración fotovoltaica. El objetivo es investigar nuevas aplicaciones de esta energía renovable y extender su uso a países del norte de África.

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FUENTE – UPM Madri+D – 16/02/2009

La Universidad Politécnica de Madrid coordina, a través del Instituto de Energía Solar, el proyecto NACIR que agrupa a expertos en la más avanzada tecnología fotovoltaica de concentración para investigar nuevas aplicaciones de este tipo de sistemas. 

En el proyecto cooperan países mediterráneos del norte de África, que podrán beneficiarse de esta energía dadas sus condiciones climáticas. La apertura de mercados permitirá descubrir los posibles problemas derivados de la instalación en nuevos entornos fuera de Europa, y asegurar la fiabilidad de los componentes.

La investigación contribuirá al desarrollo de la energía fotovoltaica de concentración, una energía renovable de gran futuro, y a lograr el objetivo de la Unión Europea para el año 2020, de que las energías renovables constituyan el 20% del consumo de energía. 

ENERGÍA FOTOVOLTAICA DE CONCENTRACIÓN EN MARRUECOS Y EGIPTO

La Universidad Politécnica de Madrid ha sido escenario de la primera reunión del consorcio que llevará a cabo el proyecto NACIR. En él participan el Instituto de Energía Solar de la UPM, coordinador del proyecto, el Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (Isfoc), el Instituto Fraunhoffer de Energía Solar (Alemania), las empresas Concentrix Solar (Alemania) e Isofotón (España), la Oficina Nacional de Electricidad de Marruecos (ONE) y el Ministerio de Recursos Hídricos de Egipto.

Con esta reunión se inicia el proyecto que se desarrollará a lo largo de cuatro años, y que cuenta con un presupuesto de más de siete millones de euros, en parte financiados por la Comisión Europea a través del programa marco de cooperación “FP7-energy-2008-1”.

Entre sus principales actividades, se encuentra la instalación en Marruecos por la empresa Isofotón de un sistema de concentración conectado a red. La empresa Concentrix Solar instalará a su vez en Egipto un sistema autónomo de 25 kWp, que se utilizará para aplicaciones de bombeo de agua y riego.

Durante el proyecto, se creará una base de datos de sistemas de concentración con las cifras obtenidas de los sistemas situados en Marruecos y Egipto, y de los que está instalando el Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC) en Castilla la Mancha. Esta base de datos será la más completa sobre Sistemas de Concentración.

Además, se progresará en la tecnología de los concentradores fotovoltaicos con objeto de aumentar su eficiencia y disminuir los costes. En concreto, Isofotón y Concentrix Solar trabajarán en la implantación y mejora de una segunda etapa de concentración, y la Universidad Politécnica de Madrid desarrollará una nueva tecnología de concentración, que ha sido patentada recientemente (FLUIDREFLEX).

El investigador principal de este proyecto es Gabriel Sala, doctor Ingeniero de Telecomunicación por la Universidad Politécnica de Madrid, y catedrático de esta Universidad desde 1983. Dirige el Departamento de Electrónica Física y del Grupo de Investigación Sistemas e Integración de Instrumentos de la UPM.

El profesor Sala ha participado en más de 30 proyectos nacionales e internacionales de los que ha sido Investigador Principal o Coordinador en 10. Ha dirigido los proyectos de concentración EUCLIDES, los mayores de concentración en el mundo en su momento y otros 4 más internacionales basados en células de Silicio de concentración. 

INSTITUTO DE ENERGÍA SOLAR DE LA UPM

El Instituto de Energía Solar (IES) de la Universidad Politécnica de Madrid es un centro de investigación dedicado a la conversión de la energía solar. El Instituto fue fundado en 1978 siendo probablemente el más antiguo de los centros de investigación a nivel mundial dedicados a esta temática.

El Instituto está dirigido por el profesor Antonio Luque y comprende cinco grupos de investigación: Sistemas Fotovoltaicos, Estudios Fundamentales, Tecnología del Silicio, Semiconductores III-V y Sistemas e Integración de Instrumentos.

La visión de futuro del IES se centra en hacer posible, mediante la investigación y el desarrollo, que la conversión fotovoltaica de la energía solar llegue a ser la fuente de electricidad más importante y en resolver los problemas que permitan a España seguir en el pelotón de cabeza en esta ambiciosa tarea.