Energías renovables: biogás, hidrógeno y metanol

Abstract

La industria de la energía renovable está creciendo rápidamente en medio de la creciente preocupación sobre el agotamiento del petróleo y el cambio climático. La energía renovable es vista por muchos, como parte de la respuesta adecuada a estas inquietudes y algunos gobiernos han puesto en marcha programas para apoyar el uso más amplio de sistemas de energía sustentable. Esto ha llevado a un rápido aumento de la demanda de especialistas en energía renovable que sean capaces de diseñar, instalar y mantener estos sistemas. La mayoría de los ingenieros no están capacitados para utilizar estas tecnologías y la mayoría no son conscientes de los principios de la sustentabilidad. Por tanto, existe una necesidad urgente para desarrollar e implementar nuevos cursos que preparan a los ingenieros, científicos y planificadores de la energía para trabajar con energías renovables y producir sistemas de generación de energía sustentable. (Jennings, 2009)

Hay varias formas diferentes de energías renovables, como la energía mecánica del viento, el agua y las olas que se puede convertir en electricidad para que pueda ser fácilmente enviada lejos de la fuente. La biomasa, producto de procesos biológicos inducidos por la luz solar que se puede quemar para producir calor (para utilizarse ya sea como tal o de nuevo para producir electricidad) o químicamente o biológicamente procesada para generar combustibles utilizables. La luz del sol se puede utilizar directamente para producir calor en una forma más útil o puede conducir los movimientos de electrones en las células de silicio para producir electricidad. (Angelis-Dimakis, et al., 2011)

El hidrógeno es el elemento más ligero, más básico y más ubicuo del universo. Cuando se utiliza como fuente de energía, se convierte en el combustible eterno. Nunca se termina y, como no contiene un solo átomo de carbono, no emite dióxido de carbono. La fuente más común de hidrógeno es el agua. Se obtiene por la descomposición química del agua en oxígeno e hidrógeno partir de la acción de una corriente eléctrica (electrólisis) generada por fuentes de energía renovable (solar fotovoltaica, eólica, etc.). El hidrógeno obtenido puede ser comprimido y almacenado en celdas por varios meses hasta que se le necesite. El hidrógeno representa energía almacenada, se puede quemar como cualquier combustible para producir calor, impulsar un motor, o producir electricidad en una turbina.

Por lo anterior, este proyecto está enfocado a formar a los alumnos de Ingeniería Civil, a partir de las asignaturas del plan de estudios en el área Ambiental, en los usos, impactos y beneficios que tienen las energías renovables, para que de alguna manera, las consideren e incluyan en las obras civiles que proyecten en el futuro. Por ejemplo, viviendas que aprovechen los residuos sólidos para la producción de electricidad que pudiera suministrar al alumbrado público o para producir biogás que se queme en el calentador del agua, entre otros.

Al igual que los proyectos PAPIME anteriores (EN105103 Diseño, construcción, arranque y operación de modelos piloto de procesos biológicos unitarios para tratamiento de aguas residuales y el PE100310 Diseño, construcción y operación de sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticas a escala banco de laboratorio) se pretende construir equipo que los alumnos puedan manipular para obtener eficiencias del proceso, información que puedan analizar y evaluar para emitir una conclusión, que combine los conocimientos adquiridos de forma teórica con la parte experimental de este proyecto. También se generarán materiales didácticos como un manual de prácticas de laboratorio, antologías, investigación del estado del arte y folletos. El proyecto pretende Involucrar a prestadores de servicio social, voluntarios y en una segunda etapa a tesistas para la etapa de diseño, construcción y búsqueda de información, para que después se involucre a los alumnos de las asignaturas del área Ambiental del Plan