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Energia renovable - Energía solar, Energía eólica, Energía geotérmica, Energía biomasa, Energía hidraulica, Energía MAREOMOTRIZ, Descripción de montaje



Las energías alternativas son fuentes de obtención de energías que serian una alternativa a otras tradicionales y producirían un impacto ambiental mínimo, sin destrucción del medio ambiente, ademas renovables, lo que ha dado un positivo resultado a la escasez de fuentes de energía convencionales en todo el mundo.
Las energías alternativas son renovaba les es decir
Energías Renovables: las cuales las podemos definir como 'Energías presentes de forma potencial en la naturaleza, y con posibilidades de utilización practicamente ilimitadas'.
Energía eólica
Energía producida por el viento la cual esta ocasionada por las diferencias térmicas en la atmósfera.
La energía eólica Ha sido siempre ejercida por el hombre en forma secundaria, para la navegación y en 1a utilización local como los molinos de vientos. El viento es una fuente inagotable y no contaminante, pero es irregular y el sistema de +



Energía solar
Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.
Energía geotérmica
Él termino geotermia se refiere a la energía térmica producida en el interior de la tierra.
El calor telúrico es conducido a través del manto hacia lasuperficie terrestre que asciende con un flujo promedio haciéndose difuso para las aplicaciones practicas, dado que existen zonas anómalas en las cuales la variación de la temperatura es mayor; esto puede ser en las zonas volcanicas, o en contacto entre placas corticales. Los sistemas conectivos de agua subterranea captan dicho calor, alcanzando la superficie a través de rocas porosas o fallas geológicas.
Energía biomasa
La biomasa, al igual que la eólica, proviene en última instancia de la energía solar convertida por la vegetación, por medio de la fotosíntesis en materia organica.
Dicha conversión puede ser por combustión directa o por la transformación de la materia en otros combustibles.
La biomasa es materia viva que ha estado viva recientemente. Pueden ser un conjunto de materia biológicamente renovable, (madera, células, resto de comida), por extensión, la energía que proviene de la fermentación o la combustión, o sea del quemado de los desechos o por la fermentación de los desechos organicos que estan sepultados. De las dos Formas se puede obtener gas o electricidad.


Energía hidraulica
La energía hidraulica es una energía limpia, y autosuficiente, es la que se obtiene del aprovechamiento del movimiento del agua. En otras palabras, es la transformación de la energía potencial y cinética de un curso de aguaen energía eléctrica disponible. Esta obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidraulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad
Energía MAREOMOTRIZ
El Mar es una enorme reserva energética, por ocupar gran parte de la superficie del planeta. La energía de las mareas puede emplearse para producir electricidad. En el verano de 1966 se puso en marcha una planta de energía mareomotriz de 240.000 Kw. en el río Rance, un estuario del canal de la Mancha, en el noroeste de Francia. La marea ascendente del río fluye a través de un dique, mueve unas turbinas y luego queda retenida tras él. Cuando la marea desciende, el agua atrapada se libera, atraviesa el dique y mueve de nuevo las turbinas. Estas plantas de energía mareomotriz desarrollan su maxima eficiencia cuando la diferencia entre las mareas alta y baja es grande, como en el estuario de Rance, donde es de 8 metros. Las mareas altas mayores del mundo se producen en la bahía de Fundy en Canada, donde hay una diferencia de unos 18 metros.
El proceso inicia contallos de caña los cuales fueron lavados, desintegrados y desfibrados para extraer la melaza con la ayuda de agua. El bagazo es removido y la sustancia que queda es tomada para el tratamiento.

El tratamiento comienza con el calentamiento de la melaza diluida para precipitar impurezas que luego son removidas por decantación. El calentamiento permite concentrar y pasteurizar la melaza tornandola estéril; y una vez fría, se da comienzo a la fermentación.

El líquido se introduce en un barril y se guarda en una incubadora cerrada sin ventilación a una temperatura constante de 30 grados centígrados. Este proceso dura aproximadamente de 10 a 20 días. Al retirar el líquido, ya en la fase final, éste es sometido a filtración para eliminar desechos y restos celulares. Es oportuno mencionar que el anterior paso, fue realizado con la ayuda de expertos en el tema, quienes ya tenían las herramientas y materiales necesarios.

Después, se lleva a cabo la destilación con la que se obtiene el etanol (C2H5OH).

Para realizar este proceso es necesario utilizar el montaje de la destilación fraccionada debido a que la melaza de caña es una mezcla heterogénea liquido-liquido. Se Hierven progresivamente y se condensan de la misma forma las diferentes sustancias hasta obtener la que es requerida.

Por medio de los diferentespuntos de ebullición de las sustancias contenidas en la melaza, se obtiene el etanol, el cual tiene un punto de ebullición de 78.5 °C. Hay que tener en cuenta el punto azeotropo el cual se obtiene cuando el proceso llega a un punto mas bajo gracias a que los elementos se estabilizan por un tiempo determinado. Como resultado se produce una mezcla de: etanol en su mayoría, mezclado con otras sustancias. Esta temperatura es el punto de ebullición para obtener 100% de alcohol etílico, pero experimentalmente se busca una temperatura estable cercana a su punto de ebullición, esta se debe mantener por un periodo de tiempo, para que la mayor parte de la mezcla destilada sea etanol. Es importante mantener atención al gradiente de temperatura en la columna de fraccionamiento para así obtener resultados óptimos.


Desilación fraccionada

La melaza de caña se lleva a los laboratorios donde se hace destilación fraccionada, que es un procedimiento de síntesis en el cual el punto de ebullición de los diferentes compuestos que hacen parte de una mezcla heterogénea es el que permite la separación de estos mismos.

Descripción de montaje

Los implementos necesarios en este montaje son: melaza de caña, que es la mezcla heterogénea; malla de calentamiento, la cual es la fuente de calor; balón redondo esmerilado; columna defraccionamiento, que permite tener un gradiente de temperatura, gracias a su forma por lo que se puede obtener en forma mas óptima el compuesto buscado. Cabeza de fraccionamiento : conector que nos permite unir las siguientes dos piezas; porta termómetro, como su nombre dice, nos permite poner el termómetro en el punto donde se condensan los compuestos; refrigerador que permite el cambio de estado de vapor a liquido del compuesto; alargadera que canaliza el producto del experimento; erlenmeyer, donde se recibe el resultado de la síntesis y tres soportes universales que sostienen la columna de fraccionamiento, el refrigerador, y el erlenmeyer.

Proceso de destilación experimental

Para iniciar el experimento se inserta la melaza en el balón con unas piedras que permiten un mejor control de la temperatura. Se enciende la malla de calentamiento.Como se conoce el punto de ebullición del etanol, el cual es 78.5 º C a nivel del mar, entonces el objetivo es encontrar una temperatura cercana pero menor debido el experimento es realizado en Bogota, Colombia, donde la presión atmosférica es mas baja debido a la altura donde se encuentra.

Lo que se obtiene antes de 68ºC aproximadamente es desechado .

Después de esto, la temperatura se estabiliza a 71.5ºC, esto se hace gracias al factor de disolución, el cualpermite establecer que al momento de la destilación, al buscar un elemento, este empieza a ser destilado desde antes en una mezcla con un alto contenido de ella, llamada geotrópica. Ésta es obtenida a una temperatura menor a la del punto de ebullición del etanol. Esto se debe a que su presión de vapor es mas alta que la de los componentes que contiene. Otro factor importante, es que esta mezcla no cambia de temperatura con el tiempo, por lo que se estabiliza el montaje por varios minutos. Todo lo que se obtiene a partir de los 72.5 hasta 78.5ºC se almacena para posteriormente ser utilizados en el licor.

Pruebas de obtención de Etanol

Para lograr establecer si el producto resultante de la destilación fue alcohol etílico, se procedió a compararlos.
El método escogido fue a través del índice de refracción, el cual es una característica típica de cada compuesto.

Mediante un refractómetro se midieron los índices de alcohol etílico y el producto obtenido por la destilación. Se obtuvieron entonces los datos contenidos en la siguiente tabla a una temperatura de 18ºC:

Los índices de refracción obtenidos son parecidos, pero hay que tener cuenta que la muestra de alcohol obtenida experimentalmente es una mezcla con 84% de etanol y 16% de agua a lo que se pueden atribuir las diferencias en el índice de refracción.





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