Sistemas de Generacin de energa.CELDA DE HIDROGENO Y ENERGA MAREOMOTRZ.El Hidrgeno es un gas incoloro, inodoro, inspido altamente explosivo y no es txico, este se quema en el aire formando una llama azul plido casi invisible. El Hidrgeno es el ms ligero de los gases conocidos en funcin a su bajo peso especfico con relacin al aire. Por esta razn, su manipulacin requiere de cuidados especiales para evitar accidentes. El Hidrgeno es particularmente propenso a fugas debido a su baja viscosidad y a su bajo peso molecular.A tempranos de 1839, William Grove descubri el principio bsico de operacin de la celda de combustible por la electrolisis del agua para generar electricidad a travs del hidrgeno y el oxigeno.una celda es un dispositivo electromecnico que convierte continuamente energa qumica en energa elctrica (y en algo de calor) durante el tiempo que sta sea alimentada y sea suplida de un oxidante.Las celdas de combustible tienen similitud con bateras, con las cuales comparten su naturaleza electroqumica de generacin de potencia, y de motores, los cuales a diferencia de las bateras trabajan continuamente consumiendo combustible. Aqu es donde se terminan las analogas. A diferencia de los motores y bateras una celda de combustible no necesita recargarse, opera en silencio y eficientemente, y, cuando el hidrgeno es usado como combustible, genera nicamente agua potable y potencia. Por lo que se le conoce como un motor libre de emisiones. La diferencia fundamental de acuerdo a la termodinmica recae en el hecho de que las celdas de combustible a diferencia de los motores convencionales no se rigen por el ciclo de Carnot. Usando otras palabras, una celda de combustible es un dispositivo electroqumico que convierte la energa qumica de una reaccin directamente en energa elctrica. Por ejemplo, puede generar electricidad combinando hidrgeno y oxgeno electroqumicamente sin ninguna combustin. Estas celdas no se agotan como lo hara una batera, ni precisan recarga, ya que producirn energa en forma de electricidad y calor en tanto se les provea de combustible. En la prctica, la corrosin y la degradacin de materiales y componentes de la celda pueden limitar su vida til.La manera en que operan las pilas de hidrogeno es mediante una celda electroqumica consistente en dos electrodos, un nodo y un ctodo, cada cual cubierto de una capa delgada de platino, separados por un electrlito. El oxgeno proveniente del aire pasa sobre un electrodo y el hidrgeno gas pasa sobre el otro. Cuando el hidrgeno es ionizado en el nodo se oxida y pierde un electrn; al ocurrir esto, el hidrgeno oxidado (ahora en forma de protn) y el electrn toman diferentes caminos migrando hacia el segundo electrodo llamado ctodo. El hidrgeno lo har a travs del electrlito mientras que el electrn lo hace a travs de un material conductor externo (carga). Al final de su camino ambos se vuelven a reunir en el ctodo donde ocurre la reaccin de reduccin o ganancia de electrones del oxgeno gas para formar agua junto con el hidrgeno oxidado. As, este proceso produce agua 100% pura, corriente elctrica y calor til, por ejemplo, energa trmica.El Instituto de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Valencia ha descubierto un catalizador que contiene molibdeno y que, al entrar en contacto con el agua, separa de manera sencilla y barata, y tras varias reacciones encadenadas, el hidrgeno y el oxgeno.El hidrgeno es un portador de energa como la electricidad y puede producirse a partir de una amplia variedad de fuentes de energa tales como: el gas natural, el carbn, la biomasa, el agua, etc., as como de las aguas negras, de los residuos slidos, llantas y desechos de petrleo.Las ventajas son las siguientes: La molcula de hidrgeno es la ms ligera, la ms pequea y est entre las molculas ms simples, adems, es relativamente estable. El hidrgeno tiene ms alto contenido de energa por unidad de peso que cualquier otro combustible y, en caso de accidente, se dispersara rpidamente. Tambin permite la combustin a altas relaciones de compresin y altas eficiencias en mquinas de combustin interna. Cuando se le combina con el oxgeno en celdas de combustible electroqumicas, el hidrgeno puede producir electricidad directamente, rebasando los lmites de eficiencia del ciclo de Carnot obtenidos actualmente en plantas generadoras de potencia.Como desventajas, el hidrgeno tiene una temperatura de licuefaccin extremadamente baja (20 K) y una energa muy baja por unidad de volumen como gas o como lquido (ms o menos una tercera parte de la del gas natural o gasolina, respectivamente). Otras desventajas son: la obtencin del hidrgeno lquido requiere de un proceso altamente consumidor de energa, el transporte de hidrgeno gaseoso por ductos es menos eficiente que para otros gases, los contenedores para su almacenaje son grandes y el almacenamiento de cantidades adecuadas de hidrgeno a bordo de un vehculo todava representa un problema significativo. El hidrgeno no es txico y no es contaminante, pero es difcil de detectar sin sensores adecuados ya que es incoloro, inodoro y su flama en el aire es casi invisible.En el caso de la Energa Mareomotriz, que forma parte delgrupode las llamadas energas renovables y se obtiene a travs de las energas cintica y potencial de las mareas, aprovecha lafuerzade las olas del mar y de los cambios entre las mareas alta y baja que convierten su variacin en energa elctrica. Relacionando el asunto de la atraccin, la energa mareomotriz se debe a las fuerzas de atraccin gravitatoria entre la Luna, la Tierra y el Sol.Esta energa, como ya se dijo, es la que se obtiene convirtiendo el movimiento de las mareas en energa elctrica. Se aprovecha la energa liberada porel aguade mar en sus movimientos de ascenso y descenso de las mareas (flujo y reflujo). Elsistemaconsiste en aprisionar elaguaen el momento de la alta marea y liberarla, obligndola a pasar por las turbinas durante la bajamar. Cuando la marea sube, el nivel del mar es superior al del agua del interior. Abriendo las compuertas, el agua pasa de un lado a otro del dique, y sus movimientos hacen que tambin se muevan las turbinas de unos generadores de corrientes situados junto a los conductos por los que circula el agua.La energa mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energa primaria no se agota por su explotacin, y es limpia, ya que en la transformacin energtica no se producen subproductos contaminantes gaseosos, lquidos o slidos. Sin embargo, la relacin entre la cantidad de energa que se puede obtener con los medios actuales y el coste econmico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferacin notable de este tipo de energa.Existen tres mtodos de generacin elctrica mediante la energa de la marea, y pueden clasificarse en:Generador de la corriente de marea. Por sus siglas en ingles, Tidal Stream Generators (TSG) hacen uso de la energa cintica del agua en movimiento a las turbinas de la energa, de manera similar al viento que utilizan turbinas elicas. Este mtodo est ganando popularidad debido a costos ms bajos y a menor impacto ecolgico en comparacin con las presas de marea, ya que esto ocasiona que el agua suba 10 metros a nivel del mar sobre lo normal.Presa de marea. Las presas de marea hacen uso de laenerga potencialque existe en la diferencia de altura (oprdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de unestuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.Energa mareomotriz dinmica. (Dynamic tidal powero DTP) es una tecnologa de generacin terica que explota la interaccin entre las energas cintica y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el ocano, sin encerrar un rea. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan paralelas a la costa, como las que encontramos en el Reino Unido, China y Corea Del Sur. Cada represa genera energa en una escala de 6 a 17 GW.Para este sistema se utilizan turbinas como la Turbina Pelton (que debe su nombre a Lester Allan Pelton), que consta de un disco circular que tiene montados en su periferia unas paletas en forma de doble cuchara y de un inyector que dirige y regula el chorro de agua que incide sobre las cucharas, provocando el movimiento de giro de la turbina.Otras turbinas utilizadas son: Turbinas axiales Horizontales: Consisten en generadores muy parecidos a los elicos, pero sumergidos en agua, pero sus dimensiones son mucho menores (dimetro de 20m vs 60m) y de velocidades de giro requeridas ms bajas. Turbinas axiales verticales: Se utilizan turbinas axiales verticales que hacen girar un generador elctrico. La ventaja es que se pueden apilar estas turbinas y construir barreras de turbinas para generar mayores potencias. El problema es que se altera la biodiversidad y dificulta el paso de embarcaciones.

Gamaliel Rodrguez GonzlezN.C. 10290767