La Tasa de Retorno Energético, revisitada

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La Tasa de Retorno Energético, revisitada | 39 comentarios | Crea una cuenta nueva

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La Tasa de Retorno Energético, revisitada
Escrito por: PPP sobre viernes, 29 diciembre 2006 @ 11:34 CET

Internete:

La TRE creo que está más o menos bien definida y es una medida antropocéntrica; esto es, está relacionada y tiene interés en cuanto a su relación con el hombre que la utiliza, no en cuanto a sistemas energéticos puros y ajenos a la vida humana. En este sentido, decir que la Tierra tiene una TRE de 1 no es decir mucho o más bien, no indica nada, a mi juicio. Porque ya sabemos que la Tierra como tal mantiene un buen equilibrio termodinámico (si no, sería un horno de microondas) y que todo lo que entra sale, luego energía entrante es igual a energía saliente.

Pero creo que la TRE lo que trata de determinar es la energía neta que el hombre obtiene, en su afán transformador de la naturaleza y para sus actividades vitales sobre la faz de la tierra. La TRE en este sentido, también se podría aplicar a seres vivos, diferentes que el hombre, pero no a objetos inanimados, porque no tendría el sentido que entiendo se le ha querido dar para analizar si el hombre “mata moscas a cañonazos” o “hace un pan como unas hostias”

Tampoco creo que sea de aplicación aquí la ecuación de Einstein relacionando la materia con la energía, por las razones anteriormente expuestas, si no es para verificar, en algún proceso nuclear que el hombre intente aprovechar en su beneficio, el rendimiento que forzar esa ecuación con uranio, plutonio o torio, le supone.

La complicación del cálculo de la TRE que mencionaba Alb se da, desde luego, pero me temo que es incluso más complicada que el ejemplo de árbol o ramificación de actividades que mencionas, en las que colocas por rama las diferentes actividades humanas de una sociedad. Me temo que para un correcto estudio de la TRE, no sólo habría que estudiar y conocer los rendimientos de cada rama o proceso de transformación, sino además, los cruces evidentes que existen entre las diferentes ramas: si quemo carbón en una central con un rendimiento del 30%, quiere decir que “en la central” meto 100 de carbón y saco 30 de electricidad, más o menos. Pero la cosa se extiende al transporte (otra rama) y a la fabricación de los vehículos que transportan el carbón y sacan las escorias de la combustión y se las llevan a cementerios. Y a muchas cosas más. Son ramas que a su vez están muy entrelazadas y soldadas entre sí, he aquí uno de los grandes problemas de investigar la rama

Así que el rendimiento de Carnot es solo un estudio, ese sí, muy bien hecho y definido, de calor a trabajo útil. Pero en las sociedades modernas no sucede lo mismo que en la probeta del laboratorio, donde se puede medir con mucha precisión un proceso: hay muchos factores; tantos más, cuanto más compleja y avanzada es la sociedad. Carnot no podría predecir si a una central solar fotovoltaica le niega una calificación del uso del suelo un funcionario de urbanismo de una comunidad durante un año, el coste ENERGÉTICO adicional de tener los materiales y el personal ocioso en esa planta hasta que se consigue (o no) el permiso. Pero ese coste energético oculto existe en una sociedad compleja. En una aldea apartada del Amazonas, posiblemente no se necesite ese permiso urbanístico. Eso es energía; eso es falta de rendimiento energético de la planta o caída del mismo

En el ejemplo que das de los rendimientos lumínicos de bombilla incandescente, fluorescente y de LED, la conversión eléctrica-lumínica objeto del estudio, es mu yfácil de determinar (de nuevo laboratorio a secas). Pero lo que es difícil es incluir el coste energético acumulado de investigación para unos y otros. Sabemos que la primera bombilla incandescente tuvo un coste de un ingeniero durante dos años o tres o cinco (Thomas A. Edison), pero saber los ingenieros que están dedicados hoy a investigar LEDs para alumbrado (hay miles de aplicaciones de LEDs para otras cosas que no son alumbrado, sino apenas señalización) es casi imposible. Y las repercusiones de esos gastos sobre las aplicaciones reales (es decir sobre el uso “útil” que se pretende dar para iluminación) son muchísimo más complejas hoy que las que dieron lugar a la primera calle urbana iluminada por Edison y a las pocas habitaciones que iluminaron sus inventos, hasta que nuevos ingenieros comenzaron con más I+D a mejorar la duración de los filamentos.

En cuanto a tu afirmación de que

“Usamos la combustion para generar calor, electricidad y trabajo, que son las energias que a los humanos nos interesan. Pero para generar la cuarta clase de energia que nos interesa (la alimentacion que nos mantiene vivos), solemos usar al Sol,…”

Pues me temo que ahora usamos el sol en la generación de alimentos y en las sociedades modernas, principalmente para materializar el proceso fotosintético, pero luego gastamos entre seis (Europa) y nueve veces más (EE. UU.) energía que la que el sol pone sobre las plantas para que realicen la fotosíntesis que les da vida, en el resto de los complicados procesos que hacen que lleguen a nuestro hogar y sean “útiles” al ser humano (una cebolla que nace y muere en el campo, no tiene consideración de TRE, si no es porque interesa saber lo que aporta energéticamente al hombre y lo que cuesta que se la lleve finalmente a la boca); estos son de uso de fertilizantes de síntesis, arados mecánicos y cosechadoras mecánicas de productos, el transporte, el del uso de una cadena del frío que garantice sus propiedades y seguridad alimentaria, la del embalaje, para que el producto aguante la presión de toneladas de iguales productos dentro de un camión sobre la misma materia; la de los mercados de distribución centrales y los mercados municipales y tiendas privadas; las del gasto publicitario en muchos casos, para fomentar consumos de esa precisa marca (la competitividad es energía extra), etc., etc

Cuando dices

“Hay muchos mas asuntos. Por ejemplo el humano: Se supone que comemos unas kilocalorias al dia, y producimos unos cachivaches y servicios. ¿Cual es nuestro rendimiento energetico? Depende de lo que se considere como fin de esta maquina que es el cuerpo humano (y animal). “

De nuevo, entiendo que es estudio de la TRE del propio cuerpo humano solo tiene un sentido limitado, porque el objeto de “utilidad” de una transformación energética, estará siempre relacionada con su destino en el ser humano, más que en el ser humano como medio energético de transformación, salvo cuando ese ejercicio de transformación va destinado a procurar bienes o servicios a otros seres humanos. De todas formas, en cuanto máquina y como mono desnudo, está también muy estudiada; sabemos que consume unas 3.200 kcalorias en alimentos y muy poquito por el sol. Y eso menos la energía gastada en su soporte vital es lo que puede entregar; por eso las sociedades de cazadores recolectores tenían una TRE tan baja, aunque eran sociedades enormemente estables. Es la explosión del uso de energías exosomáticas, las externas al propio metabolismo humano y para potenciar sus propias actividades humanas de supervivencia (y lúdicas); esto es, el uso de energía ajenas al cuerpo en su propio beneficio, lo que ha dado lugar a la brutal transformación del planeta por su causa y no otra cosa.

Y finalmente, si el concepto de “emergía” te parece bastante peregrino, a lo peor es que te pasa como con el anuncio de la tónica, que no lo has probado bastante. A mi juicio, es el intento más serio hecho para intentar “sistematizar” las conversiones de todo tipo, referidas a la energía del sol, que como los egipcios ya sabían es la energía primaria más estable (quedan, según los científicos decenas de miles de millones de años de actividad similar en esta estrella nuestra), más medible y la única que da vida de forma directa y sin intermediaciones. Es la energía a partir de la cual tiene sentido nuestra existencia (podemos vivir sin hidroeléctrica, sin fósil, sin nuclear, sin eólica, pero no si solar) y de la que parten todas las demás energías

Saludos

Emergia
Escrito por: internete sobre viernes, 29 diciembre 2006 @ 13:57 CET

Vale PPP, desde luego cualquier intento de racionalizar las transformaciones
energeticas de la sociedad humana me parecen loables.

Pero... ¿Que concho es un emjulio? Un julio esta bien definido, un emjulio es una
especie de quimera.

No digo que no este bien que tratemos de elaborar un lenguaje nuevo sobre las
transformaciones energeticas en la sociedad humana, pero por lo menos
deberiamos hacerlo sobre bases firmes.

No es que la emergia sea resbaladiza y dificil de manejar. Es que la energia lo
es.

Tenemos la nocion de que es algo basico y necesario para la vida, pero no
tenemos ni idea de como manejarla o entenderla, mas que por las propias
leyes de la termodinamica y los cachivaches que hemos inventado.

El TRE de un tomate en mi mesa, hoy en dia, sin duda alguna es menor que uno.
Pero el caso es que, de momento, el tomate llega a mi mesa.

Mi deformacion profesional me ha enseñado que cuando te planteas problemas
muy complejos, lo mejor es dividirlos y estudiar los trozos por separado.

Por eso, sin dejar de tener en cuenta que estos datos que propongo puedan
ser utiles para otras disciplinas como la "termodinamica social" (que es como
sugiero que llamemos a este nuevo lenguaje), me parece que son utiles por si
mismos en la ciencia y la tecnologia.

El rendimiento de un motor, una bombilla, o un ser humano, son trozos mas
facilmente medibles, que el arbol entero, del que, como bien dices salen
ramas con bucles que luego se vuelven a unir. En el fondo mas que un
arbol, es un grafo con bucles de realimentacion, pero el caso es que su
"forma principal" es arborea. Los bucles y ramas separadas que se vuelven
a unir son excepciones. Muy importantes, pero no totalmente dominantes.

Lo que domina es la caida de energia quimica hacia el calor. Ese es el
problema energetico de la sociedad humana.

Si se trata de hacer una teoria que permita hacer calculos mas o menos
realistas, deberemos empezar por poner nombres a los trozos (ser
humano, planta de tomates, motor, bombilla, industria farmaceutica,
tienda de muebles, etc) que son actores en el proceso, e intentar
poner por lo menos limites al TRE de cada trozo, aunque no podamos
establecerlo con precision, si que podemos conocer los limites maximo
y minimo.

Ademas, como bien se dice en otro comentario de este foro, el TRE
de una vaca lechera, no es ni mucho menos comparable con el de un
semaforo.

Solo sabemos algo cierto y universal: Nos interesa hacer sistemas
eficientes energeticamente. Es decir: Dados varios procedimientos
alternativos para a partir de la misma fuente, obtener el mismo resultado,
debemos descartar los que sean mas ineficientes.

Insisto: El modelo de contabilidad por partida doble, en el que las cantidades
manejadas sean energeticas y no monetarias, sería una buena medida.

Un asiento contable de la emergia de una silla para sentarse tendria en
el haber la capacidad de ahorro y descanso de su uso, y en el debe todos
los procesos industriales involucrados para su fabricacion, transporte e instalacion.

Cualquier programa contable simple sirve para estos "modelos", si en lugar
de meter las cantidades en euros, las metemos en kilowatios hora.

Urge normalizar la unidad de energia, y el KWH es el mejor candidato desde
mi punto de vista. Y urge hacer una tabla de consumos y rendimientos.
Una lista de tipos de asiento contable energetico predefinidos sobre los
que tratar de obtener un modelo completo, del que poder obtener un
balance.

Cualquier idea es buena en "termodinamica social", es buena porque nos
puede otorgar puntos de vista nuevos e importantes. No debemos pararnos
a admirar la enorme trascendencia y lo inteligente que es este señor que nos
ha definido el TRE y la emergia.

Efectivamente la "emergia" es un invento necesario, pero no basta con
decirlo: Hay que trabajar en ello. Meter las manos en la masa y tratar de
hacer estimaciones razonadas y razonables.

Son muchas variables, pero algunas son muy claras. Otras no. Despejemos
estas, o demosles los valores que nos parezcan estimaciones razonables.
Pero no nos quedemos en el enunciado de una nueva ciencia.

Hagamosla.

internete
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PD: Yo, como la mayoria de los contertulios de este foro, soy consciente
(y una especie de escalofrio me recorre el espinazo cada vez que lo pienso)
de que el TRE de un tomate en mi mesa es menor que uno. Pero una vez
constatado el hecho, busquemos explicaciones y caminos nuevos.

No nos quedemos en el simple enunciado del problema. Será todo lo
complejo que se quiera, pero los humanos tenemos cierta capacidad de
raciocinio.

Rescatemos el viejo dicho de los industriales, para cambiar el mundo antes
de que nos despeñemos todos: "Todo proceso es mejorable".

Contabilidad energetica. Version 1.0
Escrito por: internete sobre viernes, 29 diciembre 2006 @ 16:31 CET

Vamos a estudiar la contabilidad energetica de la fabricacion de un panel solar
termico del tipo plano de 1 m2 de superficie.

Los elementos necesarios (que forman parte del debe) son:

D1 - 2'3 m2 de Acero inoxidable de 1 mm de espesor. Son algo mas de dos
metros, uno para la plancha superior, otro para la inferior, y el resto para una
serie de tiras intermedias que formen un laberinto por el que circula el agua.
D2 - 200 cm3 de pintura negra
D3 - 1 m2 de cristal
D4 - 4 m lineales de perfil para los bordes
D5 - 8 tornillos para sujetar el perfil a las planchas
D6 - 100 gramos de silicona refractaria para sujetar el cristal
D7 - Dos bocas de rosca de cobre (una entrada y una salida del agua)
D8 - 10 electrodos para soldadura electrica
D9 - 2 kwh para soldar
D10 - 3 horas de mano de obra

¡Ahi es nada! Ahora vamos a intentar desentrincar todos los pasos
de la fabricacion de cada uno de estos materiales. Empecemos por
la mano de obra.

D10: Un hombre consume 3500 Kilocalorias al dia, y puede trabajar (si
esta sano, cosa que nos llevaria a la contabilidad energetica del
sistema social de salud y otras complicaciones descartables en
este modelo simplificado), unas ocho horas diarias. Asi pues el
consumo energetico de una hora de mano de obra es de

(Conversion Kcal a Kwh: 1 Kwh = 864 Kcal 1 Kcal = 0,00115 Kwh)

3500 / 8 = 437,5 kcal => 0,506 Kwh

Insisto, que no nos vamos a meter en el follon de intentar averiguar
cuanta energia es necesaria para "fabricar" un hombre adulto sano,
porque, principalmente, su origen es el amor, que consume energia
pero es despreciable. Otra cosa es su crecimiento y su salud a lo
largo de los años. Pero el caso es que mano de obra "ya cultivada"
existe en grandes proporciones en este planeta. Dejemonos de lios
y tengamos solo en cuenta su consumo para trabajar.

Este mismo principio es aplicable a otras maquinas implicadas en
nuestro proceso: Por ejemplo la soldadura electrica. No podemos
pensar que la fabricacion (aun siendo necesaria) influye en nuestro
calculo del TRE del panel solar, porque esa misma maquina servirá
para muchas otras cosas que para solo soldar nuestro panel.

Podemos (y esto es algo contemplado en el sistema de contabilidad
por partida doble con bastante frecuencia) usar el sistema de amortizacion
de la maquina, suponiendo que se degrada X porcentaje de la misma
por cada hora de uso. En este sentido, contabilizariamos la energia
necesaria para su mantenimiento, pero no para su fabricacion, como
hemos hecho con el hombre. Ademas por supuesto, de su consumo
para realizar las soldaduras necesarias para nuestro panel solar termico.

Asi pues, de nuestro "pequeño" estudio, ya podemos sacar una conclusion
importante para nuestro nuevo lenguaje de "Termodinamica Social". Seria
la idea de que es importante distinguir entre energia necesaria para la
fabricacion, de la energia necesaria para el mantenimiento de cualquier maquina.

Entiendo por maquina cualquier sistema que convierte energia de una forma
a otra, sea o no util. Por ejemplo, mi gato seria una maquina que convierte
pienso en meados, cagadas, maullidos, persecuciones y ronroneos.

Una consecuencia de este nuevo "descubrimiento trascendente" es que
el mantenimiento se complica con el tiempo, siendo necesaria cada vez
mas energia de mantenimiento para que una maquina siga funcionando en el
tiempo. En este sentido se podria estimar la vida media de la maquina de un
tipo dado e imponer que la energia de mantenimiento es una funcion creciente
con el tiempo, que desemboca en un momento en el cual el TRE de
mantenimiento/rendimiento es menor que uno, con lo cual se desecha la
maquina y hay que fabricar otra nueva.

Pero en fin, ahora vamos al meollo complicado:

D1: ¿Como se fabrican planchas de acero inoxidable? El acero inoxidable esta
formado por hierro 90% y cromo 10%. Para obtener ambos materiales, se
tiene que calcular la energia necesaria en la explotacion minera de ambos.
Esta explotacion minera se realiza por medio de maquinas y personas. Las
personas, ya hemos calculado que consumen medio Kwh por hora de trabajo.
Y a las maquinas, sabemos que tienen una energia de fabricacion (que no nos
interesa ahora, mas una energia de mantenimiento (que depende de su vida
util), mas una energia de consumo para obtener el resultado esperado.

Imagino que las maquinas mas usadas en mineria son dos: El martillo electrico,
y el montacargas electrico. Ambas estan basadas en motores electricos que
sabemos que tienen un 80% de rendimiento aproximadamente. El 20% se
escapa en calor.

Puesto que necesitamos 2'3 m2 de plancha de acero de 1 mm de grosor,
en volumen total, nuestro panel necesita:

2'3 x 0,001 = 0,0023 m3 de acero inoxidable. La densidad del acero inoxidable
es de 7.9 gr/cm3, (todos los datos numericos los estoy sacando de Wikipedia
y de Google) es decir, 7900 Kgr/m3. Nuestro panel necesita, por tanto:

7900 x 0,0023 = 18 Kgr de acero inoxidable.

La profundidad media de las minas de hierro es de unos 80 m. Las hay mas
profundas (hasta 300 m) pero la media es esta segun Google. Supongo que
las minas de cromo seran similares.

Extraer nuestros 18 Kgr de acero inoxidable, en contra de la fuerza de la
gravedad exige: (E=mgh donde m es la masa, g es la aceleracion de la
gravedad terrestre en superficie y cambia muy poquito a 80 metros de
profundidad, y h es la altura)

E = 18 x 9,8 x 80 = 14112 jul

Puesto que 1 Kwh = 3600000 jul, para extraer (por medio de montacargas)
nuestro material de la mina hacen falta

14112 / 3600000 = 0,004 Kwh (luego tendremos en cuenta el rendimiento
del montacargas tanto en consumo como en mantenimiento).

Para extrar el material de la roca a 80 m de profundidad, debemos tener
en cuenta el consumo medio de un martillo electrico. Esto es sencillo. Se
mira en el google quien los fabrica y que rangos usa y obtenemos que
un martillo tipico consume unos mil vatios si es de uso por personas.
Supongo que las maquinas excavadoras mas grandes son mas eficientes,
asi que usemos los calculos del martillo electrico y nos curaremos en salud.

¿Cuanto tiempo hace falta para picar 18 Kgr de material de hierro en una
mina? Ahora me estoy dando cuenta de que quiza no se usen martillos,
sino dinamita... Pero ya que estamos calculemos un poquito:

Un martillo de estos, puede sacar en una hora de trabajo un m3 aproximadamente
de ladrillo y hormigon mexclados. Esto he podido comprobarlo expreimentalmente
en las obras de construccion. La densidad de ladrillo y hormigon en una obra es baja
comparada con el hierro. Pongamos una densidad "razonable" de 2. Esto significa que
un martillo electrico, con mil vatios de potencia, puede picar (destrozar)
ladrillo, hormigon y azulejo a 2 toneladas por hora.

El rendimiento de extraccion de material de construccion de un martillo
electrico medio es de 0.5 kwh por tonelada. Cierto es que el hierro es
mas duro que los cascotes de obra. Pongamos cuatro veces mas duro,
de forma que hara falta 2 kwh para sacar una tonelada, mas o menos.

Este es el camino erroneo que hemos usado para ver cuanto cuesta
obtener el hierro de la roca por medio de martillos electricos, pero
esta claro (ahora lo veo claro) que la dinamita es mas eficiente.

Para obtener nuestros 18 Kgr de acero inoxidable de la mina necesitaremos
por tanto:

18 Kgr x 2 Kwh / 1000 Kgr = 0,036 kwh

En resumen: La mina nos dice que:

Energia para extraer de la roca: 0,036 kwh
Energia para subir a superficie: 0,004 kwh

Total: 0,04 kwh que multiplicados por el rendimiento del 80% de los motores
electricos implicados sería de 0,05 kwh.

No hemos tenido en cuenta el tiempo de personas operando, pero es que
es bastante bajo dada la excasa cantidad de material necesario. Si queremos
contarlo, para redondear y pecar por exceso, supongamos que nuestros
18 Kgr se comen 0,1 Kwh en la mina.

Ahora viene el proceso de fundicion en altos hornos. Este es el verdadero
consumo grande, me da la sensacion.

La temperatura de fusion del hierro es de unos 1600ºC. El del cromo es
algo mas alto, unos 2100 ºC. Pongamos de media (no es correcto si
miramos las proporciones de uno y otro, pero vamos a pecar por exceso)
unos 2000 ºC. Esto significa que necesitamos 2000 cal para fundir un
gramo de hierro/cromo y generar un gramo de acero inoxidable.

Por tanto: 18000 gr x 2 Kcal = 36000 Kcal = 41 Kwh

Asi pues, nuestros 18 Kgr de acero inoxidable se comen 41,5 Kwh en
su produccion. Seamos una vez mas generosos, y pecando por exceso,
digamos que se comen 50 kwh en su produccion.

Ahora vamos a transportarlo por tren (el sistema mas barato si es
por tierra, si fuera por mar seria el barco), hasta una distancia de
1000 Kilometros, que es la distancia que recorrerá desde la mina
hasta el alto horno, y desde este hasta mi taller casero.

He estado buscando "trenes mercancias megawatio" en Google y
no encuentro nada. Me paso al coche. Un coche normal que pesa
una tonelada, gasta unos 100 litros de gasolina, que tienen una
potencia calorifica de 10500 Kcal/litro.

Asi pues, transportar una tonelada mil kilometros, se come aproximadamente
un millon de kilocalorias. Esto es un kilogramo unas mil kilocalorias llevarlo
a mil kilometros de distancia en coche. Como estamos calculando en plan
gastón, nuestros 18 Kgr de acero inoxidable se llevan en transporte unas
18000 Kcal es decir: Unos 21 Kwh.

Tambien hay que considerar la energia necesaria para hacer laminas con
el acero de 1 mm de espesor. Esto se puede hacer en fundicion a groso
modo y luego desbastar (cepillar) con maquina herramienta. Imagino que
tendra un costo energetico alto. No sabria decir cuanto exactamente,
pero no creo que sea comparable al transporte o la extraccion de la
mina. Pongamos unos "razonablemente altos" 5 kwh para los 2'3 m2
de superficie que necesitamos.

Asi pues, en resumen, para poner en mi taller 2,3 m2 de plancha de acero
inoxidable de 1mm de espesor hacen falta:

Produccion + Laminado = 55 kwh
Transporte 1000 km = 21 kwh

Unos 76 Kwh.

El resto de materiales de nuestro panel solar termico, como por ejemplo
las bocas de cobre, los tornillos, la pintura y la silicona refractaria no
deben ser muy caros, puesto que pesan poco, y hemos visto que el
transporte es una de las claves. Pongamos entre todos ellos unos 10 Khw
mas. Ya tenemos 86 kwh.

El cristal y los perfiles de los bordes si deben ser algo mas costosos.
A los perfiles se les puede aplicar el mismo razonamiento en peso que
a las planchas. Si para las planchas, ponerlas en mi taller nos ha llevado
76 Kwh y pesan 18 Kgr, los perfiles, que pesaran entre los cuatro algo
menos de 1 Kgr, serian: 76/18 = 4.2 Kwh

El cristal se fabrica tambien por fundicion de silicio (es decir arena de
la playa cribada). No hace falta un cristal muy espeso para nuestro
panel, pues su funcion es solo dejar pasar el calor y la luz del sol,
pero que no se escape el aire, de forma que es un pequeño invernadero.
SI que debe ser resistente a los golpes, sino un niño cabron puede tirarnos
una piedra o la meteorologia enviarnos un granizo y adios panel.

El peso del cristal de nuestro panel no debe ser muy alto. El vidrio suele
tener densidades desde 2 a 8. Pongamos uno mediano (densidad 4),
pero que en su composicion tenga algun tipo de refuerzo. Un grosor
de 2 mm sera suficiente.

Puesto que es un m2 de superficie, y que tiene 2mm de grosor, necesitamos
0,002 m3 de volumen. Con una densidad de 4 Kgr/litro, necesitaremos unos
0,008 toneladas, es decir unos 8 Kgr. El punto de fusion es similar al del
acero, pero la mineria es mas sencilla. La fundicion y el laminado nos llevan,
segun los ratios anteriores aplicados al acero unos 24 kwh mientras el
transporte de 1000 Km nos come unos 10 Kwh mas.

Total: El cristal en casa se chupa 34 Kwh.

Sumados a los 86 Kwh del acero, tendriamos 120 Kwh de materiales.

La mano de obra hemos visto al principio que es despreciable totalmente
respecto de los materiales.

Multipliquemos por dos estos 120 Kwh porque me da la gana, y asumo
que las industrias, burocracias, transportes, y administraciones se llevan
su parte del pastel. Y redondeemos por exceso:

GRAN TOTAL FABRICACION PANEL SOLAR TERMICO DE 1 M2 DE
SUPERFICIE: 250 Kwh

Este es el debe. Ahora veamos el haber.

Un panel solar termico, si no viene un niño cabron a romperlo, bajo las
inclemencias meteorologicas puede durar tranquilamente 10 años funcionando.

La cantidad de radiacion solar que llega a la parte alta de la atmosfera terrestre
(constante solar, Wikipedia) es de 1366 w/m2. En la industria y la tecnica se
suele considerar que la mitad de esta energia es la que llega al suelo, mientras
la otra mitad se esparce por la atmosfera.

Asi pues, a las doce del mediodia de un dia de sol, llegan 683 w/m2 puesto que
el watio es una medida de potencia que incluye el segundo como medida de tiempo,
en una hora de sol tenemos 683 w/m2 x 3600 s = 2485 Kwh

Es decir, podemos rentabilizar nuestro panel solar que costo fabricarlo 250 kwh,
en 6 minutos de sol. Si la vida media del panel es de 10 años, en España hay
180 dias de sol al año, cada uno con 6 horas de sol, tenemos que la vida en
horas de funcionamiento del panel es de 10 años x 180 dias x 6 horas = 10800
horas de vida en funcionamiento.

Esto indicaria un TRE absolutamente tremebundo. Dejo al lector su calculo
exacto, pero le avanzo que debe andar por las centenas de miles.

Bien es cierto que no toda la energia que recibe el panel es aprovechable.
En primer lugar porque pierde energia por radiacion de calor, pero los
tecnicos especialistas afirman que se consigue aprovechar un 90% de
la misma en forma de calor.

Por otro lado si queremos usar ese calor como electricidad, debemos
usar el motor Stirling, cuya fabricacion no es compleja, ni requiere
grandes cantidades de materiales. Su rendimiento, si usamos el panel
solar para calentar agua a 90ºC y el foco frio del motor Stirling lo
ponemos a temperatura ambiente de 20ºC, tenemos un salto termico
de 70 ºC, que dividio por la temperatura en ºK del foco caliente,
nos da un rendimiento de Carnot de un 20% aproximadamente.

Asi pues, suponiendo que la fabricacion del motor Stirling es menos
costosa energeticamente que la del propio panel (al tener menos peso),
pongamos de unos 100 Kwh, tendriamos que

10800 horas x 2485 Kwh = 26 Gwh * 0.2 rendimiento = Unos 5 Gwh
sería el haber del sistema, que tiene un debe de 350 kwh.

Es decir: 5000000 Kwh contra 350 Kwh. Esto hace un TRE del sistema
panel solar termico + motor stirling de:

TRE = 15336 en conversion sol -> electricidad

Sin duda debo haberme equivocado en alguna conversion. Ruego a los
lectores de CE me corrijan si la detectan, yo he repasado los calculos
y no la veo por ningun lado.

Ademas, no he desarrollado el asunto del mantenimiento de las maquinas
intermedias, ni de su fabricacion, que serían objeto de otro estudio
mas detallado, que sin lugar a dudas retocaria la contabilidad de
este estudio, aunque supongo que no por un factor mayor de 10.

Tambien me he dejado en el tintero la soldadura de las planchas,
que no me parece muy gastona, aunque algo chupa.

Ruego a los administradores de CE que guarden bien este documento,
para futuras discusiones. Aunque tengo copia del mismo en mi PC, mi
PC es una vieja cafetera que amenaza con huelga indefinida.

Un saludo y feliz navidad a [email protected]

¡Quizá en 2007 se acaben todas las guerras!
¡No perdamos la esperanza!

internete
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Contabilidad energetica. Version 1.0
Escrito por: Antonio Diaz sobre viernes, 29 diciembre 2006 @ 17:09 CET

en una hora de sol tenemos 683 w/m2 x 3600 s = 2485 Kwh

Una hora de sol, suponiendo que tu panel esté perfectamente aislado, produce 683 Wh (0,683 kWh).

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No existen paises pobres, sólo paises superpoblados.

Gracias, efectivamente es un pufo mio.
Escrito por: internete sobre viernes, 29 diciembre 2006 @ 22:10 CET

Lo cual significa que el TRE del panel solar termico + motor stirling se queda
en la milesima parte, es decir 15 y pico.

Aun así es buen sistema.

Muchas gracias por el aviso, que es un fallo de primaria.

internete
1234567

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No existen paises pobres, sólo paises superpoblados.

Gracias, efectivamente es un pufo mio.
Escrito por: Amon_Ra sobre viernes, 29 diciembre 2006 @ 23:36 CET

No e llegado a leer todo tu desglose de consumo energetico con lo que no puedo criticarlo sino al contrario alabarlo por el trabajo realizado solo una observacion.
Pero dado que ese panel estaria situado en diferentes localidades con diferentes horas efectivas de Sol variaria en razon de la zona instalado el tiempo de retorno entre la energia invertida en fabricarlo (obviando los comentarios de PPP sobre el sistema social actual y su aclaracion al respecto que veo la comprendes).
Esta matizacion la saco del articulo que tengo delante mio donde se analiza de forma bastante exaustiva los componentes del panel como tu haces y la energia proporcionada dando unas cifras de años de insolacion necesarios para distintas localidades Italianas en ,y con instalaciones de diferentes potencias.
El articulo es de el libro Il nodo energia publicado a raiz de la feria sobre construccion industrializada en Bolonia del 11 al 19 Octubre 1980.
El capitulo estudio se titula Impianti solari a panelli piani energia di fabricacione ed energia prodotta escrito por Franco gugluermetti y Andrea porru.
Donde ya se plantea el tema de energia invertida (no dinero)energia energia recibida desde la optica solar dando ya. unos resultados positivos en aquellas fechas

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los arboles no crecen hasta el cielo

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La energia mas limpia es la que no se usa

Totalmente de acuerdo
Escrito por: internete sobre sábado, 30 diciembre 2006 @ 00:20 CET

Efectivamente no tiene el mismo TRE un panel solar termico que se va instalar
en Siberia, que uno en el Sahara.

El coste de fabricacion sería el mismo, el del transporte depende de la zona,
pero no variaria mucho si las fabricas estan cercanas al lugar de instalacion, y el
de mantenimiento tambien varia dependiendo de la meteorologia.

Lo que es claro es que la insolacion depende mucho de la latitud del
emplazamiento, y tambien de la orografia que facilita o complica la
creacion de nubes que estorban.

Lo mismo ocurre con los molinos de viento y los generadores basados en
oleaje, solo que aqui las consideraciones son mas meteorologicas o de
estado de la mar.

Desde luego es una observacion muy importante.

Por otro lado, empiezo a ver un mundo en el que todo es electrico,
que es la forma mas utilizable de energia que conocemos. Su transporte
es bastante efectivo por cables de alta tension, aunque tenga algunas
perdidas. Asi pues, se puede aprovechar energia solar a todas horas
(siempre pega el sol en algun punto de la tierra), y reunificar las redes
de distribucion a nivel planetario de forma que la electricidad uno no
sepa, ni falta que hace, de donde diablos viene o a donde va.

La electricidad es el futuro energetico de la humanidad. Bien es cierto
que no es una fuente sino un "transito", y que quiza el transporte
de mercancias deba hacerse por vias ferreas a larga distancia eliminando los
motores de combustion interna, (y por metro en las ciudades), pero el caso es
que la fuente primaria puede ser el sol sin problemas si aprendemos a
aprovecharlo de verdad.

¡Motores Stirling y Paneles Solares Termicos!... ¡YA!

internete
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PD: Sera un alivio para las generaciones futuras comprobar que, una vez
encontrado el primer empleo, no tienen que pedir un credito al banco para
comprarse un estupido coche de gasolina para meterse en el atasco...

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La energia mas limpia es la que no se usa

Totalmente de acuerdo
Escrito por: SINOIL sobre sábado, 30 diciembre 2006 @ 20:26 CET

Saludos y muy bueno el estudio, internete.

Efectivamente, yo también comparto la idea de que el vehiculo conductor de la energía disponible para el consumo humano será la electricidad pero sigo sin ver la viavilidad de la fuente milagrosa que nos permita contar con la cantidad necesaria si no es cambiando el montante actual de consumo.
De la solar, desde luego, emanan todas las demás, renovables o no, pero en el proceso de transformación, y sólo teniendo en cuenta los simples paneles, citas a los mismos protagonistas de siempre: "hierro, cromo, cobre, pintura negra, componentes minerales del material de aportación en los electrodos de soldadura", etc. la lista sería muy larga pero todos los artistas de este reparto son los viejos conocidos de siempre, FÓSILES.

No estoy en posesión de datos pero la cuestión sería determinar qué cantidad de fósiles se necesitan a nivel global para crear y mantener todos los elementos que conformarían físicamente el " aparato tecnológico " necesario para vehicular el equivalente energético deribado de los hidrocarburos utilizados en la actualidad y para cuánto tiempo tendríamos o tendrían las generaciones del futuro teniendo en cuenta además que seguimos inmersos en el concepto incuestionable del crecimiento.

Cuando todavía se esperan algunas decenas de años de disponibilidad de hidrocarburos, resulta que ya se empiezan a poner en tela de juicio las disponibilidades o reservas del mineral de uranio, que el cobre , niquel, aluminio, platino etc, suben y suben su cotización

Fotovoltáica, eólica, hidráulica, hidrógeno, incluso nuclear, no son fuentes de energia propiamente dichas como todos sabemos sino simples intermediarios a los que hay que pagar un alto precio para que nos sirvan la única y real fuente de energía válida, la radiación del dios SOL, como muy bien conocían hace milenios los egipcios, por cierto.

La única moneda de cambio útil con la que contamos para la obtencion electrica no es otra que los consabidos fósiles.

Sin embargo esta moneda no obedece a inventos o magias como otras fantasías del mundo mercantil, simplemente ,ES LO QUE HAY Y NO HAY MAS.

El problema energético, hablando en términos de proyección futura no puede pasar por un aumento inconsciente de las necesidades sabiendo como sabemos que nuestras ofrendas al dios Sol son fósiles y finitas sino en una adecuación a un sistema sostenible en el tiempo.

Y es aquí donde tenemos el verdadero reto, el encontrar el camino y sabiduría que nos permita un cambio que hay que comprender y asumir cuanto antes y de forma , a ser posible, pacífica.

Como hoy por hoy estamos ,por desgracia, muy lejos de asumir esta realidad, me temo que nos iremos a lo más rápido en el corto plazo; electricidad (que no energía ) de origen nuclear sin cortapisas y los avances complementarios y políticamente correctos en renovables, todo sin bajar el pistón y hasta que las circunstancias manden por fuerza mayor.

Pero por no irme del tema de internete, aprecio que faltan elementos de juicio que complementen el concepto de TRE. No es suficiente con estimar la energía necesaria para la extracción mineral, procesamiento, transporte, etc. Si seguimos hablando de fósiles es ineludible cuantificar las reservas, probadas y probables, especialmente de ciertos minerales cuyas respectivas TRE estractivas van a disminuir de forma inequívoca a la par que sus existencias y la facilidad de acceso físico.

Las conclusiones sobre una TRE lineal y puntual son el precio del pan para hoy. Es necesario anticipar datos que nos permitan diseñar la curvas propias que reflejen la POTENCIALIDAD de las nuevas propuestas. Sería engañoso basarnos en las predicciones de Hubert en forma de campana para los hidrocarburos y contraponer soluciones que, usando fósiles como el cobre, por citar sólo uno, se calculen de forma puntual.

Naturalmente, no es mi capacidad, lo mío es plantear problemas para buscar las respuestas entre los que , como internete , ayudan a saber realmente de esto.

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No pretendo llevar razón, tan sólo busco enriquecerme con los que opinan distinto.

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No pretendo llevar razón, tan sólo busco enriquecerme con los que opinan distinto.

Muchos minerales ser reciclan al 100%
Escrito por: internete sobre domingo, 31 diciembre 2006 @ 02:18 CET

Entre ellos esta el hierro, el cobre y quiza tambien el cristal del panel solar termico.

Bueno, estoy casi totalmente de acuerdo con lo que dices SINOIL, pero debo
aclararte que por supuesto, mi opinion es principalmente favorable al
DECRECIMIENTO en primer lugar, y el mejor aprovechamiento del sol
en segundo lugar.

En alguna conversacion de este foro he defendido el estudio de la energia
nuclear de fusion. Aunque no creo que sea util a corto plazo, debemos sacarnos
la espinita de no saber como funciona aunque llevemos 70 años estudiandola.
Es una cuestion mas intelectual que energetica.

Sin embargo, en la mayoria de mis comentarios siempre digo lo mismo:
Decrecimiento, solar termica, motores stirling, energia del oleaje y
aire comprimido para el almacenamiento. Todo en forma de electricidad.

Esta claro por mis calculos (erroneos al principio y corregidos amablemente por
Antonio Diaz despues) podemos estar hablando de un TRE solar termico
a electricidad del orden de 5 (no 15 como pensaba nada mas leer a Antonio),
y de termico directo del orden de 20.

Y un panel de estos se lo puede fabricar cualquiera en su casa.

Por cierto, estoy viendo que puesto que el futuro es electrico, quiza se
pueda ampliar bastante tanto el TRE como el rendimiento de uso de solar
termico a electricidad usando los paneles cilindro-parabolicos y aceite como
liquido captador, que aunque tiene menos capacidad calorifica puede alcanzar
mayores temperaturas si de lo que se trata es de tener un salto termico mayor a
la hora de usar el motor stirling para convertir a electricidad. Ademas los paneles
con forma cilindro parabolica serían de fibra de vidrio (cristal hilado y tejido de
forma caotica) y recubiertos solo por un lado de espejo. Pueden llegar a ser
todavia mas baratos que el de acero inoxidable plano, tanto en energia de
fabricacion de componentes, como en precio en el mercado actual.

Tambien tengo ya diseñado (pero aun no construido) un motor stirling
casero. He elegido materiales faciles de encontrar pero me falta alguno.
Latas de cocacola principalmente, alambre grueso y tubos de macarron
de la gasolina de la moto, aunque parezca pedestre. Me faltan los embolos,
o pistones o como quieran llamarlos. Me cuesta encontrar algo que
encaje perfectamente en la lata de cocacola que seria el cilindro.

Tambien en breve podre publicar algunos experimentos que estoy haciendo
para evaluar el rendimiento del almacenamiento de electricidad en forma
de aire comprimido, que no se encuentran en internet por ninguna parte
y me parecen muy importantes. Tengo un compresor, una pinza amperimetrica,
y un inversor que convierte de 12 DC a 220 AC. Me faltan el destornillador
neumatico movido por aire comprimido y la dinamo para completar el puzzle,
y poder ofrecer aqui datos de rendimiento de almacenamiento de electricidad
en forma de aire comprimido.

¡¡Al final voy a tener un taller de mil demonios y me voy a quedar pelao
comprando cachivaches !!

Creo sinceramente que la Crisis Energetica nos obligará a descartar el
motor de combustion interna y probablemente el coche privado, pero
esto ultimo no lo tengo todavia claro. Lo que si tengo claro es que la
energia solar termica va a cambiar el panorama bastante en los proximos
años. Me gustaria aportar mi granito de arena en su investigacion,
partiendo de lo poco que se y lo manazas que soy.

¡ Soy como una especie de inventor chiflado !

¡ Nunca pense que acabaria así ! ... ¡ Lo juro !

internete
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No pretendo llevar razón, tan sólo busco enriquecerme con los que opinan distinto.

De todas formas el reciclado de minerales evita la mineria pero no la fundicion
Escrito por: internete sobre domingo, 31 diciembre 2006 @ 02:27 CET

Y en el "estudio" que hice sobre el panel solar termico se ve claramente que
la mineria es despreciable energeticamente comparada con la fundicion.

Asi pues, tienes mucha razon, SINOIL en alertar sobre el uso de materiales
que requieren fundicion a altas temperaturas.

¡Y practicamente son todos los que podrian ser utiles para fabricar paneles
solares termicos!

Aun asi, con o sin mineria, con o sin reciclaje, el TRE es bueno. Y no solo
lo digo yo a la vista de los comentarios y referencias externas que se
han puesto en este hilo.

internete
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al 100% ?
Escrito por: SINOIL sobre domingo, 31 diciembre 2006 @ 15:25 CET

Bien traido el tema del reciclado internete, pero veamos de qué hablamos en realidad cuando se trata del reciclado:

El reciclado es a mi entender una labor necesaria en la dinámica de gestión de recursos, sin querer decir por ello que nos salga gratis y ya veremos si al menos nos renta en el balance final.

Reciclar materiales como los componentes para paneles solares, por ejemplo, significa el suministro de cantidades de energía aparentemente soslayadas no se sabe muy bien porqué.

Para ello haremos bien en distinguir lo que sería una simple REUTILIZACION de materiales al cabo de un uso para su aprovechamiento en otro distinto, como haríamos con los cartones de huevos para insonorizar una sala de música de lo que supone transformar una tonelada de hierro oxidado en nuevos perfiles de uso industrial.

Por tanto, primer punto: reutilizar pede ser rentable siempre que evite la utilización de otras materias y no se cobre un coste energético añadido. Reciclar un material usado pidiéndole el mismo uso o similar al original, es otro cantar.

Cualquier elemento que nos rodea, incluidos los llamados aceros "inoxidables" ,los hierros protegidos, las piedras y por supuesto internete y un servidor, estamos sujetos al proceso de la oxidación. Si tratamos de "reciclar" los elementos de un panel solar, damos por hecho que hemos permitido una larga utilización y exposición, de lo contrario sería una verdadera ruina.( Y hago un inciso para llamar la atención sobre lo que está ocurriendo con todo lo que se refiere a los materiales utilizados en la industria generadora del hardward para informática y nuevas tecnologías).

La simple exposición ambiental de los materiales ya provoca pérdida de los mismos una vez que los átomos más superficiales deciden formar matrimonio con el oxígeno, formando óxidos que además, hay que echar de casa, por supuesto, mediante un añadido energético.

El reciclado de una determinada cantidad de hierro, descontada la energía necesaria para su desmontaje, transporte y reducción de volumen requiere la aplicación de energía calorífica importante para transformar su estado sólido a líquido a fin de facilitar LA PERDIDA de impurezas como óxidos , hidrocarburos y otros.

Como resultado de estos procesos térmicos siempre se obtiene la misma cuenta; pérdida del propio material, pérdida del elemento combustible y regalo al medio ambiente de importantes cantidades de CO2 e impurezas varias.

Por tanto, segundo punto: "reciclar" es una ruina si se lleva acabo en los estadios precoces de aprovechamiento de los materiales, y sin embargo, se complica a medida que dilatamos en el tiempo su degradación.

Por tanto, llegado un determinado momento, un material deja de ser "reciclable" físicamente a sus prestaciones anteriores, debido al TRE negativo que se cobraría su renacer.

Cuando los elemntos combustibles parecían eternos y baratos, no se tenía en cuenta este debe como gran problema. Ahora la cosa es diferente.

Reciclar es políticamente correcto pero energéticamente no hay más remedio que distinguir entre reciclajes como sumidero y reciclajes lógicos o reutilizaciones.

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al 95%
Escrito por: internete sobre domingo, 31 diciembre 2006 @ 18:51 CET

La unica manera de que el hierro deje de ser hierro o el cobre deje de ser cobre
es la transmutacion, que no se conoce bien pero parece harto dificil, sino
imposible, por lo menos para estos dos ELEMENTOS, y otros cuantos mas.

Ya te digo que efectivamente, hay que volver a fundir para recliclar, y
evidentemente hay que transportar al horno para fundir.

Pero si coges 10 toneladas de acero inoxidable "oxidado" (¿oxidado e
inoxidable no son antonimos?, pregunto), seguro que puedes recuperar como
acero limpio y liquido al fundirlo por lo menos 9 y media toneladas.

En este gasto energetico del reciclado (de cobre, hierro, acero, vidrio, y algunos
elementos y compuestos mas), se ahorra el coste de la mineria que es mas
bajo pero no despreciable.

Lo que si es despreciable es la degradacion. El proceso de fusion se encarga
de quemar todas las impurezas, oxidos, grasas, etc y volatilizarlas.

Bueno, si quieres no es despreciable: Se lleva el 5% frente al 95%

internete
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¡ Aceptamos 95% !
Escrito por: SINOIL sobre miércoles, 03 enero 2007 @ 21:10 CET

De acuerdo internete, efectivamente, sólo trataba de matizar sobre las pérdidas inevitables del propio material en cada proceso de tratamiento, sobretodo para volver a usarlos en las aplicaciones anteriores al deterioro, teniendo en cuenta que la convinación de agua-calor-sol-cloros-...es bastante agresiva para los materiales.
Ya se sabe que las cuentas en esto de los recursos energéticos, y especialmente a la hora de ajustar las TRE han de hacerse cada vez más finas para no caer en falsos "caminos de salvación" o directamente en un sumidero.

En efecto, el acero inoxidable se oxida. Todo se oxida con el paso del tiempo y más o menos rápido dependiendo del lugar de exposición. Es ley de vida, todo bajo el sol y el aire, está sujeto a ese proceso, sin excluir al mármol, la madera, el ser humano ni ninguna otra cosa. La diferencia de degradación variará de unas materiales a otros así como su manifestación física y por supuesto, los "eceros inoxidables" resisten mucho más para mostrar una degradación evidente, lo cual no quiere decir que hasta que esta no se produce, las prestaciones del material se han mantenido intactas ya que desde el minuto cero se empezó a degradar.

Estamos de acuerdo en que este material resistiría bastante bien un tiempo de vida lógico para su utilización en paneles solares si es que es adecuada su utilización.

En fin es comentar por comentar ya que parecías un poco extrañado con la cosa de los "inoxidables".

Saludos internete y audiencias varias.

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