Juan Carlos Sastr Gonzlez

Indice (tentativo)Titulo 3Introduccin 3Localizacin del proyecto 4Delimitacin del proyecto 5Justificacin 6Objetivos 7Marco tericoOrigen de las necesidades 8Clasificacin de energas marinas y ocenicas 9Tecnologas que usan energas marinas y ocenicas 10Ventajas y Desventajas de energas marinas y ocenicas 11Situacin mundial de energas marinas y ocenicas 11Mxico y las energas marinas y ocenicas 11Hiptesis 12Metodologa 13Conclusin 14Referencias 15

1.Ttulo.

Estudio para el aprovechamiento de la energa de los mares y ocanos en la Sonda de Campeche para evitar el uso de combustibles fsiles en la produccin de energa elctrica para consumo de las plataformas marinas.

2. Introduccin

Para suministrar energa a una plataforma y a toda su mquinaria se tienen dos opciones: Generar electricidad in situ o recibir elctricidad desde la costa por medio de cables, tanto a nivel internacional como nacional (Golfo de Mxico) la generacin de elctricidad es in situ y se lleva a cabo con turbinas de gas y/o motogeneradores, y aunque en la mayora de los casos es la opcin que se utiliza no es la ms econmica y no es la ms segura, pues se manifiesta con los accidentes que ha habido como la tragedia de la plataforma Usumacinta [1] y las fugas de gas y crudo generalizadas en la Sonda de Campeche segn la Profepa [2]; y tampoco es amigable con el medio ambiente, ya que este proceso de producir elctricidad conlleva combustin y generacin de calor que es igual a emisiones de vapor de la mezcla del gas, este gas utilizado que contiene azufre, en ocasiones alta concentracin de nitrgeno, y otros elementos contaminantes del aire, peligrosos y mortales para los seres vivos.

Una opcin para cubrir la necesidad de suminstrar energa elctrica sin utilizar combustibles fsiles, es la energa que se encuentra en los mares y ocanos, esta energa se puede obtener por medio de las mareas, la fuerza de las olas, gradientes trmicos y salinos, vientos ocenicos y corrientes marinas cuyo movimiento se debe a la atraccin gravitatoria del Sol y principalmente de la Luna.

1.- Tragedia en Plataforma Usumacinta: http://contralinea.info/archivo-revista/index.php/2009/usumacinta/2.- PROFEPA, Mxico-2010: http://www.profepa.gob.mxCon un promedio de 4 kilmetros de profundidad, mares y ocanos cubren las tres cuartas partes de la superficie de nuestro planeta y constituyen un enorme depsito de energa siempre en movimiento. En la superficie los vientos provocan las olas que pueden alcanzar hasta 12 metros de altura, 20 metros debajo de la superficie, las diferencias de temperatura (que pueden variar de -2 C a 25 C) engendran corrientes; por ltimo, tanto en la superficie como en el fondo, la conjugacin de las atracciones solar y lunar, provoca una diferencia de alturas conocida como las mareas.

La energa de los mares y ocanos es una de las catorce fuentes nuevas y renovables en estudio y desarrollo, est disponible en cualquier clima y poca del ao, sta energa podra aportar unos 635.000 Gigavatios/hora (GW/h) anuales, equivalentes a unos 1,045,000,000 barriles de petrleo 392,000,000 toneladas de carbn/ao; lo anterior nos puede indicar que las mareas pueden proveer una base de generacin de energa para desplazar a los combustibles fsiles y a las tecnologas contaminantes que daan directamente el medio ambiente.

Localizacin del proyecto

El lugar donde se propone el presenta proyecto de investigacin es en el rea de la Sonda de Campeche, sta extensin submarina de la pennsula de Yucatn que da marco a la Sonda de Campeche ofrece una pendiente de aproximadamente 0.1 %, ofrece un escaln a 18m de profundidad siguiendo una isbata casi paralela a la lnea de la costa a 18 km de ella, alcanza los 180 m de profundidad a una distancia aproximadamente de 150 km de la costa.

Segn el informe anual de PEMEX 2011 y la Secretara de Energa en su informe Prospectiva de Petrleo y Petrolferos 2013-2027, Pemex cuenta con instalaciones costa fuera con 232 plataformas marinas, entre plataformas de perforacin, produccin, habitacionales, enlace, compresin, telecomunicaciones, almacenamiento, control y servicios, medicin, tratamiento y bombeo.

Foto Ilustrativa de las instalaciones petroleras propiedad de PEMEX en la Sonda de Campeche

Estas instalaciones enla que viven permanetemente-rotndose, alrededor de 15 mil personas, son extructuras metlicas sustentadas en pilotes incrustados en el lecho marino; las plataformas son autosificiente en cierta medida, obtienen agua potable d eplantas desaladores de agua de mar, tienen generadores que funcionan con diesel, otras plataformas cuentan con turbinas que funcionan con gas, ambos equipos con la finalidad de proporcionar la alimentacin de energa necesaria a todos los equipos con que se cuentan a bordo para el buen funcionamiento.

Delimitacin del proyecto

Actualmente en las plataformas petroleras existen generalmente entre tres o cuatro motores por instalacin, as como de dos a cuatro turbinas de gas. Dichos sistemas proporcionan electricidad continua durante todas las operaciones y actividades cotidianas que lleva a cabo el personal que trabaja en las plataformas.

Para los motogeneradores el consumo mensual de diesel para cuatro mquinas generadoras en una plataforma petrolera es de 165,000 lts lo cual da 55,000 lts por generador y un consumo anual promedio de 660,000 lts de diesel para cada generador y los motores de 1000 HP con un generador acoplado es de 1,752,000 lts de diesel a una carga constante de 75%.

Para las turbinas de gas considerando su mejor eficiencia operativa y considerando la relacin ideal de conversin de energa de combustible a electricidad para gas normal de 10,8 kWh/m3, al quemar un metro cbico de gas se producen slo unos 3 kWh de electricidad, y al mismo tiempo se emiten 2 kg de CO2. Una plataforma con una capacidad de generacin de 100 MW emitira normalmente ms de 500,000 toneladas de CO2 al ao, adems de unas 300 toneladas de xido de nitrgeno (NOx).

Derivado de la demanda de energa en las plataformas PEMEX tiene un alto costo por consumo de Diesel y de Gas, y una emisin de gases de efecto de invernadero a la atmosfera. Por lo anterior se propone el uso de fuentes de energa renovable de los mares y ocanos de entre sus diferentes tecnologas de obtencin para auxiliar en el suministro de energa elctrica en las plataformas marinas.

3.Justificacin.

A diferencia de la energa generada por los combustibles fsiles, el aprovechamiento de la energa de los mares y ocenos no produce emisiones ni subproductos nocivos para los seres vivos; y dado que son fuente de recursos renovables de mar y ocanos, son una fuerte de energa constante e inagotable. Adems que si se logra atrapar sus fuerzas se elimina el peligro de agotar los preciosos recursos naturales de la Tierra; este tipo de investigacin se vuelve viable por el beneficio que representa tanto ambiental, social y econmico;

Por otra parte la generacin de elctricidad en las plataformas marinas se lleva a cabo a travs de combustibles fsiles precursores de los Gases de Efecto Invernadero (GEI). Para enfrentar el problema es necesario disminuir las emisiones de GEI y para ello una de las opciones existentes es la sustitucin de energticos de origen fsil por fuentes renovables de energa. Por lo que se justifica esta investigacin al proponer formas de generar energa elctrica de manera segura, limpia, eficaz y responsable con el medio ambiente y los seres vivos.

Si bien varias de las tecnologas actualmente disponibles para atrapar la energa inherente en los mares y ocenos todava necesitan ser desarrolladas, s son prometedoras y pueden llegar a formar parte de los futuros suministros de energa. La justificacin general proviene tanto del hecho de tener unos recursos naturales limitados, susceptibles de agotarse(el petrleo y gas), como del hecho de que una creciente actividad econmica sin ms criterio que el econmico produce, tanto a escala local como planetaria, graves problemas medioambientales que pueden llegar a ser irreversibles y con esta investigacin podemos contribuir ha ahorrar a unos 1,045,000,000 barriles de petrleo al ao o minimizar la emisin de 392,000,000 toneladas de carbn/ao.

2.Objetivos.

Objetivo general

-Evitar el uso de combustibles fsiles para la generacin de energa elctrica en plataformas marinas de la Sonda de Campeche a travs del aprovechamiento de la energa de los mares y ocanos.

Objetivos especficos.

- Determinar tericamente la factibilidad de desarrollar un sistema de generacin de energa elctrica alternativa en las plataformas marinas mediante el aprovechamiento de la energa almacenada en el mar.

- Demostrar la capacidad de reducir los niveles de emisiones de gases a la atmsfera minimizando o eliminando el uso de combustibles fsiles en las plataformas marinas de la Sonda de Campeche.

- Minimizar los riesgos en las instalaciones de las plataformas marinas por el uso de gas combustible con el uso del sistema de generacin elctrica alternativo.

4.Marco terico. (Desarrolla un breve texto que contenga los aspectos tericos y conceptuales que se abordarn durante tu investigacin. Es indispensable indicar las fuentes de consulta en formato APA. Presenta un ndice tentativo de temas a desarrollar en tu Marco terico).

Origen de necesidades

La disponibilidad de la energa es un factor fundamental para el desarrollo y el crecimiento econmico. El suministro de energa elctrica y otras formas de energa consumible comienza con la exploracin de las fuentes de energa primaria. stas se encuentran a menudo en lugares remotos y su explotacin impone considerables retos. Las plataformas petrolferas y de gas constituyen un ejemplo significativo de dichos lugares, en los que son fundamentales la seguridad, el medio ambiente y social.

Una plataforma marina es una estructura ubicada en el mar, por lo regular a varios kilometros de distancia de las costas, expuestas a los efectos climticos y meteorolgicos del medio ambiente y con el reto de autoabastecerse de energa. Aunque algunas plataformas marinas su objetivo es la extraccin de crudo y gas, otras solo almacenan y transportan a tierra atravs de tuberias hasta su destino en tierra o barco, para esta tarea existe una gran cantidad de maquinaria que consume energa y esta energa es obtenida mediante el proceso de combustin de combustibles fsiles.

Los combustibles fsiles es un recurso no renovable, al menos no a carto plazo; se requiri millones de aos para ello, por lo que el uso razonable y eficiente debe empezar a ser una tarea de todos. Una opcin para hacerle frente a la situacin del inminente desgaste y trmino de los combustibles fsile son las energas renovables, que entre todas las fuentes de energas estas son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables a escala humana.

Las plataformas marinas al estar rodeadas de agua de mar y estar expuestas a las condiciones climatologicas, se encuentran rodeadas de una inmensa cantidad de energa renovables de diferente fuentes como lo son la solar, elica y de los mares y ocenos. De sta ltima ser nuestra investigacin propuesta, ya que es el elemento en mayor abundancia en estos sitios, y porque estan bajo los efectos de las olas, mareas, corrientes, salinidad y diferencia de temperatura, ademas que no se puede descartar el desarrollo en paralelo de otra tecnologia para el suministro de energa a las plataformas marinas.

Clasificacin de energas marinas

Los ocanos o mares producen dos tipos bsicos de energa: mecnica y trmica. La energa mecnica se produce de acuerdo con la rotacin de la Tierra y la gravedad de la Luna, ya que ambas crean fuerzas mecnicas: mientras la primera crea viento en la superficie del ocano y en consecuencia se forman las olas, la atraccin gravitatoria lunar genera mareas y corrientes costeras. La energa trmica, por su parte, se obtiene cuando el Sol calienta la superficie marina a la vez que las profundidades permanecen fras. Esta diferencia de temperatura permite que la energa se convierta en otro tipo de energa: la elctrica.

Otra manera de clasificar la energa marina se relaciona con los mtodos de conversin, y es una forma de desglosar la primera tipologa. Por consiguiente, existen 5 diferentes tipos de energa marina:1.-Energa de las corrientes. Se aprovecha la energa cintica de las corrientes para, principalmente, generar electricidad.2.-Energa osmtica. Se obtiene a partir de las diferencias de salinidad entre los flujos de agua dulce en el agua de mar.3.-Energa trmica. Utiliza las diferencias de temperatura entre la superficie y las profundidades para obtener energa.4.-Energa de las olas o undimotriz. Captura el transporte de energa de las olas mediante dispositivos que flotan o estn sujetos al fondo marino.5.-Energa de las mareas o mareomotriz. Usa la energa potencial de la diferencia de altura entre la marea baja y la marea alta.

Tecnologas que usan energa marina

Existe una gran cantidad de tecnologas que usan la energa del mar o sirven para aprovecharla. Por ejemplo, las boyas son ampliamente utilizadas y conocidas, tienen diversas finalidades pero funcionan gracias a la energa de las olas y pueden ser tiles para comprobar la velocidad de las corrientes marinas.

La electricidad generada a partir del movimiento del mar se obtiene por medio de tres formas: turbinas, diques y dispositivos de energa de las olas. La energa de las olas puede convertirse a travs de sistemas de canales que encauzan las olas en embalses, por medio de sistemas de flotadores que impulsan bombas hidrulicas y por medio de los sistemas de columna de agua oscilante, que usan el movimiento de las olas para hacer subir y bajar el nivel de agua de una cmara semi sumergida que acciona una turbina para captar la energa.

Un sistema que convierte la energa trmica en electricidad es el denominado OTEC, por las siglas en ingls de Ocean Thermal Energy Conversion. ste hace la conversin entre la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el de las profundidades inferiores a 1,000 metros.

Otras tecnologas que pueden mencionarse son las de Presin Osmtica y Gradiente Salino, basadas en el fenmeno de la smosis y de las diferencias de concentracin de sal, respectivamente.

Ventajas de la energa marina

Constituye una forma de energa de la que el hombre puede disponer en cualquier tiempo, dependiendo del tipo que se utilice. Esto significa dos cosas: una, que es un recurso renovable, y dos, que lo seguir siendo mientras existan los mares. Adems, es una fuente de energa limpia que no contribuye a la emisin de gases de efecto invernadero y cuyo precio para la generacin de electricidad es razonablemente bajo, si se toma en cuenta que el valor del petrleo y de los combustibles fsiles se incrementa cada cierto tiempo.

Desventajas de la energa marina

Es una fuente de generacin de energa elctrica relativamente nueva, por lo que sus impactos acumulativos en el medio ambiente no han sido estudiados profundamente.

Situacin mundial

Las tcnicas de captacin de las energas solar y elica, han alcanzado ya un grado de desarrollo tal que se han convertido, en algunos casos en econmicamente rentables. Las mareas de los ocanos constituyen una fuente gratuita, limpia e inagotable de energa. Solamente Francia y la ex Unin Sovitica tienen experiencia prctica en centrales elctricas accionadas por mareas. La energa mareomotriz es una de las catorce fuentes nuevas y renovables que estudian los organismos especializados de las Naciones Unidas. Esta energa est disponible en cualquier clima y poca del ao.

La disponibilidad universal de los recursos marinos hace que estos sean vistos como una fuente para saciar, en parte, la creciente demanda de potencia elctrica. La energa mareomotriz podra aportar unos 635.000 gigavatios/hora (GW/h) anuales, equivalentes a unos 1,045,000,000 barriles de petrleo 392,000,000 toneladas de carbn/ao. La energa de las mareas presenta un potencial muy grande para mejorar el transporte, debido al desarrollo de puentes para automviles y ferroviarios sobre estuarios, y la reduccin de las emisiones de gases que producen el efecto invernadero, gracias a la utilizacin de la energa de las mareas en reemplazo de los combustibles fsiles. Las mareas pueden proveer una base de generacin de energa para desplazar a los combustibles fsiles y a las tecnologas contaminantes que daan directamente el medio ambiente.

Mxico y las energas de los mares

Mxico tiene 11,122 km de litorales continentales por lo que ocupa el segundo lugar en el continente americano, solo despus de Canad; la extensin de sus costas estn repartidas en dos vertientes: al oeste, el ocano Pacfico y el golfo de California; y al este, el golfo de Mxico y el mar Caribe, que forman parte de la cuenca del ocano Atlntico. Sobre el ocano Atlntico el pas tiene 3 117,7 kilmetros lineales de costas y 8 475,1 km ms sobre el Ocano Pacfico, incluido el Mar de Corts.

Baja California, Baja California Sur, Colima, Chiapas, Guerrero, Jalisco, Michoacn, Nayarit, Oaxaca, Sinaloa, Sonora, Yucatn, Tamaulipas, Veracruz, Tabasco, Campeche y Quintana Roo; las once primeras en el ocano Pacfico. Estos 17 estados costaneros constituyen 56.3% de la superficie continental del pas, y en ellos existen 153 municipios con frente costero constituidos por 35 626 localidades.

Actualmente Mxico se encuentra desarrollando un proyecto undimotriz, con una capacidad de 3MWen Rosarito, Baja California. Atravs de la Comisin Federal de Electricidad (CFE) con la participacin de compaas Mareomotrices de Energas Renovables, Integragas Telcorz y Grupo Nuhe. La planta se ubicar frente a las costas de la Central Termoelctrica Presidente Jurez en Rosarito, BC, aproximadamente a 20 kilmetros al suroeste de Tijuana, BC

5.Hiptesis. (Redacta una hiptesis de tu objeto e indica variables e indicadores. En caso de que tu investigacin no requiera de la formulacin de hiptesis, explica el porqu de su ausencia).

Las condiciones de las olas, mareas, corrientes, salinidad y diferencia de temperatura de los mares de la Sonda de Campeche, aportan la energa necesaria para la generacin del suministro elctrico de toda la mquinaria de las plataformas marinas y establecen las condiciones para un suministro continuo y libre de emisiones contaminantes.

6.Metodologa. (Indica las actividades que puedes realizar para lograr tus objetivos; enumera y seala qu tcnicas e instrumentos vas a utilizar).

Con la finalidad de alcanzar los objetivos mencionados, se realizarn las siguientes actividades.

1.- Realizar una extensiva revisin bibliogrfica sea por medio informtico sobre el recurso de energa marina, dispositivos de generacin y sus costos, experiencia alrededor del mundo en el desarrollo de energa marina, impactos de la energa marina en la economa, en el medio ambiente y en el marco regulatorio.2.- Identificar las reas o regiones de las plataformas en las que prevalezcan las condiciones dinmicas de los mares para el desarrollo de algn proyecto. 3.- Caracterizar cada una de las variables, para determinar el mtodo adecuado de obtencin de la energa marina, mediante un anlisis estadstico descriptivo de los datos historicos de las variables.4.- Evaluar cuantitativamente los resultados y elaborar un resumen documental.

Conclusiones

De lo investigado a lo largo del desarrollo de este anteproyecto podemos mencionar que no solo es posible llevar a buen trmino la investigacin respecto a la obtencin de energa mareomotriz en las plataformas marinas de la Sonda de Campeche, sino que tambien se puede instalar sistemas auxiliares de obtencin de energa, como pueden ser sistemas elicos y fotovoltaicos.

Cada tecnologa o mtodo para generar energa elctrica de manera limpia y con recursos renovables a parte de dar valor econmico se esta dando valor ambientalista al dejar su huella ecolgica.

Las energas generadas por las almacenadas en los mares y ocanos, son ejemplos de tecnologas energticas que estn siendo desarrolladas con alto potencial por explotar, por lo que se espera que sean tecnologas efectivas para ser costeadas.

Mxico ha dado un paso importante al apostar por el desarrollo de este tipo de proyectos para generacin de energa. Aunque solo esta apostando por una vertiente de aprovechamiento de las energas de los ocanos, es importante considerar la propuesta de este proyecto de investigacin en las plataformas marinas.

Referencias

1.- Carnevale, F. (2008). Energa mareomotriz. Universidad Nacional de Cuyo

2.- Centro Mario Molina. La ruta de Mxico hacia una econmia sustentable de baja intensidad de carbono. Estado del arte de tecnologas para el aprovechamiento de las energas renovables. Cap. 7. Centro Mario Molina

3.- Energia marina. Bioenciclopedia. Disponible en:http://bioenciclopedia.com/energia- marina/

4.- Errazuriz y asociados, British Embassy Santiago y The University of Edinburgh. (2012). Energa marina en Chile. Chile

5.- Instituto de Investigacin Legislativa del Senado de la Repblica. (2004). Nuevas energas renovables: Una alternativa energtica sustentable para Mxico. Mxico.

6.- Secretara de Econmia. (2013). Energas renovables. (Primera edicin). Ciudad de Mxico: ProMxico.

7.- Secretara de Energa. (2009). Energas renovables para el desarrollo sustentable en Mxico. Mxico: Forever Prin.

8.-Tidal Power. (2011). Energa mareomotriz.

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