Cada vatio cuenta: el viaje de la electricidad hasta tu bombilla

Saludos, fieles lectores.

Ha pasado ya casi un año desde la última vez que me digné a escribir en este humilde blog, y es que cada vez me apetece menos escribir sobre los temas que inauguraron el blog en su momento: principalmente la divulgación científica y técnica. No porque ya no me guste, sino porque hay infinidad de blogs que ya lo hacen y mucho mejor que este.

Sin embargo, hoy les voy a dejar un pequeño apunte sobre la última charla divulgativa que di hace ya más de un año en Astorga. Mi querida y admirada Marisa me invitó a hablar de energía en la primera edición de la Semana de la Ciencia de Astorga el año pasado y yo le correspondí con esta charlita (charlita por el contenido, no por la duración de un poco más de una hora).

Espero que les guste y me corrijan en lo que consideren oportuno.

Adiós, Garoña

Ya está.

Lo veíamos venir, eso no podemos negarlo. Desde que la central cumplió sus espléndidos cuarenta años entre protestas, algo nos decía que no podríamos tenerla entre nosotros mucho más.

Pero quien ha practicado su eutanasia no han sido pacíficos verdes con sus enormes pancartas. No. Ha sido un Ministerio de Industria que no sabe lo que tiene entre manos, un Ministerio de Industria que para reducir la tarifa eléctrica aumenta los costes de producción a base de tasazos. Un Ministerio de Industria que no conoce eso que llaman lógica.

Y entre tasazo y tasazo, el Señor Ministro tuitea sobre lo maravilloso que es el turismo en España. Un Ministro que bien haría en volverse a sus islas a tomar el sol, tanto que le gusta el turismo y desprecia una y otra vez el paupérrimo tejido industrial de este país, que tanto esfuerzo ha costado y está costando (ahora más que nunca) construir.

Pero no nos engañemos, lo de Garoña no entiende de colores. Los azules solo han precipitado lo inevitable.

El anterior gobierno, muy rojo él, también contribuyó a la situación actual. La paranoia de los verdes pacíficos ante el flamante cuarenta cumpleaños de la central provocó que, a pesar del informe positivo del Consejo de Seguridad Nuclear, la autorización de explotación durase solo cuatro años, en lugar de los diez que se conceden al resto de centrales. Así, presumiblemente, Garoña hubiera aguantado unos meses más hasta julio.

Nos quedan por delante largos años de desmantelamiento, gestión de residuos y enormes cantidades de dinero, al menos no todos los empleos estarán comprometidos.

Próxima parada: noviembre de 2014 en Trillo. Si llega.

Central Nuclear de Santa María de Garoña
julio de 1972 - diciembre de 2012

Ciencia para todos en Astorga

Hace un tiempo que el blog ha permanecido en silencio, pero hoy les traigo una más que buena noticia.

Hablando de Ciencia, la plataforma de divulgación científica de la que me enorgullezco de participar (he escrito un par de cosillas que les pueden interesar), está organizando una serie de actividades con motivo de la Semana de la Ciencia 2012. 

Repartidas por prácticamente toda la península y parte de los territorios de ultramar, estas actividades tienen como fin el acercar la cultura científica a todos los públicos mediante documentales, charlas y experimentos que harán las delicias de toda la familia.

Uno de los eventos que me toca más de cerca y del que les quiero hablar hoy es de la Semana de la Ciencia en Astorga. Organizada por mi querida y admirada Marisa (@lualnu10 para los amigos), cuenta con seis días, ¡seis!,  de ciencia ininterrumpida en la capital de la Maragatería. Charlas, proyección de documentales y hasta un taller en el que podrán llevarse su ADN a casa de recuerdo.  ¿Alguien da más?

Aquí tienen el programa: 

Y con más detalle en Hablando de Ciencia, en el Diario de León y en el de Salamanca.

Algunos de ustedes quizá ya se hayan dado cuenta de que mi nombre está en cartel, y si no se han dado cuenta ya se lo digo yo: el 9 de noviembre, viernes, daré una charla titulada Cada vatio cuenta: el viaje de la electricidad hasta tu bombilla, en la que hablaré de energía para todos los públicos. Ni que decir tiene que están invitados todos (es gratis, todas las actividades lo son), solo les pido que los tomates me los lancen en privado. Y les animo a que, si pueden, participen de todo el resto de actividades organizadas a lo largo de la semana, que estoy segura no les dejarán indiferentes.

¡Nos vemos en Astorga!

Yo pago, tú pagas, él paga... ¿Quién cobra?

El cuento del carbón nacional sigue estando de moda. Lo último han sido los recortes a un sector que lleva 30 años en crisis y que no parece que la vaya a superar nunca.

Este pequeño apunte no tiene por objetivo ser una arenga política en contra de un partido u otro, tampoco lo es en contra de la minería, ni del sector del carbón. Solo pretende ser una crítica a las malas gestiones, al despilfarro y a la manipulación de los trabajadores.

Antes de 2004, las ayudas al carbón autóctono se concedían en base a lo establecido en la Decisión 3632/93/CECA, por la que se autorizaba a Alemania a conceder una ayuda al sector del carbón para el año 1994.

Pero en 2002, la Unión Europea establece el Reglamento 1407/2002, sobre las ayudas estatales a la industria del carbón. En dicho Reglamento se establecen las normas sobre la concesión de ayudas estatales a la industria del carbón con la finalidad de contribuir a su reestructuración, teniendo en cuenta los aspectos sociales y regionales de la reestructuración del sector y la necesidad del mantenimiento, como medida de precaución, de una cantidad mínima de producción de carbón autóctono que permita garantizar el acceso a las reservas.

El Reglamento se adoptó en España a través de la Orden Ministerial ECO/239/2004, por la que se pasa a conceder ayudas de acuerdo con lo dispuesto en el reglamento europeo.

El Reglamento estuvo en vigor hasta 2010, lo cual hizo revisar o, al menos, buscar una alternativa para que esas ayudas no se esfumasen de la noche a la mañana.

Si lo recuerdan, fue en 2010 también cuando muchas centrales térmicas que quemaban carbón nacional estuvieron paradas meses y con el carbón almacenándose en grandes montañas en sus parques. Por esta razón hubo que tomar medidas más o menos desesperadas, y de esa necesidad surgió el Real Decreto 134/2010, más tarde modificado por el 1221/2010 (supongo que por las prisas).

En estos ya no solo se modificó el régimen de ayudas al carbón, sino que también se modificó la regulación del mercado eléctrico.

Para que el carbón deje de almacenarse en los parques de las centrales, se obliga a diez de ellas a quemar carbón nacional, siempre que esta generación no supere el 15% de la energía primaria total del año.

Para que estas centrales puedan vender la energía que generan de esta forma, otras fuentes de producción deberán ser desplazadas, por tanto, una vez hecha la casación del mercado eléctrico semanal, el Operador del Sistema sustituye la cantidad equivalente de otras energías por la producida por estas diez centrales. 

A esta sustitución se le dio el nombre de restricciones por garantía de suministro, y los compromisos de adquisición de carbón autóctono tienen validez hasta diciembre de este año (veremos qué pasa después).

Pero esto no acaba aquí: las centrales que hayan sufrido esta sustitución y, por tanto, que no hayan podido vender esa energía tendrán que ser retribuídas por ese perjuicio. Los megavatios casados que no pudieran vender se les van a retribuir al precio del mercado diario.

Por tanto, tenemos que un mismo megavatio producido con carbón nacional se paga dos veces: una al que realmente lo produce, a un precio estipulado y dependiente del precio del carbón en el mercado internacional; y una segunda al que deja de producirlo, como compensación por ese perjuicio, y al precio de casación del mercado diario.

Tenemos pues, dos tipos de ayudas: las directas al sector y las indirectas a la producción de energía con carbón autóctono. Podríamos decir, vulgarmente, que el mismo carbón se paga tres veces, si contamos que el mismo megavatio se paga dos veces, aunque producido solo una.

Pero aún pagando tres veces lo mismo, no es suficiente y el sector se desmorona: empresarios amenazan (y cumplen) con EREs, trabajadores se movilizan por la incertidumbre... Pero está claro que todo ese dinero tiene que ir a parar a alguna parte, ¿a dónde? No a los trabajadores, que llevan 30 años pendientes de un futuro incierto para ellos y sus familias.

Saquen sus propias conclusiones. 

Mineros en el espacio

Hoy os tengo que pedir un pequeño esfuerzo de imaginación.

Pensad en un futuro lo suficientemente lejano como para que las reservas de minerales más utilizados en la Tierra (tanto combustibles como no combustibles) se estén agotando.

Lanzamiento del Endeavour, de Matthew Simantov

Una escasez de hierro, caliza, titanio, níquel, pizarras, granitos, yeso, cobre... y todo lo que os podáis imaginar.

Pensad también que los viajes espaciales son no solo posibles, sino también baratos, y que las primeras colonias espaciales empiezan a fundarse.

Con todo este panorama, os imagináis que, además de buscar nuevos materiales que sustituyan a los que se acaban, estaremos buscando yacimientos en otros puntos del espacio: asteroides y planetas, principalmente.

Y aquí es donde entra la minería: ¿podría adaptarse la minería tal y como la conocemos al espacio? Pues vamos a verlo.

Los explosivos:

La primera duda que se me viene a la cabeza es si podríamos utilizar explosivos en el espacio para arrancar la roca mediante perforación y voladura.

El principal problema sería la ausencia de oxígeno, ya que una detonación no es más que (entre otras cosas) una oxidación a lo bestia.

Y he llegado a la conclusión de que sí y no se podrían utilizar los explosivos en ausencia de oxígeno.

No se podrían utilizar aquellos explosivos que tengan un balance de oxígeno negativo: esto es, que necesiten absorber oxígeno del ambiente para completar la reacción estequiométrica.

Si se podrían utilizar aquellos explosivos con un balance de oxígeno positivo: los que en su composición tienen el oxígeno necesario para completar la reacción estequiométrica.

La maquinaria de mina:

Palas, excavadoras, camiones, perforadoras...

Volvemos a tener el mismo problema que con los explosivos: la ausencia de oxígeno.

La mayoría de estas máquinas funcionan con uno o varios motores de combustión interna, luego no sería posible trabajar con ellas tal y como lo hacemos en la Tierra.

Pero si tenemos la opción de dotarlos con un sistema de propulsión que no necesite oxígeno. Motores eléctricos, por ejemplo, alimentados por baterías que se recarguen con paneles solares, como ya se hace con los vehículos enviados a Marte.

En el caso de las perforadoras en el vacío, tendríamos el problema añadido de la evacuación de los detritus de perforación. En la Tierra esto se consigue con el arrastre por agua o aire comprimido. No tenemos aire en el espacio, por lo que habría que pensar en otro sistema, quizá con otros gases que si podamos transportar u obtener a un coste bajo.

Otro inconveniente sería la gravedad cero: tanto las máquinas como el mineral se vuelven peligrosos en inmanejables.

La mano de obra:

Alguien tiene que manejar la maquinaria y coordinar la mina espacial, así que habrá que crear poblados mineros en el lugar del yacimiento, asegurando la supervivencia de los valientes mineros espaciales.

Estos poblados deberían tener, al menos, la capacidad de alimentar y mantener sanos a sus habitantes.

Si me disculpáis, voy a ir preparándome para ser astronauta, que nunca se sabe cuándo te van a necesitar para ir a reventar un asteroide (que se lo pregunten a Bruce Willis).

Generación de energía eléctrica (I): Conceptos termodinámicos

Es mi intención empezar una serie de artículos (todavía no sé cuántos saldrán) sobre la generación de energía eléctrica, explicando desde el punto de vista técnico cómo se obtiene esa energía a través de las distintas fuentes: carbón, gas, uranio, solar, eólica...

Pero para entender cómo se puede obtener energía a partir de determinada técnica, hay que conocer los conceptos físicos y químicos que hay detrás de ella. Por eso hoy os voy a hablar de termodinámica, para empezar.

Los que todavía siguen leyendo y no se han ido corriendo a mirar vídeos de gatos haciendo cosas graciosas: tranquilos, voy a explicar cosas muy sencillas y muy intuitivas; termodinámica para dummies... como yo, vaya.

Vamos a empezar por los ciclos termodinámicos: ¿qué es un ciclo termodinámico?  

Pues no es más que un mecanismo por el cual obtenemos un trabajo a partir de una energía, normalmente calorífica. Sé que en este momento los físicos se estarán tirando de los pelos por haberlo simplificado tanto; pero amigos, decir que un ciclo termodinámico es un camino cerrado entre los dos estados térmicos de un sistema no es intuitivo, ni sencillo, ni leches.

¿Y cómo obtenemos ese trabajo? Pues depende de cómo sea el ciclo, pero básicamente tenemos un foco frío al que tenemos que imprimir una energía (un trabajo) para llegar a tener un foco caliente, con una energía mayor, del que vamos a extraer otro trabajo.

Pero antes de meterme en jardines de explicaciones de los que no pueda salir, lo explicaré con ejemplos reales.

El ciclo termodinámico más sencillo es el de Carnot:

una máquina absorbe un calor Q₁ de una fuente de energía para ceder otro calor Q₂ a un foco frío, produciendo así un trabajo.

Este ciclo tiene cuatro etapas:

• una primera de compresión adiabática (sin transferencia de calor), el gas se comprime aumentando de temperatura. Pero el aumento de temperatura no se produce por transferencia de calor, sino por el trabajo de compresión (por ejemplo, el trabajo que hace una bomba).
• En la segunda se produce una expansión isoterma, el gas se expande manteniendo la temperatura constante. Para mantener la temperatura constante mientras el gas se expande, éste absorbe calor del medio (por ejemplo, una caldera en la que se quema un combustible y éste cede su calor al gas).
• En la tercera el gas se expande adiabáticamente (otra vez sin transferencia de calor), y en este caso sí se enfría, hasta alcanzar la temperatura que tenía al comienzo de la primera etapa. Como no hay transferencia de calor, lo que se produce es un trabajo (por ejemplo, la expansión de un gas en una turbina).
• La cuarta y última etapa consiste en una compresión isoterma, para cerrar el ciclo. El gas se comprime conservando la temperatura, por lo que sí habrá transferencia de calor (por ejemplo, el vapor que se condensa en la tapa de una olla al cocinar).

Una vez que se han aclarado estos conceptos, podremos entender mejor los procedimientos por los cuales se obtiene energía eléctrica en una central térmica, por ejemplo.

En el caso de una central térmica convencional, el mecanismo por el cual obtenemos el trabajo necesario para que la turbina se mueva y con ella el generador eléctrico acoplado al eje, es el ciclo de Rankine, o ciclo de vapor, que no es más que un ciclo de Carnot mejorado (ya que el ciclo de Carnot es teórico y solo es válido cuando el fluido es un gas ideal): se calienta una masa de agua en una caldera hasta obtener vapor, este vapor se comprime y se sigue calentando hasta que tiene las condiciones óptimas de presión y temperatura, momento en el cual se conduce a la turbina, donde se expande y le imprime una energía, que hará que gire el eje y el alternador genere la energía eléctrica.

En el caso de las centrales de gas natural, el ciclo termodinámico que se utiliza es el de Brayton: se comprime una masa de aire que se inyecta en una cámara de combustión, los gases de combustión (aire y combustible oxidado) se expanden en una turbina de gas, que mueve el alternador, etc.

En centrales de ciclo combinado tendremos una turbina de gas y otra de vapor, ambas acopladas al alternador.

Y ahora que me odiáis profundamente por haberos metido este rollo infumable, es cuando os digo que tranquilos, el próximo post de la serie será más práctico. Empezaré explicando cómo funciona una central térmica convencional (o una central térmica de carbón, como prefiráis).

Y completamente off-topic, quiero hacerme un poco de autobombo. Hoy mismo empiezo a colaborar en Escéptica.org, un portal sobre escepticismo, ciencia y feminismo en español, de la red Skepchick. Os recomiendo dar una vuelta por allí, y no solo porque me han dejado participar a mí, sino porque la calidad es realmente buena.