Desafíos operativos
Las algas, organismos microscópicos que se encuentran en las aguas superficiales, pueden plantear importantes desafíos operativos para las centrales eléctricas que dependen de lagos, embalses o estanques de refrigeración para su suministro de agua. El impacto de las algas en el funcionamiento de las centrales eléctricas es un tema amplio y es muy importante comprenderlo. Las algas verdeazuladas son una causa habitual de las floraciones de algas nocivas y pueden afectar significativamente a la calidad del agua. Aunque las algas son componentes naturales de los ecosistemas acuáticos, su crecimiento excesivo, conocido comúnmente como floraciones de algas nocivas (HAB), puede alterar rápidamente las infraestructuras.
Cuando el agua se introduce en los sistemas de refrigeración de las centrales eléctricas, las algas pueden acumularse en las rejillas de entrada, obstruir los filtros y reducir la eficiencia del intercambio de calor. Esta bioincrustación obliga a las centrales a reducir la producción o a detener por completo sus operaciones para realizar tareas de limpieza y mantenimiento. En casos extremos, las floraciones de algas pueden producir toxinas que dañan los equipos y suponen un riesgo para la salud de los empleados. Las algas verdeazuladas pueden producir toxinas nocivas que contribuyen a la contaminación y suponen riesgos adicionales tanto para los equipos como para el personal. Dado que las centrales eléctricas operan con márgenes de eficiencia muy ajustados, incluso los periodos cortos de inactividad causados por las algas pueden provocar pérdidas en la producción de energía, costosas reparaciones y problemas de cumplimiento normativo.
Estas interrupciones ponen de relieve la importancia de las estrategias proactivas de gestión de las algas para salvaguardar tanto la infraestructura como la fiabilidad energética. El tratamiento eficaz del agua es esencial para gestionar el impacto medioambiental, proteger los recursos hídricos y garantizar el funcionamiento sostenible de las centrales eléctricas.
Factores que favorecen el crecimiento de algas cerca de las centrales eléctricas
El crecimiento de algas, en particular de microalgas, en embalses, lagos o ríos utilizados por las centrales eléctricas se ve influido por varios factores ambientales y operativos:
- Disponibilidad de nutrientes: los vertidos que contienen nitrógeno y fósforo procedentes de las tierras circundantes o de las actividades industriales alimentan el rápido crecimiento de las algas. El dióxido de carbono también es un factor clave que alimenta el crecimiento de las algas.
- Temperatura del agua: los estanques y embalses de refrigeración cálidos proporcionan las condiciones ideales para que se multipliquen muchas especies de algas.
- Penetración de la luz solar: las masas de agua poco profundas o estancadas suelen recibir abundante luz, lo que acelera la fotosíntesis.
- Flujo y circulación: el escaso movimiento del agua cerca de los puntos de entrada permite que las algas se acumulen y colonicen las superficies.
Una proliferación de algas cerca de la central hidroeléctrica de Spilje, en Macedonia.
En conjunto, estas condiciones crean puntos críticos de proliferación de algas que amenazan directamente la integridad de las infraestructuras y la estabilidad operativa. Comprender estos procesos es esencial para predecir y gestionar la proliferación de algas.
Por qué el tiempo de inactividad por algas es importante para las centrales eléctricas
El crecimiento incontrolado de algas tiene consecuencias directas e indirectas para los productores de energía:
- Tiempo de inactividad operativa: los sistemas de refrigeración obstruidos reducen la eficiencia u obligan a paradas completas, lo que provoca interrupciones en el suministro de energía. Las centrales hidroeléctricas también son vulnerables, ya que el crecimiento de algas puede obstruir el flujo de agua y provocar un tiempo de inactividad significativo.
- Aumento de los costes de mantenimiento: la limpieza frecuente de las estructuras de entrada, las tuberías y los intercambiadores de calor consume mano de obra y recursos.
- Corrosión y daños: la acumulación de materia orgánica acelera la degradación de los materiales, acortando la vida útil de los equipos.
- Riesgos normativos: las toxinas de las algas o los vertidos visibles de floraciones pueden provocar incumplimientos normativos y daños a la reputación.
Las algas pueden producir diversos subproductos, como toxinas y aceite, que complican las tareas de mantenimiento y limpieza. El coste financiero del tiempo de inactividad, junto con las posibles responsabilidades medioambientales, hacen que las algas sean un problema crítico para el sector energético.
Medición de los riesgos de las algas en los sistemas de refrigeración
La supervisión de la calidad del agua es esencial para la detección temprana de los riesgos relacionados con las algas. Las centrales eléctricas suelen utilizar herramientas de supervisión en tiempo real para realizar un seguimiento de:
- Clorofila-a y ficocianina: pigmentos clave que indican la biomasa de algas.
- Temperatura y pH: condiciones que influyen en la dinámica del crecimiento de las algas.
- Oxígeno disuelto: los niveles altos de oxígeno durante el día y bajos durante la noche son signos de actividad de floración.
Por ejemplo, una central eléctrica del Medio Oeste instaló con éxito 5 sistemas MPC-Buoy en la primavera de 2019, reduciendo los niveles de TSS a menos de 3 ppm.
Mediante la medición continua de estos parámetros, los operadores pueden predecir los aumentos de algas y actuar antes de que se vea comprometido el rendimiento de la infraestructura.
La naturaleza ambivalente de las algas en las centrales eléctricas
Las algas no son intrínsecamente dañinas. En niveles controlados, desempeñan un papel crucial en la mejora de la calidad del agua y el apoyo al medio ambiente, ya que contribuyen al equilibrio natural de la calidad del agua y a la producción de oxígeno. Sin embargo, el exceso de algas afecta al funcionamiento de las centrales eléctricas, por ejemplo:
- Obstruyen las estructuras de admisión y los filtros.
- Diminuyen la eficiencia de la transferencia de calor.
- Aceleran la corrosión a través de la descomposición.
- Producen olores, toxinas y subproductos orgánicos.
Para las centrales eléctricas, el reto consiste en mantener los sistemas de agua en los que las algas existen en niveles naturales y estables sin amenazar la infraestructura, al tiempo que se mejora el equilibrio ecológico. Una gestión eficaz de las algas también puede contribuir a la integración de fuentes de energía renovables en el funcionamiento de las centrales eléctricas.
Producción de biocombustibles y aplicaciones en la generación de energía
La producción de biocombustibles a partir de algas representa un enfoque innovador para satisfacer las crecientes necesidades energéticas del mundo y reducir la dependencia de los combustibles fósiles. La biomasa de algas puede transformarse en una gama de biocombustibles, como biodiésel, bioetanol y biogás, todos los cuales pueden utilizarse para alimentar centrales eléctricas y apoyar la generación de energía en diversas instalaciones. El proceso suele consistir en el cultivo de algas, la recolección de la biomasa y, a continuación, la extracción y el refinado de los aceites o carbohidratos para convertirlos en combustibles utilizables.
Aunque la producción y el procesamiento de biocombustibles a partir de algas puede ser un reto, ya que requiere tecnología avanzada y una inversión significativa, las innovaciones recientes han mejorado considerablemente la eficiencia y reducido los costes. Estos avances hacen que los biocombustibles a partir de algas sean cada vez más competitivos con los combustibles convencionales, lo que ofrece a las centrales eléctricas una vía viable para reducir las emisiones de carbono y mejorar la seguridad energética. Al integrar la producción de biocombustibles a partir de algas en sus operaciones, las centrales eléctricas pueden diversificar sus fuentes de energía, reducir su huella medioambiental y contribuir a un panorama de generación de energía más sostenible.
Ahorro de costes gracias a la gestión de las algas
La implementación de estrategias eficaces de gestión de las algas puede reportar importantes beneficios económicos a las centrales eléctricas y a las instalaciones de generación de energía. El crecimiento descontrolado de las algas puede provocar una disminución de la eficiencia, un aumento de los costes de mantenimiento y un deterioro de la calidad del agua, lo que repercute en los resultados finales. Mediante la adopción de tecnologías avanzadas de control de las algas, como los sistemas ultrasónicos o las bacterias beneficiosas, las centrales eléctricas pueden minimizar estos efectos negativos, mejorando el rendimiento general y la eficiencia operativa.
Además, las algas recolectadas pueden convertirse en productos valiosos, como biocombustibles y piensos para animales. Esto crea nuevas fuentes de ingresos y compensa los costes operativos. El impacto económico de la gestión proactiva de las algas es significativo, y algunas instalaciones informan de un ahorro anual de millones de dólares gracias a la reducción del mantenimiento, la mejora de la eficiencia y la venta de subproductos de las algas. La inversión en la gestión de las algas no solo protege las infraestructuras, sino que también mejora la sostenibilidad financiera de las operaciones de generación de energía.
Marco normativo y consideraciones políticas
El panorama normativo para la gestión de las algas y la producción de biocombustibles está evolucionando rápidamente a medida que los gobiernos y las agencias reconocen el potencial de las algas para apoyar los objetivos de energía renovable y reducir las emisiones de carbono. Cada vez hay más políticas disponibles, como créditos fiscales, subvenciones y préstamos a bajo interés, para fomentar la investigación, el desarrollo y el despliegue de biocombustibles de algas y tecnologías relacionadas. Estos incentivos tienen como objetivo hacer que la producción de energía a partir de algas sea más eficiente y económicamente viable.
Sin embargo, siguen existiendo retos, como la necesidad de normativas estandarizadas, una mayor concienciación pública y la investigación continua para mejorar la eficiencia y la escalabilidad de la producción de biocombustibles a partir de algas. A medida que la industria crece, la colaboración continua entre los responsables políticos, los investigadores y las partes interesadas de la industria será esencial para abordar estos retos y liberar todo el potencial de las algas como recurso energético sostenible.
Aprovechar la tecnología para evitar el tiempo de inactividad de las algas
Históricamente, se han utilizado algicidas químicos para controlar las floraciones, pero estos plantean preocupaciones sobre la seguridad medioambiental, la corrosión y el cumplimiento de la normativa. Las alternativas avanzadas, como la tecnología de ultrasonidos de LG Sonic, ofrecen una solución sostenible:
- Reduce las floraciones de algas hasta en un 95 %.
- Evita la bioincrustación en los sistemas de refrigeración.
- Mantiene la claridad del agua y el equilibrio de oxígeno.
- Funciona sin descargas químicas, preservando los ecosistemas acuáticos.
Algunas instalaciones están integrando ahora la energía solar y recolectando energía solar a través de paneles fotovoltaicos flotantes para reducir aún más el impacto medioambiental.
Al destruir las algas a nivel celular, nuestra tecnología evita el impacto de las algas en el funcionamiento de las centrales eléctricas, lo que impide la formación de floraciones antes de que afecten al funcionamiento de las centrales. Este enfoque proactivo y libre de productos químicos protege las infraestructuras y favorece la producción de energía sostenible.
Además, los investigadores siguen desarrollando células solares biológicas que utilizan algas para generar energía eléctrica y electricidad, lo que representa un enfoque innovador para la generación de energía sostenible. Estas tecnologías se están ampliando a escala industrial, lo que ofrece nuevas oportunidades para la gestión de algas a gran escala y la integración de energías renovables.
Mirando hacia el futuro: salvaguardar la fiabilidad energética
A medida que aumenta la demanda mundial de energía, las centrales eléctricas no pueden permitirse el tiempo de inactividad causado por el crecimiento de algas. La supervisión regular de los niveles de nutrientes es esencial para controlar las algas y garantizar un entorno acuático seguro. Es fundamental para garantizar un funcionamiento ininterrumpido, proteger las infraestructuras y reducir los costes a largo plazo.
Al combinar la supervisión en tiempo real con tecnologías de tratamiento innovadoras, las centrales eléctricas pueden mantener la eficiencia, minimizar el impacto medioambiental y reforzar la resiliencia frente a las interrupciones provocadas por las algas.
En conclusión, una gestión eficaz de las algas es esencial para salvaguardar el futuro de las operaciones de las centrales eléctricas, garantizar una producción de energía fiable y proteger las valiosas infraestructuras.
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