Energía

La orina como combustible: una idea de cuatro adolescentes nigerianas

[Nota: esta entrada ha sido escrita originalmente para la Maker Faire Africa de Lagos de esta semana; la reproduzco íntegra aquí]

Generador con combustible de orina

Posiblemente, una de las creaciones más inesperadas de la Maker Faire Africa de este año en Lagos sea este generador que funciona con orina y ha sido fabricado por cuatro chicas: Duro-Aina Adebola, Akindele Abiola, Faleke Oluwatoyin (todas de 14 años) y Bello Eniola (de 15).

Un litro de orina proporciona 6 horas de electricidad.

El sistema funciona de la siguiente manera:

  • Se introduce la orina en una célula electrolítica, que separa el hidrógeno
  • Éste se purifica en un filtro de agua y posteriormente pasa al cilindro de gas
  • El cilindro de gas, a su vez, inyecta el hidrógeno en un cilindro de solución de bórax, que elimina la humedad presente en el gas
  • Este hidrógeno purificado es inyectado en el generador

A lo largo de todo el proceso hay válvulas unidireccionales de seguridad, pero para ser honestos, esto es de un dispositivo explosivo…

Nota: se trata más de un experimento que de una nueva herramienta para generar electricidad. El saldo energético neto es negativo, debido a la energía que se necesita para llevar a cabo la electrólisis con la que se extrae el hidrógeno de la orina.

He estado escribiendo sobre todo en el blog de Maker Faire Africa. Allí encontraréis más historias sobre los divertidos e innovadores productos que se han presentado en Lagos, Nigeria.

Publicado por Erik Hersman en
http://www.afrigadget.com/2012/11/11/urine-powered-generator-by-4-nigerian-teenagers-create/

Molinos sin aspas: aire fresco para la energía eólica

Entrada escrita por Kahenya, fundador de Simple Community

El nombre de William Kamkwamba podría ser desconocido para la gran mayoría, pero es uno de los influenciadores tecnológicos más importantes de África. No ha diseñado los dispositivos más estilosos del planeta y su creación no es única. Sin embargo, es extremadamente significativa.

Consultando únicamente un libro, Kamkwamba, que ahora tiene 25 años, diseñó y construyó un molino de viento que genera electricidad y bombea agua para su hogar en una aldea de Malaui. Y fue significativo porque demostró que era posible construir aparatos con un impacto básico instantáneo, sin necesidad de planes de negocio, página web, estrategias de marketing, financiación ni lanzamientos estelares. Obtuvo una fama inmediata.

Kamkwamba  se las arregló para solventar sus necesidades energéticas utilizando ramas de árboles y materiales de desecho. Así, pudo generar electricidad y bombear agua utilizando energía verde pura. Y esto fue hace una década.

Ya inmersos en el futuro, una década después, nos encontramos con los aerogeneradores sin aspas Saphonian. Otro diseño africano, en esta ocasión de Túnez, que se basa en la energía limpia y la tecnología “zero-blade”.

La empresa que los ha diseñado, Saphon Energy, dirigida por Anis Aouini, comprendió que los viejos molinos construidos en Europa tenían ciertos defectos fundamentales que nadie había conseguido resolver.

Por ejemplo, producen demasiado ruido y vibraciones. Si vives cerca de alguno, podrías pasar varias noches en vela hasta que consigas acostumbrarte a su zumbido inconfundible. Además, también matan a numerosos pájaros, ya que estos se introducen sin querer entre sus aspas.

Todo esto se evita con el Saphonian. Su estructura principal sigue una forma parecida a la de la vela de un bote o un dhow, por lo que no necesita aspas. Cada unidad carece de esas famosas aspas rotatorias, comunes en los molinos y las turbinas propias de la anterior generación. Y lo que es aún mejor, las ventajas no se limitan a su estética o a que proporcione una energía sostenible. El Saphonian elimina las ineficiencias que normalmente surgen de las partes móviles de un molino de viento.

La falta de aspas y de cualquier otro mecanismo rotatorio implica muy poca energía aerodinámica, lo que mejora la generación de energía. También reduce las pérdidas mecánicas. De este modo, se ha comprobado que el Saphonian es unas 2,3 veces más eficiente que los molinos de viento convencionales. También significa que, debido a su sistema hidráulico, el Saphonia puede almacenar energía, lo que permite suministrar un flujo constante de la misma mientras haya viento o el aerogenerador disponga de energía almacenada.

En sistemas normales y corrientes, todo lo que se genera debe ser consumido inmediatamente. Las redes eléctricas nacionales suelen suministrar la cantidad exacta requerida. Lo cual significa que, cuando la demanda excede la oferta, algunos lugares no reciben suministro. Por otro lado, los excesos de energía, al no poder ser almacenados, se pierden.

La capacidad de almacenamiento del Saphonian es destacable. Además, la producción del equipo es más barata que la de los artefactos convencionales: desarrollar e instalar un aerogenerador sin aspas Saphonian es un 45% más barato. Con futuras mejoras, los costes podrían incluso reducirse.

Saphon Energy ha probado un prototipo de 300-500 vatios que ha funcionado mejor de lo previsto. La empresa se centra ahora en desarrollar una segunda generación, que mejorará en muchos aspectos el funcionamiento hidromecánico del prototipo de la primera.

Lo más relevante de este proyecto será cómo los proveedores nacionales de energía eléctrica decidan utilizar esta tecnología económicamente eficiente. El Saphonian ha demostrado que África puede mejorar tecnologías existentes que no son tan eficientes como podrían.

Este podría ser para William Kamkwamba el punto álgido de su sueño: que soluciones energéticas asequibles desarrolladas en África puedan competir de igual a igual con plataformas foráneas, o incluso superarlas.

A medida que África se enfrenta a la obligación de responder a las necesidades energéticas de una población creciente, debe desarrollar sus propias soluciones, adaptadas tanto al medio ambiente como al bolsillo. Innovaciones tan convenientes como el Saphonian ofrecen una buena oportunidad.

No es de extrañar que el Saphonian haya obtenido el Premio a la Innovación 2012 de KPMG.

Publicado por JKE en
http://www.afrigadget.com/2012/09/21/blade-less-wind-turbine-blows-fresh-air-into-power-generation/

El cable de extensión de Gigantic Electronics

“¡La seguridad es lo primero!”, podríais pensar cuando veáis el siguiente vídeo. Pero si los cables de extensión baratos (chinos) de polietileno (?) se rompen tan a menudo debido al manejo brusco y a su baja calidad, lo lógico es que aparezcan alternativas. Como la de este joven keniano:

(Lamentablemente, no hay subtítulos)

Este joven de la barriada de Kiandutu, en Thika, siempre había querido ser ingeniero eléctrico, pero la falta de fondos le privaron de la oportunidad de continuar con sus estudios. Y aún así no se ha desanimado y ha dejado su huella en el mundo de la ingeniería eléctirca. Para los principantes, ha inventado un modo de hacer cables de extensión de madera, de lo cual ha informado Jane Ngoiri, de NTV, para revuelo de su vecindario. (src)

Una corriente de potencia máxima por el fusible y marcos de madera que pueden arder con facilidad o conducir la electricidad mientras están húmedos, no son probablemente las mejores condiciones para este hardware, pero de lo que no hay duda es de que existe una demanda de cables de extensión.

Publicado por JKE en
http://www.afrigadget.com/2012/01/23/gigantic-electronics-extension-cable/

Piki piki para mi sistema biogás

Piki piki significa moto en kisuahili

Este artilugio ha sido construido para resolver un verdadero problema con el biogás: llevar el estiércol al sistema de un forma rápida y eficiente. Las motocicletas son los taxis de África, así que ¿por qué no? Antes de hablaros sobre el artilugio en sí, quiero recordaros los problemas que tuvimos para resolver la instalación del biogás en el ámbito doméstico.

Instalar biogás en casa es una experiencia real que hemos realizado en Afrigadget: por el método de ensayo y error, encontramos la forma de conseguir gas a presión.

Al principio intentamos usar agua a presión, pero cuando nos paramos a pensarlo, nos dimos cuenta de que no era simple ni apropiado para el campo.

En realidad, lo único que teníamos que hacer era poner presión sobre las bolsas.

La presión no fue suficiente para hacer funcionar la cocina, hasta que agrandamos los tubos de ésta.

Lo siguiente que debíamos hacer era averiguar cómo llevar el estiércol a mi biodigestor: no tengo vacas, pero mis vecinos que viven a varios kilómetros de distancia sí, y lo venden a un precio muy asequible de 50 Ksh [47 céntimos de euro] por dos cubos grandes. A los dueños les encanta ver cómo el estiércol se amontona y atrae a irritantes moscas portadoras de enfermedades, si se deja en la tierra.

Mi problema es muy común aquí, muchas personas alquilamos casas pero no tenemos ganado. Sin embargo, tenemos grandes granjas en los alrededores. Así que Dominic ideó una solución que crea puestos de trabajo y hace que los excrementos se trasladen de forma rápida y eficiente.

Así pues, visitamos al soldador juakali local que tiene su taller junto a la carretera, para fabricar un remolque diseñado especialmente para el estiércol de vaca.

Lo probamos con un peso humano para asegurarnos de que estaba equilibrado… cada cubo pesa en torno a los 50 kg.

¡Y la primera entrega llegó sin problemas! :) Muchísimas gracias a Dominic Wanjihia, que siempre parece encontrar una solución sencilla a cualquier problema.

Sé que os estaréis preguntando, si es tan fácil, ¿por qué no está todo el mundo usando biogás?

Ahora que mi cocina funciona con biogás, me pregunto por qué tan poca gente lo utiliza en Kenia. Hay innumerables artículos, publicaciones, páginas web y expertos que os dirán que el biogás es el modo más económico y ecológico de producir energía. En realidad, los beneficios del biogás se conocen desde hace decenios, y en Kenia se han construido cientos de sistemas. Pero no ha llegado a cuajar del todo, sólo algunos de los sistemas instalados están funcionando de verdad, y la aplicación de sistemas de biogás a un nivel doméstico es tan lenta que es virtualmente inexistente. Un examen de la situación del biogás en Kenia revela que las averías técnicas han refrenado su aplicación, pero que el principal factor limitante es el coste.

A continuación mostramos una sencilla comparación de costes entre seguir usando carbón/leña, o queroseno y GLP, y usar varias alternativas de biogás.

Alternativas Coste aprox. (€) Tiempo de instalación (días) Trabajo Mantenimiento Duración
Planta fija de biogás 1.100 – 1.500 21 5 personas Bajo Décadas
Sistema móvil de biogás 1.500 – 2.700 21 5 personas Bajo Décadas
Sistema con flexi-bolsa 300 1 1 persona Bajo 10-15 años
Cilindros de leña o GLP 150 (al año) 0 0 Bajo Décadas

Para una ignorante como yo, estas cifras son muy reveladoras: en 2 años se pagan los gastos del biodigestor con flexi-bolsa, y después el combustible es gratis durante unos 10-13 años. Para los sistemas subterráneos tienes que tener mucho dinero, o sufrir de culpa medioambiental para tomar la decisión de pasarte al biogás: desde el punto de vista monetario, los gastos se compensan a los 10 ó 20 años. Podrías hacer crecer tus propios árboles y fabricar tu propio carbón en ese tiempo…

¿Por qué es tan caro construir los sistema de biogás? Porque los que están en uso son sistemas que requieren ingeniería y construcción, son muy caros, la instalación lleva semanas, requiere la presencia de expertos y un seguimiento intensivo. Si salen mal, el arreglo supone un complicado trabajo de ingeniería. Estas son las razones por las que estamos promocionando la opción de la bolsa flesible para uso doméstico y de pequeñas empresas.

Felicitaciones a los innovadores de biogás kenianos, ganadores del premio Ashden Award

Nos gustaría felicitar a Skylink Innovations, que han ganado el premio Ashden Award 2010 por sus instalaciones de biogás en Kenia.

Skylink recibe el Ashden Award de manos de Sir Richard Attenborough

Creía que Skylink era una aerolínea… ¿¿¿aviones con biogás???

Digestor de excrementos humanos en construcción, prisión de Meru

Los costes a escala industrial de su sistema ascienden a 1,6 millones de Ksh [aprox. 15.000 €]. Estas instalaciones podrían ser financiadas por las instituciones gubernamentales, ya que sus implicaciones económicas y medioambientales tendrían un gran impacto en prisiones, colegios y otras grandes instituciones.

A pequeña escala, para unidades de mantenimiento de hogares, necesitamos soluciones que compitan contra los costes de instalación de GLP o el uso de carbón, leña o cocinas de queroseno. Cuando hablamos con los Maasai de Nairobi, los sistemas con flexi-bolsa les resultaron atractivos, ya que pueden comprarlos por el coste de 2 ó 3 cabezas de ganado, se pueden enrollar y llevar cuando se trasladan y evita a las mujeres el trabajo de buscar leña; también es higiénico porque se puede calentar el agua del baño de los niños, y evitan las peligrosas acumulaciones de estiércol en descomposición cerca de las casas, donde se reproducen moscas portadoras de enfermedades que afectan tanto al ganado como a los seres humanos.

Publicado por Paula Kahumbu en
http://www.afrigadget.com/2010/07/06/poop-piki-piki-for-my-biogas-system/

Resolviendo los problemas del biodigestor

Pensabais que debido a la gran cantidad de estiércol de vaca disponible en las zonas rurales de África, el biogás sería un gran éxito, ¿verdad? Pues bien, en realidad es relativamente desconocido. Los principales motivos son los materiales, los costes y la complicada tecnología. La gente de estas zonas utiliza carbón o madera en sus necesidades domésticas. Recoger leña no sólo es un trabajo duro y sucio, sino también insalubre y dañino para el medio ambiente. Pero como es gratis…

Creemos que el biogás a partir de estiércol de vaca encierra grandes perspectivas para las zonas rurales y urbanas como una fuente de energía barata que puede utilizarse, no sólo a nivel doméstico sino también industrial, en cualquier lugar de Kenia… por ejemplo para pasteurizar leche, hacer yogur, hacer funcionar neveras, generadores y molinos de maíz para moler grano, cocinar, hornear, calentar agua, hacer funcionar toda clase de máquinas… y reducir nuestra huella de carbono.

Hace poco me convertí en el último conejillo de indias de los experimentos de Dominic Wanjihia… y ha sido una experiencia de lo más provechosa.

Problema nº 1. El sistema debe ser barato y móvil, para comunidades que no son poseen tierras o se trasladan de forma periódica (nómadas).

Flexi-bolsa Simply Logic para biogás: pequeña, barata y realizada con piezas que puedes encontrar en cualquier ferretería

Sistema de biogás en una motocicleta en Kenia

Puede que necesites un Dominic para montarla

Puede ser un trabajo sucio... pero que eso no te desanime

Tan sólo 2 semanas después, la bolsa se veía así:

Sólo 2 semanas después, la bolsa estaba hinchada por el metano: precioso biogás

Un gran truco festivo: la combustión del gas maravilla

Problema nº 2. La presión no es suficiente para encender una cocina. Nada funciona como lo habías planeado inicialmente, por eso es de mucha utilidad tener cerca a un manitas como Dominic para modificar, adaptar y repensar el sistema sobre la marcha.

Para crear presión, Dominic utilizó dos tanques e hizo algunas conexiones juakali con varios tubos. Los tanques estaban colocados el uno sobre el otro. El tanque inferior estaba lleno de agua. Con varios tubos largos y cortos se comunicaron las tapaderas y los tanques, estos últimos a través de algunos agujeros hechos para la ocasión… en realidad se trata de aplicar principios físicos simples…

Se necesitan algunas herramientas; todas ellas disponibles en Tusky's o en Nakumatt

A continuación, utilizando una bomba (la próxima vez usaremos una bomba de bicicleta adaptada) pudo mover el gas desde la flexi-bolsa al tanque inferior, y desplazar el agua al tanque superior. Esta agua origina suficiente presión para encender la cocina… o esa es la teoría… he aquí lo que sucedió.

Un curioso conductor boda boda (bicitaxi) llamado Víctor ayudó de forma voluntaria… Rhoda miraba con asombro.

Víctor bombeaba mientras otros montaban la cocina

“Houston, tenemos un problema”… De acuerdo, los accidentes pasan… la presión hizo saltar el tubo y Víctor quedó empapado… sólo de agua. El tanque superior se llena de agua a medida que se bombea el biogás al tanque inferior, y luego este agua vuelve al tanque inferior a medida que el gas se va consumiendo al ser utilizado.

Por supuesto que todo este trabajo no fue en vano: teníamos que prepararnos una taza de té

En 15 minutos, el agua ya estaba hirviendo

Estábamos muy orgullosos de que el sistema hubiera funcionado tan bien, y brindábamos por ello. Una taza de té bien merecida

Calculamos que se gastó entre 1/4 y 1/2 del gas del tanque azul para hervir la tetera. Eso es aproximadamente una octava parte de 1 m3. Toda la flexi-bolsa contiene alrededor de 5 m3… lo que significa que tenemos unas 10 horas de gas… y se está produciendo continuamente (tuvimos alguna pérdida mientras hacíamos pruebas para conseguir que el sistema funcionara).

Bueno, parecía que todo iba bien cuando… pssssssttttt

Houston, tenemos otro problema… ¡tuvimos una pérdida!

Nada serio, pero estábamos perdiendo algún gas por una de las tapaderas (habíamos hecho algunos agujeros en ellas para meter los tubos)… Tenemos que arreglarlo antes de mejorar la presión de ese tanque.

Publicado por Paula Kahumbu en
http://www.afrigadget.com/2010/06/09/solving-the-flexible-biogas-digester-problems/

Nokia: Kit cargador de móviles para bicicletas

Hoy Nokia ha hecho un gran anuncio sobre el lanzamiento de teléfonos baratos para los mercados emergentes, con sims duales y una siempre útil linterna LED. Lo más interesante es que, junto con el lanzamiento de los teléfonos, se habilita también un kit cargador para bicicletas. Según CNET Asia, el kit estará disponible a finales de año.

Kit cargador de móviles para bicicletas

Para redondear el anuncio de hoy, tenemos el kit cargador para bicicletas, que incluye un cargador, una dinamo y un soporte para el teléfono. Cuando se acopla a este último con un enchufe de cargador de 2 mm., el generador eléctrico produce energía para alimentar el auricular. Según Nokia, la dinamo empieza a cargarse cuando la velocidad de la bicicleta alcanza los 6 km/h., y se detiene cuando alcanza los 50 km/h. Iguala el rendimiento de un cargador normal cuando la bicicleta va a una velocidad de 12 km/h.

El kit cargador para bicicletas será muy útil para la mayoría de los habitantes de Kenia y otros mercados emergentes, pues es sólo cuestión de tiempo que se redefina su función para cargar otros aparatos, como radios de pequeño tamaño. En general, los teléfonos parecen muy AfriGadget, con sus sims duales; perfectos para mercados donde la gente tiene más de una ocupación. Parece que Nokia está haciendo productos que tienen una gran utilidad para millones de personas en África, y al decir esto pienso en Nigeria, donde no es infrecuente ver a alguien con muchos teléfonos a causa de su distinta cobertura y dependencia, además de linternas LED. Personalmente, no puedo esperar a probar los teléfonos y los kits tan pronto como caigan en mis manos. Si nos paramos a pensarlo, esto es “localización” de hardware, algo que podría ajustarse a la “localización” de software que estamos demandando para el mercado africano.

Kit cargador de móviles para bicicletas

Para más entradas sobre bicicletas en el archivo de AfriGadget, haz clic aquí.

Muchas gracias a mi amigo Cyrus por el aviso, creo que me ha inspirado para escribir otra vez.

Publicado por Juliana Rotich en
http://www.afrigadget.com/2010/06/03/nokia-bicycle-charger-kit-for-mobiles/

Fabricando un biodigestor (de un solo nivel)

David, de Kenyan Community Initiative Support (KCIS) ha fabricado recientemente un biodigestor de muy baja tecnología, utilizando tan sólo un bidón, una válvula y algunas tuberías.

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El globo es un indicador de que se está generando gas. Los costes del bidón y de las válvulas profesionales podrían ser demasiado altos, y el diseño no es el más óptimo. Intentan añadir un bidón de almacenaje con un tanque hidráulico para estabilizar la presión, pero los procesos de carga y desenlodamiento exigen obviamente algún trabajo.

Sin embargo nos gusta el prototipo, porque lo cierto es que “prueba la teoría”, como David hace notar. La teoría de que si se construye un biodigestor lo suficientemente pequeño, funcionará con cantidades aún más reducidas de deshechos orgánicos.

Está claro que producir gas metano a partir de algo que de otra forma estaría inutilizado (a menudo las heces del ganado permanecen almacenadas en estos bidones durante semanas, sin aprovechar su potencial de generadoras de metano) sigue siendo una alternativa interesante y apreciada, una vez que se cubren sus costes.

Publicado por JKE en http://www.afrigadget.com/2010/05/03/building-a-one-stage-anaerobic-digester/