PFC ETSAM CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICA AS PONTES DE GARCÍA RODRIGUEZ [LA CORUÑA] ISABEL RODRÍGUEZ DE LA ROSA TUTOR: JOSE MARÍA GARCÍA DEL MONTE
01 - AS PONTES DE GARCÍA RODRÍGUEZ ANTES DE 1976 As Pontes de García Rodríguez es un municipio coruñés en el que desde el siglo XVIII era conocida la existencia de carbón bajo su superficie. La primera referencia al lignito [tipo de carbón sub-bituminoso] de As Pontes data de 1790 en el informe de José Córnide y Saavedra en el que califica As pones como una gran “vena de carbón de piedra”. Más tarde, en 1835 Guillermo Schulz realiza la primera “Descripción geonóstica del Reino de Galicia”. La gran explotación comenzará en 1976 de la mano de ENDESA, sin embargo desde inicios del siglo XX distintas entidades o particulares intentaron y consiguieron, en algunos casos inciar pequeñas explotaciones que llevarían a la gran explotación final. En 1917, José Carmelo Casal presenta una serie de escritos para que le sean reconocidos los derechos de explotación sobre las minas denominadas: Segunda, Tercera, La merecida, Cuarta, Quinta, Sexta, Séptima, Octava, Novena y Josefina, con un total de 2500 Ha, sin embargo, no le son concedidas. A partir de 1919 se inician las investigaciones en el yacimiento y entre 1921 y 1924 se lleva a cabo la Campaña Masenet, en la que se realizan 74 sondeos, cuyos resultados llevan a ENCASO [Empresa Nacional CAlvo SOtelo] a comprar las concesiones a la familia Carmelo en 1946. ENCASO construye en As Pontes una central térmica de 32 MW, una fábrica de combustibles líquidos y lubricantes y las instalaciones mineras precisas para abastecer de combustible y materia prima al conjunto. En 1949 ya estaba en marcha la central térmica. ENCASO fue la encargada de hacerse con los terrenos necesarios para llevar a cabo la explotación. A través de compras directas en algunos casos y de expropiaciones forzosas en otros, reunieron 1790 fincas con una superficie total de 759Ha. Esto derivó según se producía el avance de la mina, en la desaparición de 47 aldeas. La mayor parte de la población de estas aldeas, se trasladó a As Pontes, así como elementos significativos de estos pueblos, como iglesias o puentes datados de época medieval desplazados piedra a piedra o incluso lugares de fiesta o de reunión fueron reubicados para dejar paso al avance de la mina.
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1. Ortofoto del “vuelo americano” 1956. Situación previa a la explotación minera. 2. Noticias extraidas de distintos periódicos sobre la desaparición de las aldeas que fueron destruidas por el paso de la mina. 2.
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02 - AS PONTES DE GARCÍA RODRÍGUEZ ENTRE 1976 Y 2007 - LA EXPLOTACIÓN MINERA A GRAN ESCALA En la década de los 70 la explotación cambió de administrador pasando a manos de ENDESA [Empresa Nacional De Electricidad, S.A.] que inició la explotación a gran escala del territorio y la construcción a lo largo del tiempo de dos centrales: una central térmica convencional de 1400 MW [construdida entre 1972 y 1976] con su famosa chimenea de 356 metros de altura y una central de ciclo combinado de 800 MW [construida en 2008] . Se puso en marcha así un período de sesenta años de actividad ininterrumpida en el que se extrajeron 270 millones de toneladas de lignito, a través de la creación de un hueco de 18 kilómetros de perímetro, con un volumen de 900 millones de metros cúbicos y una profundidad media de 206 metros alcanzando un máximo de 230 metros. Junto a éste, se creó una montaña de estériles [escombrera exterior] que alcanzó una altura de 160 metros sobre su altura original y con un volumen de 720 millones de metros cúbicos. Toda la actuación suma una superficie total de 24 kilómetros cuadrados. La explotación funcionaba mediante un sistema de cintas de transporte que servían a toda la explotación [mina y escombrera], a estas cintas se hallaban unidas las máquinas de trabajo, que eran de dos tipos: excavadoras y apiladoras. Desde la extracción el material viajaba por medio de las cintas hasta el nudo de transferencia desde donde el lignito tomaba el camino hacia la central o al parque de carbones y los restos de tierra de la excavación circulaban hasta la escombrera, donde las apiladoras lo distribuian. Esta escombrera exterior fue clausurada en el año 2000, al estar agotada su posibilidad de expansión y se dispuso una nueva escombrera en el interior del hueco en la zona ya explotada. La actividad de la central térmica llevó a As Pontes al primer puesto de generación de energía de España y también al de central más contaminante por CO2 de España y durante mucho tiempo la novena de Europa. La leyenda cuenta que los humos nocivos de la central [todavía activa] llegan hasta Inglaterra donde han llegado a producir lluvia ácida. 1. Esquema de explotación de la mina con sus cintas y la escombrera exterior. 2. Ortofoto del estado de la explotación en 1993. 3. Excavadora modelo Takraf en funcionamiento en 2001. 4. Foto de una vecina del pueblo desde su vivienda con la central térmica de ENDESA al fondo 1.
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03 - AS PONTES DE GARCÍA RODRÍGUEZ ENTRE 2007 Y 2016- LA “REGENERACIÓN” DE ENDESA Desde 1993 la central tuvo que realizar adaptaciones para el cumplimiemto de la normativa europea de emisiones y además de cambios en los sistemas de producción, se empieza a mezclar el carbón local con carbón de importación resultando la mezcla menos contaminante que la composición anterior. Para ello, se crea un espacio junto a los nudos de transferencia donde se almacena este carbón de importación procedente de Estados Unidos e Indonesia siendo la conocida como “montaña de carbón”. Este carbón desembarca en el puerto de Ferrol y se transporta en camiones hasta As Pontes por medio de una carretera creada para este fin. El 31 de diciembre de 2007 la explotación minera es definitivamente clausurada, no habiendo explotado el territorio hasta su agotamiento; puesto que las restricciones europeas siguen aumentando y a ENDESA le acaba resultando más rentable la producción de energía por medio del carbón de importación, menos contaminante que el carbón local debido a su composición. Hoy en día la central térmica sigue en funcionamiento abastecida por el carbón importado almacenado en la montaña de carbón. En cumplimiento de la normativa europea ENDESA se vió obligada a regenerar este territorio. Se decidió llenar de agua el hueco de la mina mediante la vuelta a su recorrido inicial de ciertos cursos de agua que fueron desviados para la explotación minera, así como mediante el aporte de agua llevado a cabo por la empresa y los aportes pluviales, fundamentales en la zona. El proceso de llenado duró tres años y medio, si no hubiera exisitido el aporte complementario de agua, hubiera tardado 27 años en completarse. Las superficies carbonosas del hueco se recubrieron con una capa de arcilla para evitar el contacto del agua con el carbón, importante fuente de acidez. Se tomó la decisión del lago como la más sencilla puesto que el esfuerzo humano y económico de rellenar el hueco de nuevo con tierra hubiera sido mucho mayor, existiendo voces a favor y en contra de esta decisión. Respecto a la escombrera exterior, la decisión fue repoblarla con especies animales y vegetales, introduciendo especies mejoradoras del suelo, probadas en los ensayos de plantación y adaptación que se venian realizando desde 1987. 1. El hueco de la mina en su clausura [2007]. 2. Imagen ofrecida por ENDESA como prevision de la situación final tras la “regeneración” del territorio. 3. Ortofoto del estado del territorio en 2012. 4. Artículo de Manuela Marino sobre el proceso para la llegada de carbón de importación a As Pontes. 5. Parque de carbones situado junto a la central térmica. 1.
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04 - AS PONTES DE GARCÍA RODRÍGUEZ DESDE 2016 - EL CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICO - LA ACCIÓN Tras el cese de la explotación minera y la “regeneración” del territorio llevada a cabo, el sistema de cintas de transporte de carbón fue desmantelado, desmontándose la parte de la escombrera exterior y dejando bajo las aguas del lago el resto, manteniéndose únicamente la que une la central y el parque de carbones con la montaña de carbón de importación. Esta cinta tiene una longitud de 3325 metros y un ancho de 3,60 m de la estructura completa y 1,60 metros de cinta móvil y se convierte en un elemento de gran potencia que cruza el territorio sin importar lo que encuentre a su paso. Se convierte en una línea energética que atraviesa el territorio; un territorio que no podría entender su último siglo de historia sin la palabra energía. El proyecto se introduce en este territorio sin pretender cambiarlo, sin pretender obviar lo que fue y lo que es, un paisaje minero, un paisaje de la energía. El lago se ha entendido en ocasiones como un intento de tapar lo que en este lugar sucedió; una operación de “maquillaje” de este entorno, que provocaría que las generaciones futuras no puedan leer en este lugar lo que fue. Dejando a un lado el debate sobre si el llenado del hueco de la mina fue la mejor operación de regeneración, El proyecto asume la existencia del lago y busca entenderlo no como una operación de maquillaje si no como un soporte para la siguiente etapa vinculada a la energía de este territorio, buscando ser una parte activa de este paisaje energético. Se toma la cinta de transporte de carbón como la línea energética estructurante del territorio y se convierte en el eje del proyecto del centro de experimentación energético que se vincula a ésta continuando su trazado con parte de su recorrido en tierra y parte en el actual lago.
1. Cinta de transporte de carbón que une la montaña de carbón con la central térmica y el parque de carbones. 2. Trazado de la cinta de transporte de carbón. 3. Trazado de la línea de transporte de algas del proyecto del centro de experimentación. 4. Punto final de la cinta de carbón e inicial de la cinta de algas, ubicación del edificio del centro de experimentación 5. Maqueta de tanteos de piezas. 1.
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05 - EL CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICO - EL PROGRAMA Y LA VINCULACIÓN ENERGÉTICA Desde el primer momento del proyecto se tiene claro que el programa debe estar vinculado con el mundo energético; se ha convertido y es la actividad propia del lugar. Tomando la presencia del lago como un punto a favor del proyecto se decide plantear un programa que lo tenga en cuenta, que lo aproveche como un punto a favor cuando en muchas ocasiones se ha entendido como un punto en contra de este territorio. Es por ello que se estudia y se plantea un programa energético de producción de biocombustibles a partir del cultivo de algas. Así, el lago se convierte en un soporte vital para la producción de energía y mediente este programa se ha convertido en una parte activa del lugar; ya no está para tapar los restos del pasado, ahora, es el soporte de la producción energética del futuro. Se inicia una fase de estudio de los procesos necesarios para la producción de biocombustibles con algas, una actividad en desarrollo, que a día de hoy promete ser el sustituto del petróleo y que se encuentra en fases experimentales con el objetivo de conseguir unos precios competitivos que permitan desbancar al combustible fósil por excelencia. Según la Algal Biomass Organization en 2018 se alcanzará la paridad en los precios entre biocombustible algal y petróleo. Los biocombustibles obtenidos a partir de algas son neutros en emisiones de CO2 [toman CO2 en su crecimiento, que actúa como abono para las algas y se libera posteriormente] y presentan ventajas frente a la producción de biomasa con otros cultivos puesto que no interfiere con la agricultura alimentaria, ni en cuanto a tierras empleadas ni en producción destinada a ello, produciendo cinco veces más biomasa que los cultivos terrestres y presentando un poder calorífico similar al del carbón. Al mismo tiempo se estudian las condiciones del lugar para llevar a cabo esta actividad, puesto que estos microorganismos son capaces de desarrollarse prácticamente en cualesquiera sean las condiciones, sin embargo, dentro de unos parámetros específicos su crecimiento es más adecuado. Estos son un valor de pH entre 7 y 8 [7,24 en As Pontes hasta 25m de profundidad] y una tempertatura entre 10 y 25ºC [dentro del rango que se da gran parte del año en As Pontes]. 1.
1. Estudio detallado de los procesos de trabajo para la obtención de biocombustibles a partir del cultivo de algas. 2. Esquema de las partes de programa y sus relaciones y conexiones. 2.
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06 - EL CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICO - LA MATERIALIZACIÓN DE LA ACCIÓN Teniendo claro el programa y los procesos de trabajo, se inicia la materialización de la acción. La cinta de transporte, que continúa el trazado de la existente, se convierte en el eje vertebrador del proyecto, incorporando en torno a ella las piezas necesarias para el funcionamiento del centro y del proceso completo. La cinta adopta el ancho de su predecesora y varía su sección a lo largo de su recorrido de algo más de 2000 metros para adaptarse a las condiciones tanto de su entorno como programáticas; pero entendiéndose siempre como un elemento prefabricado de hormigón que al igual que la anterior atraviesa el territorio. De izquierda a derecha en las imágenes de la parte inferior: la primera se corresponde con el tramo de cinta que discurre por el lago dando servicio en dos alturas distintas a los trabajos en el lago y permitiendo el transporte hacia el centro; se entiende como un pantalán flotante que tiene su movimiento limitado y que atraviesa el lago delimitando el área de cultivo. La segunda corresponde al tramo de cambio de cota entre la tierra y el lago; la tercera es el tramo que precede al edificio de experimentación por ambos lados. La cuarta corresponde al tramo que atraviesa el edificio y que da acceso al mismo siempre por su parte inferior. La última imagen corresponde a la sección existente de la cinta de transporte de carbón. En torno a esta cinta, elemento vertebrador del proyecto, se sitúan en el lago plataformas de secaderos necesarias para el proceso y almacenes, para cultivos y maquinaria, y en su final una torre-hito, que se concibe como una torre de captación solar, buscando que el proceso consuma la menor cantidad posible de energía eléctrica convencional, y al mismo tiempo punto de medición y control de las condiciones de las aguas. En el inicio de la cinta, se sitúa el edificio del centro de experimentación al que se accede por medio de la cinta y que engloba todos los procesos de producción, ensayo y experimentación, y los elementos necesarios para el funcionamiento del centro, en tres anillos concéntricos, vinculados por medio de muros equipados. 1. Secciones de la cinta a lo largo de su recorrido en función de las condiciones. 1.
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07 - EL CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICO -
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08 - EL CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICO - LA NAVE DE PROCESOS Los tres anillos mencionados anteriormente se materilizan como el espacio entre los muros equipados que los sirven; dichos muros se crean por medio de una estructura de pórticos metálicos que los configuran y que suponen el soporte de apoyo para los espacios entre ellos. El último anillo se crea a través de una gran viga triangulada que permite el paso de la cinta, el acceso de los camiones a los muelles de carga y los espacios de retirada del producto obtenido en el proceso. Los muros ya mencionados contienen todos los elementos de comunicación, tanto vertical como horizontal, y de servicios y por medio de vidrios se separan de los espacios a los que sirven. La nave de procesos es el corazón del centro de experimentación. Es el espacio en el que por uno de sus extremos entran algas y por el otro sale biocombustible algal. La nave, como corazón, ocupa la parte central del edificio. A ella, a través de la cinta, llegan las algas cosechadas desde las zonas de cultivo exterior. En función del tipo de alga, diferenciadas principalmente por su tamaño [microalgas: tamaño inferior a 0,02 cm, mesoalgas: con un tamaño comprendido entre 0,02 y 3 cm y macroalgas con un tamaño que va desde los 3cm hasta varios metros de longitud] llegan a través de la cinta móvil o por medio de tuberias mezcladas con agua. Esta biomasa es descargada en tanques que son el punto de incio de la fase de procesado. Desde aquí, arrancan cinco líneas de procesos que estructuran la planta de la nave; las grandes dimensiones de la maquinaria utilizada y la necesidad de la presencia de un puente grúa que permita mover cargas de gran peso, sean de maquinaria o de tanques, condicionan este espacio de gran altura, que recibe luz desde su parte superior por medio de una cubierta textil. Las cinco líneas de procesos avanzan por la planta mientras se desarrollan los procesos que transforman la biomasa de algas en biogas, biodiésel o bioetanol según sea el proceso aplicado. Al mismo tiempo dos líneas de recogida de residuo algal acompañan a las anteriores, puesto que este producto es también muy valorado en otros procesos productivos. Todas las líneas se encuentran conectadas con las zonas de ensayo y experimentación por medio de tuberías que permiten tomar muestras de producto de cualquier fase del proceso. Cuando el proceso ha terminado cada línea de producción vierte en un tanque situado a una cota 3,60 metros inferior que permite el llenado de los tanques por gravedad desde las líneas de procesos y que a su vez facilita el cargado del propio tanque en camiones cisterna, de modo que el producto pueda ser recogido y trasladado para su venta o donación.
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09 - EL CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICO - LA ZONA DE LABORATORIOS Y ENSAYOS En el anillo intermedio se sitúa la zona de ensayos y experimentación. Su ubicación en este punto del edificio no es casual. Durante la fase de estudio de las condiciones y espacios necesarios para el desarrollo del proceso, se descubrió la necesidad de contar con espacios en los que se pudiera llevar a cabo un control total de las condiciones ambientales: temperatura, luz y humedad relativa. Dichos espacios son necesarios durante varias fases del proceso. Este proceso se inicia con la petición de las especies necesarias al Banco Nacional de Algas, dichas especies desde su llegada al centro se conservan en el banco de cultivo. Desde éste, las especies se trasladan a los laboratorios analíticos en los que se estudian sus características, en especial su composición oleaginosa, aspecto fundamental para determinar su capacidad de producción de aceite de algas, base de la producción. En estos laboratorios se realizan también ensayos y mutaciones genéticas sobre las especies con el fin de conseguir aquellas cuyas características sean las más adecuadas para el proceso. Una vez obtenida la cepa que interesa cultivar a gran escala se traslada a las cámaras de simulación ambiental [para estudiar sus posibilidades de cultivo] y de producción de semillas y desde allí al banco de germoplasma, desde el que tras un período de crecimiento las microalgas se trasladan directamente a la zona de cultivo exterior; por otro lado las meso y macroalgas son trasladadas al criadero interior donde se “fuerza” su crecimiento durante un tiempo antes de ser trasladadas a su espacio de crecimiento en la zona exterior. Tras el cosechado y desde la nave de procesos las algas, ya transformadas en biomasa o en biocombustible algal volverán a llegar a los laboratorios, en este caso, los de ensayo, para la realización de controles de calidad y viabilidad. Todos los espacios mencionados en este proceso, requieren condiciones ambientales controladas. Es por ello, que se sitúan en el anillo intermedio, punto más sencillo para su control. Desde los dos muros equipados que los rodean se logran accesos controlados a los laboratorios, con sus correspondientes espacios previos; elementos de servicio [cambiadores, puntos de agua para limpieza o trabajo, armarios de utensilio...] que nunca se encuentran en el espacio en cuestión pero sí con acceso desde el mismo, etc. Aunque tengan la posibilidad de cerrar esta entrada de luz, los espacios de este anillo se iluminan de forma cenital de un modo controlado, por medio de vigas conformadas metálicas cuyo diseño controla la entrada de luz, evitando así los deslumbramientos o la exposición directa. Al mismo tiempo este anillo se completa con otra serie de espacios, como zonas de reunión, despachos de trabajo o talleres como el taller de prototipos que no necesitan unas especiales condiciones ambientales.
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10 - EL CENTRO DE EXPERIMENTACIÓN ENERGÉTICO - LO AJENO - ADMINISTRACIÓN, DOCENCIA Y DESCANSO Por último, en el anillo exterior se sitúa todo lo que es ajeno al proceso productivo y de ensayos pero que es al mismo tiempo fundamental para el funcionamiento del centro [zonas de administración, docencia y muestras para interesados o inversores, cafetería, comedor y áreas de descanso para trabajadores, incluyendo habitaciones para trabajadores o invitados]. Todos estos espacios se disponen entre el muro equipado exterior y una gran viga triangulada metálica en fachada, situados en una planta a cota 4,60 metros, que permite liberar el espacio bajo ella para el necesario tránsito de camiones; estos espacios no colmatan la planta en su totalidad si no que dejan espacios intermedios, de patios o terrazas, algunos de ellos accesibles, que contribuyen a entender la ligereza del anillo exterior. Los espacios que requieren mayor privacidad, como las habitaciones, o cuyo uso requiere de espacios con conexión al exterior, como la cafetería con su terraza exterior, se sitúan en la cota 8,20 metros. Los cuatro lados de esta viga se apoyan en doce pilonos de hormigón que reflejan el contraste entre la ligereza de la estructura y la masividad de sus apoyos. La cercha se concibe como un elemento de gran presencia que se convierte en la imagen del centro, reflejando su carácter de “máquina” productora de energía.
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