Energía mareomotriz como energía e industria.


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    Buenas, una vez mas continuo con los hilos sobre recursos energéticos siendo este el segundo en energías renovables, siendo el primero la energía solar.

    Anteriormente subí tres hilos sobre energías no renovables (petróleo, gas natural y carbón) si alguien quiere echarles un vistazo, por favor pedidlo en un comentario y con mucho gusto paso el enlace.

    Espero que os guste. :smiley:

    La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando los desniveles producidos entre la pleamar y la bajamar de las mareas. Dichos desniveles se producen debido a la atracción Sol, Tierra y Luna que debido a su campo gravitatorio y la posición relativa en la que se encuentren alteran el movimiento de las mareas creando un flujo donde se produce un ascenso lento y continuo de las aguas marinas, debido al incremento progresivo de la atracción lunar o solar o de ambas en el caso de luna nueva y de luna llena, y un reflujo donde las aguas marinas sufren un descenso lento y progresivo debido a la decadencia de la atracción lunar o solar.

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    Mediante su empalme a un alternador se puede utilizar estos desniveles para la generación de electricidad, transformando así la energía cinética del agua en energía eléctrica, una forma energética segura, aprovechable, limpia e inagotable por lo que es considerada un tipo de energía renovable. Sin embargo, debido a la baja la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su producción han impedido que este tipo de energía se abra paso en el mercado.

    La primera patente de este tipo de energía se realizó en 1799 en Francia donde los ribereños ya habían observado corrientes que hacían girar las ruedas de sus molinos y les permitían el manejo y transporte de mercancías en los puertos, pues aprovechaban las mareas altas para que los barcos de grandes dimensiones entraran tierra adentro sin ningún problema. Este sistema se utilizaba a lo largo de las orillas de algunos ríos del oeste de Francia y en otros países en los cuales las mareas vivas son de cierta intensidad.

    Algunos ingenieros franceses, inspirados en las obras del ingeniero militar francés Bernard Forest de Bélidor, intentaron crear una energía mareomotriz en el estuario de Avranches basándose en construir un fuerte dique que cerrase el estuario y utilizar la energía de caída de la marea media, calculando las turbinas para aprovechar una caída comprendida entre 0,5 y 5,6metros. Los estudios para este proyecto estaban listos a finales de 1923, pero el proyecto fue abandonado debido al auge de los combustibles fósiles.

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    Las teorías expuestas por Belidor en su Tratado de Arquitectura hidráulica en 1927 quedaron en el aire; pero la idea de aprovechar la enorme energía de las mareas no fue jamás abandonada del todo; solo cuando la técnica avanzo lo suficiente, surgió un grupo de ingenieros que acometió el proyecto de resolver definitivamente el problema. Sin embargo, la falta de desarrollo tecnológico y los enormes costes han ido frenando diversos proyectos que han ido resurgiendo en los últimos cinco años, pero cada vez más empresas y gobiernos invierten en la investigación y creación de estas energías ya que creen que es una vía de gran ayuda para solventar los problemas de contaminación y escasez de recursos energéticos.

    En la Unión Europea, donde el océano Atlántico, el mar del Norte y las aguas que bañan los países escandinavos poseen unas condiciones idóneas, están naciendo diversos proyectos relacionados con este tipo de energía. Actualmente la isla escocesa de Islay cuenta con la primera turbina europea que trabaja con el movimiento de las olas generando energía suficiente para 400 casas. Además en países como India, China, Japón o Estados Unidos se están desarrollando diversos sistemas y plantas de producción energética.

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    Turbina instalada en la isla escocesa de Islay.

    Hay diversos métodos de obtención de energía a partir del movimiento generado por las mareas, pero se pueden clasificar en tres:

    ~Generador de la corriente de marea ~

    Los generadores de corriente de marea o TSG (tidal stream generators) funcionan de una forma similar a las turbinas eólicas con la diferencia de que, en el caso de las mareas, el flujo de agua recorre varios sentidos (flujo y reflujo) y se mueve con una velocidad mucho menor (entre 2 y 3 m/s). Esto hace que las turbinas utilizadas sean un poco más complejas y diversas.

    Sin embargo, todas tienen el mismo fin: el flujo de agua en movimiento hace girar unas turbinas generando, a partir de la energía cinética de las mareas, una energía mecánica que posteriormente pasará a energía eléctrica.

    Dependiendo del tipo de turbina puede generar entre 4 y 13 kW o 300kW de máximo (en el caso de las turbinas de SeaFlow).

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    Éste método es uno de los más usados dentro de la energía mareomotriz ya que no suelen ser muy costosos y, además, ofrecen menos efectos nocivos al entorno y al medio ambiente debido a su reducido espacio (comparado con otros métodos).

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    • ~Presa de marea ~

    La presa de marea también se asemeja mucho a una central hidroeléctrica pero aprovechando la reversibilidad del fenómeno de las mareas.

    Para construir una central mareomotriz se levanta un dique en el estuario de un río, de forma que se separe el río del mar, dejando lugar a un embalse en el que pueda almacenarse grandes cantidades de agua.

    Cuando se produce la pleamar, las compuertas instaladas en el dique se abren para dejar circular el agua hacia el embalse. En la parte baja del interior del dique se encuentran instaladas turbinas que giran a medida que el agua se adentra, por lo que ya se comienza a producir electricidad a partir del movimiento de rotación de las mismas. En el momento en el que el embalse está lleno, las compuertas del dique se cierran y se espera a que se produzca la bajamar.

    Al llegar la bajamar, las compuertas de la planta se abren y vuelven a dejar que el agua circule. El agua sale hacia el mar pasando de nuevo por las turbinas, que funcionan en ambos sentidos, volviendo a hacerlas girar y produciendo electricidad por segunda vez en el proceso.

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    ~• Energía mareomotriz dinámica~

    La energía mareomotriz dinámica o DTP (dynamic tidal power) resulta del aprovechamiento de la energía tanto cinética como potencial de las corrientes de marea, es decir, la unificación de las dos anteriores. Aunque se trata de una tecnología de generación teórica ya apunta a ser unos de los métodos más factibles dentro de las energías renovables por su gran producción (entre 6 y 17 GW) y porque, aunque se tratase de grandes construcciones, no afectaría gravemente al medioambiente ni a las mareas.

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    Las mareas paralelas a la costa se encuentran principalmente en Reino Unido, Corea y China. Esta última está apostando fuerte por este método y ya cuenta con grandes estudios de viabilidad, localización, producción, etc. que se llevaron a cabo entre 2011 y 2015. Además propusieron poner más de una presa perpendicular a lo largo de la costa para aprovechar así la misma corriente múltiples veces. También propusieron añadir entre presa y presa TSGs lo que multiplicaría el uso de esa corriente.

    Aunque también tiene algunos inconvenientes. Los DTP no son posibles de instalar en todo el mundo ya que necesitas ciertas condiciones geológicas para su instalación y, además, llevan un gran coste en estudio, instalación y mantenimiento (solo para el estudio de la factibilidad de corrientes de marea, el gobierno holandés y chino han aportado $ 2,5 millones cada uno).

    Un ejemplo de central mareomotriz es la de Rance (Francia), en el estuario del río del mismo nombre. Fue instalada por la empresa Électricité de France (EDF, principal empresa de generación y distribución eléctrica de Francia) en 1966, funcionando desde entonces y produciendo la electricidad necesaria para abastecer a 225.000 habitantes.

    Con 750 metros de largo, 33 de ancho y 6 compuertas de 150 m², es capaz de almacenar en su embalse 184.000.000 m³ de agua que atraviesan 24 turbinas con generadores de 10 MW cada una.

    Este método es tremendamente eficaz aunque depende del tamaño de la presa. Puede llegar a producir entre 500 kW (en el caso de las pequeñas presas de china) a 240MW (en el caso del estuario La Rance en Francia, la más grande de Europa y segunda más grande del mundo).

    Sin embargo el inconveniente que trajo fue que el nivel del mar subió 10 metros más de lo normal trayendo consigo inundaciones, daños materiales y destrucción de importantes ecosistemas.

    L'usine marémotrice de la Rance – 01:22
    — VU Diep

    Central mareomotriz de Rance, Francia.

    Actualmente incluso con iniciativas políticas como “Blue Energy Action needed to deliver on the potential of ocean energy in European seas and oceans by 2020 and beyond” el avance de la tecnología oceánica, incluyendo la mareomotriz, está teniendo un avance muy lento cuando se esperaba un crecimiento mucho mayor, además de no haberse establecido bien aún su mercado.

    En los países europeos, se marcaron como objetivo en el 2009, instalar una capacidad de 2.250 MW o un total de 0,5% de toda la capacidad eléctrica instalada en la Unión Europea, pero debido al lento crecimiento de este tipo de energía, se estima que solo lograran instalar 170MW para 2020, lo que supondría llegar solo al 7% de los objetivos establecidos. Esto ha hecho que los principales desarrolladores de esta tecnología pierdan el interés por ella a pesar de que también pretenden instalar 100GW de capacidad, de energía oceánica y mareomotriz, para el año 2050.

    Por otro lado, en el año 2014 en el reino unido (uno de los países de la UE que más apoya este tipo de energías), espera construir una larga hilera de unas 10 millas entres Inglaterra y Gales que estará formada de unas 300 turbinas capaces de cubrir el 5% del gasto de electricidad del Reino Unido.

    El proyecto costará £15 mil millones y produciría electricidad limpia y sostenible. Trabajando a máxima capacidad, podría generar 8.6 GW de potencia (8,6 mil millones de vatios).

    Además Suecia y Australia tienen en marcha dos proyectos que pretenden acabar para el 2018.

    El mercado de la energía Mareomotriz está aún en desarrollo, debe madurar y demostrar que sus tecnologías son fiables y asequibles.

    En producción de electricidad, se espera que en un futuro próximo hagan una gran contribución, gracias a la gran disponibilidad de recursos (las mareas). Gran parte, se realizaría a lo largo de la costa atlántica.

    Uno de los factores clave que los desarrolladores actualmente tienen en cuenta de la energía mareomotriz y que necesitan conseguir para garantizar fiabilidad y prestaciones de los dispositivos, es el diseño (para conseguir que funcionen en entornos exigentes y una alta fiabilidad a largo plazo). Conseguir estos factores hace que en la actualidad se dificulte el despliegue de este tipo de tecnologías.

    Otro factor que debemos de tener en cuenta es la capacidad de supervivencia de los dispositivos, especialmente durante tormentas y condiciones extremas.

    Actualmente están siendo desarrollado una serie de dispositivos de onda para funcionar en entornos de fuertes mareas (>50 kW / m), ya que hasta el momento solo se han estado usando dispositivos de bajo rendimiento en lugares de mareas suaves de baja energía. Por tanto, necesitamos innovar y encontrar nuevos diseños y materiales más resistentes a mareas de alta energía, para asegurar la integridad de los dispositivos a largo plazo.

    Más del 50% de las inversiones mundiales de I+D+I en proyectos de energía mareomotriz las proporciona la UE (en el año 2011 ha invertido un total de 125 millones de euros en 2011). La mitad de esta inversión vino de la industria y otra quinta parte de los fondos de la UE.

    El tipo más común de diseños para la energía mareomotriz es el de eje horizontal, en el cual invierten hasta un 76% del capital destinado para I+D+i en el desarrollo de dispositivos en todo el mundo en el año 2011.

    El avance de las tecnologías de la energía mareomotriz ha conseguido atraer a grandes corporaciones industriales clave para el desarrollo de la misma como: Voith Hydro, Kawasaki Heavy Industries, Hyundai Heavy Industries, Tocardo y Schottel.

    A día de hoy todas ellas están muy involucradas en cualquier desarrollo de tecnología mareomotriz o la adaptación de las tecnologías existentes como la conversión entre dispositivos de energía mareomotriz (flotantes) y dispositivos de generación (multiplataforma).

    En el 2018, Europa podría ver su capacidad instalada de energía mareomotriz crecida en unos 57 MW, lo que supondría un avance significativo para el desarrollo del mercado de la energía mareomotriz.

    Una compañía británica (Kepler Energy) ha anunciado que está desarrollando, por el departamento de ciencias de la ingeniería de la Universidad de Oxford, una serie de turbinas marinas innovadoras que puede funcionar en una superficie mayor, moviendo el agua a menor velocidad que los diseños actuales. Consiguiendo producir energía más barata que en parques eólicos y teniendo un menor impacto medioambiental en la fauna marina, ya que al desplazar el agua las turbinas más lentamente, los peces pueden esquivar las palas fácilmente.

    Dichas turbinas se pretenden instalar en el canal de Bristol (Divide Gales con el oeste de Inglaterra), con un coste estimado de £143 Millones y con una generación estimada de energía de 30 MW, pudiendo alimentar alrededor de 30.000 hogares en el reino unido.

    La nueva turbina Transversal Eje Horizontal de Agua (THAWT), tiene la última tecnología de compuestos de carbono. Debido a que estas turbinas se colocan en posición horizontal pueden estar situadas en aguas menos profundas que la profundidad estándar de 30 metros de la tecnología actual.

    Aunque se considera una tecnología ambientalmente segura, Kepler dice que aún debe someterse a una estricta evaluación de impacto medioambiental durante el proceso de planificación para asegurarse de que no supone ningún riesgo significativo para la vida marina. Podría considerarse como un pequeño reactor nuclear que genera electricidad a partir de las mareas en el canal de Bristol.

    Este método consiste en la construcción de presas muy largas (de 30 a 50 km) perpendiculares a las costas sin encerrar ningún área, aprovechando así las grandes corrientes de agua que pasan paralelas a las costas sin interferir en ellas. La pesa puede tener también una barrera perpendicular a ella formando una T o una Y, lo que llevaría al uso de una dirección de corriente diferente instalando turbinas bidireccionales.

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    En comparación con la energía eólica, la energía mareomotriz tiene una gran ventaja: es variable, los flujos de energía son altamente predecibles, ya que las mareas son muy regulares.

    Pero si el viento es tan voluble y las mareas tan predecibles, ¿Cómo es que se ven muchísimos aerogeneradores y muy pocos dispositivos de energía mareomotriz? Esto es debido a que históricamente el problema no se ha debido a las mareas, si no a la previsibilidad tecnológica para éstas. Cuando las mareas son fuertes es difícil proteger las infraestructuras contra el daño de las mismas.

    En los últimos años empresas como Siemens han introducido una mayor inversión para la creación de generadores más robustos y estables.

    En septiembre, “Ocean Renewable Power Co.” terminó de perfeccionar un sistema fortificado que recoge la energía mareomotriz de Cobscook Bay en Maine y la transmite a los hogares de todo el estado a través de su red regional.

    El futuro de la energía mareomotriz está estrechamente relacionado con el coste de la misma. Es difícil el avance de esta tecnología debido a los precios ofertados de las grandes compañías eléctricas tradicionales que ofrecen la energía de fuentes tradicionales como el carbón, el petróleo y gas natural.

    Aunque viendo la tendencia en los últimos años la energía mareomotriz tiene un futuro esperanzador. Los costes están bajando, gracias al desplazamiento de los científicos hacia el campo de estudio de turbinas submarinas más eficientes y logística renovada.

    Además, los generadores de energía están encontrando maneras de preservar la biodiversidad mediante la configuración de los generadores que se pueden colocar más lejos en el agua y en lugares que representen menos de un riesgo para la vida marina.

    **Ventajas y desventajas de la Energía Mareomotriz **

    ~VENTAJAS~

    La principal ventaja que caracteriza a la energía mareomotriz es que es una energía renovable, ya que aprovecha un fenómeno natural inagotable (ya que perdurará mientras sigan existiendo movimientos oceánicos).

    Es muy barata porque emplea una materia prima que se obtiene directamente de la naturaleza y que no necesita incentivo humano para producirse: las mareas. Como éstas son fenómenos predecibles, porque podemos saber cuándo tendrán lugar la pleamar y la bajamar, facilitan la construcción idónea de centrales mareomotrices y la obtención de energía.

    Es completamente respetuosa con el medio ambiente ya que no produce gases contaminantes ni contaminación acústica. Además, sus centrales no necesitan especial atención en su cuidado, ya que tienen vida y mantenimiento ilimitado y no les influyen el clima ni la estación del año en el que se encuentren.

    Al emplear agua en este proceso nos encontramos ante una gran ventaja y es que, al ser casi 1000 veces más densa que el aire, favorece la producción de energía incluso a velocidades muy bajas.

    ~DESVENTAJAS~

    La desventaja fundamental es la necesidad de un gran capital inicial para desarrollar el proyecto de una central mareomotriz, que tarda años en construirse. A pesar de obtener energía de forma muy barata, su traslado y la tecnología empleados resultan muy caros.
    Al encontrarse en desarrollo no hay muchas centrales instaladas y no se sabe exactamente si producen un impacto considerable sobre la flora y fauna marina. Sí que producen impacto visual en la zona donde se encuentren instaladas, ya que necesitan ser edificadas cerca de tierra firme y pueden producir disputas sobre la estructura del paisaje costero.

    Además, se ve obligada a competir con energías ya asentadas y explotadas, lo que no favorece su desarrollo. Además no cualquier lugar del mundo es idóneo para la instalación de centrales mareomotrices.

    ENERGÍA MAREOMOTRIZ EN EL MUNDO

    La planta más grande del mundo se encuentra en Corea del Sur, en la Central de Sihwa Lake, inaugurada en 2011, con 254 MW de potencia superando a la de Rance Tidal con 240 MW. Para producir esta potencia la planta utiliza la entrada de marea en la cuenca de 30 km2 con el apoyo de 10 turbinas ‘bulbo’ sumergidas de 25’4 MW que utilizan ocho tipos de compuertas de esclusa para sacar el agua desde el dique.

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    Como he comentado antes en la desembocadura del río Rance se encuentra la más grande y antigua a nivel europeo, funcionando desde 1967 con 240 MW de potencia y abastece a unos 10000 hogares. Instalada por la empresa Electricité of France, tiene 145’1 m de longitud con seis compuertas de ruedas fijas y un dique de 163,6 m de largo, con una cuenca que abarca un área de 22’2km2. Su marea media es de 8,2 m, la más alta de Francia, produciendo así a través de 24 turbinas de bulbo reversibles una potencia de 10 MW cada una.

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    Otra a nivel europeo es La planta Tidal Lagoon de 240 MW que se construirá en la bahía de Swansea en el Reino Unido, es uno de los proyectos de energía mareomotriz más grandes del mundo que igualará en capacidad a La Rance cuando quede completado. Con un presupuesto de 850 millones de libras (1.028 millones de euros), la planificación para su construcción fue aprobada en marzo de 2013.

    La planta estará ubicada en un área con un rango de marea media de 8,5 m, construyéndose un dique de 9,5 km de longitud para crear una laguna acordonando 11,5 km² de mar. La planta utilizará turbinas de bulbo reversibles para generar energía cuando el agua entre y salga de la laguna a través de la subida y bajada de las mareas. El innovador proyecto de energía mareomotriz está programado para comenzar en 2015, mientras que su puesta en marcha completa está prevista para el 2018. La planta, con una capacidad de generación de energía estimada en 400 GWh anuales, proveerá de energía a más de 120.000 hogares durante un período de 120 años.

    Otro proyecto europeo es el Proyecto de Energía Mareomotriz MeyGen situado en el Inner Sound de Pentland Firth en la costa norte de Caithness, Escocia, es actualmente el proyecto de energía basado en turbinas mareomotrices más grande del mundo en fase de desarrollo. Los permisos del Gobierno de Escocia para la construcción en alta mar de la primera fase de las instalaciones con una capacidad instalada de 86 MW, fueron aprobados a finales de 2013. No obstante y aunque todavía no sea oficial se espera que, si los resultados son satisfactorios, la segunda fase de desarrollo del proyecto permita aumentar la capacidad instalada a un total de 398 MW en 2020.

    El proyecto MyGen fue iniciado en 2006 por la compañía escocesa MeyGen, una empresa conjunta entre la compañía de tecnología mareomotriz Atlantis Resources y Morgan Stanley, adquiriendo finalmente ésta primera la propiedad total del proyecto en diciembre de 2013. Se espera que la construcción permita demostrar inicialmente la funcionalidad de hasta seis turbinas mareomotrices AR1000 mono-rotor en 2014, siendo estimada la puesta en marcha definitiva de la planta en 2015. El primer prototipo de turbina mareomotriz AR1000 de 1 MW, alcanza una altura de 22,5 m y un diámetro de rotor de 18 m, puesta ya a prueba por el Centro Europeo de Energía Marina en 2011.

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    MeyGen Presentation Video – 01:28
    — meygenuk

    Aunque en España está aún en desarrollo primario, en Motrico (Guipúzcoa) se creó la primera planta mareomotriz comercial. Fue desarrollada por el Ente Vasco de la Energía (EVE) y posee 16 turbinas aptas para producir 600000 kWh anuales. Para esta planta se utiliza la tecnología de columna de agua oscilante, con la que usamos la corriente de aire que se produce cuando el nivel del agua en unas celdas cerradas asciende y desciende debido al movimiento de las olas que mueven ambas turbinas.

    Una vez más espero haberlo hecho lo mejor posible y que os haya gustado. Gracias :blush:



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    Pillo sitio para leer más tarde.



  • 2

    La energía renovable más jodida de implantar, la que da más problemas de mantenimiento y a la vez la que más puede producir por extensión de terreno útil, hasta lo que has puesto presenta tantos problemas como la corrosión, atascos, costes de producción desorbitados, etc... que parece casi ciencia ficción o utópico una central de energía mareomotriz rentable, además de los problemas medioambientales que acarrean que no son pocos.



  • 3

    Cojo número en tema interesante :mola:



  • 4

    @Emily Bravo por fin alguien inteligente que pone hilos interesantes en esta casa. :aplauso2:



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    @ZurdoFTW problemas medio ambientales, corrosión y problemas de mantenimiento no tienen ya que las turbinas están preparadas para ello y estas centrales no las instalan en sitios donde sea perjudicial para el ambiente.

    Por eso es tan caro instalarlas porque la creación de dichas turbinas y todas las investigaciones que se hacen para producirlas e instalarlas es bastante costoso además de su transporte.

    También es verdad que es una energía que aún está en desarrollo y no se conoce demasiado sobre ella ni sus inconvenientes a largo plazo porque prácticamente todas las centrales que existen actualmente son nuevas y llevan poco tiempo.



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  • 7

    @Emily el último vídeo sale con error de reproducción



  • 8

    @Xenomorfo voy a buscarlo de nuevo y lo pongo bien gracias por avisar :blush:



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    @Emily dijo:

    @Xenomorfo voy a buscarlo de nuevo y lo pongo bien gracias por avisar :blush:

    :mola: :sonrositas: :abrazo:



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  • 11

    Vale problema de los videos resuelto ya estan editados y se ven, disculpen las molestias. :sweat_smile:



  • 12

    No me lo he leído aunque había visto ya algo del tema. Sobre todo me preocupa la pérdida de energía en la transmisión y costes de mantenimiento.



  • 13

    @tomapiruleta como he escrito antes en un comenario los costes de mantenimiento no son el problema sino los costes de investigación y de construcción de estas centrales ya que son obras de gran tamaño que necesitan una gran cantidad de dinero.



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    Error
    Ya has votado a este usuario este mes

    Como siempre gran hilo. Pillo sitio para echarle un vistazo esta noche.

    @Violacabrasmelladas dijo:

    @Emily Bravo por fin alguien inteligente que pone hilos interesantes en esta casa. :aplauso2:

    :unamused:



  • 15

    @Emily Hola! Buen hilo! :)

    Oye, pareces inteligente, tienes gafas?



  • 16

    @kNN dijo:

    @Emily Hola! Buen hilo! :)
    Oye, pareces inteligente, tienes gafas?

    No lo jodas...



  • 17

    @kNN jajaja tu mismo lo has dicho parezco inteligente ahora que lo sea es otra cosa :loco3:

    PD: si tengo gafas :roto2cafe:



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    @Violacabrasmelladas dijo:

    @Emily Bravo por fin alguien inteligente que pone hilos interesantes en esta casa. :aplauso2:

    L@ vas a asustar, xd



  • 19

    Es una chorrada, pero ¿por qué subió el nivel del mar? y eso no se considera impacto ecológico?




Has perdido la conexión. Reconectando a Éxodo.