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Miércoles, 17 de Marzo de 2010 20:08 - Actualizado Miércoles, 30 de Junio de 2010 13:09
¿Qué son las energías limpias?
La disponibilidad energética de las fuentes de energía renovable es mayor que las fuentes de
energía convencionales, sin embargo su utilización es escasa.
El desarrollo de la tecnología, el incremento de la exigencia social y los costos más bajos de
instalación y rápida amortización, están impulsando un mayor uso de las fuentes de energía de
origen renovable en los últimos años.
De igual modo, el cuestionamiento del modelo de desarrollo sostenido y su cambio hacia un
modelo de desarrollo sostenible, implica una nueva concepción sobre la producción, el
transporte y el consumo de energía.
En este modelo de desarrollo sostenible, las energías de origen renovable, son consideradas
como fuentes de energía inagotables, y con la peculiaridad de ser energías limpias, con las
siguientes características: suponen un nulo o escaso impacto ambiental, su utilización no tiene
riesgos potenciales añadidos, indirectamente suponen un enriquecimiento de los recursos
naturales y son una alternativa a las fuentes de energía convencionales, pudiendo sustituirlas
paulatinamente.
Energía solar
Recibe el nombre de energía solar aquella que proviene del aprovechamiento directo de la
radiación del sol, y de la cual se obtiene calor y electricidad. El calor se obtiene mediante
colectores térmicos, y la electricidad a través de paneles fotovoltaicos.
En los sistemas de aprovechamiento térmico el calor recogido en los colectores solares puede
destinarse a satisfacer numerosas necesidades, como por ejemplo: obtención de agua caliente
para consumo doméstico o industrial, o bien para fines de calefacción, aplicaciones agrícolas,
entre otras.
Los paneles fotovoltaicos, que constan de un conjunto de celdas solares, se utilizan para la
producción de electricidad, y se perfilan como una adecuada solución para el abastecimiento
eléctrico en las áreas rurales. La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos
puede utilizarse en forma directa, o bien ser almacenada en baterías para utilizarla durante la
noche.
La energía solar, además de ser renovable y no contaminar el Medio Ambiente, es una energía
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muy abundante en España. Su utilización contribuye a reducir el efecto invernadero producido
por las emisiones de CO2 a la atmósfera, así como el cambio climático provocado por el efecto
invernadero. Además, con su difusión y promoción todos colaboramos a que en el futuro se
aproveche también el Sol en otras escuelas y edificios
La energía del sol produce calor y hace posible que el hombre la utilice en forma directa
mediante distintos elementos, es así como tenemos:
• Colectores solares: Absorben la radiación solar transfiriendo su energía calorífica al agua,
que está almacenada en tubos, calentándola.
Celdas Fotovoltaicas:
El sol también emite radiaciones electromagnéticas, las cuales son aprovechadas por un
sistema llamado fotovoltaico, el cual transforma estas radiaciones en energía eléctrica. Este
sistema se utiliza en viviendas rurales que se encuentran muy alejadas, como también en los
satélites artificiales que giran alrededor de la Tierra.
También se utilizan grandes espejos curvos, los que concentran calor sobre superficies
pequeñas, transmitiéndolo al agua almacenada en tanques para generar vapor de agua y ser
usado en centrales termoeléctricas en vez de calentar agua a través de la combustión de
combustibles fósiles (petróleo, carbón o gas).
Biomasa
La diversidad biológica, es decir, la variabilidad de la vida en la tierra, es el elemento
fundamental para la capacidad de la biosfera de seguir proporcionándonos los bienes y
servicios ecológicos y es por este motivo, la póliza de seguro de supervivencia.
El 54% de la energía primaria de origen renovable en la UE procede de la madera
Cuando hablamos de biomasa, nos estamos refiriendo a la energía que se produce al quemar
leña, desechos forestales y agrícolas (ramas, hojas, cortezas).
Se usa para producir energía calorífica. La leña se cosecha cortándola con hachas o
motosierras manuales. Antes de usarla sólo se somete al proceso de secado.
También se usa para producir carbón vegetal por medio de un proceso de transformación que
ocupa entre 6 a 12 toneladas de leña para producir 1 tonelada de carbón vegetal.
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Es un recurso natural renovable, pero se requiere una adecuada explotación y renovación del
bosque para evitar que se agote. Su combustión es contaminante
En teoría, la madera es un recurso renovable, siempre y cuando se siembre un árbol nuevo,
cada vez que otro árbol se corta. En la práctica, la leña se torna más y más escasa, porque la
gente la quema a más velocidad de la que crece. En muchas áreas rurales del trópico, las
mujeres con frecuencia se ven obligadas a caminar varias horas al día para recoger suficiente
leña para cocinar. La tala de árboles, con frecuencia, hace que el suelo se seque y se pierda,
creando nuevos desiertos donde ya no podrán crecer árboles.
Del total de la biomasa consumida, un 94% se destina a la producción de calor y un 6% a la
producción de electricidad.
Perdida de la masa vegetal
Para reducir el impacto ambiental que produce la explotación a gran escala de la masa vegetal
con fines energéticos, se han dictado leyes y normativas para regular su uso y preservación.
También se están haciendo esfuerzos para enseñar su explotación racional a los sectores más
pobres de la población, los cuales cortan de modo indiscriminado árboles y arbustos sin
ninguna precaución reforestadora. Uno de los medios para evitar el impacto ambiental antes
mencionado, es mejorar la calidad de vida de los sectores de bajos recursos, dándoles accesos
al uso de otros energéticos (electricidad o gas), para satisfacer sus necesidades básicas de
energía.
Hasta ahora, la eficiencia en el consumo de la energía para disminuir el derroche, sistemas de
reciclaje y tratamiento de residuos tóxicos, son algunas de las alternativas más eficaces para
minimizar el impacto global que produce el uso de la energía en el planeta.
Energía Eólica
La energía eólica se considera una forma indirecta de energía solar, puesto que el sol, al
calentar las masas de aire, produce un incremento de la presión atmosférica y con ello el
desplazamiento de estas masas a zonas de menor presión. Así se da origen a los vientos como
un resultado de este movimiento, cuya energía cinética puede transformarse en energía útil,
tanto mecánica como eléctrica.
La energía eólica, transformada en energía mecánica ha sido históricamente aprovechada,
pero su uso para la generación de energía eléctrica es más reciente, existiendo aplicaciones de
mayor escala desde mediados de la década del 70 en respuesta a la crisis del petróleo y a los
impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles.
Una de las características de este recurso es su condición aleatoria y variable, por cuanto
depende de condiciones atmosféricas. Esto lleva a que se requieran exhaustivas mediciones
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como condición previa para el desarrollo de proyectos destinados a su aprovechamiento. En
términos generales se distinguen cuatro escalas de aplicaciones de la energía eólica con fines
de generación eléctrica:
• Sistemas eólicos a gran escala, conectados a la red eléctrica, también denominados
parques eólicos. Potencias superiores a 1 MW
• Sistemas medianos, utilizados para abastecer pequeños poblados, que requieren sistemas
de respaldo por medio de generadores diesel. Potencias superiores a 100 kW e inferiores a 1
MW
• Sistemas pequeños, utilizados para abastecer pequeñas comunidades, que constan de una
turbina eólica, una generador diesel de respaldo y un banco de baterías. Potencias superiores
a 1 kW e inferiores a 100 kW
• Sistemas individuales por vivienda, que constan básicamente de una turbina eólica y
baterías para el almacenamiento de energía. Potencias inferiores a 1kW.
La energía eólica se obtiene de las corrientes de aire (viento), el viento es energía en
movimiento y éste movimiento es posible trasladarlo a otros elementos.
La energía eólica se ha utilizado desde hace más de 3.000 años, para mover barcos a vela o
molinos para moler grano y extraer agua de los pozos.
Hoy en día, con mejores materiales, diseños e ingeniería más sofisticada, se construyen
centrales eoloeléctricas en las cuales la energía del viento se transforma en electricidad. Estas
centrales están formadas por una gran cantidad de molinos de viento colocados en grupos,
denominadas granjas eólicas
Energía Geotérmica
La energía geotérmica corresponde a la energía calorífica contenida en el interior de la tierra,
que se transmite por conducción térmica hacia la superficie, la cual es un recurso parcialmente
renovable y de alta disponibilidad. El conjunto de técnicas utilizadas para la exploración,
evaluación y explotación de la energía interna de la tierra se conoce como geotermia.
Un campo geotérmico es fundamentalmente un depósito natural de agua a alta presión y
temperatura, bajo la corteza de la tierra. Los elementos esenciales que determinan su
conformación son:
Yacimiento geotérmico de alta temperatura
Existencia de una fuente de calor, y que no sea muy profundo. Esta fuente de calor puede
producirse por la actividad volcánica o por la interacción entre dos placas tectónicas.
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Presencia de formaciones geológicas permeables de la reserva
Presencia de estructuras geológicas sobre el yacimiento, que actúen como una capa sello,
impermeable, favoreciendo la conservación del calor y de la presión de la reserva.
La energía geotérmica, tiene distintas aplicaciones, entre las que se cuentan:
Calefacción de viviendas.
Usos agrícolas.
Usos industriales.
Generación de electricidad.
En el interior de nuestro planeta existen temperaturas muy elevadas que alcanzan los 3000 a
4000 °C produciédose el denominado Magma. Éte, al tratar de salir choca con el agua
subterráea la que es calentada por el Magma, pudiendo llegar hasta los 200 °C. Entonces el
agua o vapor brotan hacia la superficie y aparecen los Geyseres y las fuentes termales o las
fumarolas.
Eso es lo que se llama Energí Geotémica, el poder del agua, aprisionada en el fondo de la
tierra, que irrumpe, al igual que el líuido de una tetera en ebullició.
Biogas
Por el simple proceso químico de fermentación (pudrimiento) de residuos orgánicos como el
estiércol, hojas, cáscaras, etc.; se libera una cantidad de gases denominado biogas.
Con tecnologías apropiadas, el biogas se puede transformar en otros tipos de energía, como
calor, electricidad o energía mecánica.
El biogas también se puede producir en plantas biogasificadoras, colocando los residuos
orgánicos mezclados con el agua en un gran recipiente cerrado (digestor), donde se produce la
fermentación por medio de bacterias anaeróbicas.
Energía Maremotriz
Los océanos albergan energías de nivel incalculable que apenas aprovechamos. Realmente,
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sólo existe una cuarta parte del planeta que no está cubierta de agua, las otras tres partes
guardan recursos energéticos de gran valor si supiéramos aprovecharlas; y no sólo de tipo
energético, también recursos animales, minerales o vegetales.
Se estima que en el siglo XXI la mayor parte de la energía que consuma la humanidad será
extraída de los océanos. Actualmente apenas está explotada; las investigaciones se centran
sobre todo en las mareas y el oleaje, tanto una como otra ofrece expectativas, no en vano son
fuentes permanentes con gran potencial y además 100% renovables, aunque es la energía por
mareas la que podría dar el mejor rendimiento con menores complicaciones técnicas.
¿Por qué se producen las mareas?...
Las mareas es el primer punto de atención de las posibles energías marinas explotables. Como
se sabe, son producidas por la Luna debido a la atracción que su masa y proximidad a la Tierra
ejerce sobre todos los objetos que ésta contiene. Sin embargo, el agua por su fácil movilidad es
afectada en mayor medida, provocando la elevación del nivel del mar cíclicamente en aquellas
regiones de la Tierra por donde pasa nuestro satélite, que según el punto geográfico puede ser
de sólo unos pocos centímetros hasta varios metros; la inclinación de la Tierra también afecta a
estas variaciones. Durante todo el año se produce el ciclo de las mareas (dos pleamar y dos
bajamar cada 24 horas) y son perfectamente predecibles.
¿Cómo se aprovecha la energía de las mareas?...
La tecnología para aprovechar las mareas se basa en el sistema utilizado en los embalses de
los ríos. Como se sabe, estos embalses se ubican en lugares apropiados para almacenar el
agua a la mayor altura posible, de forma que millones de litros de agua obligue a salir a ésta
por un único orificio practicado en la parte mas baja del embalse, produciéndose un chorro a
gran presión que mueve las palas de una turbina para generar energía eléctrica. Este sistema
es sumamente eficaz y es utilizado generalizadamente, aunque genera otros problemas de
carácter social y ecológica, como los desplazamientos de población allí donde se ubique, o la
inundación de zonas que puede albergar recursos naturales de importancia.
Por su parte, los embalses construidos en el mar, denominadas centrales maremotrices,
pueden ser una alternativa ideal con menor coste ecológico. El sistema, como se dijo, se basa
en una variante del descrito para los embalses de los ríos. El objetivo es retener el agua de las
mareas cuando comienzan a subir, y mantenerlas cuando comiencen a descender hasta que
hayan alcanzado su mínimo. La energía potencial del agua acumulada es empleada para
mover las turbinas, al estilo del embalse de río, haciéndolas pasar por un conducto estrecho
que le da una alta presión.
Existen algunas diferencias técnicas entre las centrales maremotrices y las de río. En las de río
se utilizan lugares que permiten concentrar el agua, y considerables alturas para darle presión
con un menor espacio de terreno. En las maremotrices, sin embargo, la altura está
determinada por el máximo nivel que adquiere la marea, porque una altura mayor sería
absolutamente inútil. Para compensar este problema, se edifican los embalses en anchura, con
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objeto de disponer de un volumen potencial similar; esto implica realizar construcciones de
varios cientos de metros de ancho.
La instalación maremotriz pose una serie de compuertas accionadas por motores gobernadas
desde una central, que permiten inundar los embalses cuando la marea sube. Cuando ésta ha
llegado a su límite superior las compuertas se cierran reteniendo el agua en su interior, el cual
es soltada durante la bajamar a través de unos conductos mucho más pequeños que le inciden
alta presión, y en el cual se encuentran instaladas unas turbinas generadoras de electricidad.
Lógicamente, en estos embalses al existir menor altura, según el principio de Pascal el agua
saldrá a menor velocidad que en un embalse de río, sin embargo esta compensado por la
superficie, que al ser mayor permite instalar también un número superior de turbinas, que
combinadas pueden igualar a la energía producida por el embalse de río, e incluso superarla,
pues así como en un río estamos limitados por la altura máxima que podríamos construir, en el
mar esta limitación sólo la marca el coste de las instalaciones.
La energía de las olas...
Otra forma de energía marina que podría ser aprovechable es la del oleaje, aunque todavía en
estudio. El principio para su explotación estaría centrado en la disposición de una gran red de
boyas flotantes, los cuales tendrían la facultad de girar alrededor de unos ejes fijos. Cuando el
oleaje golpease estas boyas las empujaría hacia atrás, recuperando por si mismas la posición
inicial cuando la ola hubiese pasado. Cada boya tendría acoplado un generador que
aprovecharía el movimiento de la boya para convertirlo en electricidad.
Así como la central maremotriz tiene excelentes expectativas, el sistema de oleaje presenta
dificultades, algunas de importancia. Hay que tener en cuenta que el oleaje no es un fenómeno
estable; además, por debajo de determinado nivel de olas la generación de energía podría ser
nula. El mismo problema podría darse por exceso, si la amplitud de las olas es excesiva podría
dañar los dispositivos. Estas limitaciones no permiten pensar en una aplicación práctica, por lo
que cabe estimar que solamente tendría interés en determinadas zonas, donde existen
condiciones estables para su utilización.
Agotamiento de recursos naturales
Desde hace algunos años, en el mundo hay mayor conciencia de la necesidad de preservar los
recursos energéticos naturales no renovables. Para ello, se han implementado grandes
campañas para educar a los grandes y pequeños consumidores de energía (por ejemplo:
sector industrial, transporte y residencial), en el Uso Eficiente de la Energía. También se están
desarrollando estudios y experimentos que permitan masificar en un futuro no lejano, el uso de
fuentes de energía renovables, a través de los sistemas de energías no convencionales (solar,
eólica, oceánica, geotérmica, etc.).
La hidroelectricidad, al igual que la energía eólica y solar, es un recurso energético "limpio" y
renovable, cuyo adecuado aprovechamiento no produce trastornos ecológicos y se utiliza como
importante recurso energético en casi todos los países del mundo.
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La potencia obtenida a través de los recursos hidráulicos depende del volumen de agua que
fluye por unidad de tiempo y de la altura de caída de ésta.
Una central hidroeléctrica es un conjunto de obras destinadas a convertir la energía cinética y
potencial del agua, en energía utilizable como es la electricidad. Esta transformación se realiza
a través de la acción que el agua ejerce sobre una turbina hidráulica, la que a su vez le entrega
movimiento rotatorio a un generador eléctrico.
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