UNIVERSIDAD CATLICA DE SANTA MARA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS FORMALES

INGENIERIA DE ORGANIZACIN INDUSTRUIALPROFESOR:ABRAHAM ARTURO PACHECO OVIEDOALUMNO:Alexander Valdivia RodriguezJean Franco Valdivia RodriguezTEMA:ENERGIAS RENOVABLES

ENERGA RENOVABLE1. INTRODUCCIN

Todas las actividades que desarrollamos en nuestra vida diaria estn relacionadas con la energa. Al ingerir alimentos o tomar un refresco cargamos nuestro cuerpo con energa que ser luego utilizada en una actividad fsica o intelectual. De este modo la energa que almacena nuestro cuerpo se va transformando en trabajo en mayor o menor grado.

Al usar un medio de transporte estamos empleando la energa interna del combustible para generar el movimiento. Cuando grandes buques transportan su carga, utilizan igualmente combustibles para desplazarse.

La electricidad tambin es otra forma de energa. En las oficinas, en el hogar o en la escuela, utilizamos la energa elctrica para iluminar, para mover un motor o para producir calor en una plancha o en un tanque de agua caliente.

Las mismas plantas son pequeos mecanismos que transforman la energa del Sol en alimentos que les sirven para crecer. Al ingerir estos alimentos, en parte estamos tomando esa energa del Sol para nuestro beneficio.Podemos afirmar entonces, que el mundo no podra existir sin energa. Desde sus inicios, los seres humanos han buscado los medios para aprovechar la energa para su propio beneficio. El descubrimiento del fuego en los albores de la civilizacin permiti disponer de calor y trabajar los metales para la fabricacin de herramientas y de armas. La fuerza del agua o del viento, facilit el procesamiento de los alimentos y granos en los molinos.

2. QU ES UNA ENERGA RENOVABLE?

Se denomina Energa Renovable a la energa que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energa que contienen o por ser capaces de regenerarse por medios naturales

Las energas renovables son energas limpias que contribuyen a cuidar el medio ambiente. Frente a los efectos contaminantes y el agotamiento de los combustibles fsiles, las energas renovables son ya una alternativa. En renovable os hablamos ahora de la Energa solar, elica, biomasa, energa geotrmica, energa hidroelctrica, hidrgeno, energa de los ocanos y mucho mas.

En consideracin su grado de desarrollo tecnolgico y a su nivel de penetracin en la matriz energtica de los pases, las Energas Renovables se clasifican en Energas Renovables Convencionales y Energas Renovables No Convencionales. Dentro de las primeras se considera a las grandes centrales hidroelctricas; mientras que dentro de las segundas se ubica a las generadoras elicas, solares fotovoltaicas, solares trmicas, geotrmicas, mareomotrices, de biomasa y las pequeas hidroelctricas.

3. VENTAJAS DE LAS ENERGAS RENOVABLESLas energas renovables presentan una serie de ventajas respecto a los combustibles fsiles. Pasamos a ver cules son: Las energas renovables, como su propio nombre indica, se pueden reutilizar, es decir, no son fuentes de energa perecederas, tal y como son el carbn, el petrleo o los materiales empleados para la energa nuclear. La energa que proviene del viento (elica), del mar (hidrulica) o del sol (solar) es inagotable o, al menos, no se ven perspectivas de que se vaya a terminar. Por tanto, son fuentes de energa quesiempre estarn presentesy que sobrevivirn a la explotacin de otro tipo de combustibles. Las energas renovables ayudan acuidar el medioambiente. La mayora de estar energas no necesitan de una combustin, tal y como sucede en las refineras o en plantas industriales que usan energas no renovables. Adems, ayudan a preservar durante ms tiempo los recursos de nuestro planeta.

Las energas renovables ayudan a detener el avance delefecto invernadero. Disminuyen el grado de contaminacin del aire, las emisiones contaminantes y efectos meteorolgicos como la lluvia cida. Muchas de estas energas, como la energa solar, permiten elautoabastecimientoa travs de la instalacin de sencillas infraestructuras. De ah que las elctricas y petroleras tradicionales luchen a brazo partido para evitar el desarrollo de este tipo de energa que podra permitir a las personas ser autosuficientes y prescindir de los servicios de estas compaas. Por ltimo, cabe destacar que las energas renovables son cada vez ms necesarias en un mundo donde eldesarrollo sostenido y sosteniblees cada vez ms importante. Esto redunda en la existencia de cada vez ms puestos de trabajo especializados relacionados con estas formas relativamente nuevas de obtener energa.

4. LAS FUENTES DE ENERGA

Las fuentes de energa se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables).

A. NO RENOVABLES

ENERGA FSILLos combustibles fsiles se pueden utilizar en forma slida (carbn), lquida (petrleo) o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres vivos que vivieron hace millones de aos y que se han fosilizado formando carbn o hidrocarburos. En el caso del carbn se trata de bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petrleo y el gas natural de grandes masas de plancton marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos casos la materia orgnica se descompuso parcialmente por falta de oxgeno y accin de la temperatura, la presin y determinadas bacterias de forma que quedaron almacenadas molculas con enlaces de alta energa.La energa ms utilizada en el mundo es la energa fsil. Si se considera todo lo que est en juego, es de suma importancia medir con exactitud las reservas de combustibles fsiles del planeta. Se distinguen las reservas identificadas aunque no estn explotadas, y las reservas probables, que se podran descubrir con las tecnologas futuras. Segn los clculos, el planeta puede suministrar energa durante 40 aos ms (si solo se utiliza el petrleo) y ms de 200 (si se sigue utilizando el carbn). Hay alternativas actualmente en estudio: la energa de fusin nuclear no renovable, pero con reservas inmensas de combustible, las energas renovables o las pilas de hidrgeno.

ENERGA NUCLEAREl ncleo atmico de elementos pesados como el uranio, puede ser desintegrado (fisin nuclear) y liberar energa radiante y cintica. Las centrales termonucleares aprovechan esta energa para producir electricidad mediante turbinas de vapor de agua. Se obtiene "rompiendo" (fisionando) tomos de minerales radiactivos en reacciones en cadena que se producen en el interior de un reactor nuclear.Una consecuencia de la actividad de produccin de este tipo de energa, son los residuos nucleares, que pueden tardar miles de aos en desaparecer, porque tardan ese tiempo en perder la radiactividadSin embargo existe otra posibilidad de energa nuclear que, hasta el momento solo est en fase de investigacin: la energa nuclear de fusin, que consiste en unir (fundir) dos tomos de hidrgeno para obtener un tomo de helio, con produccin de energa abundante. El combustible es en este caso hidrgeno, abundante en la tierra y el residuo helio, no radiactivo ni contaminante. De conseguirse un proceso para obtener esta energa, sera tambin una energa no contaminante.

B. RENOVABLES O VERDESEnerga verde es un trmino que describe la energa generada a partir de fuentes de energa primaria respetuosas con el medio ambiente. Las energas verdes son energas renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de obtencin o uso no emite subproductos que puedan incidir negativamente en el medio ambiente.Actualmente, estn cobrando mayor importancia a causa del agravamiento del efecto invernadero y el consecuente calentamiento global, acompaado por una mayor toma de conciencia a nivel internacional con respecto a dicho problema. Asimismo, economas nacionales que no poseen o agotaron sus fuentes de energa tradicionales (como el petrleo o el gas) y necesitan adquirir esos recursos de otras economas, buscan evitar dicha dependencia energtica, as como el negativo en su balanza comercial que esa adquisicin representa.

A. ENERGA HIDRULICALa energa potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energa elctrica. Las centrales hidroelctricas aprovechan la energa de los ros para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador elctrico. En Espaa se utiliza esta energa para producir alrededor de un 15 % del total de la electricidad.Uno de los recursos ms importantes cuantitativamente en la estructura de las energas renovables es la procedente de las instalaciones hidroelctricas; una fuente energtica limpia y autctona pero para la que se necesita construir las necesarias infraestructuras que permitan aprovechar el potencial disponible con un coste nulo de combustible. El problema de este tipo de energa es que depende de las condiciones climatolgicas.

B. ENERGA SOLAR TRMICASe trata de recoger la energa del sol a travs de paneles solares y convertirla en calor el cual puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo domstico o industrial, o bien para dar calefaccin a hogares, hoteles, colegios o fbricas. Tambin, se podr conseguir refrigeracin durante las pocas clidas. En agricultura se pueden conseguir otro tipo de aplicaciones como invernaderos solares que favorecieran las mejoras de las cosechas en calidad y cantidad, los secaderos agrcolas que consumen mucha menos energa si se combinan con un sistema solar, y plantas de purificacin o desalinizacin de aguas sin consumir ningn tipo de combustible. Con este tipo de energa se podra reducir ms del 25 % del consumo de energa convencional en viviendas de nueva construccin con la consiguiente reduccin de quema de combustibles fsiles y deterioro ambiental. La obtencin de agua caliente supone en torno al 28 % del consumo de energa en las viviendas y que stas, a su vez, demandan algo ms del 12 % de la energa en Espaa.

C. BIOMASALa formacin de biomasa a partir de la energa solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biolgica. Mediante la fotosntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dixido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energtico, en materiales orgnicos con alto contenido energtico y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energa solar en forma de carbono. La energa almacenada en el proceso fotosinttico puede ser posteriormente transformada en energa trmica, elctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dixido de carbono almacenado.

D. ENERGA SOLARLos paneles fotovoltaicos convierten directamente la energa lumnica en energa elctrica.La energa solar es una fuente de vida y origen de la mayora de las dems formas de energa en la Tierra. Cada ao la radiacin solar aporta a la Tierra la energa equivalente a varios miles de veces la cantidad de energa que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiacin solar, esta puede transformarse en otras formas de energa como energa trmica o energa elctrica utilizando paneles solares.Mediante colectores solares, la energa solar puede transformarse en energa trmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energa lumnica puede transformarse en energa elctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre s en cuanto a su tecnologa. As mismo, en las centrales trmicas solares se utiliza la energa trmica de los colectores solares para generar electricidad.Se distinguen dos componentes en la radiacin solar: la radiacin directa y la radiacin difusa. La radiacin directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bveda celeste diurna gracias a los mltiples fenmenos de reflexin y refraccin solar en la atmsfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosfricos y terrestres. La radiacin directa puede reflejarse y concentrarse para su utilizacin, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones. Sin embargo, tanto la radiacin directa como la radiacin difusa son aprovechables.Se puede diferenciar entre receptores activos y pasivos en que los primeros utilizan mecanismos para orientar el sistema receptor hacia el Sol -llamados seguidores- y captar mejor la radiacin directa.Una importante ventaja de la energa solar es que permite la generacin de energa en el mismo lugar de consumo mediante la integracin arquitectnica en edificios. As, podemos dar lugar a sistemas de generacin distribuida en los que se eliminen casi por completo las prdidas relacionadas con el transporte -que en la actualidad suponen aproximadamente el 40 % del total- y la dependencia energtica.Las diferentes tecnologas fotovoltaicas se adaptan para sacar el mximo rendimiento posible de la energa que recibimos del sol. De esta forma por ejemplo los sistemas de concentracin solar fotovoltaica (CPV por sus siglas en ingls) utiliza la radiacin directa con receptores activos para maximizar la produccin de energa y conseguir as un coste menor por kWh producido. Esta tecnologa resulta muy eficiente para lugares de alta radiacin solar, pero actualmente no puede competir en precio en localizaciones de baja radiacin solar como Centro Europa, donde tecnologas como la clula solar de pelcula fina (tambin llamada Thin Film) estn consiguiendo reducir tambin el precio de la tecnologa fotovoltaica tradicional a cotas nunca vistas.

E. ENERGA ELICALa energa elica es la energa obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilizacin de la energa cintica generada por las corrientes de aire. Se obtiene mediante unas turbinas elicas que convierten la energa cintica del viento en energa elctrica por medio de aspas o hlices que hacen girar un eje central conectado, a travs de una serie engranajes (la transmisin) a un generador elctrico.La energa del viento est relacionada con el movimiento de las masas de aire que desplazan de reas de alta presin atmosfrica hacia reas adyacentes de baja presin, con velocidades proporcionales (gradiente de presin). Por lo que puede decirse que la energa elica es una forma no-directa de energa solar. Las diferentes temperaturas y presiones en la atmsfera, provocadas por la absorcin de la radiacin solar, son las que ponen al viento en movimiento.Es una energa limpia y tambin la menos costosa de producir, lo que explica el fuerte entusiasmo por sus aplicaciones. De entre todas ellas, la ms extendida, y la que cuenta con un mayor crecimiento es la de los parques elicos para produccin elctrica.Un parque elico es la instalacin integrada de un conjunto de aerogeneradores interconectados elctricamente. Los aerogeneradores son los elementos claves de la instalacin de los parques elicos que, bsicamente, son una evolucin de los tradicionales molinos de viento. Como tales son mquinas rotativas que suelen tener tres aspas, de unos 20-25 metros, unidas a un eje. El elemento de captacin o rotor que est unido a este eje, capta la energa del viento. El movimiento de las aspas o paletas, accionadas por el viento, activa un generador elctrico que convierte la energa mecnica de la rotacin en energa elctrica.Estos aerogeneradores suelen medir unos 40-50 metros de altura dependiendo de la orografa del lugar, pero pueden ser incluso ms altos. Este es uno de los grandes problemas que afecta a las poblaciones desde el punto de vista esttico.Los aerogeneradores pueden trabajar solos o en parques elicos, sobre tierra formando las granjas elicas, sobre la costa del mar o incluso pueden ser instalados sobre las aguas a cierta distancia de la costa en lo que se llama granja elica marina, la cual est generando grandes conflictos en todas aquellas costas en las que se pretende construir parques elicos.Aprovechamiento tradicional de la energa elica para sacar agua de un pozoEl gran beneficio medioambiental que proporciona el aprovechamiento del viento para la generacin de energa elctrica viene dado, en primer lugar, por los niveles de emisiones gaseosas evitados, en comparacin con los producidos en centrales trmicas. En definitiva, contribuye a la estabilidad climtica del planeta. Un desarrollo importante de la energa elctrica de origen elico puede ser, por tanto, una de las medidas ms eficaces para evitar el efecto invernadero ya que, a nivel mundial, se considera que el sector elctrico es responsable del 29 % de las emisiones de CO2 del planetaComo energa limpia que es, contribuye a minimizar el calentamiento global. Centrndose en las ventajas sociales y econmicas que nos incumben de una manera mucho ms directa, son mayores que los beneficios que aportan las energas convencionales. El desarrollo de este tipo de energa puede reforzar la competitividad general de la industria y tener efectos positivos y tangibles en el desarrollo regional, la cohesin econmica y social y el empleo.Hay quienes consideran que la elica no supone una alternativa a las fuentes de energa actuales, ya que no genera energa constantemente cuando no sopla el viento. Es la intermitencia uno de sus principales inconvenientes. El impacto en detrimento de la calidad del paisaje, los efectos sobre la avifauna y el ruido, suelen ser los efectos negativos que generalmente se citan como inconvenientes medioambientales de los parques elicos.Con respecto a los efectos sobre la avifauna el impacto de los aerogeneradores no es tan importante como pudiera parecer en un principio.2 Otro de los mayores inconvenientes es el efecto pantalla que limita de manera notable la visibilidad y posibilidades de control que constituye la razn de ser de sus respectivos emplazamientos, consecuencia de la alineacin de los aerogeneradores. A las limitaciones visuales se aaden las previsibles interferencias electromagnticas en los sistemas de comunicacin.

F. ENERGA GEOTRMICALa energa geotrmica es aquella energa que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.Parte del calor interno de la Tierra (5.000 C) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterrneas pueden alcanzar temperaturas de ebullicin, y, por tanto, servir para accionar turbinas elctricas o para calentar.El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que destacan el gradiente geotrmico y el calor radiognico. Geotrmico viene del griego geo, "Tierra"; y de thermos, "calor"; literalmente calor de la Tierra.

G. ENERGA MARINALa energa marina o energa de los mares (tambin denominada a veces energa de los ocanos o energa ocenica) se refiere a la energa renovable producida por las olas del mar, las mareas, la salinidad y las diferencias de temperatura del ocano. El movimiento del agua en los ocanos del mundo crea un vasto almacn de energa cintica o energa en movimiento. Esta energa se puede aprovechar para generar electricidad que alimente las casas, el transporte y la industria. Los principales tipos son: Energa de las olas, olamotriz o undimotriz.

Energa de las mareas o energa mareomotriz.

Energa de las corrientes: consiste en el aprovechamiento de la energa cintica contenida en las corrientes marinas. El proceso de captacin se basa en convertidores de energa cintica similares a los aerogeneradores empleando en este caso instalaciones submarinas para corrientes de agua.

Maremotrmica: se fundamenta en el aprovechamiento de la energa trmica del mar basado en la diferencia de temperaturas entre la superficie del mar y las aguas profundas. El aprovechamiento de este tipo de energa requiere que el gradiente trmico sea de al menos 20. Las plantas maremotrmicas transforman la energa trmica en energa elctrica utilizando el ciclo termodinmico denominado ciclo de Rankine para producir energa elctrica cuyo foco caliente es el agua de la superficie del mar y el foco fro el agua de las profundidades.

Energa osmtica: es la energa de los gradientes de salinidad.

5. IMPACTO AMBIENTAL

Todas las fuentes de energa producen algn grado de impacto ambiental. La energa geotrmica puede ser muy nociva si se arrastran metales pesados y gases de efecto invernadero a la superficie; la elica produce impacto visual en el paisaje, ruido de baja frecuencia, puede ser una trampa para aves. La hidrulica menos agresiva es la minihidrulica ya que las grandes presas provocan prdida de biodiversidad, generan metano por la materia vegetal no retirada, provocan pandemias como fiebre amarilla, dengue, equistosomiasis en particular en climas templados y climas clidos, inundan zonas con patrimonio cultural o paisajstico, generan el movimiento de poblaciones completas, entre otros Asun, Itaip, Yacyret y aumentan la salinidad de los cauces fluviales. La energa solar se encuentra entre las menos agresivas debido a la posibilidad de su generacin distribuida salvo la electricidad fotovoltaica y termoelctrica producida en grandes plantas de conexin a red, que utilizan generalmente una gran extensin de terreno. La mareomotriz se ha descontinuado por los altsimos costos iniciales y el impacto ambiental que suponen. La energa de las olas junto con la energa de las corrientes marinas habitualmente tienen bajo impacto ambiental ya que usualmente se ubican en costas agrestes. La energa de la biomasa produce contaminacin durante la combustin por emisin de CO2 pero que es reabsorbida por el crecimiento de las plantas cultivadas y necesita tierras cultivables para su desarrollo, disminuyendo la cantidad de tierras cultivables disponibles para el consumo humano y para la ganadera, con un peligro de aumento del coste de los alimentos y aumentando la produccin de monocultivos.