III Unidad Fuentes de Ahorro de Energa

Fuentes de Ahorro de Energía Unidad III

UNIDAD 3.- FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGÍA

ÍNDICE.-

INTRODUCCIÓN.FUENTES DE ENERGÍAENERGÍA SOLAR.ENERGÍA EOLICA.ENERGÍA DE LA BIOMASA.ENERGÍA GEOTÉRMICA.ENERGÍA MAREMOTRIZ.OTROS TIPOS DE ENERGÍA.

INTRODUCCIÓN.-

Energías renovables son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables a escala humana. El sol está en el origen de todas ellas porque su calor provoca en la Tierra las diferencias de presión que dan origen a los vientos, fuente de la energía eólica.

El sol ordena el ciclo del agua, causa la evaporación que provoca la formación de nubes y, por tanto, las lluvias. También del sol procede la energía hidráulica.

Las plantas se sirven del sol para realizar la fotosíntesis, vivir y crecer. Toda esa materia vegetal es la biomasa.

Las energías renovables son, además, fuentes de abastecimiento energético respetuosas con el medio ambiente. La generación y el consumo de las energías convencionales causa importantes efectos negativos en el entorno. Sin llegar a decir que esos efectos no existen en las renovables, sí es cierto, en cambio, que son infinitamente menores.

Las energías renovables no producen emisiones de CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera, como sí ocurre con los llamados combustibles fósiles: petróleo, gas y carbón.

Las energías renovables no generan residuos de difícil tratamiento. La energía nuclear y los combustibles fósiles generan residuos que suponen durante generaciones una amenaza para el medio ambiente. Los impactos ambientales de las renovables son siempre impactos reversibles.

FUENTES DE ENERGÍA.-

En la actualidad, pueden distinguirse dos tipos de fuentes de energía: las fuentes de energía no renovables, como los combustibles fósiles (carbón, petróleo) o las sustancias empleadas en las centrales nucleares; y las fuentes de energía renovables, como el sol, el viento, el agua, etc.

Fuentes Alternativas Pág.

1


Las fuentes de energía renovables

La utilización de fuentes de energía renovables es una alternativa frente a los combustibles fósiles o la energía nuclear. En general, las fuentes de energía renovables son menos contaminantes que las fuentes no renovables.

El sol es una fuente de energía limpia e inagotable (al menos durante los próximos 5.000 millones de años). Los rayos solares llegan continuamente a nuestro planeta, proporcionando una gran cantidad de energía. Pero la energía solar no puede almacenarse y sólo puede aprovecharse en regiones del planeta que gocen de un clima soleado.

El viento es otra fuente de energía, muy utilizada por las personas desde la antigüedad para el transporte fluvial y marítimo. En la actualidad, además, también se obtiene energía eléctrica en las centrales eólicas, que deben instalarse en lugares en los que el viento sople con fuerza.

El agua es otra fuente de energía renovable muy utilizada. Se utiliza la corriente de ríos y arroyos para mover ruedas de molino o se aprovecha la caída de agua almacenada en presas para producir corriente eléctrica en las centrales hidroeléctricas, pero también puede aprovecharse el movimiento del agua del mar (mareas, olas) para producir energía.

La energía geotérmica es otra fuente de energía natural. Pero tiene una limitación geográfica muy fuerte, ya que sólo determinadas regiones del planeta gozan de yacimientos subterráneos con agua a alta temperatura que sirva, por ejemplo, como calefacción.

La energía de la biomasa se obtiene a partir de residuos orgánicos. Existen diferentes procesos que generan combustibles empleados en la producción de energía eléctrica. Es una fuente de energía muy interesante desde el punto de vista ecológico, ya que no contamina y aprovecha materiales que deben eliminarse.

ENERGÍA SOLAR.-

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.

Energía solar.


2


La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce, como también a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde.

Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años.

La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera.

La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.

Diferentes tipos de energía solar.

Tecnología y usos de la energía solar

Clasificación de la energía solar:

Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos o sistemas mecánicos.

Energía solar térmica: Para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefacción.

Un sistema de aprovechamiento de la energía solar muy extendido es el térmico. El medio para conseguir este aporte de temperatura se hace por medio de colectores.

El colector es una superficie, que expuesta a la radiación solar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora.


3


De esta manera, los podemos clasificar como:

Baja temperatura, captación directa, la temperatura del fluido es por debajo del punto de ebullición.

Media temperatura, captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100ºC.

Alta temperatura, captación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300ºC.

Energía solar fotovoltaica: Para producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiación solar.

Las células solares están fabricadas de unos materiales con unas propiedades específicas, denominados semiconductores.

Celda fotovoltaica.

Para entender el funcionamiento de una célula solar, debemos de entender las propiedades de estos semiconductores.

Propiedades de los semiconductores. Los electrones que se encuentran orbitando al rededor del núcleo atómico no pueden tener cualquier energía, solamente unos valores determinados, que son denominados, niveles energéticos, a los que se pone nombre: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p.

Las propiedades químicas de los elementos están determinadas por el número de electrones en su última capa y por electrones que faltan para completarla. En el silicio, material que se usa para la construcción de una célula solar, en su última capa, posee cuatro electrones y faltan otros cuatro para completarla.

Cuando los átomos de silicio se unen a otros, comparten los electrones de las últimas capas con la de los átomos vecinos, formando lo que se denomina enlace covalente. Estas agrupaciones dan lugar a un sólido de estructura cristalina.

De la forma, que los electrones de un átomo no pueden tener cualquier energía, los electrones de un cristal tampoco pueden tomar cualquier energía.

Teniendo en cuenta que en el átomo sus propiedades se determinan en la última capa, ahora son agrupaciones de capas, llamadas bandas de energía, y que definen las propiedades electrónicas de un cristal.

Las dos últimas capas ocupadas por electrones reciben el nombre de banda de conducción y banda de valencia. Estas están separadas por una energía denominada gap. Para poder entender esto describiremos los tipos de materiales existentes, eléctricamente hablando:

Conductores, disponen de unos electrones de valencia poco ligados al núcleo y que pueden moverse con facilidad dentro de la red cristalina respondiendo a un estímulo externo.


4


Semiconductores, sus electrones de valencia están más ligados a sus núcleos que los conductores, pero basta suministrar una pequeña cantidad de energía para que se comporten igual que estos.

Aislantes, los electrones de valencia están fuertemente ligados al núcleo y la energía a suministrar para poder desprenderse del átomo sería excesivamente grande.

Llegando a este punto, podemos decir que a cierta temperatura, algunos electrones tendrán energía suficiente para desligarse de los átomos, a estos electrones libres se les denomina "electrones" y se les asocia con los niveles energéticos de la banda de conducción.

A los enlaces que han dejado vacíos se les denomina "huecos"; para entender mejor este racionamiento diremos que los "huecos" se comportan de la misma forma que partículas con carga positiva.

Si pusiéramos un cristal de estas características, lo único que conseguiríamos sería calentar el cristal, ya que los electrones se moverían dentro del propio cristal, se generarían pares electrón-hueco, que constan de un electrón que se mueve y deja un hueco, a ese hueco irá otro electrón próximo, generando otro hueco y así sucesivamente.

Para generar una corriente eléctrica hace falta un campo magnético, que se consigue con la unión de dos cristales semiconductores, uno de tipo "p" y otro de tipo "n".Estos semiconductores se obtienen con un cristal semiconductor muy puro, introduciéndoles impurezas (dopado).

Una de las regiones se dopa con fósforo, que tiene cinco electrones de valencia, uno más que el silicio, de forma que esta región dopada muestra una afinidad por los electrones mayor que el silicio puro. A esta región se le denomina de tipo n.

La otra región de dopa con boro, que tiene tres electrones de valencia, uno menos que el silicio, de forma que esta región muestra una afinidad por los electrones inferior que el silicio puro. A esta región se le denomina de tipo p.

De esta forma, teniendo un cristal semiconductor de silicio formado por una región de tipo p y otra región de tipo n, se consigue una diferencia de potencial que hace que los electrones tengan menos energía en la zona n que en la zona p. Por esta razón los electrones son enviados a la zona n y los huecos a la zona p.

Cuando inciden fotones sobre este tipo de semiconductor, unión p-n, es cuando entonces se rompen algunos enlaces, generándose de esta forma pares electrón-hueco.

Las células solares, para poder suministrar energía al exterior, van provistas de unos dedos o mallas de metalización frontal, que consisten en partes metálicas por la que circula al exterior la corriente eléctrica generada.


5


Si esta generación se produce a una distancia de la unión menor que lo que se denomina longitud de difusión, estos pares serán separados por el fuerte campo eléctrico que existe en la unión, moviéndose el electrón hacia la zona n y el hueco hacia la zona p. De esta forma se da una corriente de la zona n a la zona p.

Si estos electrones consiguen ser recolectados por la malla de metalización, obtendremos energía eléctricaSi la longitud de difusión es muy corta, el par electrón-hueco, se recombinará, lo cuál dará origen a calor.Por supuesto esto siempre que la célula esté iluminada.

De todas formas no todos los fotones incidentes generan electricidad, hay factores que hacen que existan pérdidas en esta generación.

Energía de fotones incidentes, hay veces que los fotones incidentes no disponen de la energía necesaria para romper un enlace covalente y crear un par electrón-hueco, y otras, el fotón tiene demasiada energía, lo cual se disipa en forma de calor.

Recombinación, es el hecho de que los electrones liberados ocupen un hueco próximo a ellos.

Reflexión, parte de la radiación incidente en la célula es reflejada. Malla de metalización, estos contactos eléctricos en el exterior de la célula, disminuye la superficie de captación.

Resistencia serie, es el efecto Joule producido por el paso de electrones a través del silicio, la malla de metalización y resistencia de los contactos de conexión eléctricas al circuito exterior. Resistencia paralelo, tiene origen en las imperfecciones de la unión p-n, creando fugas de corriente. Estas células conexionadas entre sí, y montadas en un módulo o panel es lo que llamamos panel solar. Cuyas características eléctricas vienen determinadas por el número y forma de conexión de las células.

Conexión serie, conexionadas de forma que el lado p sea conectado con el lado n de otra célula, así sucesivamente, quedando cada extremo con un lado n y otro p.Las tensiones generadas de cada célula se suman, la corriente es el valor de una célula.

Conexión paralelo, conexionados todos los lados de tipo p, por un lado, y los de tipo n por otro. La tensión generada es la de una célula y la corriente es la suma de todas. Conexión mixta, es la conexión en serie y en paralelo de las células.

Donde la tensión generada es la suma de las tensiones de células en serie y la corriente es la suma de todas las células en paralelo.Itotal = I x número de células en paraleloVtotal = V x número de células en serie


6


Existen varios tipos de paneles fotovoltaicos, que se diferencian bien por su tecnología de fabricación de células o por su aplicación:

Silicio monocristalino Silicio policristalino Silicio amorfo Policristalinos de lámina delgada Paneles para el espacio Sulfuro de cadmio y sulfuro de cobre Telurio de cadmio Seleniuro de cobre e indio Arseniuro de galio o de concentración Bifaciales.

Energía solar termoeléctrica: Para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite térmico)

Energía solar híbrida: Combina la energía solar con otra energía. Según la energía con la que se combine es una hibridación:

Energía eólico solar: Funciona con el aire calentado por el sol, que sube por una chimenea donde están los generadores.

Aplicaciones de la energía solarLas aplicaciones más extendidas son la generación de agua caliente para hogares, piscinas, hospitales, hoteles y procesos industriales, y la calefacción, empleos en los que se requiere calor a bajas temperaturas y que pueden llegar a representar más de una décima parte del consumo. A diferencia de las tecnologías convencionales para calentar el agua, las inversiones iniciales son elevadas y requieren un periodo de amortización comprendido entre 5 y 7 años, si bien, como es fácil deducir, el combustible es gratuito y los gastos de mantenimiento son bajos. Transformación natural de la energía solar

La recogida natural de energía solar se produce en la atmósfera, los océanos y las plantas de la Tierra. Las interacciones de la energía del Sol, los océanos y la atmósfera, por ejemplo, producen vientos, utilizados durante siglos para hacer girar los molinos. Los sistemas modernos de energía eólica utilizan hélices fuertes, ligeras, resistentes a la intemperie y con diseño aerodinámico que, cuando se unen a generadores, producen electricidad para usos locales y especializados o para alimentar la red eléctrica de una región o comunidad.

Casi el 30% de la energía solar que alcanza el borde exterior de la atmósfera se consume en el ciclo del agua, que produce la lluvia y la energía potencial de las corrientes de montaña y de los ríos. Gracias al proceso de fotosíntesis, la energía solar contribuye al crecimiento de la vida vegetal (biomasa) que, junto con la madera y los combustibles fósiles que desde el punto de vista geológico derivan de plantas antiguas, puede ser utilizada como combustible. Otros combustibles como el alcohol y el metano también pueden extraerse de la biomasa.


7


Asimismo, los océanos representan un tipo natural de recogida de energía solar. Como resultado de su absorción por los océanos y por las corrientes oceánicas, se producen gradientes de temperatura. En algunos lugares, estas variaciones verticales alcanzan 20 °C en distancias de algunos cientos de metros. Cuando hay grandes masas a distintas temperaturas, los principios termodinámicos predicen que se puede crear un ciclo generador de energía que extrae energía de la masa con mayor temperatura y transferir una cantidad a la masa con temperatura menor (véase Termodinámica). La diferencia entre estas energías se manifiesta como energía mecánica (para mover una turbina, por ejemplo), que puede conectarse a un generador, para producir electricidad. Recogida directa de energía solarLos sistemas de calefacción solar activa incluyen equipos especiales que utilizan la energía del sol para calentar o enfriar estructuras existentes. Los sistemas pasivos implican diseños de estructuras que utilizan la energía solar para enfriar y calentar. Por ejemplo, en una casa, un espacio solar sirve de colector en invierno cuando las persianas están abiertas y de refrigerador o nevera en verano cuando están cerradas. Muros gruesos de hormigón permiten oscilaciones de temperatura ya que absorben calor en invierno y aíslan en verano. Los depósitos de agua proporcionan una masa térmica para almacenar calor durante el día y liberarlo durante la noche.

La recogida directa de energía solar requiere dispositivos artificiales llamados colectores solares, diseñados para recoger energía, a veces después de concentrar los rayos del Sol. La energía, una vez recogida, se emplea en procesos térmicos o fotoeléctricos, o fotovoltaicos. En los procesos térmicos, la energía solar se utiliza para calentar un gas o un líquido que luego se almacena o se distribuye. En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica sin ningún dispositivo mecánico intermedio. Los colectores solares pueden ser de dos tipos principales: los de placa plana y los de concentración.

Colectores de placa plana En los procesos térmicos los colectores de placa plana interceptan la radiación solar en una placa de absorción por la que pasa el llamado fluido portador. Éste, en estado líquido o gaseoso, se calienta al atravesar los canales por transferencia de calor desde la placa de absorción ( Transferencia de calor). La energía transferida por el fluido portador, dividida entre la energía solar que incide sobre el colector y expresada en porcentaje, se llama eficiencia instantánea del colector. Los colectores de placa plana tienen, en general, una o más placas cobertoras transparentes para intentar minimizar las pérdidas de calor de la placa de absorción en un esfuerzo para maximizar la eficiencia. Son capaces de calentar fluidos portadores hasta 82 °C y obtener entre el 40 y el 80% de eficiencia. Los colectores de placa plana se han usado de forma eficaz para calentar agua y para calefacción. Los sistemas típicos para casa-habitación emplean colectores fijos, montados sobre el tejado. En el hemisferio norte se orientan hacia el Sur y en el hemisferio sur hacia el Norte. El ángulo de inclinación óptimo para montar los colectores depende de la latitud. En general, para sistemas que se usan durante todo el año, como los que producen agua caliente, los colectores se inclinan (respecto al plano horizontal) un ángulo igual a los 15° de latitud y se orientan unos 20° latitud S o 20° de latitud N.


8


Además de los colectores de placa plana, los sistemas típicos de agua caliente y calefacción están constituidos por bombas de circulación, sensores de temperatura, controladores automáticos para activar el bombeo y un dispositivo de almacenamiento. El fluido puede ser tanto el aire como un líquido (agua o agua mezclada con anticongelante), mientras que un lecho de roca o un tanque aislado sirven como medio de almacenamiento de energía. Las placas colectoras utilizan la energía del Sol para calentar un fluido portador que, a su vez, proporciona calor utilizable en una casa. El fluido portador, agua en este caso, fluye a través de tuberías de cobre en el colector solar, durante el proceso absorbe algo de la energía solar. Después, se mueve hasta un intercambiador de calor donde calienta el agua que se utilizará en la casa. Por último, una bomba lleva de nuevo el fluido hacia el colector solar para repetir el ciclo.

Colectores de concentraciónPara aplicaciones como el aire acondicionado y la generación central de energía y de calor para cubrir las grandes necesidades industriales, los colectores de placa plana no suministran, en términos generales, fluidos con temperaturas bastante elevadas como para ser eficaces. Se pueden usar en una primera fase, y después el fluido se trata con medios convencionales de calentamiento. Como alternativa, se pueden utilizar colectores de concentración más complejos y costosos. Son dispositivos que reflejan y concentran la energía solar incidente sobre un zona receptora pequeña. Como resultado de esta concentración, la intensidad de la energía solar se incrementa y las temperaturas del receptor (llamado ‘blanco’) pueden acercarse a varios cientos, o incluso miles, de grados Celsius. Los concentradores deben moverse para seguir al Sol si se quiere que actúen con eficacia; los dispositivos utilizados para ello se llaman heliostatos. Hornos solares Los hornos solares son una aplicación importante de los concentradores de alta temperatura. El mayor, situado en Odeillo, en la parte francesa de los Pirineos, tiene 9.600 reflectores con una superficie total de unos 1.900 m2 para producir temperaturas de hasta 4.000 °C. Estos hornos son ideales para investigaciones, por ejemplo, en la investigación de materiales, que requieren temperaturas altas en entornos libres de contaminantes. Receptores centrales La generación centralizada de electricidad a partir de energía solar está en desarrollo. En el concepto de receptor central, o de torre de potencia, una matriz de reflectores montados sobre heliostatos controlados por computadora reflejan y concentran los rayos del Sol sobre una caldera de agua situada sobre la torre. El vapor generado puede usarse en los ciclos convencionales de las plantas de energía y generar electricidad.

Enfriamiento solar Se puede producir frío con el uso de energía solar como fuente de calor en un ciclo de enfriamiento por absorción ( Refrigeración). Uno de los componentes de los sistemas estándar de enfriamiento por absorción, llamado generador, necesita una fuente de calor.


9


Puesto que, en general, se requieren temperaturas superiores a 150 °C para que los dispositivos de absorción trabajen con eficacia, los colectores de concentración son más apropiados que los de placa plana. Central térmica solarUno de los complejos de energía sol de Luz International, en el desierto Mojave, California. En total, las instalaciones cubren más de 750 hectáreas y generan 354 megavatios de electricidad, lo que es suficiente para abastecer 170.000 hogares. Los espejos curvos siguen la trayectoria del sol, concentrando su luz en unos tubos que contienen un aceite sintético que se calienta hasta casi 400 grados centígrados. El calor se usa para producir vapor, que genera electricidad a través una turbina.

ENERGÍA EOLICA.-

El viento, es decir, el aire en movimiento, posee una energía cinética que puede transformarse en otras energías en las centrales eólicas. En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este tipo de viento se llama viento geoestrofico.Para la generación de energía eléctrica a partir de la energía del viento a nosotros nos interesa mucho mas el origen de los vientos en zonas mas especificas del planeta, estos vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que son debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta dependiendo si es de noche o de día.

Una central eólica esta compuesta por varias hélices, conectadas a generadores de corriente eléctrica, que están situadas en los extremos de torres de gran altura. Cuando el viento sopla, se produce un movimiento giratorio de las hélices, movimiento que, trasladado al generador, hace que este produzca una corriente eléctrica.

Ventajas y desventajas de la energía eólicaLa energía eólica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto.Es una de las fuentes más baratas, puede competir e rentabilidad con otras fuentes energéticas tradicionales como las centrales térmicas de carbón (considerado tradicionalmente como el combustible más barato), las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear, si se consideran los costes de reparar los daños medioambientales.El generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc. Se suprimen radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extracción, transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc.


10


Evita la contaminación que conlleva el transporte de los combustibles; gas, petróleo, gasoil, carbón. Reduce el intenso tráfico marítimo y terrestre cerca de las centrales. Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: desastres con petroleros (traslados de residuos nucleares, etc). No hace necesaria la instalación de líneas de abastecimiento: Canalizaciones a las refinerías o las centrales de gas.La utilización de la energía eólica para la generación de electricidad presenta nula incidencia sobre las características fisicoquímicas del suelo o su erosionabilidad, ya que no se produce ningún contaminante que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.Al contrario de lo que puede ocurrir con las energías convencionales, la energía eólica no produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. La generación de electricidad a partir del viento no produce gases tóxicos, ni contribuye al efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea lluvia ácida. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.

Cada Kwh. de electricidad generada por energía eólica en lugar de carbón, evita:0,60 Kg. de CO2, dióxido de carbono.1,33 gr. de SO2, dióxido de azufre.1,67 gr. de NOx, óxido de nitrógeno.

La electricidad producida por un aerogenerador evita que se quemen diariamente miles de litros de petróleo y miles de kilogramos de lignito negro en las centrales térmicas. Ese mismo generador produce idéntica cantidad de energía que la obtenida por quemar diariamente 1.000 Kg. de petróleo. Al no quemarse esos Kg. de carbón, se evita la emisión de 4.109 Kg. de CO2, lográndose un efecto similar al producido por 200 árboles. Se impide la emisión de 66 Kg. de dióxido de azufre -SO2- y de 10 Kg. de óxido de nitrógeno -NOx- principales causantes de la lluvia ácida.

La energía eólica es independiente de cualquier política o relación comercial, se obtiene en forma mecánica y por tanto es directamente utilizable.Al finalizar la vida útil de la instalación, el desmantelamiento no deja huellas.Un Parque de 10 MW:Evita: 28.480 Tn. Al año de CO2.Sustituye: 2.447 Tep. Toneladas equivalentes de petróleo.Aporta: Trabajo a 130 personas al año durante el diseño y la construcción.Proporciona: Industria y desarrollo de tecnología.Genera: Energía eléctrica para 11.000 familias. Desventajas de la energía eólica

El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas, en tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual encarece su producción.

Desde el punto de vista estético, la energía eólica produce un impacto visual inevitable, ya que por sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral).


11


En este sentido, la implantación de la energía eólica a gran escala, puede producir una alteración clara sobre el paisaje, que deberá ser evaluada en función de la situación previa existente en cada localización.

Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, pero su efecto no es mas acusado que el generado por una instalación de tipo industrial de similar entidad, y siempre que estemos muy próximos a los molinos.

También ha de tenerse especial cuidado a la hora de seleccionar un parque si en las inmediaciones habitan aves, por el riesgo mortandad al impactar con las palas, aunque existen soluciones al respecto como pintar en colores llamativos las palas, situar los molinos adecuadamente dejando "pasillos" a las aves, e, incluso en casos extremos hacer un seguimiento de las aves por radar llegando a parar las turbinas para evitar las colisiones.

Factores que influyen en la cantidad de potencia del viento La energía eolica es aprovechada por nosotros básicamente por un sistema de un rotor que gira a medida que pasa viento por este.

La potencia del viento depende principalmente de 3 factores:

1. Área por donde pasa el viento (rotor) 2. Densidad del aire 3. Velocidad del viento

Descripción general de un sistema de generación eolico

Descripción de generación. Por lo general los generadores pueden ser de inducción o sincronos Generadores de inducción: Los generadores de inducción presentan un rotor llamado rotor de jaula de ardilla el cual consta de barras cortocircuitadas tal como muestra la figura.


12


Jaula de Ardilla. Si hacemos girar al generador de inducción el estator inducirá corrientes en el rotor y con esto se generara electricidad. una característica importante de los generadores de inducción es la variable llamada deslizamiento que la diferencia entre la velocidad de giro versus la velocidad de sincronismo. Generadores sincronos:

Son llamados así por que la frecuencia que inducen es proporcional a la velocidad de giro del rotor, el rotor debe estar excitado con corriente continua o con un imán. Para la generación eolica se tienen los siguientes esquemas de conexión:

Uno de los problemas mas grande de los generadores son entregar la frecuencia apropiada a la red y también los niveles de tensiones adecuados, esto se puede regularizar usando la potencia reactiva.


13


Operación económica de la generación eólica.Como sabemos la energía eólica posee un elemento aleatorio en su generación que es la fuerza del viento análogo a las hidrogeneradoras que su variable aleatoria es las hidrológica.

Como sabemos una operación eficiente de un sistema eléctrico consiste en resolver un problema de optimización el cual considera que:

equilibrio de la oferta y la demanda de energía conversión de la energía de recursos primarios capacidad de las plantas y potencias instaladas capacidad almacenada

También este problema de operación económica considera:

variabilidad de la demanda a lo largo del año abastecimiento de la demanda en periodos de alta y baja proyección de la demanda en el futuro

Viendo distintos datos se puede apreciar un ejemplo de la operación económica en Turquía (los datos están de acuerdo a sus características geográficas , así que si hay mucha diferencia con el caso chileno no extrañarse) en donde existen distintos tipos de tipo de generación encontrándose los siguientes valores:

hidroeléctrica: costo 40 $/kw/año térmica: costo 20 $/kw/año (bencina + operación) solar: costo 30 $/kw/año eólica: costo 30 $/kw/año

para una eficiente despacho de las generadoras se despacha según el menor costo, en turquía se ven dos tipos de periodos uno normal y otro de alta demanda registrándose los siguientes tipos de despachos: Mes normal Demanda total: 10800 mw

despacho térmico:7920 mw despacho hidroeléctrico:1536 mw despacho eólico:1344 mw despacho solar: 0

Como se puede apreciar el despacho de potencia se realizo según la que tiene menor costo hasta la que tiene mayor costo, ya que la idea es minimizar los costos de operación.El caso eólico es importante en Turquía ya que ocupa el 12% del total de la generación.

Costos de la tecnología eólica.- Plantas de energía eolica


14


Las plantas de energía eolica son un conjunto de generadores eolicos los cuales generan cada uno energía eléctrica.El costo de cada turbina eolica esta en función de:

los alerones del rotor eje la transmisión: referida a la caja de cambios generador góndola torre

Sin embargo existen costos adicionales:

equipo de monitoreo control de calidad financiamiento gestión e ingeniería

ENERGÍA DE LA BIOMASA.-


15


La biomasa abreviatura de masa biológica, cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo específico. El término es utilizado con mayor frecuencia en las discusiones relativas a la energía de biomasa, es decir, al combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La energía de biomasa que procede de la madera, residuos agrícolas y estiércol, continúa siendo la fuente principal de energía de las zonas en desarrollo.

La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua, productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos.

La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal.

Clasificándolo de la siguiente forma:o Biomasa natural , es la que se produce en la naturaleza sin la intervención

humana. o Biomasa residual, que es la que genera cualquier actividad humana,

principalmente en los procesos agrícolas, ganaderos y los del propio hombre, tal como, basuras y aguas residuales.

o Biomasa producida, que es la cultivada con el propósito de obtener biomasa transformable en combustible, en vez de producir alimentos, como la caña de azúcar en Brasil, orientada a la producción de etanol para carburante.

Desde el punto de vista energético, la biomasa se puede aprovechar de dos maneras; quemándola para producir calor o transformándola en combustible para su mejor transporte y almacenamiento la naturaleza de la biomasa es muy variada, ya que depende de la propia fuente, pudiendo ser animal o vegetal, pero


16


generalmente se puede decir que se compone de hidratos de carbono, lípidos y prótidos.

Siendo la biomasa vegetal la que se compone mayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de lípidos y prótidos.Pudiéndose obtener combustibles:

Sólidos, Leña, astillas, carbón vegetal Líquidos, biocarburantes, aceites, aldehídos, alcoholes, cetonas, ácidos

orgánicos... Gaseosos, biogás, hidrógeno.

Obtención de combustibles a partir de la biomasa

Hay varias maneras de clasificar los distintos combustibles que pueden obtenerse a partir de la biomasa. Quizás la más pertinente es por el proceso de producción necesario antes de que el combustible esté listo para el uso.

Uso directo. La biomasa empleada sufre sólo transformaciones físicas antes de su combustión, caso de la madera o la paja. Puede tratarse de residuos de otros usos: poda de árboles, restos de carpintería, etc.

Fermentación alcohólica. Se trata del mismo proceso utilizado para producir bebidas alcohólicas. Consta de una fermentación anaeróbica liderada por levaduras en las que una mezcla de azúcares y agua (mosto) se transforma en una mezcla de alcohol y agua con emisión de dióxido de carbono. Para obtener finalmente etanol es necesario un proceso de destilación en el que se elimine el agua de la mezcla. Al tratarse de etanol como combustible no puede emplearse aquí el método tradicional de destilación en alambique, pues se perdería más energía que la obtenida. Cuando se parte de una materia prima seca (cereales) es necesario producir primero un mosto azucarado mediante distintos procesos de triturado, hidrólisis ácida y separación de mezclas.

Transformación de ácidos grasos. Aceites vegetales y grasas animales pueden transformarse en una mezcla de hidrocarburos similar al diesel a través de un complejo proceso de esterificación, eliminación de agua, transesterificación, y destilación con metanol, al final del cual se obtiene también glicerina y jabón.

Descomposición anaeróbica. Se trata de nuevo de un proceso liderado por bacterias específicas que permite obtener metano en forma de biogás a partir de residuos orgánicos, fundamentalmente excrementos animales. A la vez se obtiene como un subproducto abono para suelos.

En todos estos procesos hay que analizar algunas características a la hora de enjuiciar si el combustible obtenido puede considerarse una fuente renovable de energía:

Emisiones de CO2 (dióxido de carbono). En general, el uso de biomasa o de sus derivados puede considerarse neutro en términos de emisiones netas si sólo se emplea en cantidades a lo sumo iguales a la producción neta de biomasa del ecosistema que se explota. Tal es el caso de los usos


17


tradicionales (uso de los restos de poda como leña, cocinas de bosta, etc.) si no se supera la capacidad de carga del territorio.

o En los procesos industriales, puesto que resulta inevitable el uso de otras fuentes de energía (en la construcción de la maquinaria, en el transporte de materiales, y en algunos de los procesos imprescindibles, como el empleo de maquinaria agrícola durante el cultivo de materia prima), hay que contabilizar las emisiones producidas por esas fuentes como emisiones netas. En procesos poco intensivos en energía pueden conseguirse combustibles con emisiones netas significativamente menores que las de combustibles fósiles comparables. Sin embargo, el uso de procesos inadecuados (como sería la destilación con alambique tradicional para la fabricación de orujos) puede conducir a combustibles con mayores emisiones.

o Hay que analizar también si se producen otras emisiones de gases con efecto invernadero. Por ejemplo, en la producción de biogás, un escape accidental puede dar al traste con el balance cero de emisiones, puesto que el metano tiene un potencial muy superior al dióxido de carbono.

Tanto en el balance de emisiones como en el balance de energía útil no debe olvidarse la contabilidad de los inputs indirectos de energía, tal es el caso de la energía incorporada en el agua dulce empleada. La importancia de estos inputs depende de cada proceso, en el caso del biodiesel, por ejemplo, se estima un consumo de 20 kilogramos de agua por cada kilogramo de combustible: dependiendo del contexto industrial la energía incorporada en el agua podría ser superior a la del combustible obtenido.

Si la materia prima empleada procede de residuos, estos combustibles ayudan al reciclaje. Pero siempre hay que considerar si la producción de combustibles es el mejor uso posible para un residuo concreto.

Si la materia prima empleada procede de cultivos, hay que considerar si éste es el mejor uso posible del suelo frente a otras alternativas (cultivos alimentarios, reforestación, etc.). Esta consideración depende sobre manera de las circunstancias concretas de cada territorio.

Algunos de estos combustibles (bioetanol, por ejemplo) no emiten contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas; pero otros sí (por ejemplo, la combustión directa de madera).

Procesos especiales para el uso de biomasa

Existen procesos termoquímicos que mediante reacciones exotérmicas transforman parte de la energía química de la biomasa en energía térmica. Dentro de estos métodos se encuentran la combustión y la pirólisis. La energía térmica obtenida puede utilizarse para calefacción; para usos industriales, como la generación de vapor; o para transformarla en otro tipo de energía, como la energía eléctrica o la energía mecánica.La combustión completa de hidrocarburos consiste en la oxidación de estos por el oxigeno del aire, obteniendo como productos de la reacción vapor de agua y dióxido de carbono y energía térmica.

Desde la Edad Antigua se obtiene carbón vegetal mediante pirolísis, que consiste en la combustión incompleta de biomasa a unos 500 o C con déficit de oxígeno. El


18

http://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsius


humo producido en esa combustión es una mezcla de monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos ligeros.

Aprovechamiento: La forma de aprovechar la biomasa como energético puede ser a través de la combustión directa, como tradicionalmente se ha aprovechado en México la leña y el bagazo de caña, o bien mediante la conversión de la biomasa en diferentes hidrocarburos a través de diferentes tipos de procesos. La combustión directa que todos conocemos es el proceso por el que se aprovecha el poder calorífico de la biomasa en México. Naturalmente en México se siguen los métodos tradicionales para producir carbón, no son volúmenes muy altos, son específicos y el dato que se conoce es de alrededor de 70,000 toneladas anuales. La pirólisis además del carbón puede dar lugar a líquidos como el alquitrán que es un combustible con cierto poder calorífico alto de unas 9,000 o 10,000 Kcal por litro y también da lugar a lo producción de monóxido de carbono que es un gas que puede emplearse como combustible. Por el otro lado se tienen procesos biológicos, los tradicionales, la producción de alcohol a partir de productos celulosos que por ejemplo nosotros conocemos tradicionalmente la producción de alcohol a través de una fermentación de caña. Cuando el azúcar está disponible para otros fines, alimenticios entre ellos, podemos pensar en residuos, en celulosa, darles un tratamiento con ácido clorhídrico, con alta temperatura, gasificarlos, llegar a la glucosa, fermentarlos y producir el alcohol.

Ejemplo España:a. Lugar: Ayuntamiento de Cuellar(SEGOVIA) b. Habitantes: 9.200 hab. c. Fecha: 5/7/2000 d. Inversión: U$U:1.152.941(El Ayuntamiento :Gestiona la Planta de BIOMASA,

paga el combustible, cobra la energía a los usuarios y devuelve la inversión a 20 años)

e. Beneficio para los Usuarios: Baja del 10% en el monto que pagaban con la anterior fuente de ENERGIA(hoy tienen electricidad y calefacción cada vivienda )

f. Materia prima: 14.000 Ha. De monte comunitaria g. Deposito: 30tn de biomasa (corteza de pino y cáscara de piña).

Aplicación directa de la biomasa: Residuos y cultivos energéticosEs la forma de uso tradicional de la biomasa en la que se obtiene energía mediante combustión directa, es decir, la biomasa se utiliza como combustible.Podemos utilizar dos tipos de fuentes de biomasa: Los residuos Los cultivos energéticos

ResiduosLa biomasa residual conformada por residuos de carácter orgánico dispone de un gran potencial para la generación de energía. Se puede producir de manera espontánea en la naturaleza o como consecuencia de la actividad del hombre, agrícola, forestal e industrial.


19


Los residuos pueden ser clasificados en función del sector que los genera en los siguientes tipos:Residuos agrarios

Son el resultado de la actividad agraria humana y según su origen se denominan:

Residuos agrícolas: Son restos y sobrantes de cultivos como por ejemplo la paja de los cereales, poda de árboles y viñedos, etc. Residuos forestales:

Son los residuos generados en la limpieza de las explotaciones forestales como leña, ramaje, etc. además de restos de madera de montes y bosques.

Residuos industriales

Son aquellos residuos derivados de la producción industrial con posibilidades de generación de biomasa energética residual, como la industria de manufacturación maderera o agroalimentaria.

Residuos urbanos

Son residuos de carácter orgánico producidos diariamente y en grandes cantidades en los núcleos urbanos de población pudiéndose distinguir dos formas de los mismos:

Residuos sólidos urbanos:

Materiales biodegradables sobrantes del ciclo de consumo humano. Aguas residuales urbanas:

Elementos líquidos procedentes de la actividad humana, cuya parte sólida contiene una cantidad relevante de biomasa residual aunque existen algunas dificultades en la depuración del material sobrante.

ENERGÍA GEOTÉRMICA.-

El calor es una forma de energía y la energía geotérmica es el calor contenido en el interior de la Tierra que genera fenómenos geológicos a escala planetaria; el termino energía geotérmica es a menudo utilizado para indicar aquella porción del calor de la Tierra que puede o podría ser recuperado y explotado por el hombre; en este sentido utilizaremos dicho termino.


20


Centro de la tierra

Las primeras mediciones mediante termómetros fueron probablemente realizadas en 1740, en una mina cerca de Belfort, en Francia (Bullard, 1965). Hacia 1870, se utilizaron modernos métodos científicos para estudiar el régimen termal de la Tierra, pero no fue hasta el siglo XX, y el descubrimiento del calor radiogénico, que podemos comprender plenamente tal fenómeno como un balance térmico y la historia térmica de la Tierra. Todos los modelos termales modernos de la Tierra deben, en efecto, tomar en cuenta el calor continuamente generado por el decaimiento de los isótopos radioactivos de larga vida del Uranio (U238, U235), Torio (Th 232) y potasio (K40), presentes en la Tierra (Lubimova, 1968). Además del calor radiogénico, en proporciones inciertas, están otras posibles fuentes de calor como ser la energía primordial de la acreción planetaria. Recién en los años 1980s, se dispuso de teorías realistas de estos modelos, cuando se demostró que no había equilibrio entre el calor radiogénico generado en el interior de la Tierra y el calor disipado al espacio desde la Tierra, y que nuestro planeta esta lentamente enfriándose.

Para dar una idea del fenómeno involucrado y su magnitud, citaremos un balance térmico de Stacey y López (1988), en el cual el flujo calórico total de la Tierra se estimó en 42.1012 W (conducción, convexión y radiación). De este total, 8x1012 W provienen de la corteza, la cual representa sólo el 2% del volumen total de la Tierra, pero que es rica en isótopos radioactivos; 32.3x1012 W provienen del manto, el cual representa el 82% del volumen total de la Tierra y 1,7x1012 W provienen del núcleo, el cual corresponden al 16% del volumen total y no contiene isótopos radioactivos (Fig. 1). Considerando que el calor radiogénico del manto se estima en 22.1012 W, la taza de enfriamiento de esta parte de la Tierra es 10,3x1012 W.


21


Estimaciones más recientes, basadas en un mayor número de datos, indican que el flujo calórico total de la Tierra es alrededor del 6% mayor que el estimado por Stacey y López (1988). Aún así, el proceso de enfriamiento es aún muy lento. La temperatura del manto ha disminuido en no más de 300 a 350°C en tres mil millones de años, quedando a unos 4.000°C en su base. Se ha estimado que el contenido total de calor de la Tierra, calculado a partir de una temperatura ambiente media estimada en 15°C, es del orden de 12,6x1024 MJ y que el contenido de calor de la corteza es de unos 5,4x1021 MJ (Armstead, 1983).

La corteza, manto y núcleo de la Tierra. Arriba a la derecha: una sección a través de la corteza y del manto superior.

La energía térmica de la Tierra es por lo tanto inmensa, pero solo una fracción de ella podría ser utilizada por la humanidad. Hasta ahora la utilización de esta energía ha estado limitada a áreas en las cuales las condiciones geológicas permiten un transporte (agua en la fase líquida o vapor), para “transferir” el calor desde zonas calientes profundas hasta o cerca de la superficie, dando así origen a los recursos geotérmicos; sin embargo, en el futuro cercano técnicas innovatibas podrían brindar nuevas perspectivas a este sector.

En muchos casos, las aplicaciones prácticas preceden a la investigación científica y a los desarrollos tecnológicos,

El calor ahí generado es llevado casi a la superficie por conducción térmica y por intrusión de la capa de magma originado a gran profundidad, esto ocurre en ciertas zonas volcánicas. Las manifestaciones geotérmicas se pueden observar fácilmente en géiser y en aguas termales. Lo que sucede es que el agua de los mantos friáticos se calienta para formar recursos hidrotérmicos naturalmente, formando agua caliente y vapor. Los recursos hidrotérmicos son utilizados debido a la existencia de tecnología de perforación de pozos y conversión de energía para generar electricidad o para producir agua caliente para uso directo.

La energía de la Tierra, es extraída de la reserva subterránea a la superficie por medio de pozos de producción perforados a 2000m de profundidad con una temperatura en el fondo de 310º C. El vapor es separado del líquido en naves especiales para la liberación de presión y alimenta a turbinas, que lo transforman en los generadores en electricidad. El fluido geotérmico extraído es inyectado nuevamente a partes de la periferia de la reserva para mantener presión en la misma. Si la reserva se va a utilizar para la aplicación de calor directo, el agua geotérmica es alimentada normalmente a su intercambiador de calor antes de ser inyectada de regreso a la tierra. El agua caliente, de la salida del intercambiador de calor, es utilizada para la calefacción de casas, invernaderos, para secado de vegetales, en lavanderías y en una gran variedad de usos alternos.

El agua caliente y el vapor existen en muchas locaciones de subsuelo del mundo. Muchos más recursos hidrotermales podrían ser utilizados si hubiera mas tecnología disponible y si su desarrollo fuera promovido activamente por los gobiernos y la iniciativa privada.


22


Ejemplo de energía geotérmica:

Los usos de la energía geotérmica en nuestro país vienen desde 1956 con la implementación de la primera planta geotérmica en el estado de Hidalgo. Todos los desarrollos geotérmicos en México se encuentran bajo la responsabilidad de la Comisión Federal de Electricidad. Actualmente México cuenta con una capacidad de producción de 855 MW de los cuales 753 MW son generados en tres plantas geotérmicas: Cerro Prieto en Baja California, Los Azufres en Michoacán y Los Húmeros en Puebla, con lo que se ocupa el tercer lugar mundial después de Filipinas con 1909 MW y USA, con 2228.

El Cerro Prieto, existen 9 unidades en operación en las Fases I, II y III. Las plantas se encuentran trabajando al 90%. La construcción de la fase IV comenzó en 1999 basadas en 4 unidades de 25 MW cada una y comenzaron su operación comercial en Octubre del 2000.

La energía geotérmica representa el 4% aproximadamente del total de la producción eléctrica en México. En la región norte de Baja California, en donde se encuentra Cerro Prieto, el porcentaje es de un 70%.

La energía geotérmica es un recurso doméstico, de bajo costo, confiabilidad y ventajas ambientales que superan a las formas de producción de energía convencionales. La energía geotérmica contribuye tanto a la generación de energía, produciendo electricidad como con usos directamente de calor, tanto como para reducir la demanda de energía, como con ahorros en electricidad y gas natural a través del uso de bombas geotérmicas tanto para calentar como para enfriar edificios. Solo una pequeña fracción de nuestros recursos geotérmicos son explotados hoy en día, muchos mas podrían ser activados en el corto plazo con los incentivos apropiados. El uso de la energía hidrotérmica es económico y hay en varios sitios de alto grado. La piedra seca y caliente, el magma y la energía geotérmica presurizada en la tierra tienen un inmenso potencial

Tipos de yacimientos geotérmicos según la temperatura del agua

Energía geotérmica de alta temperatura. La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 ºC, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varios condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la transferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 ºC. La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.

Energía geotérmica de temperaturas medias. La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 ºC. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento


23


menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción)

Energía geotérmica de baja temperatura. La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 ºC.

Energía geotérmica de muy baja temperatura. La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.

Ventajas e Inconvenientes

Ventajas1. Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior. 2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto

ambiental que los originados por el petróleo, carbón... Inconvenientes

1. En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.

2. En ciertos casos, emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.

3. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.

4. Contaminación térmica. 5. Deterioro del paisaje. 6. No se puede transportar (como energía primaria). 7. No está disponible más que en determinados lugares.

Usos Generación de electricidad Aprovechamiento directo del calor Calefacción y ACS Refrigeración por absorción

Generación de electricidadSe produjo energía eléctrica geotérmica por vez primera en Larderello, Italia, en 1904. Desde ese tiempo, el uso de la energía geotérmica para electricidad ha crecido mundialmente a cerca de 8.000 megawatt de los cuales EE. UU. genera 2.700 MW

Tipos de plantas eléctricas

Tres tipos se usan para generar potencia de la energía geotérmica: vapor seco flash binario.


24


En las plantas a vapor seco se toma el vapor de las fracturas en el suelo y se pasa directamente por una turbina, para mover un generador. En las plantas flash se obtiene agua muy caliente, generalmente a más de 200 °C, y se separa la fase vapor en separadores vapor/agua, y se mueve una turbina con el vapor. En las plantas binarias, el agua caliente fluye a través de intercambiadores de calor, haciendo hervir un fluido orgánico que luego hace girar la turbina. El vapor condensado y el fluido remanente geotérmico de los tres tipos de plantas se vuelven a inyectar en la roca caliente para hacer más vapor.

El calor de la tierra es considerado como una energía sostenible. El calor de la Tierra es tan vasto que solo se puede extraer una fracción, por lo que el futuro es relevante para las necesidades de energía mundial.

"Los Géiseres" (The Geysers), a 145 km al norte de San Francisco es la planta más grande de las que funcionan con vapor seco. La planta comenzó a funcionar en 1960 con 1.360 MW de capacidad instalada y genera 1.000 MW netos. La "Calpine Corporation" es dueña de 19 de las 21 plantas en The Geysers, y en EE.UU. es el productor de energía renovable geotérmica más grande. Las otras dos plantas son propiedad de la "Northern California Power Agency" y "Santa Clara Electric". Cada actividad de una planta geotérmica afecta a todas las vecinas, por lo que la propiedad consolidada de "The Geysers" ha sido beneficioso debido a la operación sincrónica y cooperativa, dejando de lado cualquier ventaja unitaria de corto término.

Los Géiseres se recargan por inyección de los efluentes cloacales de las ciudades de Santa Rosa y de Lake Country, California con plantas depuradoras del agua residual. Anteriormente, esos efluentes cloacales se arrojaban a ríos y arroyos. Ahora se introducen en el yacimiento geotérmico, recargándolo para producir vapor.

ENERGÍA MAREMOTRIZ.-La energía solar que incide anualmente sobre la superficie terrestre es del orden de 6.1014 MW hora. Los océanos, con una superficie de 361 millones de km2 y un volumen de 1370 km3, actúan como sistemas colectores y de almacenamiento, lo cual se manifiesta de diversas formas, olas (energía eólica), y gradientes térmicos, gradientes salinos y corrientes marinas, (energía solarmaremotérmica). Las más estudiadas son las debidas a las mareas, olas y térmica marina, estando las de las corrientes y gradientes salinos mucho menos desarrolladas. A estas formas de energía hay que sumar la de las mareas (energía maremotriz) debida a la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol, y a la rotación de la Tierra, 3.106 MW.

EL FENÓMENO DE LAS MAREAS

La marea es la fluctuación periódica del nivel de los océanos, debida principalmente a la atracción gravitatoria de la Luna y en menor cuantía del Sol, (la Luna ejerce una atracción 2,2 veces la del Sol), y al movimiento de rotación de la Tierra, (aceleración de Coriolis); otros factores son la forma y fisionomía del relieve de las costas y del fondo, los fenómenos meteorológicos, etc.


25


La aceleración que produce el efecto de marea aumenta con la masa y disminuye con el cubo de la distancia. Con relación a la Tierra, y teniendo en cuenta las distancias y las masas, sólo el Sol y la Luna son capaces de producir mareas apreciables; el Sol, más distante, influye por su masa; la Luna, de masa mucho menor, por su proximidad a la Tierra.

La masa del Sol es del orden de 27 millones la de la Luna, pero se encuentra 390 veces más lejos, por lo que la contribución del Sol a la marea es 27.106 / 3903 = 0,45 veces la contribución lunar.

El fenómeno es prácticamente idéntico, tanto si el punto sometido a la acción de la marea, se encuentra orientado hacia el astro, como si se encuentra en la parte opuesta. La fuerza generadora de la marea Fa, lunar FL o solar FS, es pequeña, del orden de 10-7 veces la fuerza de gravitación, en la siguiente figura para justificar los desplazamientos de importantes masas de agua, la fuerza de atracción Fa, (que no sigue la vertical), se puede descomponer en dos, una vertical Fv que influye muy poco en la gravedad, del orden de 10-7, mientras que la componente horizontal Fh es comparable a otras fuerzas horizontales como el gradiente horizontal de las aguas de diferente densidad, la acción del viento o la aceleración de Coriolis, distinguiéndose de éstas en que actúa sobre grandes distancias horizontales, en profundidad, provocando el desplazamiento de masas de agua de un hemisferio a otro, produciendo acumulaciones y sustracciones de agua y, por consiguiente, las elevaciones y depresiones del nivel del mar. Como la cantidad de agua del mar es constante, a esta elevación corresponderán descensos en lugares situados a 90º de diferencia en longitud.

La fuerza centrífuga originada por el movimiento de rotación de la Tierra al recorrer su órbita alrededor del cdg del sistema Tierra-astro es la misma en cualquier punto del planeta, ya que no depende de la distancia. La fuerza centrífuga aumenta la altura del nivel del mar que está más lejos de la Luna, al tiempo que desciende el nivel del mar en la parte contraria. La causa de las mareas deriva de la aplicación de las dos fuerzas, atractiva y centrífuga, que en el cdg de la Tierra se neutralizan, es decir, la atracción de la Luna queda compensada por la fuerza centrífuga engendrada por la revolución en torno al centro de gravedad del sistema Tierra-Luna, ya que de no ser así, la atracción provocaría un acercamiento progresivo entre ellas.

El efecto de la fuerza atractiva sobre las masas de agua

En un punto cualquiera de la superficie terrestre, cuando el astro está por encima del horizonte, la fuerza atractiva por él ejercida es más fuerte que cuando está por debajo del horizonte, en que es la fuerza centrífuga la que predomina. Si la Tierra no girara alrededor de su eje, las mareas serían estáticas.

El efecto combinado de las fuerzas centrífuga y atractiva

Gracias a la rotación de la Tierra se obtienen, en cada punto del océano, cada día, dos pleamares y dos bajamares, lo que se conoce como marea de tipo semidiurno. Cuando el punto esté situado en una latitud importante y el ángulo que forma el astro atractivo con el plano del Ecuador es igualmente elevado, el astro no alcanza


26


el horizonte, lo que implica la pérdida de una pleamar y una bajamar por día, es decir sólo hay una pleamar y una bajamar al día, lo que se conoce como marea de tipo diurno.

El efecto combinado de las fuerzas centrífuga y atractiva

Las mareas son las ondas más largas del océano, con períodos del orden de 12 a 24 horas y longitudes de onda comparables con la longitud de la circunferencia terrestre en el Ecuador. Si el punto superficial (o las masas de agua) está frente al astro la atracción sobre dicho punto será mayor que la experimentada por el centro de la Tierra, es decir, la atracción predomina sobre la fuerza centrífuga, estando dirigida la fuerza hacia el astro.

Si el punto superficial se encuentra en la parte opuesta, la atracción sobre el mismo es inferior a la atracción sobre el centro y, por tanto, predomina la fuerza centrífuga, estando sometido a una fuerza que le impulsa en sentido contrario al astro. Esto viene relacionado con el hecho de que en estos puntos, el astro (principalmente la Luna) no es capaz de generar una fuerza centrípeta suficiente para mantener las masas de agua en una órbita con velocidad igual a la del centro de la Tierra, por lo que se presenta un defecto de aceleración respecto al centro de la Tierra que hace que las masas de agua tiendan a quedarse rezagadas respecto a éste, provocando un efecto equivalente al de una pequeña aceleración que trataría de expulsar el agua al lado opuesto al que se encuentra el astro. En ambos casos el punto (o las masas de agua), tiende a alejarse de la Tierra.

Mareas vivas y mareas muertas

Las mareas están sometidas a una fluctuación rítmica de su nivel y a una fluctuación en forma de corrientes, como son:

a) La corriente que acompaña a la llegada de la pleamar, máxima elevación, que se conoce como flujo

b) La corriente que acompaña a la aparición de la bajamar, mínima elevación, que se conoce como reflujo y es más breve en tiempo que la primera.

Cuando el Sol, la Luna y la Tierra están alineados, las mareas son mayores, y se conocen como mareas vivas (marea de sicigias); si estos astros forman un ángulo de 90° las mareas son más reducidas y se conocen como mareas muertas.Centrales mareomotrices.-Una central maremotriz requiere contener el agua en un depósito artificial durante la pleamar y soltarla durante la bajamar; al igual que en las centrales hidroeléctricas, el agua pasa a través de unas turbinas para generar energía eléctrica. Ahora bien, para llevar a cabo esto, la amplitud de la marea debe ser como mínimo de 5 m, por lo que sólo hay un número limitado de lugares en todo el mundo donde las condiciones de la marea son adecuadas para su explotación. Con todo, se ha cifrado el potencial aprovechable de esta fuente energética en unos 15.000 MW.


27


Teniendo en cuenta que el número limitado de lugares idóneos para que la instalación sea efectiva (amplitud de marea superior a 5 m), elimina prácticamente el 90% de la energía teórica disponible estimada en 3.106 MW, que la disipación de energía por rozamiento es del orden de 1 W/m2 y que una central maremotriz tiene un rendimiento máximo del 25%, implica que sólo se podrían aprovechar unos 75.000 MW correspondientes a las mareas en el litoral, lo que representa una fracción muy pequeña. Suponiendo un funcionamiento de 12 a 14 horas al día, se vería reducido a 40.000 MW ó 1,75.105 GWh año, equivalentes al ahorro de 2,4.10 8 barriles de petróleo; (la potencia transmitida del océano Atlántico a la Mancha se ha evaluado en 180.000 MW, y al Mar del Norte en 23.000 MW).

Ciclo de simple efecto; embalse único

CICLOS DE FUNCIONAMIENTO DE LAS CENTRALES MAREMOTRICES.

Los ejemplos más claros de viabilidad económica a nivel mundial y que ofrecen los mejores resultados para el diseño y proyecto de una central hidroeléctrica maremotriz están basados en el almacenamiento de agua en el embalse que se forma al construir un dique, con compuertas y turbinas, en una bahía, cala ría o estuario. El agua que proporciona la ría prácticamente no interviene en la generación de energía

CICLOS DE SIMPLE EFECTO.- Se dispone de un embalse único, Fig 6, siendo los modos operativos los siguientes:

- Generación durante el reflujo de la marea, (bajamar). El llenado del embalse se efectúa con las compuertas abiertas y el vaciado con turbinación.

- Generación durante el flujo, (pleamar). El llenado del embalse se efectúa con turbinación y el vaciado con las compuertas abiertas. Es menos eficiente que el anterior; porque el embalse trabaja con niveles más bajos y la capacidad de almacenamiento es menor.

En consecuencia generan sólo durante la bajamar, vaciándose el embalse, o sólo durante la pleamar, llenándose el embalse; estas operaciones requieren de una turbina hélice de flujo axial y alta velocidad específica.

Durante el vaciado del embalse se realiza lo siguiente:a) Cuando sube la marea se abren las compuertas y el embalse se llena.


28


b) Cuando comienza a bajar la marea se cierran las compuertas y se espera un tiempo, del orden de 3horas, para alcanzar una diferencia de nivel adecuada entre el mar y el embalse.c) A continuación, durante 5 ó 6 horas, se hace pasar el agua por las turbinas generando energía eléctrica.

En los ciclos de simple efecto que funcionasen con vaciado del embalse sólo se generaría energía, cada día, durante dos períodos de unas 10 a 12 horas en total, que además se irían produciendo en horas diferentes cada día. Si el turbinaje se realizase durante el llenado del embalse, Fig 7c, los tiempos de generación serían menores, del orden de 4 a 5 horas, con tiempos de espera o de bombeo.

CICLOS DE DOBLE EFECTO.- La generación de energía se efectúa con ambas mareas, lo que exige que las turbinas operen eficazmente con un determinado caudal de agua en cualquier dirección, funcionando tanto durante el llenado, como durante el vaciado del embalse.

Se pueden utilizar dos tipos de turbinas:a) Reversibles.b) No reversibles, con un sistema de canales y compuertas; es un procedimiento complejo y caro.

La energía utilizable es menor debido a que las diferencias de niveles entre el embalse y el mar son menores que en los ciclos de simple efecto, reduciéndose el rango de variación del nivel embalsado, y disminuyendo también el rendimiento al no ser posible optimizar las turbinas y el caudal, pero aún así el factor de utilización de la planta es mayor, lo que proporciona un 18% más de energía que en los casos de simple efecto. Los tiempos de funcionamiento son del orden de 6 a 7 horas por marea, lo que supone entre 12 y 14 horas diarias de generación de energía, con tiempos de espera entre 2 y 3 horas por marea.

Embalse con turbinas de doble efecto Ciclo de doble efecto

CICLOS DE ACUMULACIÓN POR BOMBEO.- Generan energía con ambas mareas y disponen de algún tipo de almacenamiento por bombeo, lo que obliga a utilizar turbinas que sean capaces de funcionar no sólo como tales, sino también como bombas, cuando sean accionadas por los alternadores.


29


El nivel de generación y la flexibilidad operativa se mejoran, lo que proporciona una mayor eficiencia económica, es decir, permiten un aprovechamiento más racional y rentable de la central, pudiendo llegar el aumento en la generación al 10%. Las turbinas tienen un coste mayor, y sería necesario incluir, a veces, un equipo para el arranque de la bomba, ya que en algunas situaciones. La experiencia confirma que es más económico y ambientalmente aceptable limitar la generación a la fase de reflujo, bajamar, ya que la carrera de marea en el embalse estaría entonces dentro de la mitad superior de la que existía previamente.

Ciclo de acumulación por bombeo

Realidades y posibilidades de la energía maremotriz

Los grandes esquemas maremotrices son técnicamente factibles pero es muy difícil valorar sus ventajas económicas. Aunque existen dos centrales actualmente operativas, la situación económica actual ha dejado reducidos todos los intentos de instalación de nuevas plantas a la situación siguiente:

Central del estuario del Rance: funciona desde 1967 con un dique de 600 m, operando con mareas de hasta 13,5 m; tiene 24 turbinas bulbo de 10 MW cada una y 6 compuertas

Central de la bahía de Kislaya: situada en el Mar de Barents (URSS) fue puesta en servicio en 1968; su potencia es pequeña (2 grupos de 4 MW)

Proyecto del estuario del Severn: cerca de Bristol (Gran Bretaña) existen mareas de más de 16 m de amplitud, que se está pensando aprovechar desde 1977

Proyecto de la bahía de Fundy: en la costa oriental de Norteamérica, fronteriza entre EE.UU. y Canadá existen amplitudes de marea de hasta 20 m; los estudio preliminares, acabados en 1969, están actualmente paralizados

Proyecto de las islas Chausey: cerca de la central del Rance, requeriría 40 km de dique, instalándose 300 grupos bulbo de 40 MW; la elevadísima inversión y el largo período de construcción (de 10 a 20 años) tienen el proyecto detenido

Otros proyectos maremotrices: en la URSS se pretende instalar 4 centrales, mientras que en otros países (Canadá, Australia, Corea, Argentina y República Popular China) tienen varios proyectos en perspectiva de diversa consideración

Energía de las mareas:

La energía estimada que se disipa por las mareas es del orden de 22000 TWh. De esta energía se considera recuperable una cantidad que ronda los 200 TWh.

Central y turbinas mareomotrices.

El obstáculo principal para la explotación de esta fuente es el económico. Los costes de inversión tienden a ser altos con respecto al rendimiento, debido a las bajas y variadas cargas hidráulicas disponibles. Estas bajas cargas exigen la utilización de grandes equipos para manejar las enormes cantidades de agua puestas en movimiento.


30


Por ello, esta fuente de energía es sólo aprovechable en caso de mareas altas y en lugares en los que el cierre no suponga construcciones demasiado costosas.La limitación para la construcción de estas centrales, no solamente se centra en el mayor coste de la energía producida, si no, en el impacto ambiental que generan.

La mayor central mareomotriz se encuentra en el estuario del Rance (Francia).

Energía térmica oceánicaLa explotación de las diferencias de temperatura de los océanos ha sido propuesta multitud de veces, desde que d’Arsonval lo insinuara en el año 1881, pero el más conocido pionero de esta técnica fue el científico francés George Claudi, que invirtió toda su fortuna, obtenida por la invención del tubo de neón, en una central de conversión térmica.

La conversión de energía térmica oceánica es un método de convertir en energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia varía entre 20 y 24 ºC. Para el aprovechamiento es suficiente una diferencia de 20ºC.

Las ventajas de esta fuente de energía se asocian a que es un salto térmico permanente y benigno desde el punto de vista medioambiental. Puede tener ventajas secundarias, tales como alimentos y agua potable, debido a que el agua fría profunda es rica en sustancias nutritivas y sin agentes patógenos.

Las posibilidades de esta técnica se han potenciado debido a la transferencia de tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuera de costa. El desarrollo tecnológico de instalación de plataformas profundas, la utilización de materiales compuestos y nuevas técnicas de unión harán posible el diseño de una plataforma, pero el máximo inconveniente es el económico.

Existen dos sistemas para el aprovechamiento de esta fuente de energía:

El primero consiste en utilizar directamente el agua de mar en un circuito abierto, evaporando el agua a baja presión y así mover una turbina. El departamento de energía americano (DOE) está construyendo un prototipo de 165 kW en las islas Hawai, con él se pretende alcanzar la experiencia necesaria para construir plantas de 2 a 15 MW.

El segundo consiste en emplear un circuito cerrado y un fluido de baja temperatura de ebullición (amoniaco, freón, propano) que se evaporan en contacto con el agua caliente de la superficie. Este vapor mueve un turbogenerador, se condensa con agua fría de las profundidades y el fluido queda dispuesto de nuevo para su evaporación.

El rendimiento de este sistema es su bajo rendimiento, sobre un 7%, esto es debido a la baja temperatura del foco caliente y la poca diferencia de temperatura entre el foco frío y caliente. Además es preciso realizar un coste extra de energía, empleado para el bombeo de agua fría de las profundidades para el condensado de los fluidos.


31


Energía de las olas

Las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento, y el viento genera las olas. Únicamente el 0.01% del flujo de la energía solar se transforma en energía de las olas. Una de las propiedades características de las olas es su capacidad de desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdida de energía. Por ello, la energía generada en cualquier parte del océano acaba en el borde continental. De este modo la energía de las olas se concentra en las costas, que totalizan 336000 km de longitud. La densidad media de energía es del orden de 8 kW/m de costa. En comparación, las densidades de la energía solar son del orden de 300 W/m2. Por tanto, la densidad de energía de las olas es, en un orden de magnitud, mayor que la que los procesos que la generan.

Las distribuciones geográficas y temporales de los recursos energéticos de las olas están controladas por los sistemas de viento que las generan (tormentas, alisios, monzones).

Ventajas y desventajas de la energía mareomotrizVentajas: Auto renovable. No contaminante. Silenciosa. Bajo costo de materia prima. No concentra población. Disponible en cualquier clima y época del año. Desventajas: Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero. Localización puntual. Dependiente de la amplitud de mareas. Traslado de energía muy costoso. Efecto negativo sobre la flora y la fauna. Limitada.

OTROS TIPOS DE ENERGÍA.-

Energía nuclear

Está contenida en los núcleos de los elementos químicos y se aprovecha en las centrales nucleares. Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos.

Energía cinética

Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación E = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.


32

http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO

http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO

http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/fuso/fuso.shtml


Energía potencial

Energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Por ejemplo, si se mantiene una pelota a una cierta distancia del suelo, el sistema formado por la pelota y la Tierra tiene una determinada energía potencial; si se eleva más la pelota, la energía potencial del sistema aumenta.

Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo. Se requiere esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar una cinta elástica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la cantidad de energía potencial que posee un sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema para situarlo en cierta configuración.

La energía potencial también puede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo, cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la energía potencial se transforma en energía cinética.

Energía potencial gravitatoria:

La energía potencial gravitatoria es la que posee un cuerpo debido a su posición dentro del campo gravitatorio de la superficie terrestre; se mide en julios y se calcula mediante la fórmula Ep = m × g × h, donde m es la masa, g la aceleración de la gravedad y h la altura en la que se encuentra el cuerpo.

Energía mecánica : La suma de las energías potencial y cinética de un cuerpo es la energía mecánica.

Energía Hidráulica Hace más de un siglo, se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad, y de hecho fue una de las primeras formas que se emplearon para producirla.Energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas.

El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica utilizable, constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Es por tanto, un recurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica.

Los combustibles fósiles

La combustión de algunos materiales (carbón, petróleo, etc.) suministra a las personas una gran cantidad de energía para realizar las actividades tecnológicas.El carbón y, más tarde, el petróleo, han sido los combustibles más empleados por las personas, debido a la gran cantidad de energía proporcionada durante su combustión. Sin embargo, su extracción y transporte tienen una gran incidencia en el medio ambiente, y su combustión produce residuos contaminantes (gases), que, como en el caso de las centrales térmicas, dan lugar a lluvias ácidas.


33

http://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtml


CONCLUSIÓN.-

Las energías renovables solucionarán muchos de los problemas ambientales, como el cambio climático, los residuos radiactivos, las lluvias ácidas y la contaminación atmosférica. Pero para ello hace falta voluntad política y dinero.

En 2003 el consumo mundial de energía superó los 10.500 millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep): 2.400 Mtep de carbón, 3.600 Mtep de petróleo, 2.300 Mtep de gas natural, 610 Mtep de nuclear, 590 Mtep de hidroeléctrica y cerca de 950 Mtep de biomasa, fundamentalmente leña, y cantidades aún pequeñas de geotermia, solar y eólica.

La producción, transformación y consumo final de tal cantidad de energía es la causa principal de la degradación ambiental. El consumo está muy desigualmente repartido, pues los países de la OCDE, con el 15% de la población mundial, consumen el 60% de la energía, factor este último a tener en cuenta a la hora de repartir responsabilidades de la crisis ambiental.

El consumo de energía primaria en España ha pasado de 88 Mtep en 1990 a 132,6 Mtep en el año 2003 (un 50,7% de aumento), año en el que la dependencia energética alcanzó el 78%, a pesar de que en la producción nacional se incluye por razones metodológicas muy discutibles la energía nuclear. Si se cumplen las previsiones del anterior gobierno del PP las emisiones de dióxido de carbono de origen energético aumentarán un 58% entre 1990 y 2010, en el escenario más favorable, lo que hace matemáticamente imposible cumplir el Protocolo de Kioto.

La producción, transformación y uso final de tal cantidad de energía también en España es la causa principal de la degradación ambiental: 9 centrales nucleares en funcionamiento y una cerrada definitivamente, un grave problema de residuos radiactivos sin resolver, cerca de un millar de embalses que han anegado de forma irreversible 3.000 kilómetros cuadrados, y las emisiones de gases de invernadero, que representan el 77,73% del total.

Además se emiten 2,4 millones de toneladas de dióxido de azufre y 1,3 millones de toneladas de óxidos de nitrógeno. Al ritmo actual de extracción, las reservas estimadas de carbón durarán 1.500 años, las de gas natural 120 y las de petróleo no menos de 60 años. La mejora de las tecnologías de extracción incrementará la duración de las reservas, al acceder a las zonas marítimas profundas. No existe un problema de agotamiento de los combustibles fósiles en un horizonte inmediato, aunque el consumo actual es 100.000 veces más rápido que su velocidad de formación; la verdadera cuestión es la de los sumideros, como la atmósfera, donde se acumula el dióxido de carbono y otros gases de invernadero, con el subsiguiente calentamiento.

Los altos precios del petróleo agravan la situación, aunque conviene recordar que son muy inferiores a los de 1980, año en que se llegó a 80 dólares el barril a precios actuales, pasando el dólar de entonces al de hoy, teniendo en cuenta la inflación. La grave crisis ambiental, el agotamiento de los recursos y los desequilibrios entre el Norte y el Sur, son factores que obligan a acometer una nueva política energética.

A corto plazo la prioridad es incrementar la eficiencia energética, pero ésta tiene unos límites económicos y termodinámicos, por lo que a más largo plazo sólo el desarrollo de las energías renovables permitirá resolver los grandes retos del futuro.

Las energías renovables son la única solución sostenible, y la energía nuclear, de fisión o fusión, sólo agravaría la situación y conduciría a un camino sin salida, de proliferación nuclear y generación de residuos radiactivos.


34

III Unidad Fuentes de Ahorro de Energa

Documents

Transcript of III Unidad Fuentes de Ahorro de Energa