Recursos Energéticos Renovables[1].
Las fuentes de energía renovables son aquellas que se presenta en la naturaleza de modo continuo
y prácticamente inagotable, o son
inagotables, porque están en continua renovación, o si se agotaran no sería
posible la vida en la Tierra.
Las fuentes
renovables de energía son el agua de los ríos, el viento, el Sol, la Tierra,
los seres vivientes, el mar. Las energías que se obtienen de estos recursos son
llamadas respectivamente: hídrica, eólica, solar, geotérmica, biomasa,
oceánica. Veamos algunas de las características de cada una de ellas.
Ø Energía Hídrica[2].
Cuando el Sol calienta las aguas de la
superficie terrestre, las evapora; el Sol confiere a las moléculas de agua y al
aire caliente una energía que permite que suban hacia capas más altas de la
atmósfera, condensándose en forma de nubes. Las nubes son desplazadas por el
viento y eventualmente se precipitan en forma de lluvia, nieve o granizo.
Supongamos ahora que este agua cae en las montañas. En un sentido figurado,
podríamos decir que el Sol ha "trabajado" para llevar el agua desde
la superficie del mar a las montañas; el agua en las montañas tiene entonces
esa energía que le ha transferido el Sol. Cuando el agua corre por los ríos,
parte de esa energía potencial se va transformando en energía mecánica, que a
su vez se usa para mover cosas, por ejemplo los molinos de agua. En la mayoría
de los casos, la energía hídrica se usa para generar energía eléctrica, por eso
es común hablar de energía hidroeléctrica.
EL agua embalsada a cierta altura tiene
energía potencial. Si está en movimiento tiene energía cinética. Estas energías
son el origen de la energía hidráulica.
Esta energía no suele emplearse directamente,
sino que se transforma en energía eléctrica en las llamadas centrales
hidroeléctricas. Estas suelen estar asociadas a grandes embalses, o aprovechar
pequeños cauces de agua, como las llamadas minicentrales hidráulicas.
En estas centrales, el movimiento del agua se
utiliza para mover las turbinas de un generador. Así, se convierte la energía
cinética del agua en energía eléctrica. En estas centrales, el movimiento
del agua se utiliza para mover las turbinas de un generador. Así, se convierte
la energía cinética del agua en energía eléctrica.
Fig. No. 1. Ciclo de transformación de la energía
cinética del agua en energía eléctrica.
Principales Ventajas
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Principales Inconvenientes
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ü Es una
fuente de energía inagotable.
ü Es limpia
y gratuita.
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ü En
periodos de sequía hay menos agua embalsada.
ü La
creación de embalses provoca impacto ambiental.
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Ø Energía Eólica.
Cuando
el Sol calienta la atmósfera en un lado del mundo, la otra mitad se enfría.
Nuestra experiencia cotidiana nos indica que cuando el aire se calienta, sube,
lo que implica que aire de otro lado más frío debe desplazarse hacia el lugar
donde se está calentando el aire que sube. El viento es el movimiento del aire de la
atmósfera, y se origina por las diferencias de temperatura en distintas zonas
atmosféricas y por la rotación terrestre. Este es el origen de los vientos.
En los vientos el aire está en movimiento,
sus moléculas tienen energía cinética. A la energía de los vientos, que es la
suma de las energías cinéticas de sus moléculas, la llamamos energía eólica.
Esta energía se usa o bien directamente, por ejemplo en los molinos para
extraer agua de las capas freáticas, o para la molienda de cereales, o bien
para producir electricidad.
El viento es la fuente de energía de la que se obtiene
la energía eólica. La humanidad ha empleado y emplea la energía eólica
directamente, para producir movimiento. Desde hace unos años, la energía eólica
se transforma en eléctrica en las centrales eólicas. Una central eólica o
parque eólico es un lugar donde se instalan aerogeneradores. Las palas de estos
aparatos se mueven con el viento, haciendo que se muevan, a su vez, las
turbinas de un generador que hay en su interior. Se produce así energía
eléctrica.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada
principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A
finales de 2011, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 238
gigavatios. En 2011 la eólica generó alrededor del 3% del consumo de
electricidad mundial. En España la energía eólica produjo un 16% del consumo
eléctrico en 2011. La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio
y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar
termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo
de energía verde.
Fig.
No. 2.
Parque Eólico Jepirachi Cabo de la Vela La Guajira
Principales Ventajas
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Principales Inconvenientes
|
ü Es una
fuente de energía inagotable.
ü Es limpia
y gratuita.
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ü Es
discontinua (no siempre hace viento).
ü Provoca
impacto ambiental (ocupación del terreno, cambios en el paisaje).
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Ø Energía Solar.
Ya hemos visto que el Sol
es el origen de dos fuentes energéticas, la hídrica y la eólica, pero también
se lo puede aprovechar más directamente.
Llamamos energía solar a aquella que llega a la Tierra
en forma de radiación electromagnética proveniente del Sol. Cuando el Sol calienta las cosas, éstas aumentan de temperatura. En
algunos casos se puede usar esta energía calórica para calefacción,
refrigeración, para cocinar y también para producir energía eléctrica. Esta
forma de energía solar se llama "fototérmica" ("fotos"
quiere decir "luz", "termia" quiere decir "referido al
calor").
Einstein describió un fenómeno que se llama "efecto
fotovoltaico" (en realidad es por esto y no por la Teoría de la
Relatividad por lo que ganó el premio Nobel). Este fenómeno consiste en que
cuando algunos materiales son irradiados por luz, por ejemplo por la luz del
Sol, emiten electrones; en este caso, la energía solar se
transforma directamente en energía eléctrica. A los lugares donde se realiza la
transformación de la energía solar en energía eléctrica se les llama centrales
solares. Cuando se usa de esta forma, la energía solar
se llama "fotovoltaica". Se la emplea para hacer funcionar los
relojes y calculadoras solares.
En solo quince
minutos recibimos del Sol la energía suficiente como para satisfacer las
necesidades de la humanidad durante un año. Esta inmensa cantidad de energía se
produce por fusión nuclear.
En la actualidad
empleamos la energía solar directamente en diversos sistemas de calefacción. La
producción de energía eléctrica puede hacerse por vía térmica,
aprovechando la radiación solar para poner en ebullición un líquido cuyo vapor
moverá las turbinas de un generador de electricidad.
Fig.
No. 3.
Planta para la captación de energía solar.
Principales Ventajas
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Principales Inconvenientes
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ü Es una
fuente renovable. El Sol seguirá emitiendo energía al menos durante 5.000
millones de años.
ü Nos llega
de forma gratuita.
ü Es una
energía limpia, ya que ni su uso directo ni su transformación producen
residuos contaminantes.
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ü Es
intermitente. El Sol se pone todas las noches y reduce mucho su potencia los
días nublados.
ü Para su
transformación en energía eléctrica es necesaria una tecnología que, de
momento, es cara y rinde poco.
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Ø Energía
Geotérmica.
Energía
contenida también en el interior de la Tierra en forma de gases. Al ser extraída
se presenta en forma de gases de alta temperatura (fumarolas), en forma de
vapor y agua hirviendo (geyser) y en forma de agua caliente (fuentes termales). La temperatura de la Tierra aumenta aproximadamente 25 grados por
kilómetro de profundidad. Debido a ello, llega un momento en que las rocas se
funden. En las regiones volcánicas, donde el magma está más cerca de la
superficie terrestre, se pueden realizar perforaciones que permiten calentar
agua y extraer de la Tierra esa energía calórica que tienen los cuerpos a muy
alta temperatura. Con el calor se puede producir vapor para mover alternadores
de generación eléctrica.
Fig.
No. 4.
Fuente de energía Térmica (geyser).
Ø Biomasa.
Es la energía contenida en la materia
orgánica, que producen las plantas y los animales. La que genera los animales
es biomasa animal y las de las plantas biomasa vegetal.
Con la fotosíntesis, las plantas transforman
la energía solar en energía química. Posteriormente, esta energía puede ser
utilizada para combustión. Por ejemplo, a partir de la caña de azúcar se puede
producir alcohol. Con eses de animales se puede producir gas metano. Como
sabemos, también la madera se puede quemar.
Fig.
No. 5.
Energía calórica a partir de la quema de madera.
Ø Energía
Oceánica o Mareomotriz.
Utiliza
la fuerza de las olas del mar, el
Sol calienta el agua de la superficie de los mares, pero no sus profundidades.
Las diferencias de temperatura que se establecen se pueden aprovechar para
generar energía.
El Sol y la Luna con su
atracción producen las mareas. El empuje de la marea que sube se puede usar
para producir energía eléctrica. En la marea alta el agua se embalsa y se usa
para generar energía eléctrica o mover molinos durante la marea baja. El Movimiento
de mareas es generado por la interacción gravitatoria entre la Tierra y la
Luna. Tal movimiento se utiliza para traspasar energía cinética a generadores
de electricidad. La gran dificultad para la obtención de este tipo de energía
es su alto costo y el establecimiento de un lugar apto geográficamente para
confinar grandes masas de agua en recintos naturales.
Fig.
No. 6.
Turbinas de planta mareomotriz.
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