ENERGIAS ALTERNATIVAS

Para discriminar entre fuentes energéticas convencionales y no convencionales es necesario manejar las siguientes distinciones:

1. Energía hídrica

El agua es el elemento más abundante del planeta y por su potencial energético (su movimiento se puede transformar en electricidad) es una de las más importantes fuentes de energía.

Sin embargo, antes de la obtención de electricidad, el hombre se había valido de ella para las tareas de molienda de grano. Esto se basa en el mismo principio: la caída de agua desde cierta altura hasta un nivel inferior se convertía en energía cinética (energía que un objeto posee debido a su movimiento).

Ahora la energía del agua se aprovecha, principalmente, para generar electricidad y de hecho fue una de las primeras formas que se usaron para producirla.

Para obtener la electricidad a partir del agua, debe transformarse primero su energía cinética en energía mecánica y esta, luego, en electricidad.

Este proceso, generalmente, se realiza en una instalación llamada central hidroeléctrica, la cual debe contar con una zona donde el caudal de agua sea suficientemente elevado y regular. El agua que llega de los ríos afluentes es almacenada en los embalses. Luego es transportada hacia las turbinas que convierten la energía cinética del agua en mecánica (es la suma de la energía cinética y potencial).


2. Energía eólica

Es la basada en el movimiento del viento, pero se la considera una forma indirecta de la energía del Sol, ya que este es responsable de la producción del viento. Esto porque el calentamiento desigual de la superficie de la Tierra produce zonas de altas y bajas presiones las que provocan el desplazamiento del aire, que es lo que se conoce como viento.

Los primeros usos del viento fueron impulsar barcos y molinos. Sin embargo, ahora existe otro uso: producción de energía eléctrica.

Este proceso se realiza a través de generadores eólicos o aerogeneradores. Estos son unos aparatos que transforman la fuerza cinética del viento en energía eléctrica de la siguiente manera: el viento mueve las aspas, que, a su vez, transmiten su potencia hacia las turbinas (en ellas, se multiplica unas 60 veces la velocidad) haciendo mover los generadores que producen energía eléctrica. Esta baja por unos cables que están en la torre hasta un convertidor situado cerca del aerogenerador. El convertidor transforma la energía y la envía a la red eléctrica.

Las torres donde se encuentran los aerogeneradores se suelen ubicar en lugares sin obstáculos, es decir, lejos de árboles o edificios para no crear turbulencias en el aire. En la actualidad se están instalando frente a las costas, porque la fuerza del viento es mayor.

Cabe destacar que hasta ahora solo se ocupan los vientos horizontales y siempre que estos tengan una velocidad moderada, es decir, ni muy fuerte

LA TURBINA EÓLICA

Esta versión moderna del molino de viento ya no mueve piedras de molino, sino generadores. Para poder extraer la mayor cantidad posible de energía del viento, se utilizaban hélices giratorias enormes de hasta 100 metros. Los sensores del viento permiten que el ordenador (computador) de la turbina controle el movimiento de las hélices para realizar una producción de energía óptima cualesquiera que sean las condiciones del viento.

La energía eólica presenta varias ventajas frente a otras fuentes energéticas convencionales, toma nota:


- Se renueva en forma continua.

- Es inagotable.

- Es limpia, por lo cual no contamina.

- Es autóctona y universal (. existe en todo el mundo).

- Cada vez es más barata conforme avanza la tecnología.

- Permite el desarrollo, respetando el medio ambiente.

- Las instalaciones son fácilmente reversibles (no dejan huella).

DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA:

-Impacto visual: su instalación genera una alta modificación del paisaje.

-Impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las palas, efectos desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación.

-Impacto sonoro: el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa mas cercana deberá estar al menos a 200 m. (43dB(A))

-Posibilidad de zona arqueológicamente interesante





3. Energía geotérmica

Las rocas que se encuentran en las profundidades del planeta están a temperaturas muy elevadas. La energía calórica almacenada en esas rocas se conoce como energía geotérmica. Se puede encontrar en forma de vapor (géiser), en forma de gases de alta temperatura (fumarolas) y en forma de agua caliente (fuentes termales).

Esta energía puede ser de tres tipos: baja, media y alta temperatura. La primera es de uso más doméstico, la energía que se recoge se emplea en calefacción y en producción de agua caliente. Los fluidos geotermales se calientan a temperaturas comprendidas entre los 20 y 60ºC.

En la segunda, los líquidos están a una temperatura entre los 60 y 150ºC. Y la tercera se localiza en zonas activas de la corteza terrestre y su temperatura va entre 150 y 350ºC. Estos dos tipos de temperaturas se usan para producir electricidad.

El proceso de transformar la energía geotérmica en energía eléctrica se realiza de la siguiente manera:

- El fluido geotérmico es transportado a la superficie mediante tuberías y su vapor (que viene con alta presión) acciona las turbinas.

- Estas giran a gran velocidad haciendo mover los generadores que producen electricidad.

- Luego, el vapor es enviado a un condensador, donde vuelve al estado líquido.

- Esta agua pasa a una torre de enfriamiento donde se baja su temperatura. Luego de ello se la devuelve al subsuelo y así se completa el ciclo renovable de la energía.

También la geotermia puede ocuparse en calefacción, en procesos de secado industrial, entre otros.

4. Biomasa


La biomasa es la cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre y la energía de biomasa es el combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de estos recursos biológicos. Dicho material puede ser posteriormente transformado en energía eléctrica, térmica y biocarburantes (etanol, diesel y gas). Las principales fuentes de obtención de biomasa son:

- Residuos forestales: tienen que ver con las podas (ramas, troncos, etc.).

- Residuos agrícolas: se utilizan los excedentes de paja de cereales, forrajes, residuos de podas de viñedos, etc.

- Residuos ganaderos: se usan principalmente los excrementos de animales de granja.

- Residuos industriales: son los residuos orgánicos de procesos industriales, como restos de madera.

- Cultivos energéticos: son plantas cultivadas solo para ser aprovechadas como biomasa transformable en biocombustible.

Las más utilizadas son la cana de azúcar, algunos cereales (avena, trigo, cebada y maíz), remolacha, girasol, entre otros.







5. Energía mareomotriz

El mar es sin duda una de las fuentes potenciales de energía más grandes que existen por su extensión y porque se pueden aprovechar las mareas y las olas. Sin embargo, todavía no se ha logrado desarrollar una tecnología adecuada y de bajo costo que permita su mejor uso energético.

- Energía de las mareas: esta es la fuerza del agua que fluye entre los desniveles causados por las diferencias entre la marea alta y la baja. Como se sabe, el ascenso y el descenso de las mareas es producto de las acciones gravitatorias del Sol y la Luna. La variación de la marea alta y la baja se da en un periodo aproximado de 12 horas y puede cambiar el nivel del mar entre 2 y 15 metros o más. Así, el lugar ideal para emplazar una central mareomotriz es un estuario o una bahía, donde el agua del mar penetre a la costa. De ahí se debe construir un dique (muro artificial) para dejar pasar el agua. Cuando la marea sube, las compuertas del dique se abren y el agua entra en el embalse. Después de que se llena por completo se cierran las compuertas. Luego se deja salir el agua la que cae con fuerza por la diferencia de altura entre la marea y el embalse, moviendo las turbinas conectadas a generadores de electricidad.

6. La energía solar





En nuestro sistema planetario, el mayor productor de energía que existe es el Sol. La cantidad de energía solar que llega en forma de radiación a nuestro planeta, es equivalente a aproximadamente ¡35 millones de veces! la energía que producen todas las centrales de generación eléctrica de Chile.

La radiación solar, por supuesto, nos provee de energía luminosa y calórica. También puede transformarse en energía eléctrica. Además, la radiación es fundamental para que las plantas (a través de la fotosíntesis) obtengan energía y vivan. Las plantas son la base de la cadena alimenticia en la Tierra (también en los océanos, por supuesto), proveyendo de energía a todo el reino animal. El petróleo, el gas y el carbón mineral son producto de la descomposición de restos de vegetales y animales que vivieron hace millones de años. Algunos recursos vegetales también son aprovechados como biomasa para generar energía (leña, carbón vegetal).

¡Y todavía hay más! La energía solar genera la evaporación del agua de los mares, la cual precipita en lagos y ríos, que serán aprovechados en la generación de hidroelectricidad. Al calentar más unas zonas que otras, el Sol produce diferencias en el "peso" de las masas de aire, generando los sistemas de viento del planeta: la energía eólica.

En la sociedad actual, utilizamos la energía que nos entrega el Sol de diversas maneras. La radiación directa nos sirve para secar (ropa, frutas), calentar y cocinar.

La radiación solar se usa también para generar electricidad. Algunas plantas de generación eléctrica solar utilizan la radiación solar para calentar agua y transformarla en vapor; el vapor moviliza a una turbina conectada a un generador que transforma el movimiento en electricidad.

La luz solar puede también transformarse directamente en electricidad, utilizando celdas y paneles fotovoltaicos. Estas celdas se desarrollaron en la década de 1950, para ser utilizadas por satélites espaciales. Están fabricadas con silicio.

Varias celdas fotovoltaicas conectadas en serie forman un panel fotovoltaico. La energía generada por estos paneles puede utilizarse para alimentar hogares, automóviles eléctricos o negocios. Las celdas también se utilizan individualmente para pequeñas máquinas, como calculadoras.



COLECTOR SOLAR

Energía mediante agua caliente

Estas instalaciones están compuestas por paneles que absorben el calor del sol. El proceso es sencillo; el colector, normalmente plano, transforma el calor en energía térmica, mediante el "efecto invernadero". El calor se almacena manteniendo la temperatura alta del agua que se utilizará cuando sea necesaria. Es importante que el tanque de almacenamiento tenga la capacidad suficiente para cubrir las necesidades de uno o dos días, que también dependerán del número de usuarios de la misma.

Estos sistemas tienen múltiples aplicaciones: la obtención de agua caliente sanitaria, climatización de piscinas, con lo cual podremos disfrutar de largos baños durante la mayor parte del año, calefacción, refrigeración, ya que para la obtención de frío es necesaria una fuente de calor, aplicaciones en la agricultura, como invernaderos o secaderos, y en la industria, como en plantas de desalinización, ya que no conllevan contaminación

Energía solar fotovoltaica

La Energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energia eléctrica a través de paneles fotovoltaicos.

Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos.

A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red, operación que es muy rentable económicamente pero que precisa todavía de subvenciones para una mayor viabilidad. En entornos aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones meteorológicas o repetidores de comunicaciones, se emplean las placas fotovoltaicas como alternativa económicamente viable

. En una célula fotovoltaica, la luz excita electrones entre capas de materiales semiconductores de silicio. Esto produce corrientes eléctricas.