14-11-08 Energias mas limpias - 14.11.08 Ricardo Cruz Aguilar

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE COMERCIO Y ADMINISTRACION
UNIDAD SANTO TOMAS
DESARROLLO SUSTENTABLE
PROFRA.
RICARDO CRUZ AGUILAR
N.L. 15
GRUPO: 1RV7
TURNO: VESPERTINO
TERCERA EVALUACION
“ENERGIAS MAS LIMPIAS”
ENERGIAS MAS LIMPIAS
¿Qué son?
La disponibilidad energética de las fuentes de energía renovable es mayor
que las fuentes de energía convencionales, sin embargo su utilización es
escasa.
El desarrollo de la tecnología, el incremento de la exigencia social y los
costos más bajos de instalación y rápida amortización, están impulsando un
mayor uso de las fuentes de energía de origen renovable en los últimos
años.
De igual modo, el cuestionamiento del modelo de desarrollo sostenido y su
cambio hacia un modelo de desarrollo sostenible, implica una nueva
concepción sobre la producción, el transporte y el consumo de energía.
En este modelo de desarrollo sostenible, las energías de origen renovable,
son consideradas como fuentes de energía inagotables, y con la peculiaridad
de ser energías limpias, con las siguientes características: suponen un nulo o
escaso impacto ambiental, su utilización no tiene riesgos potenciales
añadidos, indirectamente suponen un enriquecimiento de los recursos
naturales y son una alternativa a las fuentes de energía convencionales,
pudiendo sustituirlas paulatinamente.
¿Cuáles son?
Entre las energías limpias más conocidas tenemos:
1. Energía solar
2. Biomasa
3. Energía eólica
4. Energía geotérmica
5. Energía hidroeléctrica
ENERGIA SOLAR
La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol. La radiación
solar incidente en la Tierra puede aprovecharse, por su capacidad para
calentar, o directamente, a través del aprovechamiento de la radiación en
dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía renovable y limpia,
lo que se conoce como energía verde.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones
atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas
condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la
superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.
La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la
suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco
solar, sin reflexiones o refracciones intermedias.
La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples
fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el
resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede
reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible
concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la
atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de
1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395
W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m².)
Según los informes de Greenpeace, la fotovoltaica podrá suministrar
electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
RENDIMIENTO
Cada sistema tiene diferentes rendimientos. Los típicos de una célula
fotovoltaica (aislada) de silicio policristalino oscilan alrededor del 10%. Para
células de silicio monocristalino, los valores oscilan en el 15%. Los más altos
se consiguen con los colectores solares térmicos a baja temperatura (que
puede alcanzar el 70% de transferencia de energía solar a térmica).
También la energía solar termoeléctrica de baja temperatura, con el sistema
de nuevo desarrollo, ronda el 50% en sus primeras versiones. Tiene la ventaja
que puede funcionar 24 horas al día a base de agua caliente almacenada
durante las horas de sol.
A continuación, el sistema de discos Stirling (30-40%). Como ventaja añadida,
el calor residual puede ser reaprovechado por cogeneración.
Los paneles solares fotovoltaicos tienen, como hemos visto, un rendimiento
en torno al 15 % y no producen calor que se pueda reaprovechar -aunque
hay líneas de investigación sobre paneles híbridos que permiten generar
energía eléctrica y térmica simultáneamente.
Sin embargo, son muy apropiados para instalaciones sencillas en azoteas y
de autoabastecimiento -proyectos de electrificación rural en zonas que no
cuentan con red eléctrica-, aunque su precio es todavía alto. Para incentivar
el desarrollo de la tecnología con miras a alcanzar la paridad -igualar el precio
de obtención de la energía solar fotovoltaica al de otras fuentes más
económicas en la actualidad-, existen primas a la producción, que garantizan
un precio fijo de compra por parte de la red eléctrica. En el caso de Alemania,
Italia o España.
También se estudia obtener energía de la fotosíntesis de algas y plantas, con
un rendimiento del 3%.
Según el 21º Estudio del World Energy Council, para el año 2100 el 70% de la
energía consumida será de origen solar.
TECNOLOGIA Y USOS
Clasificación por tecnologías y su correspondiente uso más general:
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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.
Energía solar fotovoltaica: Para producir electricidad mediante placas
de semiconductores que se excitan con la radiación solar.
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 la combustión de
biomasa, combustibles fósiles, Energía eólica o cualquier otra energía
alternativa.
Energía eólico solar: Funciona con el aire calentado por el sol, que sube
por una chimenea donde están los generadores.
La instalación de centrales de energía solar en la zonas marcadas en el mapa
podría proveer algo más que la energía actualmente consumida en el mundo
(asumiendo una eficiencia de conversión energética del 8%), incluyendo la
proveniente de calor, energía eléctrica, combustibles fósiles, etcétera. Los
colores indican la radiación solar promedio entre 1991 y 1993 (tres años,
calculada sobre la base de 24 horas por día y considerando la nubosidad
observada mediante satélites).
Otros usos de la energía solar y ejemplos más prácticos de sus aplicaciones:
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Huerta solar
Central térmica solar, como:
o la que está en funcionamiento desde el año 2007 en Sanlúcar la
Mayor (Sevilla), de 11 MWh de potencia que entregará un total
de 24 GWh al año
o y la de Llanos de Calahorra, cerca de Guadix, de 50 MWh de
potencia. En proyecto Andasol I y II.
Potabilización de agua
Cocina solar
Destilación
Evaporación
Fotosíntesis
Secado
Arquitectura sostenible
Cubierta Solar
Acondicionamiento y ahorro de energía en edificaciones
o Calentamiento de agua
o Calefacción doméstica
o Iluminación
o Refrigeración
o Aire acondicionado
o Energía para pequeños electrodomésticos
BIOMASA
Biomasa, según el Diccionario de la Real Academia Española, tiene dos
acepciones:
1. f. Biol. Materia total de los seres que viven en un lugar determinado,
expresada en peso por unidad de área o de volumen.
2. f. Biol. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo
o provocado, utilizable como fuente de energía.
Con la primera acepción se utiliza habitualmente en Ecología. La segunda
acepción, más restringida, se refiere a la biomasa 'útil' en términos
energéticos: las plantas transforman la energía radiante del Sol en energía
química a través de la fotosíntesis, y parte de esa energía química queda
almacenada en forma de materia orgánica; la energía química de la biomasa
puede recuperarse quemándola directamente o transformándola en
combustible.
Un equívoco muy común es confundir 'materia orgánica' con 'materia viva',
pero basta considerar un árbol, en el que la mayor parte de la masa está
muerta, para deshacer el equívoco; de hecho, es precisamente la biomasa
'muerta' la que en el árbol resulta más útil en términos energéticos. Se trata
de un debate importante en ecología, como muestra esta apreciación de
Margalef (1980:12):
Todo ecólogo empeñado en estimar la biomasa de un bosque se enfrenta,
tarde o temprano, con un problema. ¿Deberá incluir también la madera, y
quizás incluso la hojarasca y el mantillo? Una gran proporción de la madera
no se puede calificar de materia viva, pero es importante como elemento de
estructura y de transporte, y la materia orgánica del suelo es también un
factor de estructura.
Otro equívoco muy común es utilizar 'biomasa' como sinónimo de la energía
útil que puede extraerse de ella, lo que genera bastante confusión debido a
que la relación entre la energía útil y la biomasa son muy variables y depende
de innumerables factores. Para empezar, la energía útil puede extraerse por
combustión directa de biomasa (madera, excrementos animales, etc.), pero
también de la combustión de combustibles obtenidos de ella mediante
transformaciones físicas o químicas (gas metano de los residuos orgánicos,
por ejemplo), procesos en los que 'siempre' se pierde algo de la energía útil
original. Además, la biomasa puede ser útil directamente como materia
orgánica en forma de abono y tratamiento de suelos (por ejemplo, el uso de
estiércol o de coberturas vegetales). Y por supuesto no puede olvidarse su
utilidad más común: servir de alimento a muy diversos organismos, la
humanidad incluida (véase 'cadena trófica').
La biomasa de la madera, residuos agrícolas y estiércol continúa siendo una
fuente principal de energía y materia útiles en países poco industrializados.
En la primera acepción, es la masa total de toda la materia que forma un
organismo, una población o un ecosistema y tiende a mantenerse más o
menos constante. Su medida es difícil en el caso de los ecosistemas. Por lo
general, se da en unidades de masa por cada unidad de superficie. Es
frecuente medir la materia seca (excluyendo el agua). En la pluviselva del
Amazonas puede haber una biomasa de plantas de 1.100 toneladas por
hectárea de tierra.
Pero mucho más frecuente es el interés en la 'producción neta' de un
ecosistema, es decir, la nueva materia orgánica generada en la unidad de
superficie a lo largo de una unidad tiempo, por ejemplo, en una hectárea y a
lo largo de un año. En teoría, en un ecosistema que ha alcanzado el clímax la
producción neta es nula o muy pequeña: el ecosistema simplemente renueva
su biomasa sin crecimiento a la vez que la biomasa total alcanza su valor
máximo.
Por ello la biomasa es uno de los atributos más relevantes para caracterizar el
estado de un ecosistema o el proceso de sucesión ecológica en un territorio
(véase, por ejemplo, Odum, 1969).
En términos energéticos, se puede utilizar directamente, como es el caso de
la leña, o indirectamente en forma de biocombustibles (biodiésel, bioalcohol,
biogás, bloque sólido combustible). Pero al igual que no consideramos al vino
como biomasa, debe evitarse denominar como biomasa a los
biocombustibles (nótese que el etanol puede obtenerse del vino por
destilación): 'biomasa' debe reservarse para denominar la materia prima
empleada en la fabricación de biocombustibles.
La biomasa podría proporcionar energías sustitutivas a los combustibles
fósiles, gracias a biocombustibles líquidos (como el biodiésel o el bioetanol),
gaseosos (gas metano) o sólidos (leña), pero todo depende de que no se
emplee más biomasa que la producción neta del ecosistema explotado, de
que no se incurra en otros consumos de combustibles en los procesos de
transformación, y de que la utilidad energética sea la más oportuna frente a
otros usos posibles (como abono y alimento, véase la discusión que para
España plantea Carpintero, 2006).
Actualmente (2008), la biomasa proporciona combustibles complementarios
a los fósiles, ayudando al crecimiento del consumo mundial (y de sus
correspondientes impactos ambientales), sobre todo en el sector transporte
(Estevan, 2008). Este hecho contribuye a la ya amplia apropiación humana
del producto total de la fotosíntesis en el planeta, que supera actualmente
más de la mitad del total (Naredo y Valero, 1999), apropiación en la que
competimos con el resto de las especies.
OBTENCION DE COMBUSTIBLES
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 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 (Estevan, 2008: Cuadro 1).

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
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.
Véase también: Generación de energía eléctrica y Central termoeléctrica
Desde la Edad Antigua se obtiene carbón vegetal mediante pirolísis, que
consiste en la combustión incompleta de biomasa a unos 500 oC con déficit
de oxigeno. El humo producido en esa combustión es una mezcla de
monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos ligeros.
ENERGIA EOLICA
Energía eólica es la energía obtenida del viento, o sea, la energía cinética
generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras
formas útiles para las actividades humanas.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios
de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada
desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer
funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmete para producir
energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad
mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigawatts.1 Mientras la eólica
genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial,2 representa
alrededor del 19% de la producción electrica en Dinamarca, 9% en España y
Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007).
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. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.
UTILIZACION
La industria de la energía eólica en tiempos modernos comenzó en 1979 con
la producción en serie de turbinas de viento por los fabricantes Kuriant,
Vestas, Nordtank, y Bonus. Aquellas turbinas eran pequeñas para los
estándares actuales, con capacidades de 20 a 30 kW cada una. Desde
entonces, la talla de las turbinas ha crecido enormemente, y la producción se
ha expandido a muchos países.
VENTAJAS
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Es un tipo de energía renovable ya que tiene su origen en procesos
atmosféricos debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del
Sol.
Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni
residuos contaminantes.
No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2),
por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al
cambio climático.
Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en
zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy
empinadas para ser cultivables.
Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso
ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc.
Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de
ensamblaje y las zonas de instalación.
Su instalación es rápida, entre 6 meses y un año.
Su inclusión en un sistema ínter ligado permite, cuando las condiciones
del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales
térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas.

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Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la
solar, permite la autoalimentación de viviendas, terminando así con la
necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse
autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno
de los 2 sistemas.
La situación actual permite cubrir la demanda de energía en España un
30% debido a la múltiple situación de los parques eólicos sobre el
territorio, compensando la baja producción de unos por falta de viento
con la alta producción en las zonas de viento. Los sistemas del sistema
eléctrico permiten estabilizar la forma de onda producida en la
generación eléctrica solventando los problemas que presentaban los
aerogeneradores como productores de energía al principio de su
instalación.
Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es
más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque
aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques
offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la
generación eólica empieza a ser un factor bastante importante.
DESVENTAJAS
Aspectos técnicos
Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energía eólica no
puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. Por lo tanto, para
salvar los "valles" en la producción de energía eólica es indispensable un
respaldo de las energías convencionales (centrales de carbón o de ciclo
combinado, por ejemplo, y más recientemente de carbón limpio). Sin
embargo, cuando respaldan la eólica, las centrales de carbón no pueden
funcionar a su rendimiento óptimo, que se sitúa cerca del 90% de su
potencia.
Tienen que quedarse muy por debajo de este porcentaje, para poder subir
sustancialmente su producción en el momento en que afloje el viento. Por
tanto, en el modo "respaldo", las centrales térmicas consumen más
combustible por kW/h producido. También, al subir y bajar su producción
cada vez que cambia la velocidad del viento, se desgasta más la maquinaría.
Este problema del respaldo en España se va a tratar de solucionar mediante
una interconexión con Francia que permita emplear el sistema europeo como
colchón de la variabilidad eólica.
Además, la variabilidad en la producción de energía eólica tiene 2
importantes consecuencias:

Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que
suelen estar situados además en parajes naturales apartados) es
necesario construir unas líneas de alta tensión que sean capaces de
conducir el máximo de electricidad que sea capaz de producir la
instalación. Sin embargo, la media de tensión a conducir será mucho
más baja. Esto significa poner cables 4 veces más gruesos, y a menudo
torres más altas, para acomodar correctamente los picos de viento.

Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas "instantáneamente"
(aumentando la producción de las centrales térmicas), pues si no se
hace así se producirían, y de hecho se producen apagones
generalizados por bajada de tensión. Este problema podría
solucionarse mediante dispositivos de almacenamiento de energía
eléctrica. Pero la energía eléctrica producida no es almacenable: es
instantáneamente consumida o perdida.
Además, otros problemas son:

Técnicamente, uno de los mayores inconvenientes de los
aerogeneradores es el llamado hueco de tensión. Ante uno de estos
fenómenos, las protecciones de los aerogeneradores con motores de
jaula de ardilla se desconectan de la red para evitar ser dañados y, por
tanto, provocan nuevas perturbaciones en la red, en este caso, de falta
de suministro. Este problema se soluciona bien mediante la
modificación de la aparamenta eléctrica de los aerogeneradores, lo
que resulta bastante costoso, bien mediante la utilización de motores
síncronos.

Uno de los grandes inconvenientes de este tipo de generación, es la
dificultad intrínseca de prever la generación con antelación. Dado que
los sistemas eléctricos son operados calculando la generación con un
día de antelación en vista del consumo previsto, la aleatoriedad del
viento plantea serios problemas. Los últimos avances en previsión del
viento han mejorado muchísimo la situación, pero sigue siendo un
problema. Igualmente, grupos de generación eólica no pueden
utilizarse como nudo oscilante de un sistema.

Además de la evidente necesidad de una velocidad mínima en el viento
para poder mover las aspas, existe también una limitación superior:
una máquina puede estar generando al máximo de su potencia, pero si
el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones del
molino, es obligatorio desconectar ese circuito de la red o cambiar la
inclinación de las aspas para que dejen de girar, puesto que con viento
de altas velocidades la estructura puede resultar dañada por los
esfuerzos que aparecen en el eje. La consecuencia inmediata es un
descenso evidente de la producción eléctrica, a pesar de haber viento
en abundancia, y otro factor más de incertidumbre a la hora de contar
con esta energía en la red eléctrica de consumo.
Aspectos medioambientales



Generalmente se combina con centrales térmicas, lo que lleva a que
existan quienes critican que realmente no se ahorren demasiadas
emisiones de dióxido de carbono. No obstante, hay que tener en
cuenta que ninguna forma de producción de energía tiene el potencial
de cubrir toda la demanda y la producción energética basada en
renovables es menos contaminante, por lo que su aportación a la red
eléctrica es netamente positiva.
Existen parques eólicos en España en espacios protegidos como ZEPAs
(Zona de Especial Protección de Aves) y LIC (Lugar de Importancia
Comunitaria) de la Red Natura 2000, lo que es una contradicción. Si
bien la posible inserción de alguno de estos parques eólicos en las
zonas protegidas ZEPAS y LIC tienen un impacto reducido debido al
aprovechamiento natural de los recursos, cuando la expansión humana
invade estas zonas, alterándolas sin que con ello se produzca ningún
bien.
Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello
coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las
aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto
los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los
niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas
como por ejemplo los atropellos (ver gráfico). Aunque algunos
expertos independientes aseguran que la mortandad es alta.
Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el
reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la
situación ornitológica de la zona. Además, dado que los
aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el
problema de choque con las aves se está reduciendo.


El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición
de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un
elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado
efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de
los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad
sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la
gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al
ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos
de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de
los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos
hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta
entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.
ENERGIA GEOTERMICA
La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el
hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El
calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que cabe
destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene
del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".
TIPOS DE FUENTES GEOTÉRMICAS
Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra.
En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por
fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El
agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por
impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende
del que en cada caso sea económicamente rentable. Un ejemplo, en
Inglaterra, fue el "Proyecto de Piedras Calientes HDR" (sigla en inglés: HDR,
Hot Dry Rocks), abandonado después de comprobar su inviabilidad
económica en 1989.
Los programas HDR se están desarrollando en Australia, Francia, Suiza,
Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energía
geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se
pueden aprovechar económicamente esas fuentes.
En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un
número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y
por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal
obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:



Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto
que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de
energía térmica.
Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total
se mantiene.
Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se
manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que
evita contaminaciones.
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
trasferencia 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 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.
Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria;
si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la
temperatura mínima está entre 120 y 180 ºC, pero las fuentes de
temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción
urbana.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas
1. 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
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Generación de electricidad
Aprovechamiento directo del calor
Calefacción y ACS
Refrigeración por absorción
GENERACION DE ELECTRICIDAD
Se 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:
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vapor seco
flash
binario.
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 geotermica
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 Geiseres se
recargan por inyección de los efluentes cloacales de las ciudades de Santa
Rosa y de Lake County, California con plantas depuradoras del agua residual.
Anteriormente, esos efluentes cloacales se arrojaban a ríos y arroyos.
Ahora se introducen en el yacimiento geotermica, recargándolo para
producir vapor. Otra gran cuenca geotermica es el centro sur de California,
en la orilla sudeste del Mar Salton, cerca de las ciudades de Niland y de
Calipatria. Desde 2001, hay 15 plantas geotérmicas produciendo electricidad.
CalEnergy es dueña de 8 plantas y el resto son de varias compañías. La
producción total de las plantas es de 570 MW. En las provincias geológicas
"Basin" y "Range" en Nevada, sudeste de Oregon, sudoeste de Idaho, Arizona
y oeste de Utah se está produciendo un rápido desarrollo geotermal. En los
1980shabía varias plantas pequeñas, cuando los precios de la energía eran
altos. En los 1990s bajó el costo de la energía, no haciéndose desde entonces
nuevas instalaciones. En los 2000s resurge la industria geotermica por las
nuevas subidas del precio de la energía: plantas en Nevada "Steamboat",
"Brady/Desert Peak", "Dixie Valley", "Soda Lake", "Stillwater" y Beowawe"
que producen conjuntamente 235 MW. Y más empresas están preparando
nuevos proyectos. La energía geotermica es muy eficiente en costos en la
zona del Rift, África. KenGen de Kenya ha hecho dos plantas: Olkaria I (45
MW) y Olkaria II (65 MW), y se prevé una tercera planta privada, Olkaria III
(48 MW), explotada por la Cía. israelí, especializada en geotermia, Ormat.
Hay planes para incrementar la capacidad de producción en otros 576 MW
para 2017, cubriendo el 25 % de las necesidades eléctricas de Kenya, y
reduciendo la dependencia del combustible importado. Se genera
electricidad "geotermica" en más de 20 países. Islandia produce el 17% de
sus necesidades de la energía geotermica, EE. UU., Italia, Francia, Nueva
Zelandia, México, Nicaragua, Costa Rica, Rusia, Filipinas (1.931 MW (2º tras
EE.UU., 27 % de su electricidad), Indonesia y Japón. Canadá que tiene 30.000
instalaciones de energía geotermica para dar calefacción domiciliaria y a
comercios) tiene una planta experimental geotermico-eléctrica en la
Montaña Meager Mountain, área de Pebble Creek en la Columbia Británica,
con 100 MW en futuro próximo.
DESALINIZACION
Douglas Firestone comenzó en la desalinización con el sistema evaporación /
condensación con aire caliente en 1998, probando que el agua geotermal se
puede usar económicamente para producir agua desalinizada, en 2001.
En 2003, el profesor Ronald A. Newcomb (Universidad de San Diego State:
Centro para Tecnologías Avanzadas de Agua) trabajó con Firestone para
mejorar el proceso de la energía geotermal para desalinización.
En 2005 se ajusta el 5º prototipo desalinizador “Delta T” que usa un ciclo de
aire forzado caliente, presión atmosférica, ciclo geotermal de evaporación
condensación. EL aparato se surte de agua de mar filtrada en el Instituto
Scripps de Oceanografía, reduciendo la concentración de sal de 35.000 ppm a
51 ppm a/a.
ENERGIA HIDROELECTRICA
Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del
aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos,
saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto
ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario
es considerada sólo una forma de energía renovable.
Se puede transformar a muy diferentes escalas, existiendo desde hace siglos
pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de
palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin
embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales
hidroeléctricas de represas, aunque estas últimas no son consideradas
formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.
Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace
que el agua de los mares, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y
se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia.
Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte de el agua
almacenada se deja salir para que se mueva las aspas de un generador de
energía eléctrica.
ORIGEN
El origen de la energía hidráulica está en el ciclo hidrológico de las lluvias y
por tanto, en la evaporación solar y la climatología que remontan grandes
cantidades de agua a zonas elevadas de los continentes alimentando los ríos.
Este proceso está originado, de manera primaria, por la radiación solar que
recibe la Tierra.
Estas características hacen que sea significativa en regiones donde existe una
combinación adecuada de lluvias, desniveles geológicos y orografía favorable
para la construcción de represas. Es debida a la energía potencial contenida
en las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del
deshielo. Puede ser utilizada para producir energía eléctrica mediante un
salto de agua, como se hace en las centrales hidroeléctricas.

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Ventajas: se trata de una energía renovable y limpia, de alto
rendimiento energético.
Inconvenientes: la constitución del embalse supone la inundación de
importantes extensiones de terreno, a veces áreas fértiles o de gran
valor ecológico, así como el abandono del pueblo.
CARACTERISTICAS
La energía hidráulica tiene la cualidad de ser renovable, pues no se agota la
fuente primaria al explotarla, y es limpia, ya que no produce en su
explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. Sin embargo, el
impacto medioambiental de las grandes presas, por la severa alteración del
paisaje e, incluso, la inducción de un microclima diferenciado en su
emplazamiento, ha desmerecido la bondad ecológica de este concepto en los
últimos años.
Al mismo tiempo, la madurez de la explotación hace que en los países
desarrollados no queden apenas ubicaciones atractivas por desarrollar
nuevas centrales hidroeléctricas, por lo que esta fuente de energía, que
aporta una cantidad significativa de la energía eléctrica en muchos países (en
España, según los años, puede alcanzar el 30%) no permite un desarrollo
adicional excesivo. Recientemente se están realizando centrales
minihidroeléctricas, mucho más respetuosas con el ambiente y que se
benefician de los progresos tecnológicos, logrando un rendimiento y una
viabilidad económica razonables además de ser catalogada como energía
renovable.
PROBLEMAS HAMBIENTALES
Sin embargo habría que pensar seriamente en que hacer embalses muy
grandes podría ser una solución para compensar, en lo posible, el aumento
del nivel de las aguas del mar, que se está produciendo debido al cambio
climático. El aumento se debe a la fusión del casquete polar antártico (el
ártico está sobre el mar y su fusión no aumentaría el nivel) y de los glaciares
de las montañas, que forman una reserva de agua en tierra. Podría sustituirse
esta reserva helada por embalses de gran tamaño de agua líquida, de modo
que una gran cantidad no llegue al mar, lo que evitaría, hasta cierto punto, la
crecida de nivel. Muy probablemente, evitar la inundación de miles de
kilómetros cuadrados de tierras con poca elevación sobre el nivel del mar
(que afectaría muy especialmente a países pobres) evitaría unos importantes
daños ecológicos en las zonas costeras, que compensarían otros daños
ecológicos que pudieran producirse en las zonas del interior. Se calcula que
las aguas retenidas en los grandes embalses construídos recientemente, han
reducido el crecimiento del nivel del mar a la mitad de lo que hubiera podido
crecer.
ACTIVIDAD A REALIZAR
Realiza el test sobre energías renovables ubicado en el siguiente
link e imprime la hoja de resultados como evidencia.
Test de energías renovables.