UNIDAD EDUCATIVA MARIA DE LA MERCED Nombre: Ayleen Renata Loor Espinel Fecha: 20/06/23 Tema: Monografia de la captación de la luz solar Curso: 2 “A” Docente: Leonardo Rosado 1 ÍNDICE GENERAL Introducción 1.1………………………………………………………….Pág 1 Contexto y relevancia 1.2……………………………………….………..Pág 2 Desarrollo 2.1………………………….. ……………………………….Pág 3 -8 Datos Relevantes 2.2……………………………………………………..Pág 8 Beneficios de la captación de energía solar 3.1………………………..…..Pág 9 Análisis 3.2………………………………………………………………Pág 10 Biocombustibles importancia 4.1 ………………………………………...Pág 11 Anexos 4.2.…………………………………...……………………...….Pág 12 Conclusión 5.1…………………………………………..………..……..Pág 13 Fuentes Bibliográficas 5.2 ………………………………………….……Pág 14 Citas 6.1………………………………………………………………..Pág 15 2 LA CAPTACION DE ENERGIA SOLAR LA FOTOSÍNTESIS INTRODUCCIÓN 1.1 Esta hipótesis postula que un evento catastrófico, como el impacto de un asteroide o cometa, habría generado una nube de polvo y partículas en la atmósfera. Esta nube habría bloqueado la radiación solar durante un período prolongado, causando una disminución significativa en la cantidad de luz solar que llegaba a la Tierra. Como resultado, las plantas habrían experimentado una reducción en la fotosíntesis, alterando la cadena alimentaria y llevando a la extinción masiva de los dinosaurios. Sin embargo, es importante destacar que esta teoría no es ampliamente aceptada por la comunidad científica. La evidencia actual respalda la teoría del impacto de un asteroide como la principal causa de la extinción de los dinosaurios, conocida como el evento de extinción del Cretácico-Paleógeno (K-Pg). Este impacto habría provocado incendios, tsunamis y cambios climáticos drásticos, lo que habría generado una cadena de eventos que condujeron a la desaparición de muchas especies, incluidos los dinosaurios. ¿Los dinosaurios murieron por falta de luz solar? Si bien la falta de luz solar fue un factor que contribuyó a la extinción, no fue la causa principal. El impacto del asteroide y los eventos posteriores desencadenaron una serie de cambios ambientales drásticos que llevaron a la desaparición de numerosas especies, 3 incluidos los dinosaurios. La evidencia fósil, geológica y química respalda firmemente la teoría del impacto como la principal causa de la extinción masiva de los dinosaurios. La Captación De la Energía Solar 1.2 Contexto y Relevancia En el contexto actual, la captación de energía solar se ha convertido en un tema de gran relevancia debido a diversos factores. Uno de los desafíos más apremiantes que enfrenta la humanidad es el cambio climático, resultado directo de la emisión de gases de efecto invernadero y la dependencia de fuentes de energía no renovables, como los combustibles fósiles. La captación de energía solar surge como una solución sostenible y respetuosa con el medio ambiente. La energía solar es una fuente abundante, gratuita y renovable que está disponible en todo el mundo. Aprovecharla de manera efectiva puede reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y disminuir nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Además, la captación de energía solar ofrece una forma de generar electricidad de manera descentralizada, permitiendo que las comunidades se vuelvan más autosuficientes y resilientes frente a interrupciones en la red eléctrica. La tecnología de captación de energía solar ha experimentado un rápido avance en las últimas décadas, lo que ha llevado a una reducción de los costos de instalación y a un aumento en la eficiencia de los paneles solares. Esto ha hecho que la energía solar sea cada vez más accesible y viable desde el punto de vista económico. Además de los beneficios ambientales y económicos, la captación de energía solar también tiene un impacto positivo en la generación de empleo, estimulando la economía y fomentando la innovación tecnológica 4 DESARROLLO 2.1 - La fotosíntesis La fotosíntesis es un proceso biológico fundamental en el que los organismos que poseen clorofila, como las plantas, las algas y algunas bacterias, utilizan la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa (azúcar) y oxígeno. La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos de las células vegetales y de las células de las algas. El proceso se puede dividir en dos etapas principales: la fase luminosa y la fase oscura. Esta energía luminosa se utiliza para convertir el agua en oxígeno y para generar energía química en forma de ATP y NADPH . En la fase oscura, también conocida como ciclo de Calvin, se utilizan el ATP y el NADPH generados en la fase luminosa para convertir el dióxido de carbono en glucosa. ¿Qué es la fotosíntesis? La fotosíntesis es un proceso mediante el cual los organismos capturan la energía de la luz solar y la utilizan para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno. Es esencial para la vida en la Tierra, la producción de oxígeno y la regulación del ciclo del carbono. - Reacciones Luminosas 5 Las reacciones luminosas son la primera etapa de la fotosíntesis. Durante esta fase, la energía luminosa es capturada por los pigmentos de clorofila en los cloroplastos. Esta energía se utiliza para generar ATP y NADPH, dos moléculas esenciales para la producción de energía química. Además, se libera oxígeno como subproducto. Estas reacciones se llevan a cabo en la membrana de los tilacoides dentro de los cloroplastos. ¿Cómo se convierte la energía luminosa en energía química ? Durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis, los pigmentos de clorofila absorben la energía de los fotones de luz. Esta energía se transfiere de molécula en molécula a través de los pigmentos de clorofila hasta llegar al centro de reacción de los fotosistemas. Allí, la energía excita los electrones, llevándolos a un estado de mayor energía. Estos electrones excitados son transferidos a través de una cadena de transporte de electrones en las membranas de los tilacoides, liberando energía a medida que avanzan. Al mismo tiempo, los protones se bombean desde el estroma hacia el espacio del tilacoide. La acumulación de protones crea un gradiente electroquímico que permite que los protones fluyen de regreso al estroma a través de la enzima ATP sintasa, generando ATP a partir de ADP y un grupo fosfato. -Ciclo de Calvin El ciclo de Calvin es una serie de reacciones que utiliza la energía química generada durante las reacciones luminosas para convertir el dióxido de carbono en moléculas de glucosa. A través de este ciclo, la energía luminosa se transforma en energía química almacenada en forma de azúcares, proporcionando a las plantas y otros organismos la capacidad de producir y almacenar nutrientes esenciales para su crecimiento y desarrollo. 6 ¿Cómo se almacena la energía química en moléculas de glucosa? En el ciclo de Calvin para producir glucosa a partir del dióxido de carbono. Cuando la glucosa se descompone en el proceso de respiración celular, se libera la energía almacenada en forma de ATP, que las células utilizan para llevar a cabo diversas actividades metabólicas. Además, las plantas también pueden convertir la glucosa en almidón, una forma de almacenamiento de energía a largo plazo que se puede utilizar más tarde cuando sea necesario. -En el ciclo de Calvin se capta el dióxido de carbono , el carbono fijado en el ciclo de calvin sirve para sintetizar carbohidratos El carbono fijado en el ciclo de Calvin se incorpora a las moléculas de G3P, que pueden ser utilizadas para sintetizar carbohidratos como glucosa, sacarosa, almidón y otros compuestos orgánicos. Estos carbohidratos son esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas, y también pueden servir como fuente de energía y materiales de construcción para otros organismos que se alimentan de plantas. ¿Por qué algunas plantas utilizan otras vías para fijar carbono? Porque estas vías alternativas de fijación de carbono permiten a las plantas maximizar la captura de CO2 y minimizar la pérdida de agua en condiciones ambientales desfavorables. Aunque estas vías son más complejas y requieren más energía que la fotosíntesis C3 (utilizada por la mayoría de las plantas), ofrecen ventajas adaptativas en entornos específicos. DATOS RELEVANTES 7 -Cuando se cierran los estomas para conservar el agua se realiza la fotorrespiración -Las plantas C4 captan carbono y sintetizan glucosa en células diferentes -Las Plantas QUE captan carbono y sintetizan glucosa en tiempos diferentes ambientales Beneficios de la captación de energía solar 2.2 La energía solar es una fuente de energía renovable y abundante que ofrece una serie de beneficios y una gran importancia en el panorama energético. En primer lugar, al ser una fuente inagotable de energía, la energía solar es una opción sostenible a largo plazo. Además, su utilización contribuye a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y disminuir la dependencia de los combustibles fósiles, lo que ayuda a mitigar el cambio climático y preservar el medio ambiente. La instalación de sistemas de captación de energía solar puede generar ahorros significativos en los costos de energía a largo plazo, lo cual compensa la inversión inicial requerida. Además, la industria de la energía solar brinda oportunidades de empleo en diversos sectores, desde la instalación y mantenimiento de paneles solares hasta la fabricación y el desarrollo de tecnologías solares. La energía solar también permite la generación descentralizada de electricidad, lo que facilita el acceso a energía en áreas remotas o rurales donde no hay acceso a la red eléctrica convencional. Esto mejora la calidad de vida de las comunidades y promueve el desarrollo sostenible. Los sistemas solares son flexibles y modulares, adaptándose a diferentes 8 necesidades y escalas, desde pequeñas instalaciones residenciales hasta grandes plantas solares. Los sistemas solares son resistentes a los desastres naturales, ya que pueden funcionar de manera autónoma e independiente de la red eléctrica. Esto los convierte en una opción fiable . La captación de energía solar ofrece beneficios como la sostenibilidad, la reducción de emisiones, el ahorro económico, la generación de empleo, el acceso a energía en áreas remotas, la flexibilidad, la resiliencia y el cuidado del medio ambiente. Su importancia radica en su contribución a la mitigación del cambio climático, la diversificación de la matriz energética y la promoción de un futuro más sostenible y equitativo. ANÁLISIS 3.1 -Biocombustibles: Los biocombustibles son combustibles producidos a partir de materia orgánica renovable, como cultivos energéticos, residuos agrícolas, desechos forestales y algas. Se consideran una alternativa a los combustibles fósiles, ya que tienen la capacidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y disminuir la dependencia de los combustibles no renovables. Existen diferentes tipos de biocombustibles, siendo los más comunes el bioetanol y el biodiésel. El bioetanol se obtiene mediante la fermentación de azúcares presentes en cultivos como la caña de azúcar, el maíz y la remolacha. Se utiliza principalmente como aditivo en gasolina, contribuyendo a reducir las emisiones de dióxido de carbono. Por otro lado, el biodiésel se produce a 9 partir de aceites vegetales o grasas animales, los cuales se transforman mediante un proceso llamado transesterificación. Biocombustibles ¿Son falsos sus beneficios? Los beneficios de los biocombustibles no pueden ser considerados completamente falsos. Estos combustibles renovables ofrecen ventajas significativas en comparación con los combustibles fósiles, como la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y la disminución de la dependencia de los combustibles no renovables. Además, pueden surgir emisiones indirectas de carbono debido a cambios en el uso de la tierra y prácticas de producción intensivas. Destacamos los avances en la tecnología de biocombustibles, que utilizan biomasa no alimentaria o residuos para la producción. BIOCOMBUSTIBLES IMPORTANCIA 3.2 Los biocombustibles desempeñan un papel importante en el panorama energético actual y futuro por diversas razones: Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero: Los biocombustibles, en comparación con los combustibles fósiles, tienen la capacidad de reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Al utilizar fuentes de materia orgánica renovable en su producción, como cultivos energéticos y residuos agrícolas, se evita la liberación de carbono almacenado en forma de dióxido de carbono a la atmósfera. Esto contribuye a mitigar el cambio climático y reducir el impacto ambiental. Diversificación de la matriz energética: Los biocombustibles representan una alternativa a los combustibles fósiles convencionales, lo que ayuda a diversificar la matriz energética. Al reducir la dependencia de los combustibles no renovables, se promueve una mayor autonomía energética y se disminuyen los riesgos asociados a la volatilidad de los precios y la disponibilidad limitada de los recursos fósiles. Desarrollo rural y creación de empleo: La 10 producción de biocombustibles puede generar oportunidades económicas en las zonas rurales, ya que implica el cultivo y procesamiento de materia orgánica renovable. Esto contribuye al desarrollo local, fomenta la creación de empleo en el sector agrícola y promueve la seguridad alimentaria al diversificar las actividades agrícolas. Utilización de recursos renovables: Los biocombustibles se producen a partir de fuentes de materia orgánica renovable, como cultivos energéticos y residuos agrícolas. Estos recursos pueden ser gestionados de manera sostenible y renovarse a través de prácticas adecuadas de producción y gestión de residuos, lo que contribuye a una utilización más eficiente de los recursos naturales y al fomento de la economía circular. Potencial de investigación y desarrollo: Los biocombustibles representan un área de investigación y desarrollo en constante evolución. Se están realizando avances en tecnologías de producción más eficientes, como los biocombustibles de segunda y tercera generación que utilizan biomasa no alimentaria y residuos, lo que amplía las opciones y oportunidades para la producción sostenible de biocombustibles. ANEXOS 4.2 Anexo 1 Según dice la compañía conocida National Geographic una de las posibles teorías de la extinguinsion de los dinosaurios “Al final del Cretácico, hace 66 millones de años, el impacto de un asteroide gigantesco en Chicxulub, en la costa de México, oscureció los cielos y enfrió el planeta, matando a todos los dinosaurios salvo las aves.” 11 Anexo 2 Según Helen Briggs de la editorial BBC los dinosaurios fue un factor positivo para nosotros los seres vivos “Los dinosaurios se hicieron muy efectivos en poblar cada espacio de la Tierra disponible hasta que no hubo más territorio, dicen los científicos.” Anexo 3 Según Hernan Martinez de la editorial Casa de Libro , los biocombustibles en el ecuador son un recurso opcional para los campesinos “La caída de los precios internacionales del crudo, las perspectivas de agotamiento de los combustibles fósiles, las crecientes preocupaciones por el impacto ambiental, las constantes crisis económicas y el crecimiento desmedido del parque automotor hacen imperativa la búsqueda incesante por nuevas fuentes de energéticas.” CONCLUSIÓN 5.1 12 La captación de luz solar a través de paneles solares puede proporcionar una fuente de energía limpia y renovable, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y disminuyendo las emisiones de gases de efecto invernadero. El Ecuador, al estar ubicado en una región con alta radiación solar, cuenta con condiciones favorables para aprovechar esta fuente de energía abundante. Además, el país tiene una gran diversidad de recursos biológicos que pueden ser utilizados para la producción de biocombustibles. Los biocombustibles pueden ofrecer una alternativa sostenible a los combustibles fósiles, reduciendo las emisiones de carbono y promoviendo el desarrollo de una industria bioenergética local. La implementación de políticas y regulaciones adecuadas, así como la promoción de la inversión en tecnologías solares y biocombustibles, son fundamentales para impulsar el desarrollo de estas fuentes de energía en Ecuador. Esto puede generar beneficios tanto económicos, en términos de reducción de costos energéticos y creación de empleo, como ambientales, al contribuir a la mitigación del cambio climático y a la preservación de los recursos naturales. Su implementación requiere un enfoque integral que involucre a diferentes actores, incluyendo al gobierno, al sector privado y a la sociedad en general, para aprovechar plenamente su potencial y promover un futuro energético más sostenible en el país. 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