Energía Geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse 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 caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc.
En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarias. 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.
Hidrogeno
El hidrógeno es el elemento más simple y más abundante del universo. Se puede hallar mucho hidrógeno en su estado natural. El hidrógeno es fuente de energía alternativa.
La energía del hidrógeno es una fuente de energía alternativa que puede utilizarse en lugar del carbón o del petróleo. ¿Cómo transformar este elemento de energía? El hidrógeno puede transformarse gracias a una tecnología similar a la utilizada parala fabricación de las pilas. Hay muchas fuentes diferentes de energías. Las pilas de combustible tranforman la energía química en energía eléctrica mediante una reacción electroquímica. Las pilas de combustible
necesitan un suministro de hidrógeno y de aire para producir electricidad. El hidrógeno y el oxígeno penetran en la célula que produce la reacción electroquímica. De este modo se libera la electricidad, el calor y el agua (H2O).
necesitan un suministro de hidrógeno y de aire para producir electricidad. El hidrógeno y el oxígeno penetran en la célula que produce la reacción electroquímica. De este modo se libera la electricidad, el calor y el agua (H2O).
Esto significa que la energía del hidrógeno es una fuente de energía viable,que no contamina el planeta como pueden llegar a hacerlo los combustibles fósiles y la biomasa. Estos otros combustibles están basados en el carbono.
Sin embargo, cuando se queman, el dióxido de carbono y monóxido de carbono se liberan en la atmósfera. Cuando el hidrógeno se quema, se combina con el oxígeno en el aire para difuminarse en el agua.
Sin embargo, cuando se queman, el dióxido de carbono y monóxido de carbono se liberan en la atmósfera. Cuando el hidrógeno se quema, se combina con el oxígeno en el aire para difuminarse en el agua.
La energía del hidrógeno se recicla porque su vía de escape es el agua.
Distintos estudios sostienen que tal conversión mejoraríala calidad del aire, la salud humana y el clima, sobre todo si se utilizara elviento en la generación de la electricidad necesaria para extraer el hidrógenodel agua en un proceso sin contaminación.
De forma semejante a cómo se bombea el gas en tanques, el hidrógenose bombearía en células de combustible que se basan en procesosquímicos y no en la combustión, para impulsar los vehículos.Cuando el hidrógeno fluye a través de los compartimientos de lacélula de combustible, reacciona con el oxígeno para producir aguay energía.
Tal conversión podría evitar anualmente millones de casosde enfermedades respiratorias y decenas de miles de casos de hospitalización.
La conversión de todos los vehículos actuales en vehículosalimentados por células de combustible recargadas por el viento, podríahacerse a un costo de combustible comparable con el de la gasolina, e inclusomenor si se consideran los efectos de la gasolina sobre la salud.
Las ventajas de utilizar el hidrógeno como energía son
· No produce: contaminación ni consume recursos naturales, el hidrógeno se toma del agua y luego se oxida y se devuelve al agua. No hay productos secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan producirse en este proceso.
· Seguridad: los sistemas de hidrógeno tienen una historia de seguridad muy impresionante. En muchos casos, el hidrógeno es más seguro que el combustible que está siendo reemplazado. Además de disiparse rápidamente en la atmósfera si se fuga, el hidrógeno, en contraste con los otros combustibles, no es tóxico en absoluto.
· Alta eficiencia: las celdas de combustible convierten la energía química directamente a electricidad con mayor eficiencia que ningún otro sistema de energía.
· Funcionamiento silencioso: en funcionamiento normal, la celda de combustible es casi absolutamente silenciosa.
· Larga vida y poco mantenimiento: aunque las celdas de combustible todavía no han comprobado la extensión de su vida útil, probablemente tendrán una vida significativamente más larga que las máquinas que reemplacen.
· Modularidad: se puede elaborar las celdas de combustible en cualquier tamaño, tan pequeñas como para impulsar una carretilla de golf o tan como para generar energía para una comunidad entera. Esta modularidad permite aumentar la energía de los sistemas según los crecimientos de la demanda energética, reduciendo drásticamente los costos iniciales.
Energía Hidráulica
Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, 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.
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 del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica.
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. La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética contenida en las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la lluvia y del deshielo. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual trasmite la energía a un alternador el cual la convierte en energía eléctrica.
Ventajas
Se trata de una energía renovable y limpia de alto rendimiento energético.
La gran ventaja de la energía hidráulica es la eliminación de los costos de los combustibles. El costo de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los combustibles fósiles como la gasolina, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países.
Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas mas largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Sin embargo, hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 100 años. Los costos de operación son bajos por que las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante operación normal. Estas plantas producen la misma cantidad de dióxido de carbono en comparación con la materia gris del planeta. Este hecho es beneficioso para la salud.
Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Un poco de dióxido de carbono es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.
Inconvenientes
Pueden ser varios:
- La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno, obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que significa perdida de tierras del valle, generalmente las más fértiles;
- En el pasado se han construido embalses que han inundado pueblos enteros. Con el crecimiento de la conciencia ambiental, estos hechos son actualmente menos frecuentes, pero aun persisten;Destrucción de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser disruptivas a los ecosistemas acuáticos.
Energía Nuclear
La energía nuclear es la energía que se libera en las reacciones nucleares. Sin embargo, también nos referimos a la energía nuclear como el aprovechamiento de dicha energía para otros fines como la obtención de energía eléctrica, térmica y/o mecánica partir de reacciones nucleares.
Fisión nuclear
La fisión nuclear és una de las dos reacciones posibles que se producen cuando trabajamos con energía nuclear.
En energía nuclear llamamos fisión nuclear a la división del núcleo de un átomo. El núcleo se convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de la masa original más dos o tres neutrones.
Fusión nuclear
La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía.
Ventajas e inconvenientes de la energía nuclear
El uso de la energía nuclear representa tantas ventajas como inconvenientes para el desarrollo de la sociedad y del medio ambiente.
La principal ventaja de la energía nuclear es, sin duda, la capacidad de producir energía eléctrica comparada con otras fuentes de producción de energía eléctica ya sea mediante combustibles fósiles o las energías renovables.
Pero por otro lado se generan una gran cantidad de residuos nucleares muy peligrosos y difíciles de gestionar.
El sistema más usado para generar energía nuclear utiliza el uranio como combustible. En concreto se usa el isótopo 235 del uranio que es sometido a fisión nuclear en los reactores. En este proceso el núcleo del átomo de uranio (U-235) es bombardeado por neutrones y se rompe originándose dos átomos de un tamaño aproximadamente mitad del de uranio y liberándose dos o tres neutrones que inciden sobre átomos de U-235 vecinos, que vuelven a romperse, originándose una reacción en cadena.
La fisión controlada del U-235 libera una gran cantidad de energía que se usa en la planta nuclear para convertir agua en vapor. Con este vapor se mueve una turbina que genera electricidad.
Una central nuclear tiene cuatro partes:
1. El reactor en el que se produce la fisión
2. El generador de vapor en el que el calor producido por la fisión se usa para hacer hervir agua
3. La turbina que produce electricidad con la energía contenida en el vapor
4. El condensador en el cual se enfría el vapor, convirtiéndolo en agua líquida.
La reacción nuclear tiene lugar en el reactor, en el están las agrupaciones de varillas de combustible intercaladas con unas decenas de barras de control que están hechas de un material que absorbe los neutrones. Introduciendo estas barras de control más o menos se controla el ritmo de la fisión nuclear ajustándolo a las necesidades de generación de electricidad.
Problemas de contaminación radiactiva
En una central nuclear que funciona correctamente la liberación de radiactividad es mínima y perfectamente tolerable ya que entra en los márgenes de radiación natural que habitualmente hay en la biosfera.
El problema ha surgido cuando han ocurrido accidentes en algunas de las más de 400 centrales nucleares que hay en funcionamiento. Una planta nuclear típica no puede explotar como si fuera una bomba atómica, pero cuando por un accidente se producen grandes temperaturas en el reactor, el metal que envuelve al uranio se funde y se escapan radiaciones. También puede escapar, por accidente, el agua del circuito primario, que está contenida en el reactor y es radiactiva, a la atmósfera.
La probabilidad de que ocurran estos accidentes es muy baja, pero cuando suceden sus consecuencias son muy graves, porque la radiactividad produce graves daños. Y, de hecho ha habido accidentes graves. Dos han sido más recientes y conocidos. El de Three Mile Island, en Estados Unidos, y el de Chernobyl, en la antigua URSS.
Energía Solar
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce 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. Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
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.
Los Sistemas fototérmicos convierten la radiación solar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. El calor se usa entonces para calentar edificios, agua, mover turbinas para generar electricidad, secar granos o destruir desechos peligrosos. Los Colectores Térmicos Solares se dividen en tres categorías:
- Colectores de baja temperatura. Proveen calor útil a temperaturas menores de 65º C mediante absorbedores metálicos o no metálicos para aplicaciones tales como calentamiento de piscinas, calentamiento doméstico de agua para baño y, en general, para todas aquellas actividades industriales en las que el calor de proceso no es mayor a 60º C, por ejemplo la pasteurización, el lavado textil, etc.
- Colectores de temperatura media. Son los dispositivos que concentran la radiación solar para entregar calor útil a mayor temperatura, usualmente entre los 100 y 300º C. En esta categoría se tienen a los concentradores estacionarios y a los canales parabólicos, todos ellos efectúan la concentración mediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamaño. Tienen el inconveniente de trabajar solamente con la componente directa de la radiación solar por lo que su utilización queda restringida a zonas de alta insolación.
Energía Eléctrica
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía resultante de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico—para obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.
Su uso es una de las bases de la tecnología utilizada por el ser humano en la actualidad.
La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos.
Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de— que se desea utilizar, mediante las correspondientes transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa, gracias al motor eléctrico y a las distintas piezas mecánicas del aparato. 
Tiene una utilidad directa para el ser humano, salvo en aplicaciones muy singulares, como pudiera ser el uso de corrientes en medicina, resultando en cambio normalmente desagradable e incluso peligrosa, según las circunstancias. Sin embargo es una de las más utilizadas, una vez aplicada a procesos y aparatos de la más diversa naturaleza, debido fundamentalmente a su limpieza y a la facilidad con la que se le genera, transporta y convierte en otras formas de energía. Para contrarrestar todas estas virtudes hay que reseñar la dificultad que presenta su almacenamiento directo en los aparatos llamados acumuladores.
La generación de energía eléctrica se lleva a cabo mediante técnicas muy diferentes. Las que suministran las mayores cantidades y potencias de electricidad aprovechan un movimiento rotatorio para generar corriente continua en un dinamo o corriente alterna en un alternador. El movimiento rotatorio resulta a su vez de una fuente de energía mecánica directa, como puede ser la corriente de un salto de agua, la producida por el viento, o a través de un ciclo termodinámico. En este último caso se calienta un fluido, al que se hace recorrer un circuito en el que mueve un motor o una turbina. El calor de este proceso se obtiene mediante la quema de combustibles fósiles, reacciones nucleares y otros procesos.
La generación de energía eléctrica es una actividad humana básica, ya que está directamente relacionada con los requerimientos actuales del hombre. Todas la formas de utilización de las fuentes de energía, tanto las habituales como las denominadas alternativas o no convencionales, agreden en mayor o menor medida el ambiente, siendo de todos modos la energía eléctrica una de las que causan menor impacto.
La generación de energía eléctrica es una actividad humana básica, ya que está directamente relacionada con los requerimientos actuales del hombre. Todas la formas de utilización de las fuentes de energía, tanto las habituales como las denominadas alternativas o no convencionales, agreden en mayor o menor medida el ambiente, siendo de todos modos la energía eléctrica una de las que causan menor impacto.
La energía eléctrica se crea por el movimiento de los electrones, para que este movimiento sea continuo, tenemos que suministrar electrones por el extremo positivo para dejar que se escapen o salgan por el negativo; para poder conseguir esto, necesitamos mantener un campo eléctrico en el interior del conductor (metal, etc.).Estos aparatos construidos con el fin de crear electricidad se llaman generadores eléctricos. Claro que hay diferentes formas de crearla, eólicamente, hidráulicamente, de forma geotérmica y muchas más.
Energía Eólica
La energía eólica es una forma indirecta de energía solar, ya que son las diferencias de temperaturas y de presiones en la atmósfera, provocadas por la absorción de la radiación solar, las que ponen al viento en movimiento.
El aerogenerador es un generador de corriente eléctrica a partir de la energía cinética del viento. Esta imagen, por ejemplo, corresponde a un campo de aerogeneradores en Pozo Izquierdo, Gran Canaria.
La energía eólica es, en la actualidad, una energía limpia y también la menos costosa de producir, lo que explica el fuerte entusiasmo por esta tecnología.
Existen diferentes tipos de energía eólica:
Energía eólica reciclable: compuesto termoplástico de palas que se fabrican a partir de una resina de cíclicos. Esto permite la producción de alrededor de 19 toneladas de materiales de palas reciclables para turbinas eólicas.
Energía mega eólica: los aerogeneradores más poderosos comenzaron a ser instalados alrededor del año 2004/2005. Un ejemplo podría ser el de 5M Repower con una potencia nominal de salida de 5 megavatios, una producción anual estimada en 17 GWh, una altura del rotor de 120 metros para el modelo terrestre y de 90 metros para el modelo marítimo, con 126 metros de diámetro y una longitud de pala de 61,5 metros. Es sólo un ejemplo, ya que también existen otros modelos de similares características o menos poderosos.
Energía mini eólica: En Japón, por ejemplo, Zephyr Corporation fabrica eólicos de hasta 1,5 kW (12,5 m / s) de potencia, con un peso inferior a 16 kg y con palas de 1,8 m de diámetro. Puede producir 138W. Un dispositivo permite la producción continua de electricidad, incluso con una brisa. El precio es de 2.200 euros (controlador incluido).
Aerogeneradores de eje vertical: Un ejemplo podría ser un aerogenerador para edificios con una potencia de 2,5 kW, 3 metros de altura y 2 metros de ancho. Se puede ajustar a 5 metros de alto en el techo de un edificio y su forma hace que puede utilizar los vientos procedentes de muchas direcciones.
Aerogeneradores de eje horizontal: En la actualidad, son más frecuentes los aerogeneradores de eje horizontal que los de eje vertical.
En la actualidad, el problema de las turbinas eólicas es que no pueden reemplazar por completo a otras fuentes de energía. La solución pasa por una mezcla de diferentes fuentes de energías renovables así como por el aumento de los rendimientos de estas nuevas tecnologías.
Energía de la Biomasa
La energía de la biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e inorgánica formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles o alimentos.[1]
No se considera como energía de la biomasa, aunque podría incluirse en un sentido amplio, la energía contenida en los alimentos suministrados a animales y personas, la cual es convertida en energía en estos organismos en un porcentaje elevado, en el proceso de la respiración celular.
Motor Stirling, capaz de producir electricidad a partir del calor producido en la combustión de la biomasa.
Origen de la energía de la biomasa
Una parte de la energía que llega a la Tierra procedente del Sol es absorbida por las plantas, a través de la fotosíntesis, y convertida en materia orgánica con un mayor contenido energético que las sustancias minerales. De este modo, cada año se producen 2·1011 toneladas de materia orgánica seca, con un contenido de energía equivalente a 68000 millones de tep (toneladas equivalentes de petróleo), que equivale aproximadamente a cinco veces la demanda energética mundial.[2] A pesar de ello, su enorme dispersión hace que sólo se aproveche una mínima parte de la misma. Entre las formas de biomasa más destacables por su aprovechamiento energético destacan los combustibles energéticos (caña de azúcar, remolacha, etc.) y los residuos (agrícolas, forestales, ganaderos, urbanos, lodos de depuradora, etc.)
Biomasa y sus tipos
Se distinguen varios tipos de biomasa, según la procedencia de las sustancias empleadas, como la biomasa vegetal, relacionada con las plantas en general (troncos, ramas, tallos, frutos, restos y residuos vegetales,etc.); y la biomasa animal, obtenida a partir de sustancias de origen animal (grasas, restos, excrementos, etc.).
Otra formas de clasificar los tipos de biomasa se realiza a partir del material empleado como fuente de energía:
Motor Stirling, capaz de producir electricidad a partir del calor producido en la combustión de la biomasa.
Natural
Es aquella que abarca los bosques, árboles, matorrales, plantas de cultivo, etc. Por ejemplo, en las explotaciones forestales se producen una serie de residuos o subproductos, con un alto poder energético, que no sirven para la fabricación de muebles ni papel, como son las hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética.
Fósil
Es aquella que procede de la biomasa obtenida hace millones de años y que ha sufrido grandes procesos de transformación hasta la formación de sustancias de gran contenido energético como el carbón, el petróleo, o el gas natural, etc. No es un tipo de energía renovable, por lo que no se considera como energía de la biomasa, sino que se incluye entre las energías fósiles.
Ventajas
- Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
- Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón...
- Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético
- Ausencia de ruidos exteriores
- Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.
Usos
- Generación de electricidad
- Aprovechamiento directo del calor
- Calefacción y ACS
- Refrigeración por absorción
Ahora que sabes las ventajas y las desventajas de cada energia, ¿tú cual prefieres?
Escrito por:Cecilia Lopez Arriaga (Reportera)
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