Otro giro del caleidoscopio 88º jueves 6 de diciembre de 2012 Energías limpias

Por Andrea Libera

Energía geotérmica
La energía geotérmica es una fuente de energía renovable que aprovecha el calor que existe en el subsuelo de nuestro planeta. Sus principales aplicaciones se dan en nuestra vida cotidiana: climatizar y obtener agua caliente sanitaria de manera ecológica tanto en grandes edificios (oficinas, fábricas, hospitales, etc.) como en viviendas.
Los recursos geotérmicos de alta temperatura (más de 100-150º C) se utilizan para generar energía eléctrica, mientras que aquellos con temperaturas menores son óptimos para los sectores industrial, servicios y residencial.
Usos
Para determinar su aprovechamiento energético, hay que diferenciar entre energía geotérmica de altas temperaturas y bajas temperaturas. Su diferencia radica en la profundidad terrestre en la que se encuentra cada una de ellas y en su temperatura: en el primer caso, las altas temperaturas se encuentran a unos tres o cuatro kilómetros bajo tierra; y en el segundo caso, se halla en las capas terrestres más superficiales. La diversidad de temperaturas de los recursos geotérmicos permite un gran número de posibilidades de utilización:
- Alta temperatura: más de 150 ºC. Permite transformar directamente el vapor de agua en energía eléctrica.
- Media temperatura: entre 90 y 150 ºC. Se va a poder producir energía eléctrica utilizando un fluido de intercambio, que es el que alimenta a las centrales.
- Baja temperatura: entre 30 y 90 ºC. Su contenido en calor es insuficiente para producir energía eléctrica, pero es adecuado para calefacción de edificios y en determinados procesos industriales y agrícolas.
- Muy baja temperatura: menos de 30 ºC. Puede ser utilizada para obtener agua caliente, para calefacción y climatización. En este caso se necesita emplear bombas de calor. La planta geotérmica de Nesjavellir en Islandia es un buen ejemplo de cómo el calor de la tierra es aprovechado para cubrir las necesidades de agua caliente del área metropolitana del Gran Reykjavík. En España, también encontramos multitud de ejemplos de edificios en diferentes Comunidades Autónomas donde se utiliza la energía geotérmica para aplicaciones como suelo radiante o climatización. Este tipo de energía representa, sin duda, una respuesta local, ecológica y eficiente para reducir costes energéticos .
La primera red moderna de calefacción urbana alimentada por energía
geotérmica se instaló en Reikjavik, Islandia, en 1930. Desde entonces,
redes de calefacción que utilizan la energía geotérmica se encuentran
en funcionamiento en Francia, Italia, Hungría, Rumanía, Rusia,
Turquía, Georgia, China, Estado Unidos y la propia Islandia, donde,
hoy en día, el 95% de los habitantes de la isla tienen calefacción por
medio de una red de 700 km de tuberías aisladas que transportan
agua caliente. Como señala el Instituto para la Diversificacion y Ahorro de la Energía (IDAE), los avances tecnológicos actuales en equipos y las mejoras en la prospección y perforación permiten a la geotermia producir electricidad a partir de recursos geotérmicos de temperaturas muy inferiores a las que se precisaban años atrás, lo que añade un gran potencial de futuro para esta energía limpia que nos ofrece la Tierra
Desventajas
La principal desventaja de la energía geotérmica es precisamente su propia naturaleza: al ser necesario extraerla del subsuelo, las primeras fases del proceso son largas y costosas.
Además, no es posible explotar esta fuente de energía en todas partes, hay que identificar primero que el lugar es el idóneo.
La energía geotérmica tiene múltiples aplicaciones desde tiempos antiguos como los usos medicinales y como atractivo turístico, además del tradicional aprovechamiento de esta energía para la climatización de edificios. Sin embargo, para su obtención, es necesario realizar estudios previos, requiere de una maquinaria específica y de importantes inversiones en la fase inicial del proyecto. Además, otras desventajas de la energía geotérmica son las siguientes:
• Emisiones tóxicas. En caso de accidente o fuga se puede liberar ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. En esos casos también habría cierto riesgo de que sustancias tóxicas, como arsénico, amoníaco, etc., se liberen y contaminen aguas próximas. • En ocasiones pueden producirse emisiones de CO2, con el consiguiente aumento del efecto invernadero. Sin embargo sería inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión. Por lo tanto, el balance es positivo. • Existe riesgo de contaminación térmica.
• Impacto medioambiental. Para poder explotar este tipo de energía es necesario perforar la superficie terrestre con el consecuente deterioro del paisaje.
• Explotación únicamente local. No se puede transportar, ha de consumirse en el mismo lugar de donde procede.
• Limitada disponibilidad. Sólo está disponible en determinados lugares, ya que las características del suelo (inestabilidad, dureza de las rocas, etc.) pueden desaconsejar su desarrollo.
En realidad, solo una pequeña fracción de nuestros recursos geotérmicos está siendo explotada hoy en día. Podrían ser aprovechados muchos más, si mejorase la tecnología disponible. Debido a la inversión económica inicial para extraerla, la energía geotérmica es rentable solo a largo plazo, aunque a su favor cuenta el bajo mantenimiento requerido

ENERGÍA EÓLICA
INTRODUCCIÓN
La energía eólica es una fuente de energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar electricidad. El principal medio para obtenerla son los aerogeneradores, “molinos de viento” de tamaño variable que transforman con sus aspas la energía cinética del viento en energía mecánica. La energía del viento puede obtenerse instalando los aerogeneradores tanto en suelo firme como en el suelo marino
Los vientos distribuyen anualmente entre 2,5 y 5x 1015 Kwh, una cantidad enorme de energía pero muy difícilmente recuperable ya que se presenta en forma muy diluida.
Las características que definen a este tipo de energía las podemos sintetizar de la siguiente manera:
Diluida Gratuita
Aleatoria Limpia
Incontrolable Inagotable
Las perspectivas surgidas a principio de los años´80 distan en gran medida de las concreciones surgidas a los años posteriores y en especial en los primeros años de la del´90.
En aquellos años se privilegiaba su utilización aislada (individual) como alternativa casi excluyente, posteriormente y a partir de legislaciones energéticas más liberales surgía la perspectiva interesante de la generación integrada con la red eléctrica convencional (parques eólicos) .
Asimismo se determina que el proyecto óptimo de generación para poblaciones aisladas donde no lleguen líneas, estaría en el orden de los 100 a 200 Kw.

BREVE HISTORIA DE LOS AEROGENERADORES

Fechas destacables

Siglo V: surgen los primeros aeromotores en Asia, máquinas de eje vertical llamadas Panemonas y también en algunas islas griegas.
El principio de funcionamiento era el mismo que en la actualidad, si bien la tecnología era totalmente distinta, transformaban la energía del viento en energía para bombeo de agua o molienda de granos.
Siglo VII (d.C.): en Europa aparecen los primeros molinos cuya tecnología evolucionaría hasta nuestros días dando lugar a los clásicos molinos holandeses o a los aeromotores para bombear agua, luego de la invención de la rueda multipala inventada por los norteamericanos en 1870 (Windmills).
En 1802 se pensó por primera vez en la transformación de la energía eólica en energía eléctrica.
Lord Kelvin trató de asociar el generador eléctrico a un aeromotor, pero hubo que esperar hasta 1850 al advenimiento de la dínamo para que viera a luz lo que hoy conocemos como aerogeneradores.
Se producen a partir de aquí avances notables por las investigaciones llevadas a cabo en el campo de la aerodinámica para la aeronáutica y que fueron trasladadas a los perfiles alares de los aerogeneradores. Hasta 1961 se consiguieron progresos apreciables en los mismos.
Muchos estudios desembocaron en realizaciones de grandes máquinas de entre 100 y 1000 Kw. Desafortunadamente en esta época el bajo precio del petróleo, había puesto el Kw producido por energía térmica a un nivel de competencia inaccesible para la energía eólica.
Como consecuencia de ello la mayoría de las máquinas fueron desmontadas y vendidas como chatarra.
A partir de 1973 debido a la crisis petrolera, el proceso se revierte y se impulsan programas de estudios y fabricación de aerogeneradores en los países desarrollados, en especial en EE.UU., Suecia, Dinamarca, Francia, Alemania y Holanda. Proceso que no se ha detenido y sigue desarrollándose y extendiéndose hasta la actualidad.


CLASIFICACIÓN GENERAL DE LAS MÁQUINAS EÓLICAS O AEROMOTORES


Paralelo a la dirección del viento
· Eje horizontal
Perpendicular a la dirección del viento



Savonius
· Eje vertical Darrieus (1931)
Derivados de las máquinas de palas batientes

· Por desplazamiento de un móvil

Sistemas estáticos de recuperación de energía eólica.
VARIACIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR EXTRATERRESTRE

La energía solar es una fuente de energía renovable que se obtiene del sol y con la que se pueden generar calor y electricidad. Existen varias maneras de recoger y aprovechar los rayos del sol para generar energía que dan lugar a los distintos tipos de energía solar: la fotovoltaica (que transforma los rayos en electricidad mediante el uso de paneles solares), la
fototérmica (que aprovecha el calor a través de los colectores solares) y termoeléctrica (transforma el calor en energía eléctrica de forma indirecta)
Aun en condiciones ideales de cielo despejado solo parte de esta radiación solar
llega a la superficie del planeta. La absorción de la radiación solar se realiza en parte por el ozono, que se produce por la acción de los rayos ultravioleta en el espectro lejano y medio(0,29µm), de descargas eléctricas de radiactividad.
Este ozono tiene la particularidad entonces de absorber casi la totalidad de las radiaciones ultravioletas de longitud de onda inferior a(0,35µm), por lo tanto este gas impide la llegada de dichos rayos a la superficie terrestre, si esto no ocurriera tendrían un efecto nocivo para los seres vivos.
El fenómeno de atenuación en la atmósfera es distinto para cada zona del planeta ya que la distancia recorrida por los rayos dentro de la atmósfera no es la misma .
Al atravesar la atmósfera, una gran parte de esta radiación queda absorbida, por lo que la superficie terrestre al nivel del mar en un día claro recibe entre 0,855 y 1,00 Kw/m2 de energía directa de radiación.
La duración de la radiación y la intensidad de la radiación dependen localmente también de:
- la estación del año,
- de las condiciones del tiempo,
- de la situación geográfica,
- del ángulo de incidencia
En la mayoría de los países hace ya muchos años que se hacen mediciones de la duración de la radiación y la intensidad de radiación. Para los cálculos heliotécnicos se dispone de datos medios para cada hora del día y para cada mes del año, determinados por medio de observaciones realizadas durante un periodo de años. Se determinan también las cifras correspondientes a superficies horizontales y verticales con distintas orientaciones. Gracias a estos datos es posible obtener los valores de la potencia de la radiación para cualquier hora del día. En la Argentina la Fuerza Aérea a través de la Comisión Nacional de Investigaciones Espaciales mediante 46 estaciones de medición registró los datos de insolación.


Energía hidráulica

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Se denomina energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía, 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.
Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen 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 presas, 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 del mar, 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.
Central hidroeléctrica.
Dichas 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.
* Es una energía inagotable.
* Es ecológica.
* Debido al ciclo del agua su disponibilidad es inagotable.
* Es una energía totalmente limpia, no emite gases, no produce emisiones tóxicas, y no causa ningún tipo de lluvia ácida.
* Permite el almacenamiento de agua para abastecer fácilmente a actividades recreativas o sistemas de riego.
* Se pueden regular los controles de flujo en caso de que haya riesgo de una inundación.
Ventajas económicas
La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación parcial de los costes de combustible. El coste 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 más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 100 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante su operación normal.
Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Muy poco 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.

Presa de las Tres Gargantas (en el curso del río Yangtsé en China), la planta hidroeléctrica más grande del mundo. Generará una potencia de 22.5 GW, pero habrá afectado a más de 1.900.000 personas e inundado 630 km².
Inconvenientes
* 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 podría significar pérdida de tierras fértiles, dependiendo del lugar donde se construyan;
* 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. Por ejemplo, estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamérica han reducido las poblaciones de trucha septentrional común que necesitan migrar a ciertos locales para reproducirse. Hay bastantes estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es la invención de un tipo de escalera para los peces;
* Cambia los ecosistemas en el río aguas abajo. El agua que sale de las turbinas no tiene prácticamente sedimento. Esto puede resultar en la erosión de las márgenes de los ríos.
* Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar drásticamente causando una dramática alteración en los ecosistemas.

Medidas de mitigación
A lo largo de la segunda mitad del siglo XX se ha visto crecer en forma importante la conciencia ambiental, de la gente, de los gobiernos y de las instituciones internacionales de crédito, que son en última instancia quienes financian los grandes proyectos hidroeléctricos.
Actualmente las medidas de mitigación ambiental forman parte integrante de todos los proyectos financiados por instituciones de crédito multilaterales, y los costos de las medidas de mitigación son incluidos en el costo del proyecto.

La energía mareomotriz se produce gracias al movimiento generado por las mareas, esta energía es aprovechada por turbinas, las cuales a su vez mueven la mecánica de un alternador que genera energía eléctrica, finalmente este último esta conectado con una central en tierra que distribuye la energía hacia la comunidad y las industrias.
Al no consumir elementos fósiles ni tampoco producir gases que ayudan al efecto invernadero. Se le considera una energía limpia y renovable. Dentro de sus ventajas el ser predecible y tener un suministro seguro con potencial que no varia de forma trascendental anualmente, solo se limita a los ciclos de marea y corrientes.
La instalación de este tipo de energía se realiza en ríos profundos, desembocaduras (estuarios) de rió hacia el océano y debajo de este ultimo aprovechando las corrientes marinas
Las Mareas
Participante de este efecto son el sol, la luna y la tierra.Siendo la mas importante en esta acción la luna, por su cercanía.
La luna y la Tierra ejercen una fuerza que atrae a los cuerpos hacia ellas: esta fuerza de gravedad hace que la Luna y la Tierra se atraigan mutuamente y permanezcan unidas. Como la fuerza de gravedad es mayor cuanto más cerca se encuentren las masas, la fuerza de atracción que ejerce la Luna sobre la Tierra es más fuerte en las zonas más cercanas que en las que están más lejos.
Esta desigual atracción que produce la Luna sobre la Tierra es la que provoca las Mareas en el mar. Como la Tierra es sólida, la atracción de la Luna afecta más a las aguas que a los continentes, y por ello son las aguas las que sufren variaciones notorias de acuerdo a la cercanía de la Luna.
En la Actualidad año 2009 y 2010 se ha presentado distintas opciones en modelos ya comerciales para la generación de la energía, hay que indicar que después de los daños ambientales producidos en la central mareomotriz La Rance en Francia construida en 1967 los especialistas en los modelos actuales, han minimizado el impacto sobre la vida marina para no repetir los errores de La Rance. Un ejemplo que se repite es la baja velocidad en que se mueven las turbinas, tal como las puertas giratorias que podemos encontrar en los hoteles o centros comerciales esta baja velocidad no significa que no generen potencia la densidad del agua es mucho mayor que cualquier otro tipo de energía en condiciones optimas.
También existen otras soluciones que están asociadas al aprovechamiento energético marino como:
-La energía maremotérmica : la podemos encontrar en zonas tropicales se obtiene por la diferencia de temperaturas entra las aguas profundas y las cercanas a la superficie marina.
-La energía undimotriz : es la que obtenemos gracias al movimiento de las olas.

-La energía azul: es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río.