ENERGÍA HIDRAULICA
La fuerza del agua ha sido utilizada durante mucho tiempo para moler trigo, pero fue con la Revolución Industrial, y especialmente a partir del siglo , cuando comenzó a tener gran importancia con la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía eléctrica. Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. El bajo caudal del verano y otoño, unido a los hielos del invierno hacían necesaria la construcción de grandes presas de contención, por lo que las ruedas hidráulicas fueron sustituidas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.
La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Portabandera Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo AX En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.
A principios de la década de los noventa, las primeras potencias productoras de energía hidroeléctrica eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas.
En todo el mundo, este tipo de energía representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%) y Brasil (96%). La central de Pipita en el río Paran está situada entre Brasil y Paraguay, se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 Mi y es una de las más grandes.
En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados.
Centrales hidroeléctricas
La energía hidroeléctrica es una de las más rentables. El costo inicial de construcción es elevado, pero sus gastos de explotación y mantenimiento son relativamente bajos. Aún así tienen unos condicionantes:
Las condiciones pluviómetros medias del año deben ser favorables
El lugar de emplazamiento está supeditado a las características y configuración del terreno por el que discurre la corriente de agua.
| El funcionamiento básico consiste en aprovechar la energía cinética del agua almacenada, de modo que accione las turbinas hidráulicas.
En el aprovechamiento de la energía hidráulica influyen dos factores: el caudal y la altura del salto para aprovechar mejor el agua llevada por los ríos, se construyen presas para regular el caudal en función de la época del año. La presa sirve también para aumentar el salto.
Otra manera de incrementar la altura del salto es derivando el agua por un canal de pendiente pequeña (menor que la del cauce del río), consiguiendo un desnivel mayor entre el canal y el cauce del río.
El agua del canal o de la presa penetra en la tubería donde se efectúa el salto. Su energía potencial se convierte en energía cinética llegando a las salas de máquinas, que albergan a las turbinas hidráulicas y a los generadores eléctricos. El agua al llegar a la turbina la hace girar sobre su eje, que arrastra en su movimiento al generador eléctrico.
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LA ENERGÍA SOLAR
La energía que constantemente se irradia desde el sol viene de el sol mismo.Tal como otras estrellas, el sol es una gran masa de gases, en su mayoría hidrógeno y helio. Los átomos de hidrógeno en el núcleo del sol se combinan para formar helio y generan energía a través de un proceso llamado fusión nuclear.
Durante la fusión nuclear, la alta presión y temperatura del sol causan que los átomos de hidrógeno se separen, y que sus núcleos se combinen. Cuatro núcleos de hidrógeno se combinan para formar un átomo de helio. El átomo de helio contiene menos masa que los cuatro átomos de hidrógeno que se fusionaron, es por ello que cierta cantidad de masa se pierde durante la fusión nuclear. Esta materia perdida se emite hacia el espacio en forma de energía radiante.
Toma millones de años para que la energía en el núcleo del sol llegue a la superficie solar, y tan solo 8 minutos en recorrer 149 millones de kilómetros hasta la tierra. La energía solar viaja hacia la tierra a una velocidad de 186,000 millas por segundo, la velocidad de la luz.
Sólo una muy pequeña cantidad de la energía que se irradia de desde el sol hasta el espacio llega a la tierra, dos mil millonésimas partes. Aun así esta cantidad de energía es suficiente, la energía solar que llega a la tierra en un sólo día sería suficiente para abastecer a nuestro planeta por un año y medio, esto si la aprovecháramos eficientemente.
Alrededor del 15 % de la energía del sol que llega a la tierra se refleja de regreso al espacio. Un 30% se utiliza para evaporar agua, que al elevarse a la atmósfera produce lluvia. La energía solar también la absorben las plantas y los océanos.
El resto de la energía solar es la que tenemos disponible para cubrir nuestras necesidades energéticas (luz, electricidad, calor, etc).
Los seres humanos han aprovechado la energía solar por siglos. Desde el siglo ., las personas utilizaban lupas magnificadoras para concentrar la luz del sol en rayos tan calientes que podían encender llamas en la madera.
Hace más de 100 años, en Francia, un científico utilizo el calor del sol para producir vapor y echar a andar un motor de vapor.
A principios del siglo pasado, gran cantidad de científicos e ingenieros comenzaron a investigar diferentes maneras para aprovechar la energía solar. Un desarrollo importante fue un calentador solar para agua inventado por Charles ,o norteamericano, en 1936.
El calentamiento de agua con energía solar tuvo popularidad en las regiones del sureste de Estados Unidos desde los años veintes. Fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial que se empezó a crecer la investigación en el campo de la energía solar. Este crecimiento duró hasta mediados de los años cincuenta, cuando el bajo costo del gas natural lo convirtió en el principal combustible para calentar hogares.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía germicida es una energía renovable que aprovecha el calor del subsuelo para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. Aunque es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas, sus efectos son espectaculares de admirar en la naturaleza. Seguro que todos podemos recordar imágenes del volcán Etna en Sicilia en plena erupción, hemos probado alguna vez los efectos relajantes de las aguas termales o bien admirado fumarolas y géiseres, como los del parque de Timanfaya en Lanzarote, por ejemplo.
Se trata de una energía considerada limpia, renovable y altamente eficiente, aplicable tanto en grandes edificios -hospitales, fábricas, oficinas, etc.-, en viviendas e incluso en inmuebles ya construidos.
Suecia fue el primer país europeo en utilizar la energía geotérmica, como consecuencia de la crisis del petróleo de 1979. En otros países como Finlandia, Estados Unidos, Japón, Alemania, Holanda y Francia la geotermia es una energía muy conocida e implantada desde hace décadas.
Las aplicaciones de la geotermia dependen de las características de cada fuente. Los recursos geotérmicos de alta temperatura (superiores a los se aprovechan principalmente para la producción de electricidad. Cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para producir energía eléctrica, sus principales aplicaciones son térmicas en los sectores industrial, servicios y residencial. Así, en el caso de temperaturas por debajo de los puede hacerse un aprovechamiento directo o a través de bomba de calor geotérmica (calefacción y refrigeración). Por último, cuando se trata de recursos de temperaturas muy bajas (por debajo de los , las posibilidades de uso están en la climatización y obtención de agua caliente. Estos niveles de temperatura los tenemos pocos metros debajo de nuestros pies: en España, a 10 metros de profundidad, tenemos unos 17 grados centígrados todo el año debido a la inercia térmica del suelo.
Pero ¿cómo funciona? Ese calor contenido en el subsuelo es empleado mediante el uso de Bombas de Calor Geotérmicas para caldear en invierno, refrigerar en verano y suministrar agua caliente sanitaria. Por tanto, cede o extrae calor de la tierra, según queramos obtener refrigeración o calefacción, a través de un conjunto de colectores (paneles) enterrados en el subsuelo por los que circula una solución de agua con glicol.
Aunque en principio pueda sorprender, encontramos ejemplos de aplicación de la geotermia incluso en las ciudades, con iniciativas innovadoras y eficientes. Uno de los casos es el de la estación de Pacífico de Metro de Madrid, que será la primera de toda la red de metro capaz de generar su propia energía para la climatización de sus instalaciones a través de un sistema de geotermia. Gracias a ello, esta instalación ahorrará hasta un 75% de energía y reducirá en un 50% sus emisiones de . Este proyecto puede marcar una tendencia en el suministro energético de Metro y podría implantarse progresivamente en el resto de la red.
ENERGÍA BIOMASA
La biomasa es una de las fuentes de energía renovable de más rápido crecimiento. Pero, ¿qué es exactamente la biomasa? ¿Cómo se usa? ¿Y qué posibilidades hay de que reemplace al petróleo, al gas natural y al carbón, de los que dependemos tanto?
En el nombre biomasa está su significado: material biológico (en su mayoría plantas en este caso) en grandes cantidades (masa). El combustible de biomasa utiliza la energía de las plantas y la convierte de manera que se pueda usar para generar energía o para alimentar un automóvil.
Éste es el procedimiento. Durante la fotosíntesis, las plantas generan carbohidratos: azúcares y almidones. Los carbohidratos son compuestos orgánicos provenientes del carbono y del hidrógeno. Estos compuestos almacenan energía en los enlaces que los mantienen unidos. Esta energía almacenada se libera cuando las plantas se comen o, lo que es más importante en este caso, cuando se queman. El oxígeno del aire se combina con el carbono de las plantas y libera energía, agua y dióxido de carbono . La energía se usa para hervir agua y transformarla en vapor. El vapor pone en funcionamiento las turbinas que generan electricidad.
Existe otra manera de liberar la energía de las plantas. El proceso de fermentación convierte los azúcares de las plantas en alcohol. Luego ese alcohol, en forma de líquido o gas, puede ser quemado para liberar energía. El combustible de la biomasa obtenido de esta forma se denomina biocombustible.
Lo mejor de la biomasa es que como proviene de las plantas se renueva con facilidad; las plantas crecen y vuelven a crecer. Los usos potenciales de la biomasa son muchos. Como las plantas utilizan los mismos componentes fundamentales de hidrógeno y carbono que los combustibles fósiles, la biomasa puede reemplazar al petróleo como sustancia principal de lo que denominamos productos químicos básicos. Existen productos químicos que se usan para fabricar productos comunes como plásticos, pinturas y adhesivos. En este momento, sin embargo, la biomasa sigue siendo un recurso renovable sin explotar.
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
Como su nombre sugiere, la . Para obtener energía mareomotriz se colocan partes móviles en las mareas además de mecanismos de canalización y depósito, lo que da como resultado el movimiento de un eje.
Acoplando un alternador, es posible generar energía eléctrica a partir de la energía mareomotriz. Por lo tanto, la energía mareomotriz es un tipo de energía renovable limpia.
Obviamente su fuente no se agota y además como ya dijimos es un proceso no contaminante ya que no produce subrproductos contaminantes. Debido al elevado costo tanto económico como ambiental de la instalación de los dispositivos, esta energía no es de las más explotadas actualmente.
Hubo un caso famoso en el que la energía mareomotriz estuvo presente y fue en La Rance, Francia, en 1967. En el del río Rance fue instalada un central eléctrica que usaba energía mareomotriz. Comparada con una centra eléctrica común, el coste de los
fue menor, además no había emisiones de ni se consumían combustibles fósiles, y obviamente no presentaba el peligro de la centrales nucleares. Pero hubo problemas, incluyendo aterramiento del río, cambios en el nivel de sal del estuario y cambio en el ecosistema de la zona.
Esto nos demuestra que la para la , se debe estudiar muy bien el lugar en el que será explotada. Hay que tomar en cuenta muchas cosas, como por ejemplo el tipo de ecosistema del lugar, el estado del , las actividades que se realizan en la zona y comprobar que no tendrá un impacto negativo a largo plazo. Usemos bien la energía mareomotriz.
ENERGÍA EÓLICA
La e pertenece al conjunto de las o también denominadas energías alternativas. La energía eólica es el tipo de energía renovable más extendida a nivel internacional por potencia instalada y por energía generada
La energía eólica procede de la (energía solar), ya que son los cambios de presiones y de temperaturas en la atmósfera los que hacen que el aire se ponga en movimiento, provocando el viento, que los aerogeneradores aprovechan para producir energía eléctrica a través del movimiento de sus palas (energía cinética).
La energía eólica se ha utilizado históricamente para tareas mecánicas que requerían de mucho esfuerzo físico, como era moler grano o elevar agua de pozos. En estos casos la energía final que se usaba era la energía mecánica, sin embargo, con el paso de los años el objetivo que se buscaba era el de producir energía eléctrica a partir del viento.
La generación de energía eléctrica a partir de energía eólica tuvo lugar en Dinamarca hacia 1890, cuando se realizaron los primeros experimentos con aerogeneradores, llegando a producir hasta 200 profesor La
Desde el año 1995 hasta nuestros días hemos visto crecer exponencialmente la energía eólica en todo el mundo, destacando los países como España, Dinamarca, Holanda y Alemania.
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