Energías Renovables no convencionales

Recursos EducativosDel profesor José Raúl Torres B.

A diferencia de las energías fósiles, las energías renovables se caracterizan porque en sus procesos de transformación y aprovechamiento en energía útil no se consumen ni se agotan en una escala humana.

Entre estas fuentes de energías están: la hidráulica, la solar, la eólica y la de los océanos.

Además, dependiendo de su forma de explotación, también pueden ser catalogadas como renovables la energía proveniente de la biomasa , la energía geotérmica y los biocombustibles.

Las energías renovables suelen clasificarse en convencionales y no convencionales, según sea el grado de desarrollo de las tecnologías para su aprovechamiento y la penetración en los mercados energéticos que presenten.

Dentro de las convencionales, la más importante es la hidráulica a gran escala.

La hidroelectricidad es un recurso energético "limpio" y renovable, cuyo adecuado aprovechamiento tiene un bajo impacto.

La potencia obtenida a través de los recursos hidráulicos depende del volumen de agua que fluye por unidad de tiempo y de la altura de caída de ésta.

Una central hidroeléctrica es un conjunto de obras destinadas a convertir la energía cinética y potencial del agua, en energía utilizable como es la electricidad.

Esta transformación se realiza a través de la acción que el agua ejerce sobre una turbina hidráulica, la que a su vez le entrega movimiento rotatorio a un generador eléctrico.

La energía hidráulica convencional, aquella utilizada para generación eléctrica en grandes centrales conectadas a sistemas eléctricos, es una de las fuentes primarias principales de abastecimiento energético en Chile.

Ventajas de la energía hidráulica

Independiente de su tamaño, la energía hidroeléctrica tiene varios beneficios.

Se considera como energía renovable ya que el ciclo del agua es inagotable.

Es energía limpia, dado que no emite gases que aumenten el efecto invernadero, ni tampoco produce emisiones tóxicas.

Es una energía relativamente barata, considerando bajos costos de explotación.

InconvenientesSin embargo, los proyectos a gran escala pueden tener mayores impactos ya que requieren de mucho espacio.

Además, se pueden generar alteraciones que tienen relación con los hábitats de fauna y flora.

Inconvenientes

Se modifican caudales de los ríos, hay cambios paisajísticos y cambios en el agua tales como temperatura y grado de oxigenación.

Estos potenciales impactos tienen directa relación con el tamaño de las centrales.

La energía eólica es una forma indirecta de la energía solar.

El viento se origina por el desigual calentamiento de la superficie terrestre que por diferencia de temperaturas y presiones atmosféricas ocasiona el movimiento de las masas de aire. La energía cinética del viento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica

La energía eólica, transformada en energía mecánica, históricamente ha sido aprovechada en la molienda y para el bombeo de agua, sin embargo su uso para la generación de electricidad es más reciente.

A mediados de los 80, en respuesta a la crisis del petróleo de la década del 70 y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles, se inicia el desarrollo comercial de la primera generación de turbinas eólicas (50-100 kW).

A mediados de los 90, el tamaño más frecuente de los aerogeneradores es de 500/600 kW, evolucionando rápidamente a turbinas de más de 1 MW de potencia.

En la actualidad, los mayores aerogeneradores en tierra alcanzan 2-3 MW, con torres de más de 100m y diámetros de rotores de 80-100m.Los aerogeneradores comúnmente se instalan en conjunto, conformando los denominados parques eólicos.

Ventajas e impactosSe considera la eólica como energía renovable, ya que tiene su origen en procesos atmosféricos procedentes del sol, una fuente inagotable. No produce emisiones dañinas a la atmósfera, por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático

La energía eólica es compatible con otros usos de suelo, como por ejemplo, la agricultura y la ganadería.

Las instalaciones son fácilmente reversibles.

Los impactos que generan la instalación y operación de aerogeneradores y, en mayor nivel los parques eólicos, dicen relación con la emisión de ruido y el eventual impacto visual.

En los estudios de impacto ambiental también hay que tener en consideración el eventual impacto sobre la avifauna.

Chucao

Una de las características de este recurso es su condición de variabilidad, por cuanto depende de condiciones atmosféricas.

Esto lleva a que se requieran exhaustivas mediciones de viento para una precisa evaluación del potencial energético explotable en el emplazamiento.

Existen varias formas para aprovechar la energía de los mares. Generalmente se distingue entre instalaciones que utilizan el flujo y reflujo de las mareas, las centrales mareomotrices, y otro tipo de centrales que aprovechan el movimiento de las olas.

Prácticamente todas las diferentes tecnologías se encuentran todavía en un estado inicial de investigación y ensayo. No obstante, se considera a los océanos como una de las considerables fuentes de energía del futuro.

La más conocida central mareomotriz comercial genera 24 MW y se encuentra en el río Rance, cerca de Saint-Malo, ubicado en la costa del Océano Atlántico en Francia. Operando desde el año 1966, esta central consiste en una presa de 750 metros de longitud, con un embalse de 22 km2 de superficie.

Central mareomotriz en el rio Rance Francia

Otra tecnología usa molinos parecidos a los aerogeneradores, debajo del agua, aprovechando las corrientes marinas.

Se entiende por biomasa al conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma.

La energía de la biomasa corresponde entonces a toda aquella energía que puede obtenerse de ella, bien sea a través de su quema directa o su procesamiento para conseguir otro tipo de combustible tal como el biogás o los biocombustibles líquidos.

La energía de la biomasa proviene en última instancia del sol.

Mediante la fotosíntesis el reino vegetal absorbe y almacena una parte de la energía solar que llega a la tierra; las células vegetales utilizan la radiación solar para formar sustancias orgánicas a partir de sustancias simples y dióxido de carbono (CO2) presente en el aire.

El reino animal incorpora, transforma y modifica dicha energía. En ambos procesos de transformación se generan subproductos que no tienen valor para la cadena nutritiva o no sirven para la fabricación de productos de mercado, pero que pueden utilizarse como combustible en diferentes aprovechamientos energéticos.

Existen diferentes tipos o fuentes de biomasa que pueden ser utilizados energéticamente, una de las clasificaciones generalmente más aceptada es la siguiente:• Biomasa natural: es la que se encuentra en la naturaleza sin ningún tipo de intervención humana. Los recursos generados por los desechos naturales de un bosque constituyen un ejemplo de este tipo de biomasa.

• Biomasa residual seca: se incluyen en este grupo los productos sólidos no utilizados de las actividades agrícolas y ganaderas, las forestales y de los procesos de las industrias agroalimentarias y de transformación de la madera. Algunos ejemplos de este tipo de biomasa son el estiércol, la paja, el orujo, la madera de podas y raleo, el aserrín, etc.

• Biomasa residual húmeda: son los vertidos denominados biodegradables: las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos principalmente purines. La fermentación de este tipo de biomasa genera un gas (biogás) que se combustiona

• Cultivos energéticos: son cultivos realizados con la finalidad de producir biomasa transformable en biocombustible. Se encuentran en este grupo el maíz, raps, girasol y plantaciones dendroenergéticas.

Los usos de la biomasa en aplicaciones energéticas son principalmente la producción de gas, energía calórica (térmica) y energía eléctrica.

Actualmente la biomasa es utilizada en Chile para producir electricidad e inyectarla a la red, mediante plantas de cogeneración eléctrica que aprovechan los residuos energéticos (licor negro, cortezas), de otros procesos industriales tal como la producción de celulosa

Aplicaciones en Chile de la Energía No Convencional de la Biomasa

Un significativo aporte al uso de las energías renovables no convencionales lo constituye la extracción del biogás desde vertederos de basura. Posteriormente éste es procesado y se utiliza, en forma comercial, como componente del gas de ciudad en Santiago y Valparaíso.

La energía geotérmica corresponde a la energía calórica contenida en el interior de la tierra, que se transmite por conducción térmica hacia la superficie, la cual es un recurso parcialmente renovable y de alta disponibilidad. El conjunto de técnicas utilizadas para la exploración, evaluación y explotación de la energía interna de la tierra se conoce como geotermia.

Hay dos tipos fundamentales de áreas térmicas: hidrotérmicas, que contienen agua a alta presión y temperatura almacenada bajo la corteza de la tierra en una roca permeable cercana a una fuente de calor; y sistemas de roca caliente, formados por capas de roca impermeable que recubren un foco calorífico.

Para aprovechar este último se perfora hasta alcanzarlo, se inyecta agua fría y ésta se utiliza una vez calentada.

En la actualidad los reservorios hidrotérmicos son los más aprovechados para fines energéticos, en particular en generación eléctrica. Los elementos esenciales que determinan su conformación son:Existencia de una fuente de calor no muy profunda y cercana al reservorio.

Esta fuente de calor puede producirse por la actividad volcánica o por la interacción entre dos placas tectónicas.

Presencia de formaciones geológicas permeables que contenga el reservorio.Presencia de estructuras geológicas sobre el yacimiento, que actúen como una capa sello, impermeable, favoreciendo la conservación del calor y la presión del reservorio.

Existencia de un área de recarga hídrica del reservorio, que condiciona la característica renovable del recurso geotérmico.

Los usos medicinales y turísticos es la forma más antigua de aprovechamiento de esta energía. Además, dependiendo de su entalpía, tiene aplicaciones en: calefacción de viviendas, usos agrícolas, piscicultura, usos industriales y generación de electricidad.

Entalpía es una magnitud termodinámica simbolizada con la letra Hmayúscula, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.

Geysers El Tatio, Salar de Atacama.

BiocombustiblesEl biogás es un combustible que se genera mediante una fermentación anaeróbica (ausencia de oxígeno) de desechos orgánicos de origen animal y/o vegetal, y bajo ciertas condiciones de temperatura, humedad y acidez.

La energía solar es una energía renovable, obtenida obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del sol.

En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, pudiendo transformarse en energía eléctrica o térmica.

Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que podrían ayudar a resolver algunos de los problemas más urgentes que afronta la humanidad.

Las diferentes tecnologías solares se pueden clasificar en pasivas o activas según cómo capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores solar térmicos para recolectar la energía.Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la

arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural

Recursos EducativosDel profesor José Raúl Torres B

Material preparado para estudiantes y profesores de educación básica.

Fuente: Ministerio de Energía Gobierno de Chile.Wikipedia.www.monsanto.com

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