La mayoría de los seres humanos nos hemos adaptado a una vida en la que dependemos de una fuente de energía que nos permita vivir de una forma más cómoda. Las principales energías que se utilizaron fueron los combustibles fósiles que posteriormente se descubrió que generaban un fuerte impacto al ambiente. A pesar de las medidas que se tomaron para reducir su impacto, la contaminación que generaban seguía siendo demasiada, por lo que se tuvieron que buscar nuevas fuentes de energía que fueran más amigables con el ambiente. Algunas de ellas son las que se presentan a continuación:
Biomasa
La biomasa es la materia orgánica contenida en productos de origen vegetal y animal (incluyendo los desechos orgánicos) que puede ser capturada y usada como una fuente de energía química almacenada.
La bionergía resulta cuando los combustibles de la biomasa de reciente origen biológico son usados para fines energéticos. Los productos secundarios en estado sólido, líquido y gaseoso son a menudo utilizados como portadores de energía y más tarde empleados para proveer biocalor, bioelectricidad o biocombustibles. Los biocombustibles se refieren específicamente a los combustibles obtenidos de la biomasa y que se usan en elsector transporte. Las especies anuales y perennes que son cultivadas específicamente para la producción de materiales energéticos en forma sólida, líquida o gaseosa son denominadas “plantaciones energéticas”.
En cuanto a sus características generales, la bioenergía tiene ventajas en cuanto a la densidad energética, la cualidad de ser transportable y su no intermitencia porque es por sí misma una forma de almacenamiento de energía, y es completamente despachable ya que pueden utilizarse en el momento en que se le necesite.
El mayor beneficio ambiental derivado del uso de la bioenergía para desplazar a los combustibles fósiles es la reducción en las emisiones de gases de invernadero. Otros beneficios ambientales incluyen la reducción de las emisiones locales, un mejor aprovechamiento de los recursos limitados, mejorar la biodiversidad, y la protección del hábitat natural y de los paisajes.
A pesar de estas ventajas, bajo ciertas circunstancias, el uso de estos combustibles puede tener impactos ambientales negativos, como por ejemplo, la emisión de aldehídos producto del uso del bioetanol. Además algunas cuestiones todavía deben ser resueltas mediante el análisis detallado de ciclos de vida que demuestre si los balances energéticos son positivos para ciertos proyectos.
Energía solar
La radiación solar que se recibe en la superficie terrestre puede convertirse en calor, electricidad o energía mecánica mediante muy diversas tecnologías.
La energía solar es un recurso intermitente astronómica y climatológicamente, su intensidad varía en el transcurso del día debido a la rotación de la Tierra sobre su eje en 24 horas y también a lo largo del año debido a la traslación de la Tierra alrededor del Sol en 365.4 días. La intermitencia climatológica se debe sobre todo a la nubosidad, lo que impide la captación de la luz solar directa, pero permite la difusa.
La energía solar que se recibe en un día en un cuadrado de 28 km de longitud por lado situado en el desierto de Sonora, y cubierto de celdas solares fotovoltaicas de un 10% de eficiencia, satisfaría la demanda promedio diaria actual de energía eléctrica de todo México (550 GWh/día).
Pero no en todo el planeta llega la radiación solar con la misma intensidad, si dividimos al planeta en seis zonas de insolación, casi todo México se encuentra en la segunda zona de mayor insolación. Ver figura.
Eólica
Cuando el viento hace girar grandes aspas conectadas mediante un eje a un generador de electricidad, la energía cinética producida se convierte en energía eléctrica. A este dispositivo se le llama aerogenerador y normalmente va montado sobre una torre.
Los aerogeneradores se clasifican, según la posición del eje de las aspas, en verticales u horizontales y aprovechan la velocidad de los vientos comprendidos entre 5 y 20 metros por segundo. Por debajo de este rango el aerogenerador no funciona y sila velocidad excede el límite superior, el aerogenerador debe pararse para evitar daños a los equipos.
En la mayoría de los países del mundo los aerogeneradores pueden operar sólo un 30% del tiempo, sin embargo, en la región de la Ventosa, México este porcentaje, que define al factor de planta (ver glosario de términos), está entre el
50 y 60%.
La emisión de ruido acústico puede llegar a ser un inconveniente cuando los sistemas eoloeléctricos se instalan cerca de lugares habitados. Esto ha llegado ha representar una limitante en países que tienen poca extensión territorial. Sin embargo para no ocasionar esta molestia de ruido, algunos países han emitido normas ambientales que limitan su cercanía a lugares habitados.
Energía Hidráulica
La forma más común de hidroelectricidad consiste en el aprovechamiento de la energía potencial al embalsar un río, debido a la diferencia de alturas se tiene agua a alta presión que es conducida hacia una turbina hidráulica desarrollando en la misma un movimiento giratorio que acciona un alternador donde se genera una corriente eléctrica.
Todas las plantas hidroeléctricas utilizan el agua pluvial como recurso renovable, sin embargo la construcción de grandes plantas hidroeléctricas, las que tienen una cortina de más de 15 m de altura (WCD, 2000), por lo general generan serios impactos ambientales y sociales debido a la gran superficie que ocupa el embalse y a la necesidad de reubicar a la población desplazada.
Debido a estos inconvenientes ambientales y a los altos costos que implica el mitigar esos impactos la generación con grandes centrales hidroeléctricas es una opción a la que cada vez se recurre menos. En cambio, las pequeñas centrales hidroeléctricas, debido a su menor tamaño, generan menos impactos ambientales y dado a sus beneficios sociales que incluye la prevención de inundaciones, la disponibilidad de agua para riego y uso doméstico, usualmente tienen una mejor aceptación social.
Según su capacidad instalada la generación a pequeña escala se divide en pequeñas centrales hidroeléctricas (mayores a 5 MW y menores a 30 MW), mini hidroeléctricas (entre 1 y 5 MW) y micro hidroeléctricas (menores a 1 MW).
Desde el punto de vista ambiental la generación hidroeléctrica es una de las más limpias, aunque esto no quiere decir que sea totalmente inocua. Entre las ventajas que ofrece este tipo de plantas se encuentran unas mínimas necesidades de mantenimiento y que constituyen una opción viable para sectores aislados. Su costo de generación es bajo.
Geotermica
Se llama energía geotérmica a la energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento delcalor del interior de la Tierra
Los yacimientos de agua caliente pueden formar una fuente o ser subterráneos, contenidos en un acuífero.
Los que forman fuentes, se aprovechan desde tiempos muy antiguos como baños termales. En principio podrían aprovecharse enfriando el agua antes de utilizarla, pero suelen tener caudales relativamente reducidos.
En cuanto a los subterráneos, yacimientos de aguas termales muy calientes a poca o media profundidad, sirven para aprovechar el calor del interior de la tierra. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor. El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable.
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 inyectar 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.
Finalmente hay otros yacimientos en los que el agua sale en forma de vapor. En éstos, el aprovechamiento es directo para obtener energía mecánica mediante una turbina, pero tienen el problema de que es más complicado reinyectar el agua después de condensada, y en el camino habrán difundido en la atmósfera una parte de los gases que acompañan al vapor
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