Energías alternativas

Combustibles. Fuentes de energía. Energía hidraúlica. Energía eólica. Energía solar. Energía geotérmica. Biomasa. Residuos sólidos urbanos. Mareomotriz. Centrales hidroeléctricas. Turbinas de viento. Paneles solares. Biogás

  • Enviado por: Paula
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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Se denomina energía hidráulica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas.

Se puede transformar a muy diferentes escalas, existiendo 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.

Centrales Hidroeléctricas

'Energías alternativas'
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.

Las turbinas pueden ser de varios tipos, según los tipos de centrales: Pelton (saltos grandes y caudales pequeños), Francis (salto más reducido y mayor caudal), Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande) y de hélice. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas para adecuar el flujo de agua por las turbinas con respecto a la demanda de electricidad. El agua sale por los canales de descarga.

Algunas ventajas e inconvenientes

  • Disponibilidad: Es un recurso inagotable, en tanto en cuanto el ciclo del agua perdure.         

  • "No contamina" (en la proporción que lo hacen el petróleo, carbón, etc.): Nos referimos a que no emite gases "invernadero" ni provoca lluvia ácida, es decir, no contamina la atmósfera, por lo que no hay que emplear costosos métodos que limpien las emisiones de gases.

  • Produce trabajo a la temperatura ambiente: No hay que emplear sistemas de refrigeración o calderas, que consumen energía y, en muchos casos, contaminan, por lo que es más rentable en este aspecto.

El viento es una de las más antiguas fuentes de energía conocidas. Ya en el siglo pasado la energía eólica se utilizaba especialmente para mover molinos, para moler el grano y bombear agua. El aprovechamiento de la energía eólica puede ser muy beneficioso para la economía del país, ya que, no se compraría tanto petróleo.

La palabra eólico deriva del griego EGLO, que era el Dios del viento en la mitología griega. La energía eólica es producida por el viento. La energía eólica no contamina y es inagotable.

Molino

Molino es una máquina que transforma el viento en energía aprovechable. Esta energía proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento.

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Desarrollo

El avance más importante fue la introducción del abanico de aspas, inventado en 1745, que giraba impulsado por el viento. En 1772 se introdujo el aspa con resortes. Este tipo de aspa consiste en unas cerraduras de madera que se controlan de forma manual o automática, a fin de mantener una velocidad de giro constante en caso de vientos variables. Otros avances importantes han sido los frenos hidráulicos para detener el movimiento de las aspas y la utilización de aspas aerodinámicas en forma de hélice, que incrementan el rendimiento de los molinos con vientos débiles.

Turbinas de viento modernas

Las modernas turbinas de viento se mueven por dos procedimientos: el arrastre, en el que el viento empuja las aspas, y la elevación, en el que las aspas se mueven de un modo parecido a las alas de un avión a través de una corriente de aire. Las turbinas que funcionan por elevación giran a más velocidad y son, por su diseño, más eficaces. Las turbinas de viento pueden clasificarse en turbinas de eje horizontal, en las que los ejes principales están paralelos al suelo y turbinas de eje vertical, con los ejes perpendiculares al suelo. Las turbinas de ejes horizontales utilizadas para generar electricidad tienen de una a tres aspas, mientras que las empleadas para bombeo pueden tener muchas más.

El Sol, fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el hombre ha utilizado desde el principio de la Historia, puede satisfacer todas nuestras necesidades, si aprendemos cómo aprovechar la luz que continuamente derrama sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde hace unos cinco mil millones de años, y se calcula que todavía no ha llegado ni a la mitad de su existencia.

¿Qué es la energía solar?

La energía solar es la energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión que llegan a la Tierra a través del espacio.

¿Qué se puede obtener con la energía solar?

 Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad.

El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación.

El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año.

Las «células solares», dispuestas en paneles solares, ya producían electricidad en los primeros satélites espaciales. Actualmente se perfilan como la solución definitiva al problema de la electrificación rural, con clara ventaja sobre otras alternativas, pues, al carecer los paneles de partes móviles, resultan totalmente inalterables al paso del tiempo, no contaminan ni producen ningún ruido en absoluto, no consumen combustible y no necesitan mantenimiento. Además, y aunque con menos rendimiento, funcionan también en días nublados, puesto que captan la luz que se filtra a través de las nubes.

Casita con paneles solares para captar energía solar

La biomasa incluye la madera, plantas de crecimiento rápido, algas cultivadas, restos de animales, etc. Es una fuente de energía procedente, en último lugar, del sol.

La biomasa puede ser usada directamente como combustible. Alrededor de la mitad de la población mundial sigue dependiendo de la biomasa como fuente principal de energía. El problema es que en muchos lugares se está quemando la madera y destruyendo los bosques a un ritmo mayor que el que se reponen, por lo que se están causando graves daños ambientales

También se puede usar la biomasa para preparar combustibles líquidos, como el metanol o el etanol, que luego se usan en los motores.

Otra posibilidad es usar la biomasa para obtener biogás. Esto se hace en depósitos en los que se van acumulando restos orgánicos, residuos de cosechas y otros materiales que pueden descomponerse, en un depósito al que se llama digestor. En ese depósito estos restos fermentan por la acción de los microorganismos y la mezcla de gases producidos se pueden almacenar o transportar para ser usados como combustible.

Biomasa puede ser:
Residuos agrícolas: paja, orujos...
Residuos forestales: ramas finas...
Restos de madera de las industrias forestales: astillas, serrín...
Cultivos energéticos: cardo
Residuos ganaderos: purines y otros excrementos del ganado.

En la actualidad se están haciendo numerosos experimentos con distintos tipos de plantas para aprovechar de la mejor forma posible esta prometedora fuente de energía.

El Biogás

El Biogás es un gas combustible, una mezcla de metano con otras moléculas que se forma en reacciones de descomposición de la materia orgánica (biomasa).  

Se llama energía geotérmica a la que se encuentra en el interior de la tierra en forma de calor, como resultado de:

  • La desintegración de elementos radiactivos.

  • El calor permanente que se originó en los primeros momentos de formación del planeta.

Usos de la energía geotérmica

La energía geotérmica se utiliza para:

  • Balnearios: Aguas termales que tienen aplicaciones para la salud.

  • Calefacción y agua caliente.

  • Electricidad.

  • Extracción de minerales: Se obtienen de los manantiales azufre, sal común, amoniaco, metano y ácido sulfhídrico.

  • Agricultura y acuicultura: Para invernaderos y criaderos de peces.

Algunas 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...

Algunos inconvenientes

  • Emite ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.

  • Emite CO2, con aumento de efecto invernadero.

  • Contamina aguas próximas con sustancias como arsénico, amoniaco, etc.

  • Contaminación térmica.

  • Deteriora el paisaje.

  • No se puede transportar.

  • Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) son los que se originan en la actividad doméstica y comercial de ciudades y pueblos. En los países desarrollados en los que cada vez se usan más envases, papel, y en los que la cultura de "usar y tirar" se ha extendido a todo tipo de bienes de consumo, las cantidades de basura que se generan han ido creciendo hasta llegar a cifras muy altas.

    Composición de los R.S.U

    Los residuos producidos por los habitantes urbanos comprenden basura, muebles y electrodomésticos viejos, embalajes y desperdicios de la actividad comercial etc.

    La basura suele estar compuesta por: 

    • Materia orgánica.- Son los restos procedentes de la limpieza o la preparación de los alimentos junto la comida que sobra. 

    • Papel y cartón.- Periódicos, revistas, publicidad, cajas y embalajes, etc.

    • Plásticos.- Botellas, bolsas, embalajes, platos, vasos y cubiertos desechables, etc.

    • Vidrio.- Botellas, frascos diversos, vajilla rota, etc.

    • Metales.- Latas, botes, etc.

    • Otros

    Recogida y tratamiento de los RSU

    Gestionar adecuadamente los RSU es uno de los mayores problemas de muchos municipios en la actualidad. El tratamiento moderno del tema incluye varias fases: 

    • Recogida selectiva.- Utilizar contenedores y bolsas de distinto color para cada tipo de basura

    • Recogida general.- La basura que no se separa de otra y que va en bolsas normales se deposita en contenedores o en puntos especiales de las calles y se llevan a vertederos.

    • Plantas de selección. En los vertederos más avanzados, antes de tirar la basura general, pasa por una zona de selección en la que, en parte manualmente y en parte con máquinas se le retiran latas (con sistemas magnéticos), cosas voluminosas, etc.

    • Reciclaje y recuperación de materiales.- Se debería reciclar la mayor parte de los R.S.U para no talar tantos árboles o no extraer tantas materias primas para los vidrios

    • Compostaje.- La materia orgánica que se puede usar para abonar suelos, alimentar ganado, construir carreteras, obtener combustibles, etc. Para que se pueda utilizar sin problemas es fundamental que la materia orgánica no llegue contaminada con sustancias tóxicas.

    • Vertido.- Todas las basuras se depositan en vertederos. Aunque se usen buenos sistemas de reciclaje o la incineración, al final siempre quedan restos que deben ser llevados a vertederos. Es importante que los vertederos estén bien construidos. Tienen que impermeabilizar el suelo del vertedero para no contaminar las aguas subterráneas. Y colocar dispositivos de recogida de gases para que no se vayan hacia la ciudad

    • Incineración.- Otras veces se queman las basuras, pero se producen gases contaminantes, algunos peligrosos para los humanos.

    Las mareas, es decir, el movimiento de las aguas del mar, producen una energía que se transforma en electricidad en las centrales mareomotrices. Se aprovecha la energía liberada por el agua de mar en sus movimientos de ascenso y descenso de las mareas (flujo y reflujo). Ésta es una de las nuevas formas de producir energía eléctrica.

    El sistema consiste en guardar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, haciéndola pasar a pasar por las turbinas durante la bajamar. Cuando la marea sube, el nivel del mar es superior al del agua del interior de la ría. Abriendo las compuertas, el agua pasa de un lado a otro del dique, y hacen que también se muevan las turbinas de unos generadores de corrientes que están junto a los conductos por los que circula el agua. Cuando por el contrario, la marea baja, el nivel del mar es inferior al de la ría, porque el movimiento del agua es en sentido contrario que el anterior, pero también se aprovecha para producir electricidad.

    Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable.

    Algunas ventajas:

    • No es contaminante.

    • No hace ruido, es silenciosa

    • Es de bajo coste de materia prima.

    • No concentra población.

    • Esta disponible en cualquier clima y época del año.

    Algunas desventajas:

    • Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero.

    • Localización puntual.

    • Depende de la amplitud de mareas.

    • Trasladar la energía cuesta mucho

    • Efecto negativo sobre la flora y la fauna.

    La primera central Maremotriz

    La primera central mareomotriz fue la de Rance, en Francia, que estuvo funcionando casi dos décadas desde 1967. Consistía en una presa de 720 metros de largo, que creaba una cuenca de 22 Km2.