Se denomina energía
renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente
inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque
son capaces de regenerarse por medios naturales.1
Entre las energías renovables se cuentan la eólica, geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, undimotriz, la biomasa y los biocarburantes.
Energía
alternativa
La
energía eólica, la energía solar y la biomasa son tres fuentes de energía alternativas.
Viviendas
sostenibles alimentadas mediante energía solar fotovoltaica
en el barrio ecológico Solarsiedlung, en Vauban (Friburgo, Alemania).
Un
concepto similar, pero no idéntico es el de las energías alternativas: una energía alternativa, o más
precisamente una fuente de energía alternativa es aquella que puede
suplir a las energías o fuentes
energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o
fundamentalmente por su posibilidad de renovación.
El
consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de
una sociedad. El concepto de "crisis energética" aparece cuando las
fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo
económico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento,
exige también una demanda igualmente creciente de energía. Puesto que las
fuentes de energía fósil y nuclear son finitas, es inevitable que en un
determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema
colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos métodos para obtener
energía: éstas serían las energías alternativas.
Por
otra parte, el empleo de las fuentes de energía actuales tales como el petróleo, gas natural o carbón acarrea consigo problemas como la progresiva contaminación, o el aumento de los gases invernadero.
La
discusión energía alternativa/convencional no es una mera clasificación de las
fuentes de energía, sino que representa un cambio que necesariamente tendrá que
producirse durante este siglo.
De
hecho, el concepto «energía alternativa», es un poco anticuado. Nació hacia los
años 70 del pasado siglo, cuando empezó a tenerse en cuenta la posibilidad de
que las energías tradicionalmente usadas, energías de procedencia fósil, se
agotasen en un plazo más o menos corto (idea especialmente extendida a partir
de la publicación, en 1972, del informe al Club de Roma, Los límites del crecimiento)
y era necesario encontrar alternativas más duraderas. Actualmente ya no se
puede decir que sean una posibilidad alternativa: son una realidad y el uso de
estas energías, por entonces casi quiméricas, se extiende por todo el mundo y
forman parte de los medios de generación de energía normales.
Aun
así es importante reseñar que las energías alternativas, aun siendo renovables,
son limitadas y, como cualquier otro recurso natural tienen un potencial máximo
de explotación, lo que no quiere decir que se puedan agotar. Por tanto, incluso
aunque se pueda realizar una transición a estas nuevas energías de forma suave
y gradual, tampoco van a permitir continuar con el modelo económico actual
basado en el crecimiento perpetuo. Por ello ha surgido el concepto de Desarrollo sostenible.
Dicho modelo se basa en las siguientes premisas:
- El uso de fuentes de energía renovable, ya que las fuentes fósiles actualmente explotadas terminarán agotándose, según los pronósticos actuales, en el transcurso de este siglo XXI.
- El uso de fuentes limpias, abandonando los procesos de combustión convencionales y la fisión nuclear.
- La explotación extensiva de las fuentes de energía, proponiéndose como alternativa el fomento del autoconsumo, que evite en la medida de lo posible la construcción de grandes infraestructuras de generación y distribución de energía eléctrica.
- La disminución de la demanda energética, mediante la mejora del rendimiento de los dispositivos eléctricos (electrodomésticos, lámparas, etc.)
- Reducir o eliminar el consumo energético innecesario. No se trata solo de consumir más eficientemente, sino de consumir menos, es decir, desarrollar una conciencia y una cultura del ahorro energético y condena del despilfarro.
La
producción de energías limpias, alternativas y renovables no es por tanto una
cultura o un intento de mejorar el medio ambiente, sino una necesidad a la que
el ser humano se va a ver abocado, independientemente de nuestra opinión,
gustos o creencias.
Clasificación
Potencial
mundial de las diferentes fuentes de energía.
Las
fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no
contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:
- La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: energía azul.
- El viento: energía eólica.
- El calor de la Tierra: energía geotérmica.
- Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica o hidroeléctrica.
- Los mares y océanos: energía mareomotriz.
- El Sol: energía solar.
- Las olas: energía undimotriz.
Las
contaminantes se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible
(madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás
mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiésel, mediante reacciones de transesterificación y de
los residuos urbanos.
Las
energías de fuentes renovables contaminantes tienen el mismo problema que la
energía producida por combustibles fósiles: en la combustión emiten dióxido de carbono, gas de
efecto invernadero, y a menudo son aún más contaminantes puesto que la combustión
no es tan limpia, emitiendo hollines y otras partículas sólidas. Se
encuadran dentro de las energías renovables porque mientras puedan cultivarse
los vegetales que las producen, no se agotarán. También se consideran más
limpias que sus equivalentes fósiles, porque teóricamente el dióxido de carbono
emitido en la combustión ha sido previamente absorbido al transformarse en materia orgánica mediante fotosíntesis. En realidad no es equivalente la cantidad
absorbida previamente con la emitida en la combustión, porque en los procesos
de siembra, recolección, tratamiento y transformación, también se consume
energía, con sus correspondientes emisiones.
Además,
se puede atrapar gran parte de las emisiones de CO2 para alimentar
cultivos de microalgas/ciertas bacterias y levaduras (potencial fuente de fertilizantes y piensos, sal
(en el caso de las microalgas de agua salobre o salada) y biodiésel/etanol
respectivamente, y medio para la eliminación de hidrocarburos y dioxinas en el caso de las bacterias y levaduras (proteínas
petrolíferas) y el problema de las partículas se resuelve con la gasificación y
la combustión completa (combustión a muy altas temperaturas, en una atmósfera
muy rica en O2) en combinación con medios descontaminantes de
las emisiones como los filtros y precipitadores de partículas (como el
precipitador Cottrel), o como las superficies de carbón activado.
También
se puede obtener energía a partir de los residuos sólidos urbanos
y de los lodos de las centrales
depuradoras y potabilizadoras
de agua. Energía que también es contaminante, pero que también lo sería en gran
medida si no se aprovechase, pues los procesos de pudrición de la materia orgánica se
realizan con emisión de gas natural y de dióxido de carbono.
Tecnologias Alternativas en desarrollo.
Un motor Stirling es un motor térmico operando por compresión y expansión cíclica de aire u otro gas, el llamado fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura tales que se produce una conversión neta de energía calorífica a energía mecánica.1 2 O más específicamente, un motor térmico de ciclo cerrado regenerativo con un fluido gaseoso permanente, donde el ciclo cerrado es definido como un sistema termodinámico en el cual el fluido está permanentemente contenido en el sistema, y regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambio de calor y almacenamiento térmico, conocido como el regenerador. Esta inclusión de un regenerador es lo que diferencia a los motores Stirling de otros motores de ciclo cerrado.
El motor Stirling fue inventado en 1816 por el Reverendo escocés Robert Stirling quien lo concibió como un primer motor diseñado para rivalizar con el motor de vapor, en la práctica su uso se redujo a aplicaciones domésticas por casi un siglo.3 Los motores Stirling tienen una alta eficiencia, si se los compara con los motores de vapor,4
y gran facilidad para ser aplicados a cualquier fuente de calor. Estas
ventajas están haciendo que vuelva a tener interés este tipo de motores,
y su aplicación en sistemas captadores de energías renovables.
Enel video se muestra el fucionamiento de un motor stirling pequeño
Un tutorial en portugues en el que se explica la fabricacion de un motor stirling que genera electricidad.
El motor magnentico es una alternativa que se encuentra en desarrollo ya que la tecnologia quedo abierta al publico muchas personas estan en el intento de fabricar el suyo.
Motor magnetico patentado para general electricidad limpia,
Efecto Peltier
El efecto termoeléctrico es la conversión directa de la diferencia de temperatura a voltaje eléctrico y viceversa. Un dispositivo termoeléctrico crea un voltaje cuando hay una diferencia de temperatura a cada lado. Por el contrario cuando se le aplica un voltaje, crea una diferencia de temperatura (conocido como efecto Peltier). A escala atómica (en especial, portadores de carga), un gradiente de temperatura aplicado provoca portadores cargados en el material, si hay electrones o huecos, para difundir desde el lado caliente al lado frío, similar a un gas clásico que se expande cuando se calienta; por consiguiente, la corriente inducida termalmente.
Este efecto se puede usar para generar electricidad, medir
temperatura, enfriar objetos, o calentarlos o cocinarlos. Porque la
dirección de calentamiento o enfriamiento es determinada por el signo
del voltaje aplicado, dispositivos termoeléctricos producen
controladores de temperatura muy convenientes.
Tradicionalmente, el término efecto termoeléctrico o termoelectricidad abarca tres efectos identificados separadamente, el efecto Seebeck, el efecto Peltier, y el efecto Thomson. En muchos libros de texto, el efecto termoeléctrico puede llamarse efecto Peltier-Seebeck. Esta separación proviene de descubrimientos independientes del físico Francés Jean Charles Athanase Peltier y del físico Estonio-Alemán Thomas Johann Seebeck. El Efecto Joule,
el calor generado cuando se aplica un voltaje a través de un material
resistivo, es fenómeno relacionado, aunque no se denomine generalmente
un efecto termoeléctrico (y se considera usualmente como un mecanismo de
pérdida debido a la no idealidad de los dispositivos termoeléctricos).
Los efectos Peltier-Seebeck y Thomson pueden en principio ser termodinámicamente reversibles, mientras que el calentamiento Joule no lo es.
Este es una demostracion del efecto Peltier.
En conclusión
La tecnología para la producción de energía renovables están
a la puerta es cuestión de investigar y mejorar las que existen, por tanto el
fin de este tema no es que se memoricen los tipos de energías renovables sino
mas aun incentivar a la investigación a la curiosidad de encontrar una solución
adecuada para nuestro medio que se adapte para el mundo entero, no obstante las
mejores ideas salen de los lugares menos esperados, como producto de una chispa
de inspiración la cual no se le ocurrió al mas genio de los genios del mundo,
la creatividad la constancia y el deseo son las herramientas mas valiosas que
se pueden tener y están a disposición de todos.
