En este tercer post, seguiremos hablando de recursos energéticos. Esta vez, dejamos de lado las energías obtenidas de combustibles fósiles (Carbón, petróleo, gas....), para pasar a hablar de energías alternativas. Actualmente, del petróleo obtenemos el 37% de la energía total que consumimos, pero, como sabemos, se trata de un recurso que tarde o temprano se va a terminar. Y además, no dentro de muchos años. Por eso, es necesario que investiguemos nuevas formas, nuevas alternativas para obtener energía. De eso es de lo que trata este post.
¿qué son las energías alternativas?
Las energías alternativas son aquellas fuentes de energía que se ofrecen como alternativa a las tradicionales o clásicas. Podría decirse que se trata de energías alternativas las fuentes de energía que no implican la quema de combustibles fósiles como el petróleo. Se trata de fuentes de energía que en teoría no se agotarían con el paso del tiempo.
Son fuentes de abastecimiento que respetan el medio ambiente. Lo que no significa que no ocasionen efectos negativos sobre el entorno, pero éstos son infinitamente menores si los comparamos con los impactos ambientales de las energías convencionales y además son casi siempre reversibles.
VENTAJAS
Como ventajas medioambientales importantes podemos destacar la no emisión de gases contaminantes como los resultantes de la combustión de combustibles fósiles, responsables del calentamiento global del planeta (CO2) y de la lluvia ácida (SO2) y la no generación de residuos peligrosos de difícil tratamiento y que suponen durante generaciones una amenaza para el medio ambiente como los residuos radiactivos relacionados con el uso de la energía nuclear (Que hasta ahora se ha considerado renovable, pero se ha considerado que el Uranio, al igual que el petróleo, tendrá un final por lo que se trata también de una energía no renovable)
Otra ventaja puede ser que al generar recursos por si misma, las energías alternativas contribuyen al autoabastecimiento. Desarrolla la industria y la economía de la región en la que se instala y genera gran cantidad de puestos de trabajo, los que se prevén en un aumento.
Su DESVENTAJA principal puede ser la inversión inicial, la que supone un gran movimiento de dinero y que muchas veces le hace parecer no rentable.
Algunas de estas energías alternativas son:
- Eólica: producida por el movimiento del viento.
- Solar : utiliza la radiación solar.
- Geotérmica : Uso del agua que surge bajo presión desde el subsuelo.
- Biomasa: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos.
- Hidráulica: Derivada de la evaporación del agua.
- Mareomortriz: Derivada de las corrientes marítimas.
Ahora vamos a analizar brevemente estas energías alternativas expuestas conocidas por todos, y posteriormente estudiaremos otras energías alternativas menos conocidas pero también es muy importante que las analicemos, ya que pueden resultar muy interesantes para el futuro.
Energía geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Característica en las zonas activas de la corteza terrestre y está ligada a una fuente de calor magmática, que se encuentra a varios kilómetros de profundidad en tierras volcánicas. Este agua caliente puede ser aprovechado en una central geotérmica para hacer mover agua a distintas temperaturas. Este agua a su vez, mueve una turbina la cual genera electricidad.
Energía solar
La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol. Es como ya hemos dicho un tipo de energía renovable y respetuosa con el medio ambiente. Existen dos grandes tipos de energía solar:
-La energía solar térmica aprovecha la energía del sol para producir calor, que puede aprovecharse para calentar agua destinada al consumo doméstico, o para la producción de energía mecánica y, a partir de ella, electricidad.
-La energía solar fotovoltaica es la que se basa en la captación de energía solar y transformarla en energía eléctrica mediante el llamado "efecto fotovoltaico". Esto es lo que llevan a cabo las células fotovoltaicas cuyo material (normalmente silicio) absorbe la luz del sol y transforma esta energía radiante en energía eléctrica.
Energía biomasa
La biomasa es del conjunto de la materia orgánica, tanto de origen animal como vegetal, que puede ser utilizada con fines energéticos.
Obviamente se trata de una fuente de energía renovable.
La biomasa obtiene su energía del sol. Las plantas acumulan la energía del sol en sus hojas y en sus raíces. Cuando comemos biomasa usamos su energía para movernos y para crecer. Cuando quemamos la biomasa, usamos la energía para generar calor.
También podemos transformar la energía de la biomasa en gas y en combustible líquido.
Algunas de las ventajas que presenta la biomasa pueden ser que disminuye las emisiones de azufre, que presenta un ciclo neutro de CO2 (Sin contribución al efecto invernadero),aprovechamiento de residuos agrícolas, posibilidad de utilizar tierras de barbecho con cultivos energéticos, mejora la socioeconomía de las areas rurales...
USOS DE BIOMASA
- Se puede usar la biomasa para preparar combustibles líquidos, como el biodiesel o el bioetanol (como veremos posteriormente), 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.
- Y por último, la biomasa puede ser usada directamente como combustible: Quemar la biomasa para obtener calor con el que abastecer directamente las necesidades de una industria o de viviendas, o bien producir electricidad en una central térmica es la forma más habitual de obtener energía a partir de la biomasa.
Energía hidráulica
La energía hidráulica es una energía limpia, y autosuficiente, es la que se obtiene del aprovechamiento del movimiento del agua. En otras palabras, es la transformación de la energía potencial y cinética de un curso de agua en energía eléctrica. Esta obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad.
Energía mareomotriz
El Mar es una enorme reserva energética, por ocupar gran parte de la superficie del planeta. La energía de las mareas puede emplearse para producir electricidad.
Dentro de la energía mareomotriz podemos distinguir dos tipos:
Dentro de la energía mareomotriz podemos distinguir dos tipos:
- Este sistema consiste en que cuando a marea asciende, el agua pasa a un dique y queda retenida tras él. Cuando la marea desciende, el agua atrapada se libera, atraviesa el dique y mueve las turbinas. Estas plantas de energía mareomotriz desarrollan su máxima eficiencia cuando la diferencia entre las mareas alta y baja es grande.
- Otro sistema se basa en el movimiento de las olas: el movimiento oscilante de las olas. Este movimiento hace girar unos cilindros, que tras hacer girar un generador, se obtiene energía eléctrica.
OTRAS ENERGÍAS ALTERNATIVAS
-Energia alternativa a partir de excrementos, basura y aguas residuales
En el caso de la energía eólica han empezado a surgir diseños de aerogeneradores que no requieren de una estructura de soporte tan costosa. Ahora investigadores de la Universidad de Cornell están desarrollando un método para aprovechar la energía del viento mediante vibraciones.
Su prototipo inicial consta de pequeñas piezas que al entrar en contacto con las corrientes de aire estas las hacen vibrar. El secreto radica en el uso de transductores piezoeléctricos de cerámica o polímero y que al verse sometidos a estrés transmiten electrones. Es de esta manera que se hace la conversión de energía mecánica a eléctrica.
-Logran imitar la fotosintesis de las plantas para generar electricidad
Uno de los sueños más grandes de los ingenieros y científicos que participan en la investigación de la energía solar, o incluso de las energías renovables en general, es el de emular a las plantas. Los vegetales son capaces de obtener energía del sol con una eficiencia incomparable en la tecnología humana, por ello todos apuntan a conseguir imitar a las hojas de las plantas con los paneles solares.
Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts, han logrado imitar, con un panel solar del tamaño de una carta de poker, el proceso de la fotosíntesis, mediante el cual las plantas convierten la luz solar y el agua en energía.
“Creemos que lo hemos logrado. La hoja artificial muestra promesas particulares como una fuente de energía barata para los hogares de los países en vías de desarrollo" decían los científicos.
El dispositivo fue construido con silicio, sustancias químicas que aceleran las reacciones químicas. Se coloca en unos tres litros de agua a la luz del sol y puede producir suficiente electricidad para alimentar a un hogar pequeño durante un día. Lo hace dividiendo el agua en sus dos componentes, hidrógeno y oxígeno. Estos dos componentes se almacenan en una célula de energía, que luego los usa para producir electricidad.
Realmente si este invento se vuelve comercial, será revolucionario.
-Hiedra solar
Se trata de unas hojas flexibles que actúan como los paneles solares, aunque considerablemente más pequeñas, versátiles, y estéticas.
Están disponibles en diversos colores y van instaladas sobre una malla metálica de cable de acero inoxidable, en la que se pueden disponer cientos de ellas en la densidad y con la distribución que se prefiera.
-Piezoelectricidad
La piezoelectricidad es la capacidad de algunos materiales de generar un campo eléctrico en respuesta al estrés mecánico. Mediante la colocación de baldosas hechas a base de materiales Piezoeléctricos a lo largo de rutas más transitadas por los humanos o también incorporados a las suelas de nuestros zapatos, se podría generar electricidad a medida que caminamos. De este modo podríamos convertir a los humanos en plantas eléctricas andantes.
-Electricidad mezclando agua salada con agua dulce
Simplemente utilizando lo que la naturaleza nos ofrece: agua, los científicos de la Universidad de Stanford han desarrollado una manera efectiva de generar electricidad de forma natural y sin contaminar. Estos científicos han desarrollado un sistema que genera electricidad a partir de electrodos y una combinación de agua dulce y salada
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| Mezcla de agua salada con agua dulce |
El proceso implica la utilización de los iones que se encuentran naturalmente en el agua salada, así como los generados por electrodos sumergidos en agua. Este hecho se lleva a cabo cuando el agua dulce entra en contacto con el agua salada. El agua salada, que contiene naturalmente, hasta 100 veces más iones que el agua dulce, aumenta la tensión causando una ganancia neta de la electricidad. Esta electricidad es capturada y almacenada en baterías de gran tamaño.
Las ubicaciones óptimas para estos generadores de energía sería a lo largo de las desembocaduras de ríos, donde el agua dulce natural se mezcla con agua salada, ya que desemboca en el mar. Según los cálculos del equipo, si todos los ríos en el mundo fuera a estar equipados con estos generadores de energía , la energía producida representaría el 13 por ciento del consumo actual de energía global del mundo.
-Energía a patadas
Lo último en energía verde se llama soccket, y es a la vez un balón de fútbol y una fuente de energía renovable.La original pelota, desarrollada por estudiantes de ingeniería de la Universidad de Harvard, captura la energía que genera una patada o un golpe de cabeza en el balón y la almacena para su uso posterior. Soccket, que pesa aproximadamente 150 gramos más que un balón de fútbol normal, recoge suficiente energía en quince minutos de partido para iluminar una lámpara LED durante aproximadamente tres horas. La energía obtenida también puede utilizarse para recargar teléfonos móviles....
Con esta iniciativa, los jóvenes ingenieros pretenden reemplazar las lámparas de queroseno que se usan habitualmente para la iluminación doméstica en los hogares y empresas de las regiones más pobres de África, donde el 95% de la población no tiene acceso a la electricidad. Además de ser una fuente de energía cara, el queroseno es peligroso (inflamable), su combustión genera 190 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono cada año y el humo perjudica a la salud, favoreciendo los problemas respiratorios.
-Electricidad a partir de la Circulación de los Coches
El científico Marcos Pinel, que en 1980 fue propuesto como premio Nobel de Física, ha inventado un sistema para la obtención de energía eléctrica o mecánica a través de la circulación de los vehículos.
El invento permite acumular la energía cinética que generan los carros en sus desplazamientos para utilizarla en el alumbrado público.
El invento de Pinel consiste en un placa alojada en la calzada que se balancea de adelante hacia atrás cuando el vehículo pasa sobre ella, sin que éste lo note. El sistema tiene como objetivo producir energía eléctrica a bajo costo y de forma no contaminante.
El proceso para producir energía eléctrica se basa en la instalación de una rampa con un ángulo de unos 45 grados que desciende al paso de los vehículos. Con este movimiento descendente se activa un sistema de placas que comprime el aire resultante y lo impulsa hacia un tanque recolector. Ese aire comprimido es conducido hacia el depósito a través de un sistema de tuberías. Una vez el aire esta almacenado, se inyecta hacia una turbina neumática que hace mover una correa unida a un generador, el cual es el encargado de producir la energía eléctrica.
-Electricidad a partir de cartón o papel
Como una feria de productos ecológicos abrió sus puertas en Tokio, Sony invitó a los niños a poner el papel en una mezcla de agua y enzimas, agitar y esperar unos minutos para ver el líquido convertido en una fuente de energía eléctrica, alimentando a un pequeño ventilador.
“Este es el mismo mecanismo con el que las termitas comen madera para obtener energía”, dijo Chisato
La exhibición fue parte de la campaña de Sony para desarrollar una”batería biológica” a base de azúcar, que transforma la glucosa en energía.
Papel picado o pedazos de cartón corrugado se utilizan en la feria para obtener celulosa, una larga cadena de la glucosa localizada en la corteza de las plantas verdes.
Las enzimas se utilizan para romper la cadena y el azúcar resultante es entonces procesado por otro grupo de enzimas en un proceso que libera iones de hidrógeno y electrones.
Los electrones viajan a través de un circuito exterior para generar electricidad, mientras que los iones de hidrógeno se combinan con el oxígeno del aire para formar agua.
Actualmente es suficiente para alimentar reproductores de música digital, pero no lo suficientemente potente como para reemplazar las baterías de uso común.
