La energía eólica
La energía producida por el viento, ha sido siempre empleada por el hombre en forma secundaria, para la navegación y en 1a utilización local como los molinos de vientos. El viento es una fuente inagotable y no contaminante, pero es irregular. El viento es una manifestación indirecta de la energía del sol, el 0.7 % de esta relación es transmitida en energía cinética de los vientos. Esta fuente de energía, siendo bastante costosa su implementación, puede resultar muy adecuada para producir energía a bajo costo luego de que se cubran los gastos de instalación. El inconveniente mayor es el de la disponibilidad de zonas con corrientes de aire estables y apropiadas para un funcionamiento más o menos continuo. Esto, más la imposibilidad de almacenar grandes cantidades de energía eléctrica directamente, hace que tales sistemas solo puedan ser complementarios a otros sistemas de suministros; pero cuenta con la ventaja de no producir prácticamente afectaciones al medio ambiente, de modo que en sistemas híbridos, puede funcionar adecuadamente.
Hoy en día la energía eólica evita la introducción en la atmósfera de más de 3 millones de tonelada de C02, cada año y otros contaminantes. Actualmente la energía eólica, puede llegar a cubrir el 20 % de la demanda eléctrica con parques eólicos habiendo ahorrado en e1 año 2000 la emisión de 250 millones de toneladas de C02 y 3 millones de óxidos sulfurosos del efecto invernadero.
Hoy nadie se atreve a dudar, que la cinética de los vientos es una fuente de energía plenamente competitiva frente a las energías convencionales, como se ha demostrado con parques eólicos como los de California y Dinamarca, con potencias de 1,500 MW y 30 MW respectivamente, que han sido posibles gracias a la iniciativa privada y el aporte gubernamental.
En relación con los aerogeneradores, los más prometedores se consideran los de eje horizontal, los ejes verticales y la torre con vértice confinado. Los ejes horizontales tienen una larga tradición, y sus posibilidades para captar energía, eficientemente ya han sido desarrolladas con instalaciones tales como la turbina de HUNTER de 34 metros de diámetro con una potencia de 100 KW que funcionó entre I959 y 1968.
Otro ejemplo la constituye la turbina de Smith Putnam de 53 metros de diámetro y I.25MW que funcionó en Estados Unidos desde 1942 hasta 1945. Entre las más recientes figuran las construidas por la Nasa, la MOD -0 de 38 mts. de diámetros y I00 KW de potencia; la MOD -1 de 6I mts y 2MW construida por Boeing e instalada en Goodnoe Hills, Washington que componen el primer parque de grandes turbinas, en la cual esta inyectado en la línea una potencia de 75 MW.
De este tipo de turbinas también se han construido en bajas potencias en una extensa área desde fracciones de KW hasta los 60 y 80 KW. La tecnología de estos aerogeneradores de eje horizontal se encuentra en continuo desarrollo y podríamos decir que muchos de ellos ya están en la etapa de comercialización.
Las turbinas de eje vertical, comenzaron a difundirse en los últimos años. Varios países se encuentran desarrollando estos prototipos, en especial en Canadá y Estados Unidos; estas últimas se encuentran actualmente en una avanzada etapa de desarrollo.
Por último, la torre aletada con vértice confinado, que teóricamente aparece con magnificas posibilidades, debe aun confirmarse experimentalmente en dimensiones con cierta magnitud, ya que los pequeños modelos de tune1 de viento han demostrado una gran dependencia de las dimensiones geométricas de1 aparato. (Nota: estos datos han sido tomados de fuentes asequibles en la web)
Energía Geotérmica
La energía geotérmica es considerada como un tipo de energía no convencional, sino como un factor importante para el desarrollo energético futuro. El termino geotermia se refiere a la energía térmica producida en el interior de la tierra. El calor telúrico es conducido a través del manto hacia la superficie terrestre que asciende con un flujo que se hace difuso para las aplicaciones prácticas. Los sistemas conectivos de agua subterránea captan dicho calor, alcanzando la superficie a través de rocas porosas o fallas geológicas. Esta fuente es potencialmente relevante en zonas geográficas específicas.
La energía solar
Energía que proviene del sol y a través de un proceso de almacenamiento es puede transformarse en energía eléctrica o calórica. Es conocido que el sol emite enormes cantidades de radiación susceptibles de ser empleadas como fuente de energía vía paneles solares. La tierra recibe anualmente del 1,6 millones de KW/H., de los cuales un 40% llega hasta nosotros, siendo el resto reflejada por las altas capas de la atmósfera.
La conversión directa de la energía solar puede ocurrir de dos maneras:
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La luz solar incidente puede ser transformada directamente en calor por conversión fototérmica utilizando para ello un dispositivo que absorbe los rayos solares en forma selectiva. (un invernadero constituye una con configuración rudimentaria de este tipo de dispositivo).
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Puede ser transformada directamente en electricidad por convección fotovoltaica, utilizando una célula solar.
De este modo la energía solar, puede ser utilizada para:
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Generación de energía eléctrica.
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Calefacción de vivienda y edificios públicos.
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Calentamiento de agua.
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Actividades agrícolas, como secado de productos.
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Calefacción de ambientes destinados a la cría de animales.
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Aplicaciones mineras, mediante el empleo de pozos solares.
En Cuba viene empleándose desde hace algún tiempo para dar servicio a pequeñas instalaciones, como consultorios médicos y salas de video en zonas aisladas o donde no existe la electrificación por el Sistema Electroenergético Nacional. Estos sistemas que se componen de paneles solares y baterías han demostrado efectividad, en tanto generan energía suficiente para el pequeño consumo de estas instalaciones, en forma de electricidad o de calor para instalaciones hidráulicas. Desde el punto de vista económico pueden considerarse viables por cuanto, si bien el costo de los equipos es elevado, su importancia social es fundamental, a la vez que evitan construir largas líneas de transmisión que resultarían costosas, dado el bajo número de usuarios que servirían. Sin embargo, el costo de la instalación y el hecho de que sus componentes son importados, merecería el análisis sobre la posibilidad de producir en el país tales sistemas.
Desde el punto de vista de la factibilidad, se cuenta con una condiciones óptimas, pues el clima del país presenta buena presencia de días soleados durante todo el año; la dificultad se ubica entonces en la problemática del almacenamiento de la electricidad, cuestión compleja si se tiene en cuenta que las tecnologías actuales no permiten almacenar grandes cantidades por largo tiempo, mientras una buena parte de la energía que se consume es en horas de la noche. Ello sugiere la perspectiva de emplear los sistemas híbridos, basados su la combinación con otras fuentes.
Desde el punto ambiental, es una de las fuentes alternativas menos agresivas, ya que no produce desechos o emanaciones dañinas ni afectan la calidad del paisaje, al colocarse las instalaciones en las azoteas de las viviendas.
La energía de las mareas
Es una fuente alternativa que no produce efectos nocivos al medio ambiente, pero se requiere de zonas donde existan mareas con fuerza suficiente para impulsar generadores de una potencia suficiente para suministrar energía. Su tecnología es costosa, de difícil instalación y los lugares en el mundo donde pueden implementarse se limitan a regiones como el mar del Norte en Europa.
Los biocombustibles
Cuando se trata de combustibles originados en la savia de determinadas plantas, conocidos actualmente como biocombustibles.
El biodiésel es un biocombustible sintético líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, nuevos o usados, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiésel o gasóleo obtenido del petróleo.
El biodiésel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino de petróleo en diferentes cantidades.
El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores se conocen desde la invención del motor diésel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se destinaba a la combustión en motores de ciclo diésel convencionales o adaptados. A principios del siglo XXI, en el contexto de búsqueda de nuevas fuentes de energía y la creciente preocupación por el calentamiento global del planeta, se impulsó su desarrollo para su utilización en automóviles como combustible alternativo a los derivados del petróleo.
El biodiésel descompone el caucho natural, por lo que es necesario sustituir éste por elastómeros sintéticos en caso de utilizar mezclas de combustible con alto contenido de biodiésel.
El impacto ambiental y las consecuencias sociales de su previsible producción y comercialización masiva, especialmente en los países en vías de desarrollo o del Tercer Mundo generan aumento de la deforestación de bosques nativos, expansión indiscriminada de la frontera agrícola, desplazamiento de cultivos alimentarios y ganadería, destrucción del ecosistema y la biodiversidad, desplazamiento de trabajadores rurales.
Se ha propuesto en los últimos tiempos denominarlo agrodiésel ya que el prefijo «bio-» a menudo es asociado erróneamente con algo ecológico y respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, algunas marcas de productos del petróleo ya denominan agrodiésel al gasóleo agrícola o gasóleo B, empleado en maquinaria agrícola.
La fuente de aceite vegetal suele ser aceite de colza, ya que es una especie con alto contenido de aceite, que se adapta bien a los climas fríos. Sin embargo existen otras variedades con mayor rendimiento por hectárea, tales como la palma, la jatropha curcas etc. También se pueden utilizar aceites usados (por ejemplo, aceites de fritura), en cuyo caso la materia prima es muy barata y, además, se reciclan lo que en otro caso serían residuos.
Además, existen otras materias primas en las cuales se pueden extraer aceite para utilizarlas en el proceso de producción de Biodiésel. Las materias primas más utilizadas en la selva amazónica son la jatropha curcas (piñón en portugués), sacha inchi, el ricino (mamona en portugués) y la palma aceitera.
La problemática de su viabilidad económica y ecológica se vuelve controversial, ya que si por una parte se trata de fuentes renovables de energía, existe un conjunto de limitantes que ponen en cuestionamiento la conveniencia de su explotación:
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1. Requieren el empleo de grandes extensiones de tierra, que entonces no serán empleadas en la producción de alimentos.
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2. Si se trata de variedades que generan alimentos, como cereales (maíz) y la caña de azúcar, se produce de inmediato un efecto sobre la capacidad para satisfacer necesidades alimentarias a la vez que, como ya se ha visto, se incrementan los precios de los productos genéricos, como los cereales y de otros como la carne de pollo y la leche, puesto que el ganado depende de fuentes alimenticias relacionadas con estas variedades.
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3. Se manifiestan problemas referidos a la sostenibilidad económica de algunas producciones de biocombustibles, como el alcohol de la caña de azúcar, que requiere de grandes inversiones industriales, uso de tecnologías para la cosecha, consumidoras ellas mismas de grandes cantidades de combustibles o el empleo de fuerza de trabajo manual, que necesariamente debe ser mal remunerada para garantizar la rentabilidad del negocio de la producción del alcohol.
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4. Los biocombustibles apenas pueden producirlos los países desarrollados, por ser ellos quienes disponen de las tecnologías apropiadas, lo que incrementa las desigualdades entre el Norte desarrollado y el Sur tercermundista.
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5. En el campo de la comercialización de los biocombustibles se produce el encarecimiento de los combustibles mezclados para autos. Una mezcla de 80 % de gasolina y 20 % de alcohol puede ser un 20 % más cara al consumidor que la gasolina sin mezclar.
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6. Otro elemento a considerar reside en que la producción de biocombustibles se destina a alimentar principalmente vehículos y es ínfimo el porciento de habitantes del planeta que dispone de un vehículo propio, lo que incide en mayores desigualdades sociales.
En resumen, se presenta el problema doble del alza del precio tanto de los biocombustibles como de los alimentos asociados y el de la falta de sustentabilidad de este tipo de producciones, pues si bien son de fuente renovable, se exterioriza entonces el problema de la agudización de la falta de sustentabilidad alimentaria, al gastar la productividad del suelo en la producción de energía en detrimento de los alimentos, cuyas necesidades el mundo está lejos de haber resuelto. En su dimensión ambiental el principal problema se relaciona con el desgaste de los suelos para producciones no alimentarias, aunque no puede dejar de reconocerse que la sociedad humana necesita tanto de los alimentos como de la energía para su reproducción y que al quemarse, los biocombustibles apenas emiten gases nocivos.
El gobierno de los Estados Unidos ha encontrado en la energía alternativa una manera de seguir promoviendo, el libre comercio. Esto concierne esencialmente a su relación con América latina. Los países de la región -de modo particular, Brasil y la Argentina- presentan excelentes condiciones para producir y exportar este nuevo tipo de energía., tema en el que dicha potencia trabaja por un control hegemónico.
Los residuos orgánicos (biomasa)
Se consideran residuos orgánicos en función de producir energía aquellos que son producto de la actividad humana o directamente productiva y que no tienen otro destino aparente que el de ser desechos. Entre ellos se encuentran, por ejemplo, parte de la basura que se produce en las ciudades, la vegetación y hojas secas de los parques urbanos y desechos de la industria o la agricultura como masas vegetales, por ejemplo, el bagazo de la caña. También el excremento animal.
Los modos fundamentales del uso energético son mediante la combustión para producir calor, en el caso de Cuba, quemando el bagazo para producir electricidad y en otros países se recogen los desechos orgánicos de las ciudades y las hojas de los árboles (Viet Nam) para producir calor con diferentes fines. Otro modo de empleo es la fermentación, que produce el biogás, método que se ha empleado en Cuba con cierto éxito en instalaciones como vaquerías; presentan una serie de ventajas como: reducen la peligrosidad y la contaminación de los residuos, eliminan el olor desagradable de los desechos y no producen desequilibrio en la naturaleza.
Un enfoque ecológico de este tipo de fuentes indica una gran ventaja económica y ambiental, pues se trata de que ello permita eliminar fuentes contaminantes a la vez que es un modo de reciclar materiales ya utilizados.
Leña y carbón vegetal
Por otra parte, existe la extendida práctica de emplear leña como combustible, sobre todo en la fabricación de ladrillos, panaderías y comedores colectivos. Esta práctica se justifica por las limitaciones en el suministro de otras fuentes de energía, sin embargo, tiene sus inconvenientes: implican el consumo de masas de madera para cuyo suministro no existen amplios bosques; porque compiten con otros usos de los recursos forestales, como puede ser la carpintería y por el hecho de que el manejo de la leña en este tipo de actividades tiene efectos nocivos a la salud de las personas que trabajan en ello y que producen grandes cantidades de humo (por la humedad de la materia prima) lo que se refleja en la calidad del productos alimenticios que se elaboran por este medio.
Menos desarrollo tiene el uso del carbón vegetal, que se produce principalmente de manera informal, a pesar de que su empleo sería más efectivo que el de la madera.
La energía hidroeléctrica
Es uno de los modos más baratos de producir energía, porque se basa en la fuerza de empuje de corrientes de agua ubicadas en desniveles del terreno o por medio de embalses construidos a cierta altura. Algunas de estas instalaciones tienen diseñados sistemas que permiten a determinadas horas suministrar electricidad y cuando baja el consumo, la energía se emplea para re-bombear agua hacia el embalse que las alimenta, garantizando de este modo cierta sustentabilidad económica.
En el caso de las hidroeléctricas, implican la construcción de embalses, los cuales afectan la flora, el hábitat natural de la fauna del entorno y ejercen influencias sobre el curso de los ríos, disminuyendo en ocasiones su caudal, todo lo cual resulta entrópico al medio ambiente.
En Cuba, aunque no existen grandes fuentes de agua aprovechables (ríos), existe la valiosa experiencia de la mini hidroeléctricas, muchas de las cuales funcionan sin necesidad de grandes recursos tecnológicos y resuelven las necesidades de pequeñas comunidades, sobre todo de montaña, con pequeños saltos de agua. Una gran ventaja de ellas es que el servicio que ofrecen es continuo.
Sustentabilidad del empleo de fuentes alternativas
Es necesario hacer una definición de lo que se entiende por sustentabilidad. Puede entenderse en tres sentidos principales:
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1. Si el empleo de estas fuentes es sustentable desde el punto de vista económico.
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2. Si cumplen el requisito de la sustentabilidad ambiental
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3. Si son socialmente sustentables.
Lo anterior implica determinar si el empleo de una fuente se puede sostener económicamente, y si es así, si también se pueden minimizar o eliminar los efectos nocivos para el medio ambiente. Puede ser que el empleo de una determinada fuente sea económicamente costoso, pero entonces se debe analizar cuál es el problema que va a resolver; luego, la importancia y el efecto social de la inversión sería en este caso lo determinante. Ello justificaría invertir, como se hace, en paneles solares, que son costosos, pero que vienen a resolver una necesidad social que de otro modo quedaría sin solución. Lo que no se puede obviar en este análisis es la necesidad de que no afecten al medio ambiente, porque de ese modo se estaría comprometiendo el futuro; la solución sería a la larga más costosa. Y en ello radica una de las ventajas principales de algunas de las fuentes alternativas como la eólica, la solar y la hidroeléctrica: afectan poco al medio ambiente en el proceso de su producción, sobre todo en el sentido de la generación de gases de efecto invernadero.
El siguiente análisis ofrece una visión de las diferentes perspectivas que ofrece el uso de las fuentes tradicionales y las alternativas.
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