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Energías Convencionales y Alternativas

Ciencia Educacion7/20/2013
Buenas a todos los taringueros/ras, en el presente post les traigo información ESPECÍFICA acerca de las distintas energías convencionales y alternativas del mundo. He puesto énfasis en el término "específica" ya que no me dedicare a definir ni explicar los conceptos que el lector percibe en el título sino que tomaré en cuenta dos ejes particulares en función de los cuales se desarrollarán las distintas energías a mencionar. El primero de ellos será FORMA DE PRODUCCIÓN PARTICULAR y el segundo VENTAJAS Y DESVENTAJAS. Comencemos:

FORMA DE PRODUCCIÓN PARTICULAR


ENERGÍA EÓLICA:

Es la energía producida por el viento, ha sido siempre empleada por el hombre en forma secundaria, para la navegación y en la utilización de los molinos de viento. El viento es una fuente inagotable y no contaminante, pero es irregular. El viento es una manifestación indirecta de la energía del sol. Esta fuente de energía, siendo bastante costosa su implementación, puede resultar muy adecuada para producir energía a bajo costo luego 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 sólo puedan ser complementarios a otros sistemas de suministros; pero cuenta con la gran ventaja de no producir prácticamente afecciones al medio ambiente.

ENERGÍA SOLAR:

El Sol proporciona la energía para el mantenimiento de la vida en nuestro planeta. 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).
Puede ser transformada directamente en electricidad por convección fotovoltaica, utilizando una célula solar. De este modo la energía solar, puede ser utilizada para:
•Generación de energía eléctrica.
•Calefacción de vivienda y edificios públicos.
•Calentamiento de agua.
•Actividades agrícolas, como secado de productos.
•Calefacción de ambientes destinados a la cría de animales.
•Aplicaciones mineras, mediante el empleo de pozos solares.
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.

ENERGÍA GEOTÉRMICA:

Su aplicación práctica principal es la localización de yacimientos naturales de agua caliente, fuente de la energía geotérmica, para su uso en generación de energía eléctrica, en calefacción o en procesos de secado industrial. El calor se produce entre la corteza y el manto superior de la Tierra, sobre todo por desintegración de elementos radioactivos. Esta energía geotérmica se transfiere a la superficie por difusión, por movimientos de convección en el magma (roca fundida) y por circulación de agua en las profundidades. Sus manifestaciones hidrotérmicas superficiales son, entre otras, los manantiales calientes, los géiseres y las fumarolas. Los primeros han sido usados desde la antigüedad con propósitos terapéuticos y recreativos.
El vapor producido por líquidos calientes naturales en sistemas geotérmicos es una alternativa al que se obtiene en plantas de energía por quemado de materia fósil, por fisión nuclear o por otros medios. Las perforaciones modernas en los sistemas geotérmicos alcanzan reservas de agua y de vapor, calentados por magma mucho más profundo, que se encuentran hasta los 3000m bajo el nivel del mar. El vapor se purifica en la boca del pozo antes de ser transportado en tubos grandes y aislados hasta las turbinas. La energía térmica puede obtenerse a partir de géiseres y de grietas.

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. Este tipo de energía también es llamada mareomotriz.

ENERGÍA DE LAS OLAS:

Para que este proceso sea efectivo, es necesario que la amplitud de la marea sea como mínimo de cinco metros, así que es importante la profundidad del océano, por lo que sólo existe un número limitado de lugares en todo el mundo en que las condiciones de la marea son adecuadas para su explotación energética.
En muchos lugares del mundo y especialmente en Asia donde la demanda de electricidad crece rápidamente cada año, se están desarrollando diversos planes para la construcción de centrales eléctricas que utilizan energía marina.
La energía marina tiene múltiples ventajas ambientales, porque los mecanismos no se colocarían donde se desarrolla la actividad pesquera, sino más lejos y tampoco tiene efectos negativos para las aves acuáticas además no afea el paisaje porque los aparatos que se utilizan están colocados a gran distancia de la costa.

ENERGÍA HIDROELÉCTRICA:

La energía hidroeléctrica aprovecha el movimiento del agua para convertirlo en corriente eléctrica comercial. El funcionamiento es sencillo, convierte la energía potencial del agua a cierta altura en energía eléctrica. Se permite la caída del fluido y la energía potencial se convierte en cinética alcanzando gran velocidad en el punto más bajo; en este punto se le hace pasar por una turbina y provoca un movimiento rotatorio en un generador que a su vez se convierte en energía eléctrica de tensión y frecuencia desordenadas. Una vez extraída la energía eléctrica el agua se devuelve al río para su curso normal, pudiéndose aprovechar de nuevo para obtener energía eléctrica aguas abajo o para el consumo humano.
Esta energía eléctrica se va a convertir en energía eléctrica comercial utilizando primero un transistor y posteriormente un alternador. La energía eléctrica así obtenida está en alta tensión, varios miles de voltios, y a frecuencia comercial. Los cables de alta tensión van a trasladar a la energía eléctrica por el país llegando a nuestras viviendas a tensión comercial, 230 V en corriente monofásica y 400 V en trifásica.

ENERGÍA NUCLEAR:

La energía nuclear es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines como, por ejemplo, la obtención de energía eléctrica, térmica y/o mecánica a partir de reacciones nucleares, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos. Así, es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.
Los dos sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía nuclear aprovechable de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada, como en el interior de las estrellas, dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso.
La energía desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partículas subatómicas en movimiento. Esas partículas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energía térmica. Esta energía térmica se transforma en energía mecánica utilizando motores de combustión externa, como las turbinas de vapor. Dicha energía mecánica puede ser empleada en el transporte, como por ejemplo en los buques nucleares; o para la generación de energía eléctrica en centrales nucleares.

ENERGÍA BIOMASA (BIOCOMBUSTIBLES):

Los Biocombustibles usan la biomasa vegetal sirviendo de fuente de energía renovable para los motores empleados. Su uso genera una menor contaminación ambiental y son una alternativa viable al agotamiento ya sensible de energías fósiles, como el gas y el petróleo, donde ya se observa incremento en sus precios. Es importante destacar que los biocombustibles son una alternativa más en vistas a buscar fuentes de energías sustitutivas, que sirvan de transición hacia una nueva tecnología (ej. Hidrógeno).
El biodiesel es el combustible renovable que tiene el mayor potencial de desarrollo en el país. Se puede usar puro o mezclado con gasoil en cualquier proporción, en cualquier motor diesel. De hecho, en el año 1900, Rudolf Diesel utilizó aceite de maní en el primer motor diesel. Actualmente el biodiesel se usa en varios países en mezclas con porcentajes diversos. El biodiesel se obtiene a partir de aceites vegetales y/o grasas animales – ej., colza, girasol, palma, soja, sebo, etc.-, permitiendo al campo y la industria aceitera otra posibilidad de comercialización y de diversificación de la producción.
El bioetanol puede sustituir a la nafta como ya se hace en Brasil con el alcohol de caña, o el de maíz en los Estados Unidos. Permite sustituir los aditivos que se emplean actualmente y que generan contaminación ambiental.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS


ENERGÍA EÓLICA:

Ventajas: La energía eólica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a punto. Es una de las fuentes más baratas, puede competir en rentabilidad con otras fuentes energéticas tradicionales como las centrales térmicas de carbón (considerado tradicionalmente como el combustible más barato), las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear, si se consideran los costos de reparar los daños medioambientales. El generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión o una etapa de transformación térmica supone, desde el punto de vista medioambiental, un procedimiento muy favorable por ser limpio, exento de problemas de contaminación, etc. Se suprimen radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extracción, transformación, transporte y combustión, lo que beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc. Evita la contaminación que conlleva el transporte de los combustibles; gas, petróleo, gasoil, carbón. Reduce el intenso tráfico marítimo y terrestre cerca de las centrales. Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: desastres con petroleros. No hace necesaria la instalación de líneas de abastecimiento: Canalizaciones a las refinerías o las centrales de gas. No produce ningún tipo de alteración sobre los acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.
Desventajas: El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas, en tanto que la envergadura total de sus aspas alcanza la veintena de metros, lo cual encarece su producción. Produce un impacto visual inevitable, ya que por sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral). En este sentido, la implantación de la energía eólica a gran escala, puede producir una alteración clara sobre el paisaje, que deberá ser evaluada en función de la situación previa existente en cada localización. Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, pero su efecto no es más acusado que el generado por una instalación de tipo industrial de similar entidad, y siempre que estemos muy próximos a los molinos.

ENERGÍA SOLAR:

Ventajas: Es energía no contaminante. Proviene de una fuente de energía inagotable. Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (campo, islas), o es dificultoso y costoso su traslado (conviene a mas de 5 Km). Los sistemas de captación solar son de fácil mantenimiento. El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando (el costo de los combustibles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez hay menos).
Desventajas: El nivel de radiación fluctúa de una zona a otra y de una estación del año a otra, en nuestra zona varía un 20% de verano a invierno). Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno. Requiere gran inversión inicial. Se debe complementar este método de convertir energía con otros. Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados, (energía que no se aprovechara para desarrollar actividad agrícola o industrial, etc.).

ENERGÍA GEOTÉRMICA:

Ventajas: Su generación es limpia, por lo que su uso reduce las emisiones que ensucian la atmósfera producto de la quema de combustibles fósiles. Además, ofrece un flujo constante de producción de energía a lo largo del año, porque no depende de variaciones estacionales como lluvias, caudales de ríos, viento, sol, etc. Si bien en el proceso de obtención del agua se desprenden algunos residuos de azufre, bióxido de carbono e hidróxido de azufre, éstos se pueden limpiar antes de llegar a la atmósfera. De este modo, el aire que rodea las plantas geotérmicas está libre de humos y polución: algunas estaciones se ubican en medio de granjas de cereales o bosques y comparten tierra con ganado y vida silvestre local. Finalmente, el emplazamiento de una planta geotérmica es eficiente, porque el área de terreno requerido por las plantas geotérmicas para generar un megavatio de potencia es menor que el que necesita el emplazamiento de otro tipo de estaciones energéticas.
Desventajas: El costo de producción de una planta geotérmica: la perforación de las superficies rocosas duras es un proceso costoso. Por otro lado, si bien algunos residuos del aire se pueden limpiar, otros pueden resultar tóxicos y contaminantes, como el sulfuro de hidrógeno que es tóxico en grandes cantidades, pero además genera mal olor en pequeñas cantidades. La instalación de una planta depuradora de olores, por su parte, encarece el costo de la planta total. Además, sin un adecuado tratamiento, los depósitos de aguas subterráneas pueden verse contaminados por sólidos disueltos y escurrimiento de metales pesados (como mercurio y arsénico). Otra desventaja es la escasez de yacimientos de fácil acceso.

ENERGÍA DE LAS MAREAS Y DE LAS OLAS:

Ventajas: Autorrenovable. No contaminante. Silenciosa. Bajo costo de materia prima. No concentra población. Disponible en cualquier clima y época del año.
Desventajas: Impacto visual y estructural sobre el paisaje costero. Localización puntual. Dependiente de la amplitud de mareas. Traslado de energía muy costoso. Efecto negativo sobre la flora y la fauna. Limitada.

ENERGÍA HIDROELÉCTRICA:

Ventajas: Tiene una producción energética neta de moderada a elevada y costos de operación y mantenimiento bajos. La plantas hidroeléctricas rara vez necesitan ser cerradas y no producen emisiones de dióxido de carbono ni contaminantes del aire atmosférico. Sus embalses tienen una vida útil, de dos a diez veces la vida de plantas térmicas nucleares y de carbón. Las grandes presas ayudan también a controlar inundaciones y proporcionan un flujo regulado de agua de riego a áreas situadas corriente debajo de la presa.
Desventajas: Los costos de construcción para nuevos sistemas a gran escala son elevados. Los embalses de los sistemas a gran escala inundan extensas regiones, destruyen hábitats de la vida silvestre, desplazan pobladores, disminuyen la fertilización natural de los terrenos agrícolas situados agua abajo de la presa. Al reducir el flujo de una corriente, las hidroeléctricas pequeñas alteran las actividades recreativas y la vida acuática, perturban el entorno de los ríos no navegables y destruyen los aguazales y terrenos pantanosos.

ENERGÍA NUCLEAR:

Ventajas: Es barata. No produce gases de efecto invernadero, ni lluvia ácida (no contamina. Es constante y a demanda (no depende de condiciones climáticas, y se aumenta la producción según se necesita). Ocupa poco espacio (no como la hidráulica que tiene que inundar valles enteros). Hay posibilidades de producir energía de este tipo durante muchísimo tiempo todavía.
Desventajas: Produce residuos que se deben almacenar durante miles de años. En caso de accidente puede contaminar el ambiente de forma muy grave (no contamina si todo va bien, si va mal, es muy peligrosa). Requiere de minería para extraer el combustible nuclear que sí es contaminante.

ENERGÍA BIOMASA (BIOCOMBUSTIBLES):

Ventajas: No son tóxicos. Son biodegradables. No producen tantas las emisiones y polución. Mejora los problemas ambientales en el uso de vehículos. Ayuda a la economía de los sectores rurales. Es abundante: A diferencia de otras energías, la biomasa es abundante y puede ser muy aprovechada. Beneficios ambientales: Es muy buena para el medio ambiente ya que esta energía es renovable y no proporciona contaminaciones al ecosistema. Prometedora: Se la ve con un gran futuro ya que como mencionamos antes arriba, esta energía es abundante y a la vez no es contaminante. Puede solucionar: acumulación de los desechos; contaminación por combustión incontrolada; y eliminar focos infecciosos y liberar olores desagradables que provocan los excrementos de los animales.
Desventajas: Los rendimientos de las calderas de biomasa son algo inferiores a los de las que usan un combustible fósil líquido o gaseoso. La biomasa posee menor densidad energética, o lo que es lo mismo, para conseguir la misma cantidad de energía es necesario utilizar más cantidad de recurso. Esto hace que los sistemas de almacenamiento sean, en general, mayores. Los sistemas de alimentación de combustible y eliminación de cenizas son más complejos y requieren unos mayores costes de operación y mantenimiento (respecto a las que usan un combustible fósil líquido o gaseoso). No obstante, cada vez existen en el mercado sistemas más automatizados que van minimizando este inconveniente. Los canales de distribución de la biomasa no están tan desarrollados como los de los combustibles fósiles (sólo aplicable en el caso de que los recursos no sean propios).
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