La energía geotérmica es una fuente de energía renovable que aprovecha el calor que existe en el subsuelo de nuestro planeta (por lo tanto es energía calorífica). Sus principales aplicaciones se dan en nuestra vida cotidiana: climatizar y obtener agua caliente sanitaria de manera ecológica tanto en grandes edificios (oficinas, fábricas, hospitales, etc.) como en viviendas.
Los recursos geotérmicos de alta temperatura (más de 100-150º C) se utilizan para generar energía eléctrica, mientras que aquellos con temperaturas menores son óptimos para los sectores industrial, servicios y residencial.
Funcionamiento central geotérmica
La energía geotérmica tiene unas ventajas y unos inconvenientes:
VENTAJAS
Es una fuente que disminuye la dependencia energética de los combustibles fósiles y de otros recursos no renovable.
Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.
Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.
No genera ruidos exteriores.
Los recursos geotérmicos son prácticamente inagotables a escala humana.
No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, ni tala de bosques.
La emisión de CO2, con aumento del efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión, y puede llegar a ser nula cuando se reinyecta el agua, haciéndola circular en circuito cerrado por el exterior.
INCONVENIENTES
En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
Contaminación térmica.
Deterioro del paisaje.
No se puede transportar (como energía primaria), salvo que se haga con un intercambiador y un caloportador distinto del de las aguas del acuífero.
No está disponible más que en determinados lugares, salvo la que se emplea en la bomba de climatización geotérmica, que se puede utilizar en cualquier lugar de la Tierra.
La Energía hidráulica es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y, posteriormente, en energía eléctrica en la central hidroeléctrica.
VENTAJAS:
Es una fuente de energía limpia, sin residuos y fácil de almacenar. Además, el agua almacenada en embalses situados en lugares altos permite regular el caudal del río.
Es una energía verdaderamente renovable, puesto que el ciclo del agua no se altera en ningún momento.
No se emite ningún tipo de contaminante a la atmósfera. Además, al no requerir elementos de refrigeración o calentamiento (como otras energías), no se emite ningún tóxico ni se utiliza energía extra.
Contener y almacenar el agua permite distribuirla convenientemente. Por ejemplo, puede utilizarse para regar en casos de sequía.
Una vez puesta en marcha, los costes de mantenimiento son bajos.
La eficiencia energética es alta.
INCONVENIENTES:
El tipo de central más utilizado, la que se basa en la construcción de un embalse, inunda y modifica el entorno natural. Además, incide en algunas especies animales, como los peces.
El agua no es de buena calidad, ya que los sedimentos tienden a acumularse en el fondo del embalse, en lugar de fluir de manera natural.
Los buenos emplazamientos son pocos. Además, suelen estar alejados de los núcleos de población, por lo que es necesario el transporte de la energía.
La inversión inicial requerida es muy elevada.
Esquema del funcionamiento de la energía hidráulica.
La biomasa es aquella materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los residuos y deshechos orgánicos, susceptible de ser aprovechada energéticamente. Las plantas transforman la energía radiante del sol en energía química a través de la fotosíntesis, y parte de esta energía queda almacenada en forma de materia orgánica.
Ciclo de la biomasa
Los factores responsables de favorecer la biomasa como fuente energética son:
El encarecimiento del precio del petróleo.
El aumento de la producción agrícola.
Necesidad de buscar usos alternativos a la producción agrícola.
Cambio climático.
Posibilidad de utilizar los conocimientos científicos y técnicos para optimizar el proceso de obtención de energía.
Marco económico favorable para el desarrollo de plantas que utilizan biomasa como combustible, gracias a las subvenciones a la producción que reciben las plantas generadoras de energía con esta fuente.
Dificultad normativa para desarrollar otro tipo de proyectos, dejando a la biomasa como la alternativa más razonable para rentabilizar una inversión económica.
A nivel mundial, en 2014 el mercado de la energía ha estado sometido a importantes cambios que terminaron con la calma de los años anteriores y que han tenido efectos sobre los precios, el mix global de combustibles y las emisiones mundiales de dióxido de carbono. Entre los cambios más importantes en el 2014 cabe destacar:
El afianzamiento de las fuentes no convencionales en EEUU, que le han permitido aumentar la producción de petróleo en 1,6 millones de barriles diarios (el 15,9%), el mayor incremento anual de la historia de EEUU. Actualmente, EEUU supera a Arabia Saudí como primer productor mundial de petróleo y a Rusia como mayor productor mundial de petróleo y gas. Actualmente, la producción doméstica de energía en EEUU cubre el 89% de sus necesidades y las importaciones de petróleo y gas han caído a su nivel más bajo desde 1985 y 1986 respectivamente.
La no aceleración en el crecimiento del consumo de energía en China que aumentó solo el 2,6%, su punto más bajo desde 1998. Esta situación es consecuencia de un reequilibrio de su economía, alejándose de los sectores con mayor uso intensivo de energía, como el acero, el hierro y el cemento, y centrando su patrón de crecimiento en sectores más orientados a los servicios. Pese a ello, China sigue siendo la economía con el mayor incremento mundial en el consumo de energía primaria por 14º año consecutivo -representa el 23% del consumo mundial- y, tras el giro hacia las fuentes no convencionales de EEUU, China sustituyó a EEUU como mayor importador neto mundial de petróleo.
Un tercer factor que influyó en el mapa energético de 2014 a nivel mundial fue la atención continua sobre los problemas medioambientales y climáticos. Esto supuso el anuncio de un gran número de medidas regulatorias en China y en EEUU.
Diagrama del consumo de energía a nivel mundial en el año 2014.
La Red de Distribución de la Energía Eléctrica o Sistema de Distribución de Energía Eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico cuya función es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución (Distribution System Operator o DSO en inglés).
La distribución de la energía eléctrica desde las subestaciones se realiza en dos etapas:
La primera está constituida por la red de reparto, que, partiendo de las subestaciones de transformación, reparte la energía, normalmente mediante anillos que rodean los grandes centros de consumo, hasta llegar a las estaciones transformadoras de distribución. Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. Intercaladas en estos anillos están las estaciones transformadoras de distribución, encargadas de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en media tensión.
La segunda etapa la constituye la red de distribución propiamente dicha, con tensiones de funcionamiento de 3 a 30 kV y con una característica muy radial. Esta red cubre la superficie de los grandes centros de consumo (población, gran industria, etc.), uniendo las estaciones transformadoras de distribución con los centros de transformación, que son la última etapa del suministro en media tensión, ya que las tensiones a la salida de estos centros es de baja tensión (125/220 ó 220/380 V ).
El consumo total de energía final de la Comunidad de Madrid en el año 2014 fue de 9.668 ktep, lo que, teniendo en cuenta que el consumo de energía final en el conjunto de España fue de 83.525 ktep, representa un 11,6% del total nacional.
Se puede observar cómo se ha producido un descenso en el consumo de energía final respecto al año anterior, siendo éste de un 2,4%.
En cuanto a la fuente energética final consumida, los derivados del petróleo suponen un 55,5% del consumo, la electricidad un 23,8%, el gas natural un 18,6%, y el resto de fuentes poco más de un 2,0%.
ktep- tonelada equivalente de petróleo.
Energía consumida en la Comunidad de Madrid, 2014
ENERGÍA CONSUMIDA EN ESPAÑA:
En el siguiente diagrama mostramos el porcentaje de las cantidades de energía que fueron consumidas en España en 2009.
Como se puede comprobar la mayor parte de fuentes de energía que consumimos son energías no renovables, las cuales estamos explotando y al final nos quedaremos sin ellas.
La energía fósil se obtiene de la combustión de ciertas sustancias que se produjeron en el subsuelo a partir de la acumulación de residuos en forma de compuestos de carbono, procedentes de plantas, animales y de seres vivos que vivieron hace millones de años.
El carbono fue el primer tipo de combustible fósil en ser utilizado como energía comercial, después siguieron el petróleo y el gas natural.
A continuación teneis una imagen del funcionamiento de una central térmica en la que se puede ver muy bien dicho proceso. Aquí podeis ver un video sobre el funcionamiento.
La combustión fosil tiene ventajas y unos inconvenientes:
VENTAJAS
Fácil de extraer.
Gran disponibilidad y continuidad.
Es barata
INCONVENIENTES
Emisión de gases contaminantes en la atmósfera que resultan tóxicos para la vida.
Posibilidad de terminación de reservas a corto y medio plazo.
Disminución de disponibilidad de materias primas aptas para fabricar productos, en vez de ser quemadas
La energía nuclear es la energía proveniente de reacciones nucleares o de la desintegración de los núcleos de algunos átomos. Procede de la liberación de la energía almacenada en el núcleo de los mismos.
La energía nuclear se utiliza para generar electricidad en centrales nucleares. el calor se genera mediante fisión de materiales. (haz click "aquí" para ver un video sobre el funcionamiento de una central nuclear)
Funcionamiento central nuclear
La energía nuclear tiene ventajas y unos inconvenientes:
VENTAJAS
Producción continua de energía abundante.
Ausencia de emisiones de gases de efecto invernadero durante su funcionamiento.
INCONVENIENTES
Reservas limitadas de materias primas para obtención de estos satisfactores energéticos.
Generación de residuos radiactivos potencialmente nocivos durante miles de años.
Catástrofes ambientales graves en caso de accidente.
Desarrollo tecnológico no vanguardista en algunas centrales nucleares.
Las fuentes de energía no renovables se encuentran en la naturaleza en cantidades limitadas, las cuales, una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse, ya que no existe sistema de producción o de extracción económicamente viable.
La energía mareomotriz es aquella energía que aprovecha el ascenso y descenso del agua del mar producido por la acción gravitatoria del sol y la luna para generar electricidad de forma limpia.
Una central mareomotriz se basa en el almacenamiento de agua en un embalse formado al construir un dique con unas compuertas que permiten la entrada de agua o caudal para la generación eléctrica. El sistema es sencillo y sigue el mismo principio que los antiguos molinos de mareas: cuando la marea sube, se abren las compuertas y se deja pasar el agua hasta que llega a su máximo nivel.
Funcionamiento de una central mareomotriz
A continuación teneis algunas ventajas e inconvenientes:
VENTAJAS
Se trata de una energía limpia, verde, renovable, silenciosa y que apenas está siendo utilizada.
La generación de energía proveniente de las olas no produce gases de efecto invernadero.
Se pueden obtener grandes cantidades de energía de una manera muy eficiente e ilimitada (a través de las mareas).
INCONVENIENTES
La mayor desventaja es el impacto, a veces importante, en el medio donde se instala.
Sólo en ciertos emplazamientos adecuadamente seleccionados donde las mareas son significativamente elevadas, la energía mareomotriz puede generar grandes de cantidades de energía. En cambio en el resto de emplazamientos su instalación supondría más problemas que ventajas.
Otro inconveniente importante es el económico, ya que la inversión inicial para la construcción de una central mareomotriz es elevada, aunque el coste por kilowatio de energía generada será menor que en muchos otros tipos de generación energética.
La energía solar es la producida por la luz –energía fotovoltaica- o el calor del sol –termosolar- para la generación de electricidad o la producción de calor. Inagotable y renovable, pues procede del sol, se obtiene por medio de paneles y espejos.
Las células solares fotovoltaicas convierten la luz del sol directamente en electricidad por el llamado efecto fotoeléctrico, por el cual determinados materiales son capaces de absorber fotones (partículas lumínicas) y liberar electrones, generando una corriente eléctrica. Por otro lado, los colectores solares térmicos usan paneles o espejos para absorber y concentrar el calor solar, transferirlo a un fluido y conducirlo por tuberías para su aprovechamiento en edificios e instalaciones o también para la producción de electricidad (solar termoeléctrica).
Al igual que todo, tiene unas ventajas y unos inconvenientes:
VENTAJAS
Idónea para su uso en puntos aislados de red, zonas rurales o de difícil acceso
Evita el calentamiento global
Reduce el uso de combustibles fósiles
Reduce las importaciones energéticas
Genera riqueza y empleo local
INCONVENIENTES
La energía producida varía a lo largo de las estaciones.
Es necesaria una fuerte inversión inicial
Los paneles solares producen un impacto ambiental
En muchos casos, las zonas de mayor radiación solar son lugares desérticos, alejados de las áreas de consumo.
La energía eólica es la energía obtenida a partir del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía para las actividades humanas.
El viento, en su trayectoria, mueve las palas de los aerogeneradores, que al girar, mueven un generador que convierte este movimiento en energía eléctrica.Los aerogeneradores se agrupan en zonas con una alta incidencia del viento, y a esta agrupación se la conoce como parques eólicos.
En general, los aerogeneradores suelen estar sobre una torre de gran altura, ya que la velocidad del viento es mayor cuanto más alto nos encontramos. También existen aerogeneradores más pequeños, que pueden aportar la energía necesaria a zonas que están aisladas.
Al igual que todo la energía eólica tiene ventajas e inconvenientes:
VENTAJAS
No se necesita de complicados procesos de producción y, además, es totalmente renovable.
Es una alternativa muchísimo más limpia que el carbón, el petróleo o el gas natural, y también que la energía nuclear. Tan solo la energía solar, otra fuente renovable, puede competir con la energía eólica en cuanto a respeto al medio ambiente.
Se trata de una energía que podría dar lugar al autoabastecimiento en determinadas zonas y que puede contribuir a llevar el desarrollo a zonas menos favorecidas.
INCONVENIENTES
Se necesitan unas condiciones meteorológicas concretas para que pueda funcionar a pleno rendimiento, es decir, no se pueden colocar los aerogeneradores en cualquier sitio, su localización debe estar muy estudiada.
Estos aerogeneradores causan un importante impacto paisajístico en la zona y también pueden afectar a la vida y costumbres de los animales de la zona, en especial de las aves.
Cabe destacar que se trata de una energía todavía poco desarrollada, en la que no hay una inversión y una apuesta segura, ni por parte de los gobierno ni de las grandes corporaciones. La energía eólica todavía posee una tasa de producción de energía relativamente baja comparada con otras fuentes de energía, pero cada vez existen aerogeneradores más eficientes y capaces de una producción mayor. En cualquier caso, es una energía con mucho margen de mejora, y eso no deja de ser una buena noticia.
Las fuentes de energía renovables son aquellas cuya fuente de producción puede considerarse que no se agotará.
En el futuro, la civilización se verá cada vez mas obligada a investigar y desarrollar la mayor cantidad de fuentes alternativas, que nos llevarán a aumentar el ratio de las energías renovables.
El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.
En física, se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, se refiere a un recurso natural para poder extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.
TIPOS DE ENERGÍAS
Energía mecánica
La energía mecánica relacionada con la posición y el movimiento del cuerpo, y que se divide en estas dos formas:
Energía cinética, que se manifiesta cuando los cuerpos se mueven. Es decir, es la energía asociada a la velocidad de cada cuerpo. Se calcula con la fórmula:
E c= ½ m • v 2
Energía potencial, que hace referencia a la posición que ocupa una masa en el espacio. Su fórmula es:
E p= m • g • h
La energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo. Su fórmula es:
E m = E p + E c
Donde E m es la energía mecánica (J), E p la energía potencial (J) y E c la energía cinética (J).
La energía térmica:
Es la energía de todas las partículas que forman un cuerpo. La oscilación de temperatura en el cuerpo es señal de el aumento (calentar) o disminución (enfriar) de su energía interna. La ganancia o pérdida de esa energía interna durante el proceso es llamada calor.
La energía térmica interviene en los procesos caloríficos que acontece cuando dos cuerpos de diferentes temperaturas se ponen en contacto, la energía que se transmite de cuerpo a cuerpo producto de las diferencias de temperaturas es lo que se denomina energía térmica.
La energía eléctrica:
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz, la energía mecánica y la energía térmica.
La energía radiante:
La energía radiante es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones.
Ej.: La energía que proporciona el Sol y que nos llega a la Tierra en forma de luz y calor
Otro ejemplo son las radiografías.
La energía química:
Es la energía acumulada en los alimentos y en los combustibles. Se produce por la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos, posibilita mover objetos o generar otro tipo de energía.
Ej.: La que posee el carbón y que se manifiesta al quemarlo.
Pincha AQUÍ para poder ver un articulo sobre la aparición de la vida terrestregracias a la energía química.
La energía nuclear:
La energía nuclear es la energía que se obtiene al manipular la estructura interna de los átomos. Se puede obtener mediante la división del núcleo (fisión nuclear) o la unión de dos átomos (fusión nuclear).
Generalmente, esta energía (que se obtiene en forma de calor) se aprovecha para generar energía eléctrica en las centrales nucleares, aunque existen muchas otras aplicaciones de la energía nuclear.
FUENTES DE ENERGÍAS:
Fuente de energía es un fenómeno físico o químico del que es posible explotar su energía con fines económicos o biofísicos.
Según un primer criterio de clasificación, se las llama:
"primarias" si provienen de un fenómeno natural y no han sido transformadas(el sol, la biomasa, las corrientes de agua y el viento, los minerales energéticos o radiactivos)
"secundarias" si son resultado de una transformación intencionada a partir de las primarias para obtener la forma de energía deseada (la energía eléctrica -que puede obtenerse a partir de cualquiera de las fuentes primarias-, la energía química de los distintos combustibles utilizados para el transporte, la calefacción o la industria -que pueden obtenerse a partir de muy distintas fuentes-, etc.)
Según un segundo criterio, a las fuentes de energía primarias se las llama:
"renovables" si sus reservas no disminuyen de forma significativa en la escala de tiempo de su explotación (como la hidroeléctrica, la eólica, la solar, la geotérmica, la mareo-motriz o la utilización energética de la biomasa)
"no renovables" si lo hacen (como los combustibles fósiles -carbón, petróleo, gas natural- y la energía nuclear).
