¿Que son las Energías Renovables?

Se denomina Energías renovables a las fuentes de energía que se pueden aprovechar del medio natural, son sustentables (si proviene de una fuente limpia y con bajas emisiones) e inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Estas fuentes  renovables, respetan el medio ambiente pero no están absentas de crear un impacto ambiental negativo, sólo que es muy inferior si se les compara con los impactos ambientales de las energías convencionales (combustibles fósiles: petróleo, gas, carbón y energía nuclear). 

Entre más se desarrolla una sociedad más necesita de energía y mayor son las emisiones de Co²; El problema es el calentamiento global y que las energías convencionales se agotan año tras año. Se prevé que para el 2050, sino se hace un mejor uso de la energía, el consumo de los países de desarrollados y el crecimiento de los países subdesarrollados hará que se multiplique por cuatro el consumo energético haciendo de las energías renovables indispensables para el desarrollo sostenible. Las diferentes fuentes de energía renovable disponibles son:

1.) El calor de la tierra: Energía Geotérmica: Como su nombre lo indica, consiste en el aprovechamiento de la energía en el interior de la tierra y se utiliza según la disponibilidad del recurso y las diferentes capas de trabajo. Se clasifica de la siguiente manera:

Principio de funcionamiento

1.1.) Geotermia de muy baja entalpía: Consiste en el aprovechamiento de la Geotermia solar, es decir a poca profundidad, de 50 a 200 mts en captación geotérmica vertical y de 0,80 a 2 mts en captación geotérmica horizontal, donde podemos encontrarnos temperaturas de 15ºC a 18ºC que empleamos para mejorar el rendimiento de una Bomba de Calor Geotérmica de alta eficiencia, que mediante tuberías que pueden ser de polietileno, acero inoxidable, cobre o Pe-Xa, por donde circula un fluido calo-portador, aprovechando la estabilidad y gran inercia térmica del subsuelo para la producción de agua caliente sanitaria, calefacción, climatización de piscinas cubiertas y enfriamiento. Aplica en lugares donde normalmente haya demanda de calor o frío-calor pero nunca en aplicaciones de solo frío.

Principio de funcionamiento geotermia de baja entalpía

1.2.) Geotermia de Baja Entalpía: El aprovechamiento de calor es directo debido a las temperaturas a las que se encuentra el recurso geotérmico que en este caso van desde los 80 ºC a los 150 ºC y su utilización es para Agua Caliente Sanitaria, calefacción y otro tipo de consumos como por ejemplo, desengrasado

de piezas, en definitiva todo tipo de aplicación que requiera esas temperaturas de trabajo. Se emplea una red de distribución para calentar una ciudad o parte de ella (Distric Heating). El calor se suministra desde una central Geotérmica y se distribuye en forma de vapor o agua desde la central hacia el punto de demanda de energía calorífica. 

Principio de funcionamiento

1.3.) Geotermia de Alta Entalpía: Aplica en el caso de que se presenten aguas entre 150 a 300 ºC. o en lugares donde se encuentre roca caliente que se pueda estimular. En ambos casos se aprovecha el vapor de agua para mover dinamos y turbinas que generan electricidad. Si el lugar de explotación dispone de vapor de agua la extracción es relativamente sencilla, en el caso de roca caliente hay que estimular la misma con agua, que puede ser las ya utilizadas por la ciudad más cercana.

2.) Biomasa: Abarca todas las fuentes de energía obtenida de la materia orgánica, transformada mediante un proceso biológico espontáneo o provocado. En otras palabras, abarca todo tipo de energía que proviene de un animal, planta, bacteria, etc. y por lo regular produce gases de efecto invernadero. Existe un aprovechamiento sustentable de la biomasa, como la que aprovecha los recursos forestales y agrícolas no alimentarios, procedentes de podas o actividades

Ciclo biomasa

agrarias para producción sin embargo es contaminante. El etanol también es un tipo de biomasa ya que proviene del maíz u otras plantas; aunque se considera una alternativa más limpia que el petróleo y otros combustibles fósiles, también contamina el aire - además, contribuye a la deforestación y la contaminación genética de las hortalizas - por lo tanto no todos lo consideran una fuente de energía deseable. Un ejemplo más sustentable es el biogas: gas producido mediante la actividad de bacterias durante la descomposición de material orgánico, el cual se puede aprovechar de los vertederos.

3.) El sol: Energía solar térmica: Es el aprovechamiento de la radiación proveniente del sol, sin más, la captación activa de la radiación solar se hace mediante diferentes tipos de tecnología con las que se puede producir calor, bien sea para producción de agua caliente sanitaria, calefacción, frío solar e incluso electricidad, es una fuente disponible y utilizada desde hace siglos por los seres pero a pesar de haber evolucionado la tecnología, los impedimentos politicos e intereses económicos de unos pocos con el monopolio de la energía ha impedido una evolución natural de esta tecnología. Los colectores solares son los siguientes:

3.1.) Colector solar plano de muy baja temperatura: Son sencillamente una parrilla de tuberías de polietileno negro especifico interconectados entre sí, sin carcasa, ni aislamiento térmico, por la cual circula agua, su aplicación normal son las piscinas descubiertas o cubiertas, ya que la temperaturas máximas que se pueden alcanzar rondan los 30 a 35 ºC, su periodo de uso está limitado evidentemente a la cantidad de sol, la estación del año, uso de la piscina y temperatura deseada.

3.2.) Colector solar plano de baja temperatura: Parrilla de tubos de cobre que bien pueden estar interconectados entre sí en paralelo o en serie, por la cual circula agua de consumo ( en el caso de no ser aguas duras, ya que podría ocasionar una obstrucción de las tuberías o corrosión) o glicolada (zonas frías), sobre una lámina de cobre con un recubrimiento selectivo o pintura negra para mayor captación solar, dentro de una carcasa que normalmente es aluminio, y aislamiento para reducir perdidas y aplicar en zonas más frías, con menos radiación o con menor superficie disponible. Las temperaturas máximas

Despiece colector solar térmico

que puede llegar a tener el fluido calo-portador en los periodos de mayor radiación con el sistema parado rondan los 150 a 200 ºC, incluso llegando a la evaporación, sin embargo no es lo ideal, con lo que, mediante un buen dimensionamiento solar se consigue: Ahorro en costes iniciales, reducir costes en reparaciones de elementos de seguridad, larga vida útil de los colectores solares y rápida amortización del sistema.

Uso: Producción de agua caliente sanitaria, calefacción, climatización de piscina, desengrasado de piezas, calefacción de placas parideras de cerdos, etc. Sectores donde aplica: Hotelera, industrial, residencial, agrícola, etc.

3.3.)  Colector solar plano de tubo de vacío: Existe 3 tipos de diseño de este colector: circulación directa, indirecta y parabólico concéntrico, pero la principal característica de este tipo de colector solar, es el aislamiento al vacío que hay entre la superficie colectora y el cristal, reduciendo considerablemente las perdidas por conducción y convección, ya que no hay partículas de aire que permitan el intercambio de energía. 

Tubos de vacío solar

Un colector de tubo de vacío, está constituido por una superficie de diferentes tubos individuales con una cubierta de cristal (simple o doble), dentro de la cual se encuentra la superficie colectora compuesta por una aleta de aluminio o cobre, recubierta con un tratamiento selectivo (Tinox) que deja escapar tan solo un 5% de la radiación incidente, y soldada a un tubo que contiene el fluido calo-portador vaporizante (mezcla de alcohol y agua destilada). 

Su funcionamiento es natural y consiste en que el fluido calo-portador contenido en el tubo, es calentado por el sol a través de las aletas absorbedoras, evaporando y haciendo ascender el vapor con calor latente a la parte más alta del colector por donde circula el agua de consumo, intercambiando calor y enfriando-condensando el fluido calo-portador el cual desciende para nuevamente reanudar el proceso. 

Uso: Gracias a su diseño y el aislamiento al vacío, no solo se reducen las perdidas sino minimiza la influencia de las condiciones climáticas (condensación, humedad, etc.) y el consecuente deterioro de los materiales empleados. Su principal aplicación se encuentra en los sistemas intermedios (frío solar, procesos industriales, agua caliente, calefacción, etc.) y en lugares fríos, nublados, con nieve perenne así como en lugares con poco espacio. más info. 

4.) Energía solar Fotovoltaica:

3.) Los ríos y corrientes de agua dulce: Energía Hidráulica.

4.) Las olas: Energía undimotriz

5.) El viento: Energía eólica

6.) La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: Energía azul.

En próximas publicaciones, iremos conociendo el resto de fuentes renovables, su aplicación y zonas posibles de aplicación. Así mismo durante el proceso, ampliaremos específicamente cada una de las fuentes y soluciones que permiten aprovechar los distintos recursos renovables y limpios.