Producir energía durante décadas estuvo ligado a la utilización de combustibles fósiles. Sin embargo, europeos y varios años después asiáticos, quizás sin planteárselo, dieron lugar a los primeros pasos en el desarrollo de energías limpias con la utilización de molinos de viento confeccionados en madera 200 años a.c., o los molinos de agua usados para diferentes actividades agrícolas tales como moler granos para conseguir harinas.
La utilización del viento como impulsor de las embarcaciones de antaño o como los incas y otros pueblos orientaban sus casas para aprovechar el sol son solo dos ejemplos que dan cuenta de la antigüedad de la utilización de las energías renovables.
Estos primeros pasos para producir energía que se obtiene a partir de fuentes naturales, si bien fueron los primeros hitos en materia de generación, nada tenían que ver con una ideología ecologista.
Hacia fines del siglo XVIII tuvo lugar la segunda revolución industrial, durante la cual apareció el uso de los combustibles fósiles. La aparición del petróleo en ese entonces desplazó a las fuentes de energía renovables. El petróleo era para la época una fuente de energía estable y alimentaba a las nuevas formas de producción de forma eficiente.
Así, durante años, los combustibles fósiles fueron tomando cada vez más protagonismo en la generación de energía y hoy en día sirven sobre todo para producir electricidad.
Sin embargo, en los años 50 del siglo pasado, un grupo de organizaciones comenzó a investigar fuentes alternativas de energía y dio los primeros pasos en el desarrollo de las que hoy conocemos como energías limpias o renovables.
Ya en la década de los 80, Países Bajos, España y Alemania contaban con parques eólicos y aparecían los primeros paneles solares domiciliarios para aquellas viviendas insertas en el campo lejos de una red de suministro eléctrico.
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Definición
Las energías renovables son aquellas que se obtienen de fuentes naturales e ilimitadas o que se pueden renovar ilimitadamente.
Se consideran fuentes de energía de renovación ilimitada a la generación de energía que surge de materia orgánica, conocida como biomasa. Una característica de las energías renovables es que la velocidad de su uso no supera a la de su generación, es decir, la reposición debe tener una ratio mayor al de su consumo.
Por otro lado, las fuentes de energía ilimitadas naturalmente son el sol, el agua, el viento y la tierra, de la cual se aprovecha la energía calórica de la corteza terrestre.
Tipos de energías renovables actualmente
Energía Solar
La energía solar es aquella que utiliza en forma directa al sol como fuente de energía. Antes de describir a la energía solar cabe realizar una aclaración. Leyendo atentamente la definición anterior, es importante destacar la palabra directa.
Si nos pusiéramos estrictos, está claro que no habría energía alguna sin la existencia del sol. En términos absolutos, todos y cada uno de los seres vivos sobre la tierra absorben energía del sol, humanos, animales y las plantas que utilizan la energía del sol para el proceso de fotosíntesis.
El petróleo es el derivado de combustibles fósiles, fósiles que son los restos de seres vivos de una edad geológica pasada, por lo que podemos afirmar que los combustibles fósiles tienen una gran carga de energía solar almacenada.
La energía eólica utiliza como fuente de energía los vientos, que son corrientes de aire producidas por el calentamiento del mismo.
La biomasa necesita de la energía del sol para su desarrollo, ya que es de origen orgánico y vegetal.
Ahora bien, si colocamos a la definición la palabra “directa” vamos a estar hablando sobre la energía que genera el sol como acción de sus rayos solares aplicados sobre alguna superficie susceptible de transformar energía solar en energía mecánica, calórica o eléctrica.
Energía Solar térmica de baja potencia
Son variados los usos que se le da a la energía solar de baja potencia A continuación, analizaremos algunos de ellos
Cocción de alimentos
En lugares donde tanto la red de gas como la red eléctrica no está disponible, la energía solar es usada para cocinar.
Para ello se emplean cocinas y calentadores que poseen un elemento parabólico capaz de reflejar los rayos solares concentrándolos sobre la superficie del utensilio a calentar. Los hay de diferentes tamaños, así como también portátiles o fijos. Estos últimos se suelen armar sobre la pared para tener mejor exposición solar.
Invernaderos
Por otro lado, la energía solar es utilizada para cultivos en lugares de baja temperatura o durante el inverno, en zonas donde este es muy crudo, y se requiere de lo que llamamos un invernadero.
Un invernadero es una estructura cerrada cuyas paredes y techos son de materiales transparentes o traslúcidos. En el interior del mismo, gracias a la energía del sol, se genera un microclima que favorece el cultivo durante todo el año.
Dentro del invernadero se generan condiciones muy favorables para el desarrollo de las plantas. De esa manera, se logra aumentar la producción y mejorar la calidad de lo cultivado.
Construir un invernadero requiere un diseño que respete algunos factores muy importantes. La circulación del aire es fundamental, para ello se estudiará correctamente el diseño de la inclinación del techo (plana, curva, a dos aguas).
Esto se debe a que la radiación solar que reciben las plantas estará dada por la orientación y la altura del mismo.
Asimismo, lo que conocemos como efecto invernadero se genera por la radiación solar que, cuando atraviesa un vidrio o un plástico traslúcido, calienta el ambiente y los objetos que hay dentro.
Destilación
Para generar agua potable, la energía solar se utiliza para la evaporación del agua salada o no potable y recoger su condensación en canaletas, obteniendo agua potable en lugares extremos.
Calentadores de Agua para consumo domiciliario
Para ellos se utilizan colectores que transforman la incidencia de los rayos solares en energía calórica, llevando la temperatura de agua hasta 90 grados centígrados según su eficiencia.
Climatización de Piscinas
En los últimos tiempos se ha vuelto muy normal que las personas decidan climatizar sus piscinas. Habitualmente, se utilizan dos tipos distintos de colectores para el calentamiento de ellas.
a) Colectores planos con cubierta
Semejantes a los colectores utilizados en el calentamiento de agua para baño, pueden alcanzar temperaturas hasta 60 grados C.
b) Colectores planos sin cubierta
Ese modelo de colector se recomienda para aplicaciones cuya temperatura máxima de utilización es 35 grados C, por ello, normalmente se fabrican de polímeros no aislados térmicamente, además de no presentar ningún tipo de cubierta, siendo solamente una placa de absorción y tubos.
Energía Solar de Alta Potencia
Se trata de grandes parques en los que encontraremos colectores de alto rendimiento capaces de generar vapor para la generación de energía eléctrica.
España es el país con Centrales solares termoeléctricas que concentran la mayor capacidad global instalada, aproximadamente 5.750 KW, esto es casi una incidencia del 50% de la capacidad global instalada en el mundo.
Energía Solar Fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica se produce a partir de un fenómeno electroquímico que sucede en las celdas o células fotoeléctricas en el momento que inciden los fotones provenientes de la luz solar.
La incidencia de los fotones genera movimientos de electrones dentro de la celda fotoeléctrica generando corrientes eléctricas.
Los paneles solares son un conjunto de celdas solares conectadas entre sí que generan corriente continua. A su vez, los circuitos deben tener un inversor que transforme la corriente continua en corriente alterna.
Si el circuito fotoeléctrico está aislado de la red se denomina instalación “off-grid”, y en ese caso deberá contar con un sistema de baterías para almacenar el excedente de energía eléctrica producido para utilizarse en los momentos en que la radiación solar sea menor o nula. También se le puede agregar al circuito un grupo electrógeno a modo de soporte externo.
Por otro lado, cuando el circuito está conectado a la red se lo denomina “on-grid” y no es necesario tener las baterías dentro de la instalación debido a que cuando el circuito fotovoltaico genera energía excedente, esta se inyecta a la red y en los momentos de baja radiación solar el circuito se alimenta de la red.
También existen circuitos híbridos en los que se colocan baterías y un grupo electrógeno a pesar de estar conectados a la red eléctrica.
Energía Eólica
Cuando hablamos de la energía eólica nos referimos a aquella energía generada por el viento al hacer girar las aspas de los molinos.
Para el diseño de las aspas se utiliza el principio de sustentación de las alas de los aviones. Es decir, las diferentes velocidades del viento en ambas caras de las aspas.
En cuanto al funcionamiento de esta energía, es menester mencionar el límite de Betz, que establece que “solo puede convertirse menos de 59% de la energía cinética mecánica por medio de un aerogenerador”. Este es el límite superior del rendimiento de un aerogenerador.
Sin embargo, en la realidad existen algunos otros factores que hacen bajar su rendimiento como, por ejemplo, la resistencia aerodinámica de las palas, la pérdida de energía por la estela generada en la rotación, la compresibilidad del fluido, la interferencia de las palas, el rendimiento de los mecanismos que componen el aerogenerador.
Los aerogeneradores están diseñados para producir energía eléctrica con vientos de hasta 15m/s, debido a que la aparición de vientos más fuertes no suelen ser normales.
Por ello en el caso de vientos más fuertes es necesario que los aerogeneradores posean un control de potencia. El control de potencia se logra variando el ángulo de incidencia del viento contra las aspas.
Biomasa
Llamamos biomasa a todo producto energético de origen orgánico, por ejemplo, desechos de la producción agrícola, subproductos agrícolas, productos forestales etc.
Hay varias formas de clasificarlos, como por ejemplo según su origen, según su estado y también según su composición.
Según su origen se clasifican en:
- Biomasa residual que proviene de la materia orgánica originada por la actividad del ser humano y puede ser húmeda y seca. Algunos ejemplos de biomasa residual son: aserrín, huesos de aceituna o cáscaras de frutos secos.
- Biomasa natural cuyo su origen es la propia naturaleza sin que el ser humano intervenga como, por ejemplo, las hojas secas o ramas.
- Biomasa generada, que es también producida por el ser humano, pero la finalidad última de su producción es el aprovechamiento de su energía. Por ejemplo, un bosque plantado para la generación de leña.
Bioetanol
El Bioetanol es un Biocombustible que se obtiene a través de la fermentación de los azúcares presentes en la materia orgánica de algunas plantas y vegetales. Algunos ejemplos de dónde se obtiene el Bioetanol, son la caña de azúcar, la remolacha, maíz y cereales como la cebada y el trigo.
Ahondando algo más en el tema podemos decir que el Bioetanol se obtiene principalmente de tres grandes grupos de productos orgánicos, los azucares, Cereales y la biomasa.
Biodiésel
El biodiésel deriva de aceites y grasas vegetales. Es muy parecido al aceite, solo se cambia un poco mediante una reacción química sencilla para que pierda viscosidad.
Para su producción se usan principalmente aceites baratos como el de soja, es decir cultivos oleaginosos. Se usa como aditivo del gasoil en diferentes porcentajes.
En general, a partir de 100 kg de aceite y 10 kg de metanol se obtienen 100 kg de biodiésel y 10 kg de glicerina.
Energías renovables y cambio climático, beneficios ambientales
Son muchas las ventajas que surgen a partir del uso de las energías renovables. Sin duda, una de las más importantes se da en materia ambiental.
Esto, en gran parte, por lo que significa el reemplazo de las energías no renovables por las renovables. Es sabido que el cambio climático es un fenómeno que preocupa a las autoridades a nivel mundial y la principal causa de esto es la quema de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas.
Por eso es que cuando se emplean este nuevo tipo de energías, como la solar o la eólica, se dejan de utilizar poco a poco las no renovables y de esa manera se logra mitigar el impacto climático de la actividad humana.
Es importante tener en cuenta que, al utilizar estas energías, es casi nula la emisión de gases de efecto invernadero y de otros componentes tóxicos.
Asimismo, también se produce un beneficio para el ambiente en relación al consumo de agua, pues no se necesitan grandes cantidades de esta sustancia para el funcionamiento de las energías.
Diferencias con las no renovables
Existe una amplia variedad de diferencias que distinguen a las energías renovables de las no renovables. Una de ellas, que tiene que ver con su propia naturaleza, refiere al agotamiento.
Sabemos que las energías no renovables dependen de recursos finitos que no llegan a regenerarse a la misma velocidad con la que son consumidos y por ende con el tiempo nos quedaremos sin ellos. Sin embargo, en el caso de las energías renovables no es así.
Asimismo, otra de las grandes diferencias entre estos dos tipos de energía es el impacto que tienen sobre el ambiente. Mientras las energías renovables son la llave para la eficiencia energética y el desarrollo sostenible, las no renovables son la causa del cambio climático y de la emisión de gases de efecto invernadero.
Por último, otra de las grandes diferencias es la manera de producir cada energía. Mediante el empleo de energías renovables es posible reducir la cantidad de extracciones en la tierra que sí se llegan a cabo para conseguir los recursos de las no renovables.
Ventajas y desventajas
Tal como hemos venido mencionando, las energías renovables impactan de manera positiva en la sociedad y en el ámbito de la producción y las economías. Sin embargo, existen también algunos aspectos que hacen que aún no se pueda depender únicamente de ellas para la generación de energía.
En este apartado analizaremos las ventajas y desventajas del uso de las energías renovables.
En primer lugar, una de las ventajas que ya mencionamos es el beneficio que suponen para el ambiente. Pues, se trata de energías más sustentables y con un impacto negativo nulo, ya que no hay emisión de gases de efecto invernadero.
Asimismo, al ser renovables, con estas energías no existe el problema del agotamiento, puesto que dependen de recursos que se generan a mayor velocidad de la que se utilizan.
En cuanto a lo económico, también hay aspectos positivos que debemos mencionar. Se trata de un rubro en crecimiento que genera miles de puestos de trabajo al año y posibilidades para la inversión y la innovación.
En el mismo sentido, aquellos que utilizan esta energía pueden ahorrar mucho dinero a largo plazo, sobre todo porque verán una reducción muy significativa en sus tarifas de luz, gas y agua.
Por otro lado, debemos mencionar algunas desventajas de este tipo de energías.
En muchas ocasiones pueden ocupar grandes extensiones de tierra, lo cual dificulta su instalación, como es en el caso de los parques eólicos. Además, existe la posibilidad de que se produzca un daño en la flora y en la fauna en donde se instalan.
Por último, tanto los paneles solares como los aerogeneradores pueden generar un impacto visual negativo, sobre todo en las instalaciones donde se busca obtener una gran producción energética.
Papel de los gobiernos en el impulso de las energías renovables
Como en la mayoría de los ámbitos relacionados a la producción, los gobiernos tienen un rol clave. De hecho, en algunos países la producción energética es netamente estatal.
Existen una serie de medidas que se pueden tomar con el objetivo de incentivar y fomentar el uso de energías renovables. Tal como mencionamos, el reemplazo por las no renovables es no solo necesario por cuestiones ambientales, sino que es también inevitable por la propia naturaleza de estas últimas.
Una manera que tienen los gobiernos de cualquier nivel para impulsar las energías renovables es empezar a utilizarlas ellos mismos. Esto quiere decir, por ejemplo, utilizar energía solar fotovoltaica en edificios públicos, en hospitales y en escuelas estatales.
Además, también tienen la posibilidad de establecer beneficios impositivos para aquellos establecimientos que funcionen con energías renovables y que de esa manera contribuyan a la transición energética.
Lo cierto es que para el desarrollo de esta nueva forma de producir energía es fundamental el papel de los gobiernos, ya sean provinciales o nacionales. Muchas ciudades se están comprometiendo con este tema y se han propuesto un objetivo de emisión cero para contribuir en la lucha contra el cambio climático.
Cómo pueden las empresas incorporarlo como parte de su estrategia empresarial
Es sabido que hoy en día las empresas, aparte de evaluar los números y hacer un análisis económico, también consideran el impacto social y ambiental que generan.
Pues si bien es cierto que la maximización de ganancias es el objetivo principal de una organización empresarial, hay casos en los que la inversión en cuidado del medioambiente está en línea con tal propósito.
Pues, el uso de energías renovables en los procesos de producción y en las oficinas administrativas puede generar un ahorro en el coste de los servicios y además otorgarle a la compañía una imagen positiva y comprometida con causas sociales.
Energías renovables y ODS
Existe un compromiso mundial para mejorar la calidad de vida de las personas y alcanzar ciertos objetivos que construyan un planeta más inclusivo y sustentable.
En 2015, la Asamblea General de las Naciones Unidas estableció una serie de objetivos de desarrollo sostenible que tiene que ver con la erradicación de la pobreza, el cuidado ambiental y la prosperidad para todas las personas.
Son 17 objetivos, entre los cuales se encuentran la acción por el clima y el uso de energías asequibles y no contaminantes. En este sentido, las energías renovables son fundamentales para la consecución de estas premisas y para la construcción de un planeta más seguro.
De hecho, uno de los medios técnicos que se establecieron para alcanzar estos objetivos es el de colaborar, desde la comunidad global, en aquellas ciudades en las cuales los gobiernos tengan una difícil tarea a la hora de implementar energías más limpias y reemplazar a aquellas que queman combustible y por ende liberan gases contaminantes.
Países que utilizan y países que no
El fenómeno de las energías renovables es mundial y la mayoría de los países desarrollados ya están invirtiendo en ellas y trabajando poco a poco en la transición energética.
Actualmente, China está primero en el ranking de consumo de energías renovables, algo que es paradójico porque también es uno de los que tiene el mayor índice de contaminación. Esta nación de Asia es actualmente la mayor productora de energía solar en el mundo.
Seguidamente, tenemos a Estados Unidos y a Brasil. Recién en el cuarto lugar aparece Alemania representando al viejo continente y en el quinto lugar se encuentra India, algo lógico al ser un país muy populoso.
Artículo publicado originalmente en 05 Abr 2023
