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Las Energ´ ıas Renovables son el Futuro Jose Qui˜ nonez Choquecota Departamento de F´ ısico Matem´ aticas [email protected] 1. La energ´ ıa, motor del mundo Desde siempre, el hombre ha utilizado las fuentes de energ´ ıa a su alcance para hacer un trabajo o para obtener calor. Primero su propia fuerza f´ ısica o la de los animales dom´ esticos. Luego la energ´ ıa del viento y del agua. M´ as tarde llegar´ ıa la explotaci´ on de los combustibles f´ osiles, -carb´ on, gas natural y petr´ oleo- y de la energ´ ıa nuclear. La disponibilidad de energ´ ıa ha sido siempre esencial para la humanidad. Sin em- bargo, en la generaci´ on, el transporte y el consumo de las energ´ ıas convencionales est´ a el origen de los gran- des problemas ambientales que sufre nuestro planeta. Frente a este escenario, una mayor eficiencia energ´ eti- ca y un incremento del uso de las energ´ ıas renovables aparecen como parte de la soluci´ on. 2. Las renovables, explicadas ¿Qu´ e son las energ´ ıas renovables? De entre las distintas fuentes de energ´ ıa, las renova- bles son aqu´ ellas que se producen de forma continua. Todas las fuentes de energ´ ıa renovables (excepto la mareomotriz y la geot´ ermica) provienen, en ´ ultimo ermino, del sol. Su energ´ ıa provoca las diferencias de presi´ on at- mosf´ ericas que originan los vientos, fuente de la energ´ ıa e´ olica. Tambi´ en provoca la evaporaci´ on del agua que luego precipita para formar r´ ıos, los que permiten obtener energ´ ıa hidr´ aulica. Las plantas y algas se sirven del sol para realizar la fotos´ ıntesis, origen de toda la materia org´ anica (o biomasa) de la Tierra. Por ´ ultimo, el sol se aprovecha directamente como energ´ ıa solar, tanto t´ ermica como fotovoltaica. Estas fuentes son inagotables a escala humana, aun- que en el caso de la biomasa, esto es as´ ı siempre que se respeten los ciclos naturales. ¿Por qu´ e usar energ´ ıas renovables? La quema de combustibles f´ osiles para obtener elec- tricidad provoca impactos ambientales y produce ga- ses de invernadero (como el di´ oxido de carbono) que elevan la temperatura de la Tierra. Esto provoca cam- bios en los patrones clim´ aticos que derivan en un incremento de las sequ´ ıas, tornados e inundaciones. Sin llegar a decir que esos impactos no existen en las fuentes renovables, s´ ı es cierto, en cambio, que son infinitamente menores y siempre reversibles. Es por esto que reciben el calificativo de fuentes de energ´ ıa limpias. Tambi´ en se dice que son inagotables, ya que uti- lizar la radiaci´ on solar para producir electricidad no disminuye la cantidad de energ´ ıa que el Sol env´ ıa a la Tierra. Lo mismo sucede con el viento. Por m´ as aerogeneradores que extrajeran su fuerza y la con- virtieran en electricidad nunca trastocar´ ıan el equi- librio t´ ermico del planeta. S´ ı podr´ ıa hacerlo el uso indiscriminado de biomasa natural, el primer recurso energ´ etico que utiliz´ o el hombre,m´ as all´ a de su fuer- za bruta. Un aprovechamiento excesivo -por ejemplo, en forma de le˜ na- provocar´ ıa una r´ apida degradaci´ on delos ecosistemas naturales. Otro problema de las energ´ ıas convencionales es que la demanda mundial de electricidad aumenta, mientras que los combustibles f´ osiles se van agotando. El informe anual de BP sobre la energ´ ıa en el mundo (BP Statistical Review of World Energy), de junio de 2006,cifra en 40 a˜ nos las reservas mundiales de petr´ oleo y en 65 a˜ nos las de gas natural, suponiendo que la producci´ on y el consumo de estos combusti- bles f´ osiles se mantuviera estable hasta su total ago- tamiento. La inversi´ on en fuentes renovables de gene- raci´ on el´ ectrica ayudar´ ıa a reducir la dependencia del petr´ oleo, generando energ´ ıa limpia e inagotable. La Tierra se recalienta El cambio clim´ atico es real. Y mientras no disminu- ya el protagonismo de los combustibles f´ osiles en la matriz energ´ etica, los gases de invernadero que re- calientan nuestro mundo aumentar´ an sus niveles. El principal gas de efecto invernadero es el di´ oxido de carbono (CO 2 ), cuyo origen es fundamentalmente la quema de combustibles f´ osiles. Su actual concentra- ci´ on atmosf´ erica es la mayor de los ´ ultimos 650000 nos y, seg´ un la NASA, sus niveles aumentaron un 35 % desde 1750 mientras que las temperaturas se elevaron entre los 0, 6y0, 9 C en el ´ ultimo siglo. Las consecuencias de este aumento est´ an a la vuel- ta de la esquina: inundaciones, sequ´ ıas, tornados y epidemias en una escala sin precedentes. Para revertir

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Las Energıas Renovables son el Futuro

Jose Quinonez ChoquecotaDepartamento de Fısico Matematicas

[email protected]

1. La energıa, motor del mundo

Desde siempre, el hombre ha utilizado las fuentesde energıa a su alcance para hacer un trabajo o paraobtener calor. Primero su propia fuerza fısica o la delos animales domesticos. Luego la energıa del vientoy del agua. Mas tarde llegarıa la explotacion de loscombustibles fosiles, -carbon, gas natural y petroleo-y de la energıa nuclear. La disponibilidad de energıaha sido siempre esencial para la humanidad. Sin em-bargo, en la generacion, el transporte y el consumo delas energıas convencionales esta el origen de los gran-des problemas ambientales que sufre nuestro planeta.Frente a este escenario, una mayor eficiencia energeti-ca y un incremento del uso de las energıas renovablesaparecen como parte de la solucion.

2. Las renovables, explicadas

¿Que son las energıas renovables?De entre las distintas fuentes de energıa, las renova-bles son aquellas que se producen de forma continua.Todas las fuentes de energıa renovables (excepto lamareomotriz y la geotermica) provienen, en ultimotermino, del sol.

Su energıa provoca las diferencias de presion at-mosfericas que originan los vientos, fuente de laenergıa eolica. Tambien provoca la evaporacion delagua que luego precipita para formar rıos, los quepermiten obtener energıa hidraulica. Las plantas yalgas se sirven del sol para realizar la fotosıntesis,origen de toda la materia organica (o biomasa) de laTierra. Por ultimo, el sol se aprovecha directamentecomo energıa solar, tanto termica como fotovoltaica.Estas fuentes son inagotables a escala humana, aun-que en el caso de la biomasa, esto es ası siempre quese respeten los ciclos naturales.

¿Por que usar energıas renovables?La quema de combustibles fosiles para obtener elec-tricidad provoca impactos ambientales y produce ga-ses de invernadero (como el dioxido de carbono) queelevan la temperatura de la Tierra. Esto provoca cam-bios en los patrones climaticos que derivan en unincremento de las sequıas, tornados e inundaciones.

Sin llegar a decir que esos impactos no existen en lasfuentes renovables, sı es cierto, en cambio, que soninfinitamente menores y siempre reversibles. Es poresto que reciben el calificativo de fuentes de energıalimpias.

Tambien se dice que son inagotables, ya que uti-lizar la radiacion solar para producir electricidad nodisminuye la cantidad de energıa que el Sol envıa ala Tierra. Lo mismo sucede con el viento. Por masaerogeneradores que extrajeran su fuerza y la con-virtieran en electricidad nunca trastocarıan el equi-librio termico del planeta. Sı podrıa hacerlo el usoindiscriminado de biomasa natural, el primer recursoenergetico que utilizo el hombre,mas alla de su fuer-za bruta. Un aprovechamiento excesivo -por ejemplo,en forma de lena- provocarıa una rapida degradaciondelos ecosistemas naturales.

Otro problema de las energıas convencionales esque la demanda mundial de electricidad aumenta,mientras que los combustibles fosiles se van agotando.El informe anual de BP sobre la energıa en el mundo(BP Statistical Review of World Energy), de juniode 2006,cifra en 40 anos las reservas mundiales depetroleo y en 65 anos las de gas natural, suponiendoque la produccion y el consumo de estos combusti-bles fosiles se mantuviera estable hasta su total ago-tamiento. La inversion en fuentes renovables de gene-racion electrica ayudarıa a reducir la dependencia delpetroleo, generando energıa limpia e inagotable.

La Tierra se recalientaEl cambio climatico es real. Y mientras no disminu-ya el protagonismo de los combustibles fosiles en lamatriz energetica, los gases de invernadero que re-calientan nuestro mundo aumentaran sus niveles. Elprincipal gas de efecto invernadero es el dioxido decarbono (CO2), cuyo origen es fundamentalmente laquema de combustibles fosiles. Su actual concentra-cion atmosferica es la mayor de los ultimos 650000anos y, segun la NASA, sus niveles aumentaron un35 % desde 1750 mientras que las temperaturas seelevaron entre los 0, 6 y 0, 9◦C en el ultimo siglo.

Las consecuencias de este aumento estan a la vuel-ta de la esquina: inundaciones, sequıas, tornados yepidemias en una escala sin precedentes. Para revertir

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este angustiante futuro deberan revisarse las actualespolıticas energeticas, apostando fuerte por recursosenergeticos inagotables e inocuos.

3. Diferentes fuentes, mismosorıgenes

Ya hemos visto que el termino energıa renovablese emplea para describir flujos de energıa que ocurrennatural y continuamente en el ambiente; e incluyenfuentes tales como la biomasa, la hidraulica, la eolica,la geotermica, la solar y la de los oceanos.

El origen de la mayorıa de estas fuentes puedeser identificado tanto en el sol (su energıa estableceel patron climatico de nuestro planeta) o en el efectogravitacional del sol y la luna. Por esta razon decimosque estas fuentes son virtualmente inagotables.

Energıa solarEl aprovechamiento de la energıa solar requiere dedispositivos que capten la radiacion del sol y la trans-formen en otra forma de energıa. Existen dos alterna-tivas posibles para realizar estas transformaciones: laconversion fototermica y la conversion fotovoltaica.

Energıa eolicaPor siglos, el viento ha sido capturado por velas yaspas para transporte y trabajos mecanicos. Los mo-dernos aerogeneradores permiten obtener electricidadde manera limpia y eficiente. Estas maquinas puedenverter grandes cantidades de energıa a la red o satis-facer pequenas demandas.

Energıa geotermicaEl calor de la Tierra se aprovecha para obtener aguacaliente, vapor o electricidad a partir de las aguassubterraneas. Modernas tecnologıas permiten inclu-so sacar provecho de yacimientos de roca caliente.Esta energıa se utiliza en zonas de mucha actividadgeotermica como Islandia.

Energıa de la biomasaLas materias organicas vegetales o animales se que-

man o procesan quımicamente para obtener combus-tibles (como el biodiesel), calor y electricidad. Ha sidola energıa mas utilizada por el hombre, y en muchasregiones pobres del mundo aun es la principal fuentede energıa.

Energıa hidraulicaEl agua de los rıos se ha utilizado por siglos paraaccionar maquinarias, por ejemplo para moler maız.Hoy, esta energıa es empleada principalmente paragenerar electricidad. La tecnologıa hidroelectrica esuna de las mas desarrolladas, rentables y confiables.

Energıa de los oceanosEl vaiven del agua de las mareas o de las olas, lascorrientes marinas, incluso la diferencia de tempera-turas que hay entre el agua de la superficie del mary la de las profundidades, tambien pueden ser uti-lizados para generar energıa. Todavıa no existe unsistema viable comercialmente.

4. Hacia un futuro renovable

Presente de las energıas renovablesLa energıa que se consume en el mundo proviene ac-tualmente en su mayor parte de fuentes no renovablesy, por lo tanto, su agotamiento inexorable significauna amenaza para el futuro de la humanidad. A estodebe sumarse su efecto negativo sobre el ambiente.De esta forma, la sustitucion de las fuentes convencio-nales no renovables por otras alternativas renovablesy menos contaminantes resulta una tarea de maximaimportancia.La participacion de estas ultimas en la ofertaenergetica mundial es reducida (ver cuadro), perosu crecimiento es notable. Este incremento de lasfuentes alternativas puede adjudicarse a dos facto-res fundamentales: el progreso tecnico que permitemaquinas mas eficientes y las medidas gubernamen-tales de promocion de fuentes de energıa “limpias”.

Futuro de las energıas renovables

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El potencial de las fuentes renovables en los distintospuntos del planeta depende en primer lugar de condi-ciones geograficas (uso de la tierra, viento promedio,etc.). Nuestra Patagonia, por ejemplo, es una de lasregiones con mayor potencial en energıa eolica, mien-tras que las regiones cuyana y del noroeste lo son enenergıa solar.

Ademas debe considerarse el rendimiento tecni-co que puede obtenerse a partir de este potencial deenergıa, en su conversion a la forma secundaria (basi-camente electricidad y combustible). Bajo este anali-sis, el potencial energetico renovable mundial excedelargamente la energıa total consumida actualmente yserıa suficiente para abastecer el consumo futuro dela humanidad.

A la potencialidad tecnica debe sumarse ademasel factor economico, que hasta ahora ha limitado eldesarrollo de las nuevas fuentes. El mayor desafıo pa-ra las energıas renovables es alcanzar costos competi-tivos con los de las fuentes convencionales, cuyo pre-cio continuara incrementandose debido a su proximoagotamiento.

5. Consumo, desarrollo y futu-ro

La energıa es el motor del mundo: mueve nuestroscuerpos, calienta nuestras casas, ilumina nuestras ca-lles, alimenta nuestras industrias, desplaza nuestrosvehıculos y, en definitiva, es la base de cualquier ac-tividad que se lleve a cabo a nuestro alrededor.Sin embargo, el modelo energetico establecido no esjusto ni sostenible. En la actualidad, tres cuartas par-tes de los recursos energeticos se destinan a una mi-norıa de la poblacion mundial. Incluso se toma el con-sumo de energıa como indicador de desarrollo indus-trial: a mas consumo, mas desarrollo. Pero la reser-va de combustibles fosiles que sostiene este modelose agota dıa a dıa, por no hablar de los problemasambientales que conlleva su utilizacion. Es necesarioavanzar hacia un modelo mas equitativo y sostenible.Se trata, en definitiva, de mejorar nuestro presentepara preservar nuestro futuro.

Referencias

[1] FOCER “Manuales de energıas renovables.”, Costa Rica, (2002).

[2] IDAE “Plan de Fomento de las Energıas Renovables en Espana”, Madrid, (1999).

[3] Ministerio de Economıa “Planificacion de las redes de transporte electrico y gasista 2002-2011”, Madrid,(2002)

[4] www.energias-renovables.com

[5] www.eufores.es

[6] www.gamesa.es

[7] www.erec-renewables.org/default.htm

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