UD 1 - Fuentes de energía

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Barcelona se ilumina con farolas inteligentes ¿Sabías que el alumbrado público supone entre el 40% y el 70% de la factura eléctrica de los ayuntamientos? Muchas veces no reparamos en ello, lo asumimos con total naturalidad, pero el gasto energético se multiplica y justo ahora, en plena crisis, cualquier contención del gasto es bienvenida. Además, este derroche de energía se traduce en una mayor contaminación lumínica y mayores emisiones de CO. Llegados a este punto, ¿es posible disfrutar de una iluminación más inteligente? Ese es precisamente el objetivo que persigue el proyecto SIIUR, desarrollado por Endesa junto a una docena de empresas y organismos representativos como el Ayuntamiento de Barcelona y el ICAEN (Institut Català d'Energia). Gracias a SIIUR, las farolas del Distrito 22@ de Barcelona autorregulan su encendido e intensidad de la luz en función de la hora del día o el número de peatones. Esto ha sido posible mediante el despliegue de 12 farolas dotadas de sensores de movimiento por infrarrojos, que detectan el número de peatones en sus proximidades. Por si no fuera poco, las farolas disponen también de sensores de temperatura, humedad, vibración e, incluso, de contaminación, tanto acústica como de CO. Toda la información recogida se transmite en tiempo real a un servidor central a través de señales inalámbricas, muy parecidas al Wi-Fi del que disfrutamos en los hogares para acceder a Internet. La tecnología WiFi Mesh -que así se denomina-, transmite información de manera inmediata, aprovechando todos los dispositivos WiFi ya instalados, con lo que se reducen considerablemente los costes de transmisión. Pero, ¿de qué sirve esta inteligencia si la luz continúa sin estar correctamente dirigida? Para solucionar este inconveniente, no se han usado lámparas tradicionales. En su lugar, se utilizan LEDs (diodos de emisión de luz, por sus siglas en inglés), que permiten dirigir con precisión y uniformidad el halo de luz. A esta reducción de la contaminación lumínica se suma la durabilidad, unas 17 veces superior a la de las lámparas incandescentes tradicionales, con la ventaja añadida de que al final de su vida, tan sólo se habrá reducido en un 30% la luz generada inicialmente. No hay que olvidar que este tipo de ‘bombillas' requiere menor voltaje y consumo y, por tanto, supone en sí un ahorro muy significativo de energía. Además, en función del entorno a iluminar, los LEDs -reciclables 100%- ofrecen todas las tonalidades de blanco y el resto de colores, por lo que las personas pueden disfrutar de un mayor confort visual. SIIUR no se queda aquí: el proyecto quiere dar otra vuelta de tuerca y próximamente tiene prevista la instalación de un módulo de gestión de basura a implantar en algunos contenedores, con el fin de optimizar las rutas de recogida, aprovechando de esta forma mucho mejor los recursos. ¡La ciudad inteligente está a la vuelta de la esquina!

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Barcelona se ilumina con farolas inteligentes

¿Sabías que el alumbrado público supone entre el 40% y el 70% de la factura eléctrica de los ayuntamientos? Muchas veces no reparamos en ello, lo asumimos con total naturalidad, pero el gasto energético se multiplica y justo ahora, en plena crisis, cualquier contención del gasto es bienvenida. Además, este derroche de energía se traduce en una mayor contaminación lumínica y mayores emisiones de CO₂.

Llegados a este punto, ¿es posible disfrutar de una iluminación más inteligente? Ese es precisamente el objetivo que persigue el proyecto SIIUR, desarrollado por Endesa junto a una docena de empresas y organismos representativos como el Ayuntamiento de Barcelona y el ICAEN (Institut Català d'Energia). Gracias a SIIUR, las farolas del Distrito 22@ de Barcelona autorregulan su encendido e intensidad de la luz en función de la hora del día o el número de peatones.

Esto ha sido posible mediante el despliegue de 12 farolas dotadas de sensores de movimiento por infrarrojos, que detectan el número de peatones en sus proximidades. Por si no fuera poco, las farolas disponen también de sensores de temperatura, humedad, vibración e, incluso, de contaminación, tanto acústica como de CO₂.

Toda la información recogida se transmite en tiempo real a un servidor central a través de señales inalámbricas, muy parecidas al Wi-Fi del que disfrutamos en los hogares para acceder a Internet. La tecnología WiFi Mesh -que así se denomina-, transmite información de manera inmediata, aprovechando todos los dispositivos WiFi ya instalados, con lo que se reducen considerablemente los costes de transmisión.

Pero, ¿de qué sirve esta inteligencia si la luz continúa sin estar correctamente dirigida? Para solucionar este inconveniente, no se han usado lámparas tradicionales. En su lugar, se utilizan LEDs (diodos de emisión de luz, por sus siglas en inglés), que permiten dirigir con precisión y uniformidad el halo de luz.

A esta reducción de la contaminación lumínica se suma la durabilidad, unas 17 veces superior a la de las lámparas incandescentes tradicionales, con la ventaja añadida de que al final de su vida, tan sólo se habrá reducido en un 30% la luz generada inicialmente. No hay que olvidar que este tipo de ‘bombillas' requiere menor voltaje y consumo y, por tanto, supone en sí un ahorro muy significativo de energía.

Además, en función del entorno a iluminar, los LEDs -reciclables 100%- ofrecen todas las tonalidades de blanco y el resto de colores, por lo que las personas pueden disfrutar de un mayor confort visual.

SIIUR no se queda aquí: el proyecto quiere dar otra vuelta de tuerca y próximamente tiene prevista la instalación de un módulo de gestión de basura a implantar en algunos contenedores, con el fin de optimizar las rutas de recogida, aprovechando de esta forma mucho mejor los recursos.

¡La ciudad inteligente está a la vuelta de la esquina!

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Calienta el agua de tu hogar con la energía del sol

¿Quieres disponer de agua caliente de una fuente limpia y gratuita en casa? Una

instalación solar térmica nos permite aprovechar el calor del sol para generar agua

caliente que utilizaremos en nuestro hogar y reducir así nuestro consumo de fuentes

contaminantes. Para disponer de un sistema solar térmico en nuestra casa estos son los

pasos que debemos dar.

En primer lugar tenemos que conocer que

necesidades tenemos. Las instalaciones

solares térmicas se utilizan generalmente para

cubrir parte de la demanda de Agua caliente

Sanitaria (ACS). Estas instalaciones también

pueden apoyar a la calefacción del hogar,

pero este uso es menos común ya que su

aprovechamiento es bajo. Nuestra demanda

de ACS dependerá del número de personas y

de nuestros hábitos.

Sucesivamente elegiremos un número de paneles solares (llamados colectores)

adecuado para cubrir el máximo de nuestra demanda, sin desperdiciar energía. Por

ejemplo, para una vivienda unifamiliar con cinco personas, una instalación de 4 m2 es

suficiente para cubrir la mayor parte de la demanda de ACS.

Generalmente no vamos a buscar cubrir toda la demanda de ACS. Estas instalaciones,

como es lógico, generan más energía en verano que en invierno. Al intentar conseguir

toda la energía que necesitamos en invierno, vamos a tener un exceso en verano que no

vamos a poder aprovechar y la instalación resultará mas cara.

Finalmente debemos buscar el lugar óptimo para colocar los paneles. Los colectores

generalmente se instalan en la cubierta o tejado, en un lugar libre de sombras, y en

España tienen que estar orientados al sur e inclinados alrededor de 45º.

Siguiendo con el ejemplo de una vivienda de cinco personas, con 4m2 instalados en el

tejado podremos generar energía suficiente para cubrir entre el 60% y el 70% del calor

necesario para el agua caliente. Esta instalación permitiría prescindir de la caldera en los

meses de verano. Un sistema de este tipo tiene un coste aproximado de 3.000 euros. Eso

sí, si el mantenimiento es adecuado, la instalación tendrá una vida útil superior a 25

años.

Desde el punto de vista medioambiental, generar con el sol la energía necesaria para el

ACS supone una disminución de las emisiones, al reducirse el consumo de combustible.

Simplemente con esta instalación de 4 m2 dejaremos de emitir anualmente 600 kg

de CO₂ a la atmósfera.

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COMBUSTIBLES FÓSILES Los combustibles fósiles son el carbón, el petróleo y el gas. Han sido los grandes protagonistas del impulso industrial desde la invención de la máquina de vapor hasta nuestros días. De ellos depende la mayor parte de la industria y el transporte en la actualidad. Entre los tres suponen casi el 90% de la energía comercial empleada en el mundo. Un combustible fósil está compuesto por los restos de organismos que vivieron hace millones de años. El carbón se formó a partir de plantas terrestres; el petróleo y el gas natural, a partir de microorganismos y animales principalmente acuáticos. La energía se obtiene al quemar estos productos, proceso en el que se forman grandes cantidades de dióxido de carbono y otros gases contaminantes que se emiten a la atmósfera. Estos combustibles han permitido un avance sin precedentes en la historia humana, pero son fuentes de energía que llamamos no renovables. Esto significa que cantidades que han tardado en formarse miles de años se consumen en minutos y las reservas de estos combustibles van disminuyendo a un ritmo creciente. Además, estamos agotando un recurso del que se pueden obtener productos muy valiosos, como plásticos, medicinas, etc., simplemente para quemarlo y obtener energía. VENTAJAS DE LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

• El carbón es el combustible fósil más abundante en el mundo. • Con el actual ritmo de consumo se calculan reservas de carbón para algo más de 200

años. • El gas natural produce la menor cantidad de CO2 por unidad energética de todos los

combustibles. • La tecnología desarrollada para la combustión del gas natural disminuye la formación

de óxidos de nitrógeno y no se producen partículas sólidas. No contiene azufre, por tanto no aparece SO2 en la combustión.

• El propano y el butano se separan del metano y se usan como combustible para cocinar y calentar, distribuidos en bombonas.

DESVENTAJAS DE LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

• La minería del carbón y su combustión causan importantes problemas ambientales. • El agua residual va cargada de materiales muy tóxicos, como metales pesados y

productos químicos usados en la minería, y es muy contaminante, por lo que debe ser controlada cuidadosamente.

• Al quemarlos se liberan grandes cantidades de gases responsables de efectos tan nocivos como la lluvia ácida o el efecto invernadero.

• Los daños derivados de la producción y el transporte se producen sobre todo por los vertidos de petróleo, accidentales o no.

• El transporte del gas desde los yacimientos hasta el consumidor es complejo y necesita una tecnología costosa y complicada.

• Otro importante problema relacionado con el petróleo y el gas natural, es que se consumen mayoritariamente en regiones donde no se producen. Lo que origina la dependencia de países generalmente inestables.

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Cómo sacarle partido a las calderas de biomasa en el hogar

La biomasa es la materia orgánica utilizada para producir energía, y abarca productos

tan variados como huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos, residuos forestales

(cortezas, serrines, astillas, ramas), biocarburantes o la parte orgánica de la basura,

todos ellos susceptibles de aprovechamiento energético.

Su principal ventaja es que su uso supone un

balance neutro de CO₂. Quemando gas o

gasóleo para la calefacción, estamos emitiendo

carbono extraído del subsuelo que contribuye al

efecto invernadero. Por el contrario, el carbono

de la biomasa procede de la atmósfera (es el que

han captado las plantas durante su crecimiento),

con lo que su combustión no altera el equilibrio

atmosférico y no contribuye al calentamiento

global.

¿Y cómo podemos sacarle partido en nuestro hogar? La principal aplicación de la

biomasa es la producción de agua caliente y calefacción, que podemos aprovechar con

la red de radiadores y conducciones existente en nuestros hogares. Ya no nos las

tenemos que ver con las viejas y humeantes estufas de leña. Las actuales calderas de

biomasa cuentan con sistemas de alimentación continua y automatizada de combustible,

limpieza automática, compactación de las cenizas y tienen rendimientos de hasta el

95%. Además, al tratarse de un combustible sólido, tiene un bajo riesgo de explosión o

de emisiones tóxicas.

Las calderas de biomasa son adaptables a cualquier hogar, desde viviendas unifamiliares

a colectivas, pero se recomienda especialmente para aquellos edificios que en el pasado

tuviesen calderas de carbón, por estar ya preparados para almacenar grandes cantidades

de combustible.

A la hora de adquirir una caldera de este tipo, tenemos dos categorías donde elegir. Las

compactas, tienen el silo adherido y lo normal es que utilicen como combustible pellets,

pequeñas cápsulas de madera comprimida, que nos ahorrarán entre el 35% y 50% del

coste de combustible en comparación con el gasóleo o el gas natural.

Las calderas no compactas, por su parte, pueden usar todo tipo de biocombustibles, pero

necesitan más espacio para almacenarlos, y al no tener el silo incorporado necesita un

sistema que los transporte hasta el fuego, por lo que su instalación es más costosa. A

cambio, el coste de este combustible mixto es menor, pudiendo suponer un ahorro de

entre el 60% y el 80% respecto a los combustibles fósiles.

A todo esto hay que añadir las subvenciones públicas para la instalación de calderas de

biomasa que ofrecen el IDAE (a través de programas como Biomcasa), las

Comunidades Autónomas y los Ayuntamientos.

Por todo lo visto, la biomasa es una opción muy interesante para ahorrar dinero en

calefacción a la vez que contribuimos a la conservación del planeta.

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CONSUMO MUNDIAL DE ENERGÍA FINAL POR FUENTES ENERGÉTICAS

46,5%

14,6%

13,4%

9,5%

16,0%

Año 1973

Petróleo

Gas natural

Carbón

Electricidad

Renovables

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¡Emplea la energía del sol en tu vida diaria!

Las calculadoras solares entraron en nuestras casas y oficinas hace 20 años. Estamos tan acostumbrados a tenerlas en nuestras mesas que ya no nos sorprendemos de la maravilla tecnológica que representan: el sol, la fuente de energía renovable por excelencia, alimenta estos aparatos de manera limpia, segura y gratuita, sin necesidad de emplear cables ni reponer pilas. Esto ocurre gracias a pequeños paneles solares fotovoltaicos, poco más grandes del tamaño de una uña: es la misma tecnología que hoy en día se está empleando a gran escala para producir electricidad para la red eléctrica.

Durante las dos últimas décadas han aparecido en el mercado más inventos que, basándose en la misma tecnología de los paneles solares fotovoltaicos, proveen electricidad a pequeños aparatos de nuestra vida diaria. Algunos ya se pueden ver bastante habitualmente, mientras otros todavía no son muy comunes.

Existen, por ejemplo, linternas solares que se cargan cuando el sol brilla mediante paneles solares incorporados y se pueden luego emplear durante la noche.

Otro equipo que trabaja de manera similar es la radio solar: las hay que, para garantizar que podamos seguir escuchando nuestros programas favoritos, aunque se nos haya acabado la batería solar, permiten recargarlas también mediante una manivela.

Hay otros sistemas que funcionan como cargadores de otros equipos convencionales equipados con baterías. Es éste el caso de los cargadores solares para móviles, baterías para ordenadores portátiles, reproductores de mp3, pilas recargables o cámaras.

Además de cargadores solares "tradicionales", han empezado a aparecer prendas como chaquetas, bolsos, mochilas y hasta bañadores que incorporan pequeños paneles fotovoltaicos para cargar diversos aparatos. Estos sistemas son posibles gracias a los nuevos avances de la investigación que permiten fabricar paneles solares delgados y flexibles como una lámina, como alternativa a las más comunes placas solares de silicio.

También es posible emplear calentadores solares para tener agua caliente en sitios remotos: en muchas ocasiones se trata de sistemas muy sencillos, constituidos fundamentalmente por un recipiente negro capaz de absorber el calor del sol, y funcionan gracias al mismo principio de los colectores solares térmicos.

Finalmente existen las cocinas solares que, a través de un sistema de espejos, concentran los rayos del sol y calientan, cocinando así los alimentos sin necesidad de emplear ningún tipo de combustible.

¡Así que ya tenemos la posibilidad de emplear la energía del sol en nuestra vida diaria!

Sin embargo, siempre antes de adquirir uno de estos aparatos, tenemos que pensar si realmente lo necesitamos ya que producirlos, transportarlos y luego gestionarlos cuando sean residuos también consume energía.

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ENERGÍA NUCLEAR La energía nuclear procede de reacciones de fisión o fusión de átomos en las que se liberan gigantescas cantidades de energía. En 1956 se puso en marcha, en Inglaterra, la primera planta nuclear generadora de electricidad para uso comercial. En 1990 había 420 reactores nucleares comerciales en 25 países que producían el 17% de la electricidad del mundo. En los años cincuenta y sesenta esta forma de generar energía fue acogida con entusiasmo, dado el poco combustible que consumía (con un solo kilo de uranio se podía producir tanta energía como con 1.000 toneladas de carbón). Pero ya en la década de los 70 y especialmente en la de los 80 cada vez hubo más voces que alertaron sobre los peligros de la radiación, sobre todo en caso de accidentes. El riesgo de accidente grave en una central nuclear bien construida y manejada es muy bajo, pero algunos de estos accidentes, especialmente el de Chernobyl (1986) que sucedió en una central de la URSS construida con muy deficientes medidas de seguridad y sometida a unos riesgos de funcionamiento alocados, han hecho que en muchos países la opinión pública se haya opuesto mayoritariamente a la continuación o ampliación de los programas nucleares. Además ha surgido otro problema que está en vías de solución: el del almacenamiento de los residuos nucleares de alta actividad. VENTAJAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR

• Producen una gran cantidad de energía de una manera muy eficiente, que resulta muy barata.

• No producen gases contaminantes para la atmósfera. • Las reservas de uranio, aunque limitadas, son grandes todavía, ya que requiere

solamente cantidades pequeñas de combustible. Las necesidades eléctricas de una ciudad de millones de personas se pueden resolver con solamente 3 kilogramos de combustible por día.

DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR

• Alarma social. • El coste de construcción de una central es muy elevado, así como el de la preparación

del combustible nuclear. • Su tecnología es cara y complicada. • La naturaleza peligrosa de la energía atómica. • Las centrales generan residuos radiactivos de difícil eliminación.

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Energía nuclear en España España cuenta con un total de 10 instalaciones nucleares ubicadas dentro de su territorio peninsular, entre las que se encuentran seis centrales - Almaraz I y II, Ascó I y II, Cofrentes, Santa María de Garoña, Trillo I y Vandellós II - que forman un total de ocho grupos nucleares. La central de José Cabrera, más conocida como Zorita, cesó su actividad el 30 de abril de 2006. Por su parte, Vandellós I se encuentra actualmente en proceso de desmantelamiento.

España posee, además, una fábrica de combustible nuclear en Salamanca -Juzbado- y un centro de almacenamiento de residuos radiactivos de baja y media actividad en Córdoba -El Cabril-.

En 2009, las centrales nucleares españolas produjeron el 17,55% de la electricidad de forma segura, fiable y respetuosa con el medio ambiente.

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FUENTES Y TIPOS DE ENERGÍA

Fuente Nombre Manifestación Usos

Sol Solar Luminosa y calor Calor y luz

Viento Eólica Mecánica, eléctrica

Movimiento y electricidad

Carbón, petróleo, gas

natural

De combustión de fósiles

Luminosa, química, eléctrica

y calor.

Calor, luz y reacción química

Caídas de agua Hidráulica Mecánica (potencial y

cinética)

Movimiento

Desechos orgánicos

Biomásica Lumínica y calor Calor y luz

Calor de la Tierra Geotérmica Eléctrica Electricidad

Átomos Nuclear y atómica

Eléctrica Electricidad

Olas del mar Marítima Mecánica Movimiento

Reacciones químicas

Química Química, eléctrica y calor.

Reacción química y electricidad

Sonido Sonora Mecánica y sonora Movimiento y sonido

Fuentes de Energía

Renovables No Renovables

Combustible

nuclear

Combustible

fósil

Uranio

Gas natural

Carbón

Petróleo

Energía solar Energía NO solar

Geotérmica

Mareomotriz Indirecta Directa

Fotovoltaica

Térmica

Biomasa

Hidráulica

Eólica

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Producción en España de las distintas fuentes de energía

Todas las energías son necesarias para poder dar respuesta a las necesidades de la sociedad actual. Unas contaminan más que otras y evidentemente, las consecuencias de todas ellas y su producción, nos repercuten a los seres humanos. La energía eólica, por ejemplo, es muy poco contaminante, pero produce menos energía eléctrica que las térmicas de carbón, petróleo o combustibles nucleares. Al igual que las solares dependen de las horas de luz solar, las eólicas dependen de que haya o no viento. Las de carbón y petróleo son altamente contaminantes por los gases que emiten al medio ambiente y los efectos que en él provocan. Las nucleares no contaminan el medio ambiente, pero generan residuos que hay que tratar y controlar.

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Todo lo que debes saber sobre las pilas recargables

Usar pilas recargables es una práctica respetuosa con el medio ambiente especialmente si se trata de un aparato que gasta mucho y se utiliza a menudo.

Si bien su precio es mayor que el de una pila normal y hay que adquirir el aparato de recarga, tienen una vida útil muy larga, generan menos residuos, y no hay que comprar pilas a menudo. Además, ¡te librarás de tener que llevar continuamente las pilas usadas a reciclar! Cada vez hay más usuarios de pilas recargables; según datos de la European Portable Battery Association en 2004 ya suponían un 10% del mercado de baterías portátiles.

Las hay de distintos tipos. Las de Níquel-Cadmio (Ni-Cd) tienen el "efecto memoria", es decir, que los restos de carga sin usar va quedándose en la pila, ocupando sitio y reduciendo su capacidad. Por ejemplo, si una batería Ni -Cd que ha gastado hasta el 20% de su capacidad se recarga, su capacidad se reducirá a un 80% del valor inicial. Para evitarlo basta con que la primera carga de la batería sea muy larga -más o menos el doble de lo normal- y se deje descargar casi completamente cada semana o mes. También son aconsejables los cargadores con función de descarga. Las Ni-Cd suelen tener poca capacidad de carga, tendrás que cargarlas más a menudo que otras, - los números junto a la descripción del tipo de pila indican su capacidad de carga y mAh, significa Mili Amperios Hora- y sólo permiten de 400 a 500 recargas.

Las Níquel-MetalHidruro (Ni-MH), aunque un poco más caras, son interesantes porque carecen de Cadmio (es bastante contaminante) y no sufren el efecto memoria. Además, ¡una sola equivale a más de 1.000 de las pilas convencionales! Ya se comercializa la USBCELL, una pila recargable en 5 horas a través del puerto USB del ordenador, aunque también puede usar un cargador estándar.

Por último, encontrarás las baterías de Litio-Ión (LiIon). Éstas tienen aún más capacidad que las de Ni-MH y sin efecto memoria. Se encuentran sobre todo en móviles, ordenadores portátiles y en los coches eléctricos.

Nunca mezcles baterías de diferentes marcas o con distinta carga para evitar la polarización inversa, pues inutiliza la batería. En cuanto al cargador, es útil que tenga carga rápida y que, una vez cargadas las baterías, pase a un modo de carga lenta para no sobrecargarlas.

Cuando termine la vida útil de vuestras pilas recargables podréis depositarlas en los contenedores adecuados o entregarlas en el establecimiento donde compréis las nuevas.