Energías sustentables, concepto y tipos
Energía sustentable es sinónimo de energía limpia, energía verde o energía renovable. Se consideran energías sustentables todas aquellas que provienen de recursos naturales y de fuentes inagotables, todas aquellas que, al producirlas, no contaminan.
Las energías sustentables no producen residuos o el mínimo posible en sus fases de obtención y respetan el medio ambiente. Actualmente, este tipo de energía está en auge y en pleno desarrollo. Debido a la crisis de fuentes de energía no renovables como el carbón, el gas y el petróleo. Los cuales además son altamente contaminantes y afectan negativamente el medio ambiente.
En la naturaleza encontramos varias fuentes de las que se puede extraer energía. Las energías sustentables provienen de fuentes naturales como el viento, el agua y el sol, entre otras. Entre los ejemplos y usos que se le pueden dar a las energías sustentables tenemos:
La producción de energía eléctrica con tecnologías limpias como energías eólica, hídricas y solar. Energía que con un almacenamiento adecuado puede garantizar el uso durante las horas de poco viento, sol o sequía prolongada.
El uso de estufas alimentadas por biogás producido por Biodigestores que utilizan los residuos de la agricultura y de la actividad humana.
El uso de estufas alimentadas con leña con un adecuado sistemas de extracción del humo de las cocinas. Con diseños con un bajo consumo de leña gracias al buen rendimiento y aprovechamiento del calor generado. Y utilizan la leña proveniente de siembras renovables y sustentables.
Energías sustentables que se pueden usar en Comunidades Agroecológicos y Ecoaldeas
Existen diferentes tipos de energías sustentables, partimos de la base de que se puede obtener energía de muchas maneras. Solo hay que transformarlas en energía eléctrica, vapor o gas metano, entre otras, según nuestros requerimientos. A continuación, describimos las principales energías alternativas.
1. Energía Solar
La energía solar es el aprovechamiento de la energía que proviene del sol. El sol es una fuente de energía inagotable y abundante. La radiación solar se distribuye por todo el planeta de una forma más o menos uniforme. Existen varios métodos de aprovechar la energía solar:
Energía solar pasiva
Es el método más antiguo de aprovechar la energía del sol. Su utilización no necesita ningún aparato o dispositivo intermedio. Simplemente con la orientación y diseño de las casas y de las propiedades de los materiales de utilizadas en la construcción. Este tipo de energía ayuda a reducir de forma significativa la necesidad de climatizar e iluminar las casas.
Energía solar fotovoltaica
La radiación solar se puede absorber a través de placas solares y se transforma en electricidad. Esta electricidad puede ser almacenada o volcada a la red eléctrica, es la forma de autoconsumo eléctrico más fácil de implementar. Se genera en los paneles solares aprovechando el efecto fotovoltaico para generar corriente eléctrica continua. La corriente generada se tiene que convertir en corriente alterna para ser suministrada como electricidad.
Energía solar termoeléctrica
Es aquella que utiliza la radiación solar para calentar un fluido, que puede ser agua, hasta que genere vapor. Este vapor puede ser utilizado para que accione una turbina que genere electricidad.
Energía solar térmica
Se basa en aprovechar la radiación solar para calentar agua, mediante colectores solares. Esta agua caliente puede ser utilizada para los baños, así como para un sistema de calefacción. Si se aumenta la temperatura y se produce vapor. Este vapor se puede usar para la desinfección del suelo que se usa en los semilleros. Para el uso en comedores para el lavado y desinfección de las áreas.
Ventajas y desventajas
La principal ventaja de la energía solar es que es una fuente de energía renovable e inagotable. Tiene un nivel muy bajo de contaminación, no producen gases de efecto invernadero y es respetuosa con el medio ambiente. También tiene ventajas económicas, aunque requiere una inversión económica para su instalación se amortiza en pocos años, además de tener un mantenimiento sencillo.
Las mayores desventajas de la energía solar están relacionadas con los factores climatológicos. Existe una dependencia absoluta del clima para convertir la energía del sol en energía eléctrica. Además, hay que tener en cuenta el horario solar. Ya que la radiación solar no llega a todo el planeta por igual, hay zonas con un horario solar muy reducido.
2. Energía Eólica
La energía eólica ha sido sin duda una de las energías con mayor desarrollo en los últimos años, a través de los llamados parques eólicos. La energía eólica se obtiene de la fuerza del viento a través de unos equipos llamados aerogeneradores.
Estos equipos imitan el funcionamiento de los molinos de viento. Las palas o hélices del equipo giran con la fuerza del viento, energía cinética y producen energía mecánica. Esta energía mecánica se convierte en energía eléctrica mediante un generador denominado ‘rotor’ colocado en la estructura del equipo. Los molinos de viento también pueden ser utilizados para la extracción del agua de un pozo.
Ventajas y desventajas
La principal ventaja de la energía eólica producida por el viento, es que se trata de una energía renovable e inagotable. Y el viento se encuentra en abundancia en muchos lugares. Además, no contamina ni produce gases tóxicos en la producción de electricidad. También tiene ventajas económicas ya que la instalación y el mantenimiento tiene un costo bajo. En áreas con mucho viento, el costo por Kilo Watt de electricidad producido es aun menor.
La principal desventaja está relacionada con las condiciones climáticas ya que el viento no está garantizado. La producción de electricidad no es constante y depende de la variabilidad de la fuerza del viento. Otras desventajas son las relacionadas con la modificación del espacio medioambiental. Los parques eólicos tienen un impacto paisajístico muy fuerte y son visibles a largas distancias. También tienen un impacto acústico. Y un efecto negativo en las aves rapaces nocturnas, las cuales no son capaces de reconocer las cuchillas y terminan chocándose con las mismas.
3. Energía Hidroeléctrica o Hidráulica
La energía hidroeléctrica o hidráulica es otra de las energías alternativas más conocidas. Utiliza la fuerza del agua en su curso para generar la energía eléctrica y se produce, normalmente, en presas.
La energía hidráulica normalmente se produce aprovechando la fuerza de la gravedad y un ciclo cerrado del agua. El agua pasa de un gran caudal a un caudal reducido a través de unas turbinas. El agua cae libremente gracias a la diferencia de altura de la represa, hace que giren las turbinas y así se genera la electricidad.
Cuando el cauce es continuo, especialmente en lagos y ríos, es suficiente como para que la acción sea continua, exceptuando evidentemente períodos de sequía prolongada.
La energía hidráulica que se produce en centrales hidroeléctricas, pueden clasificar según la potencia y la cantidad de energía que puedan acumular:
Centrales hidroeléctricas de gran potencia: cuenta con una potencia de más de 10 MW.
Minicentrales hidroeléctricas: cuentan con una potencia entre 1 y 10 MW.
Microcentrales hidroeléctricas: cuentan con una potencia menor de 1 MW.
Ventajas y desventajas
La centrales hidroeléctricas pueden almacenar el agua, pudiendose regular el caudal de los ríos y las crecidas en épocas de lluvias torrenciales. Además, es un recurso casi inagotable debido al ciclo del agua. En la producción de electricidad no se producen emisiones de gases tóxicos.
Tiene desventajas relacionadas con la climatología. Ya que está sujeta a la variabilidad de los ciclos meteorológicos que modifican los caudales de los ríos. También existen desventajas relacionadas con el ecosistema, sobre todo, por la construcción de embalses y represas. Ya que causan inundaciones y posibles desbordes en zonas secas, teniendo un impacto físico y directo en el medio ambiente.
4. Biomasa
Esta energía alternativa es una de las formas más económicas y ecológicas de generar energía eléctrica en una central térmica convencional. Las centrales térmicas convencionales, también llamadas termoeléctricas convencionales, utilizan combustibles provenientes de residuos orgánicos de origen animal y vegetal para generar energía eléctrica mediante un ciclo termodinámico de agua-vapor.
El combustible se quema en una caldera. Esto genera energía térmica que se utiliza para calentar agua, que se transforma en vapor a una presión muy elevada. Después, ese vapor hace girar una turbina, convirtiendo la energía calorífica en energía mecánica que, posteriormente, se transforma en energía eléctrica en el alternador.
La electricidad pasa por un transformador que aumenta su tensión y permite transportarla reduciendo las pérdidas por el denominado Efecto Joule. El vapor que sale de la turbina se envía a un condensador para convertirlo en agua y devolverlo a la caldera para empezar un nuevo ciclo de producción de vapor.
El combustible utilizado para la combustión llamado biomasa es proveniente de producto biodegradable, como aserrín, cortezas y todo aquello renovable que se pueda prensar y que sea un combustible que prenda el fuego a modo de yesca.
La biomasa tiene como principio fundamental aprovechar todo tipo de materia, ya se de origen orgánico o inorgánico, para obtener energía. Es una de las energías más económicas y ecológicas y puede sustituir al carbón. La biomasa es un combustible totalmente natural, por eso está libre de elementos químicos dañinos para la atmósfera.
Ventajas y desventajas
La principal ventaja de la biomasa es convertir los residuos en recursos, reutilizando todo tipo de materia (orgánica o inorgánica) y de residuos en energía. Además, es un combustible renovable ya que se produce a una velocidad igual o superior a su tasa de consumo. En su producción casi no crea gases tóxicos para el medio ambiente (aunque según qué recurso se queme puede producir pequeñas dosis de gases que aumentan el efecto invernadero, como el dióxido de carbono).
La desventaja principal está relacionada con el consumo de energía durante el proceso, ya que el material por lo general tiene elevados índices de humedad y para poder utilizarlo es necesario realizar un secado previo, y a la vez, se necesita gran cantidad de materia para poder obtener suficiente energía porque tiene muy poca densidad de energía. Además, tanto la producción como el mantenimiento de la instalación de calderas tienen costos elevados.
5. Biogás
El biogás es una energía alternativa que se produce biodegradando materia orgánica a través de la acción de microorganismos dentro de dispositivos específicos sin oxígeno. Este proceso genera gas metano que sirve como combustible para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas; también se puede utilizar en estufas, calderas y hornos.
El biogás ha sido catalogado como uno de los bioenergéticos más potentes con base de obtención a residuos y desechos sólidos y orgánicos. El biogás es una compleja mezcla de metano en un 50-70%, dióxido de carbono y otros gases. Es una energía limpia y su utilización es muy beneficiosa para la humanidad y el planeta.
Ventajas y desventajas
La principal ventaja del biogás es que es una energía limpia que produce muy pocos gases o sustancias tóxicas para el medio ambiente y la atmósfera, contamina poco. Además, se puede emplear como sustituto de los derivados del petróleo como la gasolina y diésel, reduce la dependencia a estos combustibles mientras se aprovechan residuos y desechos.
La principal desventaja está relacionada con el almacenamiento de los residuos, ya que se necesitan grandes cantidades de deshechos para llegar a producir energía. Hoy en día, la producción de este tipo de energía es muy costosa y puede producir pequeñas dosis de gases que aumentan el efecto invernadero, como el dióxido de carbono.