Introducción a las fuentes de energía
UNA PEQUEÑA INTRODUCCIÓN A LAS FUENTES DE ENERGÍA
Antes de empezar con esta serie de artículos, cabría preguntarse qué es la energía. Definimos la energía como la capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor… Aplicado a nuestra vida diaria, la energía está presente en la práctica totalidad de funciones que llevamos a cabo desde que nos levantamos hasta que nos acostamos, desde algo tan sencillo como el despertador de las mañanas, hasta necesidades básicas como la calefacción o la iluminación, pasando por los medios de transporte, el entretenimiento...
Según su origen, distinguimos las fuentes de energía en dos grandes bloques, que pasamos a definir aunque sin entrar en detalles, ya que es un tema muy trabajado y sobre el que existe una enorme biografía.
ENERGÍAS RENOVABLES
Son aquellas que se obtienen a partir de fuentes naturales inagotables y generan electricidad sin contaminar ni contribuir al calentamiento global, ya que no generan gases con efecto invernadero. Además, se generan más rápido de lo que se consumen y de manera cíclica, por lo que son una fuente eterna de recursos energéticos. En cuanto a sus desventajas, cabe destacar que por el momento son más caras y menos eficientes que las energías “tradicionales”.
Entre las principales fuentes de energía renovable, destacan:
-Energía hidráulica: Aprovechamiento de la energía cinética de una masa de agua. Se aprovecha la caída del agua para mover una turbina y así generar electricidad. La producción energética es muy eficiente y barata, pero tiene el inconveniente del impacto visual y la modificación del paisaje al hacer presas para tal fin.
-Energía solar térmica: Aprovechamiento de la energía del sol para producir calor. Se emplea el calor solar para calentar una masa de agua, pasarla a estado vaporoso y así conseguir que mueva una turbina.
-Energía solar: Aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del sol, con placas fotosensibles que convierten la radiación solar en electricidad..
-Energía Eólica: Gracias a enormes molinos, se aprovecha el viento para mover turbinas y generar electricidad.
-Energía Geotérmica: Se obtiene mediante el aprovechamiento del calor interior de la tierra. Está muy extendida en países con elevada actividad volcánica como Islandia.
-Energía Mareomotriz: Se obtiene aprovechando las corrientes marinas de los océanos. Se sumergen grandes molinos marinos que aprovechan las corrientes para mover turbinas.
Aunque no sea una fuente de energía como tal, destacamos también las Pilas de Hidrógeno por sus múltiples aplicaciones en la revolución energética que estamos viviendo. Consiste en un dispositivo electroquímico que almacena hidrógeno, en el cual un flujo continuo de combustible y oxidante sufren una reacción química. Así, se consigue transformar la energía química en eléctrica, emitiendo sólo agua y calor en el proceso.Parte de un combustible (generalmente hidrógeno) y de un comburente (en muchos casos oxígeno) para producir agua, electricidad en forma de corriente continua y calor. Sus aplicaciones son múltiples, pero destaca en el transporte de medios pesados, y como vector energético al poder almacenar y transportar de forma segura grandes cantidades de energía.
ENERGÍAS NO RENOVABLES
Son aquellas que se obtienen de un recurso natural finito, es decir, que son escasas y limitadas en el tiempo. Su principal ventaja es que son baratas y eficientes, pero su utilización implica un gran impacto medioambiental, tanto en su extracción como en su uso. Se suelen englobar en dos tipos según su origen:
- Energías fósiles: Se obtienen a partir de la acumulación, bajo determinadas condiciones de presión y temperatura, de grandes cantidades de restos animales y vegetales, los cuales, tras largos periodos de tiempo y con unas condiciones de aislamiento determinadas, se acaban transformando en sustancias cuya composición química destaca por sus cadenas de hidrocarburos, que liberan grandes cantidades de energía al destruirse. Todas ellas implican la emisión de gases de efecto invernadero, especialmente CO2, ya que al quemarse liberan las cadenas de hidrocarburos que albergaban en su interior. A nivel usuario, conocemos tres tipos distintos:
- Carbón: El primero que se empezó a utilizar, por su facilidad de extracción y uso. Dependiendo de su antiguedad y condiciones de formación hay carbones de distintas calidades, pero todos ellos liberan gases contaminantes de distintos tipos. Al ritmo de extracción actual se suponía que las reservas de carbón debían durar 132 años, sin embargo , la tasa de carbón se incrementa 2-3% por año. Suponiendo que siga creciendo así, se podría proporcionar carbón durante 37 años. Se extrae en más de 100 países, pero las mayores reservas se encuentran en EEUU, Pakistán, Rusia, China, India y Australia.
-Petróleo: Cuando los sedimentos biológicos se depositan a mayor profundidad, y a su alrededor existen capas aislantes que evitan fugas (arcillas), se puede llegar a producir petróleo, que es una aglomeración de hidrocarburos en fase líquida. Posee mayor poder energético que el carbón y además es más versátil, tanto en sus aplicaciones como en su transporte y almacenamiento. Se consideran reservas probadas de petróleo a aquellas reservas de petróleo que permiten la extracción de masa rentable con la tecnología actual, teniendo en cuenta el precio del petróleo. En 2014 habían en el mundo 1,65 billones de barriles, 262 billones de litros. Si la producción de 83 millones de barriles al día se mantiene constante, según algunas estimaciones habría petróleo para los próximos 50 años.
-Gas natural: Se genera en las mismas bolsas donde se almacena el petróleo, pero por diferencia de densidades tiende a acumularse en las partes altas de la bolsa de petróleo. Su uso a gran escala es más reciente y se habla de él como el sustituto del petróleo a largo plazo. Según BP, las reservas probadas a finales de 2017 se sitúan en 193,5 billones de metros cúbicos, siendo suficientes para mantener la producción actual mundial durante 55 años más, pero las nuevas técnicas de perforación (fracking) o la extracción en zonas hasta ahora inaccesibles como la Antártida podrían alargar este periodo, a costa de enormes riesgos para el medioambiente. Estados Unidos y Rusia son los mayores productores, seguidos de Irán Qatar y Canadá
- Nuclear: En la Tierra existen materiales radioactivos, es decir, que con el paso del tiempo se van descomponiendo y desprenden parte de sus átomos. En ese proceso se liberan grandes cantidades de energía que el ser humano ha sabido utilizar para obtener energía. Es una fuente de energía muy eficiente y “barata” si nos referimos al coste del kw generado, sin embargo, está asociada a riesgos potenciales muy elevados, como son los accidentes nucleares o el almacenamiento de los desechos, que siguen albergando material radiactivo altamente peligroso para la salud, por lo que su coste se dispara si tenemos en cuenta el proceso completo, desde que se extrae hasta que se elimina o anula por completo el desecho radiactivo. Para valorar adecuadamente su rentabilidad, debemos recurrir al término de Tasa de Retorno Energético (TRE), que relaciona la cantidad de energía obtenida con la que hemos empleado para su obtención, siendo la nuclear una de las que peor índice tienen. Existen dos técnicas de extracción de energía a través de materiales radiactivos:
-Fusión: Es la utilizada en las centrales nucleares al uso, y consiste en “bombardear” grandes átomos radiactivos para destruirlos y captar así la enorme energía térmica liberada en este proceso. Ese calor se emplea para calentar agua y con ese vapor mover turbinas para generar electricidad.
Fisión: Lleva años siendo la tecnología llamada a revolucionar la generación energética, pero su avance está estancado debido a las enormes exigencias técnicas y tecnológicas que atañe. El proceso es inverso al de fisión, y consiste en proporcionar ingentes cantidades de temperatura y presión para que los átomos radiactivos se “unan” entre sí formando átomos de mayor tamaño, proceso en el cual se liberan enormes cantidades de energía. Esta técnica reduciría sustancialmente los residuos electromagnéticos, pero las exigencias de temperatura y presión, así como la inestabilidad de los núcleos, hacen que por el momento no se pueda usar comúnmente.
A grandes rasgos, estas serían las fuentes de energía más extendidas en el sector energético, y de todas ellas se nutre la producción y distribución en nuestro país, combinando unas con otras en lo que se conoce como el “Mix energético”. Hace unos años, la práctica totalidad de la producción energética venía por fuentes no renovables, pero cada vez la mezcla de fuentes de energía está más equilibrada y las fuentes renovables van ganando terreno, teniendo casos puntuales en los que la producción energética sostenible ha llegado a cubrir la totalidad de la demanda, como ha ocurrido en la isla canaria de El Hierro.
BIBLIOGRAFÍA
https://www.rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/energia-y-fuentes-de-energia
https://twenergy.com/energia/fuentes-de-energia/
https://www.aura-energia.com/es-rentable-el-precio-kwh-de-las-energias-renovables/
https://actitudecologica.com/que-es-la-tasa-de-retorno-energetico-tre/
