Las energías renovables son aquellas provenientes de fuentes que pueden volver a producirse en un corto o mediano plazo o cuya existencia es ilimitada. Son fuentes de energía renovable el sol, el viento y el calor interno de la Tierra.
Las energías renovables son alternativas a las energías no renovables contaminantes. Desde el inicio de la revolución industrial, el carbón y el petróleo han sido la principal fuente de energía consumida por la humanidad.
Las energías no renovables, como el petróleo y los materiales radiactivos, no pueden recuperarse una vez utilizados y tardan millones de años en volver a producirse. Además su uso está relacionado con el aumento de gases de invernadero que están conduciendo al calentamiento global y a la contaminación ambiental.
Con el crecimiento desmedido de la población mundial y las mayores necesidades energéticas, se hace necesario buscar fuentes alternativas de energía limpia. El viento y el sol se están convirtiendo rápidamente en las fuentes de generación de electricidad a nivel global. A continuación presentamos los diferentes tipos de energía renovables de que disponemos.
Energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica es la energía que se obtiene del agua. El ser humano obtiene energía eléctrica a partir del agua desde finales del siglo XIX. Este es el tipo de energía renovable más utilizada a nivel mundial, representando aproximadamente la quinta parte de la electricidad en el mundo.
¿Cómo se obtiene energía eléctrica a partir del agua? Para obtener electricidad usando el agua, se construyen represas en el curso de un río. Esto hace que se acumule agua hasta una cierta altura ganando energía. Cuando se libera el agua y cae sobre unas turbinas, estas giran y generan electricidad.
Las represas tienen reservas de agua para asegurar que hay un suministro constante de agua a las turbinas.
Energía de las mareas y las olas
Otra fuente de generación de energía a partir del agua son las olas y las mareas en los océanos. Sin embargo, únicamente Francia y Corea del Sur son los países que han conseguido aprovechar esta fuente para generar electricidad.
Energía eólica
La energía eólica es la energía proveniente del viento. El ser humano se ha aprovechado de la energía del viento desde la antigüedad, como por ejemplo, los barcos de vela, los molinos de viento para moler el grano o para bombear agua de los pozos subterráneos. En el siglo XX aparecieron por primera vez las turbinas eólicas para generar electricidad.
Energía solar térmica
Cuando los objetos absorben los rayos solares se calientan. Esta es una forma de energía renovable limpia que podemos usar para mantener nuestros hogares con una temperatura amena. También se emplea para calentar el agua que usamos.
Existen dos formas de aprovechar la energía solar térmica, una pasiva y una activa. La forma pasiva es simplemente dejando que los rayos de Sol incidan sobre una superficie. Por ejemplo, los invernaderos construidos con materiales transparentes como vidrio o plásticos dejan pasar los rayos solares y mantienen el calor en su interior, favoreciendo el crecimiento de las plantas.
La forma activa de energía solar térmica se refiere al transporte de calor por medio de un fluido. Por ejemplo, los calentadores solares que se instalan en los techos de las casas, calientan el agua que luego se distribuye por las tuberías.
Energía solar eléctrica
Los rayos de Sol pueden utilizarse para producir energía eléctrica por medio de unos dispositivos llamados células fotovoltaicas. Estos dispositivos utilizan las propiedades de ciertos materiales que convierten la luz solar directamente en corriente eléctrica. Los materiales semiconductores más comúnmente usados en células fotovoltaicas es el silicio.
Las células fotovoltaicas tienen múltiples aplicaciones: en relojes y calculadoras, en la iluminación de calles y avenidas, en paneles solares de las instalaciones conectadas a la red eléctrica.
Energía geotérmica
La energía geotérmica es la energía que se obtiene del calor en el interior de la Tierra. Es una energía renovable y limpia porque el calor interno de la tierra se produce por:
- La condensación del material que formó la Tierra en el sistema solar.
- La fricción en el núcleo exterior líquido de la Tierra causado por las fuerzas de las mareas debidas a la Luna y el Sol.
- La desintegración de núcleos radiactivos, como potasio, torio y uranio, dentro del núcleo de la Tierra.
La energía geotérmica se extrae de depósitos que están asociados principalmente a las placas tectónicas, donde la actividad volcánica es más fuerte.
Biocombustibles
Los biocombustibles son los materiales de origen biológico que se queman. Estos pueden ser sólidos, líquidos o gases. Entre estos tenemos la madera, la basura municipal, el etanol y el biogás.
Madera
La madera se obtiene de los troncos de los árboles. El ser humano la ha usado desde el descubrimiento del fuego y fue por mucho tiempo la principal fuente de energía en la sociedad. Con la llegada de la revolución industrial, la madera fue reemplazada por el carbón.
A pesar de que se considera la madera como un recurso renovable, la sobreexplotación de bosques sin reposición pone en riesgo la renovación de este importante recurso.
Por otro lado, la combustión de madera produce dióxido de carbono por lo que no se considera una energía limpia. Sin embargo, si consideramos que son las plantas las que extraen el dióxido de carbono para producir sus estructuras, la liberación de dióxido de carbono por combustión se balancea con la extracción.
Desperdicios municipales
Los residuos sólidos urbanos o desperdicios municipales son el material o la basura no peligrosa, producto de las actividades humanas que son recolectadas por la municipalidad donde vivimos. Dentro de esta categoría tenemos el vidrio y los metales, así como papeles, cartones y desperdicios de comida.
Se puede obtener energía a partir de la basura municipal por dos formas: 1) combustión directa y 2) combustión del metano producido en los rellenos sanitarios por la descomposición del material orgánico.
Etanol
El etanol es un alcohol combustible que puede reemplazar la gasolina en los motores de combustión interna. El etanol se obtiene a partir del proceso de fermentación de la glucosa que las plantas producen en el proceso de la fotosíntesis.
La energía se extrae del etanol por combustión con el oxígeno, produciendo dióxido de carbono y agua. Los países líderes en la producción de etanol como combustible para transportes son los EE. UU. y Brasil.
Biodiésel
El biodiésel se fabrica a partir de reacciones químicas en aceites vegetales o animales. Se usan los aceites de baja calidad o desechos de la industria alimenticia, así como aceite de otras fuentes, como palma, girasol, colza y algas.
Biogás
El biogás es una mezcla de gases combustibles que se producen cuando la materia orgánica se descompone en ausencia de oxígeno. Por lo general se usa estiércol de animales y desechos agrícolas. Este material se descompone en un digestor.
Vea también recursos naturales.
Ventajas y desventajas de las energías renovables
Las energías renovables tienen ciertos beneficios:
- Amplia disponibilidad: el Sol, el viento y las costas marinas están disponibles en todas partes de Tierra. De hecho, la Estación Espacial Internacional obtiene su energía del Sol.
- Instalación en zonas deshabitadas: existen plantas de generación eléctrica solar en los desiertos. Además, se pueden instalar paneles solares en los tejados de las edificaciones, optimizando el espacio urbano.
- Potencial económico:las energías renovables serán más económicas a medida que se hagan más escasos los combustibles fósiles, que serán más costosos. En paralelo, con los avances tecnológicos se reducirán los costos de obtención de energía renovable.
- Menos contaminante: las fuentes de energía renovables son menos contaminantes que los combustibles fósiles; sin embargo no están exentas de problemas.
- Sustentables: las principales fuentes de energía renovables, como el Sol y el viento, no se consumen durante su uso, lo que permite que estén disponibles para el futuro.
Entre las desventajas que se le atribuyen a las energías renovables podemos mencionar:
- Ocupación de espacio para la agricultura: las instalaciones para la generación de electricidad a partir del viento, el Sol y el agua necesitan grandes extensiones de Tierra, que ya no puede aprovecharse para cultivar.
- Competencia de consumo:cultivos para el consumo humano se desvían para la producción de etanol y biodiésel, que ya no estarán disponibles para la alimentación.
- Generación de energía ineficiente: cuando se compara la cantidad de energía producida por las energías renovables es menor que la de los combustibles fósiles.
- Inversión inicial costosa: el desarrollo tecnológico y la construcción de los equipos para generar energía a partir de fuentes renovables requiere una fuerte inversión económica en una fase inicial.
- Variaciones de producción: El Sol solo es visible durante el día, así que durante la noche o los días nublados la producción de energía es mucho menor. Por otro lado, el viento tampoco es estable en la mayoría de las regiones.
Vea también Desarrollo sustentable.
Referencias
Dunlap, R.A. (2020) Renewable Energy. Combined edition. Morgan & Claypool Publishers.
Usher, B. (2019) Renewable Energy. Columbia University Press. New York.
