FUENTES ÁLTERNATIVAS DE ENERGÍA (Grupo LOS COLOQUÍMICOS)

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Recuperado de: https://ambientalblog2010.wordpress.com/2010/12/13/fuentes-alternativas-de-energia/

¿Qué es la Biomasa?

La Biomasa da referencia a toda materia orgánica que ha tenido origen de cualquier tipo de proceso biológico. Dentro de esta calificación podemos encontrar materia como leña, desechos de agricultura, desechos orgánicos, etc. Su uso remite a muchos años de antigüedad y aún sigue siendo parte de países subdesarrollados como fuente de energía por lo que la biomasa es susceptible a ser aprovechada energéticamente.

Es una fuente de energía renovable porque su producción es infinitamente más rápida que la formación de combustibles fósiles. Desde el punto de vista energético la biomasa se puede aprovechar para producir calor mediante combustión o a través de su transformación en combustible para su mejor almacenamiento y transporte.

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Recuperado de: http://www.aplicasol.com/que-es-la-bio-masa/

Por otro lado, la biomasa no genera un costo significante para su producción más allá del consumo de materia orgánica. Su efectividad se resume a un estimado de 14.000 MW (Mega Watts) de capacidad mundial ya instalada, siendo la biomasa la mayor fuente de potencia para generación de energía eléctrica con EA (Energías Alternativas) después de la hidroeléctrica. Siendo así, también como efecto el uso de esta fuente genera el crecimiento de la producción agrícola, lo cual es muy beneficioso para el ser humano. Por otro lado, cabe aclarar que el consumo de biomasa como fuente de energía ayuda a contrarrestar el cambio climático, ya que las emisiones de CO2 son equivalentes al CO2 que consumió la planta durante su vida.

Referencias Bibliográficas:

  • “Biomasa” Recuperado  de http://www.eficienciaenergetica.com/biomasa.html
  • Fausto Posso1. (2002). ENERGÍA Y AMBIENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO. PARTE DOS: SISTEMA ENERGÉTICO BASADO EN ENERGÍAS ALTERNATIVAS. Vol.7-2002 (1-2). p.54-73
  • Anónimo. (2007). Biocombustibles. 1-4.

Energía Solar

La Energía Solar es una fuente netamente natural que nos es brindada por el sol cuyas características como emitir energía durante las 24 horas, ser gratuita, no necesita cables ni objetos para su transportación y es el que genera las condiciones necesarias para que la vida en nuestro planeta se desarrolle. Por tal motivo es propio hablar de las tecnologías que podrían utilizarse para aprovechar esta fuente.

Las tecnologías solares se han usado en todas las épocas y en cada rincón del mundo siendo sus referencias más antiguas los espejos metálicos usados en la defensa de Siracusa por Arquímedes en la Antigua Grecia y los tratados de Anthemius de Tralles en el siglo VI.

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Recuperado de: Shyam S. Nandwani. (2005). Energia Solar. Conceptos Básicos y su Utilidad

Así como se observa en la imagen de ejemplo, esa es una de los muchos modelos de los recolectores de luz solar para poder aprovechar la energía solar, cada una con diferentes características, pero con un mismo fin.  Tal es el caso de Filipinas en la que la compañía British Petroleum inició un proyecto de energía solar considerado el más grande del mundo con una inversión de 48 millones de dólares, con lo cual se busca mejorar la calidad de vida de 150 pequeñas comunidades rurales del país.

La eficacia de estos proyectos y de esta alternativa de energía se debe a que la potencia de los rayos del sol, luego de pasar por las densas capaz de ozono, CO2, etc. de nuestro planeta, es equivalente a 3×10^17 kW al año, que sería lo mismo que decir 4000 veces el consumo de energía del mundo entero en un año (7X10^13 kW/año).

Finalmente, esta fuente de energía que no es renovable, ya que algún día se consumirá por completo, es la más solicitada tanto para hogares como edificios por las diferentes finalidades de desarrollo que genera. En otras palabras, la luz solar la podemos captar y poder utilizar para lo que sea, solo hay que tener cuidado a estar mucho tiempo expuesto a los rayos solares ya que los rayos UV ingresan con mayor facilidad a nuestro planeta afectando nuestra piel, todo esto debido a la contaminación ambiental que poco a poco va destruyendo nuestra capa de ozono.

Referencias bibliográficas

  • Fausto Posso1. (2002). Energía y Ambiente: Pasado, Presente y Futuro. Parte dos: Sistema Energético Basado en Energías Alternativas. Vol.7-2002 (1-2). p.54-73
  • Shyam S. Nandwani. (2005). Energía Solar. Conceptos Básicos y su Utilidad (pp. 1 – 26). Costa Rica.

Celdas de combustión

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Tomada de: http://saberesyciencias.com.mx/2012/09/16/celdas-de-combustible/

¿Qué es una celda de combustible?

Una celda de combustible es una eficiente batería eléctrica que funciona con hidrógeno y como residuo solo entrega agua y algo de calor. Las celdas operan como una batería generando electricidad combinando hidrógeno y oxígeno electroquímicamente sin ninguna combustión. A diferencia de las baterías, una celda de combustible no se agota ni requiere recarga, producirá energía en forma de electricidad y calor mientras se le provea de combustible. Por otro lado, el único subproducto que se genera es agua 100% pura.

Una celda de combustible está formada por dos electrodos separados por un electrolito. Además, en el ánodo se ioniza el hidrógeno perdiendo un electrón; el cual, pasa por un circuito y genera energía eléctrica. Por otro lado, el hidrógeno llega al otro electrodo pasando por el electrolito y se combina con el oxígeno del aire lo que genera agua de residuo.

Su eficiencia es muy alta a comparación de los motores de combustión; ya que, convierte energía química en eléctrica directamente tomando valores de aproximadamente el 50%.  La eficacia sin embargo depende en gran medida de la corriente que circula a través de la celda de combustible: cuanto mayor es la corriente, más baja es la eficacia.

Las celdas de combustible son muy versátiles y útiles, sobre todo en áreas remotas como granjas, barcos, lugares extremos, bases militares o incluso estaciones espaciales. Las celdas de combustible en base a hidrógeno pueden ser pequeñas, livianas y además no tienen partes móviles.

La industria automotriz ha hecho, y continúa innovando diariamente en el desarrollo de la celda de combustible. Además, debido a que en el proceso de generar energía eléctrica también se genera calor, y pensando en el uso hogareño, las celdas de combustible son multipropósito ya que el calor mencionado se podría usar por ejemplo para calentar agua o calefaccionar la casa. Hay quienes pronostican que incluso será posible comercializar el excedente de energía eléctrica (a través del tendido eléctrico) ya que esta fuente de energía en una fuente renovable.

Fusión nuclear

Se denomina fusión nuclear a la reacción en la cual 2 núcleos de átomos ligeros que por lo general son el hidrógeno y sus isótopos (deuterio D y tritio T), se unen para conformar de esa manera un nuevo núcleo con un tamaño mayor. Esta reacción química puede ser de la forma exotérmica, con desprendimiento de energía en forma de rayos gamma y de energía cinética o puede ser también endotérmica, con la absorción de las mismas. Esta cantidad abundante de energía da lugar a que la materia entre en estado de plasma. La fusión nuclear es una fuente de energía inagotable debido a que los componentes necesarios para realizarla se pueden encontrar en el agua.

El Deuterio (D) es un isótopo estable del hidrógeno, pero es escaso en comparación con otros átomos de hidrógeno (en el agua la relación es de 1 átomo de deuterio por cada 6700 de hidrógeno). Su densidad es el doble que la del hidrógeno y su contenido energético es bastante elevado. El Tritio (T) es un isótopo radioactivo del hidrógeno y es realmente escaso (1 átomo de tritio por cada 1017 de hidrógeno). Su vida media es de 12.4 años y emite una radiación muy baja.

Una reacción de fusión nuclear libera energía si es que los núcleos que han de fusionarse tienen una masa menor que la del hierro (Fe). Asimismo, si es que estos núcleos poseen una masa mayor que la del hierro entonces dicha reacción absorberá energía. Los productos que se dan como resultado de esta reacción son no tóxicos debido al uso de hidrógeno y sus isótopos.

Para que una reacción de fusión nuclear se pueda llevar a cabo, existen una serie de parámetros que deben ser cumplidos:

  • Para que se pueda separar los electrones del núcleo y dicho núcleo pueda acercarse a otro para realizar la fusión venciendo las fuerzas de repulsión electrostáticas, es necesario que se obtenga una temperatura muy elevada (mayor al millón de grados Celsius aproximadamente). La masa gaseosa compuesta por los átomos ionizados y los electrones que han quedado en libertad se denomina plasma.
  • Para que dicho plasma se mantenga en una elevada temperatura por un determinado periodo de tiempo, es indispensable el confinamiento. Existen 2 principales métodos de confinamiento, el primero es la Fusión Nuclear por Confinamiento Inercial que consiste en la creación de un medio los suficientemente denso de tal manera que las partículas no puedan liberarse sin antes haber colisionado entre sí, el segundo es la Fusión Nuclear por Confinamiento Magnético en el cual las partículas cargadas eléctricamente son atraídas a un espacio reducido por medio de un campo magnético.
  • La densidad del plasma debe ser suficiente para que de esa manera los núcleos puedan encontrarse a una distancia de otros de tal manera que puedan llevarse a cabo las reacciones de fusión. 

    Reacciones de fusión nuclear

    • D + T -> 4He + n + 17,6 MeV

    Un núcleo de Deuterio se une con otro de Tritio para formar un núcleo de Helio, liberando un neutrón y 17,6 MeV de energía. (El número 4 presente en el Helio hace referencia a 2 protones y 2 neutrones.)

    • D + D -> 3He + n + 3,2 MeV

    Dos núcleos de Deuterio se fusionan y forman un núcleo de Helio (1 neutrón y 2 protones), se libera un neutrón y 3.2 MeV de energía.

    • D + D –> T + p + 4,03 MeV

    Dos núcleos de Deuterio se fusionan para formar un núcleo de Tritio, liberando un protón y 4.03 MeV de energía.

    Referencias

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