El medio ambiente y su destrucción (página 3)

B) ENERGÍA EÓLICA. Se produce por la
energía cinética de las partículas de aire
que hacen girar las hélices del aerogenerador sobre un eje
acoplado a un generador eléctrico, y la corriente alterna
producida se transporta a través de las líneas de
alta tensión hasta los puntos de consumo. Es, por tanto,
la energía obtenida del viento, o sea, la energía
cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y
que es transformada en otras formas útiles para las
actividades humanas.

El potencial de la energía eólica se
estima en veinte veces superior al de la energía
hidráulica, y está adquiriendo cada vez mayor
implantación gracias a la concreción de zonas de
aprovechamiento eólico y una optimización en la
utilización de materiales en los aerogeneradores. Por otra
parte, también se ha de tener en cuenta el impacto
ambiental generado por los parques eólicos, que se
manifiesta, principalmente, en los accidentes de la avifauna, la
contaminación acústica y el fuerte impacto de los
grandes parques: cuestiones que pueden ser minimizadas estudiando
adecuadamente la ubicación y el sistema de
distribución.

La energía eólica no contamina, es
inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles
contribuyendo a evitar el cambio climático. Es una
tecnología de aprovechamiento totalmente madura y puesta a
punto.

Más de 15.000.000 millones de KWh de electricidad
se generan anualmente en todo el mundo. De esto, cerca del 65% se
produce quemando combustibles fósiles y el resto se
obtiene de otras fuentes, incluyendo la energía nuclear,
hidroelectricidad, geotérmica, biomasa, solar y
eólica. Sólamente cerca del 0.3% de esta
energía eólica, se utilizaba para la
producción eléctrica pero se ha ido extendiendo
rápidamente en años recientes, debido en gran parte
a las mejoras tecnológicas, la maduración de la
industria y una creciente preocupación por las emisiones
asociadas a la quema de combustibles fósiles.
Todavía hay mucho lugar para crecer, pues sólamente
una porción pequeña del recurso utilizable del
viento está siendo aprovechada. Mediante las regulaciones
a la industria eléctrica, así como con incentivos
por parte de los gobiernos, desempeñan un papel
determinante en cuan rápidamente se adoptará la
energía eólica. Las políticas eficaces
ayudarán a allanar el camino y asegurarán de que la
energía eólica pueda competir con otras fuentes de
energía en el mercado de la electricidad.

Al contrario de lo que puede ocurrir con las
energías convencionales, la energía eólica
no produce ningún tipo de alteración sobre los
acuíferos ni por consumo, ni por contaminación por
residuos o vertidos. La generación de electricidad a
partir del viento no produce gases tóxicos, ni contribuye
al efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea
lluvia ácida. No origina productos secundarios peligrosos
ni residuos contaminantes.

La electricidad producida por un aerogenerador evita que
se quemen diariamente miles de litros de petróleo y miles
de kilogramos de lignito negro en las centrales térmicas.
Ese mismo generador produce idéntica cantidad de
energía que la obtenida por quemar diariamente 1.000 Kg.
de petróleo. Al no quemarse esos Kg. de carbón, se
evita la emisión de 4.109 Kg. de CO2, lográndose un
efecto similar al producido por 200 árboles. Se impide la
emisión de 66 Kg. de dióxido de azufre -SO2- y de
10 Kg. de óxido de nitrógeno -NOx- principales
causantes de la lluvia ácida.

La energía eólica es independiente de
cualquier política o relación comercial, se obtiene
en forma mecánica y por tanto es directamente
utilizable.

A 31 de diciembre de 2007, España tenía
instalada una capacidad de energía eólica de 13.467
MW (16%), siendo así el segundo país en el mundo en
cuanto a producción, junto con Estados Unidos, y
sólo por detrás de Alemania. En 2005, el Gobierno
de España aprobó una nueva ley nacional con el
objetivo de llegar a los 20.000 MW de potencia instalada en 2012.
Durante el periodo 2006-07 la energía eólica
produjo 27.026 GWh (10% producción eléctrica
Total).

La energía eólica en España
alcanzó el 27 de marzo de 2008 un nuevo máximo de
producción de energía diaria con 209.480 MWh, lo
que representó el 24% de la demanda de energía
eléctrica peninsular durante ese día. Un día
antes, el 26 de marzo, se registró un nuevo récord
en la producción eólica horaria con 9.850 MWh entre
las 17.00 y las 18.00 horas. El anterior record data del 4 de
marzo de 2008 un nuevo record de producción: 10.032 MW a
las 15.53 horas. Esta es una potencia superior a la producida por
las seis centrales nucleares que hay en España que suman 8
reactores y que juntas generan 7.742,32 MW. Desde hace unos
años en España es mayor la capacidad teórica
de generar energía eólica que nuclear y es el
segundo productor mundial de energía eólica,
después de Alemania.

C) ENERGÍA HIDRÁULICA.Se obtiene del
aprovechamiento de las energías cinéticas y
potencial de las corrientes de ríos, saltos de agua o
mareas. Se estima que la potencialidad energética del agua
de toda la Tierra es equivalente a 500 centrales de 1000 MW cada
una. Es un tipo de energía verde sólo cuando su
impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica
sin represarla; en caso contrario es considerada sólo una
forma de energía renovable. Las centrales
hidroeléctricas de represas no son consideradas formas de
energía verdes por el alto impacto ambiental que producen
y por el uso de grandes cantidades de combustible fósil
para los generadores.

La energía hidráulica se basa en
aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La
energía potencial, durante la caída, se convierte
en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran
velocidad, provocando un movimiento de rotación que
finalmente, se transforma en energía eléctrica por
medio de los generadores. Es un recurso natural disponible en las
zonas que presentan suficiente cantidad de agua, y una vez
utilizada, es devuelta río abajo. Su desarrollo requiere
construir pantanos, presas, canales de derivación, y la
instalación de grandes turbinas y equipamiento para
generar electricidad. Todo ello implica la inversión de
grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en
regiones donde el carbón o el petróleo son baratos.
Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales y el
bajo mantenimiento que precisan una vez estén en
funcionamiento centran la atención en esta fuente de
energía.

La fuerza del agua ha sido utilizada durante mucho
tiempo para moler trigo, pero fue con la Revolución
Industrial, y especialmente a partir del siglo XIX, cuando
comenzó a tener gran importancia con la aparición
de las ruedas hidráulicas para la producción de
energía eléctrica. Poco a poco la demanda de
electricidad fue en aumento. El bajo caudal del verano y
otoño, unido a los hielos del invierno hacían
necesaria la construcción de grandes presas de
contención, por lo que las ruedas hidráulicas
fueron sustituidas por máquinas de vapor en cuanto se pudo
disponer de carbón.

La primera central hidroeléctrica moderna se
construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña.
El renacimiento de la energía hidráulica se produjo
por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del
perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al
aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX.
En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una
parte importante de la producción total de
electricidad.

A principios de la década de los noventa, las
primeras potencias productoras de energía
hidroeléctrica eran Canadá y Estados Unidos.
Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales
hidráulicas. En todo el mundo, este tipo de energía
representa aproximadamente la cuarta parte de la
producción total de electricidad, y su importancia sigue
en aumento. Los países en los que constituye fuente de
electricidad más importante son Noruega (99%), Zaire (97%)
y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río
Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se
inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del
mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos,
genera unos 6500 Mw y es una de las más
grandes.

En algunos países se han instalado centrales
pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y
un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas
pequeñas presas son la principal fuente de electricidad.
Otras naciones en vías de desarrollo están
utilizando este sistema con buenos resultados. En Euskadi, debido
a que los ríos son de curso corto y no conducen caudales
importantes, existen bastantes minicentrales hidráulicas.
En el resto de España hay problemas de escasez de agua y
se han construido presas para riego. Posteriormente han sido
aprovechadas para generar energía, y actualmente tenemos
una fracción importante de energía
hidroeléctrica instalada.

La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la
Revolución Industrial. Impulsó las industrias
textil y del cuero y los talleres de construcción de
máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las
máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el
carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como
combustible. La energía hidráulica ayudó al
crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en
Europa y América hasta la construcción de canales a
mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo
precio.

Las presas y los canales eran necesarios para la
instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando
el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de
grandes presas de contención todavía no era
posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el
otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a
sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de
vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.

La primera central hidroeléctrica se
construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña.
El renacimiento de la energía hidráulica se produjo
por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del
perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al
aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX.
En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una
parte importante de la producción total de
electricidad.

A principios de la década de los noventa, las
primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran
Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de
su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el
mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta
parte de la producción total de electricidad, y su
importancia sigue en aumento. Los países en los que
constituye fuente de electricidad más importante son
Noruega (99%), República Democrática del Congo
(97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el
río Paraná, está situada entre Brasil y
Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad
generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en
Estados Unidos, genera unos 6.500 MW y es una de las más
grandes.

En algunos países se han instalado centrales
pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y
un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas
pequeñas presas son la principal fuente de electricidad.
Otras naciones en vías de desarrollo están
utilizando este sistema con buenos resultados.

La tecnología de las principales instalaciones se
ha mantenido igual durante el siglo XX. Las centrales dependen de
un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de
agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se
transporta por unos conductos o tuberías forzadas,
controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo
de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que
entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los
generadores están situados justo encima de las turbinas y
conectados con árboles verticales. El diseño de las
turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se
utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las
turninas Pelton para grandes saltos y pequeños
caudales.

Además de las centrales situadas en presas de
contención, que dependen del embalse de grandes cantidades
de agua, existen algunas centrales que se basan en la
caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme.
Estas instalaciones se llaman de agua fluente. Una de ellas es la
de las Cataratas del Niágara, situada en la frontera entre
Estados Unidos y Canadá.

Desde hace décadas, el desarrollo de nuestra
sociedad se basa en la utilización de la energía,
un amplio abanico de actividades productivas y recreativas. En un
esquema simple sus aplicaciones se pueden dividir en dos
grupos:

A) Combustibles de uso directo, empleados
básicamente para la calefacción doméstica y
de edificios de servicios, en diferentes procesos y equipos
industriales y en automoción. Provienen en gran medida del
petróleo, pero también del carbón y el gas
natural. Suponen dos tercios del consumo de energía
primaria en un país industrializado medio.

B) Electricidad, que se emplea en
iluminación y en accionamiento de equipos;
electrodomésticos y maquinaria industrial, hornos y otros
procesos industriales. Proviene de diferentes fuentes:
carbón y otros combustibles fósiles, energía
hidráulica y nuclear. Representa un tercio de la
energía primaria que utiliza un país
industrializado medio.

En ambos casos, la energía se recibe desde
empresas de medio y gran tamaño a través de redes
de transportes y distribución complejas que suponen unas
inversiones de fuerte magnitud. En la vuelta a las
energías renovables, éstas se utilizan en gran
medida para la producción de electricidad, pero
también se obtienen de ellas combustibles de uso
doméstico e industrial, así como biocombustibles
líquidos para automoción.

La inserción de las renovables en el esquema
energético se hace a través de las redes ya
existentes de suministro eléctrico o de combustibles de
uso directo, aunque también se plantea el uso de estas
energías para satisfacer las demandas de comunidades
aisladas de las redes de distribución energética
convencionales.

Todas las centrales hidroeléctricas aprovechan la
corriente de agua que cae por un desnivel. Se utilizan desniveles
naturales del terreno, o bien se hace que el agua caiga desde una
presa o dique. Las centrales hidroeléctricas se dividen a
grandes rasgos en centrales de baja, mediana y alta
presión. El criterio para su clasificación es la
altura de embalse o la altura de remanso de agua. Se pueden
distinguir dos tipos de centrales:

A) Centrales de baja presión: Son
centrales hidroeléctricas situadas en corrientes de agua
con desniveles de caída de 10 metros o superiores y se
construyen intercalándolas en los cursos de los
ríos o de los canales. Por razones de índole
económica y ecológica el agua se utiliza en su
curso natural, siendo embalsada mediante presas. Estas centrales
hidroeléctricas pequeñas tienen la desventaja de
proporcionar una corriente eléctrica fluctuante, puesto
que las variaciones estacionales de las precipitaciones pueden
hacer variar el flujo de agua, y por tanto la cantidad de agua
disponible.

B) Centrales de mediana o alta presión:
Son centrales hidroeléctricas de acumulación o de
bombeo (desniveles hasta 100 m.). Estas centrales disponen de
zonas de embalse en forma de embalses de gran tamaño o
zonas enteras de ríos en las que el agua se acumula
durante períodos cortos (acumulación diaria) o
más prolongados (acumulación anual). Las centrales
hidroeléctricas de acumulación se construyen casi
siempre en presas de valles, y aprovechan el agua de cursos
naturales renovables. Las centrales hidroeléctricas de
bombeo, por el contrario, son centrales que en las épocas
de superproducción de energía eléctrica
bombean el agua hasta un nivel más elevado para volver a
transformar la energía potencial generada, en
energía eléctrica en horas de pico de carga. Por
esta razón, las centrales hidroeléctricas de bombeo
no pueden clasificarse en la categoría de plantas que
aprovechan energías renovables.

Las centrales dependen de un gran embalse de agua
contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede
mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos
o tuberías, controlados con válvulas y turbinas
para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de
electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los
canales de descarga. Los generadores están situados justo
encima de las turbinas y conectados con árboles
verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal
de agua; las turbinas Francis y Kaplan se utilizan para caudales
grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para
grandes saltos y pequeños caudales.

Las turbinas hidráulicas se emplean para
aprovechar la energía del agua en movimiento. La turbina
Kaplan es semejante a una hélice de un barco. Las amplias
palas o álabes de la turbina son impulsadas por agua de
alta presión liberada por una compuerta. La turbina Pelton
es un modelo del siglo XIX cuyo funcionamiento es más
parecido al de un molino de agua tradicional. La rueda gira
cuando el agua procedente del conducto forzado golpea sus paletas
o álabes.

Para la formación de un salto de agua es preciso
elevar el nivel superficial de ésta sobre el nivel normal
de la corriente, atajando el agua con una presa para producir el
salto total utilizable en la misma presa o contribuir a este
salto, derivando a la vez las aguas por un canal de
derivación de menor pendiente que el cauce del río.
Las aguas del canal de derivación hay que conducirlas a
las turbinas y, para ello, en los saltos menores de unos 12 m, el
agua desemboca directamente en la cámara de turbinas y, en
los saltos superiores a 12 m, termina en un ensanchamiento
llamado cámara de presión desde donde parte la
tubería a presión que en conducción forzada,
lleva el agua a las turbinas. El agua sale a gran presión
por la tobera e impulsa los álabes que hacen girar un eje
y el generador. A la salida de las turbinas, el agua pasa a un
canal de desagüe por el que desemboca nuevamente en el
río.

D) LA ENERGÍA DE LA BIOMASA. Se genera a partir
de materia de origen vegetal y animal. La materia orgánica
procedente de cosechas, bosques y animales se puede usar para
obtener energía. El problema es que genera
contaminación atmosférica y un problema indirecto
de desertización y erosión, salvo que se realice
una planificación forestal correcta.

La biomasa incluye la madera, plantas de crecimiento
rápido, algas cultivadas, restos de animales, etc. Es una
fuente de energía procedente, en último lugar, del
Sol, y es renovable siempre que se use adecuadamente.

La utilización de la biomasa es tan antigua como
el descubrimiento y el empleo del fuego para calentarse y
preparar alimentos, utilizando la leña. La biomasa es la
fuente de energía para uso doméstico usada por
millones de personas del Tercer Mundo. Aún hoy, la biomasa
es la principal fuente de energía para usos
domésticos empleada por más de 2.500 millones de
personas en el Tercer Mundo.

La biomasa puede ser usada directamente como
combustible. Alrededor de la mitad de la población mundial
sigue dependiendo de la biomasa como fuente principal de
energía. El problema es que en muchos lugares se
está quemando la madera y destruyendo los bosques a un
ritmo mayor que el que se reponen, por lo que se están
causando graves daños ambientales: deforestación,
pérdida de biodiversidad, desertificación,
degradación de las fuentes de agua, etc.

También se puede usar la biomasa para prepara
combustibles líquidos, como el metanol o el etanol, que
luego se usan en los motores. El principal problema de este
proceso es que su rendimiento es bajo: de un 30 a un 40% de la
energía contenida en el material de origen se pierde en la
preparación del alcohol. 

Otra posibilidad es usar la biomasa para obtener
biogás. Esto se hace en depósitos en los que se van
acumulando restos orgánicos, residuos de cosechas y otros
materiales que pueden descomponerse, en un depósito al que
se llama digestor. En ese depósito estos restos fermentan
por la acción de los microorganismos y la mezcla de gases
producidos se pueden almacenar o transportar para ser usados como
combustible.

El uso de biomasa como combustible presenta la ventaja
de que los gases producidos en la combustión tienen mucho
menor proporción de compuestos de azufre, causantes de la
lluvia ácida, que los procedentes de la combustión
del carbono. Al ser quemados añaden CO2 al ambiente, pero
este efecto se puede contrarrestar con la siembre de nuevos
bosques o plantas que retiran este gas de la
atmósfera.

La vegetación empleada para energía puede
llegar a ser uno de los combustibles más importantes en el
futuro. En los próximos veinte años podría
suministrar un octavo del presupuesto energético mundial.
Una gran variedad de desechos agrícolas y madereros y de
cultivos energéticos, simbolizados por el campo de
maíz, pueden transformarse para suministrar una gama de
combustibles para el transporte, o pueden ser quemados para
generar electricidad. Un ejemplo de esto es la conversión
de las astillas de madera en un gas rico en metano. Al igual que
los combustibles fósiles, este gas puede quemarse en
centrales eléctricas eficientes que maximicen el contenido
energético del combustible, generando electricidad al
mismo tiempo que utilizan el calor sobrante.

La combustión de la biomasa es contaminante. En
el caso de la incineración de basuras, tal y como se viene
haciendo con los residuos urbanos en la mayoría de las
ciudades europeas y norteamericanas, la combustión emite a
la atmósfera contaminantes, algunos de ellos
cancerígenos, como las dioxinas. El reciclaje y la
reutilización de los residuos permitirá mejorar el
medio ambiente, ahorrando importantes cantidades de
energía y de materias primas, a la vez que se trata de
suprimir la generación de residuos tóxicos y de
reducir los envases.

En España, actualmente, el potencial
energético de la biomasa asciende a 37 Mtep, pero tal
cifra incluye 19,6 Mtep de cultivos energéticos y 3,8 Mtep
de residuos forestales y agrícolas. La producción
de biocombustibles y un uso energético excesivo de los
residuos forestales y agrícolas no es deseable, dadas sus
repercusiones sobre la diversidad biológica, los suelos y
el ciclo hidrológico, sin olvidar que lo más
importante es producir alimentos, y no biocombustibles para los
automóviles privados. El objetivo de alcanzar las 4,2Mtep
en el 2005 en la práctica supone duplicar el consumo
oficial de biomasa. La obtención de biogás en
digestores a partir de residuos ganaderos reducirá las
emisiones de metano, y debe ser promocionada, con el fin de
reducir la contaminación, obtener fertilizantes y producir
energía.

En la actualidad se están haciendo numerosos
experimentos con distintos tipos de plantas para aprovechar de la
mejor forma posible esta prometedora fuente de
energía.

E) ENERGÍA GEOTÉRMICA. Es la interna de la
Tierra y se aprovecha para producir vapor de agua a alta
presión capaz de mover la turbina de un generador
eléctrico. Es una fuente de energía inagotable,
pero por el volumen de almacenamiento y la capacidad de
extracción se puede valorar como renovable. Su impacto
ambiental es reducido, y su aplicabilidad está en
función de la relación entre facilidad de
extracción y de ubicación.

En su sentido más amplio y literal, la
energía geotérmica es el calor interno de la
Tierra. Es un hecho conocido que en el subsuelo, bajo la tierra
que pisamos, la temperatura aumenta con la profundidad, es decir,
existe un gradiente térmico y, por lo tanto un flujo de
calor desde el interior de la Tierra hacia el exterior. Ello es
consecuencia de su estructura interna. La Tierra está
constituida básicamente por tres capas
concéntricas: el núcleo que es la más
interna tiene una composición de hierro fundido a una
temperatura superior de los 4.000 ºC; el manto que es la
capa intermedia formada por silicatos de hierro y magnesio tiene
un espesor de 2.900 km y su temperatura varía desde los
4.000 ºC en su contacto con el núcleo hasta los
800-1.000 ºC de su superficie exterior que contacta con la
corteza que es la capa más superficial y visible por el
hombre. Esta corteza tiene un espesor variable de 5 a 35 km y
está formada por silicatos de aluminio y magnesio,
variando su temperatura entre los 800-1.000 ºC del contacto
con el manto y los 15-20 ºC de la superficie que conocemos.
El flujo medio de calor registrado en la corteza terrestre es del
orden de 1,5&µcal.cm-2.seg-1.

En determinados puntos de la Tierra el flujo de calor
es, sin embargo, anormalmente elevado, llegando a alcanzar
valores de hasta diez y veinte veces el flujo medio citado. Estas
áreas con flujo elevado coinciden siempre con zonas de
existencia de fenómenos geológicos singulares, como
son una actividad sísmica elevada, la formación de
cordilleras en épocas geológicas recientes y una
actividad volcánica actual o muy reciente. Estos
fenómenos geológicos representan distintas formas
de liberación de la energía interna de la Tierra,
cuya explicación puede darse a la luz de la
tectónica de placas que rige la estructura de la corteza
de la Tierra y su relación con el manto.

El flujo de calor anómalo ocasionado en estas
áreas singulares da lugar a gradientes geotérmicos
con valor de 15-30 ºC cada 100 metros, por lo que a
profundidades de 1,5 a 2 km se pueden encontrar temperaturas de
200-300 ºC. Por el contrario, en las demás zonas de
la superficie terrestre el flujo calorífico antes
mencionado da lugar a gradientes geotérmicos con valor
medio de 3 ºC cada 100 mts, por lo que a profundidades entre
2 y 3 km se encuentran temperaturas de 60-90 ºC.

• Esta diferencia de la corteza terrestre en
  áreas estables con flujo calorífico bajo y
  áreas inestables con flujo calorífico muy
  elevado sirve para marcar los dos grandes tipos de
  energía geotérmica conocidas: la energía
  geotérmica de baja temperatura y la energía
  geotérmica de alta temperatura.

La conversión de la energía
geotérmica en electricidad consiste en la
utilización de un vapor, que pasa a través de una
turbina que está conectada a un generador, produciendo
electricidad.

El principal problema es la corrosión de las
tuberías que transportan el agua caliente.

La energía geotérmica se usa
para:

• Balnearios: Aguas termales que tienen aplicaciones
  para la salud.

• Calefacción y agua caliente.

• Electricidad.

• Extracción de minerales: Se obtienen de los
  manantiales azufre, sal común, amoniaco, metano y
  ácido sulfídrico.

• Agricultura y acuicultura: Para invernaderos y
  criaderos de peces.

pareLa energía geotérmica es una energía
limpia y renovable que aprovecha el calor del subsuelo para
climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma
ecológica. La climatización geotérmica cede
o extrae calor de la tierra, según queramos obtener
refrigeración o calefacción, a través de un
conjunto de colectores enterrados en el subsuelo por las que
circula una solución de agua con glicol. La
climatización geotérmica funciona de la siguiente
manera. Para refrigerar un edificio en verano, el sistema
geotérmico transmite el calor excedente del interior de la
edificación al subsuelo. Por otra parte, en invierno el
equipo geotérmico permite calentar un edificio con el
proceso inverso: extrayendo calor del suelo para transmitirlo a
la edificación por medio de los colectores. E

El sistema geotérmico tiene excelentes prestaciones
medioambientales y contribuye, en gran medida, al concepto de
edificio de "contaminación cero". Sus prestaciones se
pueden resumir en:

-Ecológica. No genera CO2, puesto que no interviene
ninguna combustión.

-Económica. Sistema de gran ahorro tanto
económico como energético, puesto que es el sistema
de climatización que menos energía consume.

-Calorífica-ambiental. No expulsa aire caliente al
exterior.

-Sanitaria. Al prescindir de las torres de
refrigeración, no hay posibilidad de contaminación
epidemiológica (legionela).

-Sonora. Ausencia de ruidos exteriores.

-Visual. No son necesarias instalaciones auxiliares fuera del
edificio; por lo que no se necesita ningún tipo de
remodelación.lirgías renovables,
clotérm.

F) ENERGÍA MAREMOTRIZ. La
generación de electricidad a través de las mareas
es muy similar a la generación hidroeléctrica,
excepto que el agua no recorre un solo sentido, sino que va y
viene (flujo y reflujo) y por lo tanto esto debe tenerse en
cuenta al momento de desarrollar los generadores. Los sistemas de
generación más simples de plantas de mareas,
conocidos como sistemas de generación de reflujos,
utilizan un dique, conocido como barrera, a lo largo de un
estuario. Las compuertas en la barrera permiten que la cuenca de
la marea se llene durante las mareas altas que entran (mareas
flujo) y que el agua pueda salir a través del sistema de
turbinas durante la marea de salida (conocida como marea de
reflujo). Existen otras alternativas de sistemas de
generación a través de las mareas de flujo, que
generan energía de las mareas entrantes, pero tienen menos
ventajas que los sistemas  de generación de
reflujo. 

También son viables los sistemas de
generación de doble vía, que generan energía
tanto de las mareas de flujo, como de las de reflujo.

Con la energía maremotriz son posibles muchas
configuraciones diferentes de turbinas. Por ejemplo, la planta de
marea de La Rance, cercana a St Malo en la costa de Francia,
utiliza una turbina de bulbo. En los sistemas de turbina de
bulbo, la turbina está completamente inmersa, haciendo del
mantenimiento algo complicado, ya que se debe frenar el 
flujo del agua a través de la turbina para lograr acceder
a ella. Las turbinas de borde como la de Straflo utilizada en
Anápolis Royal en Nueva Escocia, reducen este tipo de
problemas ya que el generador está montado en la barrera,
en los ángulos rectos de las hélices de  la
turbina. Desafortunadamente, el rendimiento de este tipo de
turbinas es difícil de regular y no son aptas para el uso
de bombeo. Se ha propuesto el uso de turbinas tubulares en el
proyecto de mareas de Severn en el Reino Unido. En este tipo de
organización, las hélices están conectadas a
un largo eje y orientadas en un ángulo tal que permite que
el generador se ubique sobre la barrera y por lo tanto sea
fácilmente accesible para los controles de
mantenimiento.

Ya han pasado más de treinta años desde
que la estación de energía de mareas más
grande del mundo fue construida en el Estuario La Rance en
Francia. De 240 MW es mucho más grande que la
estación de Anápolis Royal, Canadá de 20
MW que fue terminada en 1984 y los sistemas más
pequeños (menos de 500 kW) de la Bahía de Kislaya
en Jagxia Creek, China, terminados al mismo tiempo que el
proyecto Le Rance.

La preocupación que han generado los efectos
sobre el medio ambiente de las barreras de mareas desde la
construcción de estación de energía de La
Rance ha llevado al desarrollo de tecnologías que buscan
producir un impacto menor en el medio ambiente. Dos áreas
clave de desarrollo han sido las vallas de mareas y las turbinas
(también conocidos como molinos de mareas).

A diferencia de las estaciones de energía de
barrera, estas vallas pueden ser utilizadas sin cuencas
confinadas, como en el canal entre tierra firme y una isla
cercana, o entre dos islas. Como resultado, las vallas de mareas
tienen un impacto mucho menor en el ambiente, ya que no requieren
la inundación de una cuenca, y son significativamente
más económicas de instalar. Las vallas de marea
también tienen la ventaja de poder generar electricidad
una vez que los módulos iniciales están instalados,
a diferencia de los sistemas de barrera que sólo generan
energía una vez que están completamente instalados.
Sin embargo las vallas de marea no están libres de efectos
sobre el medio ambiente y la sociedad, ya que todavía se
requieren la estructura de caisson que puede modificar la
migración de animales marinos de gran envergadura y
desviar las rutas de navegación de barcos.

La compañía Blue Energy estaba planeando
construir una valla de marea de 2.2 GW que utiliza la turbina
Davis en el Canal de San Bernardino en las Filipinas. El
proyecto, con un costo estimado de U$S 2,8 billones, está
actualmente en espera debido a la inestabilidad política
de la región (Revista Powerline).

A pesar de que fueron propuestas poco después de
la crisis de petróleo de los años 70, las turbinas
de mareas sólo se convirtieron en una realidad en los
últimos cinco años, cuando una turbina de "prueba
de concepto" de 15kW fue operativa en el Lago Linnhe, Escocia.
Similar a una turbina de viento de eje horizontal, las turbinas
ofrecen ventajas significantes sobre los sistemas de barrera y de
vallas, incluyendo menores efectos nocivos sobre el medio
ambiente.

Las turbinas de mareas utilizan las corrientes de mareas
que se mueven con velocidades entre 2 y 3 m/s (4 a 6 nudos)
generando entre 4 y 13 kW/m2. Una corriente de rápido
movimiento (>3 m/s) puede producir daños en las
hélices de la misma forma que un vendaval de gran fuerza
puede dañar a los generadores de turbina de viento
tradicionales, mientras que a velocidades menores no generan
beneficios económicos.

Se ha informado de la instalación de otra turbina
de mareas experimental en Kvalsundet, al sur de Hammerfest en
Noruega, que comenzó a operar en noviembre del 2003.
Según información suministrada, la turbina de
energía de mareas instalada generaría un
máximo de 300 kW a la velocidad máxima de la
corriente de 2.5 m/s (Hammerfest STRØM AS).

La generación de energía de mareas
offshore ("lagunas de mareas") es el nuevo acercamiento a la
conversión de energía de mareas que resuelve los
problemas ambientales y económicos de la tecnología
más conocida de "barrera de mareas". Las lagunas de mareas
utilizan una estructura de cercado utilizando 
montículos de escombros y equipos de generación
hidroeléctrica low – head situados a una milla o
más de la costa, en un área de gran rango de
mareas. Los sitios llanos de mareas de poca profundidad son los
más económicos. Las estructuras de – de
múltiples células proveen factores de alta carga
(alrededor de 62%) y tienen la flexibilidad de manejar la curva
de salida de energía, proveyendo energía en
respuesta a las señales de precio de demanda.

Actualmente hay algunas barreras de gran escala en
operación alrededor del mundo, incluyendo la turbina de
bulbo de 240 MW en La Rance, Bretaña, Francia y la planta
de Anápolis Royal, Nueva Escocia, Canadá de 20
MW.

El proyecto experimental de energía de mareas de
La Rance (Bretaña, Francia) de 240 MW fue comisionado en
1966. Esta planta (operada por Electricite de Francia)
está equipada con 24 generadores de turbina del tipo de
bulbo. Las turbinas miden 5.35 mt de diámetro con
generadores de 10 MW. Estos equipos están diseñados
para generar energía ya sea con la marea de entrada, como
con la de salida, así como también para bombear
agua dentro o fuera de la cuenca durante períodos de
mareas bajas, y para servir como orificios, permitiendo que el
agua pase dentro o fuera de la cuenca. La planta, por lo tanto,
puede, y muchas veces lo hace, operar como una planta de cuenca
alta individual, generando energía con la marea de
reflujo. Contando con la gran versatilidad de este equipo de
generación de turbina, la planta también puede
operar perfectamente como una planta de cuenca baja individual,
generando energía durante la marea de entrada.
Además puede operar como una planta de doble efecto de
cuenca individual, generando energía tanto con las mareas
de entrada como con las de salida (flujo y reflujo). (Wilmington
Media Ltd).

La planta de energía de mareas piloto de
Annapolis en la Bahía de Fundy en la costa de Nueva
Escocia sobre el Atlántico en Canadá, utiliza
generadores de turbina del tipo de borde (Straflo) con un
diámetro de 7.6 mt y un generador de 20 MW de capacidad.
Es una versión moderna de la turbina de flujo axial con el
generador de tipo de borde, patentada por Leroy Harza en 1919.
Esta planta de cuenca alta individual fue inaugurada en 1984 y ha
estado funcionado exitosamente desde ese momento (Wilmington
Media Ltd).

A finales de 1984, existían ocho plantas de
energía de mareas en China. Desde 1984, cuatro de estas
plantas fueron cerradas. La planta de energía de mareas
experimental de Jiangxia está ubicada en la provincia de
Zhejiang, a aproximadamente 200 km al sur de Hangzhou. Esta
planta fue construida durante la estación seca sobre el
terraplén derecho, detrás de los cofferdams, y
opera con doble efecto, generando energía tanto con las
mareas de entrada como con las de salida. La primera unidad de
bulbo de 500 kW fue comisionada en mayo de 1980, y la segunda,
una unidad de 600 kW, en junio de 1984. Hacia el fin de 1985,
cinco unidades estaban operando. La tercera, cuarta y quinta
unidades tienen una capacidad calculada de 700 kW. La capacidad
instalada con las cinco unidades asciende a 3.200 kW. La
estructura de represa, originalmente construida como parte de un
proyecto de avance de tierras, tiene cinco aberturas de 4.2 mt de
altura y 3.3 mt de ancho, que se controlan con compuertas de
hormigón reforzado. El nivel más alto de la cuenca
está limitado a 1.2 mt. Aproximadamente 3.8 km2 de terreno
fueron recuperados en la cuenca sobre 1.2 mt, y fueron utilizado
para plantar árboles naranjeros, caña de
azúcar, algodón y arroz. La zona inter – marea de
la cuenca con un área de 1.2 km2 se utiliza para el
cultivo de ostras y la pesca de almejas. El área de la
cuenca con el menor nivel de agua es de 0.8 km2.  Esta
planta está todavía en servicio, produciendo 6 GWh
de energía por año (Wilmington Media
Ltd).

La planta de energía de mareas de Shashan
comenzó como una planta de cuenca alta individual.
Comenzando con una turbina de madera, la planta proveía
energía mecánica para el molido de granos. En 1964,
la turbina de madera fue reemplazada por un runner de acero con
un generador de 40 kW. La planta produjo 0.1 GWh en 1984, que
fueron utilizados para irrigación. Después fue
cerrada. (Wilmington Media Ltd,).

La planta de energía Asían es la
única planta con cuencas conectadas en existencia en el
mundo, similar a la que se propuso para la región de Derby
en Australia. Esta planta posee cuencas altas y bajas, con la
planta de energía entre las dos cuencas, generando
energía del agua que fluye de la cuenca alta hacia la
cuenca baja.

La planta está ubicada en la Isla Maoyan en la
provincia de Zheijiang, proveyendo de energía a una
comunidad aislada de 760 familias. La planta fue diseñada
para dos unidades de 75 kW de las que sólo se
instaló una, y fue comisionada en 1975. Esta unidad opera
actualmente. La energía es utilizada en parte para bombear
agua fresca en la reserva comunitaria,  tanto para uso
doméstico como para irrigación. La planta ha sido
mejorada, y tiene una capacidad instalada de 0.25 MW, produciendo
0.34 GWh por año (Wilmington Media Ltd,).

A fines de 2004 el Gobierno de China firmó en New
York un Acuerdo de Cooperación por una Laguna de Marea de
300 MW. El gobierno chino expresó su apoyo a la laguna de
mareas offshore de 300 MW de Tidal Electric"s, en las aguas
cercanas a la desembocadura del Río Yalu. Con 300 MW, este
proyecto será la planta de energía de mareas
más grande del mundo, superando la capacidad de 240 MW de
la planta de energía de mareas francesa de La
Rance.

El 6 de enero de 2006, comenzó a operar la planta
de energía de mareas más reciente de China, en la
región de Daishan en la provincia de Zhejiang. La
estación de energía de mareas de 40 kW fue
desarrollada por Harbin Engineering University y tuvo la
asistencia de la Oficina de Tecnología de Daishan (Power
Engineering Internacional).

La Federación Rusa también ha construido
plantas de generación de energía por mareas
experimentales desde los años "30. Una pequeña
planta piloto con una capacidad de 400 kW fue construida en
Kislogubsk cerca de Murmansk hacia 1968. El éxito de esta
instalación llevó a una serie de estudios de
diseño para plantas de mareas más extensas en otras
regiones del país: Lumbov (67 MW) y la bahía de
Mezen (15.000 MW) en el Mar Blanco, Bahía Penzhinsk
(87.400 MW) y Bahía de Tugur (6.800 MW) en el Mar de
Okhotsk. Finalmente la estación de Tugur fue el
único proyecto a gran escala viable (World Energy
Council).

Un estudio de viabilidad de la estación de
energía de mareas de Tugur en la región de
Khabarovsk estimó su volumen de generación en
alrededor de 16.200 millones de kWh por año. Parece
improbable que se produzca una demanda de este tipo de proyectos
en el Lejano Este de Rusia antes del año 2020 y su
desarrollo sólo podrá ser posible dentro de un
programa de cooperación internacional con los
países vecinos, interesados en importar energía
desde Rusia.

En Corea está en construcción un generador
del tipo de corriente única en la ciudad de Ansan, en el
lago Shiswa, que tendrá una capacidad de 252 MW. Este
sistema contará con 12 unidades de generadores de 21 MW y
una generación de energía anual proyectada de 552
millones kWH cuando se termine en el año 2008. Este
proyecto fue diseñado por el Instituto de
Investigación y Desarrollo Oceánico de Corea y
subsidiado por la Corporación de Recursos de Agua de
Corea. El costo estimado es de U$ 320 millones, con un precio por
kWh de U$ 0.09. El sistema se basa en la diferencia de mareas de
5.6 mt. Si se completa exitosamente, este proyecto
superará a La Rance (Francia) como la planta de
energía de mareas más grande del mundo. Corea
también planea una planta de energía de corriente
de mareas en el canal de Uldol-muk, en un angostamiento del
canal, con una velocidad máxima del agua que supera los
6.5 m/s. Esta planta experimental utilizará las turbinas
helicoidales "Gorlov" desarrolladas por GCK. Este sistema de 1 kW
comenzó a operar en el 2007. (IEEE Power Engineering
Society).

EDF Energy, una de las compañías de
energía más grandes del Reino Unido, ha aumentado
su inversión en Marine Current Turbines Ltd (MCT) con una
adición de 2 millones de libras. Esta inyección de
capitales por EDF Energy apoyará el desarrollo comercial
del dispositivo de corrientes de mareas de 1MW Sea Gen de MCT
capaz de proveer electricidad limpia y sustentable a
aproximadamente 800 hogares. Esta sociedad permitirá
proveer por primera vez electricidad generada por la
energía de las mareas a los hogares. El prototipo
está listo para ser instalado en Irlanda del Norte en
Strangford Lough, y fue conectado a la red local en el año
2006. EDF Energy está ansioso por desarrollar esta nueva
tecnología para calcular su potencial aplicación
comercial futura  como una granja de mareas con más
de 30 turbinas (Marine Current Turbines).

Una compañía de energía de mareas
americana, Tidal Electric, ha propuesto dos proyectos de mareas
offshore para Gales, que incluyen la construcción de
cuencas de mareas unidas (lagunas de mareas) para atrapar altas
mareas. El proyecto inicial de 60 MW fue propuesto para la
bahía Swansea en el Reino Unido, midiendo 5 km2 de
área, a aproximadamente un milla de la costa. WS Atkins ha
realizado un estudio de  viabilidad del proyecto y se ha
concluido que es viable técnicamente, así como
también ambiental y económicamente. Un proyecto a
mayor escala, que depende del éxito del proyecto en
Swansea, podría ser construido en Rhyl en la costa de
Gales y podría tener una capacidad de generación de
400 MW. Para proveer una generación continua mayor, el
reservorio del proyecto de Rhyl sería subdividido en
segmentos, cada uno de los cuales se llenaría y
vaciaría por turnos. Estos reservorios serían
construidos a partir de rocas (30 millones de toneladas para el
sistema de Rhyl), como una autopista, y por lo tanto los costos
no serían tan elevados, como los sistemas de barrera o de
diques de mareas. Este sería el proyecto más grande
de energía renovable en el Reino Unido. El sistema de Rhyl
mediría nueve millas de largo y dos millas de ancho (The
United Kingdom Parliament). 

En cuanto a España, se están desarrollando
en Cantabria y el País Vasco proyectos de centrales piloto
que utilizarán la fuerza de las olas en Santoña y
en Mutriku.

En el primer caso, en Santoña, sus responsables
confían en que estará lista para mediados de este
año. La idea es utilizar esta experiencia para instalar
más centrales eléctricas de este tipo en distintos
puntos del Cantábrico. Su funcionamiento se basa en el
aprovechamiento de la energía de la oscilación
vertical de las olas a través de unas boyas
eléctricas que se elevan y descienden sobre una estructura
similar a un pistón, en la que se instala una bomba
hidráulica. El agua entra y sale de la bomba con el
movimiento e impulsa un generador que produce la electricidad. La
corriente se transmite a tierra a través de un cable
submarino. La planta de Santoña, que cuenta con un
presupuesto de partida de 2,66 millones de euros, se
encontrará a una milla marina, algo más de un
kilómetro, de la costa. Contará con una red de diez
boyas distribuidas en 2.000 metros cuadrados y
proporcionará electricidad para 1.500 hogares de la
localidad cántabra. Según sus promotores, las
principales ventajas de este sistema son su seguridad, al
encontrarse sumergido, su mayor durabilidad y un impacto
ambiental mínimo.

Por su parte, la planta del puerto de Mutriku
(Guipúzcoa) empleará la tecnología
denominada "columna de agua oscilante", que sólo existe en
Escocia y en las islas Azores, aunque en la de Guipúzcoa
funcionará con más de una turbina, 16 en concreto,
para mejorar la integración de la planta en el dique. El
sistema funciona de la siguiente manera: cuando la ola llega al
dique, el agua asciende por el interior de unas cámaras,
comprimiendo el aire que hay en el interior y expulsándolo
a través de una pequeña apertura superior. Esto
hace que el aire comprimido salga a gran velocidad, provocando el
giro de las turbinas, cuyos generadores producirán la
energía eléctrica. Las obras comenzaron en la
primavera de 2006 y se prevé que culminen en 2014. La
planta se ubicará en la zona exterior del nuevo dique de
abrigo que se construirá en Mutriku y ocupará 75
metros de longitud, lo que no supondrá impacto
medioambiental ni paisajístico alguno y generará
energía de forma continuada para más de 240
familias. La planta también convertirá el agua del
mar en apta para el consumo.

G) ENERGÍA NUCLEAR LIMPIA. La energía de
fusión es la energía liberada por una
reacción de fusión nuclear. Se puede emplear en la
bomba de hidrógeno y  como fuente de
producción de energía eléctrica en un
hipotético reactor, como se espera pueda ser utilizada en
el futuro, al ser una energía mucho más limpia que
la energía nuclear de fisión. El empleo de la
energía de fusión está aún en fase
experimental, existiendo importantes dudas sobre su viabilidad
técnica y económica.

En física, la fusión nuclear es el proceso
mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para
formar uno de mayor peso atómico. El nuevo núcleo
tiene una masa inferior a la suma de las masas de los dos
núcleos que se han fusionado para formarlo. La diferencia
de masa es liberada en forma de energía. La energía
que se libera varía en función de los
núcleos que se unen y del producto de la reacción.
La cantidad de energía liberada corresponde a la
fórmula E = mc² donde m es la
diferencia de masa observada en el sistema entre antes y
después de la fusión.

Los núcleos atómicos tienden a repelerse
debido a que están cargados positivamente, lo que hace que
la fusión solo se pueda dar en condiciones de temperatura
y presión muy elevadas para que se pueda compensar la
fuerza de repulsión. La temperatura elevada hace que
aumente la agitación térmica de los núcleos
y esto los puede llevar a fusionarse, debido al efecto
túnel. Se requiere para esto temperaturas del orden de
millones de grados. El mismo efecto se puede producir si la
presión sobre los núcleos es muy grande ya que les
obliga a estar muy próximos.

Los requisitos mínimos para producir
fusión se conocen como Criterios de Lawson
(fórmula, que determina las condiciones necesarias para
realizar la producción de energía fusión de
elementos ligeros -deuterio y tritio-), por debajo de las cuales
no se lleva a cabo la reacción. Son criterios de densidad
iónico y tiempo mínimo de confinamiento
necesario.

La reacción de fusión más sencilla
se basa en juntar suficientemente los núcleos de deuterio
y tritio, mediante presión o calor, hasta lograr un estado
llamado "plasma", en el cual los átomos se disgregan y los
núcleos de hidrógeno pueden chocar y fusionarse
para obtener helio. La diferencia energética entre dos
núcleos de deutrio y uno de helio se emite en forma de
energía que servirá para mantener el estado de
plasma y para la obtención de energía.

La fusión nuclear es el proceso que tiene lugar
en las estrellas y es lo que hace que brillen, pero
también es uno de los procesos para la construcción
de la bomba de hidrógeno.

Por el momento, son grandes los inconvenientes que se ha
encontrado en la energía de fusión, entre ellos,
destaca el hecho de que la energía aplicada al proceso de
fusión es mayor que la obtenida mediante el mismo, lo que
por el momento no la hace rentable para obtener energía,
aunque las tendencias actuales apuntan a la energía de
fusión como una de las grandes energías limpias y
eficientes del futuro, aunque actualmente sólo se utiliza
en la investigación de futuros reactores de fusión,
aunque aún no se han logrado reacciones de fusión
que sirvan para la generación de energía
útil. Pero, se espera poder lograrlo con la
construcción del ITER (International Thermonuclear
Experimental Reactor, en español Reactor Internacional
Termonuclear Experimental), consorcio internacional formado en
1986, para demostrar la factibilidad científica y
tecnológica de la fusión nuclear, en el que
participa la Unión Europea y Japón. Un proyecto
semejante pero estadounidense es el NIF que está en fase
más avanzada que el ITER.

Pero existen otras dificultades, destacando
principalmente la de confinar una masa de materia en estado de
"plasma" ya que no hay recipiente capaz de aguantar temperaturas
tan extremadamente elevadas.Tendría que recurrirse al
confinamiento magnético (el material a fusionar se
mantiene en un campo magnético mientras se le hace
alcanzar la temperatura y la presión necesaria para su
fusión), aunque también se podría usar el
confinamiento inercial (la fusión nuclear se consigue
mediante el uso de varios haces de rayos láser, o bien de
iones pesados acelerados, o de rayos X, enfocados en un
pequeño blanco esférico donde se encuentra el
combustible de deuterio-tritio).

Como fuente de energía, los procesos de
fusión nuclear tienen varias ventajas sobre los procesos
de fisión nuclear como el que la fusión nuclear se
considera un proceso "limpio" porque sus productos son
isótopos limpios, por ejemplo, el He2, y en la
fisión nuclear se producen isótopos radiactivos
ocasionales. Los isótopos ligeros adecuados para realizar
la fusión nuclear son más abundantes que los
isótopos pesados que se necesitan para producir la
fisión nuclear.

     La desventaja de los procesos
de fusión nuclear es que requieren una energía de
activación muy elevada en comparación con la
fisión nuclear inducida por neutrones. Para superar la
repulsión electrostática existente entre los
núcleos de deuterio y lograr que reaccionen se requiere
acelerarlos a velocidades del orden de 106 m/s, que equivale a
unas 10.000 veces más grandes que las de las
moléculas en condiciones normales. Se estima mediante las
ecuaciones de la teoría cinética que la temperatura
requerida para que ocurra la fusión nuclear es del orden
de 109 oC. Con la bomba de hidrógeno se alcanzaron
temperaturas de ese orden, usando una reacción de
fisión como iniciador de la fusión
nuclear.

     Las reacciones de fusión
nuclear que utilizan deuterio y litio como material
básico, necesita una energía de activación
más baja que las otras reacciones de fusión nuclear
(se utilizan "botellas magnéticas" para almacenar los
núcleos reaccionantes).

    Este proceso es atractivo porque
requiere una energía de activación más baja
que otras reacciones de fusión nuclear.

     Para generar electricidad
mediante reacciones de fusión nuclear es necesario
fabricar un equipo especial que pueda mantener temperaturas muy
elevadas durante un tiempo grande para que se produzca la
fusión nuclear y producir la energía. En el equipo
convencional, los núcleos de los reactivos
perderían rápidamente su elevada energía
cinética debido a los choques contra las paredes del
recipiente que los contenga.

     La energía que se puede
obtener por fusión nuclear es considerablemente mayor que
la que se obtiene por fisión nuclear de la misma masa de
un elemento químico pesado.

     Para producir las reacciones de
fusión nuclear en condiciones controladas se requieren
temperaturas del orden de varios millones de grados
centígrados, pero todos los materiales se funden y se
evaporan a las temperaturas requeridas para realizar la
fusión nuclear. La solución a este problema es el
uso de un recipiente no material, es decir, un campo
magnético que a cualquier temperatura puede ejercer
fuerzas sobre las partículas en movimiento. Unas "paredes
magnéticas" con campos de suficiente intensidad para
contener gases ionizados calientes llamados plasma. La
compresión magnética incrementa todavía
más la temperatura del plasma hasta lograr la temperatura
suficiente para que ocurra la fusión nuclear.

    Para que ocurra la fusión
nuclear se necesita que los núcleos se muevan con la
rapidez suficiente para vencer la repulsión
eléctrica y al chocar se puedan quedar unidos. Esto ocurre
a temperaturas de cerca de 350 millones de grados
centígrados, entonces las reacciones de fusión
nuclear producen suficiente energía para autosustentarse.
A esta temperatura de ignición, la combustión
nuclear genera energía a un ritmo suficiente para
mantenerse sin que se agregue más energía. Para
producir energía de manera continua sólo se
requiere la alimentación continua de más
núcleos.

     Como no se ha conseguido
producir de manera continua las reacciones de fusión
nuclear, se sigue investigando para construir un dispositivo de
confinamiento magnético que resuelva el problema. Se
necesita idear un sistema de campos que pueda mantener el plasma
en condiciones constantes mientras ocurre la fusión de un
gran número de núcleos.

     Otro método promisorio
es el uso de laceres de alta energía, consiste en dirigir
un conjunto de rayos láser hacia un punto común y
dejar caer de manera sincronizada en este fuego cruzado unas
pastillas sólidas de hidrógeno.

     La producción de
energía por fusión nuclear es casi ideal porque no
requiere de una masa crítica, no contamina (su
único producto termonuclear es el helio). Aunque los
productos secundarios de la fusión nuclear no son
radiactivos, sí produce una radiactividad en la
cámara interior del dispositivo de la fusión de los
núcleos debido a los neutrones de alta energía. Se
considera que la eliminación de los residuos radiactivos
no son un problema de consideración.

     El combustible para la
fusión nuclear son el deuterio (H-2) y el tritio (H-3). La
reacción termonuclear que se lleva a cabo con más
facilidad es la de un núcleo de deuterio y uno de tritio.
Ambos isótopos se encuentran en el agua ordinaria, por
ejemplo, 30 litros de agua de mar contienen 1 gr. de deuterio, el
que en la fusión nuclear, libera una cantidad de
energía equivalente a la que liberan 10000 litros de
gasolina o el equivalente a 80 toneladas de TNT
(trinitrotolueno).

     El tritio es escaso en la
naturaleza, pero se puede producir en un reactor de fisión
nuclear mediante una reacción termonuclear controlada a
partir de deuterio. Debido a la abundancia del combustible de
fusión nuclear, la cantidad de energía que puede
liberarse de manera controlada es prácticamente ilimitada.
Pero el desarrollo de la producción de energía por
fusión nuclear ha sido lento y difícil, sin
embargo, se considera que los retos científicos y de
ingeniería que implica se resolverán y será
una fuente primaria de producción de energía para
las futuras generaciones.

Para concluir con este apartado sobre las
energías alternativas, veamos, en esta tabla, como se
presenta el estado actual de desarrollo de dichas energías
alternas y se demuestran las ventajas y limitaciones en su
aplicación comercial. La energía de la biomasa
hasta los momentos ha servido para atender necesidades de
ciudades de menos de 10.000 personas. La geotermia depende de la
existencia de altas temperaturas en el subsuelo, que no siempre
están disponibles. La energía eólica
está sujeta a los caprichos del aire, lo que la limita
bastante a pesar de su desarrollo. Finalmente, las otras
energías tienen limitaciones que les impiden penetrar en
el mercado energético liderado por el
petróleo.

ESTADO ACTUAL DE LAS ENERGÍAS
ALTERNATIVAS.

NUEVAS TECNOLOGÍAS ADAPTADAS A
LAS ENERGÍAS ALTERNATIVAS.

En las primeras etapas de la evolución humana,
durante el denominado Paleolítico Inferior, el Homo
habilis tardó decenas de miles de años en utilizar
las más sencillas técnicas líticas, como las
lascas desprendidas de los núcleos de sílex, para
utilizarlas como utensilio en el troceado de la carne o en el
trabajo con las pieles de los animales salvajes cazados por el
hombre primitivo. También, al final de dicho periodo
histórico (P. Inferior), el Homo habilis inventó el
fuego después de un proceso muy largo de intentos
fallidos.

En definitiva, los primeros seres humanos necesitaban
periodos de tiempo muy largos, de hasta cientos de miles de
años, para los más elementales avances
tecnológicos.

Sin embargo, durante nuestra Edad Contemporánea,
las innovaciones tecnológicas avanzas más
rápidamente. En tan sólo los dos o tres
últimos siglos (SS. XVIII- Pr. XXI), el hombre fue capaz
de inventar la máquina de vapor, el motor de
explosión, la energía eléctrica y nuclear o
subir al espacio en una nave y conquistar la Luna.

De tal forma que para muchos historiadores y
economistas, estaríamos en el inicio de una nueva
revolución industrial: la denominada 4º
Revolución industrial.

A continuación analizaré, brevemente, las
nuevas tecnologías en la que los científicos
trabajan con las nuevas energías renovables.

A) EL AUTOMÓVIL.

La preocupación por el medio ambiente ha
propiciado un cambio que no va a ser coyuntural. En la actualidad
hay tres líneas claras de investigación como
alternativa a los vehículos con motor de combustión
interna: el vehículo eléctrico con baterías
recargables, el vehículo híbrido (motor de
combustión interna y baterías) y el vehículo
alimentado por hidrógeno. Los dos primeros ya ruedan y el
tercero quizá sea, el que a largo plazo, tenga una
presencia mayoritaria.

El vehículo eléctrico está
propulsado por un motor eléctrico alimentado a
través de baterías recargables de ión-litio.
Tiene el inconveniente de su elevado peso y volumen de las
baterías, amén del elevado tiempo de recarga, de la
escasez de infraestructuras para hacerlo y de su escasa
autonomía (tan sólo unos 150-200 km), aunque
suficiente para más de un 70% de los
automovilistas.

Estos vehículos eléctricos son una
realidad, desde finales del siglo pasado, y en el mercado ya se
comercializan turismos como los chinos BYD, Fiat, italianos, los
noruegos Think City y City Plus, así como varios
microbuses de uso urbano.

Por su parte, los vehículos híbridos
disponen de un motor eléctrico alimentado por
baterías y de un motor térmico que produce la
energía necesaria para el movimiento cuando las
baterías no tienen carga. Así, en el tráfico
urbano, el vehículo funciona como un coche
eléctrico convencional y en los desplazamientos
interurbanos o cuando las baterías estuviesen descargadas
lo haría utilizando el motor térmico, que
además recargará las baterías.

A corto plazo habrá modelos híbridos que
también podrán recargar las baterías
enchufándolos a la red como los eléctricos y ambos
tipos dispondrán de sistemas de recuperación de
energía en las frenadas o en los descensos de
puertos.

Los vehículos híbridos más
representativos son el Toyota Prius y los Honda Insight y Civic,
y en menor medida los Lexus LS 600 y el RX 450 h. A corto plazo
estarán en el mercado los SEAT León y Altea Twin
Drive, Mercedes S400 Blue Irbid y el Citroën con su
Hypnos.

Por último, los vehículos con pila de
combustible utilizan hidrógeno como combustible que al
combinarlo con el oxígeno del aire produce agua y
energía eléctrica para alimentar al motor
eléctrico que propulsa al automóvil. El problema de
este sistema es el de producir, almacenar y distribuir el
hidrógeno y aunque varios fabricantes disponen de
vehículos de este tipo (Honda, Opel…), sólo
Mercedes dispone de un vehículo de estas
características y GM es el fabricante más
avanzado.

Sin estaciones de recarga es imposible vender el
vehículo. Daimler promueve un proyecto para contar con mil
"hidrogeneras" en Alemania, en 2015. A largo plazo puede que sea
la técnica que se imponga, pues conjuga la ausencia de
emisiones de CO2 con su elevada autonomía.

B) VIVIENDAS Y EDIFICIOS.

El inicio del siglo XXI, se caracteriza por un amplio
desarrollo de la industrialización de la sociedad moderna
sumado al ámbito de la construcción de espacios
públicos, edificios y viviendas.

Debemos constatar que fuera de los logros y resultados
deseados, han surgido un sinnúmero de "efectos
secundarios" no deseados ni planificados los cuales amenazan con
destruir la calidad de vida en el interior de las ciudades para
la gran mayoría de los habitantes del Planeta
provenientes, principalmente, de la utilización de la
energía activa la cual consume recursos fósiles no
renovables.

Los efectos secundarios son tan poderosos,
que logran instalarse peligrosamente en el amplio sistema del
Planeta. De entre todos ellos podríamos destacar los
siguientes:•   El agujero de
ozono.•    El cambio
climático.•    Las Lluvias e
inundaciones.•    Los materiales altamente
tóxicos en el medioambiente: (contaminación
ambiental).•    Degradación de los
suelos: (categorías de
erosión).•    El ruido y sus
consecuencias para la civilización: (la
contaminación acústica es producto de la
producción industrial no planificada derivada del alto
standard occidental). En el caso de la contaminación
ambiental provocada por la lluvia ácida producto de la
suspensión de partículas tóxicas en el aire,
conlleva al efecto no renovable de bosques, ríos, lagos y
mares.

Desde el punto de vista de la ciudad moderna, las leyes
urbanas que la componen contienen un efecto contrario a lo
planificado: es decir, caos en el interior de las ciudades en vez
de un orden dentro del mismo, destruyendo el tejido urbano en vez
de construirlo o reconstruirlo considerando que las ciudades son
un cuerpo vivo que aspiran al desarrollo equilibrado desde la
sustentabilidad del medio ambiente hasta lo social y
económicamente sostenible.

Desde ese punto de vista, aspiramos a viviendas y
edificios versátiles que respondan al apropiado dominio de
la luz, del aire, del Sol y del agua en ciudades densificadas con
espacios proporcionalmente bien determinados para sus
habitantes.

Ahora, desde la conurbanización del tejido
urbano, deseamos construir ciudades democráticas con
iguales posibilidades de acceso para sus habitantes, procurando
que sean espacios públicos integradores, con viviendas y
edificios para el uso de una población socialmente
homogénea y anónima.

Aspiramos a una movilidad máxima y a una libertad
de movimiento a través de sistemas de transporte –
privados y públicos – no contaminantes, tanto en
vías rápidas y reguladas al interior como fuera del
tejido urbano de la ciudad, evitando las potenciales fuentes de
contaminación acústicas y ambientales e
incrementando definitivamente una mejor calidad de vida en
nuestras ciudades, siempre y cuando se genere una real voluntad
política de parte de nuestras autoridades comunales,
quienes han sido recientemente electas en nuestro país por
los propios habitantes de ellas, en virtud de una real y
definitiva descentralización local – lo esperamos desde lo
políticamente prometido – hacia la materialización
de una autonomía democrática, administrativa y
económica.

En consecuencia, si la producción
arquitectónica moderna en el pasado se concentró en
inventar nuevos materiales de construcción como el
hormigón y el acero, hoy día como sociedad nos
debemos a una reflexión ética y de principios:
debemos concebir, producir y emplear nuevas tecnologías en
el ámbito de la construcción en que el
sostenimiento de ellas sea el resultado de una alta eficiencia en
el tiempo.

Desde el punto de vista de la formación
profesional y la investigación, el rol de las
Universidades e Instituciones Públicas como Privadas de
países desarrollados y en vías de desarrollo es
fundamental: Ellas se concentran en el mejoramiento y
contextualizan la rica herencia de la construcción
étnica, fusionándola con técnicas y
tecnologías modernas y apropiadas con el objeto de
desarrollar sistemas pasivos de captación de
energías renovables provenientes de las bondades que
ofrece el Planeta, es decir: Energía solar (Sol),
eólica (vientos), geotérmica (aguas
subterráneas) y maremotriz (oleaje de mareas).

Es, en este sentido por lo que a menudo la Arquitectura
moderna bioclimática, observa la tradición
étnica como una fuente de inspiración en la
búsqueda de nuevas soluciones a los ya conocidos problemas
del clima, luminosidad, salud física, confort
térmico y acústico, y ventilación de los
espacios a habitar.

La acción de como el Sol calienta el Planeta es
el concepto elemental que se utiliza para diseñar su
habitabilidad. Cuando el Sol calienta la superficie del globo, la
atmósfera retiene el calor a una cierta altura de la
superficie de la tierra y de las aguas. Los vientos y las
corrientes marinas estimuladas por la energía del Sol
activan el calor haciéndolo circular alrededor del
Planeta.

Antes de concebir e instalar las tecnologías
apropiadas para el uso de energía solar en viviendas y
edificios, debemos incorporar 2 conceptos fundamentales: El
1º. Desde la Arquitectura y el 2º Desde la
Técnica.- El primero considera la óptima
orientación de las viviendas y edificios en
relación al recorrido del Sol durante las diferentes horas
del día, en las diferentes estaciones del año y
latitudes del Planeta.

– El segundo considera una apropiada envolvente
térmica desde el suelo, fundaciones y muros, hasta la
cubierta de viviendas y edificios considerando el contexto
climático del lugar.

El sistema solar pasivo que otorga energía
renovable para el consumo de agua sanitaria, luz artificial y
calefacción, consiste en la transmisión
calórica al interior de las viviendas y edificios a
través de captadores solares para los 2 primeros casos –
placas solares y fotovoltaicas respectivamente -, y de forma
directa a través de ventanas e invernaderos vidriados para
el caso de la confortabilidad térmica habitable,
concebidos de tal forma, que la energía solar almacenada
durante el día sea desprendida parcialmente durante la
noche o durante los días nublados de manera de ventilar
los espacios habitables y así proteger la salud
física de los usuarios.

Desde la autocrítica, hoy día es necesario
reconocer la inmovilidad de la gran mayoría de la
sociedad, más allá de le retórica, en lo que
concierne el respeto por el medio ambiente, donde nuestros
aportes deberían comenzar en el diseño de nuevos
tratados normativos y conductas técnicas contextualizadas
con los tiempos actuales, así como en la
anticipación – en paralelo con lo anterior – a lo que
sucederá en el futuro inmediato en consideración
del espacio – tiempo que nos expondrá el desarrollo
evolutivo de nuestras ciudades, lo cual nos debería
conducir a la innovación productiva y al empleo de nuevos
materiales de construcción no contaminantes, como en la
integración de las bondades que nos otorga el Planeta en
la concepción de nuestras viviendas y edificios utilizando
la luz, el aire, el Sol y el agua como fuentes de energías
renovables, siendo esto uno de los grandes desafíos
bioclimáticos en la Arquitectura de nuestros
tiempos.

Por último conviene destacar que un equipo de
recién graduados del reconocido Massachusetts Institute of
Technology (MIT) ha desarrollado unas tejas capaces de cambiar
del color blanco al negro (y viceversa) según la
temperatura, aprovechando así estas conocidísimas
propiedades del color para crear mejores viviendas desde el punto
de vista del consumo energético.

La idea no es nueva. Incluso el propio Secretario de
Energía de EEUU, Steven Chu, es un gran defensor del uso
de los tejados blancos, y ha llegado a decir que si todos los
tejados del mundo se volvieran blancos se eliminarían en
20 años tantas emisiones causantes del efecto invernadero
como las que emite el mundo entero en un año. Las tejas
propuestas por los estudiantes del MIT añaden otra ventaja
a las blancas de Chu: como se oscurecen con las bajas
temperaturas, ayudan a ahorrar energía también
durante el invierno. Son capaces de reflejar el 80% de la luz del
Sol cuando son blancas y el 30% cuando son negras. Eso significa
un 20% de ahorro en el aire acondicionado y un porcentaje de la
calefacción invernal que aún se está
determinando.

La idea del grupo de estudiantes es aún
más ingeniosa si se tiene en cuenta que utilizaron para
sus fines un material muy común: un polímero que se
utiliza en los fijadores de pelo. Mientras la temperatura se
mantiene baja, el polímero se mantiene disuelto y permite
ver la parte trasera de la teja que es negra y que se dedica a
absorber el calor. Pero cuando la temperatura aumenta, el
polímero se condensa formando diminutas gotitas que
dispersan la luz y producen una superficie blanca que refleja la
luz del Sol.

De momento, el proyecto ha ganado el concurso Materials
Engineering Contest (MADMEC) organizado por el MIT (Diciembre de
2009). Y aunque los materiales son baratos, su gran reto ahora es
otro: la perdurabilidad de un elemento que permanece siempre
expuesto a la intemperie.

C) AUTOMATIZACIÓN Y ROBÓTICA.

La historia de la automatización industrial
está caracterizada por períodos de constantes
innovaciones tecnológicas. Esto se debe a que las
técnicas de automatización están muy ligadas
a los sucesos económicos mundiales.

El uso de robots industriales junto con los sistemas de
diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de
fabricación asistidos por computadora (CAM), son la
última tendencia en automatización de los procesos
de fabricación y luego se cargaban en el robot..
Éstas tecnologías conducen a la
automatización industrial a otra transición, de
alcances aún desconocidos.

Aunque el crecimiento del mercado de la industria
robótica ha sido lento en comparación con los
primeros años de la década de los años
ochenta del siglo pasado, de acuerdo a algunas predicciones, la
industria de la robótica está en su infancia. Ya
sea que éstas predicciones se realicen completamente, o
no, es claro que la industria robótica, en una forma o en
otra, permanecerá.

En la actualidad el uso de los robots industriales
está concentrado en operaciones muy simples, como tareas
repetitivas que no requieren tanta precisión. Los
análisis de mercado en cuanto a fabricación
predicen que en ésta década y en las posteriores
los robots industriales incrementarán su campo de
aplicación, esto debido a los avances tecnológicos
en sensórica, los cuales permitirán tareas
más sofisticadas como el ensamble de
materiales.

Como se ha observado la automatización y la
robótica son dos tecnologías estrechamente
relacionadas. En un contexto industrial se puede definir la
automatización como una tecnología que está
relacionada con el empleo de sistemas
mecánicos-eléctricos basados en computadoras para
la operación y control de la producción. En
consecuencia la robótica es una forma de
automatización industrial.

Hay tres clases muy amplias de automatización
industrial : automatización fija, automatización
programable, y automatización flexible.

La automatización fija se utiliza cuando el
volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede
justificar económicamente el alto costo del diseño
de equipo especializado para procesar el producto, con un
rendimiento alto y tasas de producción elevadas.
Además de esto, otro inconveniente de la
automatización fija es su ciclo de vida que va de acuerdo
a la vigencia del producto en el mercado.

La automatización programable se emplea cuando el
volumen de producción es relativamente bajo y hay una
diversidad de producción a obtener. En este caso el equipo
de producción es diseñado para adaptarse a la
variaciones de configuración del producto; ésta
adaptación se realiza por medio de un programa
(Software).

La automatización flexible, por su parte, es
más adecuada para un rango de producción medio.
Estos sistemas flexibles poseen características de la
automatización fija y de la automatización
programada. Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por
una serie de estaciones de trabajo interconectadas entre
sí por sistemas de almacenamiento y manipulación de
materiales, controlados en su conjunto por una
computadora.

De los tres tipos de automatización, la
robótica coincide más estrechamente con la
automatización programable.