Fuentes de energía
ENERGÍA TÉRMICA DE COMBUSTIBLES FÓSILES
Una central termoeléctrica es una instalación empleada a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica.
Estas centrales termoeléctricas contribuyen al efecto invernadero emitiendo dióxido de carbono aunque hay que considerar que la masa de este gas emitida por unidad de energía producida no es la misma en todos los casos: el carbón se compone de carbono e impurezas. Casi todo el carbono que se quema se convierte en dióxido de carbono. En el caso del gas natural, por cada átomo de carbono hay cuatro de hidrógeno que también producen energía al convertirse en agua, por lo que contaminan menos por cada unidad de energía que producen y la emisión de gases perjudiciales procedentes de la combustión de impurezas (como los óxidos de azufre) es mucho menor.
CLASIFICACIÓN:
Centrales termoeléctricas de ciclo convencional:
Se llaman centrales clásicas o de ciclo convencional a aquellas centrales térmicas que emplean la combustión del carbón, petróleo (aceite) o gas natural para generar la energía eléctrica. Son consideradas las centrales más económicas y rentables, por lo que su utilización está muy extendida en el mundo económicamente avanzado y en el mundo en vías de desarrollo, a pesar de que estén siendo criticadas debido a su elevado impacto medioambiental.
Centrales termoeléctricas de ciclo combinado
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En la actualidad se están construyendo numerosas centrales termoeléctricas de las denominadas de ciclo combinado, que son un tipo de central que utiliza gas natural, gasóleo o incluso carbón preparado como combustible para alimentar una turbina de gas. Luego los gases de escape de la turbina de gas todavía tienen una elevada temperatura, se utilizan para producir vapor que mueve una segunda turbina, esta vez de vapor. Cada una de estas turbinas está acoplada a su correspondiente alternador para generar energía eléctrica.
Normalmente durante el proceso de partida de estas centrales solo funciona la turbina de gas; a este modo de operación se lo llama ciclo abierto.
En los últimos tiempos se viene desarrollando una nueva tecnología, la Gasificación integrada en ciclo combinado (GICC), que mediante un sistema de gasificación del carbón, reduce ostensiblemente las emisiones contaminantes a la atmósfera.
IMPACTO AMBIENTAL:
La emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se producen en las centrales térmicas tienen una incidencia importante sobre el medio ambiente. Para tratar de paliar, en la medida de lo posible, los daños que estas plantas provocan en el entorno natural, se incorporan a las instalaciones diversos elementos y sistemas.
El problema de la contaminación es máximo en el caso de las centrales termoeléctricas convencionales que utilizan como combustible carbón. Además, la combustión del carbón tiene como consecuencia la emisión de partículas y ácidos de azufre que contaminan en gran medida la atmósfera. En las de fueloil los niveles de emisión de estos contaminantes son menores, aunque ha de tenerse en cuenta la emisión de óxidos de azufre y hollines ácidos, prácticamente nulos en las plantas de gas.
En todo caso, en mayor o menor medida todas ellas emiten a la atmósfera dióxido de carbono, CO2. Según el combustible, y suponiendo un rendimiento del 40% sobre la energía primaria consumida, una central térmica emite aproximadamente:
| COMBUSTIBLE | EMISIÓN DE CO2 |
| Gas natural | 0,44 |
| Fuelóleo | 0,71 |
| Biomasa (leña, madera) | 0,82 |
| Carbón | 1,45 |
| VENTAJAS | INCONVENIENTES |
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EN ARGENTINA: Las 23 centrales térmicas existentes en Argentina que utilizan combustibles fósiles proveen de aproximadamente el 47% de la energía eléctrica con la que dispone el país, las mismas se distribuyen por todo el territorio siendo la de mayor tamaño la central “Costanera” de 2319MW ubicada en Buenos Aires. A continuación se presentan todas las centrales del país hasta la fecha:
- Central térmica Costanera: 2319MW
- Central Puerto: 1795MW
- Central Dock: 870MW
- AES Paraná: 840MW
- Central Gral. Belgrano: 837MW
- Central Gral. San Martin: 837MW
- Central térmica Luis Piedra Buena: 696MW
- Central térmica Genelba: 670MW
- Agua de Cajón: 643MW
- Central Pilar: 556MW
- Central térmica Tucumán: 440MW
- Central Lujan de Cuyo: 431MW
- Central Pedro Mendoza: 383MW
- Central Loma de la Lata: 369MW
- Central Gral. Guemes: 361MW
- Central térmica San Nicolas: 350MW
- Central térmica San Miguel de Tucuman: 396MW
- Central térmica Pluspetrol Norte: 246MW
- Central Gral. Savio: 180MW
- Central Ave Fenix: 166MW
- Central Sorrento: 160MW
- Central Puerto Madryn: 153MW
- Central Buenos Aires: 150MW
ENERGÍA HIDRÁULICA
Se denomina energía hidráulica, a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable. Se puede transformar a muy diferentes escalas. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de presas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.
FUNCIONAMIENTO:
Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua del mar, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica.
| VENTAJAS | INCONVENIENTES |
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EN ARGENTINA: Prácticamente la mitad de la energía eléctrica en Argentina es producida por 29 Represas Hidroeléctricas siendo “Yacyreta” la de mayor potencia (3100MW). Además, se cuenta con un proyecto para la construcción de una nueva planta (Garaby) en la provincia de Corrientes la cual estaría sobre el Rio Uruguay y contaría con una potencia de 1800MW.
Represas, Diques y Embalses en Argentina:
- Embalse de Alicurá: 1050MW
- Dique Ballester: 15,5 MW
- Embalse Cuesta del Viento: 10,5MW
- Embalse de Cruz del Eje: 1,7 MW
- Cerros Colorados: 450MW
- Embalse Casa de Piedra: 60MW
- Embalse de Cabra Corral: 102MW
- Embalse de Arroyito: 120MW
- El Chocon: 1200MW
- Dique de El Carrizal: 17MW
- Embalse de Rio Hondo: 17,5MW
- Rio Grande: 750MW
- Piedras Moras: desconocido
- Piedra del Aguila: 1400MW
- Embalse de Pichi Picún Leufú: 261MW
- Embalse Ministro Pistarini: 12MW
- Los Reyunos: 224MW
- Dique de Los Quiroga: 2MW
- Dique de Los Molinos: 148MW
- Los Caracoles: 132MW
- Dique de La Viña: 16,6MW
- Futalefu: 448MW
- Dique Florentino Ameghino: 60MW
- Emablse El Nihuil: 136 MW
- Yacyreta: 3100MW
- Urugua-i: 60MW
- Ullum: 45MW
- Dique San Roque: 1,2 MW
- Salto Grande: 1890 MW
ENERGÍA NUCLEAR
La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares.
La principal característica de este tipo de energía es la alta calidad de la energía que puede producirse por unidad de masa de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocida por el ser humano, pero sorprende la poca eficiencia del proceso, ya que se desaprovecha entre un 86 y 92% de la energía que se libera.
GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD
Se utilizan reactores en los que se hace fisionar o fusionar un combustible. El funcionamiento básico de este tipo de instalaciones industriales es similar a cualquier otra central térmica, sin embargo poseen características especiales con respecto a las que usan combustibles fósiles:
- Se necesitan medidas de seguridad y control mucho más estrictas.
- La cantidad de combustible necesario anualmente en estas instalaciones es varios órdenes de magnitud inferior al que precisan las térmicas convencionales.
- Las emisiones directas de C02 y NOx son nulas.
SEGURIDAD
En una central nuclear de uso civil se utiliza una aproximación llamada defensa en profundidad. Esta aproximación sigue un diseño de múltiples barreras para alcanzar ese propósito:
1. Primera barrera física (sistemas pasivos): sistemas de protección intrínsecos basados en las leyes de la física que dificultan la aparición de fallos en el sistema del reactor. Por ejemplo el uso de sistemas diseñados con reactividad negativa o el uso de edificios de contención.
2. Segunda barrera física (sistemas activos): se basa en la redundancia, separación o diversidad de sistemas de seguridad destinados a un mismo fin. Por ejemplo las válvulas de control que sellan los circuitos.
3. Tercera barrera física: sistemas que minimizan los efectos debidos a sucesos externos a la propia central. Como los amortiguadores que impiden una ruptura en caso de sismo.
4. Barrera técnica: todas las instalaciones se instalan en ubicaciones consideradas muy seguras y altamente despobladas.
Además debe estar previsto qué hacer en caso de que todos o varios de esos niveles fallaran por cualquier circunstancia. Todos los trabajadores u otras personas que vivan en las cercanías, deben poseer la información y formación necesaria. Deben existir planes de emergencia que estén plenamente operativos.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS NUCLEARES
Se han desarrollado diferentes estrategias para tratar los distintos residuos que proceden de las instalaciones o dispositivos generadores de energía nuclear aunque en prácticamente todos los casos se termina por enterrarlos.
| VENTAJAS | DESVENTAJAS |
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EN ARGENTINA: Argentina cuenta con dos plantas nucleares, Atucha I y Atucha II, teniendo como proyecto a Atucha III.
ATUCHA I: puesta en servicio desde 1974 en Lima, Buenos Aires, es reconocida como la primer instalación nuclear de América Latina, fabricada bajo prototipos Alemanes es la única central comercial de agua pesada en el mundo que funciona totalmente con uranio levemente enriquecido. Cuenta con una potencia térmica de 1179 MWt y una potencia eléctrica de 357 MWe proporcionando aproximadamente el 1% de la energía eléctrica necesaria en Argentina.
ATUCHA II: ubicada adyacente a Atucha I y puesta en marcha 2011 cuenta con una potencia de 2175 MWt y 745 MWe, brinda aproximadamente el 2,5% de la energía eléctrica requerida en Argentina.
ENERGÍA EÓLICA
Energía eólica es la obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transmutada en otras formas útiles para las actividades humanas.
La energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. Es un recurso abundante, renovable y limpio.
CÓMO SE PRODUCE Y OBTIENE
Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento.
La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas capaces de transformar la energía mecánica en energía eléctrica. En este caso, el sistema de conversión, es conocido como aerogenerador que funciona mediante el movimiento de una hélice provocado por el viento que a su vez hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica.
| VENTAJAS | DESVENTAJAS |
| No puede utilizarse como único recurso debido a la inestabilidad del viento. Instalación costosa Deben estar sincronizadas con otras centrales que compensen la falta de viento. |
EN ARGENTINA: No existen plantas de generación eléctricas eólicas grandes en Argentina, aunque si un particular proyecto para crear un corredor eólico en la Patagonia que podría suministrar 1750 MW. (Tanto como una central hidroeléctrica grande).
Granjas eólicas existentes en Argentina:
- Minal Veladero: 2MW
- General Acha: 1,8MW
- Cutral-Co: 0,4MW
- § Tandil: 0,8MW
- Darragueira: 0,8MW
- Mayor Buratovich: 1,2MW
- Punta Alta: 2,2MW
- Claromecó: 0,8MW
- Parque Moran: 16,6MW
- Pecorosa: 0,5MW
- Rada Tilly: 0,6MW
- Pico Truncado: 2,4MW
ENERGÍA SOLAR
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
Desde que surgió se le catalogó como la solución perfecta para las necesidades energéticas de todos los países debido a su universalidad y acceso gratuito.
Es una energía renovable y no contaminante aunque al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
La potencia de la radiación varía según el momento del día; las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de radiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.
Según informes de Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
RENDIMIENTO
Los rendimientos típicos de una célula fotovoltaica (aislada) de silicio policristalina oscilan alrededor del 10%. Para células de silicio monocristalino, los valores oscilan en el 15%. Los más altos se consiguen con los colectores solares térmicos a baja temperatura (que puede alcanzar un 70% de rendimiento en la transferencia de energía solar a térmica).
También la energía solar termoeléctrica de baja temperatura, con el sistema de nuevo desarrollo, ronda el 50% en sus primeras versiones. Tiene la ventaja que puede funcionar 24 horas al día a base de agua caliente almacenada durante las horas de sol.
Los paneles solares fotovoltaicos tienen, un rendimiento en torno al 15% y no producen calor que se pueda reaprovechar. Sin embargo, son muy apropiados para instalaciones sencillas en azoteas y de autoabastecimiento proyectos de electrificación rural en zonas que no cuentan con red eléctrica, aunque su precio es todavía alto.
| VENTAJAS | INCONVENIENTES |
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EN ARGENTINA:
En 2010, América del Sur tuvo el mayor crecimiento anual de instalaciones que utilizan energías renovables (+568% en comparación con 2009), atrayendo a 743 millones de dólares de inversiones en energías limpia, a pesar de ello, en Argentina al dio de hoy NO se cuenta con una planta de generación importante, sin embargo existen proyectos a nivel nacional para incentivar el uso de esta tecnología y particularmente en San Juan, donde se planea construir una central que proveería de 1,2 MW a la red eléctrica.
BIOENERGÍA
La bioenergía o energía de biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e industrial formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles o alimentos.
INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DE LA BIOMASA:
Podemos encontrar desde instalaciones de pequeño tamaño para uso doméstico (chimeneas u hogares de leña), de tamaño mediano (digestores de residuos ganaderos en granjas), o de gran tamaño (centrales térmicas que queman residuos agrícolas o forestales para obtener electricidad, o suministrar calefacción a un distrito o ciudad, etc.) un ejemplo de esta ultima es la central instalada en Sao Pablo, Brasil la cual en el año 2010 contaba con una potencia de 7,8GW, aunque se espera que para el 2020 provea de 20GW a la red eléctrica de dicho país.
| VENTAJAS | INCONVENIENTES |
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EN ARGENTINA: La Argentina posee una gran disponibilidad de biomasa apta para ser utilizada como energía. Según el informe Wisdom de la FAO: la productividad leñosa anual sustentable del país es de 193 millones de toneladas de las cuales 143 millones (42.900 ktep/año) son físicamente accesibles y están potencialmente disponibles para usos energéticos. A estos recursos se le suman 2,7 millones de toneladas de biomasa leñosa proveniente de los subproductos de aserraderos y de las plantaciones frutales y cerca de 23 millones de toneladas de otros subproductos biomásicos derivados de las agroindustrias dando un total de recursos que ascienden a 148 millones de toneladas (37.200 ktep/año). Este valor representa más de la mitad de la oferta interna de energía primaria del país. ¿Por qué entonces en la Argentina no se ha desarrollado la energía de la biomasa? Esto se debe principalmente a que los combustibles fósiles están subvencionados, siendo sus precios sólo un 25% del valor regional promedio.
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
La energía mareomotriz se obtiene aprovechando las mareas, mediante su empalmamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más segura y aprovechable. Es un tipo de energía renovable, y limpia. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una penetración notable de este tipo de energía.
Otra forma de extraer energía del mar es la undimotriz que utiliza el movimiento de las olas para mover un generador.
MÉTODOS DE GENERACIÓN
Los métodos de generación mediante energía de marea pueden clasificarse en estas tres:
Generador de la corriente de marea: Los generadores de corriente de marea Tidal Stream Generators (o TSG por sus iniciales inglés) hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea.
Presa de marea: Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.
Energía mareomotriz dinámica: La energía mareomotriz dinámica (Dynamic Tidal Power o DTP) es una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Se introducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereñas poco profundas. Cada represa genera energía en una escala de 6 a 17 GW.
| VENTAJAS | INCONVENIENTES |
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EN ARGENTINA: es un recurso NO explotado aun, aunque se cuenta con un potencial enorme en la zona de Chubut como para establecer la planta de generación eléctrica mareomotriz más grande del mundo.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
TIPOS DE YACIMIENTOS GEOTÉRMICOS SEGÚN LA TEMPERATURA DEL AGUA;
Energía geotérmica de alta temperatura. existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad.
Energía geotérmica de temperaturas medias. los fluidos de los acuíferos están a temperaturas entre 70 y 150 °C. El mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración.
Energía geotérmica de baja temperatura. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C pudiendo utilizarlos para calefacción.
Energía geotérmica de muy baja temperatura. Los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.
MÉTODO DE EXPLOTACIÓN:
En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido.
| VENTAJAS | INCONVENIENTES |
| Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. Ausencia de ruidos exteriores. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles. § La emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión. | En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico, que en grandes cantidades no se percibe y es letal. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. Contaminación térmica. Deterioro del paisaje. No está disponible más que en determinados lugares. Así como hay yacimientos geotérmicos capaces de proporcionar energía durante muchas décadas, otros pueden agotarse y enfriarse. En un informe, el gobierno de Islandia dice: debe entenderse que la energía geotérmica no es estrictamente renovable en el mismo sentido que la hidráulica. |
EN ARGENTINA: Argentina NO posee ninguna central eléctrica geotérmica activa desde que se saco de servicio “Copahue I” la cual producía 0,67 megavatios.
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