La Agencia Internacional de la Energía define la energía solar como aquella que se puede extraer de la luz solar que llega a la tierra y ser transformada en otras formas de energía útil, como energía térmica o eléctrica.

La luz solar puede ser convertida de manera directa en energía eléctrica, a través de celdas fotovoltaicas o bien en energía calórica a través de equipamiento de concentración solar.

En los sistemas de aprovechamiento térmico, el calor recogido en los colectores solares o concentradores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades como, por ejemplo, obtención de agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para fines de calefacción, aplicaciones agrícolas, y la producción de electricidad a través de un proceso termoeléctrico.

Por su parte, los Paneles Fotovoltaicos, que constan de un conjunto de celdas solares, se utilizan para la producción de electricidad y constituyen una adecuada solución para el abastecimiento eléctrico tanto en áreas rurales como desérticas, que cuentan con un recurso solar abundante. La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede utilizarse en forma directa, o bien ser almacenada en baterías para utilizarla durante la noche.

Fuente: Internacional Energy Agency

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La energía eólica es aquella energía cinética que se encuentra disponible en una masa de aire en movimiento (viento). Según la Administración de Información de la Energía de los EE.UU. esta energía ha sido utilizada por el ser humano desde, al menos, el año 5.000 A.C.

Los aerogeneradores son dispositivos diseñados para transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica. Producto de intensas actividades de investigación y desarrollo, su diseño aerodinámico ha tenido importantes variaciones desde sus orígenes a la fecha. En la actualidad, el diseño más común consiste en una turbina de tres palas) montadas sobre una torre. La turbina está acoplada mecánicamente a un generador eléctrico. La cantidad de energía que un aerogenerador puede transformar en electricidad dependerá, además de la velocidad del viento, de la altura de la torre y del largo de sus palas.

Fuente: EIA – U.S. Energy Information Administration

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La bioenergía se define como la energía contenida en la biomasa. La biomasa corresponde a cualquier materia orgánica que esté disponible de manera renovable, tales como residuos de animales, plantas, cultivos o deshechos orgánicos.

Dependiendo de la biomasa que se utilice, la bioenergía puede ser utilizada como energía térmica, a partir de la quema directa, o bien a partir de un proceso de transformación en un combustible gaseoso (biogás) o en un combustible líquido (biocombustible).

Fuente: Agencia Internacional de la Energía

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La Asociación Europea de la Energía Oceánica plantea que hay, al menos, cuatro formas de extraer el contenido energético disponible en los mares: tecnología undimotriz, mareomotriz, de gradiente térmico y de gradiente de salinidad.

La tecnología undimotriz extrae energía del movimiento de las olas, de igual forma, la tecnología mareomotriz aprovecha las mareas o corrientes marinas. Por su parte, la tecnología de gradiente térmico aprovecha las diferencias de temperatura entre la superficie y las aguas profundas, y, por último, está la tecnología gradiente de salinidad.

Chile es un país que tiene más de 4.500km de costa y una tradición naval importante, por lo que se estima que la energía de los mares puede jugar un rol, tanto a nivel de provisión de energía a la red como en aplicaciones descentralizadas. Con el propósito de aprovechar estas ventajas, nuestro país ha estado preparando sus capacidades tecnológicas poniendo en marcha una serie de iniciativas público-privadas, que buscan entender mejor el tipo de recurso de recurso y su disponibilidad en el territorio, evaluar los impactos ambientales y sociales, así como también preparar el capital humano necesario para facilitar la implantación de esta tecnología cuando esta esté en condiciones de competir en el mercado.

Fuente: Ocean Energy Europe

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La energía eléctrica producida a partir de la energía potencial contenida en un volumen de agua ubicado a una cierta altura se denomina energía hidroeléctrica. En Chile, se utilizan generalmente dos tipos de centrales, de embalse y de pasada.

Las centrales de embalse interrumpen el curso normal de un río con el propósito de controlar la acumulación o liberación del agua almacenada, lo que permite gestionar la cantidad de energía producida. Las centrales de pasada desvían momentáneamente una parte del caudal de un curso de agua, con el propósito de dejarla caer sobre una turbina que produce la electricidad. Una vez terminado el proceso, el agua es devuelta al cauce natural.

La energía hidroeléctrica es renovable y su disponibilidad depende principalmente de los ciclos hidrológicos. Es del caso señalar que la Ley General de Servicios Eléctricos, en su artículo 225, define que serán consideradas como Medios de Generación Renovables No Convencionales, aquellas centrales hidroeléctricas cuya potencia conectada sea inferior o igual a los 20 MW.

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La energía geotérmica de alta entalpía es aquella en forma de calor que está disponible bajo la superficie terrestre, a profundidades relativamente bajas, producto de la presencia de magma a alta temperatura.

Una forma de extraer esta energía es aprovechar yacimientos de agua o vapor subterráneo que estén cercanos a la fuente de calor.

El calor extraído en la superficie se utiliza para producir vapor a presión que alimenta a una turbina encargada de la producción de electricidad. Finalmente, en las centrales de ciclo cerrado, el agua es reinsertada al yacimiento con el propósito que absorba nuevamente la energía térmica disponible.

Por su parte, la energía geotérmica de baja entalpía aprovecha las propiedades de aislación térmica de la parte más superficial de la corteza terrestre. A unos pocos de metros bajo tierra, la temperatura se mantiene estable durante el año en algunas decenas de grados Celsius. Con el propósito de aprovechar este fenómeno, se instala un circuito de cañerías bajo tierra, y se hace circular lentamente un líquido caloportador que en la superficie está a temperatura ambiente. Independientemente de cuál sea la temperatura ambiente, el líquido, al circular por las cañerías, equilibra siempre su temperatura con de la tierra. Así, si la temperatura ambiente es menor a la del interior de la cañería, entonces el líquido absorbe temperatura, mientras que, si el ambiente tiene una temperatura superior, entonces baja su temperatura.

Existe una gran variedad de formas para aprovechar la geotermia de baja entalpía, tanto para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria. Una forma que ha probado ser eficiente es el uso de bombas de calor.

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Los sistemas de almacenamiento de energía no producen energía por sí mismos, sino que permiten absorber energía desde una fuente en un momento determinado, y entregarla en otro momento para su consumo.

Según lo indica el Centro de Sistemas Sustentables, de la Universidad de Michigan, las tecnologías de almacenamiento están siendo desarrolladas, al menos, desde la primera mitad del siglo XIX. No hay una única forma de clasificar los sistemas de almacenamiento, sin embargo, lo más común es hacerlo a partir de la forma de energía que es almacenada. Así, es posible distinguir los sistemas de almacenamiento eléctricos, químicos, electroquímicos, mecánicos, hidráulicos y térmicos.

A la fecha, los sistemas de almacenamiento de energía se han masificado en aplicaciones donde no se requieren altos volúmenes de energía. Sin embargo, la investigación y desarrollo en esta área tomó fuerza, primero con la crisis del petróleo en EE. UU. de los años 70s y, más recientemente, a partir del impulso dado por la industria de la movilidad eléctrica.

Desde la perspectiva de las aplicaciones en la red eléctrica, que requieren grandes volúmenes de energía, los sistemas de almacenamiento más comunes son los de bombeo. Estos emulan la operación de una central hidroeléctrica, ya que utilizan energía eléctrica para bombear grandes volúmenes de agua hacia un depósito ubicado a una cierta altura, almacenando la energía en forma de energía potencial. Para extraer la energía, se deja caer el agua sobre una turbina, la cual está acoplada a un generador eléctrico.

Con los últimos desarrollos tecnológicos, el almacenamiento electroquímico en formas de baterías ha ido aumentando la cantidad de energía almacenable, al mismo tiempo que ha reducido considerablemente sus costos de inversión.

El primer sistema de almacenamiento conectado a la red eléctrica instalado en Chile está en la Subestación Eléctrica Andes, y fue puesto en servicio en 2009.

Fuente: Center for Sustainable Systems (University of Michigan)

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Actualidad

Publicado el 30-08-2019
Cambio climático traerá gran mortandad de especies y trastornos en los ecosistemas marinos

Informe completo sobre el estado de los mares, tema eje de la próxima COP25 en Santiago, será presentado a la ONU a fines del próximo mes.

Los mismos océanos que contribuyeron a la evolución del ser humano acabarán aportando miseria a escala global si no se reduce pronto la contaminación de CO2 que está dañando el entorno marino. Así lo asegura el borrador del informe especial sobre océanos y zonas heladas que prepara el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) para la ONU y que filtró ayer la agencia AFP. Los océanos absorben la cuarta parte de las emisiones de CO2, así como más del 90% del calor adicional que han generado las emisiones de gases de efecto invernadero desde 1970.

Sin esta esponja marina, el calor en la Tierra ya sería insoportable para las especies. Pero esta acción tiene un costo: la acidificación está alterando la cadena de alimentación de los océanos y las olas de calor marinas están creando vastas zonas muertas. Se advierte que los cambios destructivos que están en curso pueden hacer declinar fuertemente las reservas de peces, multiplicar por mil los daños causados por las súper tormentas y dejar sin techo a cientos de millones de personas por la subida del nivel del mar producto del derretimiento de los glaciares y plataformas antárticas, así como por la pérdida del permafrost (suelo congelado). El futuro de los océanos será justamente el tema eje de la Conferencia de las Partes sobre Cambio Climático (COP25), que se realizará en Santiago en diciembre próximo.

El informe indica que grandes ciudades costeras como Shanghái, Miami y Nueva York son muy vulnerables a la subida del nivel del mar, que se prevé sea de un metro comparado con fines del siglo XX si no se reducen las emisiones. A juicio de Carlos Gaymer, director del Núcleo Milenio Ecología y Manejo Sustentable de Islas Oceánicas (ESMOI), el informe se queda corto, especialmente en los impactos que sufrirán los ecosistemas y en el hecho de que, aunque se tomen medidas ahora, sus efectos se van a notar a mediano y largo plazo. ‘Cuanto más se atrasen, más riesgo hay de que los efectos sean irreversibles’. El especialista de la UCN considera que, por ejemplo, se habla poco del impacto que tendrán estas grandes tormentas y marejadas en los organismos marinos, con riesgos de mortalidad masiva producto de las varazones.

Esto podría afectar a bancos de machas y almejas, por ejemplo, importantes fuentes de alimento. El aumento de la temperatura, a su vez, generará cambios en la distribución de las especies, que se moverán de aguas más a menos cálidas. En el caso de Juan Fernández, se ha comenzado a ver con más frecuencia los atunes. ‘Unos dicen que es bueno para la pesca, pero como se trata de un depredador tope, podría arrasar con especies que son fundamentales para la economía local’, explica Gaymer. Aunque el futuro que se prevé es complicado, existen herramientas que ayudan a reducir tales impactos.

A su juicio, una de las más importantes es la creación de áreas marinas protegidas. ‘Son verdaderos amortiguadores del cambio climático. Al ser áreas en mejor estado de conservación, son más resistentes y resilientes’, explica. Si bien Chile y muchos países han avanzado rápido en su creación, la mayoría se concentra en zonas oceánicas remotas y deshabitadas. En el caso nacional, apenas cubren un 1% de la costa. ‘Un importante avance sería crear una gran área marina protegida en el sector del archipiélago Humboldt de la Higuera a Freirina, que es un sitio de prioridad mundial’.

En opinión de Gaymer, si el país diera esta señal en la próxima COP, se luciría ante los ojos del mundo. Para el oceanógrafo Víctor Ariel Gallardo, de la U. de Concepción, lo fundamental es intensificar el estudio y monitoreo de los océanos, y que este se coordine sobre la base de grandes regiones o ecosistemas marinos del planeta. Sugiere aprovechar la cumbre para que la comunidad internacional apoye la creación en Chile de un gran centro o instituto oceanográfico regional internacional dedicado al estudio del gran ecosistema marino de Humboldt y el mar patrimonial adyacente. Este podría servir de modelo para centros o institutos oceanográficos de otras regiones.

Fuente: El Mercurio

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