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 29-11-2019
El planeta espera en estado crítico el inicio de la COP25

Nueve zonas a nivel mundial llegaron a un punto de no retorno debido al cambio climático. La Antártica, la Amazonía y los corales no se podrán recuperar y eso afectará a todo el mundo. Utilizar la naturaleza para combatir al calentamiento de la Tierra es uno de los caminos que urge tomar, dicen los científicos.

El próximo lunes comienza la Conferencia de las Partes COP25 en Madrid. Mientras el cambio de sede desde Santiago no supondrá una modificación en la agenda de lo que se negociará, la ciencia sigue aportando cada vez más datos que confirman el estado crítico en que está el planeta a causa del cambio climático. El panorama no es alentador.

Los hielos del Ártico, Groenlandia, la Antártica Occidental y partes de la Oriental; los bosques boreales; el permafrost; la corriente que predomina en el Atlántico; la Amazonía, y los corales de aguas cálidas están en un punto de no retorno debido al cambio climático. El alza de temperatura los ha afectado de tal manera, que aunque se detengan las emisiones, las modificaciones sufridas ya no podrán corregirse, dice un estudio publicado en Nature. ‘Hace una década identificamos un conjunto de potenciales puntos de inflexión en los ecosistemas de la Tierra.

Hoy más de la mitad de ellos ya pasaron esa barrera’, dice Tim Lenton, director del Instituto de Sistemas Globales de la Universidad de Exeter, Reino Unido, y coautor del estudio. Según el especialista, la ciencia subestimó el riesgo que desencadenarían estos cambios irreversibles, por ello es urgente tomar medidas ahora.

Impacto masivo

Solo el colapso de las principales capas de hielo en Groenlandia, la Antártica Occidental y parte de la Oriental podría terminar elevando el nivel del mar sobre los 10 metros. Este es un ejemplo de los megacambios que se están produciendo, el problema es que la ciencia aún desconoce la interacción que puede haber entre ellos y, por ende, sus consecuencias. ‘Si se produce una cascada de daños causados por estos puntos de no retorno, no se puede descartar un colapso a nivel global. Sería una amenaza para la civilización’, dice Johan Rockström, director del Instituto Potsdam de Investigación en Impacto Climático, en Alemania, y coautor del estudio.

Una de las consecuencias del cambio climático es la pérdida de biodiversidad y todos los servicios que ella provee al ser humano. Por ello urge conservarla, pero también convertirla en un arma de combate contra el mismo cambio climático. ‘Las soluciones basadas en la biodiversidad —como la restauración de bosques o la protección de humedales y algas pardas, que fijan mucho carbono— son solo parte de lo que se puede hacer’, dice Pablo Marquet, académico de Ecología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Católica y coordinador de una colección especial de trabajos en biodiversidad publicada en Science Advances a propósito de la COP25.

Por ejemplo, controlar las pesquerías no solo implicará resguardar la biomasa de peces o la cantidad de comida que se extrae de ella, sino también será una protección al factor económico, dice el científico. Aunque se podría pensar que las especies comunes son las que dominan el planeta, en realidad casi el 40% de la especies del mundo son raras, asegura uno de los estudios del especial. Son las regiones climáticamente más estables las que han albergado a estos animales, plantas e insectos, pero ahora el cambio climático y sus eventos erráticos los están afectando desproporcionadamente.

El factor social

Nueva Guinea es el lugar lingüísticamente más diverso de la Tierra, con más de 1.500 idiomas. Según un trabajo publicado en Science Advances, el 63% de las especies de la zona están fuertemente amenazadas. Esto implica que también están en peligro los alimentos silvestres, las medicinas y las plantas rituales que esas culturas necesitan para subsistir. En este caso lo que no solo se está perdiendo biodiversidad, sino también el patrimonio biocultural de estos pequeños grupos.

Otro de los objetivos de los últimos estudios es dejar en evidencia que el cambio climático amplifica las inequidades sociales, dice Pablo Marquet. ‘Mientras más desigualdades hay en un país, menos resiliente es. Por ello los planes de adaptación de cada nación deberán considerar la precariedad social’, asegura.

Fuente: El Mercurio

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