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 30-04-2020
Es posible restaurar la salud de los océanos en un plazo de 30 años

Si se realiza una fuerte inversión anual en todo el mundo, dedicada a los ecosistemas y a combatir el cambio climático, esta recuperación podría ser posible. Sin embargo, el Premio Nacional de Ciencias, Juan Carlos Castilla, quien participó en el estudio, advierte que producto de la crisis financiera debido al covid-19 el proceso podría tardar una o dos décadas más.

A veces pareciera que todos los esfuerzos de recuperación ambiental que se han hecho en el planeta no dieran frutos y que los ecosistemas están cada vez peor.

Sin embargo, un prestigioso grupo internacional de investigadores del mar, entre los que está el académico de la U. Católica y premio nacional de Ciencias Juan Carlos Castilla, asegura que hay importantes indicios, desde los años ochenta, de que varias iniciativas han sido exitosas y que un esfuerzo mayor podría llevar a pensar en restaurar la salud de los océanos en unos 30 años más. Los científicos publicaron un estudio al respecto en la revista Nature.

Allí se sostiene que si bien una variedad de presiones han llevado a los ecosistemas oceánicos al borde del colapso, como el cambio climático de origen humano, la sobrepesca y la contaminación, una serie de políticas conservacionistas implementadas en el último medio siglo —como la Convención sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas— han tenido un impacto profundamente positivo en los ecosistemas oceánicos.

Los cambios en las políticas pesqueras implementadas especialmente en el hemisferio norte han impactado positivamente las poblaciones de peces, y el establecimiento de áreas marinas protegidas (AMP) habría influido en la recuperación de algunos hábitats vitales, como los lechos de pastos marinos, los manglares y los arrecifes de coral, como también de la biodiversidad asociada a ellos.

Es decir, cuando la legislación impulsada desde la ciencia se implementa durante un largo período de tiempo, hay una recuperación de los ecosistemas marinos.

Por eso los expertos plantean que ahora lo que hay que hacer para consolidar estos esfuerzos es centrarse en la restauración de organismos importantes de recuperación relativamente rápida (20 a 30 años). Son las llamadas especies clave, como los arrecifes de coral, los peces e invertebrados más explotados.

‘Estamos en un punto en el que podemos elegir entre un legado de un océano resistente y vibrante o uno perturbado irreversiblemente’, indicó el autor principal del estudio, Carlos Duarte, científico marino de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah en Arabia Saudita, al presentar la publicación.

Antes de 1945

Los 17 autores de 10 países no aspiran a una recuperación a los niveles de cuando los mares eran completamente prístinos, sino a su situación previa al fin de la Segunda Guerra Mundial. Esto, porque después de ese hito se produce lo que se llama la gran aceleración y hay deterioros muy importantes por la sobrepesca y contaminación de los océanos, por ejemplo.

‘Nosotros pensamos que las tasas de recuperación que se han observado en algunas poblaciones de peces, en tortugas, mamíferos, pastos marinos y manglares indican que si se hace una inversión global del orden de los 10 mil millones de dólares al año durante tres décadas, podríamos volver a lo que eran los sistemas marinos en 1945’, sostiene Castilla.

Estos recursos se destinarían tanto para aumentar la creación de áreas marinas protegidas efectivas, evitar la explotación de zonas intermareales donde se desarrolla mayoritariamente la población de muchas especies y regular las pesquerías.

‘Es una inversión, porque calculamos que por cada dólar que se invierta se recuperarían aproximadamente ocho’, asegura. ‘Pareciera que estamos tan lejos de esa cifra, pero habría que ver cuánto se invierte hoy de manera aislada y hacer una sumatoria, incluyendo los aportes de todas las grandes fundaciones internacionales, los compromisos de Naciones Unidas para lograr los objetivos para 2030 y el aporte de industrias y gobiernos. No es una cantidad absolutamente inalcanzable’.

Pero por más millones que se inviertan, ese esfuerzo no valdrá de nada —dice Castilla— si no se cumple la segunda condición: contener el cambio climático mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. ‘Con la actual tasa de acidificación en los océanos, la actual tasa de disminución del oxígeno y con la actual tasa de destrucción de los corales no vamos a llegar al objetivo’, advierte.

El estudio se realizó entre 2018 y 2019, antes de la irrupción de la pandemia de covid-19. Para Castilla esto significa que tal vez la meta de recuperación, que apuntaba a 2050, se tenga que retrasar en diez o veinte años más si el empobrecimiento del planeta es muy alto. ‘Pero cuanto más tiempo pase, más deterioros ocurrirán en los ecosistemas marinos’, sentencia.

Fuente: El Mercurio

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