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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Friburgo, la ciudad más ecológica del mundo que es el paraíso de los ciclistas

Gracias a sus innovadores planes, que priorizan el cuidado por el medio ambiente y mecanismos de transporte limpios, las bicicletas y los peatones son los dueños de la calle. “Para ver autos, camiones y buses hay que ir a la periferia”, se comenta.

Friburgo de Brisgovia, ubicada al sur de Alemania y cercana a las fronteras con Suiza y Francia es reconocida como la “Ciudad Verde” y es considerada “la capital ecológica del país”. Recientemente, en julio de 2020, celebró su aniversario número 900 desde su fundación como asentamiento mercantil en el año 1120.

A pesar de este aspecto medieval que podría imaginarse a una ciudad al pasado, la destrucción de gran parte de su estructura urbana al ser bombardeada durante la Segunda Guerra Mundial, obligaron a Friburgo a reponerse y mirar al futuro. Así, paulatinamente se convirtió en una de las ciudades más progresistas, sostenibles, familiar y más habitable del país y también del mundo.

El comienzo de este proceso para convertirse en una ciudad sustentable y limpia, parte en el año 1975, luego de la gran protesta pacífica en contra de la construcción de una planta nuclear en la ciudad, que marcó un precedente al conseguir la cancelación de la obra de manera permanente. Con sus mismos habitantes empoderados tras esta victoria, el activismo verde se hizo más fuerte y consiguió en los años posteriores que este lugar ubicado bajo la Selva Negra de Alemania albergara centros de desarrollo de energía solar hasta la implementación de planes de economía ambiental, lo que la convierte hoy en día en una ciudad pionera y vanguardista en esta materia.

El paraíso de la bicicleta

En el año 2017, un artículo de la BBC constató que los únicos automóviles que entran ala ciudad son aquellos que van a reponer mercadería o taxis que llevan a los turistas a sus hoteles. Esto, porque Friburgo tiene un plan de transporte público y construcción vial que permite que sus habitantes no tengan la necesidad de utilizar un vehículo.

Con 400 km de ciclovías y el doble de bicicletas que autos, la ciudad se convirtió de manera paulatina en el paraíso de los ciclistas y del peatón, los que tienen mucho espacio para moverse libremente. Dentro de las medidas que se adoptaron para lograr esta movilidad urbana estuvo la ampliación de las calles en el periodo de reconstrucción donde se buscó dar lugar a tranvías y bicicletas incluyendo grandes zonas peatonales en desmedro de los automóviles. La primera política pública de transporte respetuosa con el medio ambiente en la Ciudad Verde data del año 1969.

Este cambio en el paradigma de la movilidad convierte a Friburgo en una de las esperanzas para ser replicadas a nivel mundial para bajar las emisiones de gases con efecto invernadero. Según el Parlamento Europeo, el 60,7% de las emisiones de estos gases ala atmósfera son realizados por vehículos de uso doméstico. Según los datos oficiales, la ciudad ha reducido la contaminación del ambiente en 20% desde la década de los noventa y su objetivo es disminuirlo en 50% en 2030.

Comunidad organizada

Tan solo a 3 km del centro de la ciudad se encuentra la comunidad planificada de Vauban. Allí se aplican a nivel vecinal los criterios de conciencia y construcción colectiva ambiental. Tal como señaló la BBC, los 5.500 residentes de Vauban viven en cooperativas muy unidas, hogares privados o desarrollos de viviendas sociales que cubren las 40 hectáreas del suburbio. Todas las viviendas se adhieren al estándar de construcción de bajo consumo de energía de Friburgo de 65 kWh / m2, y la energía mínima que se trae se genera localmente a partir de los sistemas de calefacción alimentados con astillas de madera ubicados en el vecindario.

Entre la comunidad es frecuente ver innovaciones ambientales como jardines en distintas azoteas y zonas de compostaje de residuos orgánicos, pero lo único que no se deja ver son automóviles.

Capital ecológica de Alemania

Para hacerse una idea, en Vauban, la propiedad de automóviles se ubica en alrededor de 172 autos por cada 1.000 residentes y muchas de las calles donde se esperaría ver automóviles estacionados se han reinventado como callejones sin salida para los niños. En comparación con 393 autos en el gran Friburgo y 531 en la cercana metrópolis industrial de Stuttgart. En Chile, las comunas del sector oriente de la capital tienen una tasa de motorización bastante elevada. Un ejemplo de ello es Vitacura (506) , Providencia (451) y Las Condes (437).

La ciudad además es sede de la Asociación Mundial de Energía Solar, el Ecoinstituto (de Ecología Aplicada) tiene su principal centro en la Sonnenschiff (nave solar) de la ciudad, el secretariado europeo del Consejo Internacional para iniciativas medioambientales y el Instituto Frauenhof para energía solar.

Uno de los mayores compromisos a nivel político con el tema ambiental está de hecho en la administración local. La Rathaus en Stühlinger es uno de los tres edificios en que se divide el ayuntamiento de la ciudad y tras dos años de funcionamiento (inaugurado en 2017) gracias a la innovación en tecnología y diseño, produce en un año casi la misma cantidad de energía que consume. La estructura, de más de 22.650 metros cuadrados y con cerca de 900 empleados posee paneles solares, celdas fotovoltaicas, bombas de calor subterráneas, sistemas geotérmicos y de ventilación para recuperación de calor, lo que lo transforma en un centro tecnológico de primer nivel donde se desarrolla la actividad administrativa de la ciudad.

Proyectos de alto impacto ecológico

El Schwarzwald-Stadion (Estadio de la Selva Negra) tiene el honor de ser el primer estadio de fútbol completamente solar de Alemania. Con más de 2.200 m2 de paneles solares, el recinto deportivo evita la emisión de más del 36 toneladas de CO2 por año. El objetivo de las autoridades apunta a que en el mediano plazo, se convierta en un estadio neutro de emisiones. Otro de los mejores ejemplos de transformación ecológica en la ciudad es el monte energético Eichelbuck que pasó en el año 2011 de ser un vertedero a la mayor planta de energía solar de toda la zona, cubriendo con una potencia de 2,6 MWp el consumo anual de cerca de mil hogares. Adicionalmente, el aprovechamiento de la basura permite evitar la emisión de casi 2.500 toneladas de CO2 por año.

Pero no todo se concentra en las afueras de la ciudad, ya que además de la Torre Solar de la Estación Central (que genera 24.000 kWh anualmente) se encuentra el mundialmente conocido Heliotropo, la primera casa que produce tres veces más de la energía que consume y que se caracteriza por ir girando durante el transcurso del día de este a oeste, para ir captando la mayor cantidad de luz solar.

A nivel de transporte local, se han ido abriendo paradas con paneles solares que permitan climatizar y no depender de la energía por cables. En tanto, los objetivos actuales de la ciudad buscan disminuir en 50% las emisiones de CO2 para 2030 y conseguir 100% de energía procedente de fuentes renovables para 2050. Por ahora, Friburgo continúa con confianza hacia un mañana aún más verde.

Fuente: La Tercera

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