Monografias | Fuentes de energía de la Tierra

Introducción

La disponibilidad de los recursos energéticos es uno de los factores más importantes en el desarrollo tecnológicos de las naciones. A su vez, el desarrollo tecnológico determina la utilización de ciertos tipos de energía y, por lo tanto, la disponibilidad de ese recurso.

Los recursos energéticos son usados por el hombre para satisfacer algunas de sus necesidades básicas en forma de calor y trabajo.

Todas estas formas de energía han sido producidas por el hombre, sin embargo, existe una fuente de energía inagotable que no ha sido aprovechada al máximo; la energía solar. Esta y otros tipos de energía serán estudiadas a través de todo el desarrollo del trabajo

La principal fuente de energía para los seres vivos del planeta es la luz solar, es decir, el conjunto de radiaciones que nos llegan del Sol y que atraviesa el espacio, primero, y después la atmósfera. No todas las radiaciones alcanzan la superficie de la tierra y menos el fondo de los océanos, ni tampoco la energía que transporta.

Más o menos la mitad del total de esas radiaciones se agrupa bajo lo que llamamos luz visible.

Además, nos llegan también rayos gamma, luz ultravioleta y luz infrarroja, entre otras.

Toda esa energía se aprovecha de diversas maneras, pero son las plantas autótrofas los principales organismos que la utilizan para sintetizar, con su ayuda y a partir de elementos o compuestos inorgánicos, materia orgánica. Los animales y los restantes organismos heterótrofos se alimentan después a partir de esa materia orgánica ya elaborada, incorporando así su cuerpo la energía solar fijada a través de los autótrofos.

Las sociedades modernas precisan de un elevado consumo de energía que en los países desarrollados procede fundamentalmente del petróleo y las centrales nucleares. El inconveniente de los combustibles fósiles es que se agotan y que el consumo crea graves problemas ecológicos y medioambientales. Las centrales nucleares, que prometían ser una alternativa, han resultado ser antieconómicas, en gran parte debido a la exigencia de complejos sistemas de seguridad para evitar catástrofes y al difícil problema de la eliminación de los residuos contaminantes.

En la actualidad, el desafío consiste fundamentalmente en encontrar energías alternativas no contaminantes, que sean eficaces y que favorezcan el ahorro energético.

El aprovechamiento de la energía solar parece ser la alternativa más prometedora, pues permite diversas formas de captación y transformación. Así, las células fotovoltaicas convierten la luz solar en energía eléctrica; los colectores absorben calor directamente y lo transfiere a otro medio como el agua; las centrales heliotérmicas utilizan baterías de espejo para concentrar los rayos, solares sobre un colector central, donde se forma el vapor que acciona la turbina generándose electricidad.

Ahora bien, la capacidad de los rayos solares se encuentra muy disminuida en la superficie terrestre, por lo que se están realizando investigaciones sobre la posibilidad de sintetizar inmensos paneles que, situados en órbita geoestacionaria, radiarían la energía captada a la tierra.

El perfeccionamiento del tradicional molino de viento ha dado lugar a modernos aeromotores que aprovechan la energía eólica para generar electricidad. Estos aeromotores pueden instalarse aislados o bien en agrupaciones que aportan energía a las redes de distribución. Sin embargo, el viento tiene dos características que lo diferencia de otras fuentes energéticas: su imprevisible variabilidad y su dispersión. Ello obliga a sutiles perfeccionamientos en el diseño de las palas y el sistema de control que regula las revoluciones por minuto, para evitar velocidades, excesivas durante los vendavales y orientar el rotor hacia la posición más favorable.

En las centrales hidroeléctricas se aprovecha la energía cinética del agua procedente de los ríos y en los países montañosos con muchos ríos constituye una importante fuente de suministro energético. Una alternativa interesante son las centrales mareomotrices. En ellas se utiliza la energía desarrollada por las mareas, es decir, se aprovecha la diferencia de nivel entre pleamar y bajamar. En consecuencias, se precisan lugares donde estas diferencias sean considerablemente.

El hidrógeno líquido ha sido utilizado en la propulsión de prototipos de automóviles, pero su elevado costo y su difícil almacenamiento, y el hecho de ser muy explosivo, limitan por el momento su comercialización, pese a tratarse de una de las energías más limpias y adecuadas para el medio ambiente.

Las diferencias calóricas entre las aguas superficiales y las profundas del mar son también aprovechadas en las centrales termomarinas, sobre todo en zonas cercanas al ecuador.

Otra fuente de energía la constituyen las centrales geotérmicas, las cuales aprovechan el calor de las rocas en las zonas calientes del interior de la tierra.

Las centrales nucleares generan energía eléctrica. En ellas, el vapor necesario para mover las turbinas se obtiene del calor emitido por reacción nuclear en el reactor.

En el interior de dichos reactores se dividen núcleos atómicos pesados, por ejemplo el uranio, y se libera energía en forma de calor.

Sin embargo, además de calor, una central nuclear genera gran cantidad de radiación nociva. En consecuencia, es necesario dotarla de un escudo protector formado por tres barreras, la última de las cuales es un revestimiento exterior, para todo el conjunto de hormigón armado.

Pese a la comprobada peligrosidad de los accidentes en centrales nucleares, estas siguen construyéndose.

Se llama energía fósil la que se obtiene de la combustión (oxidación) de ciertas substancias que, según la geología, se produjeron en el subsuelo a partir de la acumulación de grandes cantidades de residuos de seres vivos, hace millones de años.

El petróleo es una mezcla de una gran variedad de hidrocarburos (compuestos de carbono e hidrógeno) en fase líquida, mezclados con una variedad de impurezas. Por destilación y otros procesos, se obtienen las diversas gasolinas, el diesel, la turbosina, la tractolina, el chapopote, etc. En el ámbito mundial ya no es un recurso abundante. El gas natural está compuesto principalmente por metano y corresponde a la fracción más ligera de los hidrocarburos, por lo que se encuentra en los yacimientos en forma gaseosa. El carbón mineral es principalmente carbono, también de origen fósil, que se encuentra en grandes yacimientos en el subsuelo. A nivel mundial, el carbón mineral es abundante. Los problemas ecológicos que causa son aún mayores que los inherentes al petróleo y sus derivados.

La forma más antigua de aprovechamiento de la energía solar, inventada por la Naturaleza misma, es la fotosíntesis. Mediante este mecanismo las plantas elaboran su propio alimento (su fuente de energía) y el de otros seres vivientes en las cadenas alimenticias. Pero también mediante fotosíntesis se obtienen otros productos, como la madera, que tienen muchas aplicaciones, además de su valor energético. A partir de la fotosíntesis puede utilizarse la energía solar para producir sustancias con alto contenido energético (liberable mediante una combustión) como el alcohol y el metano.

El calor es necesario para un sinnúmero de aplicaciones, como la climatización del espacio, la cocción de alimentos, o la producción o transformación de algunos compuestos químicos.

Hacia mediados del siglo XIX se inventaron los primeros motores de combustión interna. Estos requieren un combustible muy específico para funcionar. Con el tiempo, debido a razones técnicas y económicas, los motores de combustión interna, principalmente los de gasolina y diesel, se hicieron cada vez más seguros, confiables, económicos y, por tanto, abundantes.

Tanto por razones económicas como ecológicas, es imperativo el desarrollo de nuevas alternativas energéticas, que sean menos intensas contra el ambiente.

Existen muchas alternativas energéticas. Algunas de ellas no han sido desarrolladas por la limitación técnica y económica, otras se han utilizado sólo parcialmente

Autor: Sergio D'Ambrosio

U.E.N. "Eduardo Oxford" 2º En Ciencias