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Del próximo 31 de octubre al 12 de noviembre del 2021 se llevará a cabo en Reino Unido la COP26 (Conferencia de las Naciones Unidas Sobre el Cambio Climático), uno de los eventos internacionales más importante en cuestiones de cambio climático. Entre sus objetivos está la disminución de los gases efecto invernadero causantes del calentamiento global y evitar así que la temperatura aumente en 2°C en promedio global comparado con la era pre-industrial. Para ello, los países acuerdan políticas y medios de financiación para lograrlo, asimismo, se revisan los objetivos y las acciones planteadas previamente y se analiza su progreso.

Gracias a estas reuniones, sumado al trabajo conjunto con científicos de todo el mundo, es que nos encontramos en la búsqueda de nuevas tecnologías para generar electricidad de manera más limpia, amigables con el medio ambiente y que emitan menos emisiones a la atmósfera. Por ello, a continuación les mostraremos algunas tecnologías prometedoras para los próximos años:

Solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica consiste en generar electricidad con la radiación del sol a través de un material que cuente con el efecto fotoeléctrico. Esto se hace a través de un sistema fotovoltaico, el cual consiste en módulos fotovoltaicos, compuestos por celdas solares capaces de convertir la radiación solar en electricidad, inversores capaces de transformar la corriente directa generada por los módulos fotovoltaicos a corriente alterna, transformadores para subir o bajar el voltaje (principalmente si es una central eléctrica),medidores de generación para residencia y medidores de potencia en una central eléctrica.

La emisión de dióxido de carbono equivalente durante su ciclo de vida es igual a 5 toneladas por cada gigawatt-hora, 165 veces menos que el carbón.

Avión solar

Ciclovía hecha con paneles solares

Solar térmica

La energía solar térmica es el aprovechamiento del sol para calentar. Esto puede ser poniendo las cosas simplemente a la luz del día o usando un juego de espejos y/o lentes llamados concentradores solares para llegar a mayores temperaturas. Un claro ejemplo del aprovechamiento de la energía solar térmica es cuando secamos la ropa al sol, también es común usar paneles solares térmicos para calentar el agua de las albercas. En la industria se está comenzando a implementar para procesos que requieren calor, usando como reserva sus calentadores de combustión para aquellos días nublados. Esto no excluye que no se pueda generar electricidad, también se puede calentar agua para generar vapor y con ello mover una turbina con generador.

La emisión de dióxido de carbono equivalente durante su ciclo de vida es igual a 5 toneladas por cada gigawatt-hora.

Concentrador solar con heliostatos del laboratorio PROMES

 

 

 

 

 

 

 

Ubicado en Francia, utilizado por la NASA para probar la resistencia al calor de los materiales

Fuente: https://www.sollab.eu/promes.html

Eólica

La energía eólica es la energía producida por el viento. Primero hay que diferenciar el viento del aire, que es un error muy común: el aire es la materia que respiramos, los gases de los cuales está compuesta la atmósfera; mientras que el viento es el flujo del aire. Para generar electricidad a partir del viento, se usan los aerogeneradores que comúnmente son colocados en grupos llamados parques o granjas eólicas. Sin embargo, en la historia de la humanidad se ha usado para otras cosas como por ejemplo la molienda de grano con molinos holandeses y el bombeo de agua.

La emisión de dióxido de carbono equivalente durante su ciclo de vida es igual a 4 toneladas por cada gigawatt-hora, 205 veces menos que el carbón.

Geotérmica

La energía geotérmica es la energía proveniente del calor del núcleo de la tierra. Se puede apreciar principalmente en volcanes y géiseres, pero también a través de las aguas termales y fumarolas. Para poder aprovechar esta energía para la generación de electricidad primero se tiene que encontrar un yacimiento geotérmico, el cual es una zona en el subsuelo donde se alcanzan temperaturas generalmente arriba de 70°C para generaciones de media temperatura, y superiores a los 150°C para generaciones de alta temperatura. En yacimientos con temperaturas entre los 20 y 70°C se puede utilizar como fuente de calor para calefacción de los hogares. La profundidad de los pozos geotérmicos varía mucho dependiendo de las condiciones de la zona, pudiendo ser desde unos metros hasta kilómetros.

La emisión de dióxido de carbono equivalente durante su ciclo de vida es igual a 122 toneladas por cada gigawatt-hora, 7 veces menos que el carbón.

Calefacción con energía geotérmica

Hidráulica

La energía hidráulica es la energía obtenida con el flujo de agua, ya sea un río o almacenando el agua en una presa para luego liberarla, atravesando en ambos casos una turbina conectada a un generador. También se ha usado para moler granos y bombeo de agua.

La emisión de dióxido de carbono equivalente durante su ciclo de vida es igual a 34 toneladas por cada gigawatt-hora, 24 veces menos que el carbón.

Generador hidroeléctrico portátil para cargar tu celular

CFE Central hidroeléctrica La Yesca

Biomasa

 

La biomasa se refiere a la materia orgánica, la cual podemos aprovechar para generar calor o electricidad. Por ejemplo, se usa leña para calentar agua o cocer alimentos, pero también se puede aprovechar la descomposición para generar gases como metano y con ello producir electricidad. La biomasa es renovable siempre y cuando la generación de la biomasa sea igual o mayor a su consumo.

En economías con una mayor integración de los biocombustibles, como Estados Unidos, Francia o Brasil, las gasolineras ofrecen combustibles con un porcentaje de etanol (en la imagen se puede observar 15, 30 y 50%) para coches con tecnología flex fuel.

 También existen sistemas que transforman la materia orgánica del hogar en composta y gas para cocinar, aprovechando así los gases que genera la descomposición de los residuos.

La emisión de dióxido de carbono equivalente durante su ciclo de vida ronda entre los 78 y 230 toneladas por cada gigawatt-hora, entre 10 y 3 veces menos que el carbón.

Mareomotriz y undimotriz

La energía mareomotriz es la energía proveniente de las mareas (subidas y bajadas del nivel del mar) mientras que la energía undimotriz es la energía que proviene de las olas del mar. Su aprovechamiento aún está en desarrollo, principalmente turbinas marinas para generar electricidad con las corrientes marinas y dispositivos generadores con las olas del mar.

Nuclear

La energía nuclear es la energía concentrada en los átomos. Existen principalmente dos tipos: fisión nuclear y fusión nuclear. La fisión nuclear es la energía que es utilizada actualmente en las plantas nucleares, la cual consiste en la degradación de los átomos de Uranio-235 en elementos más ligeros lo cual libera calor, el cual es usado para generar vapor y mover una turbina convencional. La fusión nuclear es la unión de dos átomos de hidrógeno generando un átomo de helio y de igual forma se libera calor. Sin embargo, esta tecnología aún se encuentra en desarrollo porque es más la energía que consume que la que genera.

La emisión de dióxido de carbono equivalente durante su ciclo de vida es igual a 3 toneladas por cada gigawatt-hora, 273 veces menos que el carbón.

CFE Central Nuclear Laguna Verde

Reactor experimental de fusión nuclear ITER

Eficiencia energética y regeneración

Consiste en usar de forma óptima, racional y organizada la energía. Esto quiere decir que le sacamos un mayor provecho a la energía disminuyendo costos así como mejorar nuestra huella ecológica. ¿Por qué? Porque evitas el desperdicio de energía como dejar luces encendidas cuando no las necesitas, evitar la entrada de calor de techo y paredes para un menor uso del aire acondicionado, optimizar el consumo de un equipo al tener un control de cuándo encender, apagar y la intensidad de operación, así como llevar su debido mantenimiento. Esto va de la mano con las energías limpias, donde al disminuir lo mejor posible el consumo con eficiencia energética, el consumo final se puede suministrar con la energía que esté disponible en el sitio, generalmente solar.

Así mismo está la regeneración o recuperación de la energía. Consiste en usar energía que no es aprovechada, por ejemplo el calor de residuo de alguna planta industrial para otro proceso o usar los pasos de peatones para generar electricidad.

Colocación de poliuretano en el techo

Colocación de poliuretano en el techo para disminuir la temperatura del interior
Fuente: 
https://fotos.habitissimo.com.mx/foto/aplicacion-de-poliuretano-en-junta-fria-en-techo_123661

Piso que recupera energía el caminar

EN RESUMEN…

Como puedes observar, no existe una solución única al cambio climático y tampoco la implementación de una quiere decir que se descarten las otras, sino al contrario. Se tiene que trabajar para lograr integrar todas estas tecnologías y que su aprovechamiento sea lo mejor posible. A fin de lograr un suministro energético confiable para poder lograr el desarrollo sustentable que tanto se desea.

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Ricardo Cachú

.Acerca del autor:

Equipo de Blog de Clubes de Ciencia México

Editor: Ricardo Cachú
Ingeniero en energías renovables egresado de la UABC. Soy una persona curiosa y observadora, me intriga el por qué y cómo es que suceden las cosas a mi alrededor. Me apasiona la ciencia (principalmente física y economía), la tecnología (sobre todo lo novedoso y disruptivo) y las matemáticas. Entre mis pasatiempos están hacer ejercicio, disfrutar la música, leer, ir a la playa y disfrutar de la naturaleza.


Con colaboración de Cristina Rincón, Jackelyn Hernández, Yatsuri Amaro

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