Se llama
energía renovable la que, administrada en forma adecuada, puede explotarse
ilimitadamente, es decir, su cantidad disponible (en la Tierra) no disminuye a
medida que se aprovecha. Para tener un esquema de desarrollo sustentable es
indispensable que la mayoría de los recursos, y particularmente la energía,
sean del tipo renovable.
La principal
fuente de energía renovable es el Sol. Como se explicará más adelante, el Sol
envía a la Tierra únicamente energía radiante, es decir, luz visible, radiación
infrarroja y algo de ultravioleta. Sin embargo, en la atmósfera se convierte en
una variedad de efectos, algunos de los cuales tienen importancia como recurso
energético, tal es el caso de la energía eólica, la energía de la biomasa, la
diferencia de temperaturas oceánicas y la energía de las olas, que a
continuación se describirán en forma breve.
1. Energía
Solar.
La energía
solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por la
porción de la luz que emite el Sol y que es interceptada por la Tierra. México
es un país con alta incidencia de energía solar en la gran mayoría de su
territorio; la zona norte es de las más soleadas del mundo.
Directa. Una
de las aplicaciones de la energía solar es directamente como luz solar, por
ejemplo, para la iluminación de recintos. En este sentido, cualquier ventana es
un colector solar. Otra aplicación directa, muy común, es el secado de ropa y
algunos productos en procesos de producción con tecnología simple.
Térmica. Se
denomina "térmica" la energía solar cuyo aprovechamiento se logra por
medio del calentamiento de algún medio. La climatización de viviendas,
calefacción, refrigeración, secado, etc., son aplicaciones térmicas. La mayoría
de este curso se centra en este tipo de aprovechamiento de la energía solar.
Fotovoltaica.
Se llama "fotovoltaica" la energía solar aprovechada por medio de
celdas fotoeléctricas, capaces de convertir la luz en un potencial eléctrico,
sin pasar por un efecto térmico.
2. Energía
Eólica.
La energía
eólica es la energía que se extrae del viento. Las aplicaciones más comunes
son: transporte (veleros), generación eléctrica y bombeo de agua. La energía
eólica es derivada de la energía solar, porque una parte de los movimientos del
aire atmosférico se debe al calentamiento causado por el Sol (también existe un
efecto de la rotación de la Tierra y otro de la atracción gravitacional de la
Luna y el Sol ). En México hay regiones en donde la energía eólica es muy
abundante: principalmente las costas y el Istmo de Tehuantepec.
3. Energía de
la Biomasa (fotosíntesis)
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 substancias con alto contenido energético (liberable mediante una
combustión) como el alcohol y el metano.
4. Diferencia
de Temperatura Oceánica (OTEC).
Se ha
propuesto utilizar la diferencia de temperatura que existe entre la superficie
del océano (unos 20°C o más en zonas tropicales) y la correspondiente a unas
decenas de metros abajo de la superficie (cercana a 4°C), para proporcionar los
flujos de calor para impulsar un ciclo termodinámico y producir otras formas de
energía.
5. Energía de
las Olas.
También se ha
propuesto aprovechar, en ciertos lugares privilegiados, el vaivén de las olas
del mar para generar energía eléctrica. Las olas son, a su vez, producidas por
el efecto del viento sobre el agua. Por tanto, también es una forma derivada de
la energía solar.
6. Energía
Hidráulica.
La energía
hidráulica es la que se obtiene a partir de caídas de agua, artificiales o
naturales. Típicamente se construyen presas en los lugares con una combinación
de gasto anual de agua y condiciones orográficas adecuadas. Estrictamente,
también esta es una forma derivada de la energía solar, porque el Sol provee la
fuerza impulsora del ciclo hidrológico. Sin embargo, tradicionalmente se ha
considerado como una forma de energía aparte. México tiene condiciones
orográficas muy adecuadas pero, a excepción d e la región sureste, la
precipitación pluvial no es abundante.
7. Energía de las Mareas.
En algunas
regiones costeras se dan unas mareas especialmente altas y bajas. En estos
lugares se ha propuesto construir grandes represas costeras que permitirían
generar energía eléctrica con grandes volúmenes de agua aunque con pequeñas
diferencias de altura. Es como la energía hidráulica, pero su origen es la
atracción gravitacional del Sol y principalmente de la Luna, en vez del ciclo
hidrológico. En México, en general, este recurso no es abundante.
Como puede
verificarse, en realidad no existe un problema de falta de recursos
energéticos. Una parte del problema energético actual consiste en que nuestra
sociedad se ha hecho muy dependiente de un sólo recurso: los hidrocarburos. En
otras palabras, se ha rezagado el desarrollo tecnológico y, por tanto, la
viabilidad económica de algunas otras alternativas energéticas.
El contenido
de este curso está orientado hacia una introducción a la naturaleza y
aplicaciones de la energía solar, sus posibles alcances y sus limitaciones. En
el contexto que nos ocupa, la energía solar es una de las alternativas más
interesantes por ser muy abundante en México y, al mismo tiempo, muy
"amigable" con el ambiente. No es la única alternativa; y en muchos
casos no es la mejor, o no es la más económica, pero existen ciertas
aplicaciones actuales y otras potenciales, que vale la pena estudiar para
ponerlas en funcionamiento siempre que sea posible. De esta forma se ahorran
energéticos convencionales, se alarga su duración y se disminuye el impacto
ambiental que implica su utilización.