Fuentes Alternativas.docx

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TERMODINAMICA

INTEGRANTES:     

Tania Apupalo Byron Chango José Molina Vladimir Bautista Henry Pilatasig

DOCENTE: Ing. Juan Rafael Pérez Pupo FECHA DE ENTREGA: 2018-01-19 PERIODO ACADÉMICO OCTUBRE 2017 – FEBRERO 2018

Contenido 1.0 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 3 2. DESARROLLO ............................................................................................................................. 4 2.1 Consumo de energía eléctrica ............................................................................................ 4 2.2 Historia de las energías alternativas .................................................................................. 4 2.3 Historia de la energía solar................................................................................................. 5 2.4 Historia de la energía eólica ............................................................................................... 5 2.5 Principales países a nivel mundial con uso de energías alternativas ............................... 6 China, a la cabeza .................................................................................................................... 6 2.6 Ventajas de las energías alternativas: ............................................................................... 6 2.7 Desventajas de las energías alternativas:.......................................................................... 7 2.8 Energías alternativas .......................................................................................................... 7 2.8.1. Energía del agua salada .............................................................................................. 7 2.8.2. Heliocultivo ................................................................................................................. 7 2.8.3. Piezoelectricidad ........................................................................................................ 8 2.8.4. Conversión de energía termal marina( sigla en Ingles: OTEC ) ................................. 8 2.8.5. Energía de rocas calientes .......................................................................................... 8 2.8.6. Vibraciones inducidas por vórtices ............................................................................ 9 2.8.7. Minería lunar .............................................................................................................. 9 2.8.8. Energía solar desarrollada en el espacio extraterrestre ........................................... 9 2.8.9 Biomasa: .................................................................................................................... 10 2.9 Aprovechamiento de energías alternativa en Ecuador ................................................ 10 3. Conclusiones ........................................................................................................................... 11 4. Bibliografía ............................................................................................................................. 11

1.0 INTRODUCCIÓN El consumo energético es un marcador sensible para el bienestar y prosperidad de una población, pero las fuentes fósiles son limitadas y producen contaminación. Las fuentes de energía se definen como “los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades, a su vez, estas fuentes de energía, tienen su origen en las fuentes no renovables y renovables, esto de acuerdo al ritmo de consumo de energía que el ser humano requiere. Sin embargo, en la actualidad algunos problemas relacionados con el desarrollo económico mundial son concernientes con la capacidad energética de cada país. Las energías renovables solucionarán muchos de los problemas ambientales, como el cambio climático, los residuos radiactivos, las lluvias ácidas y la contaminación atmosférica. Pero para ello hace falta voluntad política y dinero. Todo elemento manufacturado que se genera en el planeta, requiere de energía, la industria mundial está basada fundamentalmente en el petróleo; sin energía se paraliza la economía y, con ello, el abastecimiento de elementos vitales para la vida del ser humano, en especial la producción de alimentos. En este entorno, la generación de energía a partir de fuentes alternativas está comenzando a tomar fuerza en el mundo, motivando a los dirigentes de varios países a implementar proyectos que en este sentido se han venido desarrollando al tomar encuentra sobre las leyes fundamentales de la termodinámica, que indica que la energía existe y no se crea; se libera, se transforma a partir de diversas formas: fisión nuclear, quema de leña, carbón, petróleo, transformación de energía cinética del agua, de los océanos, del viento, captación de energía del sol mediante células fotovoltaicas, unas más sustentables en el tiempo que otras.

2. DESARROLLO 2.1 Consumo de energía eléctrica El consumo de energía ha seguido aumentando desde el 2012, pero a un ritmo más bajo que durante la década anterior. De acuerdo con el Foro Económico Mundial, este aumento del consumo se debe sobre todo a los países emergentes, cuyo desarrollo se funda sobre todo en la energía. Según el WEF, las energías renovables ocupan un lugar cada vez más importante dentro de la producción de electricidad. La participación de la energía solar en la generación mundial de electricidad casi se ha duplicado cada dos años desde el año 2000, y cada cuatro años, en el caso de la energía eólica. Con cada duplicación, el costo de la energía solar cae 24% y el del viento, 19% , refiere la organización. De acuerdo con el WEF, esta tendencia de la producción de energía sugiere un cambio permanente en la combinación energética del futuro. El organismo internacional refiere que este cambio está determinado por una disminución del consumo de carbón; por el incremento en la extracción del gas y de la utilización de las energías renovables, y por una mayor productividad energética de las principales economías. Fuentes alternativas para generar electricidad. La madre naturaleza proporciona un rico tesoro de energías alternativas y fuentes energéticas que van más allá de las que usamos hoy en día. La limpia energía verde pulula alrededor de nosotros en el mundo natural y los científicos apenas están comenzando a contestar las preguntas que giran alrededor de cómo aprovechar estas fuentes energéticas. A continuación, se presenta aquí una lista fuentes prácticas de energía alternativa. (Cadena, 2008)

2.2 Historia de las energías alternativas. Las aplicaciones más lejanas, como un antecedente histórico, se sitúan principalmente en el empleo de fuentes energéticas inagotables en el transporte, teniendo como principal ejemplo a la navegación a vela, que empleaba la energía eólica de una manera práctica y sencilla para impulsar los navíos. La posterior aparición de los molinos de viento reforzaba este concepto, y con los molinos de agua se asentaban las primeras bases de la Energía Hídrica, sumado además

a un rediseño de los edificios para aprovechar de la mayor manera posible la energía solar durante el día. Energías Alternativas. Pero estos recursos fueron disminuyendo cada vez más, y fue así que a mediados de los años '70 se comenzó a enfatizar el concepto de Energía Renovable, como una alternativa a las fuentes energéticas utilizadas, y con el estudio que indicaba un futuro agotamiento de los recursos petrolíferos (Bridgewater, 2009)

2.3 Historia de la energía solar La energía solar en sí misma tiene su origen en el nacimiento del sol, hace unos 5.000 millones de años. Desde la propia formación de la Tierra el sol ha estado dando luz y calor a nuestro planeta y lo hará hasta que se apague dentro de miles de millones de años. Sin embargo, nos queremos referir a la historia de la energía solar en relación a su aprovechamiento para uso humano. Antiguas civilizaciones como la egipcia y los babilonios ya manifestaron la importancia del sol. Sin embargo, tenemos que llegar al siglo XVIII, en los albores de la Revolución Industrial, para encontrar los primeros sistemas energía con el sol como fuente. Todo empezó con pequeños experimentos a través de grandes lupas y espejos, a través de los cuales se concentraban los haces de luz para producir energía. Este procedimiento llegó a “profesionalizarse” en el siglo XVIII como método usado para fundir metales, aunque siempre de forma bastante experimental. (Unidas, 2015)

2.4 Historia de la energía eólica Las primeras evidencias del aprovechamiento de la energía eólica datan de hace unos 3.000 años, cuando los babilonios idearon los primeros sistemas de riesgo y navegación a vela apoyados en el uso del viento como fuente de energía. En la Edad Media, alrededor del siglo X aparecen los primeros molinos de viento, que se popularizarían pocos siglos más tarde en zonas como Holanda. Sin embargo, habrá que esperar hasta el siglo XX para ver los primeros molinos capaces de transformar la energía del viento en electricidad, en la década de los años 30 en Estados Unidos.

De nuevo, durante la 2ª Guerra Mundial se produce un estancamiento en el desarrollo de esta energía hasta que en los años 70 se recuera el interés en ella. En estos últimos tiempos el desarrollo ha sido evidente, con aerogeneradores cada vez más efectivos y desarrollando nuevas formas de aprovechar la energía del viento, como la energía eólica marina. (Leandro Marco, 2015)

2.5 Principales países a nivel mundial con uso de energías alternativas China, a la cabeza El 58% de las nuevas instalaciones de renovables del mundo se concentraron el año pasado en Asia Las energías renovables En España (eólica, hidráulica, solar) han mantenido durante el 2016 "un papel destacado" en la producción global de energía en el sistema eléctrico de España, cubriendo el 42,8 % (Santamarta, 2010)

2.6 Ventajas de las energías alternativas: 

Las energías de fuentes alternativas tienen el potencial de crear un mundo que dependa totalmente de ellas. Esta transición traería no sólo ventajas para el medio ambiente, sino también a la economía y al aprovechamiento de la energía.

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Son energías seguras y libres de contaminantes y no son consideradas nocivas para la salud.

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Provienen de fuentes de energía inagotables y de múltiples aplicaciones como la energía eólica, hidráulica, biomasa, geotérmica, marina y la más conocida energía solar.



Son consideradas energías autóctonas, pues la energía que produce se utiliza en la misma región en que se desarrolla, lo que impulsa la industria y genera más empleo. Además, reduce la dependencia energética del exterior. Adiós a las guerras por el petróleo.

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Una energía personal: cualquier ciudadano puede convertirse en productor de electricidad generada por instalaciones de paneles solares residenciales. (Aguilar, 2014)

2.7 Desventajas de las energías alternativas: 

Daños al paisaje: en el case los aerogeneradores se dice que producen contaminación sonora que perjudica el sentido de orientación de las aves o que estas chocan con las hélices.

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Abuso de biocombustible: puede desviar valiosos recursos alimenticios para quemarlos como gasolina, generando más CO2.

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Construcción de presas que cortan el flujo natural de los ríos y perjudican los ecosistemas naturales.

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Producen menos energía que los combustibles fósiles y es elevado el costo de su almacenamiento.

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La disponibilidad de la región se vuelve un problema, pues no siempre las condiciones geográficas permiten el desarrollo de energías alternativas. (Aguilar, 2014)

2.8 Energías alternativas 2.8.1. Energía del agua salada Ese tipo de energía se ha conocido como energía de agua salada o marina (Energía a partir del agua de mar o de cualquier agua salada), energía osmótica o energía azul, y es una de las fuentes más prometedoras de energía renovable que no ha sido explotada aún a fondo, tal vez debido a que es necesario invertir grandes cantidades de energía para desalinizar el agua. Se genera energía por el proceso inverso de añadir sal al agua dulce, a través de un proceso conocido como electrodiálisis. (Nelson, 2009) 2.8.2. Heliocultivo El revolucionario proceso llamado heliocultivo

tuvo

como pionera a la empresa llamada Biotecnologías Joule. A través de este proceso se genera combustible basado en hidrocarbón, a través de la mezcla de agua salobre, nutrientes, organismos fotosintéticos, dióxido de carbono y luz solar. A diferencia de los aceites obtenidos de algas, el heliocultivo produce combustible directamente –en la forma de etanol o

hidrocarbonos – que no necesita ser refinado. El método básicamente usa el proceso natural de la fotosíntesis para producir un combustible listo para usar. (Nelson, 2009) 2.8.3. Piezoelectricidad Con la llegada de la población humana mundial a los 7 mil millones de habitantes, se puede pensar en aprovechar la energía

cinética del

movimiento/

desplazamiento humano, lo cual podría ser una fuente real de energía. La piezoelectricidad es la capacidad de algunos materiales de generar un campo eléctrico en respuesta al estrés mecánico. Mediante la colocación de tejas hechas a base de materiales Piezoeléctricos a lo largo de rutas pedestres congestionadas o también incorporados a las suelas de nuestros zapatos, se podría generar electricidad a medida que caminamos. De este modo podríamos convertir a los humanos en plantas eléctricas andantes. (Nelson, 2009) 2.8.4. Conversión de energía termal marina( sigla en Ingles: OTEC ) la conversión de energía termal marina o OTEC por la sigla en inglés, es un sistema hidroenergético de conversión que usa las diferencias de temperatura entre las aguas someras y las profundas para darle energía a un motor de calor (“heat Engine”). Este tipo de energía podría ser aprovechado mediante la construcción de plataformas o barcazas en altamar, aprovechando las capas termales encontradas en las profundidades oceánicas. (Nelson, 2009) 2.8.5. Energía de rocas calientes La energía a partir de rocas calientes es un nuevo tipo de energía geotermal que funciona mediante el bombeo de agua salada fría hacia abajo hacia rocas que han sido calentadas por conducción desde el manto terrestre y por la degradación de elementos radiactivos en la corteza. A medida que esa agua se calienta, la energía

creada puede ser convertida en electricidad por una turbina de vapor. Las ventajas de la energía a partir de la roca caliente son, entre otras, que la producción puede ser fácilmente controlada y que puede producir energía. (Bridgewater, 2009) 2.8.6. Vibraciones inducidas por vórtices Esta forma de energía renovable, que captura energía a partir de corrientes lentas de agua, está inspirada en el movimiento de los peces. La energía es capturada a medida que el agua fluye a través de una red de rodillos (“rods, eddles o swirls”), en un patrón alternado, empujando y halando un objeto hacia arriba o hacia abajo o de lado a lado, de tal modo que se cree una energía mecánica. Esto trabaja de la misma forma en que los peces curvan sus cuerpos para flotar entre los vórtices producidos por los cuerpos de los peces, en frente de ellos, cabalgando en esencia en el despertar de cada uno. (Cadena, 2008) 2.8.7. Minería lunar El Helio-3 es un isótopo no radiactivo luminoso que tiene un inmenso potencial para generar energía relativamente limpia a través de la fusión nuclear. La única ventaja: es raro en La Tierra pero abundante en la Luna. Existen muchos proyectos en desarrollo de minería en la Luna para el aprovechamiento de este recurso. Por ejemplo, la compañía espacial rusa Energía RKK anunció que considera el Helio-3 lunar un recurso económico con minería desarrollable para el año 2020. (Santamarta, 2010) 2.8.8. Energía solar desarrollada en el espacio extraterrestre Debido a que la energía del Sol no es afectada por el ciclo de 24 horas diurno-nocturno, y tampoco es afectada por el clima, las estaciones, o el efecto de filtro de los gases atmosféricos terrestres, debido a esto existen propuestas en desarrollo para construir paneles solares que orbiten la Tierra y manden energía a la Tierra para su uso. El hallazgo tecnológico implicado aquí

tiene implícita transmisión inalámbrica de energía, lo cual podría ser logrado usando destellos de energía de microondas. (Soria, 2010) 2.8.9 Biomasa Se define a la Biomasa como "toda materia de origen biológico (excluidas las formaciones fósiles) como los cultivos energéticos, desechos y subproductos agrícolas y forestales, estiércol o biomasa microbiana". La importancia de las energías alternativas Una energía alternativa, o más precisamente una fuente de energía alternativa es aquella que puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación. El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de crisis energética aparece cuando las fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo económico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige también una demanda igualmente creciente de energía. Puesto que las fuentes de energía fósil y nuclear son finitas, es inevitable que en un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos métodos para obtener energía: éstas serían las energías alternativas. (Leandro Marco, 2015) 2.9 Aprovechamiento de energías alternativa en Ecuador En Ecuador Adjudican proyecto para programa de medición de viento tras la celebración de un concurso internacional Barlovento ha sido el adjudicatario del contrato para realizar las Campañas de Medición de Viento para los Proyectos Eólicos Salinas Fase 2 en Imbabura, Membrillo y Chinchas (Huacacocha) en la provincia de Loja. La campaña se encuadra dentro del Plan de acción de Energía Sostenible para Ecuador PAES – llevado a cabo por el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable. Dicha Campaña será financiada por el Banco Interamericano de Desarrollo (BID). Ecuador comenzó su desarrollo eólico en 2007 con la creación de una central eólica en las Islas Galápagos. Actualmente se están desarrollando varios proyectos en la provincia

de Loja con lo que se prevé instalar nuevos parques eólicos que permitirán alcanzar su objetivo de 200 MW en los próximos años. (Soria, 2010)

3. Conclusiones Las energías alternativas tienen como ventaja el hecho de que son limpias, gratuitas y renovables los inconvenientes vienen dados por irregularidades de fenómenos climáticos o por condiciones de emplazamiento se podría reducir a un alto nivel el uso de energías contaminantes y no renovables aprovechando las renovables. La energía eléctrica debe sufrir una evolución desde su actual dependencia de los hidrocarburos hacia aplicaciones energéticas más diversificadas lo que implica el aprovechamiento de la variedad de fuentes de energía renovables que se disponen. En los países desarrollados existe un interés ambiental por la implementación de nuevas fuentes energéticas que ayuden a minimizar los efectos ambientales que han causado las fuentes tradicionales de energía basadas en los combustibles. 4. Bibliografía Aguilar, C. (12 de 09 de 2014). Blog. Obtenido de Calefaccion SOLAR: http://calefaccion-solar.com/5-ventajas-y-desventajas-de-las-energiasalternativas.html Bridgewater, A. y. (2009). Energia Alternativa Handbook. Madrid: Paraninfo, S.A. Carlos Mario Zapata, M. M. (2005). Fuentes alternativas de generacioin de energia incentivos y mandatos regulatorios : una aproximacion teorica al caso colombiano. Bdigital, 55-63. Frers, C. (2014). Interbioestrategia. Obtenido de http://www.interbioestrategia.com/new/index.php/educacion/89-la-importanciade-las-energias-alternativas Leandro Marco, E. G. (2015). GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE BIOMASA,. Argentina: Publicaciones Escuela de Economia y Negocios. Santamarta, J. (2010). Las energias renovables son el futuro. Nodo50, 35-40. Soria, C. P. (06 de 2010). Repositorio.utc.edu.ec. Obtenido de http://repositorio.utc.edu.ec/bitstream/27000/1293/1/T-UTC-2043.pdf

Unidas, N. (31 de 10 de 2015). Cepal. Obtenido de Comision Economica para Amerina Latina y el Caribe: https://www.cepal.org/es/proyectos/aprovechamiento-deenergias-renovables-en-la-generacion-de-energia-electrica-en-la