Definición de energías renovables

Las energías renovables son aquellas fuentes energéticas basadas en recursos naturales capaces de renovarse de forma ilimitada como el Sol, el agua, el viento o la biomasa animal y vegetal. A diferencia de las energías convencionales, las renovables se caracterizan por ser energías que no utilizan combustibles fósiles.

A nivel ecológico, su impacto ambiental es menor ya que, además de ser renovables, son fuentes de energía que no generan contaminantes, pues no producen emisiones de CO2 en el ambiente y contribuyen a la reducción del efecto invernadero y el calentamiento global.

Entre las energías renovables existen la energía solar, la energía eólica, la energía hidroeléctrica, la biomasa, el biogás y los biocombustibles, la energía geotérmica y las energías marinas como la mareomotriz o la undimotriz.

Todas estas fuentes de energía se consideran «renovables» debido a que se basan en fuentes naturales cuyo agotamiento resulta imposible a corto y mediano plazo. Esto sucede debido a diversos factores como, por ejemplo, su inmensa cantidad de energía, en el caso de la energía solar, o porque tienen la capacidad de regenerarse a través de medios naturales y por sí mismas, como los biocombustibles. La mayoría de las energías renovables también son energías limpias, ya que en el proceso de producción no se generan residuos contaminantes de ningún tipo.

Las energías renovables son una fuente alternativa de energía que ofrece formas de aprovechamiento energético de menor impacto ambiental y aportan mayor diversidad al desarrollo energético de una sociedad. Por esta razón, el uso y expansión de las energías renovables en todo el mundo representa un signo de progreso y desarrollo energético responsable, tanto con las sociedades como con el ambiente y la biodiversidad.

Tipos de energías renovables.

Energía solar.

La energía solar es la energía que aprovecha la radiación electromagnética proveniente del Sol como fuente energética. El planeta Tierra recibe una gran cantidad de energía solar por año, de la cual sólo el 40% es aprovechable, cantidad que representa una número mucho mayor en comparación a la energía que se consume durante un año a nivel mundial.

La energía solar ha sido aprovechada desde la antigüedad y su utilización ha ido evolucionando a través del tiempo. En la actualidad, la luz y el calor del Sol son aprovechados por diversos medios captadores de energía solar como las células fotoeléctricas o fotovoltaicas, de las cuales están compuestos los paneles solares, y consisten en un dispositivo que permite transformar los fotones de luz solar en electricidad.

Existen diversas tecnologías de aprovechamiento de la energía solar que se clasifican en dos grandes grupos: pasivas o activas, según la forma en la que capturan, transforman y distribuyen la energía solar. Los técnicas activas se caracterizan por el uso de paneles fotovoltaicos y recolectores solares térmicos para captar y convertir la energía solar en energía eléctrica. Las tecnologías pasivas se desarrollan a partir de la arquitectura bioclimática, como la construcción de edificios orientados hacia el Sol, el uso de materiales de masa térmica adaptable a la energía solar, y el diseño de espacios edilicios capaces de generar la dispersión de la luz.

Existen tres tipos de aprovechamiento de energía solar. A continuación, detallaremos cada uno:

• Fotovoltaica: La energía solar fotovoltaica produce electricidad renovable, la cual es obtenida directamente de la radiación del Sol, mediante un mecanismo semiconductor basado en un dispositivo conocido como célula fotovoltaica o, también, a través de un mecanismo consistente en una película de metales conocido como célula solar de película fina. La energía fotovoltaica se utiliza para producir grandes cantidades de energía que se transmite mediante redes de distribución. Además, permite alimentar todo tipo de aparatos y aplicaciones como la carga de vehículos eléctricos, la alimentación de parques solares para brindar energía a zonas aisladas de la red eléctrica.
• Térmica: La energía termosolar se trata del aprovechamiento de la energía proveniente del Sol con el fin de producir calor, el cual puede utilizarse para la calefacción de hogares, cocinar alimentos, generar agua caliente o para la producción de energía mecánica que luego se convierte en energía eléctrica. Además, la energía termosolar puede emplearse para producir frío, mediante un dispositivo de refrigeración por absorción que utiliza el calor en lugar de electricidad para generar frío, el cual puede utilizarse en el acondicionamiento del aire de espacios y locales.
• Concentrada: La energía solar concentrada es otro tipo de energía térmica que consiste en la utilización de lentes o espejos que concentran una gran cantidad de luz solar en una plataforma pequeña. Una vez capturada, la luz concentrada se convierte en calor, y de allí, en energía eléctrica. El calor impulsa un motor térmico o turbina de vapor que se conecta a un generador de electricidad que convierte la energía térmica en energía eléctrica.

Energía eólica.

La energía eólica es la energía que se extrae del viento como fuente energética. Consiste en la conversión de la energía cinética que produce el movimiento de las distintas masas de aire en energía eléctrica. La palabra «eólico» proviene del término griego Eolo, referente al dios del viento de la mitología griega.

La energía eólica utiliza la energía cinética del viento para producir electricidad, mediante aerogeneradores o turbinas, estructuras similares a molinos de viento que se conectan a las redes de distribución de la energía eléctrica.

Generalmente, la energía eólica se produce a partir de los parques eólicos construidos en tierra, los cuales consisten en un conjunto de grandes aerogeneradores dispuestos de forma estratégica en relación a las corrientes de viento del lugar, con el fin de aprovechar la energía cinética que producen las masas de aire. Su función consiste, a modo de molinos, en captar la energía del movimiento del viento para convertirla en energía eléctrica y luego enviarla a las redes de distribución.

Se considera a la energía eólica, junto con la energía solar fotovoltaica, una de las principales alternativas energéticas para el desarrollo sostenible y la lucha contra el cambio climático, debido que representa una fuente de producción de energía de bajo costo y amigable con el ecosistema.

Existen dos tipos de parques eólicos: terrestres y marinos. A continuación, explicaremos brevemente cómo funciona cada uno:

• Turbinas eólicas terrestres: Las turbinas eólicas o aerogeneradores son estructuras similares a molinos de viento compuestas generalmente de tres aspas unidas a un eje giratorio central. Los parques terrestres disponen las turbinas sobre la tierra y su función consiste en transformar la energía mecánica del viento en energía eléctrica.
• Parques eólicos marinos: Los parques eólicos marinos disponen las turbinas en el mar, en zonas relativamente cercanas a las costas. En la actualidad, esta modalidad está comenzando a expandirse cada vez más, debido a que, en las zonas marítimas, la energía del viento es más fuerte y de mayor estabilidad que en la tierra. Sin embargo, los costos de desarrollo y mantenimiento de estos parques eólicos son mayores a los de los parques terrestres.

Energía hidroeléctrica.

La energía hidroeléctrica o hidráulica es el tipo de energía que se extrae a partir de las corrientes de agua, aprovechando la energía cinética que produce el cauce de los ríos. Consiste en la transformación de la fuerza de movimiento del agua en energía eléctrica. Para convertir la energía potencial del agua en electricidad, se construyen grandes estructuras hidráulicas: las centrales hidroeléctricas, cuya función consiste en extraer el máximo potencial de fuerza hidráulica y convertirlo en energía eléctrica.

Las centrales hidroeléctricas se construyen atravesando las grandes corrientes de agua de los ríos y se componen de tres grandes estructuras:

• Presa: Muro de concreto compuesto de hormigón que detiene el paso del agua.
• Embalse: Lugar donde se acumula el agua y se genera la energía potencial.
• Central: Construcción en la que están asentados los generadores de energía eléctrica.

Estas centrales aprovechan la fuerza del cauce de los ríos, haciéndolos pasar por grandes turbinas hidráulicas que transmiten la energía a los generadores de electricidad. Las centrales hidroeléctricas se sitúan en un punto estratégico donde existe una diferencia de altura, mediante la cual la energía potencial retenida en el embalse, atraviesa las turbinas hidráulicas y produce energía a partir de lo que se llama salto geodésico, es decir, la energía potencial que contiene una masa de agua al «caer» entre dos puntos de distinta altura.

Existen dos tipos de represas hidroeléctricas según el tamaño y magnitud de su infraestructura:

• Grandes presas: Consisten en grandes construcciones situadas en cauces importantes de ríos de gran caudal.
• Mini y micro-hidroeléctricas: Consisten en pequeñas construcciones situadas en brazos de ríos o arroyos.

Energía geotérmica.

La energía geotérmica es un tipo de energía proveniente del calor interno de la Tierra. Consiste en la energía térmica contenida en las rocas y los fluidos que se encuentran bajo la corteza terrestre. Esta energía se encuentra distribuida entre las capas más superficiales, hasta varios kilómetros por debajo, e incluso en las capas más profundas donde se encuentra el magma.

Los depósitos subterráneos de vapor y agua a altas temperaturas son aprovechados para generar energía eléctrica o para calentar y refrigerar de forma directa las diferentes construcciones. Para el aprovechamiento del calor, su extracción funciona con un sistema de bombas de calor geotérmicas que aprovechan el nivel de temperatura distribuido en los tres metros inferiores a la superficie terrestre para calentar una construcción en temporadas frías. De manera inversa, para refrigerar edificios, el calor de las construcciones se transmite a las capas inferiores mediante el mismo sistema de bombeo.

Para generar energía eléctrica, se perforan pozos de más de un kilómetro de profundidad con el fin de aprovechar la energía térmica del vapor y el agua caliente que se encuentra en las capas más profundas de la Tierra. Estos pozos permiten el traspaso de turbinas conectadas a generadores de energía eléctrica que convierten la energía térmica del vapor y el agua en electricidad.

Al ascender hacia la superficie, el vapor y el agua caliente producen un fenómeno llamado géiser, explosiones de vapor concentrado que brotan desde el conducto interno hacia la superficie. También, se forman aguas termales, piletas de agua caliente que asciende hasta la superficie. Estas fuentes termales han sido utilizadas para bañarse desde la antigüedad.

Existen cuatro tipos de yacimientos geotérmicos: De agua caliente, secos, géiseres y de vapor seco.

• Agua caliente: Consisten en yacimientos termales en la superficie o de acuíferos subterráneos. Las fuentes de agua termal son utilizadas desde la antigüedad como baños termales. En cuanto a los acuíferos, consisten en yacimientos de aguas termales muy calientes situados a poca profundidad de la superficie. En estos casos, se extrae el agua caliente y el vapor por un sistema de bombeo desde el yacimiento hacia la superficie, a través de dos pozos, uno para extraer el agua a altas temperaturas y el otro para devolverla a temperaturas más bajas.
• Secos: Consisten en el aprovechamiento de la temperatura contenida en las rocas y materiales calientes situados a baja profundidad. El sistema funciona inyectando agua por una perforación, el agua se calienta con el calor de las piedras y vuelve por otra perforación a altas temperaturas. La extracción en seco se utiliza tanto para la generación de electricidad como para el aprovechamiento del calor y la refrigeración por absorción o bomba de frío geotérmica.

Biomasa y biocombustibles.

Se denomina biomasa a la materia orgánica generada a partir de un proceso natural y biológico, la cual puede utilizarse como una fuente de energía, de forma directa o indirecta. A partir de la biomasa se generan los biocombustibles, aprovechando la energía contenida en el producto biológico de la biomasa, el cual puede utilizarse como combustible natural y también para producir electricidad o energía térmica.

A modo de combustible, la biomasa es utilizada como una alternativa de los combustibles fósiles, ya que representa una fuente de energía de bajo costo que contribuye a la reducción de las emisiones de gases que provocan efecto invernadero y reducen los contaminantes en la atmósfera.

Existen varios tipos de biocombustibles:

• Biomasa sólida: Consiste en el aprovechamiento de los residuos orgánicos a partir de sustancias sólidas proveniente de materiales no fósiles, como los desechos agrícolas o forestales, los subproductos como el estiércol y la biomasa microbacteriana. También, se utilizan los biocombustibles provenientes de los desechos del maíz, el azúcar, el trigo y las semillas oleaginosas. Esta materia orgánica se transforma en energía a partir de procedimientos termoquímicos o bioquímicos.
• Biodiésel: Es un biocombustible en estado líquido extraído a partir de la grasa animal, los aceites vegetales y las plantas oleaginosas. Su acción y utilización es similar a la del gasoil.
• Bioetanol: Es un tipo de biocombustible líquido producido a base de alcohol, a partir de la fermentación del azúcar o almidón.
• Biogás: Es un biocombustible en estado gaseoso que se produce mediante residuos biodegradables y que, a partir de un proceso de purificación, puede lograrse una sustancia similar a la del gas natural. Se utiliza como biocarburante o gas de madera. El biopropano es uno de los biogases más explotados en la actualidad, consiste en un producto gaseoso generado a partir de desechos orgánicos y aceites vegetales, y deriva del subproducto de la fabricación del biodiésel.
• Biohidrógeno: Se trata de un nuevo biocarburante, un biocombustible en estado gaseoso que se extrae a partir del hidrógeno producido por algas y bacterias.

Energías marinas.

La energías marinas son un tipo de energía renovable que aprovecha la energía cinética de los movimientos marítimos como las olas o corrientes submarinas. Esta energía se produce utilizando un alternador que funciona captando la energía cinética de los movimientos del mar para convertirla en energía eléctrica aprovechable y segura. No obstante, las energías marinas tienen como desventaja que la cantidad de energía que generan, comparada con los gastos de producción de las instalaciones, no es muy rentable, por lo que, aún hoy en día, es un tipo de energía renovable y limpia que no ha sido explotada lo suficiente.

Existen dos tipos de energías marinas:

• Energía mareomotriz: Es la energía que aprovecha los movimientos de las corrientes submarinas con el fin de producir energía eléctrica.
• Energía undimotriz: Es la energía que aprovecha el movimiento de las olas como fuente energética para producir electricidad.

Beneficios de las energías renovables.

• Reducción de emisiones de carbono: La principal y más destacable ventaja de las energías renovables frente a los combustibles fósiles es la reducción de las emisiones de carbono en el ambiente, que representa la principal fuente de efecto invernadero, el cual produce el calentamiento global y aumenta el daño climático del planeta.
• Sostenibilidad y conservación ambiental: Las energías renovables representan el mayor impulso para el desarrollo de la sostenibilidad ambiental en la lucha contra la contaminación y el cambio climático. La concientización medioambiental forma parte de uno de los programas más importantes en las campañas de conservación ambiental y protección de la biodiversidad. El desarrollo de formas sostenibles, seguras y limpias de producción de energía es uno de los objetivos a corto, mediano y largo plazo más importantes como política energética para todos los Estados y empresas del mundo. La legislación ambiental, como los acuerdos de París o el protocolo de Kioto, se orienta a enfatizar en la importancia de desarrollar un marco legal que controle la producción energética y fomente el desarrollo de energía sostenible, limpia y de fuentes renovables. La búsqueda de una eficiencia energética alternativa a través de políticas como subvenciones para energías renovables o los certificados de energía renovable y las auditorías energéticas, apuntan al fomento y desarrollo de una transición energética hacia formas de producción de energía cada vez más sostenibles y amigables con el ambiente.

• Seguridad y autonomía energética: La seguridad energética forma parte de los programas y protocolos de desarrollo sostenible, el cual se enmarca en la impronta de incluir, dentro de las políticas de Estado, medidas de seguridad y protección de recursos energéticos. La energías renovables se presentan como la forma más viable de generar una seguridad energética a corto, mediano y largo plazo. Además, el progresivo desarrollo de nuevas formas de obtención de la energía fomenta el crecimiento de la autonomía energética y la energía renovable descentralizada como medidas alternativas de producción y desarrollo de la seguridad energética.
• Desarrollo económico y creación de empleo: Además de los aportes medioambientales, el desarrollo de la energía sostenible representa una excelente fuente de crecimiento económico, tanto para los Estados como para las grandes y medianas empresas, ya que no sólo abre nuevas puertas en los mercados de energía, sino que fomenta la generación de nuevos puestos de trabajo y la creación de empleo en diversas áreas. En la actualidad, cada vez son más los programas de inversión en energías renovables, como el transporte sostenible y el turismo sostenible, la investigación y el desarrollo de nuevas formas de producción energética y sostenibilidad, la conservación de la energía, la arquitectura sostenible y el urbanismo sostenible, la captura y el almacenamiento del carbono, la construcción de edificios de energía cero, entre muchos otros ámbitos de la economía y el crecimiento económico en materia de desarrollo sostenible.

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Aci, E. M. (8 de enero de 2024). Definición de energías renovables. Características, tipos de energías renovables y beneficios. Definicion.com. https://definicion.com/energias-renovables/