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Ecología

Energías verdes frente al cambio climático

Quemar petróleo y carbón es una práctica que ha subsistido por más de cien años, y hoy nos damos cuenta del daño que esto le causa al ambiente global. Se están desarrollando nuevas formas de cumplir con nuestros gastos enérgicos y se están introduciendo tecnologías que pueden revolucionar la manera en que generamos la energía que gastamos. ¿Cuáles son estas tecnologías y que potencial tienen?

Por: Redacción Panorama de las Américas
Fotos: Javier Pinzón

El año 2015 rompió récords de temperatura y este no es un incidente aislado: cada año del siglo XXI ha ido desplazando al anterior como el más caliente registrado en el planeta. Desde 1850 cuando se comenzó a medir la temperatura global hasta 1980, la temperatura promedio mundial siempre había estado por debajo de los 14 °C. Entre 1980 y 2000, la temperatura subió de 13,95 °C a 14,12 °C, y de 2000 a 2010 aumentó de 14,26 °C a 14,47 °C. Las causas del calentamiento son muy debatidas, pero gran parte de la comunidad científica internacional concuerda en que la produce el hombre, debido al uso de fuentes energéticas no renovables.

En Estados Unidos, el 79,1% del petróleo es utilizado para producir gasolina, y el 28,4% de esta es destinado a generar energía. Al quemar la gasolina se producen, entre otros químicos, nitrógeno, vapor y dióxido de carbono. El dióxido de carbono gas de efecto invernadero‚ atrapa la radiación solar en la atmósfera, calentándola. Para colmo, mientras expulsamos dióxido de carbono a la atmósfera del planeta, talamos los bosques que lo absorben. Y estamos llegando al límite: si el planeta se calienta tan solo 2 °C más, el 80% de los corales del mundo morirán; 3 °C, y cuatro billones de personas estarán en peligro de escasez de agua, 4 °C, y trescientos millones de personas serán afectadas por inundaciones costeras.

La Administración de Información de Energía de Estados Unidos (IEA, por sus siglas en inglés) reúne data sobre la producción de energía a escala mundial. En 2012, el 31,4% fue producida con petróleo, el 29% con carbón y el 21,3%, con gas natural. Los biocombustibles constituyeron el 10%, la energía nuclear el 4,8% y la hidroeléctrica el 2,4%. La energía eólica y la solar, entre otros tipos de generación renovable que se encuentran bajo la categoría “otros” aportan el 1,1%. El porcentaje es diminuto, pero no significa que el impacto de la energía renovable no sea grande. Para ponerlo en perspectiva, comparemos los resultados recolectados en 1973. Entonces, el 46,1% de la producción provenía del petróleo, seguido por el 24,6% del carbón y el 16% del gas natural. Un 10,5% procedía de biocombustibles, mientras que la energía hidroeléctrica contaba con el 1,8%, y la nuclear con el 0,9%. Las energías renovables (excepto la hidroeléctrica) apenas constituían el 0,1%. Desde aquella época, el porcentaje de la energía que se produce con petróleo ha caído un 15%, mientras que el de la energía hidroeléctrica y las otras formas renovables llegó al 1%.

Tal modificación en la matriz energética mundial es vital, pues el problema con la generación de energía a partir de combustibles fósiles no es la limitación de los recursos, sino el daño ambiental que ocasiona su uso. Sería mejor optar por tecnologías de generación de energía que no contaminen el planeta. Hay varios tipos de energía renovable, entre las que destacan, eólica e hidroeléctrica.

Energía solar

Este tipo de energía es radiación solar transformada en electricidad convencional. Su uso aumenta y podría solucionar el problema de la demanda de energía. Existen tres tipos de tecnologías de paneles solares: fotovoltaica, solar concentrada y térmica. La fotovoltaica es la más común: se logra mediante paneles solares cuyo material, iluminado por el sol, convierte la radiación en energía eléctrica de corriente directa. Estos paneles han existido por más de cinco décadas, pero no fueron producidos en masa hasta el año 2000. Por su parte, la energía solar concentrada se obtiene instalando espejos o paneles reflectivos que concentran la luz del sol en un punto fijo para producir calor, el cual produce energía por medio de un motor térmico (por ejemplo: una turbina de vapor). Por último, los paneles térmicos sirven para calentar o enfriar agua y climatizar espacios.

Considerando que el 72% de la energía utilizada en los hogares de Estados Unidos en 2010 fue destinada a dichos usos (www.seia.org), se prevé el gigantesco potencial de estos paneles. Pero más importante aún es la posibilidad que ofrece esta tecnología a cualquier grupo de personas que comparten un techo para producir energía, reducir su huella de carbono y ahorrar dinero.

Debido a la innovación el precio de los paneles ha bajado, mientras su calidad sube: cada día es más factible usarlos en casa. Según Juan Carlos Navarro Barb, de Enesolar (compañía de energía solar en Panamá), su potencial es enorme: “La energía solar está en una etapa de crecimiento. Los materiales usados para su producción cada día se vuelven mejores y más fáciles de adquirir. En Panamá, el uso personal de paneles solares fue legalizado en 2013 y la ayuda económica que les puede brindar a miles de familias es indispensable”.

Aunque en general los proyectos de energía solar han sido exitosos, se requiere una inversión inicial astronómica para lograr que un porcentaje considerable de la energía sea de este tipo. La inversión en energía solar funciona igual en menor escala (casa) o mayor escala (un país). Mientras el gasto inicial es grande, la cantidad de dinero y recursos que se ahorrarán en el futuro hacen atractiva la inversión. La mayoría de países desarrollados llevan años invirtiendo en energía solar como alternativa a las fuentes tradicionales. En Estados Unidos, Nevada Solar One (instalación de energía solar concentrada) produce 136 gigavatios de energía anual. La instalación consta de 182.000 paneles que reflectan la luz solar directa hacia 18.240 tubos con líquido de transferencia de calor; entonces, los tubos producen el vapor que hace girar una turbina generadora.

Energía eólica

La energía eólica usa el movimiento del aire para impulsar enormes turbinas instaladas sobre torres en lugares donde el viento tiene una velocidad muy alta, más no demasiada. Los parques eólicos son una de las formas más limpias de generar energía: cada torre ocupa un espacio más bien pequeño y funciona incluso cuando el viento está en relativa calma. Demasiada velocidad del viento puede causar problemas, debilitando e incluso destruyendo las torres. El conjunto de turbinas en un parque puede conformar una matriz energética que guarda la energía producida y eventualmente se transfiere a una matriz mayor para consumo público, pero muchos de estos parques transfieren la energía de forma directa después de producirla.

Dada la fluctuación del viento, no se puede depender solo de esta tecnología para producir energía en masa. Siempre se necesitarán formas alternativas de producir energía que soporten los parques eólicos. Aunque dependiendo del espacio disponible, la cantidad de turbinas (y de energía generada) puede ser suficiente para suplir la demanda de poblaciones grandes. Por ejemplo: la construcción de la Granja Eólica Gansu, en China la más grande del mundo comenzó en 2009 y en su primera fase se instalaron más de 3.500 turbinas. Cuando se termine de construir, tendrá una capacidad de 20.000 megavatios.

Latinoamérica también está incursionando en esta tendencia. En Panamá, por ejemplo, el Parque Eólico de Penonomé terminó su primera fase, con 23 molinos. Con la segunda y tercera fases el parque contará con 86 molinos más y tendrá capacidad para generar 270 megavatios de energía eólica en un cuatrimestre, lo cual representa un 6% o 7% del consumo de energía en Panamá. Jamilette Guerrero, gerente general de la Unión Eólica Panameña (UEP), empresa a cargo del campo, explica que la energía generada se entrega al Sistema Interconectado Nacional para que sea distribuida en el país. En 2015, “el Parque Eólico tenía una capacidad instalada de 55 megavatios de la primera fase y 57,5 megavatios de las fases segunda y tercera. Este año se han conectado al Sistema Interconectado Nacional 23 aerogeneradores, correspondientes a la segunda y tercera fase del Parque Eólico, que generan casi el 4% de la energía total consumida en el sistema eléctrico nacional”.

Energía hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es la adaptación moderna de los molinos utilizados hace cientos de años para hacer girar ruedas con la fuerza fluvial. El movimiento de las aguas, cuya presión es fortalecida por el diseño de la represa, mueve la turbina colocada de manera horizontal debajo de la represa. La energía cinética del movimiento de la turbina se transfiere a un generador, que la transforma en energía eléctrica. Las represas bloquean el río de un lado, incrementando su volumen al reducir el espacio que tienen para fluir, e incluso cerrándolo por completo. El efecto de la reducción del espacio de flujo crea la presión que mueve la turbina para la generación eficiente de energía.

El problema de las represas tradicionales es que en el lado represado del río incrementa el volumen del agua, que inunda y modifica de forma permanente cauces y ecosistemas ribereños. Además, si en los ríos represados hay especies de peces que nadan del río hacia el mar y viceversa, su ruta es queda interrumpida para siempre. Peor aún: los animales pueden ser mutilados por la turbina, si intentan superar la represa.

Innovaciones para optimizar las energías verdes

Problemas ambientales como el de las hidroeléctricas han propiciado nuevos diseños, como las represas de pasada, que se construyen en secciones desviadas de ríos. Como nos explica Guillermo de Roux, de ENESA: “El agua que se desvía del curso original pasa por una central hidroeléctrica y vuelve al río más adelante”. El agua que entra al desvío pasa por un sistema de filtros, instalado para prevenir que peces, sedimentos y otros objetos lleguen a la central hidroeléctrica, causándole daños. De esta manera se evita la muerte de los peces y la inundación del área arriba de la represa. Para remediar el problema en las represas hidroeléctricas tradicionales, la empresa estadounidense WHOOSHH Innovations instaló en 2013 el primer “cañón de salmones”, que “dispara” de manera segura a los salmones de un lado de la represa hacia el otro.

Las innovaciones tecnológicas no solo ocurren en el sector hidroeléctrico. La compañía Altaeros, por ejemplo, ha creado una turbina eólica que modifica las hélices tradicionales, incorporándolas a una estructura parecida a la de un dirigible largo que “flota”, detectando las mejores orientaciones para captar la corriente y se ancla sobre sí misma si el viento es demasiado fuerte. La altura y la libertad de esta turbina, que se autorregula, hacen que su diseño sea más eficiente. Otra empresa, Vortex Bladeless, diseñó torres eólicas sin turbinas, parecidas a carrizos gigantes, que, en vez de usar el movimiento de aspas, se valen de la oscilación causada por los vórtices del viento para hacer vibrar su estructura y generar energía. En cuanto a la solar, la empresa Ubiquitous Energy ha creado paneles solares con la forma y transparencia del vidrio, con los cuales se podrían construir edificios enteros usando paneles solares en vez de ventanas.

Cada día la tecnología trae una novedad; lo importante es tener en cuenta que la manera de manejar los recursos naturales y producir energía definirá el futuro de la humanidad.