Biomasa: Energía obtenida de materia orgánica como residuos agrícolas, forestales o biocombustibles

La biomasa se refiere a la materia orgánica de origen vegetal o animal, que puede ser utilizada como fuente de energía. Esta materia orgánica puede incluir una variedad de materiales, desde madera y residuos agrícolas hasta algas y estiércol. La biomasa se puede transformar en diferentes formas de energía, como calor, electricidad o biocombustibles, a través de procesos de conversión.

Los tipos de biomasa utilizados para la producción de energía incluyen:

• Biomasa forestal: Incluye madera, ramas, corteza y otros subproductos de la industria forestal. Se pueden utilizar para la generación de calor o electricidad a través de la combustión o la gasificación.

• Residuos agrícolas: Restos de cultivos como cáscaras, tallos y hojas que quedan después de la cosecha. Estos residuos pueden ser convertidos en biocombustibles o utilizados para la generación de energía.

• Biomasa de cultivos energéticos: Algunos cultivos, como el maíz, el sorgo y la caña de azúcar, se cultivan específicamente para su uso como materia prima en la producción de biocombustibles.

• Residuos orgánicos: Desechos de alimentos, estiércol y otros residuos orgánicos pueden ser convertidos en biogás a través de procesos de digestión anaeróbica. El biogás puede ser utilizado para generar calor o electricidad.

• Biodiesel y bioetanol: Biocombustibles derivados de cultivos como la soja, el maíz o la caña de azúcar. El biodiesel se utiliza como alternativa al diésel convencional, mientras que el bioetanol se mezcla con la gasolina.

• Algas: Las algas también pueden ser una forma de biomasa utilizada para producir biocombustibles, ya que pueden crecer rápidamente y contienen aceites adecuados para la producción de combustibles.

• Residuos de madera y papel: Los desechos de la industria maderera y papelera, como aserrín y virutas, se pueden utilizar para la generación de energía o para la producción de pellets de biomasa.

La biomasa se considera una fuente de energía renovable, ya que la materia orgánica utilizada puede regenerarse en un plazo de tiempo relativamente corto. Sin embargo, su uso debe ser gestionado de manera sostenible para evitar impactos negativos en los ecosistemas y la competencia con la producción de alimentos.

Geotermia vs Aerotermia

La geotermia y la aerotermia son dos sistemas sostenibles de climatización que utilizan los recursos naturales disponibles para producir energía limpia a bajo precio. De la raíz de ambas palabras (geo- y aero-) se puede derivar la fuente de estas energías: la tierra y el aire. Pero ¿qué es mejor, la geotermia o la aerotermia?

 Ambas energías renovables son capaces de proporcionar agua caliente, calefacción y refrigeración por lo que los usos son los mismos. Sin embargo, cada uno tiene sus características y beneficios, por lo que los comparamos cuidadosamente a continuación.

 

Funcionamiento de bombas de calor para aerotermia y geotermia

Ambos sistemas utilizan bombas de calor para realizar el intercambio de energía: aire interior y aire exterior con aerotermia, aire interior y subterráneo con geotermia. Estas son las características de cada uno:

Características y consumos de las bombas de calor aerotermales

La bomba de calor toma el aire exterior y lo transporta al interior, incluso cuando la temperatura exterior es fría y hay necesidad de calefacción. En términos de consumo, la energía térmica del aire consume solo una unidad de energía por cada cuatro unidades que trae al hogar.

Características y consumos de las bombas de calor geotérmicas

La bomba de calor funciona de manera similar, pero hace circular el líquido por el sistema subterráneo para alcanzar la temperatura deseada y hacerlo más estable durante todo el año. En términos de consumo, la planta geotérmica consume una unidad de energía por cada seis unidades de energía que aporta.

Diferencias entre energía aerotérmica y energía geotérmica

Conociendo sus características, aquí tienes las principales diferencias entre ellos:

• Tipo de energía: La aerotermia utiliza el aire como fuente de energía. La energía geotérmica utiliza la temperatura del subsuelo para el intercambio de calor.

• Eficiencia: La energía geotérmica es más estable ya que la temperatura del subsuelo es constante durante todo el año. La energía aerotérmica depende en gran medida de la temperatura exterior, por lo que la eficiencia es buena, pero algo inferior.

• Ahorro: Sabiendo lo anterior y haciendo cálculos bastante generales, podemos decir que la energía geotérmica ahorra más que la aerotermia.

• Precio y depreciación: El precio de instalación de cada sistema y su posterior amortización dependen en gran medida del tamaño de la vivienda y del consumo previsto. Sin embargo, si se vuelven a hacer los cálculos generales, la aerotermia se amortiza en menos de 3 años, mientras que la geotermia se amortiza en 8 años. Por lo tanto, la energía geotérmica requiere una gran inversión, pero proporciona grandes ahorros.

Aerotermia o geotermia, ¿Cuál elegir?

• Espacio: La geotermia necesita terreno para instalarse, la aerotermia se coloca en la fachada del edificio.

• Característica de la vivienda: Para una vivienda unifamiliar con terreno, es probable que la mejor opción sea la geotermia por lo que hemos visto en el punto anterior.

• Inversión inicial y tiempo: Con la geotermia, la inversión inicial es mayor y necesita más años para amortizarse.

• Ahorro total y rentabilidad económica: A la larga, la geotermia genera un mayor ahorro energético y, por tanto, monetario.

• Zona climática: Los lugares con temperaturas inestables no son los más adecuados para instalar aerotermia.

• Mantenimiento: La aerotermia, al estar instalada a la intemperie, requiere un mayor mantenimiento por las impurezas del aire y por las temperaturas.

• Uso y consumo: Si solo interesa por el agua sanitaria, la aerotermia es más que suficiente. Sin embargo, por la climatización y por el menor consumo, la geotermia es mejor opción.

Energía geotérmica: Proveniente del calor interno de la Tierra, generalmente aprovechada en zonas geotérmicamente activas.

La energía geotérmica o geotermia, es aquella que se obtiene mediante el aprovechamiento del calor interno de la Tierra. Podemos ver ejemplos de este tipo de energía en las erupciones de los volcanes, el calor que contienen las fuentes calientes naturales o los géiseres. La geotermia se trata de un recurso inmenso, una fuente de energía renovable, sostenible e inagotable.

La energía geotérmica viene del calor de la roca fundida, o magma, que se encuentra en las profundidades de la Tierra y que sube a través de las grietas de la corteza terrestre. Si se perforan unos tres kilómetros de profundidad, encontraríamos zonas en que las rocas alcanzan los 200ºC de temperatura, suficiente para alimentar una central geotérmica; eso quiere decir que no hace falta que esperemos a que las energías alternativas vengan a nosotros: podemos ir nosotros a la energía geotérmica.

Este tipo de energía tiene diferentes ventajas sobre los demás tipos de energías: no solo es prácticamente libre de CO2, sino que también está disponible en todo el mundo. Los países pobres tienen tanta como los ricos y no depende de otros recursos naturales como el sol o el viento; tenemos energía geotérmica las 24 horas del día los 365 días del año.

En cuanto a las desventajas de la energía geotérmica, la principal es que la infraestructura para obtenerla tiene un alto coste.

La mayoría de las centrales geotérmicas construidas son hidrotermales; se alimentan del agua caliente que se encuentra cerca de la superficie de la Tierra, donde haya grietas en la corteza terrestre. Estas centrales geotérmicas utilizan el vapor para hacer girar una turbina que produce electricidad.

Lo mejor de la energía geotérmica es que no tenemos necesidad de limitarnos a los puntos calientes hidrotermales: utilizando los mismos métodos de perforación que utiliza la industria petrolera, podemos crear nuestros propios puntos calientes. De esta manera, podríamos obtener una cantidad prácticamente ilimitada de este tipo de energía.

 

Energía eólica: Generada por el viento mediante aerogeneradores.

La energía eólica es aquella que se obtiene a partir de la fuerza del viento. ¿Cómo? A través de un aerogenerador que transforma la energía cinética de las corrientes de aire en energía eléctrica. El proceso de extracción se realiza principalmente gracias al rotor, que transforma la energía cinética en energía mecánica, y al generador, que transforma dicha energía mecánica en eléctrica. Hablamos de una energía renovable, eficiente, madura y segura clave para la transición energética y la descarbonización de la economía.

¿Cómo se genera el viento? La radiación solar no incide por igual en toda la superficie de la Tierra: hay zonas que se calientan más que otras y en esas el aire, que pesa menos, tiende a ascender generando áreas de bajas presiones; en cambio, en las más frías el aire desciende y pesa más creando áreas de altas presiones. La diferencia entre presiones hace que el aire se mueva y se origine el viento, un elemento tan poderoso que puede utilizarse para generar energía.

El proceso de generación de energía eólica implica los siguientes pasos:

• Captura del viento: Los aerogeneradores están ubicados en áreas donde el viento es constante y relativamente fuerte, como en colinas, montañas, costas o zonas abiertas. Las palas del aerogenerador están diseñadas de manera aerodinámica para capturar la máxima cantidad de energía cinética del viento.

• Conversión a energía mecánica: Cuando el viento sopla, las palas del aerogenerador comienzan a girar. Este movimiento rotativo impulsa un generador eléctrico que está conectado a las palas. El generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica.

• Transformación a energía eléctrica utilizable: La energía eléctrica generada en los aerogeneradores inicialmente es de corriente alterna (CA) y se transporta a través de cables hasta una subestación. En la subestación, la tensión de la corriente alterna se aumenta mediante transformadores para facilitar su distribución a largas distancias a través de la red eléctrica.

•  Distribución y consumo: La energía eléctrica generada por los aerogeneradores se integra en la red eléctrica junto con otras fuentes de energía. Luego, los consumidores pueden acceder a esta energía a través de sus conexiones eléctricas convencionales para uso doméstico, industrial o comercial.

La energía eólica tiene varias ventajas, como ser una fuente de energía renovable y libre de emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, también tiene algunas limitaciones, como la variabilidad del viento, lo que puede hacer que la generación sea intermitente. Para abordar este desafío, se utilizan sistemas de almacenamiento de energía, como baterías, para almacenar el exceso de energía generada en momentos de viento fuerte y liberarla cuando la demanda es alta y el viento es bajo.

En las últimas décadas, la energía eólica ha experimentado un crecimiento significativo en todo el mundo como parte de los esfuerzos para diversificar la matriz energética y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

Energía solar: Producida a partir de la radiación solar mediante paneles fotovoltaicos o térmicos.

La energía solar es una forma de energía renovable que proviene de la radiación solar. Se considera una fuente de energía limpia y sostenible ya que no produce emisiones de gases de efecto invernadero ni otros contaminantes durante su generación. La energía solar se puede utilizar de varias maneras, pero las dos principales son:

- Energía solar fotovoltaica: Se basa en la conversión directa de la luz solar en electricidad a través de paneles solares fotovoltaicos. Este panel contiene celdas solares que capturan la luz solar y generan una corriente eléctrica.

 

- Energía solar térmica: esta tecnología se centra en aprovechar el calor solar para calentar agua o líquidos que, a su vez, pueden utilizarse para generar electricidad o para aplicaciones de calefacción y refrigeración en edificios.

La energía solar tiene varias ventajas, la cual entre ellas tenemos:

* Abundancia y disponibilidad: El sol es una fuente inagotable de energía y está presente en todo el mundo.

* Sostenibilidad: Al no producir emisiones contaminantes, no contribuir al cambio climático ni a la degradación ambiental.

* Independencia Energética: El uso de la energía solar permite a las sociedades y países reducir su dependencia de los combustibles fósiles importados.

* Reducciones de costos a largo plazo: si bien la instalación inicial de paneles solares puede ser costosa, a largo plazo, la generación de energía solar suele ser menos costosa que otras fuentes convencionales.

 Sin embargo, también existen desafíos asociados con la energía solar, como la variabilidad debido a la naturaleza intermitente de la radiación solar y la necesidad de almacenar energía para usarla cuando el sol no está disponible. Esto ha llevado al desarrollo de tecnologías de almacenamiento, como las baterías, para abordar estos desafíos y hacer que la energía solar sea más confiable y útil.

 En los últimos años, ha habido un crecimiento significativo en la adopción de la energía solar en todo el mundo, impulsado por los avances tecnológicos, las políticas de apoyo y una mayor concienciación sobre la importancia de las fuentes de energía renovable para abordar el desafío del cambio climático.