FUENTES DE ENERGÍA

La sesión de aprendizaje denominada “Fuentes de Energía”, se ha elaborado orientando al desarrollo de la competencia: Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, tierra y universo. Para que el estudiante sea capaz de comprender conocimientos científicos relacionados a hechos o fenómenos naturales, sus causas y relaciones con otros fenómenos, construyendo representaciones del mundo natural y artificial. Esta representación del mundo le permite evaluar situaciones donde la aplicación de la ciencia y la tecnología se encuentran en debate, para construir argumentos que lo llevan a participar, deliberar y tomar decisiones en asuntos personales y públicos, mejorando su calidad de vida, así como conservar el ambiente.

El petróleo es un líquido negro y viscoso que procede de la descomposición de restos de animales y plantas que vivieron hace millones de años. Es una de las fuentes de energía no renovables más utilizada en la actualidad. Se extrae por medio de pozos. Se usa para la fabricación de combustibles como el gasóleo, la gasolina y otros productos derivados y también para la producción de energía eléctrica en centrales térmicas.

En el campo de fuentes de energía renovables, la con- versión de energía eólica en energía eléctrica es de las fuentes más utilizadas, esta requiere de sofisticados sistemas mecánicos para aprovechar mejor la energía. Esta forma de producción de energía empezó a uti- lizarse en la década de los 80s, se producían inicial- mente unas cuantas decenas de kW, dichos sistemas utilizaban un generador por inducción electromagné- tica de jaula de ardilla que se conectaba directamente a la red, por eso los cambios de intensidad del viento, uno de los principales problemas ya mencionados, producían inconsistencias, esto es, no existía con- trol en la potencia activa y reactiva generada, dichas inconsistencias se traducen en armónicos que eran transferidos directamente a la red, lo cual era poco práctico, este problema se convirtió en un factor im- portante al crecer la demanda de energía, lo cual hizo necesario implementar dispositivos electrónicos de potencia para solucionarlo (3).

Hay que plantear, pues, soluciones a esta problemática, comenzando por cambios de actitudes que lleven a modificar nuestros comportamientos, intentando promover un desarrollo sostenible. Uno de los pilares fundamentales de todo ello es la educación. En esta línea, se ha elaborado un “banco” de actividades que aborda la temática de las fuentes de energía, y que presenta asociados unos elementos curriculares que se inscriben en el marco del RD1631/2006 (MEC, 2007). Se ha buscado que el alumnado encuentre sentido a lo que está realizando, y que sea protagonista de su propio aprendizaje desarrollando competencias, siendo el docente un guía en este proceso. Marco teórico

Desde la década de los ochenta, las actividades petroleras han formado parte fundamental del desarrollo de nuestro país. Desde el punto de vista de la matriz energética nacional, el petróleo es la principal fuente de energía en México. A partir de la explotación de los yacimientos del Activo Cantarell, México despegó como productor y exportador de petróleo, que lo ubicó como uno de los países más relevantes en materia petrolera. En diciembre de 2003, dicho activo alcanzó su pico de producción, lo que contribuyó a que en el año siguiente se alcanzara el nivel máximo promedio anual de la producción nacional de crudo. A partir de ese momento, la producción nacional ha disminuido, debido a que Cantarell inició un proceso natural de declinación, a una tasa promedio cercana a 20%, misma que se logró disminuir a 1% en 2012, como resultado de una administración eficiente de la operación de pozos.

La competencia básica que engloba gran parte de las actividades planteadas es la competencia en conocimiento y la interacción con el mundo físico. A través de esta competencia desarrollaré la habilidad para interactuar con el mundo físico, de manera que posibilite la comprensión de las distintas formas de energía, sus características principales y su impacto en nuestras vidas. Así mismo se incorporan actividades para poner en práctica conceptos básicos del conocimiento científico para lo que será necesario observar la realidad y la información que se puede obtener a través de cualquiera de la vías disponibles.

Más adelante, hacia fines del 2006 el congreso sancionó la Ley 26.190, llamada “Régimen de fomento nacional para el uso de fuentes renovables de energía destinada a la producción de energía eléctrica”. Se establece como objetivo lograr una contribución de las fuentes de energía renovables hasta alcanzar el 8% del consumo de energía eléctrica nacional para fines del 2016. Por primera vez, Argentina contó con un firme objetivo en materia de energías “limpias”. Simultáneamente, también instrumentó políticas públicas destinadas a activar la industria de energías renovables. Estas medidas denotaron un cambio radical en el enfoque del gobierno hacia las energías alternativas, ya que nunca se habían establecido estrategias de esta índole en el país. Sin embargo, estas políticas no fueron lo suficientemente fuertes como para impulsar el desarrollo de la industria debido a que no implicaron acciones contundentes, ni se instrumentaron mecanismos a través de los cuales se llevarían a la práctica los lineamientos establecidos.

Nuevamente en 2013 se iban a producir desviaciones entre los ingresos y los costes del sistema, a pesar de las reformas citadas hasta ahora. Es así como llegamos al Real Decreto-Ley 9/2013 con el que empecé explicando este periplo reformador, a través de su exposición de motivos. En esta norma se habilita al Gobierno para aprobar un nuevo régimen jurídico y económico para las instalaciones de producción de energía eléctrica existentes, a partir de fuentes de energía renovable, cogeneración y residuos. Contiene más medidas, aunque me limitare a enumerar las siguientes: cambios en la metodología de la retribución de las actividades de transporte y distribución; medidas relacionadas con el FADE; modificación del régimen de asunción del coste del bono social; medidas relativas a la revisión de los peajes de acceso; creación del Registro administrativo de régimen retributivo específico; creación del Registro de autoconsumo; medidas respecto de la CNMC; y cambios en la Ley 38/1992, de 28 de diciembre, de impuestos Especiales.

Toda actividad humana genera productos, residuos y desechos, algunos de los cuales a su vez pueden ser reutilizados como fuentes de energía, como es el caso de la producción de biogás o biocombustibles a partir de biomasa o plásticos. Esa es la lógica detrás del concepto de reversibilidad aplicado aquí. Durante el proceso de producción, el trabajo huma- no transforma los medios de producción en valores de uso, de lo que resulta un conjunto de sobrantes, residuos de las materias primas y la maquinaria, así como la disipación de cierta parte de la energía uti- lizada para la producción. Además, el transporte y el desplazamiento requeridos para el consumo de cier- tas mercancías y servicios también generan desechos y residuos. También en el consumo final de mercan-

Los costos de operación y mantenimiento, son variables en cada tipo de fuente de generación, así como varía entre las diversas tecnologías asociadas a una misma fuente, y depende de otros factores como la región a la cual pertenece el proyecto productivo, estructuras de mercado, proveedores del servicio disponible en sitio, vida útil de equipos, entre otros factores. Es por esto que en el caso de la energía solar fotovoltaica, se evidencia un incremento en los costos de operar y mantener dicha tecnología, lo cual puede estar probablemente relacionado con el aumento en la demanda de este servicio por parte de los usuarios de los paneles solares, así como también de acuerdo a IRENA (2017) se ve afectado en los casos donde para operar se requiere pagar por el uso del espacio que ocupan algunos paneles. Aun así, los costos de operar y mantener los sistemas fotovoltaicos, no se consideran el mayor desafío en este tipo de tecnología.

Según Herbas Moreira y Moscoso Noroña (2015) en su tesis titulado “ANÁLISIS DEL POTENCIAL EÓLICO Y SOLAR PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA HÍBRIDO DE GENERACIÓN ELÉCTRICA EN BASE AL USO DE ENERGÍAS ALTERNATIVAS EN EL PÁRAMO CHALUPAS, PERIODO 2015.” El presente proyecto se refiere al análisis de potencial eólico-solar, a los instrumentos utilizados para la obtención de datos y la selección de los elementos intervinientes para generar energía eléctrica y el funcionamiento independiente de cada uno de los elementos existentes. El sistema aprovecha los recursos naturales eólico-solar y demuestra los métodos de conversión la energía mecánica a eléctrica. El sistema consta de partes mecánicas, eléctricas, electrónicas y de almacenamiento, las cuales conforman un sistema de generación eléctrica. El beneficio de este proyecto está en la satisfacción del usuario en base al estudio y correcta selección de equipos, ya que de esta manera se podrán suplir las necesidades energéticas, y se logra de manera muy grata la Vinculación de la Universidad con el Pueblo. El análisis viene dado mediante la obtención previa de datos del viento y de radiación solar en el punto del proyecto mediante un anemómetro y un piranómetro, y la demostración matemática la cual nos indica que los recursos eólico-solares del Páramo de Chalupas son idóneos para la implementación de un sistema híbrido el cual consta de un aerogenerador y un panel solar para la

La discusión energía alternativa/convencional, no es una mera clasificación de las fuentes de energía, sino que representa un cambio que necesariamente tendrá que producirse durante este siglo. Es importante reseñar que las energías alternativas, aun siendo renovables, también son finitas en lapsos grandes de tiempo y como cualquier otro recurso natural tendrán un límite máximo de explotación, por tanto incluso aunque podamos realizar la transición a estas nuevas energías de forma suave y gradual, tampoco van a permitir continuar con este modelo económico basado en el crecimiento perpetuo. Es por ello por lo que surge el concepto del Desarrollo Sostenible. (Wikipedia, 2007)

En la planeación de la expansión de la generación y de la transmisión se han priorizado las matrices energéticas tradicionales, es decir, la hidroeléctrica o térmica, por lo cual debe fomentarse una nueva política en relación con la forma como se genera, transporta, distribuye y comercializa la energía. La instalación de capacidad hidroeléctrica obedece a la alta disponibilidad de recursos hídricos fruto de la geografía colombiana, lo cual ha causado efectos ambientales adversos, tales como “la disminución de caudales de agua, afectación en la calidad de agua por incremento de sedimentos, alteración de la calidad del aire, proceso de erosión en la etapa de construcción, afectación en la calidad del paisaje, muerte y desplazamiento de fauna terrestre, pérdida de cobertura vegetal debido al llenado de los embalses y ha atrasado el abastecimiento eficiente, renovable y autónomo del recurso energético (Congreso de la Republica, 2014).

marcado por el plan y que satisfacen la movilidad de per- sonas o de mercancías. Las referencias se han recogido de distintas fuentes según su naturaleza, así los factores de ocu- pación en motocicletas y turismos se corresponden con los publicados por el Ministerio de Fomento para la red de ca- rreteras del Estado en los Transporte y las Infraestructuras. El factor de ocupación en autobuses se ha estimado a par- tir de los datos de ocupación media en las líneas regulares de titularidad estatal proporcionados por el Observatorio del transporte de viajeros por carretera del Ministerio de Fomento 2016 y los resultados sobre viajes en vacío obte- nidos durante los controles realizados por la Agrupación de Tráfico de la Guardia Civil en autocares en circulación. En mercancías, el dato de carga media por vehículo pesado es el utilizado por el Ministerio de Fomento en su informe anual de 2016 sobre el transporte y las infraestructuras en base a la explotación de la Encuesta Permanente del Transporte de Mercancías por Carretera del mismo año. En el OTLE, mar- zo 2017 aparece la evolución seguida por el transporte aé- reo en su factor de ocupación 2 , y aumento de la capacidad

El asunto crítico en la actualidad es la creciente demanda de energía eléctrica proveniente de combustibles fósiles, lo que ha ocasionado alto impacto en el medio ambiente y escasez energética para las próximas generaciones; se espera que este consumo aumente en los próximos años. Sin embargo, para reducir el consumo de energías no renovables ha sido necesario investigar y desarrollar nuevas tecnologías para la recuperación de energías amigables con el medio ambiente. Como resultado, se han adoptado nuevas formas de recuperación de energía que existe en el medio ambiente, lo cual, reduciría el consumo de energías no renovables. Otro tipo de energía renovable que es posible recuperar es la que se encuentra en el entorno de las personas, este tipo de energía es la que se encuentra en espacios donde concurren multitudes de personas; sobre este aspecto, existen sitios en los cuales se podría recolectar energía como son: medios de transporte masivo, estadios, escuelas, centros de convenciones, oficinas, discotecas, etc. (Nhan Vo, Gia Nguyen, & so-in, 2017)

Se asocian al hidrógeno las pilas (celdas) de combustible; el principio base de su funcionamiento fue descubierto en 1839 por el físico inglés William Grove: dos electrodos conectados externamente por un circuito eléctrico, y separados por un electrolito son alimentados en presencia de un catalizador, uno por hidrógeno (que hace las veces de combustible) y otro por oxígeno atmosférico. El átomo de hidrógeno anódico se disocia formando un protón cargado positivamente y un electrón; el ión se mueve a través del electrolito hacia el cátodo, donde se combina con el oxígeno para formar agua, mientras que el electrón recorre el circuito eléctrico originando una corriente eléctrica. Dos características definitorias: la pila no se agota mientras se le suministre el combustible y solo emiten vapor de agua. Con todo, la obtención del hidrógeno puro es hoy costosa en energía eléctrica.

Por lo tanto esta investigación pretende mejorar las condiciones ambientales a través de la implementación de energías limpias en las PYMES, así mismo traerá beneficios tales como el no pago de los servicios de energías, disminución de los impuestos por parte del estado , d desarrollan la industria y la economía en la región en la que se instala, haciéndola más autónoma, Generan puestos de trabajo, y se espera que aumenten todavía más de aquí a unos años, debido a su demanda e implantación y además estas energías vienen de fuentes que son inagotables y que permiten su aplicación en todo tipo de escenarios.

Los principales recursos energéticos que utilizamos (el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio) son limitados y, por lo tanto, pueden agotarse. Además, su utilización provoca un gran impacto ambiental en la biosfera al contaminar el aire, el agua y el suelo. Estos hechos han generado un interés creciente por el desarrollo de nuevas tecnologías para la utilización de fuentes de energía renovables alternativas que, aunque actualmente son casi rentables, tienen la ventaja de ser poco contaminantes. Esta presentación nos muestra una visión general lo que son las Fuentes de Energías Renovables y su utilización como Fuentes de Energía Alternativa para el desarrollo sostenible de los pueblos mediante el uso de los caudales energéticas de la naturaleza que por ende no son tan contaminantes como las fuentes de origen fósil.

Ya en el capítulo V se describirá el modelo de negocio propuesto en la presente Tesis, para afrontar la crisis que se avecina según se vio en los capítulos precedentes. El modelo consiste en que cada casa de familia adquiera un equipo de generación eléctrica, dimensionado de tal forma que cumpla las necesidades energéticas del hogar, pero en lugar de utilizarlo para consumo propio, la energía producida será vendida a la red de distribución eléctrica a una tarifa mayor que la que el hogar paga por la consumida. De esta forma la generación de energía se atomizará y dará una vía de escape a las empresas eléctricas existentes.

citadas permiten ajustar de manera precisa, mediante el confinamiento cuántico, -fenómeno que se presenta cuando el tamaño de la nanoestructura semiconductora es comparable con su radio de excitón de Bohr- el valor de la energía de banda prohibida dentro de un intervalo que permite la conversión de energía solar aun en el cercano infrarrojo (f > 120 THz). Otro factor que hace a estos sistemas de nanopartículas tan atractivos para su aplicación en la fabricación de celdas solares, es la gama de morfologías que es posible obtener a través de procedimientos químicos; se ha reportado la preparación de nanoestructuras con morfologías tales como esferas, cubos, alambres, estrellas y anillos. 16-18