Fuentes de energía renovables y no renovables
Un día de calor en Maracaibo se va la luz y, en el barrio, una casa sigue con el bombillo encendido gracias a un panel solar en el techo. ¿De dónde sale la energía que usamos para encender un bombillo, y por qué unas fuentes se "acaban" y otras no? En esta página lo vas a responder y, al final, volverás a esta pregunta.
Fuentes renovables y no renovables
Una fuente de energía es un recurso de la naturaleza del que podemos obtener energía útil, como electricidad, calor o movimiento. El criterio para clasificarlas es uno solo: la reposición. ¿La naturaleza la repone en un tiempo corto, comparado con lo que tardamos en gastarla?
Fíjate: "renovable" no significa "infinita" ni "sin impacto". Significa que se repone a un ritmo comparable al de su uso. El petróleo de la Faja Petrolífera del Orinoco se formó en millones de años; si se extrae en décadas, no da tiempo a que se reponga.
Clasifica las siguientes fuentes de energía en renovables o no renovables: petróleo, energía solar, carbón, energía eólica, gas natural y energía hidráulica. Explica en…
Clasifica las siguientes fuentes de energía en renovables o no renovables: petróleo, energía solar, carbón, energía eólica, gas natural y energía hidráulica. Explica en una frase el criterio que usaste para clasificar.
Alternativas energéticas sostenibles
Una alternativa es sostenible si cubre las necesidades de hoy sin comprometer las de las generaciones futuras. Estas son las más comunes:
| Fuente | Cómo da electricidad | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|---|
| Solar fotovoltaica | Paneles que convierten la luz en electricidad | Sin combustible, poco mantenimiento, ideal en zonas soleadas | Solo de día; hacen falta baterías para la noche |
| Eólica | El viento mueve aspas unidas a un generador | Sin combustible ni humo | Depende del viento; ocupa terreno |
| Hidráulica | El agua que cae mueve una turbina | Produce mucha energía de forma estable | Altera ríos; depende de la lluvia |
| Biomasa | Se quema o fermenta materia orgánica | Aprovecha residuos | Emite CO₂ al quemarse |
Un lugar como Los Roques o la isla de Margarita recibe mucho sol y viento: allí un panel solar o un aerogenerador puede dar electricidad a una comunidad sin traer combustible en barco. En los Andes, un pequeño salto de agua puede mover una microturbina.
Menciona dos ventajas y dos desventajas del uso de paneles solares para obtener electricidad en una vivienda de un lugar soleado como Los Roques o la isla de Margarita.
Menciona dos ventajas y dos desventajas del uso de paneles solares para obtener electricidad en una vivienda de un lugar soleado como Los Roques o la isla de Margarita.
Eficiencia energética
Ningún equipo transforma toda la energía que recibe en energía útil: siempre una parte se disipa, casi siempre como calor. La eficiencia (o rendimiento) mide qué fracción aprovechamos:
¿Por qué es menor que 100 %? Porque en toda transformación hay roce, calentamiento de cables y otras pérdidas. La energía no desaparece: se dispersa como calor que ya no podemos aprovechar.
La comparación entre bombillos es el ejemplo más claro. Un bombillo incandescente convierte en luz solo una pequeña parte de la electricidad; el resto es calor (por eso quema si lo tocas). Un LED da la misma luz con mucha menos potencia.
Una bombilla incandescente consume $60\ \text{W}$ y una lámpara LED que da una luz similar consume $9\ \text{W}$. Indica cuál es más eficiente en el uso de la energía…
Una bombilla incandescente consume $60\ \text{W}$ y una lámpara LED que da una luz similar consume $9\ \text{W}$. Indica cuál es más eficiente en el uso de la energía eléctrica y calcula cuántos vatios menos consume la lámpara LED.
Un parque eólico recibe energía cinética del viento equivalente a $20\ \text{MJ}$ en cierto tiempo y entrega $8\ \text{MJ}$ de energía eléctrica. Calcula su eficiencia.…
Un parque eólico recibe energía cinética del viento equivalente a $20\ \text{MJ}$ en cierto tiempo y entrega $8\ \text{MJ}$ de energía eléctrica. Calcula su eficiencia. Explica por qué, aunque la energía del viento sea renovable, la eficiencia sigue siendo menor al $100\,\%$.
Comparar centrales: cuánta energía hay que aportar
Si una central debe entregar cierta energía eléctrica, la fuente tiene que aportar más, por la eficiencia. Despejando:
$$E_{\text{aportada}} = \frac{E_{\text{eléctrica}}}{\eta}\qquad E_{\text{disipada}} = E_{\text{aportada}} - E_{\text{eléctrica}}$$Al comparar centrales, mira tres cosas además de la eficiencia: si la fuente es renovable, el impacto ambiental (emisiones, terreno inundado) y la dependencia del clima (una hidroeléctrica depende de la lluvia en la cuenca, una solar del Sol).
Compara una central termoeléctrica de gas natural, con eficiencia del $38\,\%$, y una central hidroeléctrica, con eficiencia del $90\,\%$, que deben entregar cada una…
Compara una central termoeléctrica de gas natural, con eficiencia del $38\,\%$, y una central hidroeléctrica, con eficiencia del $90\,\%$, que deben entregar cada una $1\,800\ \text{MJ}$ de energía eléctrica. Calcula la energía que debe aportar la fuente en cada caso y la energía disipada. Luego analiza ventajas y limitaciones de cada una considerando la renovabilidad de su fuente, el impacto ambiental y la dependencia del clima.
Consumo de energía en kWh y ahorro
La potencia $P$ indica cuánta energía usa un equipo por cada segundo. La energía consumida es potencia por tiempo:
El recibo de luz se calcula en kWh porque el joule es una unidad muy pequeña para el consumo de una casa. Un equipo de $1.000\ \text{W}$ encendido una hora gasta $1\ \text{kWh}$.
Una familia de Mérida usa un calentador eléctrico de agua de $2\,000\ \text{W}$ durante $1{,}5$ horas al día. Calcula la energía que consume en un día y en un mes de 30…
Una familia de Mérida usa un calentador eléctrico de agua de $2\,000\ \text{W}$ durante $1{,}5$ horas al día. Calcula la energía que consume en un día y en un mes de 30 días, expresada en kWh. Luego explica una alternativa renovable que podría reducir ese consumo.
Daniela cambió $8$ bombillas de $60\ \text{W}$ por $8$ lámparas LED de $10\ \text{W}$. Cada una permanece encendida $5$ horas diarias. Calcula el ahorro de energía en…
Daniela cambió $8$ bombillas de $60\ \text{W}$ por $8$ lámparas LED de $10\ \text{W}$. Cada una permanece encendida $5$ horas diarias. Calcula el ahorro de energía en kWh por día y en 30 días. Si el kWh costara $\$0{,}10$, calcula cuánto dinero ahorraría en ese mes.
Diseñar una alternativa renovable
Para cubrir un consumo con paneles solares, sigue estos pasos: calcula la energía útil de un panel, luego divide el consumo entre ella y redondea hacia arriba.
Para argumentar que una alternativa es sostenible para una comunidad, puedes usar razones como: aprovecha un recurso local que no se agota, reduce los gastos en combustible, funciona aunque falle la red eléctrica, disminuye las emisiones y necesita poco mantenimiento.
Un liceo del estado Falcón consume $12\ \text{kWh}$ al día y quiere cubrir ese consumo con paneles solares. Cada panel produce en promedio $0{,}4\ \text{kW}$ durante $5$…
Un liceo del estado Falcón consume $12\ \text{kWh}$ al día y quiere cubrir ese consumo con paneles solares. Cada panel produce en promedio $0{,}4\ \text{kW}$ durante $5$ horas de buen sol al día, pero el sistema (cables, baterías e inversor) solo aprovecha el $80\,\%$ de esa energía. Calcula la energía útil diaria de un panel y cuántos paneles se necesitan como mínimo. Argumenta dos razones por las que esta alternativa sería sostenible para la comunidad.