Energías Renovables: Eólica, Solar y Geotérmica

Energía Eólica

La energía eólica recibe su nombre de Eolo, el dios del viento en la mitología griega. Esta energía aprovecha la energía cinética del viento, que es directamente proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad. Un viento flojo tiene poca velocidad y, por lo tanto, poca energía, mientras que un viento fuerte genera mucha energía cinética.

El aprovechamiento de la energía eólica tiene una larga historia, desde la navegación con barcos de vela hasta los molinos de viento. Más recientemente, se ha utilizado para generar energía eléctrica mediante aerogeneradores.

Origen de la Energía Eólica

El origen de la energía eólica es, en última instancia, el sol. La radiación solar calienta la superficie terrestre de manera desigual, lo que provoca que el aire se caliente y ascienda, creando zonas de alta presión. En las zonas más frías, el aire desciende, generando zonas de baja presión. El aire fluye de las zonas de alta presión a las de baja presión, creando así el viento.

Este flujo de aire es aprovechado por los molinos de viento y los aerogeneradores. Las corrientes de aire en la alta atmósfera también son utilizadas por los aviones para ahorrar combustible y aumentar la velocidad.

Los aerogeneradores modernos están equipados con veletas que les permiten orientarse en la dirección del viento y sistemas de frenado automático para evitar daños por exceso de velocidad. Su fabricación requiere conocimientos avanzados de ingeniería aeroespacial y su instalación se realiza en lugares donde se ha estudiado previamente el patrón de vientos.

Energía Solar

Energía Solar Fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica transforma la energía luminosa del sol en energía eléctrica mediante paneles fotovoltaicos. Estos paneles contienen celdas que, al ser expuestas a la luz solar, generan electricidad debido al efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein, quien recibió el Premio Nobel por este descubrimiento.

Ventajas

• Es una energía limpia que no contamina durante su uso.
• Una vez instalados los paneles, la energía es gratuita.

Inconvenientes

• Se requieren muchos paneles solares para generar suficiente energía para una familia.
• La inversión inicial en paneles solares es alta.
• La generación de energía se interrumpe durante la noche y en días nublados, lo que requiere sistemas de almacenamiento de energía (baterías).

Energía Solar Heliotérmica

La energía solar heliotérmica aprovecha el calor del sol directamente. Un ejemplo sencillo es el secado de ropa al sol. Los sistemas heliotérmicos más avanzados utilizan pantallas o captadores de calor, como los espejos parabólicos, que concentran la radiación solar en un punto para calentar un fluido y generar electricidad.

Los espejos parabólicos, debido a sus propiedades matemáticas, concentran las ondas electromagnéticas, como la luz solar, en un punto focal, lo que permite alcanzar altas temperaturas.

Energía Geotérmica

La energía geotérmica aprovecha el calor interno de la Tierra. Este calor se manifiesta en fenómenos como los volcanes y las dorsales oceánicas. La energía geotérmica se puede utilizar para calentar agua, generar electricidad y para sistemas de calefacción.

Islandia es un ejemplo de país que utiliza ampliamente la energía geotérmica. Esta energía es renovable y no produce emisiones contaminantes significativas, aunque la instalación de las centrales geotérmicas puede tener un impacto ambiental.

La energía geotérmica se puede obtener en zonas con actividad sísmica y volcánica, donde la corteza terrestre es más delgada y permite acceder al calor interno. También se puede aprovechar el calor de aguas termales.

Origen de la Energía Geotérmica

El calor interno de la Tierra proviene de varios factores:

• El calor residual de la formación de la Tierra hace 4.700 millones de años (80%).
• La desintegración de elementos radiactivos en el interior del planeta (10%).
• Las fuerzas de marea generadas por la Luna y el Sol (10%).

Ío: Un Ejemplo Extremo de Energía Geotérmica

Ío, uno de los satélites de Júpiter, es un ejemplo extremo de actividad volcánica y geotérmica. Su intensa actividad volcánica se debe al calentamiento por mareas provocado por la interacción gravitacional con Júpiter y otros satélites cercanos. Ío es el cuerpo celeste con mayor actividad volcánica del sistema solar, con erupciones que expulsan material a cientos de kilómetros de altura.

La superficie de Ío está compuesta principalmente por material rocoso y sufre deformaciones de hasta 100 metros debido a las fuerzas de marea. A pesar de las bajas temperaturas en la superficie, se han detectado puntos calientes asociados a lagos de lava. Ío también interactúa con el campo magnético de Júpiter, generando corrientes eléctricas y auroras.