Energía del día a día

Para realizar cualquier trabajo, incluso para mantenernos vivos, necesitamos energía. Esta energía la obtenemos de una fuente de energía. Pero muchas veces tenemos una idea equivocada de qué es una fuente de energía y qué no lo es.

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Por definición, una fuente es el origen de algo, o el lugar del que brota. Cuando pensamos en una fuente, lo primero que nos imaginamos es una fuente de agua, así que veremos primero algunas ideas haciendo el símil con el agua, porque es más sencillo de ver.

 

El origen

El agua que brota en un manantial no se crea en ese lugar. Vino de otro sitio y se almacenó en grandes cantidades bajo la montaña o en forma de nieve, oculta en cierto modo.  Antes de eso, el agua estuvo almacenada en forma de nubes de tormenta, y mucho antes en forma de océano de agua salada que no podemos beber. Pero es en la fuente donde la extraemos para su consumo.

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Si llenamos una gran piscina con agua potable también tenemos grandes cantidades almacenadas de las que podemos extraer el recurso. Sin embargo, a esto le llamamos depósito en lugar de fuente. La diferencia es que la fuente se ha llenado sola, mientras que el depósito lo tenemos que llenar nosotros. Por esta razón, una batería de coche no puede considerarse una fuente de energía.

Es decir, una fuente es donde se puede extraer un recurso, bien porque se origine ahí mismo, bien porque se acumule sin intervención nuestra en grandes cantidades.

 

Capacidad de extracción

No es suficiente con que haya una gran cantidad de recurso almacenada, además debemos ser capaces de extraerlo. En algunos casos, como el del manantial, el agua sale prácticamente sola, y basta con poner la mano para beber. En otros casos, como con las aguas subterráneas, es necesaria una construcción como puede ser un pozo, y dedicarle esfuerzos para subir ese agua al exterior.

Además, el proceso de extracción debe dar una cantidad positiva neta del recurso. Si me gasto un barril de petróleo para extraer dos barriles, obtengo un barril neto. Pero si necesito gastar un barril para extraer un barril, no gano nada. En este caso no se puede considerar una fuente de energía, porque no se puede extraer energía netamente.

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Lo que no es tan evidente es que para que tenga sentido extraer algo, esto tiene que considerarse un recurso. Por ejemplo, ¿de qué sirve una fuente de agua bajo el mar? ¿o una fuente de aire en el aire?

Parece una tontería, pero veamos un ejemplo: Todos los cuerpos con temperatura tienen energía térmica. Incluso una piedra a temperatura ambiente tiene energía térmica. Sin embargo, no nos sirve de nada porque al estar a temperatura ambiente no hay flujo de energía neto, y sin flujo no se puede extraer esa energía para nada útil. Cuando se haga de noche y baje la temperatura ambiente, el calor que acumula la piedra sí podremos usarlo para calentarnos. Es decir, que una cosa se considere un recurso o no, dependerá del medio.

 

Fuentes de energía primarias y derivadas

Cuando una fuente de energía está alimentada por otra, decimos que es secundaria o derivada, mientras que es primaria cuando la fuente no está alimentada por otra. Si se agota una fuente primaria, al final se agotarán todas las fuentes derivadas de ésa.

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El Sol es nuestra principal fuente de energía. Obtenemos luz y calor directamente, y podemos obtener energía fotovoltaica mediante el uso de paneles. La energía que se origina en el Sol proviene de las reacciones atómicas que se producen en su interior, sobre todo de la fusión del hidrógeno, provocadas por la gran concentración de masa. Como no conocemos ninguna otra fuente que alimente las reservas de energía del Sol, el Sol es una fuente primaria de energía. Del Sol derivan varias otras fuentes de energía: eólica, hidráulica, biomasa, por mencionar algunas. De la biomasa se derivan a su vez energías como los alimentos, los combustibles fósiles y no fósiles, los biocombustibles, etc.

Otra fuente primaria de energía es la cinética planetaria. Aunque es difícil de utilizar directamente, es la que provoca la tectónica de placas y las mareas, cuyas fuentes derivadas son la geotérmica y la mareomotriz.

La energía atómica de fusión puede ser una fuente de energía primaria, aunque por ahora su única aplicación ha sido como arma. Como uso civil aún no se puede considerar una fuente de energía ya que, aunque tenga mucha energía, no somos capaces de extraerla con aprovechamiento.

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Por último, la energía atómica de fisión es algo controvertida. Los elementos fisionables se piensa que se originaron en una explosión de supernova, por lo que podría ser una fuente derivada de la solar (estelar). Aunque por lo general se la considera una fuente de energía primaria.

 

Fuentes de energía renovables y no renovables

Lo de renovable es engañoso. Aunque se renueven, ninguna fuente de energía es infinita ni dura para siempre. Además, algunas fuentes pueden agotarse más rápido que otras. Estrictamente hablando, la energía fósil (carbón, petróleo, gas) es renovable, sólo que se renueva muy de poco a poco. El Sol en cambio no se renueva, no le va entrando hidrógeno nuevo a medida que lo quema.

En realidad llamamos no renovables a las fuentes de energía que pueden agotarse en el plazo de unas pocas generaciones, y llamamos renovables a las demás -por esto algunos prefieren usar los términos “sostenible” o “sustentable”-. La causa del agotamiento puede ser porque la reserva de energía sea pequeña o porque se puede extraer muy rápidamente. Entre las no renovables tenemos la energía fósil y la energía atómica de fisión. Renovables son todas las demás.

Para una reflexión sobre los efectos de las energías renovables, puedes consultar esta entrada en Nergiza.

 

Tasa de retorno energético

La tasa de retorno energética (TRE o EROI en inglés) es la proporción entre la energía extraída y la energía invertida en la extracción. Para que un yacimiento pueda considerarse que es una fuente de energía debe tener una TRE mayor a uno.

Es importante entender que la energía invertida en la extracción no procede del depósito de la fuente. Así, aunque tengamos un yacimiento con un millón de toneladas de petróleo, ese yacimiento no vale nada si para extraer un barril nuevo hay que gastar dos previamente extraídos. Se tiende a considerar que aunque el rendimiento sea malo, como hay mucho petróleo, aunque sólo se aproveche la décima parte, todavía se obtiene mucho petróleo. Esto es un error, ya que el petróleo que aún no hemos extraído no lo podemos aprovechar para extraer nada.

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Aún así, puede haber razones económicas para extraer petróleo aún cuando energéticamente no sea rentable. Por ejemplo, el gasoil es un combustible con una densidad energética muy alta, lo que permite que los vehículos con gasoil recorran grandes distancias con un depósito reducido. Esta ventaja hace que la energía proveniente del petróleo sea más valorada que otras energías, y se pagaría más por un kWh de gasoil que por un kWh de cualquier otra cosa, permitiendo que siga siendo rentable una explotación de petróleo aunque ya no sea una fuente de energía.


2 comentarios en “Entendiendo las fuentes de energía”

  1. Carlos dice:

    Este post me recuerda mi eterno dilema sobre si lo que hoy parece renovable seguirá pareciendo renovable en el futuro.

    El petroleo en los 60 se consideraba casi infinito y a nadie se le pasaba por la cabeza que se pudiera acabar, principalmente porque se explotaba mucho menos. De hecho, aunque parezca increíble, en aquellos tiempos podría encajar en el punto 1 de la definición de renovable que da la wikipedia: energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por:

    1.-La inmensa cantidad de energía que contienen
    2.-Ó porque son capaces de regenerarse por medios naturales

    Pensemos ahora en la fotovoltaica, se usa relativamente poco y parece limpia y muy “bonita”, pero… ¿qué pasaría si se usase a gran escala? está claro que no se va a acabar el sol a corto plazo, pero tampoco creo que utilizar la fotovoltaica a gran escala fuese 100% inocuo.

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    • Abraham dice:

      Claro que no. El Sol quizás no se agote en un plazo razonable, pero los medios de extracción son más dudosos.
      Primero hay que fabricar los paneles fotovoltaicos, que es lo más difícil del proceso ya que requieren mucha energía y silicio con muy pocas impurezas. Luego hay que montarlos, crear la infraestructura para distribuir la electricidad y hacer un mantenimiento periódico. Además, los paneles tienen una vida útil limitada, lo que significa que cada 25-30 años hay que fabricarlos de nuevo, si no se rompen antes.

      Y como parece que quieres apuntar, si se usa de manera muy extensiva, puede desplazar la vegetación en zonas verdes o tierras de cultivo. Idealmente se deben poner en lugares con poco impacto ambiental, pero si nos quedamos sin esos espacios acabaremos ocupando otros más dañinos.

      De todas formas, la energía solar está infrautilizada en nuestro país. Se obtiene mucho más rendimiento de un panel solar térmico que de uno fotovoltaico, y precisamente el mayor gasto de energía en los hogares es el de calefacción. Si se cubren las necesidades de climatización con paneles térmicos, la necesidad de electricidad será menor. Pero sin una legislación adecuada, son las viviendas unifamiliares las únicas en las que se está implantando la solar térmica.

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