1. Las fuentes renovables de energía y su
influencia en el desarrollo sustentable
Curso: Sociedad y medio ambiente
Mtro. Francisco Partida Hoy
ITESO, 2012

2. • El Sol es la mayor fuente energía y de toda forma de
vida sobre la Tierra y se calcula que vivirá todavía
miles de millones de años.

3. • Las fuentes renovables de energía se definen
como aquellas en que la tasa de consumo es
menor a la tasa de producción y son:
– Solar
– Eólica
– Biomasa
– Geotermia
– Oceánica
– hidráulica

4. • Energía solar: La radiación solar es la fuente
de energía limpia más importante de nuestro
planeta. Así, la potencia solar térmica
constituye el mejor candidato para el uso de
energías renovables. Un tercio de la energía
total que se usa en el mundo es en procesos
de calentamiento, por ejemplo, para el confort
en las viviendas, por lo tanto puede ser un
sustituto evidente del petróleo y el gas que se
usa para estos fines.

5. • Los usos más comunes de la energía solar son:
el calentamiento del agua, el
acondicionamiento en casas y edificios, el
secado de productos agrícolas y marinos, la
desalación y potabilización de agua, la
producción de vegetales y frutas en
invernaderos, la irrigación y el bombeo de
agua, la refrigeración de vacunas y medicinas
y la conversión directa en electricidad.

6. La radiación solar en México es muy grande y eso la
hace un país ideal para su aprovechamiento.

8. Sistemas fotovoltaicos
La relación entre la luz y la producción
de corriente eléctrica (el llamado
efecto fotovoltaico) fue encontrada
por Henri Becquerel en 1823, pero
hasta el descubrimiento del
transistor, en 1948, no fue posible
construir una celda solar moderna
de uniones de semiconductores.
La tecnología de los módulos
fotovoltaicos se desarrolló en los
años cincuenta, cuando
investigadores de los laboratorios
Bell patentaron la celda de silicio
cristalino, en 1955. A partir de los
años ochenta se producen en gran
escala.

9. Energía eólica
La energía eólica es la producida por el viento.
El viento es aire en movimiento resultado de
diferencias de temperatura en la superficie
terrestre, por el calentamiento desigual del
Sol. El aire se mueve de zonas de mayor a
menor presión, entre mayor sea la
diferencia, mayor será la velocidad del viento.
Aproximadamente 2% de la energía solar que
llega a la Tierra se convierte en energía eólica.

10. • La energía eólica puede
convertirse directamente en
energía mecánica, como en un
molino de viento para moler
grano, o en una turbina puede
ser convertida en energía
eléctrica.
• Desde finales del s. XX, cuando
su precio decreció, los
aerogeneradores se han vuelto
una tecnología competitiva y
en continuo desarrollo.

12. • Biomasa
El término biomasa cubre muchos productos de
desecho derivados de la agricultura y de la
basura, tanto municipal como industrial. La
energía de la biomasa puede obtenerse de
materia vegetal y animal mediante diferentes
procesos de conversión, como la combustión
directa, la gasificación, la fermentación, la
pirólisis y la digestión para producir calor o
combustibles sólidos o gaseosos. De hecho, los
biocombustibles sí podrían reemplazar al
petróleo en el transporte.

14. Geotermia
• El calor fluye continuamente del
centro de la Tierra, donde la
temperatura es de unos 6000°
C, hacia su superficie. La fuente
predominante del calor es el
decaimiento de isótopos radioactivos.
El flujo de calor ocurre mediante
conducción y corrientes de
convección, pero no se distribuye
uniformemente en la corteza, sino
que se concentra en los bordes de las
placas tectónicas, donde los volcanes
llevan rocas fundidas hacia la
superficie. La mayoría no llega a salir
y calienta el agua cercana, lo que
produce vapor a una profundidad de
unos 500 metros.
•
Se denominan isótopos (del griego: ἴσος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar)
a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad
diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa. La mayoría de los
elementos químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos
(ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el
estaño es el elemento con más isótopos estables. Otros elementos tienen
isótopos naturales, pero inestables, como el Uranio, cuyos isótopos están
constantemente en decaimiento, lo que los hace radiactivos.

16. • Oceánica
Los océanos tienen una gran cantidad
de energía que puede ser explotada.
Las tecnologías más avanzadas son el
uso de mareas, el gradiente
térmico, las corrientes marinas y las
olas. A todas estas juntas se le llama
energía oceánica.
Las mareas son producto de la atracción
gravitacional del sol y la luna. El
gradiente térmico viene
directamente de la energía solar, al
calentar la superficie del agua. Las
corrientes se deben a variaciones en
la temperatura y la salinidad. El
viento sobre el mar genera olas, que
son otra forma de energía.
En cálculo vectorial, el gradiente de un campo escalar f es un campo vectorial. El
vector gradiente de f evaluado en un punto genérico x del dominio de
f, (x), indica la dirección en la cual el campo f varía más rápidamente y su
módulo representa el ritmo de variación de f en la dirección de dicho
vector gradiente

18. • Energía hidráulica
La energía hidráulica está bien
establecida y considera una
tecnología madura. Ya representa
una parte considerable de la
producción eléctrica del mundo.
No solo son importantes las
grandes hidroeléctricas, sino
también, las de escala
mediana, pequeña y micro.
En México, se explota
aproximadamente 14% del
potencial hidroeléctrico. Lo que
falta es el aprovechamiento de lo
que podríamos llamar
microhidráulica: pequeñas caídas
de agua para producir energía
mecánica, como molinos o
pequeñas turbinas.

19. • Hidrógeno
una de las posibles vías para resolver la
crisis energética es producir
hidrógeno, como uno de los nuevos
combustibles del futuro. Al utilizar las
fuentes renovables para
producirlo, por ejemplo a partir del
agua, se está almacenando su energía.
La ventaja de usar como combustible el
hidrógeno en las celdas de
combustible consiste en que el
producto de desecho es agua
destilada.
En todo el mundo se está llevando a cabo
una intensa actividad de investigación
industrial sobre numerosas variantes
de celdas de combustible, tanto para
motores eléctricos de vehículos como
para nuevas generaciones de centrales
de producción de energía sustentable.

20. Un electrodo es una placa de membrana rugosa de metal, un
conductor utilizado para hacer contacto con una parte no
metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un
electrolito, el vacío (en una válvula termoiónica), un gas (en
una lámpara de neón), etc. La palabra fue acuñada por el
científico Michael Faraday y procede de las voces griegas
elektron, que significa ámbar y de la que proviene la palabra
electricidad; y hodos, que significa camino.
Un electrodo en una celda electroquímica. Se refiere a
cualquiera de los dos conceptos, sea ánodo o cátodo, que
también fueron acuñados por Faraday. El ánodo es definido
como el electrodo en el cual los electrones salen de la celda y
ocurre la oxidación, y el cátodo es definido como el electrodo
en el cual los electrones entran a la celda y ocurre la
reducción. Cada electrodo puede convertirse en ánodo o
cátodo dependiendo del voltaje que se aplique a la celda. Un
electrodo bipolar es un electrodo que funciona como ánodo
en una celda y como cátodo en otra.

21. Celda primaria
Una celda primaria es un tipo especial de celda
electroquímica en la cual la reacción no puede ser
revertida, y las identidades del ánodo y cátodo son, por lo
tanto, fijas. El cátodo siempre es el electrodo positivo. La
celda puede ser descargada pero no recargada.
Celda secundaria
Una celda secundaria, una batería recargable por ejemplo, es
una celda en que la reacción es reversible. Cuando la celda
está siendo cargada, el ánodo se convierte en el electrodo
positivo (+) y el cátodo en el negativo (-). Esto también se
aplica para la celda electrolítica. Cuando la celda está
siendo descargada, se comporta como una celda primaria o
voltaica, con el ánodo como electrodo negativo y el cátodo
como positivo