UNIDAD 1 conceptos sobre las energias renovables

UNIDAD 1.
Conceptos Generales
Dra. Mydory Oyuky Nakasima López
Tijuana, B.C., Febrero 2022
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Universidad Autónoma de Baja California
Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería

TAREA 1
Trabajo de
investigación

 Base del desarrollo de toda civilización.
 El sector energético es el que marca el desarrollo de un país.
 La generación de energía, se basa en la explotación de hidrocarburos en sus tres estados
físicos (recurso no renovable) y en menor proporción se encuentra la biomasa.
Ref: http://ceepys.org.ar/

 Eólica
 Solar
 Biomasa
 Hidráulica
 Geotérmica
 Oceánica
Cada vez, cubren una parte considerable de la demanda energética global.
La generación de energía abarca aspectos tales como: uso y abuso, fuente de abastecimiento,
contaminación generada por la misma, entre otros aspectos.
Hoy en día se están impulsando tecnologías de
obtención de energía mediante fuentes renovables,
como son:

Todos los seres vivos y la mayoría de las cosas que
usamos en nuestra vida cotidiana requieren energía.
 Aviones
 Trenes
 Coches
 Calefacción
 Nuestros cuerpos, incluso sin realizar ninguna
actividad.
Todo consume energía ya sea en su uso o en su fabricación

Recientemente, el paso del progreso mundial se ha acelerado, con
un crecimiento exponencial de la población y del ritmo de
explotación de los recursos naturales.
Durante el siglo XX, la población mundial se multiplicó por cuatro,
superando los 5 mil millones de habitantes, mientras que el
volumen de producción global a comienzos del nuevo milenio es
20 veces mayor que en 1900.
El crecimiento de la población humana conlleva a un
incremento en la demanda de energía, alimentos y otros
bienes de consumo.

En la actualidad, el consumo de combustibles fósiles es 30 veces superior que en 1900, aumentando
aceleradamente en las últimas décadas.
• A ello hay que agregar que el consumo de agua ha crecido
proporcionalmente al aumento de la población y de la
producción agrícola e industrial, lo que ha impuesto una
fuerte presión sobre los frágiles recursos hídricos del
planeta.

Se define como la capacidad que tiene la materia para realizar un trabajo en forma de movimiento, luz , calor,
etc.

Es la fuerza que se aplica sobre un cuerpo para desplazarlo de un punto a otro.
CLASES DE TRABAJO:
TRABAJO NETO. Se habla de trabajo neto cuando sobre
un cuerpo actúan varias fuerzas.
TRABAJO ACTIVO. Son aquellas fuerzas de acción que se
encuentran dentro de un cuerpo en movimiento o en
reposo, las cuales actúan para llevar a cabo un
desplazamiento.
TRABAJO RESISTIVO. Es toda aquella fuerza que se
opone al movimiento en cualquier objeto sin importar su
naturaleza.

La energía puede manifestarse de distintas formas:
Energía gravitacional: Es la energía almacenada
debido a la posición de un objeto sobre la
superficie de la Tierra, o su altura.
Energía cinética: es la energía que posee un
cuerpo a causa de su movimiento.

Energía química: es la energía potencial que tiene
una sustancia en sus enlaces químicos.
Energía eléctrica: es la forma de energía que
resulta de la existencia de una diferencia de
potencial entre dos puntos.

Energía nuclear: es la energía almacenada en el
núcleo de un átomo.
Energía mecánica: es la energía almacenada en los
objetos como resultado de la tensión y la
compresión.

Las fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede
obtener energía utilizable en sus actividades.
Para obtener la energía que consumimos tenemos que partir de algún cuerpo o materia que la tenga
almacenada, pudiendo aprovecharla directamente o por medio de una transformación física o química.
Las cantidades
disponibles de energía de estas fuentes son lo que
llamamos recursos energéticos.

Energía se refiere a un recurso natural (renovable y no renovable)
que suele requerir una tecnología asociada para extraerla,
transformarla y luego darle un uso.

La Tierra posee grandes cantidades de estos recursos energéticos. Sin embargo, para que sea posible su
utilización es necesario que la obtención y transformación de los mismos pueda hacerse tanto desde el
punto de vista tecnológico como del económico.

Según su disponibilidad se clasifican en:
Energías renovables: Son los recursos que pueden regenerarse mediante
procesos naturales, de manera que aunque sean utilizados pueden seguir
existiendo siempre que no se sobrepase su capacidad de regeneración.
Energías no renovables: son aquéllas que existen en una cantidad limitada en la
naturaleza. No se renuevan a corto plazo (en una escala de tiempo humana) y por
eso se agotan cuando se utilizan.

Según sea su forma de utilización las fuentes de energía se pueden clasificar:
Energías primarias: son las que no han sido sometidas a
ningún proceso de conversión, por lo tanto, se obtienen
directamente de la naturaleza.
Energías secundarias: llamadas también finales, se
obtienen a partir de las primarias mediante procesos de
transformación energética.
Energías útiles: son las que realmente adquiere el
consumidor después de la última conversión realizada
por sus propios equipos de demanda.

La energía tiene las mismas unidades que la magnitud trabajo.
 En el Sistema Internacional de unidades (SI) la unidad de trabajo, energía y
cantidad de calor es el joule ( J), definido como: “el trabajo realizado por la fuerza
de un Newton al desplazar un cuerpo un metro en la misma dirección y sentido”.
 Para la energía eléctrica se emplea como unidad de generación el kilowatt-hora
(kWh) definido como: “el trabajo realizado durante una hora por una máquina que
tiene una potencia de un kilowatt (kW)”.
Su equivalencia es: 1 kWh = 36 × 105 J

Potencia: Es la velocidad a la que se transforma o
consume energía (W).
Energía: Es la potencia por unidad de tiempo (Wh).
“Consumo de energía a partir de la potencia”
Por ejemplo, supongamos que tenemos una
lámpara de bajo consumo de 18 W de potencia.
¿Cuál es su consumo de energía (en Wh) a lo
largo de tres días?
18 W (72 h) = 1296 Wh de energía

La energía cinética es la energía asociada con el movimiento y la energía potencial es la energía asociada
con la posición en un sistema.

1. Si hay una pelota de baloncesto y una pelota
de tenis que están a punto caer desde la misma
altura, ¿cuál tiene más energía potencial?
2. Si hay una pelota de baloncesto y una pelota
de tenis que están a punto caer desde la misma
altura, ¿cuál tiene más energía cinética?

3. Si dejo caer dos pelotas de tenis desde distintas
alturas, ¿cuál tiene más energía potencial?
4. Si sostengo dos pelotas de tenis a la misma
altura y dejo caer una de ellas, pero la otra la lanzo,
¿cuál de las dos tiene más energía potencial?

CONSUMO FINAL TOTAL DE LA ENERGÍA
Es la energía y la materia prima que se destinan a los distintos sectores de la economía para su consumo,
incluye consumo final energético y no energético.
El consumo final energético es el aprovechamiento de energía primaria y secundaria para satisfacer
necesidades de energía en los sectores:
RESIDENCIAL
COMERCIAL
TRANSPORTE
INDUSTRIAL
AGROPECUARIO

CONSUMO FINAL TOTAL DE LA ENERGÍA
El consumo final no energético emplea energía primaria y secundaria aprovechados en los procesos que
emplean materias primas para la elaboración de bienes no energéticos, por ejemplo:
• PEMEX petroquímica, que utiliza gas
seco y derivados del petróleo para
elaborar plásticos, solventes, entre
otros.
• En otras ramas económicas se incluye el
bagazo de caña utilizado para la
fabricación de papel, tableros
aglomerados y alimento para ganado.

Fuente: Sistema de Información Energética SENER. http://sie.energia.gob.mx/bdiController.do?action=cuadro&cvecua=IE7C02

Existe una necesidad imperante por transformar la gestión energética en el ámbito industrial.
Es fundamental cambiar las formas en las que la energía es
producida, entregada y consumida.
La planeación a largo plazo del sector eléctrico debe garantizar el
suministro de energía eléctrica a todos los sectores de la
población, así como cumplir con los objetivos y metas planteadas
para el desarrollo sustentable del país.

Existe una dependencia histórica entre la generación de energía eléctrica y el esquema internacional de
combustibles fósiles como el carbón y los derivados del petróleo, de tal manera que en la mayoría de los
países, estos combustibles representan poco más del 50% de su fuente primaria de generación.

Las consecuencias derivadas del uso de fuentes de energía de origen fósil son muchas:
 Agotamiento de los recursos naturales
 Dificultad de abastecimiento
 Dependencia energética
 Contaminación ambiental

Agotamiento de recursos
Los combustibles fósiles tienen una vida limitada. En algunos casos, se reducen a pocos años, por lo que es
extremadamente importante buscar alternativas a estas opciones.
Estimaciones sobre el número de
años que faltan para que se agoten
estas fuentes de energía:
Fuente: BP Statistical Review of World Energy 2006

Directamente relacionada con el punto anterior. La disminución de los recursos, provocará a medio plazo
serias dificultades en el abastecimiento de energía.
Además, los conflictos bélicos generados por las fuentes de
energía, como el petróleo, hacen que se conviertan en
temas estratégicos en la economía mundial.
Dificultad de abastecimiento

Con el sistema actual de producción energética dependemos prácticamente en exclusiva de los combustibles
fósiles.
Por tal razón se deben plantear alternativas energéticas adecuadas, rentables y no peligrosas para la salud y el
medio ambiente. De ahí que el desarrollo de las energías renovables se tenga como un objetivo primordial.
Dependencia energética

Contaminación ambiental
En la explotación de los yacimientos minerales, se
produce la contaminación de las aguas y los suelos.
Una vez extraído el combustible, el transporte del
mismo conlleva emisiones de efecto invernadero e
impactos directos en la naturaleza (gaseoductos,
oleoductos, etc.).
La generación de energía necesita un proceso de combustión que produce enormes emisiones de GEI como el
CO2, NOx, SOx, COVs, partículas en suspensión, etc., que contribuyen considerablemente al cambio climático.

Se llama cambio climático a la variación global
del clima de la Tierra.
¿Qué es el cambio climático?
Esta variación se debe a causas naturales y a la acción del
hombre y se produce sobre todos los
parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones,
nubosidad, etc., a muy diversas escalas de tiempo.

Unos de los principales desequilibrios ecológicos de nuestros tiempos es el
Calentamiento global:
Es un aumento de la temperatura media de la superficie terrestre,
considerado como un síntoma y una consecuencia del cambio climático. Es
provocado por:
-Aumento de la población
-Aumento de gases de efecto invernadero
-Destrucción de ecosistemas marinos
-Deforestación
Calentamiento Global

De los principales contaminantes atmosféricos se encuentran
los gases de efecto invernadero.
Son gases que se encuentran presentes en la atmósfera
terrestre y que dan lugar al fenómeno denominado efecto
invernadero.
El incremento en la concentración de los gases de
invernadero debido a actividades humanas, es una de las
causas del aumento de la temperatura la tierra conocida
como “Calentamiento Global”.
Gases de Efecto Invernadero

E
F
E
C
T
O
I
N
V
E
R
N
A
D
E
R
O

La Agencia Internacional de Energía (AIE) estima que el consumo de electricidad continuará aumentando,
principalmente en países no-miembros de la OCDE.
 Se estima que sin cambios en las políticas actuales, basadas
en el uso de la energía, para el 2050, la economía mundial
será cuatro veces más grande que la actual.
Las perspectivas para el futuro son claras.
 Provocará un aumento del 80% de la cantidad de energía que
consumimos hoy en día.

 Se proyecta que las emisiones de CO2 se duplicarán.
Sin intervenciones importantes de política de eficiencia energética
Por el contrario, con políticas enfocadas a la eficiencia energética, donde su objetivo principal sean:
 Impulsar tecnologías energéticas con bajas emisiones de carbono.
 Eliminar los subsidios a los combustibles fósiles.
 Prácticas de consumo orientadas al ahorro de energía por parte de
la sociedad.

Dicha proyección podría reducirse al 50% según lo informa la
OCDE/AIE en su estudio “Green Growth Studies: Energy (2011)”.
 Formación de recurso humano capacitado para el manejo de
tecnologías renovables y con conocimiento y habilidades de
gestión energética.

Baja California representa el 3.1% de usuarios de energía eléctrica a nivel
Nacional con 1,173,013 ocupando el 13vo lugar y colocándose por encima de
estados como Guerrero, Sinaloa y Sonora.
 El consumo de energía representa el lugar número 10 siendo el 4.5%
del consumo total a nivel nacional.

El 89% de los usuarios son de carácter doméstico y representan el 32% del consumo (3 millones MWh),
mientras que el sector comercial e industrial se aproximan al 10% y consumen el 56% del total del Estado.

Resulta de suma importancia aprovechar de manera sostenible y consciente los recursos energéticos del
estado, así como las condiciones económicas y normativas actuales.
Considerando que Baja California cuenta con tres factores importantes:
 Creciente demanda por parte de los sectores productivos y
sociales del Estado.
 Alto potencial de recursos energéticos que existen en esta
región.
 Condición de aislamiento del Sistema Eléctrico Nacional.

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