Institut de Lingüística Aplicada

Universitat "Pompeu Fabra"

Text original

INTRODUCCIÓN

Como tantas otras cosas, el consumo de energía ha crecido de un modo desbocado.
Durante mucho tiempo eso se consideró algo bueno y se tenia por tanto más ricos y
desarrollados los países que consumieran más y _más aún_ que incrementaran más su
consumo de año en año. Las estadísticas al efecto se presentaban con orgullo. Hasta que,
en 1.973, los paises exportadores de petróleo decidieron aumentar su precio tratando de
revalorizar unas reservas que se van agotando.
La energia, ya que el petróleo era la más importante fuente de energia, dejó de ser
un bien barato y la crisis se instaló en la mayoria de paises del mundo Hoy en dia todavia
estamos en ella; hay quien asegura que no ha hecho más que comenzar. El despilfarro
desenfrenado de los combustibles fósiles _ carbón , gas natural y petróleo _ ha mermado
en menos de un siglo la casi totalidad de lo que la naturaleza habia pacientemente
fabricado y conservado en el seno de la Tierra durante millones de años.
Desde la revolución industrial, el consumo de energia de la sociedad moderna no ha
hecho otra cosa que crecer enormemente. Para construir su sociedad industrial , el hombre
occidental se ha afanado en saquear los tesoros de la naturaleza. Como un niño malcriado,
no ha cesado de consumir glotonamente el capital de que dispone, con los ojos fijos tan
sólo en el beneficio inmediato que obtenia, sin darse cuenta de lo suicida y miope de su
actitud.
El "gran banquete" terminó. En cierto sentido es algo positivo. Desde ahora debe
imponerse el sentido común, la economia, la mesura y la búsqueda de nuevas fuentes
alternativas de energia que nos aseguren el suministro de este preciado bien que hace que
nuestras sociedades funcionen y que nos permiten desarrollar nuestro trabajo y nuestra
vida cotidianos.
A menudo se considera la energia nuclear una de esas alternativas, y se la ha
impulsado con el mayor vigor en la mayoria de paises avanzados. Después de 30 años, y a
pesar de los miles de millones invertidos en ella, sigue sin tener más que una participación
marginal en nuestro balance energético y, por otra parte, no cuenta con el favor del
público ni de gran número de técnicos y científicos a causa de los grandes riesgos que
comporta.
Por otro lado, la nuclear es una energía tan poco renovable como el carbón , el gas
natural o el petróleo , es decir, se agota como aquellas a medida que se consume. Y esta es
una caracteristica de suma importancia para nosotros. Las fuentes renovables ofrecen una
serie de interesantes ventajas frente a los combustibles más utilizados en la actualidad. La
naturaleza las pone constantemente a nuestra disposición y, por lo tanto, no pende sobre
ellas la amenaza de agotamiento.
Suelen disponer en abundancia de ellas precisamente aquellos paises que más
dependen de la importación de combustibles fósiles, por lo que su uso los libraría del
condicionamiento internacional por parte de los paises productores y de las grandes
potencias económicas que juegan al bueno y al malo en el mercado mundial de la energía.
Estas fuentes son, además, limpias, ya que su empleo no causa efectos perjudiciales sobre
el suelo y el medio ambiente sólo con mantener unas pocas precauciones.

En este libro se intenta describir las enormes posibilidades de la energía solar
haciendo especial hincapié en las formas de aprovechamiento más cercane al usuario, es
decir, las que el ciudano tiene más a su alcance a pequeña escala y puede captar por si
mismo.
Quiero agradecer la valiosa colaboración de Pedro Montaña, Carlos Torra y Jaume
Serrasolses en la confección de los capítulos dedicados al aprovechamiento de la energía
del viento, del agua y de la biomasa. Asimismo quiero agradecer la enorme paciencia de
Rosa M¦ Pastó que mecanografió los originales y de Luís Ogg y Jaume Roselló que
revisaron los textos.

¨QUE ES LA ENERGIA?
Con ser la energía una de las realidades más familiares y cotidianas, es algo muy
difícil de definir. Se habla de la energía de una persona, del Sol, de las olas o del viento.
Se reconoce que una rueca, el resorte de un reloj, un embalse hidroeléctrico o el plutonio
de una bomba nuclear almacenan energía.
William Blake, poeta inglés, dijo que "la energía es un deleite eterno". En la escuela
aprendimos que "la energía es la capacidad que tiene un sistema para producir trabajo".
Einstein señaló la equivalencia entre masa y energía. En realidad, la energía es todo esto y
mucho más. Se la describe de diferentes maneras y con diferentes fórmulas, pero ninguna
la define completamente. Cada una revela un aspecto, el más apropiado en relación al
asunto que se trata y el más cercano al punto de vista aceptado en cada época o momento
determinado. La energía es luz, calor, electricidad , capacidad para producir trabajo y otras
cosas más. Y lo que es más importante, es lo que cada una de ellas posee en común con
las demás. La energía es materia, y ello permite afirmar que la energía lo es todo, algo así
como la esencia última e irreductible del universo.
La energía hace crecer los alimentos y sostiene los sistemas económicos. Alimentos
y calor, transporte y puestos de trabajo, nivel de vida y posibilidades de desarrollo, todo
depende de la capacidad de la sociedad para mantener el suministro de la energía que
necesita.
La sociedad moderna ha crecido sin comprender completamente su dependencia de
la energía. El inmenso y complejo edificio de la civilización industrial, con su
interminable catálogo de logros y conquistas en el mundo físico, ha impresionado o
aturdido al público de tal manera que ha oscurecido la fragilidad de sus propios cimientos.
Con su fe en la ciencia y la técnica, el hombre moderno se ha dejado seducir por una
ilusión que puede ser fatal. Ha llegado a pensar que gracias al progreso y a las máquinas ha
dejado de depender de su medio natural. Alimenta ese delirio cómodamente instalado en
una habitación climatizada, yendo en coche a comprar el periódico o trasladándose a la
velocidad del sonido. Pero no debemos olvidar que los motores queman combustible y
oxígeno producidos por las plantas verdes y que todas las piezas de nuestras casas, aparatos
o aviones, incluidas todas las sustancias, todos los productos calificados de artificiales o
sintéticos , provienen en último término de la naturaleza: desde el aluminio, el hierro o el
acero hasta los plásticos o el papel en el que escribo. Se han hecho a partir de productos
naturales como petróleo , carbón , minerales, agua, aire, tierra y árboles. Y para ponerlos a
nuestro alcance de modo útil hay que "gastar" energía. Evidentemente, perforar el subsuelo
en busca de petróleo requiere energía, y en la construcción de un colector solar hay que
invertir la energía necesaria para obtener cobre o cristal. . .
La electricidad o el gas que llegan a nuestros hogares o la gasolina que llena el
depósito de nuestros automóviles no han sido "producidos" por el hombre. En contra de lo
que podamos creer, toda esta energía no ha sido producida por la compañía hidroeléctrica,
la de gas , la petrolífera, o cualquier otra que nos suministre energía. Lo que han hecho
simplemente es recogerla mediante embalses o perforando pozos de petróleo , bolsas de
gas natural o minas de carbón allí donde la encontraron. Luego la transformaron en los
diversos productos energéticos como fuel, gasolina , corriente, adaptados al uso que se le
piense dar.
Así, en realidad, el hombre no "produce" la energía, sino que la obtiene de la
naturaleza y se limita a transformarla para sus propósitos.
La casi totalidad de la energía de nuestro planeta procede directamente o
indirectamente del sol. Sólo una pequeña parte del total no es de origen solar: el calor
interno de la Tierra que brota en forma de manantiales calientes y volcanes, la energía de
las mareas, derivada del sistema gravitatorio que forman la Luna, la Tierra y el Sol y la
energía nuclear extraída mediante la fisión o la fusión de determinados núcleos atómicos .
Pero estas fuentes secundarias son infinitamente pequeñas comparadas con nuestro Sol,
que suministra el 99,9% de la energía total ingresada en nuestro planeta.
El calor del sol se distribuye irregularmente en el aire y en el mar y origina los
vientos, las olas y las corrientes oceánicas. Así, un molino de viento es un artefacto útil
para captar y aprovechar parte de esta energía. Por otro lado, el calor de sol causa la
evaporación del agua, que al caer de nuevo a la tierra convierte su energía potencial en la
energía cinética de los arroyos y los ríos que se precipitan en busca de zonas más bajas.
Energía que puede ser aprovechada mediante una simple rueda de paletas o una planta
hidroeléctrica que la transformará en la electricidad que llega a nuestros hogares.
Una proporción ridículamente pequeña, menos de la mitad de la milésima parte de
la radiación solar que llega a la Tierra, es captada por las plantas verdes y almacenada
químicamente mediante la fotosíntesis . Este proceso, y sólo este, mantiene toda la vida en
la Tierra a través de las cadenas alimentarias (nada más que un mecanismo de
transformación de energía). Aparte de eso, es el origen único de las enormes cantidades de
energía fósil que el hombre ha venido utilizando para su desarrollo industrial.
La energía solar constituye así la fuente fundamental de la energía que mantiene a
todo organismo viviente. No es sólo la fuente de la energía muscular y del calor corporal
en el hombre, sino que el mismo mecanismo fotosintético produce la energía química
almacenada que liberamos al quemar combutibles biológicos tales como la madera, turba,
estiércol seco o metano .
A lo largo de millones de años, una parte de la materia animal y vegetal quedó
enterrada en condiciones de putrefacción incompleta, lo que formó los combustibles
fósiles como el carbón , el gas natural y el petróleo , que son las fuentes que han estado
proporcionando la mayor parte de la energía de las sociedades industrializadas a lo largo
de los últimos 150 años.
El carbón , el petróleo y el gas natural constituyen las bases de la sociedad industrial ,
pero se están agotando rápidamente En los últimos 24 años, el consumo de carbón casi se
ha doblado, el de petróleo se ha multiplicado por 10 y el de gas natural por 14. Y nadie
está inyectando petróleo , gas o carbón en los yacimientos. La cuestión de cuánto tiempo
más pueden durar estos recursos es una controversia de fundamental importancia. La
controversia se produce entre optimistas y pesimistas sobre si las reservas van a durar 300
años o sólo 20. Pero el hecho de que se agotarán está fuera de discusión.
Al analizar los recursos energéticos de la Tierra hay que ir más allá de la cuestión de
su magnitud absoluta, o de sus posibilidades teóricas. El empleo práctico de energía está
limitado por factores sociales, geográficos, políticos, económicos y técnicos. El que un
recurso exista no lo pone automáticamente al alcance de cualquiera. Sin ir más lejos, la
propia energía solar está ahí, a nuestro alcance, pero hay que saber cómo actúa y cómo
podemos captarla, y conocer unas técnicas que nos permitan transformarla en energía útil
para nuestros hogares o nuestras máquinas, todo ello a un precio asequible.
Otro aspecto importante son los problemas de contaminación del medio ambiente que
causan el uso incorrecto de los portadores de energía. Nuestras fuentes de energía actuales
son contaminantes. Al quemar carbón o petróleo se producen monóxidos y dióxido de
carbono, cenizas, óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre . Casi todas estas sustancias son
venenosas para hombres, plantas, animales, e incluso para nuestros edificios. Al mismo
tiempo, se debe prestar atención, más allá de estas preocupaciones inmediatas, al
agotamiento inevitable de los combustibles fósiles y a la necesidad de encontrar sustitutos
si se quiere que la sociedad industrial sobreviva.
Durante gran parte de la historia humana, para moverse de una parte a otra, la
mayoría de la gente tan sólo contaba con la energía que le brindaban los músculos de sus
piernas. Hoy día, los comestibles y otras mercancías pueden viajar cientos de kilómetros
por carretera o ferrocarril en una sola jornada. Un par de camiones modernos son
teóricamente más efectivos que todos los sistemas de transporte de cualquiera de las
grandes ciudades de hace 150 años.
La influencia de la disponibilidad de energía puede observarse en la forma y en la
estructura de la propia sociedad. Así, el ciudadano norteamericano consume en promedio,
directa o indirectamente, casi 300 veces más combustible que el etíope. La sociedad
industrial se eleva y se mantiene suspendida por encima de las preocupaciones de las
necesidades elementales de la vida gracias a un prodigioso consumo de energía.
Por eso todavía son válidas las observaciones realizadas hace 70 años por el viejo
premio Nobel F. Soddy:
"Nadie debe ignorar hoy el papel que desempeña la energía, no sólo en la ciencia,
sino también en la política, la industria y todo el bienestar humano. Desde la cuna hasta la
tumba, todo el mundo depende de la naturaleza para obtener un suministro continuo de
energía en cualquiera de sus formas. Cuando dicho suministro es abundante, hay también
abundancia, prosperidad y desarrollo. Cuando no, hay miseria. A menudo, es cierto, la
energía parece jugar un papel secundario e indirecto en el desarrollo, de la misma manera
que elr viento pareciera desempeñar un rol secundario en la música de un órgano. La
verdad es que si el suministro de energía falla, la civilización moderna terminará tan
abruptamente como la música de un órgano privado de viento".
Pero la energía ha sido algo más que el combustible de los avances materiales de la
humanidad; ha sido un importante principio unificador en el desarrollo de nuestra
comprensión del universo. Desde los comienzos del pensamiento científico moderno en el
renacimiento hasta la física contemporánea, el concepto de energía se ha ido ampliando
constantemente. Calor, luz, sonido, electricidad , magnetismo, radio, parte de la química e
incluso la biología convergieron en la tarea magnífica de descubrimiento y de síntesis que
se desarrolló a lo largo de los siglos XVIII y XIX. La energía fue el terreno común sobre el
que se agruparon e impulsaron mutuamente estas disciplinas científicas diversas. El siglo
XX nos trajo a Einstein y una hipótesis revolucionaria sobre la intercambiabilidad de
materia y energía.
Es poco probable que el desarrollo del concepto de energía haya llegado a su fin. No
sabemos . cómo definirán la energía los científicos del futuro ni tampoco sabemos en qué
extraña jerga discutirán sobre ella, pero sea cual sea el lenguaje empleado por los físicos,
no estarán en contradicción con Blake.
La energía seguirá siendo señora y donadora de vida, y además, una realidad que
trasciende nuestras descripciones matemáticas. Su naturaleza parece encontrarse en el
centro mismo del misterio de nuestra existencia como seres animados en un mundo
inanimado, y en el centro mismo de la existencia de éste.

LA ENERGIA EN LA HISTORIA
La historia de la humanidad se ha caracterizado por una utilización cada vez mayor
de la energía y los recursos naturales. De hecho, ese incremento es lo que denominamos
progreso, que, aparentemente, ha crecido linealmente hasta donde alcanza la memoria.
Vamos a ver algunos rasgos del uso de la energía por los seres humanos a lo largo
de los siglos. Casi todos ellos han condicionado el actual presente.
En principio el hombre no conocía otra energía que la que él mismo era capaz de
desarrollar. Sólo el esfuerzo humano, el esfuerzo muscular, podía convertirse en trabajo
útil. En realidad, nuestros antepasados se limitaban a utilizar la energía solar contenida en
los alimentos que recogían o cazaban. Mediante su ingenio y acuciados por la necesidad
fueron construyendo y perfeccionando máquinas elementales que multiplicaban su fuerza,
tales como mazas, lanzas, arcos y flechas. Pero en la edad de piedra aprendieron a emplear
el fuego, la primera forma de energía térmica utilizada. Pronto, el hombre aprendió a
utilizar otras fuentes de energía para aliviar sus trabajos: la fuerza de los animales
domesticados, la energía de los ríos y la energía del viento. Con el feliz hallazgo de la
rueda se multiplicó la eficacia de la energía muscular de aquellos.
La supervivencia del hombre ha estado siempre estrechamente relacionada con el
agua. Con ella fue posible el regadío y la multiplicación de las cosechas. Desde antiguo se
descubrió que el agua es también una fuente natural de energía y se la utilizó para
accionar norias y mover pesadas piedras de molino.
Hace más de cuatro mil años que chinos y egipcios utilizaban ya la fuerza del viento
para navegar. Y hace dos mil años aparecieron en Persia los molinos de viento, que no
pasarían a Europa hasta el siglo X de nuestra era. Sin embargo, a pesar de todos estos
descubrimientos, la fuente fundamental de energía hasta los primeros siglos de nuestra era
continuó siendo el trabajo humano.
La capacidad de trabajo del organismo humano por unidad de energía es la más alta
del reino animal. No es de extrañar, pues, que la "máquina" más buscada fuese el hombre.
De este modo, muchas antiguas civilizaciones fueron esclavistas. Tanto es así, que la
disminución del número de esclavos a causa del declive del poderío militar del imperio
romano produjo una grave crisis energética que estimuló la difusión de técnicas mecánicas
poco utilizadas hasta entonces.

EL AGUA, EL VIENTO Y LA MADERA
En la edad media se aprovechan los conocimientos disponibles y se desarrollan otros,
a menudo redescubrimientos de instrumentos ya conocidos con anterioridad. Se mejora el
arnés, con la introducción del pectoral en los aparejos de los caballos, triplicando así la
potencia aprovechada. Se difunde la rueda hidráulica : en el año 1086 había en Inglaterra
alrededor de cincuenta mil molinos, casi todos de agua, que proporcionaban energía para
fraguas, aserraderos, etc. El molino de viento , redescubierto por los cruzados, pasará a ser
una de las principales fuentes de energía de Europa. La referencia más antigua sobre
molinos de viento en el área mediterránea los sitúa en el califato de Córdoba, en el siglo X;
de allí se extendieron por todo el continente. En el siglo XIV, los holandeses desarrollaron
extensamente la técnica de los molinos para drenar las zonas húmedas recuperadas al mar.
Quizá los progresos más espectaculares se realizaron a remolque de la creciente
necesidad de metales. Alrededor de la minería y la metalurgia se perfeccionaron los
sistemas de aprovechamiento de la energía y de transmisión del movimiento. Durante
muchos siglos, el único combustible utilizado por el hombre fue la madera, y hasta 1 870
casi el 70% de la energía no muscular consumida en el mundo procedía de la madera
Con la introducción de los altos hornos se incrementó notablemente el consumo de
mineral de hierro y de carbón de leña . Esto, unido, a la construcción naval, contribuyó a la
desforestación de amplias zonas de Europa y Norteamérica.

LA PIEDRA QUE ARDE
En 1.712 se descubre la máquina de vapor concebida como motor para bombear agua
en las minas, incrementando así las cantidades de carbón extraído hasta un nivel lo
suficientemente grande como para hacer de él un combustible capaz de sustituir a la
madera. El carbón alimentó los hornos de la revolución industrial en Gran Bretaña y luego
en el resto del mundo. La máquina de vapor de Watt (1.765) encontró en pocos años
aplicación en la industria para mover telares, laminadoras, mallos y todo tipo de
maquinaria.
El escocés Murdock descubrió que, al calentar carbón junto con madera y turba (*),
con cuya instalación iluminó con un sistema de luz de gas sus oficinas. Este sistema
permitió en 1.807 la iluminación por gas en algunas calles de Londres, y muy pronto se
extendería a otras ciudades.
Al ser independientes de una localización fija, como ocurre con las instalaciones que
aprovechan la energía hidráulica y eólica , el motor de vapor , transportable, móvil, sirvió
para introducir innovaciones radicales en el sector del transporte. El primer buque
accionado por vapor entra en servicio en 1.807.
La comercialización del carbón determinó el establecimiento de la moderna red de
comunicaciones y transportes mediante la aparición del ferrocarril en 1 825
El éxito comercial del carbón se vio reforzado por la diversificación de sus usos. A
las ventajas como fuente de energía mecánica se añadió su aplicación en la industria del
gas ( gasógeno ) y su incidencia en la industria química, por lo que hasta 1.900 un 96% de la
energía mundial derivaba del carbón .

EL SIGLO DE LOS INVENTOS
En 1.800 Volta construyó la primera pila eléctrica capaz de proporcionar una
cantidad constante de electricidad mediante métodos químicos.
En 1.821 Faraday descubría las relaeiones entre electricidad , magnetismo y
movimiento, construyendo diez años después el primer generador electromagnétieo (*) y
el primer motor capaz de transformar la energía eléctrica en energía mecánica. Poco
después, en 1.840, Joule descubría la posibilidad de transformar la electricidad en calor.
En 1.879, casi simultáneamente, Edison y Swan inventan la lámpara de
incandescencia, que transforma la electricidad en luz.
Hacia 1.880 se comienza en los Alpes a captar energía hidráulica para transformarla
en electricidad .
El primer sistema de producción y distribución de energía eléctrica fue construido
por Edison en 1.882 en Nueva York, similar al ideado para el gas , con lo que se entró en
una segunda fase de la industrialización a través de la electrificación .
En 1.876 Bell patentó el teléfono, lo que de nuevo demostraba la posibilidad de
transformar la electricidad en otras formas de energía, en este caso sonora.
Otro paso importante en los progresos de la energía mecánica fue el desarrollo de las
turbinas, cuyo fundamento había sido descrito por Leonardo Da Vinci. Las turbinas
hidráulicas modernas fueron inventadas por el americano Francis (1.849) y el austriaco
Kaplan (1.912). La turbina de vapor fue inventada en 1.884 por el inglés Parsons y el sueco
De Laval. La turbina de gas data de 1.850. La turbina fue la base de la invención del motor
de reacción hacia 1.830. El primer avión a reacción voló con éxito sobre Alemania en
1.939.

ORO NEGRO: LA HEGEMONÌA DEL PETRÓLEO
Pronto el petróleo , que inicialmente aparecía en escena como un simple sustituto del
aceite utilizado para iluminación, desplazó en gran medida todas las anteriores formas de
energía
Tres años después de la primera perforación con éxito en Pennsylvania en 1 859, el
joven Rockefeller realiza el primer intento de estructura vertical para el control integral
sobre el ciclo del petróleo ; no sólo la extracción del subsuelo, sino también el almacenaje,
refino y distribución de los productos finales; así funda la Standard Oil.
La multiplicación de derivados del petróleo , un coste de extracción más bajo que el
carbón , su mayor facilidad y menor coste de transporte, hacen de él la base energética de
la sociedad actual.
Durante años, el gas natural que acompaña al petróleo en la mayoría de los
yacimientos se desfogaba a la salida ya que, debido a cuestiones técnicas, no se podía
aprovechar. Superados esos problemas, el gas es hoy un recurso energético importante
El motor de explosión , inventado el siglo pasado, en 1.876, por Otto, "para levantar
un dique contra el arbitrario poder del capital", se acopla al automóvil y se destina, con el
desarrollo de la motorización en masa, a garantizar un mercado en continua expansión a la
gasolina . Con el motor de explosión , el petróleo se convierte en oro negro
Pero el petróleo no es sólo una fuente de energía . En efecto, en 1.945 se descubre la
posibilidad de transformar ciertos productos que aparecen en la destilación del petróleo en
una serie de materiales que pronto iban a inundar todos los mercados: los plásticos. Esto
dio lugar al nacimiento de una nueva industria, la petroquímica , que elabora sustancias
como abonos artificiales, fibras sintéticas, tintes y pinturas y muchas otras.
Si al principio la industria química se dedicaba básicamente a la transformación de
materias primas de origen agrícola o minero, pasa a desarrollarse como una industria
capaz de "crear" una gran variedad de materias primas: cauchos, herbicidas, insecticidas,
barnices y pinturas, butano, propano, fármacos, incluso colorantes, detergentes,
cosméticos... La sustitución de materias primas agrícolas y mineras por plásticos, fibras y
otros productos artificiales se ha hecho- a base de consumir enormes cantidades de
energia procedente de los combustibles fósiles, es decir, no renovables, a la vez que ha
introducido toda una serie de nuevos contaminantes en el medio.
Otro hecho importante es el auge de la electricidad como energía inmediata y final,
debido a su funcionalidad: iluminación artificial mucho mas eficiente, disponibilidad de
motores y procesos químicos de nuevo tipo, y sobre todo la posibilidad de una
distribución capilar de la energía, es decir, su transporte inmediato a casi cualquier lugar y
en casi cualquier cantidad, con adecuación instantánea a la demanda energética.
La expasión económica de los años 1.950-60 está íntimamente relacionada con un
enorme consumo de petróleo .
Tanto es así que el despilfarro energético resulta más rentable que el diseño de
procesos energéticos más eficientes. Es tal el despilfarro consustancial al sistema, que
estudios recientes referentes al ahorro de energía sostienen que mediante ajustes técnicos
muy sencillos se podrían obtener los mismos niveles de consumo y confort con la mitad de
energía.
Una de las consecuencias más importantes de la hegemonía del petróleo estriba en
que la nueva tecnología ha contribuido a que la agricultura pase de ser la actividad
productiva renovable que proporciona la base de nuestra alimentación, a ser un sistema
industrial energéticamente deficitario que nos envenena un poco más cada día,
Si bien en términos económicos la rentabilidad de la agricultura moderna se ha
multiplicado por cuatro, su rentabilidad en términos energéticos se ha reducido cuarenta
veces. Por ejemplo: el campesino que cultiva la tierra con fuerza muscular recibe de ella,
por cada caloría "invertida" como trabajo, unas veinte calorías en forma de alimento. El
campesino que trabaja con tractor, abonos artificiales y pesticidas sólo cosecha algo más de
dos calorías por cada una que invierte. En la ganadería, la cuenta es totalmente negativa:
hay que gastar diez calorías para obtener una en forma de carne de ternera. La
modernización de la agricultura ha supuesto además, tanto en los paises desarrollados
como en los del Tercer Mundo, la dependencia del agricultor con respecto de las grandes
industrias transnacionales del sector íntimamente ligado con las del petróleo .

ROMPER LA ESENCIA DE LA MATERIA: ENERGÌA ATÓMICA
Los descubrimientos realizados a fines del pasado siglo y principios del presente
acerca de la estructura interna del átomo permitieron una serie de investigaciones que
conducirían al desarrollo de la energía nuclear En junio de 1945 se efectuó la primera
prueba de explosión nuclear en Alamogordo. El 6 de agosto se deja caer en Hiroshima la
primera bomba atómica de uranio . Tres días más tarde, un nuevo artefacto, esta vez
cargado con plutonio, arrasó Nagasaki.
Con objeto de rentabilizar las enormes inversiones realizadas en el desarrollo del
armamento nuclear, tras la segunda Guerra Mundial nace la política de "átomos para la
paz". Ello no impide que en 1.952 estalle la primera bomba H , basada en la energía de
fusión* del hidrógeno, con una potencia destructora que equivale a 2 500 bombas
atómicas como la lanzada sobre Hiroshima.
En el año 1.955 se celebra la primera conferencia internacional sobre las
aplicaciones pacíficas de la energía nuclear , organizada por la ONU. Al año siguiente
entra en servicio la primera central electronuclear en el Reino Unido. Hoy en día existen
unas 250 centrales en servicio, para suministrar no más del 6% de la energía eléctrica
mundial.
Desde entonces, la proliferación de armamento nuclear amenaza seriamente la
seguridad mundial, y en la utilización de energía nuclear , además de los problemas de
contaminación térmica y química, característicos de los combustibles fósiles, existen
también importantes problemas de contaminación radiactiva , aún no resueltos totalmente, y
que amenzan constantemente la salud y tranquilidad ciudadanas. En cuanto a la fusión
nuclear (todas las centrales nucleares actuales lo son a partir de la fisión* del átomo), los
problemas técnicos involucrados en la obtención de esta forma de energía todavia no se
han resuelto y probablemente no se resuelvan en décadas.

DESPILFARRO Y DESIGUALDAD
Durante los últimos decenios, la expansión del consumo energético ha seguido un
ritmo mas rápido que el exponencial*. En la década de los 70, los paises industrializados
han llegado a obtener más del 90% de su energía a partir de los combustibles fósiles,
mientras que, en los paises en vias de desarrollo, centenares de millones de personas tienen
cada vez mayores dificultades en encontrar madera o sus sustitutos para satisfacer sus
elementales necesidades de cocción, con lo que aumentan la desforestación y la creciente
escasez de alimentos en el tercer mundo.
El desarrollo energético mundial es una realidad traducible al de pocos países
industrializados, que con sus exigencias determinan el crecimiento del consumo mundial
de energía. El consumo americano anual de energía per cápita es más de sesenta veces
mayor que el paraguayo, por ejemplo, y más de mil veces mayor que el nepalí. Los países
industrializados, que agrupan menos de una cuarta parte de la población, ostentan el
consumo de más del 80% del total mundial. Además de estar en condiciones de imponer al
resto del mundo sus propias decisiones en materia de desarrollo energético, unos pocos de
ellos dominan el mercado agroalimentario mundial, es decir, la reserva energética
fundamental para la alimentación humana, con lo que la reserva de cereales, por ejemplo,
se ha convertido en una auténtica arma de estrategia en manos de los paises más poderosos.

ALTERNATIVAS A LA CRISIS: EL ASTRO REY
Entretanto, la llamada crisis energética ha traído la convicción general de la
necesidad de tomar medidas respecto a la conservación de la energía y de la puesta a
punto de la tecnología necesaria para aprovechar las fuentes renovables e ilimitadas de
energía. Ha sido necesario el constante aumento de precios del crudo petrolífero a partir
de 1.973 para recordarnos que las reservas de energía fósil disponibles son limitadas y no
podemos desperdiciar este recurso vital
Las dificultades que en materia de abastecimientos energéticos sufre la mayoría de
países han tenido como consecuencia acciones encaminadas no sólo al empleo más
racional de la energía, sino a la búsqueda de nuevos recursos energéticos y al desarrollo de
tecnologías alternativas que permitan sustituir los combustibles consumibles por técnicas
basadas en las fuentes de energía renovables , es decir, inagotables.
En esta perspectiva, la energía solar se nos presenta, bajo sus diferentes formas, no
ya como una prometedora esperanza, sino como una fehaciente realidad. La radiación
solar constituye el recurso más rico con el que cuenta nuestro planeta. Nuestro sol diario
nos hace llegar en 40 minutos el equivalente del consumo mundial de energía de un año
entero. En sólo un día y medio nos regala el equivalente a toda la energía fósil que la
humanidad ha consumido hasta ahora. Todos los yacimientos conocidos y probables no
contienen más energía que la que el Sol nos cede en dos semanas.
Y lo que es más importante: la utilización de esta enorme cantidad de energía no
supone ninguna degradación de nuestra biosfera. No produce explosiones, ni radiactividad
ni contaminación alguna. Y el Sol continuará enviándola, la utilicemos o no.
Hablar de crisis energética mientras vivimos inmersos en este enorme baño de
energía, ¨no es acaso como morir de sed en medio de una gran catarata?

EL DIOS LLAMEANTE
Desde los albores mismos de su origen, el hombre se sintió fascinado por aquella
bola de fuego suspendida en el cielo ("esa lámpara perfecta colocada en el lugar perfecto",
como la llamó Copérnico) e intuyó la importancia fundamental que tenía en su vida y la
mayoría de los ciclos vitales de la Tierra. Por ello, en numerosos lugares fue deificado y
se levantaron templos y monumentos en su honor.
Muchas de las construcciones irregulares de la antigiledad eran calendarios o relojes
de sol. Así, por ejemplo, el templo de Karnak, en Egipto, tenía la columnata orientada de
modo que el día de solsticio de verano los rayos del sol naciente lo atravesaban
completamente. Esta misma disposición se reproduce en Stonehenge, Inglaterra, lugar que
parece haber sido el santuario de un antiquísimo culto solar. La sombra que, a lo largo del
día, producía la luz del sol en obeliscos y columnas de diversas alturas se utilizó como
elemento de medida del tiempo: eran verdaderos relojes.
El sol trajo el calor y la vida a este mundo y cada amanecer debió ser para nuestros
antepasados una verdadera alegría al desvanecerse con él las tinieblas y terrores de la
oscuridad.
Así, en épocas antiguas, cuando las obras del universo se atribuian a los dioses,
culturas distintas, por alejadas que estuvieran entre si en el tiempo y en el espacio, han
adorado al sol como principio de la creación, dador de luz y de vida, padre de la sabiduría
y de la justicia, señor de la belleza y del éxito. Incluso en la Biblia el primer acto de Dios
fue el "hágase la luz".
Símbolo de la bondad, la esperanza y la fuerza de la vida misma, nuestros ancestros
lo veneraron como el dios de todas las cosas vivientes. Así fue la figura central de muchas
religiones primitivas. El nacimiento matutino del sol y su desparición tras el ocaso
constituye la fuente de inspiración y comparación de muchos relatos míticos que relatan la
muerte y la resurrección.
Pero el sol no sólo está claramente relacionado con el ciclo de día y noche, sino
también con el de verano e invierno.
E1 hombre se dio cuenta pronto de que la trayectoria diaria del sol por el
firmamento es más alta en la época del calor y más baja durante la época fría y que las
estaciones se suceden del mismo modo que el día y la noche. Así, el astro se transformó
en causante y guía para la agricultura y las otras actividades de ciclo anual.
A partir del verano septentrional, el sol de mediodía alcanza cada día un punto
levemente más bajo en el cielo. Dado que su recorrido por el firmamento se va hundiendo
cada vez más hacia el sur, la temperatura se torna más fría y la vegetación y la vida
languidecen poco a poco en el sueño invernal. Pero la intensidad del descenso va
decreciendo paulatinamente y, cada año. el 21 de diciembre de nuestro calendario, el sol se
detiene, se produce el solsticio (detención del sol, en latín), y vuelve a ascender.
El invierno puede volverse más riguroso después del solsticio, pero el hecho de que
el sol del mediodía siga ascendiendo cada vez más en el cielo supone una garantia de que
una vez más volverán la alegría de la primavera y el calor del verano. Este renacimiento
del sol era motivo y ocasión de grandes fiestas, en las que se conmemoraba el triunfo de la
luz sobre las tinieblas y la recuperación de la vida. Más tarde, con la expansión del
cristianismo, se fijó la natividad de Jesús en el 25 de diciembre. De esta forma se
cristianizó el gran festival del culto solar. Así llegan hasta nuestra navidad actual los ecos
distantes de un rito mucho más antiguo: la celebración del renacimiento del sol victorioso,
y con él, la veneración ancestral por el principio de luz, energía y vida de nuestro planeta.

EL ASTRO DEL DÌA
Fuente deslumbradora de luz, origen de casi todas las formas de energia existentes
en la Tierra y elemento imprescindible para la vida en nuestro mundo, el Sol ha sido
reconocido siempre como el emperador del cielo. Sin embargo, hasta nuestro siglo hemos
llegado a saber qué es en realidad En la antigiledad, Ptolomeo lo calificó simplemente
como una bola de fuego. En el siglo XVIII se calcularon sus dimensiones aproximadas y
ya desde el XIX se las conoce con exactitud. El Sol es una inmensa esfera incandescente
de 1.392.000 km. de diámetro, que dista de nosotros 149,6 millones de kilómetros.
Pero el conocimiento del tamaño y de la distancia nada nos dice acerca de la
naturaleza del Sol. Desde el siglo pasado, el análisis espectral nos ha permitido detectar en
él prácticamente todos los elementos conocidos en la Tierra. La mayor parte de su masa
está compuesta de hidrógeno, un 15% de helio y, en una pequeñísima proporción, el resto
de los elementos. Esta masa es 330.000 veces superior a la de la Tierra, mientras que el
volumen es 1.302.000 veces superior al terrestre. Por lo tanto, la densidad media del Sol es
cuatro veces menor que la de nuestro planeta.
Ahora bien, ¨qué es lo que mantiene el Sol como una fabulosa e incansable fuente
de energía? Hasta la década de los 30 y 40 de nuestro siglo no se desveló este misterio.
Sus características astrofísicas, masa, dimensiones, luminosidad, fuentes energéticas
y descomposición química son las comunes a las estrellas más frecuentes del universo
(está precisamente en la rama principal del Diagrama de Hertzsprung-Rusell). En otras
palabras, el Sol no es otra cosa que una estrella, una estrella muy normal, que si brilla
incomparablemente más que las otras es porque sólo dista de nosotros unos ocho minutos-
luz, mientras que las demás están a años-luz de nuestro planeta. La propiedad fundamental
de las estrellas es la de ser cuerpos celestes que transforman su masa en energía lumínica ,
calórica y electromagnética. Como veremos, esta energía se genera en el núcleo del Sol
mediante reacciones de fusión nuclear
Conocemos el interior del Sol gracias a cálculos teóricos: se cree que su
composición es bastante homogénea y que, en su centro, la temperatura puede alcanzar
cotas de quince a veinte millones de grados centígrados, mientras que en la superficie, la
fotosfera, se mantiene bastante estable alrededor de los 5.800 K. Estas temperaturas son
abrasadoras, pero no sorprendentes, puesto que aquí, en la Tierra, pueden obtenerse
temperaturas más altas por medios artificiales. Lo que convierte el Sol en fuente de
energía tan poderosa no es su calor superficial, sino su enorme tamaño. La Tierra entera se
fundiria en la masa del Sol como lo haría una gota de cera en un alto horno.
Los primeros vehículos espaciales que salieron de la atmósfera _los Lunik
soviéticos del año 1.959_ descubrieron que el Sol lanza constantemente un flujo de
partículas a grandes velocidades. Cuando pasan cerca de la Tierra alcanzan velocidades de
200 a 700 km/s. y llegan hasta una distancia de 1.500 millones de kilómetros, es decir, el
doble de la distancia entre Plutón y el Sol. Este flujo de partículas, que se ha llamado
"viento solar", no se conocía anteriormente porque la atmósfera actúa como escudo
protector e impide que lleguen hasta la superficie terrestre.
Las altísimas temperaturas y enormes presiones solares hacen que su materia no
pueda definirse como sólida, liquida ni gaseosa, aun cuando cumple con las leyes de los
gases. Una consecuencia del peculiar estado de la materia solar es que el período de
rotación del Sol no es el mismo para cualquiera de sus puntos, sino mayor en el ecuador y
menor en los polos.
Sobre la superficie del Sol pueden distinguirse, en ocasiones a simple vista, unas
zonas oscuras muy particulares _las llamadas manchas solares_ constituidas por materia
muy magnetizada que forma grandes remolinos de varios miles de kilómetros de anchura.
Durante los períodos de mayor actividad magnética, se lanza al espacio una gran
cantidad de partículas. En nuestro planeta, estas partículas son causantes de las llamadas
tormentas magnéticas, que perjudican la transmisión y recepción de las ondas de radio y
televisión.
En realidad, el astro rey está en contínua efervescencia. Las perturbaciones de la
superficie solar son enormemente variables. En la superficie se desarrollan tremendas
tempestades que originan las fáculas, que son cada una de las partes más brillantes del
disco solar, las manchas y protuberancias. La ebullición es continua, y bastan unos
minutos para observar cómo se suceden hormigueantes una especie de burbujas o gránulos
brillantes; cada gránulo puede tener en realidad cientos de kilómetros de extensión. Las
protuberancias son gigantescas llamaradas que se levantan como lenguas ardientes hasta
cientos de miles de kilómetros y constituyen uno de los espectáculos más sobrecogedores
que pueden contemplarse en el Sol.
Por encima de la fotosfera se halla la cromosfera, que es una capa de gases
enrarecidos, y, por encima de ésta, todo el Sol está envuelto en una bellísima nube
brillante de átomos ionizados*, conocida como corona solar. Sólo resulta visible al ojo
humano durante un eclipse total; constituye verdaderamente un espectáculo maravilloso.

ESTRELLA DE FUSIÓN
Una combustión normal no puede explicar la energía solar ni su casi perpétua
duración. Si el Sol fuera una esfera de hulla de la mejor calidad, sólo podría estar ardiendo
unos dos mil años. Sabemos que a lo largo de toda la historia del sistema solar, unos 5.000
millones de años, se ha mantenido en plena actividad y apenas ha conocido ninguna
disminución de calor.
¨De dónde obtiene la fantástica cantidad de energía que infatigablemente disipa en
el espacio? El cálculo nos dice que cada segundo pierde unos seis millones de toneladas
de su masa, sin contar las partículas del viento solar que, según se sabe hoy, representan 4
o 5 veces más. La pregunta ha sido un enigma para todos los astrónomos hasta hace unos
treinta años. Se inventaron las teorías más rebuscadas para poder dar alguna explicación a
este hecho. Hoy ya no es un misterio. El Sol no es más que una monstruosa e inmensa
central termonuclear y la reacción atómica que se realiza en su interior es la de las
mortíferas bombas de hidrógeno: cuatro núcleos de hidrógeno se funden para formar uno
de helio. En la formación de helio hay una pérdida de masa, que se transforma en energía
según la famosa ecuación de Einstein: E = mc2.
El hidrógeno constituye un 70% de la masa del Sol, en cuyo núcleo tiene lugar la
reacción provocada por las altísimas temperaturas de millones de grados. Cada segundo,
610 millones de toneladas de hidrógemo se fusionan para convertirse en helio ( gas que
constituye la casi totalidad de la corona solar) y emitir al mismo tiempo una enorme
cantidad de energía de radiación. Pero, una vez realizada la reacción, no llega en seguida
hasta nosotros. La energía creada en el corazón del Sol sufre un sinfín de Idas y venidas
en el interior del astro: puede decirse que la energía que recibimos en este momento se
produjo en el centro solar hace unos 100 millones de años. Hay otras reacciones nucleares
más complicadas, pero la "fabricación" de helio es la más importante.
¨Y cuando se acabe el hidrógeno? Entonces sí irá disminuyendo el calor solar, pero...
va para largo. Hasta que llegue ese momento, seguirá irradiando energía tal y como lo ha
hecho hasta ahora durante millones de años. El Sol es tan grande que desde que existe sólo
ha consumido el 5% de sus reservas de hidrogeno; quedan aún para más de 10.000
millones de aflos, durante los cuales la Tierra seguirá recibiendo su flujo benefactor.
Ese flujo de energía que se escapa del núcleo solar sería sin embargo mortífero para
la Tierra si no existiera una serie de escudos protectores que lo filtrasen. Las primeras
barreras están en el mismo Sol: son la cromosfera y la corona. Estas capas solares retienen
buena parte de la energía proveniente del núcleo solar.
Tras recorrer la distancia que separa al Sol de la Tierra, en lo que invierten unos
ocho minutos, las radiaciones solares llegan a las capas superiores de la atmósfera
terrestre.

LUZ Y CALOR
Hace tiempo que se conocen y emplean varios métodos para aprovechar una parte de
la ingente energía que nos llega del Sol _que, por familiar tendemos a subestimar_.
Algunos se conocen desde hace siglos, como los invernaderos y los molinos de viento.
Otros, más recientes, pero basados en los mismos principios, se describirán a continuación.
Si usted se quiere construir una instalación para el aprovechamiento de la energía
solar, lo primero que ha de tener en cuenta es la cantidad de radiación solar recibida en su
región.
Intensidad del flujo solar .
La cantidad de radiación solar que incide en un lugar dado de la superficie de la
Tierra depende de:
ò la hora (la inclinación de los rayos incidentes varía a lo largo del día por el
recorrido aparente del sol);
ò la estación (a lo largo del año, los días son más o menos largos y el sol está más o
menos alto);
ò la latitud geográfica (cuanto más alejado está el lugar del Ecuador, tanto más bajo
está el sol en invierno sobre este lugar); cuanto más bajo está el sol, es decir, cuanto más
inclinados nos llegan sus rayos, menos calientan;
ò la altitud y la orientación (en la solana de una montaña, por ejemplo, los rayos
solares pueden caer casi verticales en invierno, por lo que calentarán más en el valle o en el
llano... a menos que otra montaña la tape);
ò el estado del cielo (nubes, brumas y nieblas impiden la insolación directa _la más
eficaz_ y sólo permiten el paso a la radiación difusa , más de tres veces más débil).
Todos estos factores se combinan. Pero no merece la pena establecer uno mismo una
contabilidad precisa de las horas de insolación, pues tardaría varios años en establecerla
para que fuera exacta. Basta con recurrir a los valores medios que registran las estaciones
meteorológicas.

LOS CAPTORES SOLARES
Para poder aprovechar el calor de la radiación, lo primero que hay que hacer es
captarla. Así, pues, el punto de partida son los captores. Más tarde ya hablaremos de los
sistemas de almacenamiento y distribución.
El captor es el aparato que capta, que recoge, que acumula la radiación solar . Los hay
de diversos tipos, principalmente captores de agua y captores de aire . Los primeros son los
que se utilizan para calentar el agua sanitaria (el agua que se usa en el baño o la cocina de
una casa).
Luego veremos los de aire, y después la calefacción solar de locales y viviendas.

EL EFECTO INVERNADERO
Los captores solares se basan en un principio que conocen todos los agricultores y
jardineros: el principio invernadero. El vidrio tiene la característica de permitir el paso de
la radiación solar , pero de impedir el paso de las radiaciones térmicas emitidas por un
cuerpo caliente (radiación infrarroja). Actúa, pues, como una trampa de calor. Basta con
colocar un vidrio ante una superficie que absorba bien el calor del sol para recoger y
retener las calorías enviadas por él. El efecto de invernadero es el principio utilizado en los
captores planos .
Un captor plano de agua está constituido de cuatro elementos: la caja y su
correspondiente aislamiento lateral y posterior; el absorbente, el vidrio y el circuito
primario de circulación de agua. Según las circunstancias, ésta puede sustituirse por otros
líquidos.
La caja
Suele ser de plástico o de plancha de acero o aluminio. Debe ser rígida y sólida. Debe
presentar también todas las garantías de hermeticidad al agua y al aire con el fin de
proteger los diversos compartimentos del colector. Debe ser también resistente a las
agresiones atmosféricas, como viento, lluvia, nieve y frío.
El aislamiento
Para el buen funcionamiento de un captor hay que limitar al máximo las pérdidas
térmicas. Para ello, hay que aislar las caras posterior y laterales con lana de vidrio o
espuma de poliuretano, por ejemplo. Son suficientes espesores de 4 a 5 cm. Puede
mejorarse el aislamiento incorporando en el espesor del aislante una o dos delgadas hojas
de aluminio. Al reflejar las radiaciones infrarrojas emitidas por el interior del captor,
impiden que escape el calor absorbido.
La lana y la espuma son ligeras, ininflamables y no corrosivas, pero ya que la lana de
vidrio mojada pierde gran parte de sus cualidades aislantes, hay que verificar regularmente
que la caja siga siendo estanca.
El absorbente
Su papel es el de captar la energía de la radiación solar y transmitirla a un líquido que
lo recorre. Constituye la parte activa del captor, que transforma la radiación incidente en
calor.
El absorbente está constituido normalmente por un tubo metálico en forma de
serpentín plano. Por su interior circula un líquido llamado " caloportador ", es decir, que
transporta el calor. Calentado por el sol, el serpentín transmite al líquido las calorías que ha
recibido. El líquido en circulación transporta este calor hasta un depósito de
almacenamiento. Ya que el negro absorbe el calor mejor que cualquier otro color (pues un
cuerpo aparece negro porque absorbe todos los colores que componen la luz solar) el
absorbente se suele pintar en negro mate, y recoge del 85 al 95 70 de la energía que
recibe. Acostumbra a ser de metal buen conductor: cobre, acero... Para mejorar el
rendimiento, se recubre a veces de un revestimiento selectivo a base de negro de níquel o
de cromo que disminuye las pérdidas por radiación infarroja. Esta solución es algo más
cara. El acero inoxidable resiste bien la corrosión y el cobre es el mejor conductor del
calor. La elección del metal resulta siempre un compromiso, pero los captores existentes en
el mercado suelen tener un comportamiento satisfactorio.
El vidrio
Su papel consiste en dejar pasar los rayos solares, retener lo mejor posible la
radiación térmica que proviene del absorbente ( efecto invernadero ) y proteger el captor de
la intemperie.
El vidrio ideal debe ser resistente a los choques y a las variaciones de temperatura.
Debe ser ligero, sólido y que se dilate lo menos posible bajo la acción del calor (para evitar
el peligro de que se rompa).
Existen vidrios templados muy resistentes y de calidad óptica excelente (Transmiten
más del 90(!10 de la luz). Otros han sufrido un tratamiento antirreflejante por acción
química superficial o por depósito de una delgada capa de óxidos transparentes.
Los plásticos tipo tediar o mydiar son ligeros, cómodos de colocar y a veces están
cimbrados para mejorar la resistencia a los choques. Pero son sensibles a los agentes
atmosféricos, y sus cualidades ópticas no son generalmente tan buenas como las del vidrio.
Algunos atraen el polvo y se ensucian por electricidad estática, por lo que disminuye su
eficacia. Otros, como las resinas acrílicas, no tienen este inconveniente. Conviene tener en
cuenta todos estos detalles antes de decidirse por uno u otro tipo de cobertura.
Orientación
El estudio de las variaciones de la posición del sol en el hemisferio norte indica que
la orientación óptima para aprovechar la radiación solar es aquella que está encarada a
pleno sur. En la práctica, una desviación de 10 a 15 grados con respecto al sur no
obstaculizará el rendimiento del captor . Ante todo hace falta tener en cuenta las sombras de
los eventuales obstáculos, árboles, edificios, montañas, chimeneas, sobre todo en las
épocas más desfavorables, en invierno, por ejemplo, que es cuando el sol está más bajo y,
por otra parte, cuando las necesidades de calefacción son mayores.
Inclinación
Lo ideal sería que los captores estuvieran siempre perpendiculares a los rayos solares.
Para ello se necesitaría un complicado mecanismo móvil que desgraciadamente resulta
muy caro. Pero un inclinación fija bien elegida basta para asegurar un funcionamiento
satisfactorio. Para los captores asociados a un calentador solar de agua, por ejemplo, debe
favorecerse la recepción perpendicular de los sesgados rayos del sol de invierno. Es
aconsejable inclinar los captores en un ángulo igual a la latitud del lugar más 10 sobre la
horizontal. ¨Es necesario modificar esta inclinación a lo largo del año? Estudios efectuados
indican que cambiar la inclinación para mantenerla en un valor óptimo no aporta más que
un 3% de ganancia global de energía, ventaja mínima que normalmente no justifica los
gastos y las exigencias de la adaptación.
Montaje y fijación
Si va a instalar usted unos captadores comprados a un fabricante, pídale toda la
información esencial concerniente a la posición, dimensiones, modos de ajuste, etc. El
emplazamiento debe evitar cualquier obstáculo que pueda proyectar sombra. Es necesario
respetar algunas reglas para evitar que unos captores proyecten sombras sobre los
siguientes.
Existen varios tipos de montaje: el montaje en serie, en paralelo, y en serieparalelo.
En un montaje en serie, el líquido caloportador atraviesa sucesivamente varios captores,
con lo que su temperatura aumenta cada vez. Las pérdidas de carga (resistencias
encontradas por el líquido durante su trayecto y que obstaculizan su fluidez: fricción contra
las paredes del tubo, codos, cambio de secciones) se suman. Además, el rendimiento
disminuye por aumento de las temperaturas desde la entrada a la salida de los captores.
Veremos más adelante que el rendimiento de un captor baja cuando la temperatura de
funcionamiento se eleva.
En un montaje en paralelo (el líquido caloportador atraviesa, repartido en brazos
diferentes, varios captores), por el contrario, las pérdidas de carga son más pequeñas y
regularmente repartidas: el líquido atraviesa más fácilmente el conjunto y el montaje se
adapta bien a una circulación natural en una instalación de calentador solar de agua.
El montaje en serie-paralelo conviene a las grandes instalaciones. Necesita un
número importante de captores, sobre todo para la calefacción de locales.
En todos los casos se aconseja no colocar más de cuatro captores en serie. Es mejor
adoptar el montaje en serie para las instalaciones que incluyen una bomba de circulación y
mejorar el aislamiento del último captor de la serie, ya que en él son más importantes las
pérdidas, al ser la temperatura más elevada Los purgadores deben colocarse en la parte alta
para que el aire residual pueda escaparse en su totalidad. Una mala purga obstaculiza
enormemente el buen funcionamiento de la instalación.

INTEGRACIÓN
En las construcciones nuevas, los captores suelen integrarse en el tejado, calculado
para convenir a la inclinación óptima. Pueden igualmente integrarse en terrazas. En
declives a pleno sur puede ser más conveniente que un terrado barrido a menudo por el
viento Instalado sobre la azotea de una casa antigua, el captor debe fijarse de modo que
deje un espacio de 10 a 15 cm. entre el tejado y la parte inferior del captor para permitir el
paso de las aguas de lluvia y la nieve fundida. De todos modos, integrar el captor en el
tejado puede ser la mejor solución si la inclinación es buena. Es también la solución más
barata.
El rendimiento de un captor es una noción esencial. Es igual al valor de la relación
siguiente:
energía térmica comunicada al flujo caloportador
óóóóóóóóóóóóóóóóóóóó
energla solar recibida por el captor
Sin entrar en detalles, cabe señalar la regla fundamental siguiente: el rendimiento
varía con la temperatura de funcionamiento del captor y disminuye a medida que ésta
aumenta.
En efecto, cuanto más alta es la temperatura, mayores son las pérdidas térmicas del
captor, que dependen en gran parte de la diferencia de temperatura entre la atmósfera
exterior y el interior. El rendimiento depende también del modo de utilización del agua
caliente, de la hora del baño, etc...
Se puede mejorar el rendimiento:
ò aumentando la eficiencia absorbente mediante un revestimiento selectivo;
ò utilizando vidrios antirreflejantes, que captan el calor del sol cuando está bajo el
horizonte;
ò montando alrededor de los captores superficies reflectoras que aumenten el flujo
luminoso recibido por la superficie del absorbente.
Los colectores planos líquidos son los mejor adaptados al calentamiento del agua
sanitaria.

LOS CAPTORES DE AIRE
Su importancia tomará cada vez mayor amplitud y sus características convienen a la
calefacción solar de las habitaciones.
En estos captores, el fluido caloportador es aire. El principio de funcionamiento es
parecido a los captores de agua . La entrada de aire frio se efectúa por abajo. El aire
calentado por el sol asciende, atraviesa el absorbente y sale por arriba. El absorbente está
constituido por mallas metálicas o aletas pintadas de negro que pueden tener formas varias.
El vidrio puede ser simple o doble.
Aquí lo esencial es que no hay riesgos de hielo ni de corrosión. El precio no es tan
elevado como el de los captores de agua . Estos sistemas se adaptan particularmente bien a
la calefacción del aire ambiente. En invierno, y en lugares donde la radiación solar es
difusa (cielo nublado, bruma, etc...), los captores de agua no tienen rendimientos
satisfactorios. Por el contrario, los de aire, en los que la inercia térmica es más débil, se
acomodan mejor a la falta de insolación directa. Se ha estimado que el rendimiento global
anual de un captor de aire es, en el campo de la calefacción de locales, doble que el de un
captor de agua por la mitad de precio. Por ello, los captores de aire prometen tener un
importante desarrollo en este campo. Su rendimiento puede alcanzar el 80% y aumenta con
el caudal del aire. Estos captores se adaptan fácilmente a los locales equipados con una
ventilación mecánica controlada.
Para asegurar la calefacción de los locales mediante captores de aire es necesario
medir su magnitud de acuerdo con las necesidades de la estación más fría. En esta época el
sol está bajo en el horizonte. Para un mejor aprovechamiento se suele inclinar los captores
con un ángulo de alrededor de 70 sobre la horizontal. Recordemos que los captores de
agua _que deben funcionar todo el año para producir agua caliente sanitaria_ son menos
inclinados: 50-60 .
Empieza a aparecer una nueva generación de captores, en particular los captores al
vacío, en los que se ha disminuido notablemente las pérdidas térmicas, lo que mejora el
rendimiento. Estos captores permiten obtener temperaturas cercanas a los 80 a nivel de
almacenamiento. Los captores al vacío, no mucho más caros que otros, tienen un brillante
porvenir.

EL CALENTADOR SOLAR FAMILIAR
Es la aplicación más simple y la más rápidamente rentable utilización de la energía
solar en la vivienda. El agua sanitaria se utiliza a menudo a una temperatura inferior a los
50 C, lo que corresponde a las mejores condiciones de funcionamiento de los captores
solares de agua. Su rendimiento es entonces elevado, y para precalentar el agua fría, que
está de ordinario a a 10 ó 15 , se utiliza el sol con la máxima eficacia. Un calentador
clásico de apoyo, de gas , fuel o electricidad , proporciona el complemento necesario para
alcanzar temperaturas superiores, de 60 a 75 , o para asegurar la totalidad de las
necesidades energéticas en caso de ausencia prolongada del sol.
Un aparato de este tipo comprende:
ò una serie de captores planos como los que hemos visto
ò un depósito de almacenamiento del agua caliente provisto de un calentador de
apoyo
ò un sistema de regulación.
El líquido caloportador que circula por el absorbente de los captores transporta las
calorías que ha recibido hasta el serpentín situado en el depósito de almacenamiento lleno
de agua. Esta se calienta poco a poco a medida que el líquido caloportador le comunica su
propio calor. Se distinguen así dos circuitos independientes el uno del otro:
ò el circuito primario de calentamiento recorrido por el líquido caloportador que va,
una y otra vez, de los captores al serpentín en el interior del depósito y vuelve luego a los
captores.
ò el circuito secundario del agua sanitaria. Esta proviene de la llegada de agua
potable, se calienta en la parte baja del depósito gracias al serpentín. Y si es necesario se
calienta aún más, a la salida, con un calentador de apoyo adicional. De allí, el agua va a los
lugares de utilización de agua caliente sanitaria: ducha, lavabos, cocina, etc.
Las dimensiones de la superficie de captación de la energía solar dependen de la
insolación de la región y de las necesidades familiares de agua caliente.
Doblar la superficie de captación (y su coste) no multiplica por dos el rendimiento de
una instalación. Recordemos que el rendimiento de los captores es máximo alrededor de
40-50 C. Una ganancia en superficie y en temperatura a nivel de los captores no significa
pues necesariamente la obtención de un rendimiento netamente superior y un agua caliente
sanitaria mucho más caliente.
El líquido caloportador
Es el líquido que circula en el captor y que calienta el agua del depósito de
almacenamiento. En la mayor parte de los casos no es aconsejable utilizar la misma agua
sanitaria que luego se usará.
E1 empleo de agua conlleva incrustaciones rápidas en las tuberías de los captores y
en la bomba de circulación . En ciertos lugares existen peligros de helada, y hay el de
corrosión. E1 agua además favorece el desarrollo de bacterias, al gas y microorganismos.
Mediante la adición de anticongelantes y de líquidos anticorrosivos se elimina en parte
alguno de estos mconvenientes, pero a la vez se acrecienta la viscosidad del agua, por lo
que baja el rendimiento.
El líquido caloportador debe ser químicamente estable, no corroer el metal de las
tuberías y tener temperaturas de fusión y de congelación que aseguren una amplia gama de
temperaturas de empleo; y ser apto para transferir convenientemente las calorías de los
captores al depósito de almacenaje. Hasta 120 responde a estas exigencias una serie de
líquidos orgánicos (es decir, que no contienen agua). Entre ellos podemos citar los glycols.
Conviene que el volumen del depósito de almacenamiento sea apoximadamente igual
a la cantidad de agua sanitaria consuida cada día. Es caro intentar realizar un
almacenamiento solar utilizable durante varios días. En la práctica, eso significa tener un
depósito de 150 a 200 litros.
Un depósito solar es de concepción y aspecto idénticos a los depósitos clásicos.
Cilíndrico Y esmaltado en el interior, ha de estar convenientemente aislado. En su parte
superior puede contener una resistencia eléctrica de apoyo de unos 2 kw. unida a un
termostato de regulación. Con ello se asegura una temperatura adecuada del agua cuando
no hay sol suficiente. (Puede prescindirse de la resistencia si se coloca a la salida un
calentador clásico.)
El agua fría potable llega por la parte baja del depósito y se calienta por la acción del
serpentín solar . Si se fija un valor de temperatura de utilización del agua sanitaria con el
termostato de regulación, 50 por ejemplo, pueden presentarse dos casos: o bien el
serpentín solar es suficiente para calentar el agua a esta temperatura, en cuyo caso el
termostato desconecta automáticamente la resistencia de apoyo. O bien es insuficiente y el
termostato pone la resistencia de apoyo en funcionamiento. En ambos casos, el agua
caliente utilizada está a la temperatura previamente escogida, sea cual sea la insolación.
El calentador de apoyo no se utiliza más que cuando el sol es insuficiente para
alcanzar la temperatura prevista. En este caso, el sol asegura cuando menos gratuitamente
el precalentamiento del agua, lo que economiza energía eléctrica .

FUNCIONAMIENTO POR TERMOSIFÓN
El sistema de funcionamiento más simple y económico es el siguiente (ver figura 16
b). Se colocan los captores solares a un nivel más bajo que el depósito de almacenamiento
El líquido caloportador , calentado en los captores, se hace más ligero, se eleva y asciende
por el serpentín hasta el depósito. Se establece una circulación por convección. El líquido
asciende hasta el depósito mientras haya una diferencia de temperatura entre el captor y el
depósito. Este último debe estar lo más cerca posible de los captores. Las tuberías del
circuito primario deben tener pocos codos. Su diámetro debe estar bien calculado para
facilitar la circulación y la subida del líquido caloportador .

FUNCIONAMIENTO CON BOMBA
En los casos más frecuentes, el liquido caloportador se pone en circulación por medio
de una bomba La potencia de este accesorio es pequeña: alrededor de 10 a 30 W. Este
sistema permite colocar los captores y el depósito a cualquier altura e instalar tuberías de
pequeño diámetro, lo que disminuye las pérdidas de calor por las paredes. Una válvula
impide que la circulación del liquido caliente se invierta al cesar la insolación. Sin ella, el
agua caliente del depósito tendería, por termosifón, a remontarse hasta los captores, donde
se enfriaría. Por lo tanto, es necesaria una bomba si el depósito de almacenamiento está
colocado a un nivel más bajo que los captores.
Con cierta habilidad es relativamente sencillo construirse un calentador de agua
alimentado por el sol. Se puede utilizar elementos que se encuentren normalmente en el
comercio y que se utilizan en instalaciones de calefacción central y de equipo sanitario.

ARQUITECTURA SOLAR
Las viviendas se suelen considerar, casi por definición, sistemas consumidores de
energía, lo que hace preciso instalar aparatos de calefacción más y más perfeccionados
Pero podríamos cambiar y buscar el modo de poner a punto un alojamiento que sea
productor de energía y consuma el mínimo para su calefacción. El problema es reducir las
necesidades térmicas de los locales. El sol puede ayudarnos a utilizar la erlergía que nos
cae del cielo. Disponemos para ello de diversas técnicas. Dos de entre ellas conciernen a la
arquitectura. Son diferentes pero pueden complementarse. Se trata de la arquitectura activa
y de la arquitectura pasiva . La arquitectura activa se funda en el empleo de captores
colocados en el techo o sobre las fachadas de una casa para recoger y almacenar la energía
solar.
La arquitectura pasiva se fundamenta sobre todo en una concepción diferente de la
construcción. Toda la casa se convierte en un captor solar. Utiliza la aportación solar
directa e instantáneamente. Retarda también ciertos de sus beneficiosos efectos reteniendo
el calor en sus muros. Aquí no hay tubos, ni bombas, ni aparatos, ni gastos de
mantenimiento. El secreto es simple: basta con utilizar las aportaciones gratuitas y
naturales de energía, maximizando sobre todo la insolación de los locales en invierno, y
jugando con la brisa de verano para asegurar la ventilación. Es la arquitectura climática o
bioclimática: no se trata de luchar contra el clima sino de diseñar con él. Evidentemente, no
se trata de que con el sol y algunos árboles ya no necesitaremos estufa, pero se puede
afirmar que la adopción de una arquitectura climática es posible disminuir la factura de
calefacción de un 30 a un 80%, según los casos.

LA CASA SOLAR PASIVA
La construcción debe tener ciertas cualidades: dimensión de las aberturas, orientación
adaptada al lugar y una inercia térmica relacionada con el volúmen para permitir la
obtención de un ambiente lo más confortable posible en el interior de los locales, sean
cuales sean las variaciones climáticas exteriores. Una casa solar ha de estar, por definición,
bien aislada. Es importante que, una vez captadas y recogidas, las calorías recibidas no se
pierdan a través del techo, las paredes, las rendijas o el suelo.
Mejorando los intercambios térmicos de la casa con el exterior, puede segurarse el
control del ambiente climático interior. Esta climatización natural viene dada en parte por
la propia envoltura de la casa. Esta envoltura debe actuar de filtro activo. Transforma el
clima exterior en un ambiente controlable y confortable.
Aumentando convenientemente la masa de la construcción (muros portantes espesos,
almacenamiento en el subsuelo, etc.), podremos acumular el calor del día para restituírlo
por la noche.
También ha de estudiarse detenidamente la distribución de las piezas que componen
la vivienda. El modo de habitar y de hacer funcionar una casa solar pasiva varía de invierno
a verano. Si queremos captar el sol de invierno, habrá que orientar la casa sobre un espacio
soleado e instalar amplios ventanales o, mejor aún, un invernadero sobre la fachada sur. Si
queremos protegernos del sol de verano, se construirá un alerón adecuado en el tejado para
dar sombra sobre la fachada sur y le colocará algún tipo de persiana enrollable sobre los
ventanales o el invernadero para que tapen el exceso de sol veraniego. Utilizaremos
también la vegetación exterior, como por ejemplo árboles de hoja caduca que proporcionan
sombra en verano y permiten el paso de la luz del sol en invierno. Para almacenar las
aportaciones de energía solar pueden acumularse las calorías en los muros, en el suelo o en
el subsuelo. Un buen medio para limitar las pérdidas térmicas, además de recubrir
exteriormente los muros con un aislante y doblar el vidrio de los ventanales, es reducir la
superficie de la fachada norte y dejar sólo aberturas pequeñas en ella. Si el lugar lo permite,
se puede enterrar parcialmente esta fachada norte para ofrecer menos superficie al viento y
adoptar formas compactas para reducir en lo posible la superficie exterior de la casa en
relación a la superficie interior habitable. Conviene recordar, como ideales de la relación
volumen-superficie, la esfera y el cubo.
Para evitar las consecuencias de una "avería" solar es necesario prever una
calefacción de apoyo y controlar su funcionamiento con un regulador que dé prioridad al
sol, para no utilizar inútilmente la energía de apoyo.

MAS VENTAJAS QUE INCONVENIENTES
A diferencia de los sistemas pasivos, en los que simplemente se intenta un mejor
aprovechamiento de la luz solar tal como ésta llega a la superficie terrestre, los sistemas
activos manipulan esa luz, bien concentrándola para aumentar su poder calorífico, bien
transformándola en el tipo de energía que más convenga: calorífica, mecánica o eléctrica.
Se ha dicho que la energía solar presenta dos inconvenientes técnicos para su pleno
aprovechamiento. Por un lado la baja densidad de la radiación y por otro la intermitencia
debida al ciclo nochedía, al estacional y a los días nublados. Esta intermitencia ha de
solventarse mediante sistemas que nos permitan aumentar la energía captada para utilizarla
en los períodos que no brilla el sol.
En efecto, la energía solar es muy difusa, ya que la cantidad de energía que se puede
captar por metro cuadrado es relativamente pequeña. En general, el espacio que ocuparía
una central solar de potencia similar a una central convencional podría ser unas 50 veces
mayor. Pero no es este el único dato que hay que tener en cuenta. Esa central solar recibiría
energía gratuita en el espacio que ocupa, mientras que la central tradicional requiere un
combustible que debe ser extraído de minas o pozos, tratado y refinado en fábricas
especializadas, transportado por ferrocarril y carretera, o mediante inmensos buques que
requieren instalaciones portuarias especiales, almacenado en contenedores apropiados, etc.
Todo ello ocupa en conjunto una superficie muy superior a la de la central solar , además de
exigir para su funcionamiento un considerable consumo suplementario de energía. Un
economista norteamericano, Amory Lovins, demostró que la actual producción de
electricidad de los Estados Unidos podría ser proporcionada por un conjunto de centrales
solares que ocuparían una superficie inferior a la que ocupan las minas de carbón
explotadas a cielo abierto.
En general, todo el mundo está de acuerdo en que es perfectamente adecuada para las
tareas que requieren bajas temperaturas, como ocurre en la producción de agua caliente,
calefacción, etc. En cuanto a los trabajos que requieren mayores temperaturas, esta baja
densidad es susceptible de elevarse a la medida requerida para proporcionar energía a altas
temperaturas, es decir energía de muy alta calidad.
Efectivamente, la energía solar puede elevarse con precisión y facilidad a cualquier
temperatura deseada; basta con concentrarla. Los combustibles convencionales, por el
contrario, casi siempre generan energía a unas temperaturas muy por encima de las
necesitadas, de modo que se pierde una gran cantidad. No hay más que recordar los
sistemas de refrigeración de los automóviles, encargados de disipar esa energía sobrante.
Asimismo, la producción en centrales térmicas o nucleares sólo convierte en electricidad
un tercio de la energía entrante, mientras que se disipan en forma de calor de desecho los
dos tercios restantes. También por eso requieren costosos sistemas de refrigeración.
Que la energla solar se dispersa no lo pone en duda nadie. Es un inconveniente para
el establecimiento de centrales gigantescas. Pero es también una ventaja muy importante,
pues la dispersión resuelve más problemas que los que plantea. La concentración de la
producción de energía exige posteriormente su distribución, con redes de alta tensión,
transformadores, redes de baja tensión y las considerables pérdidas que todo ello supone.
Como muestra: en España hay tendidos casi 34.000 kilómetros de líneas de alta tensión, y
las pérdidas por transporte y distribución de energía eléctrica suponen un 10% de la energía
total disponible. Si la energía solar es dispersa, y puede utilizarse allí donde incide, se evita
esa pérdida.
En efecto, ahorra los inconvenientes de una centralización excesiva, los elevados
costos de las centrales productoras, cada vez de mayor potencia y, además, elimina las
pérdidas de energía debidas a una red de distribución demasiado extensa.
Aquí radica una de las grandes ventajas de la tecnología solar: por la gran diversidad
de sus aplicaciones directas, se puede adecuarla a la mayoría de nuestras necesidades,
evitando de esta forma los despilfarros. Además, muchas de sus aplicaciones pueden
realizarse a pequeña escala adecuada a cada uso particular y específico.
Al potenciar la descentralización, permite abordar, entre otras cosas, los problemas
que plantea el gigantismo urbano y el enorme desequilibrio territorial entre el hacinamiento
urbano y la despoblación rural

CONCENTRADOR ES
La radiación procedente de un foco puntual o de un foco extenso y muy alejado,
como es el Sol, puede concentrarse de nuevo por medios ópticos . Los aparatos
concentrador es pueden actuar por refracción, como lentes, o por reflexión, como los
espejos. En uno y otro caso se emplean elementos ópticos curvos, de modo que los rayos
solares se concentran en un foco, donde se instala un dispositivo absorbente de la luz, que
posteriormente se convierte en calor o electricidad .
Ya en el siglo III, Aquímedes incendió las naves romanas que asediaban Siracusa
concentrando los rayos solares mediante un gran número de espejos o escudos pulidos que
los soldados apuntaban sucesivamente a cada uno de los barcos enemigos.
En principio, y con los elementos adecuados, es posible obtener en el foco óptico una
temperatura próxima a la de la fuente luminosa. Así, por ejemplo, en el horno solar del
"Centre National de la Recherche Scientifique" (CNRS) ubicado en Odeillo, en el Pirineo
francés, se alcanzan temperaturas del orden de los 4.000 grados centígrados con un espejo
parabólico del tamaño de un edificio de nueve pisos. Este sistema gigante produce
potencias de más de 1 MW con una imagen focal de aproximadamente 50 cm. de diámetro,
con lo que es posible fundir metales como el wolframio o el platino con pureza absoluta,
puesto que no hay combustión y, por consiguiente, ningún tipo de gases residuales.
Pueden alcanzarse temperaturas semejantes con parábolas mucho más pequeñas, ya
que dependen del factor de concentración, es decir, de la relación entre el diámetro y la
distancia focal. En cambio, la potencia total captada es proporcional al área interceptada, o
sea, a la superficie real del concentrador .
El concentrador más simple y conocido es la clásica lupa . Para sistemas
concentrador es de mayor tamaño se usan lentes escalonadas de Fresnel , como las utilizadas
en los faros marítimos. Estas lentes, planas y ligeras, pues su principio es parecido al de las
gafas de lentes bifocales, son más resistentes a las presiones térmicas y pueden fabricarse
fácilmente con plástico transparente prensado.
En lugar de lentes es mucho más común el uso de espejos con una forma adecuada.
Un espejo en forma de paraboloide concentrará la radiación solar reflejada en el foco de la
parábola generatriz. Un reflector de construcción muy sencilla es el axicón, que no es sino
una superficie cónica construída con una plancha metálica, como aluminio pulido, por
ejemplo. El axicón refleja la radiación a lo largo de su eje geométrico. Sólo "acepta" la
radiación paralela a su eje, por lo que es preciso mantenerlo constantemente encarado al
sol: es decir, hay que orientarlo continuamente. De la precisión con que se mantenga la
orientación dependerá el grado de eficacia de la concentración. Obviamente, sólo se
aprovechará la radiación directa, pues la difusa no es localizable.
Una aplicación sencilla de la concentración mediante espejos y de enorme interés en
los países pobres son las cocinas solares. Después de todo, son centenares de millones los
hombres que no disponen de combustible para cocinar sus alimentos.
Es posible una cocción relativamente rápida y procesos a mayor temperatura, como
el freir los alimentos, si se emplean reflectores parabólicos.
Dispositivos como los de la fig. 17, con espejos de 1,5 m. de diámetro, se han
introducido bastante en África y Asia y se emplean también en Europa como sustituto de la
tradicional barbacoa campestre.
Es despreciable la sombra que pueden proyectar sobre el espejo los recipientes de
cocción de unos 15 cm. de diámetro. Hay que ajustar la posición de estos aparatos varias
veces cada hora. Sin embargo, es una operación fácil de realizar: se obtiene un ajuste
correcto manteniendo la sombra del recipiente cercana al centro del espejo .
Para aplicaciones industriales, para trabajos a temperaturas muy altas, se vienen
utilizando sistemas de grandes espejos parabólicos. En ellos, un gran número de espejos
planos, llamados heliostatos, que siguen los movimientos aparentes del sol, dirigen los
rayos sobre un gran espejo fijo. Tal es el caso del horno solar de Odeillo.
Existen dos tipos básicos de colectores con enfoque: el colector de receptor central ,
bien mediante un espejo en paraboloide, o bien como central de potencia, de torre
compuesta de espejos con muchas caras (heliostatos) que pueden ser además ligeramente
curvados de modo que cada uno concentre un poco la radiación recibida. Luego está el
colector de enfoque lineal, en forma de artesa parabólica, construido empleando tiras de
espejos multicara, según un principio parecido al de las lentes de Fresnel.
Otro tipo de concentrador de reciente desarrollo es el reflector esférico ; puede
construirse muy fácilmente con una olla semienterrada y fija. Se han construido "ollas" de
hasta 100 m. de diámetro. El foco es lineal y móvil: se orienta continuamente en dirección
al sol. Para seguir el movimiento del sol pueden utilizarse dos principios diferene tes. Uno,
el llamado sistema de reloj, consiste en disponer de un microordenador que "sepa" dónde
se encuentra el sol en todo momento, aunque no sea visible. El otro se basa en un aparato
seguidor del sol (el llamado sistema heliotropo) que se detiene cuando el sol queda oculto
por una nube y reemprende sus movimientos cuando la nube ha pasado.
Cuando sólo se desea una pequeña concentración (doble o triple) se añaden
simplemente reflectores planos a los lados de un colector plano , con una inclinación de
unos 60 respecto a éste, que se cambia unas tres o cuatro veces al año o que incluso se
pueden dejar totalmente fijos.
Las aplicaciones de los concentrador es solares son diversas: En la climatización de
grandes edificios, en la desalinización del agua del mar y en el aporte de calor para muy
diversos procesos industriales.
Los de pequeña concentración se utilizan para calentar líquidos de alto punto de
ebullición a temperaturas de 100 a 200 C. Los de mediana concentración pueden generar
vapor a 400 y 600 C para producir electricidad y los de muy alta concentración se emplean
para fabricar crisoles y otros utensilios ultrarrefractarios que de otro modo no pueden
fundirse; constituyen por tanto una inestimable aportación a la industria metalúrgica y a la
investigación fundamental.
La mayoria de los problemas a resolver en metalurgia se sitúan entre los l.500 y los
2.000 C Las dificultades en las operaciones industriales empiezan a los l.500 C Por el
contrario, la cualidad técnica útil en cuanto a potencia se sitúa entre 250 y 500 kw.
Precisamente esta gama es la caracteristica del horno solar de alta concentración . Es
ampliamente suficiente para las concentraciones de punta. Los pequeños hornos solares
industriales aparecen pues sin competencia en este campo.
En los paises en vias de desarrollo, la mayor parte de los cuales comportan grandes
superficies de vasta insolación, los hornos solares pueden utilizarse para la valoración de
minerales sobre el terreno. Pueden emplearse asimismo a gran escala hornos solares que
alcancen temperaturas de 1.200 a 1.500 C para la cocción de materiales corrientes tales
como ladrillos, yeso, cemento o cerámica.
Como podemos ver, la tecnología solar está disponible en una amplia gama de
posibilidades, a una escala variable y para un amplio repertorio de aplicaciones.

TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÌA SOLAR
En principio, el calor recogido en un colector o placa solar puede utilizarse de
cualquier modo que se desee, igual que el calor generado al quemar petróleo , gas o
cualquier otro combustible. Pero, por sus especiales características, algunas formas de
aprovechamiento son más adecuadas que otras, por lo menos hoy por hoy.
Para transformar el calor en fuerza motriz, el método más usual consiste en calentar
un gas que, al dilatarse, empuja un émbolo o mueve una turbina . Posteriormente esta fuerza
motriz puede transformarse en electricidad , con altos rendimientos y de modo sencillo, por
medio de una dinamo o de un alternador .
Cuanto más alta sea la temperatura, mayor será el rendimiento de un motor, pero
menor será el rendimiento de un colector solar , y no debemos olvidar que los colectores
capaces de alcanzar temperaturas elevadas son más complicados y costosos que los
colectores planos normales. Así, existe un abanico de temperaturas en las cuales se
consigue el máximo rendimiento del conjunto colector-motor.
Desde hace un siglo se conoce la posibilidad de realizar motores térmicos, aún a
partir de fuentes de calor a baja temperatura.
Un sistema totalmente apropiado para las zonas áridas y semiáridas del mundo son
las estaciones de bombeo, en las que la energía solar proporciona la energía necesaria para
extraer el agua vivificadora de pozos y corrientes. Estas pequeñas centrales emplean
colectores planos para captar la radiación solar . El agua bombeada del pozo constituye la
parte fría. Entre esos dos niveles de temperatura circula un fluido de bajo punto de
ebullición, como el butano o el freón, que acciona un motor o una turbina . La bomba
funciona por medio de una transmisión hidraúlica o eléctrica. Además de bombear agua
para la comunidad, puede proporcionar electricidad mediante motores con alternador para
el alumbrado o la refrigeración de alimentos. Con potencias de 25 a 250 kw, estas
instalaciones sencillas requieren poco mantenimiento y proporcionan un alto grado de
autonomía. Se trata de un sistema de bajo rendimiento, bajo coste y tecnología sencilla, que
resulta ideal para zonas en vías de desarrollo dode pueda existir agua, pero no la tecnología
para sacarla. Están siendo, en efecto, una solución para las alejadas áreas rurales de países
del Tercer Mundo. Evidentemente tienen también un amplio campo de aplicación en
cualquier otro lugar donde se pretenda una buena autonomía energética.
En los países desarrollados se utilizan sistemas como el empleado en la central
eléctrica solar de Almería (España). En ellos se utiliza un campo de espejos que concentran
la radiación en lo alto de una torre para generar vapor a 500 C. Este vapor se envía luego a
una turbina convencional para producir electricidad . Con potencias de 500 a más de 1.000
kw., y con tendencia a lograr potencias mucho mayores, estos sistemas tienen un costo
bastante elevado, un rendimiento medio, y una tecnología más compleja. Es el tipo de
centrales que se están construyendo en EEUU, Japón y diversos paises europeos,
apropiadas a una escala municipal ya relativamente grande.

Y TAMBIÉN FRIO
Una máquina termodinámica puede funcionar también a la inversa, es decir, producir
calor a partir de trabajo, con lo que tenemos el concepto más sencillo de refrigerador. Un
gas , al ser comprimido, se calienta, y al expandirse se produce frío (porque absorbe calor).
Si en un circuito cerrado lleno de gas intercalamos una bomba y una válvula que
mantenga la diferencia de presión entre ambos lados del circuito, la bomba comprimirá el
gas , con lo que se calentará y cederá calor en el lado de mayor presión Cuando el gas pase
por la válvula y se expanda, absorberá calor y producirá frío en el otro lado del circuito.
Así funcionan los frigoríficos.
Una bomba solar puede hacer funcionar también directamente el ciclo de
compresión/descompresión de un refrigerador (o de un climatizador) de tipo clásico.
Cuando se utiliza la energía solar para hacer funcionar máquinas de refrigeración,
ésta se obtiene precisamente ahí donde más se necesita. Además de cuidar la salud y
aumentar la comodidad de la gente que trabaja en climas cálidos, la refrigeración permite la
conservación y el almacenamiento de alimentos perecederos que de otro modo se
perderían. No olvidemos que la cuarta parte de los alimentos que se producen en el mundo
se pudren antes de que se puedan comer.
Además del sistema de comprensión citado, están los sistemas por absorción, que
usan el calor directo. En la fig. 27 se presenta esquemáticamente un sistema de
enfriamiento por absorción. En él se utilizan dos sustancias_una refrigerante y una
absorbente_que se mezclan en el absorbedor y luego se separan en el generador. El
refrigerante puede ser amoníaco y el absorbente agua. El amoníaco disuelto se separa del
agua en el generador. Más tarde, el amoníaco pasa a través del condensador, donde es
refrigerado. Tras la expansión en la válvula, el líquido es enfriado de nuevo. Sucesivas
evaporaciones (en el evaporador) absorben el calor del lugar a refrigerar. El vapor
refrigerante queda absorbido en el liquido que de nuevo se bombea al generador. En
sistemas pequeños, puede omitirse la bomba porque el absorbente y el refrigerante
mezclados circulan gracias al efecto termosifón originado en el generador.
Un método de refrigeración simple y de bajo coste que ha encontrado amplias
aplicaciones en regiones áridas se basa en la evaporación del agua (enfriamiento por
evaporación). El aire ambiente caliente y seco circula sobre superficies humedecidas en las
que pierde calor al evaporar el agua. Este aire enfriado, de mayor humedad, puede
utilizarse para refrigerar.
Como curiosidad, mencionemos también la posibilidad de conseguir refrigeración
por radiación nocturna. Como sabemos, los objetos expuestos al sol durante el día se
calientan, pero al mismo tiempo actúan como cuerpos radiantes y emiten calor. Cuando
decae la intensidad solar, al atardecer y al anochecer, aquellos objetos que por la mañana
absorbían más calor que el que reemitían, ahora comienzan a emitir más calor del que
absorben. Por lo tanto, co mienzan a enfriarse.
Así, este tipo de enfriamiento por radiación nocturna es capaz de eliminar energía, es
decir enfriar, en cantidades de 100-200 w por m.2 de superficie en climas muy secos. Sin
embargo, aprovechar este hecho es técnicamente complicado, pues la refrigeración sólo
está disponible por la noche, cuando la mayor demanda se produce normalmente durante el
día. Es necesario un almacenaje adicional de calor para cubrir la diferencia de fase.

BOMBA DE CALOR
Ya hemos visto que toda transferencia de calor se efectúa de la fuente caliente al
ambiente más frío a un ritmo que depende de la diferencia (gradiente) de temperaturas
entre ambos medios. Dentro de un refrigerador, por ejemplo, hará más frío que fuera, ya
que el compresor efectúa un continuo drenaje de calor del interior hacia el exterior de la
pieza Observamos, sin embargo, que en el lado caliente se cede más calor que el producido
por el trabajo de la bomba, pues hay además el calor absorbido en el lado frío En realidad,
el sistema funciona como una bomba que bombea calor, además de bombear el fluido
refrigerador Mientras que en las neveras el producto obtenido es el frío, la "bomba de
calor" es una máquina idéntica, en la que el producto obtenido es calor Una bomba de calor
cede (en forma de calor, naturalmente) aproximadamente cuatro veces más energía que la
consumida por su motor. Esto vale para el calor a temperaturas utilizables para calefacción
De este modo se puede aprovechar el calor de baja calidad del ambiente (calor de baja
calidad por estar a baja temperatura), que no es más que energía solar desaprovechada. Así,
una bomba de calor en un sistema de calefacción solar permite aumentar su eficacia al
acrecentar el rendimiento de los colectores, a la vez que puede asegurar un menor costo a la
autonomía total del sistema.

MOTOR DE NITINOL
Un método de transformar el calor en trabajo, actualmente en fase experimental, es el
motor de Nitinol . Esta es una aleación metálica que tiene la curiosa propiedad de poder
deformarse con poco esfuerzo por debajo de cierta temperatura crítica, y que recupera su
forma y dimensiones originales _desarrollando trabajo_ al calentarse por encima de
dicha temperatura. Con distintas formulaciones de la aleación se consigue que, dentro de
un amplio margen, la temperatura crítica sea la deseada.

¨CALOR EN EL MAR?
Un sistema que se investiga desde hace ya varios años, relacionado también con la
energía solar , es el que consiste en aprovechar la diferencia de temperatura existente entre
el agua superficial y el agua profunda de los mares. Este sistema se aplica especialmente en
los mares tropicales, debido a que allí no sólo es máxima la diferencia de temperaturas,
sino que la elevada temperatura superficial permite además hervir líquidos con bajo punto
de ebullición Un gas tiende a expandirse y a ocupar todo el volumen del recipiente que lo
contiene, deplazándose del lugar de mayor presión al de menor presión. Si se dispone de
dos depósitos _uno lo suficientemente caliente, y otro lo suficientemente frío_ unidos
por una tubería, el líquido del depósito caliente se evaporará, tenderá a llenar todo el
espacio, pasará por el conducto de unión y se condensará en el depósito frío Las dos
cámaras están separadas por una pared con una única abertura de unión que está bloqueada
por una turbina . En una de ellas se bombea agua superficial a mayor temperatura de modo
que se renueve continuamente, y en la otra se bombea agua más fría traída de una
profundidad entre 70-90 metros, por medio de una tubería adecuada, renovándola también
continuamente. En su desplazamiento, el gas mueve la turbina , trabajo que puede
aprovecharse. Este es el esquema de funcionamiento de las centrales energéticas que
aprovechan la diferencia de temperaturas de mares y océanos. Aunque en estos casos el
rendimiento es escaso, en compensación el colector solar es enorme: el océano mismo.

ALMACENAMIENTO
La dispersa energía del sol es la causa de la evaporación de enormes masas de agua.
A1 caer en forma de lluvia, disminuye su energía potencial a la vez que aumenta su
velocidad de caída, con el consiguiente aumento de su energía cinética . E1 embalse recoge
y concentra enormes cantidades de energía potencial que al caer por el salto se convierten
de nuevo en energía cinética , o sea energía en movimiento.
El agua, al chocar con las palas de una turbina , produce un trabajo que sirve para
mover una dinamo o un alternador , los cuales convierten ese movimiento en energía
eléctrica, que se conducirá mediante una red de distribución a los lugares de consumo en
los que volverá a transformarse en otro tipo de energía o producirá un trabajo.
De este breve esquema puede deducirse que en una central hidroeléctrica no se
produce energía: se transforma cierto tipo de energía natural ya existente en otra de más
fácil empleo por el hombre. En este caso, las reservas energéticas corresponden a la altura
del agua del embalse . Cada altura del agua correspnde a cierta cantidad de energía eléctrica
almacenada en forma de agua. Todo ello es un buen ejemplo de cómo una fuente de
energía dispersa y muy diluida como la solar puede concentrarse y almacenarse hata
conseguir grandes potencias.
Dado que la insolación presenta numerosas irregularidades según la hora del día, la
estación del año o las condiciones climáticas, y en muchos casos no siempre coincide con
el tiempo de utilización, se hace necesario almacenar esta energía para poder emplearla en
el momento deseado Con los métodos conocidos, sólo es posible almacenar la energía
radiante durante unos pocos segundos; es el llamado fenómeno de fosforescencia. Por ello,
la acumulación se realiza en forma de energía transformada. La energía eléctrica es de fácil
acumulación: todos los automóviles llevan baterías capaces de hacerlo. No obstante,
cuando se trata de acumular cantidades considerables, las baterías son demasiado caras y
pesadas. Incluso los más modernos sistemas siguen siendo demasiado pesados, y no se cree
que vayan a ser más baratos.
La energía solar puede transformarse en trabajo y acumular éste, mediante volantes
de inercia, que son ruedas que giran a gran velocidad en una cámara de vacío y con
cojinetes especiales. Pero aquí nos encontramos otra vez con los mismos defectos: son
pesados y caros.

ALGUNAS FORMAS DE ALMACENAR ENERGfA
Desde siempre, el mar ha sido un acumulador de energía solar en forma de calor, de
ahí su efecto moderador del clima en las zonas litorales. La tierra se calienta y se enfria
más rápidamente que el agua; las distintas temperaturas entre una y otra hacen que se
establezcan unas corrientes de aire, las brisas marinas, transportadoras de calor.
Pero en la práctica, los sistemas de almacenamiento de energía a partir de la luz solar
se basan en convertir primero ésta en calor o en electricidad . Este calor o esta electricidad
pueden emplearse en bombear agua a un depósito elevado y almacenar la energía en forma
de energía potencial en un embalse , como hacen las compañías hidroeléctricas cuando
tienen excedentes de energía. También pueden emplearse en comprimir aire. Las mismas
turbinas que sirven para bombear agua o comprimir aire pueden emplearse, en sentido
inverso, para producir electricidad . Como vemos, el aire y el agua ofrecen nuevamente
soluciones prácticas. En cada manipulación hay pérdidas de energía (en forma de calor
principalmente), por lo que las instalaciones deben hacerse teniendo en cuenta en qué
forma va a utilizarse luego la energía, para minimizar las pérdidas.
También es posible acumular en forma de energía química . Por medio de la
electricidad se descompone el agua en sus dos componentes: hidrógeno y oxígeno. Estos
pueden almacenarse en depósitos que constituyen una forma compacta de energía.
Actualmente se está investigando en este terreno, y es probable que en un futuro bastante
próximo se pueda desarrollar en la práctica la tecnología de almacenamiento y transporte
de energía en forma de hidrógeno hasta los centros de consumo, para generar, por ejemplo,
electricidad no contaminante .
Pero hoy por hoy el más corriente es el almacenamiento en forma de calor, puesto
que se trata de la forma más común y sencilla de hacerlo.
Veámoslo un poco más de cerca.

ALMACENAR ENERGÌA EN FORMA DE CALOR
Aunque las posibilidades técnicas para almacenar calor son, en cierto modo,
limitadas, tienen no obstante, como veremos, muchas posibilidades. El método de calor
latente consiste en calentar una masa considerable de cualquier sustancia. La cantidad de
calor almacenada es proporcional a la diferencia de temperaturas, a la masa y al calor
específico de la sustancia.
Suele emplearse agua, porque su calor específico es el mayor conocido (se le ha
asignado el valor de 1). Si hemos aislado eficazmente el lugar de almacenamiento de calor,
éste podrá luego extraerse haciendo entrar en contacto el material de almacenamiento con
un fluido, por lo general aire o agua, que actúa como medio de transferencia.
Otro método se basa en los cambios de fase que ocurren en todas las sustancias.
Tomemos el ejemplo del agua: cuando está en forma de hielo a 0 C y se transforma en
agua a la misma temperatura, el calor absorbido es igual al que se necesitaría para elevar la
misma masa de agua desde 0 C a 80 C (aproximadamente 80 calorías por gramo).
Este fenómeno físico de mantenimiento de la temperatura durante el cambio de fase
_de sólido a líquido o de líquido a gas _ mientras existe un intercambio de calor (si no
fuera así no habría cambio de fase), se utiliza en algunos sistemas de almacenamiento de
calor producido por la energía solar : el calor absorbido por el cuerpo para aumentar su
temperatura y el empleado en el cambio de fase se almacenan. Para aprovechar mejor este
fenómeno, se utilizan sustancias como la cera de parafina o la sal de Glauber (sulfato
sódico), que funden (absorción de calor) o solidifican (emisión de calor) a baja temperatura
(38 C la cera de parafina y 32 C la sal de Glauber), con lo que se reducen las pérdidas de
calor por conducción.
Las sustancias con cambio de fase of recen varias ventajas. En primer lugar, la
temperatura de almacenamiento puede ser baja, lo que reduce las pérdidas por conducción
de calor, que son proporcionales a la diferencia de temperatura entre la sustancia de
almacenamiento y la temperatura ambiente. Además, los volúmenes y masas de
almacenamiento por unidad de calor almacenado son considerablemente más pequeños que
en el caso de acumulación de calor latente.
En Canadá se ha puesto a punto el almacenamiento de calor por cristales de zeolita,
que pierden su agua de cristalización cuando se calientan y ceden el calor que han
absorbido cuando se los rehidrata. Su gran ventaja es que los bloques de cristal anhídrido
(seco) se conservan a la temperatura ambiente, por lo que no precisan aislamiento térmico,
y un metro cúbico basta para calentar una casa durante un mes En cuatro metros cúbicos
puede almacenarse el calor necesario para todo el invierno canadiense!
Cuando el fluido calentado en los colectores solares es aire, resulta más fácil utilizar
un acumulador de rocas. Se hace circular el aire procedente de los colectores a través de
una cámara repleta de grava o cantos rodados, que calienta. Cuando se quiere recuperar el
calor, se hace circular aire del ambiente, que transferirá el calor almacenado a su destino.
Para la misma cantidad de calor y a la misma diferencia de temperatura, las rocas necesitan
un depósito de un volumen doble al que se necesitaría utilizando agua.
Actualmente se están desarrollando diversos medios de almacenamiento de calor a
temperaturas medias altas, empleando arena y rocas volcánicas, metales fundidos o una
amplia gama de procedimientos químicos. No se trata de lograr una autonomía de unas
cuantas horas, sino de prolongarla por espacio de semanas, hecho que garantizará la
viabilidad del suministro solar.

LA LUZ SE CONVIERTE EN ELECTRICIDAD
De entre los diversos sistemas existentes para conseguir la transformación directa de
la energía radiante en electricidad , el más extendido actualmente es el que utiliza células
fotovoltaicas, también llamadas células solares.
En 1.839, Becquerel descubrió el efecto fotovoltaico al observar que la diferencia de
potencial en una pila química con la que estaba experimentando variaba al incidir la luz
sobre uno de los electrodos. En cuerpos sólidos se descubrió el mismo efecto por primera
vez en un semiconductor _el selenio_, casi 40 años más tarde. Hacia 1.930 tuvieron
lugar las primeras sugerencias para usar las células solares en la conversión directa de la
luz en electricidad . La primera célula solar de razonable rendimiento no se consiguió hasta
1.954, año en el que se desarrolló por primera vez un proceso para la purificación de los
monocristales de silicio. Basado en este proceso se hizo posible no sólo el desarrollo de las
células solares, sino también el lanzamiento de la tecnologia del transistor y la moderna
industria electrónica.
El elemento básico de la conversión es la célula solar: un elemento semiconductor
que convierte la energía luminosa en energia eléctrica por procesos fisicos en su interior.
Los fotones de luz solar transmiten su energía directamente a los electrones de material, sin
ningún paso intermedio. Las células fotovoltaicas más usuales se construyen con cristales
de silicio de gran pureza quimica y estructural, aprovechando las propiedades
semiconductoras de este elemento, uno de los más abundantes de la corteza terrestre. El
proceso de conversión no depende del calor; al contrario, el rendimiento del aparato de
células solares desciende a medida que aumenta la temperatura.
A fines de la década de los cincuenta y principio de la de los sesenta, los centros de
investigación comenzaron a desarrollar sistemas de aprovechamiento de la energía solar
para emplearlos en la navegación espacial, en la que se necesitaban generadores de energia
de poco peso. Dado que en el espacio exterior a la atmósfera la radiación no sufre
interferencias, se consideraron las células fotovoltaicas como el candidato más viable. Esta
fue la base de las investigaciones que han permitido desarrollar posteriormente, y a cierto
nivel industrial, generadores terrestres mediante células de este tipo. Cada vez se van
incrementando más y mis las empresas que de un modo u otro cubrirán la demanda de
células solares. Pensemos que en 1.981 se redujo a la mitad, con respecto al año anterior, el
coste del metro cuadrado de panel solar con células de silicio.
Varias células montadas e interconectadas entre dos vidrios que los protegen de la
intemperie constituyen lo que se denomina un módulo.
Una serie de módulos montados en un soporte mecánico constituyen un panel . Los
módulos de un panel dado pueden conectarse en serie, sumando las tensiones de cada uno,
y en paralelo, sumando las corrientes, de modo que se puede conseguir casi cualquier valor
de tensión y de corriente que pueda desearse. De todos modos, la corriente suministrada
por un panel solar es corriente continua, válida para una serie de usos, pero no para las
aplicaciones domésticas, que generalmente utilizan corriente alterna . Pero se puede añadir
al generador solar un alternador de corriente o un acondicionador de potencia, que
transforme la corriente continua en otra de otras características de las que da el panel .
Un generador fotovoltaico puede estar o no conectado a la red. En el primer caso
estará previsto tomar energía procedente de la red cuando falta el sol y cederla cuando la
producción sea mayor que el consumo. En el segundo caso, y si la aplicación exige un
funcionamiento aun en momentos sin sol, es preciso prever un sistema de acumulación de
energía, hoy por hoy mediante baterías, para entregarla en los momentos de mayor
consumo, y para almacenarla cuando la situación es contraria.
Las ventajas con respecto a la producción eléctrica que emplea los efectos térmicos
del sol son bastante evidentes: ausencia de máquinas intermediarias con piezas móviles,
funcionamiento a temperaturas no muy elevadas y utilización de la radiación solar tanto
directa como indirecta. Hay que tener en cuenta que se produce electricidad aun con el
cielo nublado. Una vez realizada la instalación no se originan casi gastos posteriores, ya
que está relativamente libre de inversiones de mantenimiento y la energía es gratuita.
El problema es que, tecnológicamente, la fabricación de células solares es muy
compleja. La materia prima suele ser arena común (Si 02) que hay que transportar a una
factoría donde se le extrae el oxígeno que contiene y donde el silicio resultante sufre un
complejo proceso de purificación. Este proceso de purificación es bastante costoso y
consume mucha energía. De hecho, una célula de silicio fabricada con los métodos actuales
tarda unos cinco años en producir tanta energía como la que se ha consumido en su
fabricación. La utilización de estos materiales para la conversión de la energía solar se
encuentra por lo tanto con un problema considerable a nivel económico, ya que la energía
solar que recibimos a nivel del suelo es de 1 kW/m.2, y para obtener potencias mayores
necesariamente hay que disponer de grandes superficies.
En 1.974, las células solares costaban más de tres millones de pesetas por kW
instalado. Hoy en día el precio está alrededor del millón. Se espera no obstante que puedan
llegar a fabricarse a precios bastantes más bajos.
Este elevado coste es el principal obstáculo que impide un mayor uso de la
electricidad fotovoltaica . Con todo, actualmente las fotopilas se utilizan ampliamente con
ventaja en aplicaciones que requieren corrientes débiles, tales como repetidores de radio y
televisión, señalizaciones, radioteléfonos, telecomunicaciones, o bien en instalaciones
remotas alejadas de la red, tales como motores para el bombeo del agua, cercas
electrificadas, centros meteorológicos, residencias, satélites artificiales, etc.
Las células fotovoltaicas de silicio monocristalino comercializadas hoy en día tienen
un rendimiento del 12-18%, es decir, convierten en energía eléctrica entre un 12 y un 18%
de la energía lumínica que reciben.
Estas células pueden integrarse en un colector de calor solar convencional, tal y como
se muestra en la figura 35. Este diseño combina la producción de calor y de electricidad en
el mismo colector solar . Una buena parte de la radiación no convertida en electricidad se
recobra en forma de calor que puede aprovecharse para fines de calefacción doméstica. Un
diseño combinado de este tipo podría solucionar, por ejemplo, la demanda total de energía
de una casa, incluyendo la electricidad , con lo que podría quizá reemplazar casi toda la
energía convencional utilizada en el sector.
Un procedimiento para reducir el coste de los generadores fotovoltaicos consiste en
concentrar la luz solar haciendo uso de lentes o espejos. Como la corriente de la célula
solar aumenta proporcionalmente a la potencia luminosa que recibe, al concentrar la luz
sobre la célula aumenta la potencia eléctrica obtenida Es posible, por consiguiente, reducir
drásticamente el número de células solares de coste elevado para obtener una energía
determinada En un sistema de concentración, la cantidad de calor generado aumenta de la
misma forma que lo hace la electricidad . Este calor podría elevar la temperatura de la
célula hasta el punto mismo de dañarla, por lo que es necesario refrigerarla Pero si detrás
de una célula con concentrador se hace circular agua, ésta se calentará al enfriar la célula y
puede eventualmente utilizarse de nuevo para cualquier fin (agua caliente sanitaria, etc,)
La mayor parte de los paneles de concentración necesitan orientarse hacia el sol, por
lo que requieren órganos móviles Además, los sistemas de concentración no captan la
radiación difusa , importante incluso en climas claros y mucho más en climas nubosos. Por
otra parte, al orientarse continuamente hacia el sol, presentan una mayor superficie
enfrentada al sol que los paneles planos, por lo que recogen más energía procedente de la
radiación solar que aquellos En una región muy soleada y seca, esta ventaja compensa la
pérdida de la radiación difusa a la que hemos aludido.
El inmenso interés de la obtención de la electricidad mediante procesos fotovoltaicos
estriba en que, a pesar de la producción industrial compleja y sofisticada de los paneles
solares, una vez conseguida su comercialización a precios asequibles, pueden adaptarse e
instalarse en un gran número de aplicaciones diversas. Incluso puede hacerlo el propio
usuario. Pueden modularse hasta obtener la potencia necesaria en cada caso concreto y
pueden proporcionar energía eléctrica hasta en los lugares más alejados. Con ello
proporcionan al consumidor una interesante autonornia de acción y posibilitan una no
menos interesante descentralización territorial.
Hasta ahora, las células solares sólo tienen un cara activa. Se han desarrollado células
solares activas por ambas caras, que aprovechan no sólo la radiación solar incidente, sino
también la reflejada. De este modo se han conseguido rendimientos efectivos del orden del
22,5%.
El interés de los países desarrollados por esta forma de energía es evidente. Se trata
de un mercado ciertamente impresionante. La industria que trabaja en este sentido es
extraordinariamente dinámica. En los Estados Unidos, gracias a una inversión federal de
150 millones de dólares por año durante 10 años, se piensa llegar a una producción de
2.000 MW/año en 1.988. También la CEE tiene en marcha un programa de investigación y
desarrollo de unos 10 millones de dólares anuales desde 1.979 hasta 1.983. En Francia, la
producción se dobla anualmente. En Italia, Alemania e Inglaterra existen también sendos
programas de investigación y desarrollo a largo plazo.
No cabe duda de que la energía solar fotovoltaica jugará un importante papel a partir
del momento en que la industria pueda producir grandes superficies de fotopilas a bajo
precio. Hoy en día la investigación trabaja con vistas a cuatro grandes orientaciones:
1. Perfecccionamiento de la producción de las fotopilas de silicio, mediante la
producción en serie, o la investigación de nuevas técnicas de purificación.
2. Utilización de fotopilas de alto rendimiento (20-30 10). Su precio más elevado se
compensa empleando concentrador es.
3. Utilización de fotopilas de bajo rendimiento (10%), más baratas.
4. Búsqueda de materiales y procedimientos inéditos.
Así, por ejemplo, por medio del proceso de banda de borde estabilizado ( ESR )
inventado por Emanuel Sachs, el metro cuadrado de células sale a 4.000 pesetas, para una
eficiencia del 10%, la habitual en el mercado. Este procedimiento consiste en fabricar un
cristal de silicio en una banda continua de hasta 4 metros de longitud, 2,5 cm. de anchura
(se espera llegar a los 10 cm.), de 4 a 300 milésimas de milímetro de grosor, a una
velocidad de 2,5 a 15 cm. de banda por minuto (se espera llegar a 30 cm. por minuto). Si
antes hacían falta 35 kg. de silicio puro para obtener 7,5 kg. de células que dieran un
kilovatio, ahora bastan 5 kg de silicio puro para fabricar 4 kg. de células y la misma
potencia eléctrica.
Según el profesor británico Neville Mott, premio Nobel de física en 1977, "la energía
solar es la única salida a la actual crisis energética. Transformar la luz solar en electricidad
es una tecnología bastante vieja, pero las siliconas amorfas pueden abaratar
considerablemente esta producción. El principio consiste en cubrir enormes áreas de un
material que pueda absorber la luz solar. La silicona amorfa es un semiconductor no
cristalino que tiene la propiedad de absorber prácticamente toda la luz solar que recibe, lo
que no sucede con otros materiales que sólo absorben algunos colores del prisma
Por tanto, se podría cubrir grandes superficies de terreno improductivo con una
película de silicona amorfa para conseguir con la tecnología adecuada energía eléctrica a
partir de la luz diurna. No hay nada mágico en esto, y podría reducir el coste de un kW a
una décima parte de lo que cuesta la electricidad producida a partir del carbón o del
petróleo . Además, tiene la particularidad de no ser peligroso. Es, probablemente, la forma
menos peligrosa de producir electricidad . "
En España, el Instituto de energía solar de la universidad de Madrid está investigando
nuevos sistemas de concentración fotovoltaica y la construcción de células de absorción
por las dos caras, dos de los campos más prometedores para aumentar el rendimiento y
reducir los costes a corto plazo Otro paso importante de la tecnología española será la
central fotovoltaica de 100 kW. mediante células planas y concentración estática, una de
las primeras centrales de este tipo en el mundo.
Los tableros de fotopilas constituyen el elemento fundamental, pero para que resulten
prácticos se necesitan otros elementos más, como por ejemplo un sistema de
almacenamiento, es decir, baterías, y un convertidor para obtener corriente alterna .
El precio definitivo que interesa al púbico es el precio de la " potencia nominal " del
generador, es decir, el de la potencia que el generador puede proporcionar durante la
fracción del día en que hay luz suficiente. El precio del kW nominal depende pues, de una
tasa de utilización que está relacionada esencialmente con la situación geográfica.
La evolución de los precios depende de muchos factores esencialmente políticos y
entre ellos de la actitud del capital, que, a pesar de las dificultades y de los innegables
peligros, continúa apostando por la energia nuclear.
Bajo la influencia de la opinión pública, los Estados Unidos se han fijado un vasto
programa a realizar en el transcurso de los próximos años:
[Taula]
Como comparación, recordemos que un reactor nuclear proporciona unos 1.000 MW
Por lo que 50.000 MW equivalen a 50 reactores nucleares!
Otros países, como por ejemplo Suecia, tienen elaborado un minucioso plan ("Suecia
Solar") que va a permitirles ser totalmente autosuficientes en materia energética en un
futuro próximo (año 2015), a partir de las energías renovables del sol...
Las células solares son aún caras, pero el progreso de la física de los materiales puede
hacer de ellas en algunos años una de las soluciones óptimas para las necesidades de
energía de amplias zonas de nuestro planeta. En cuanto al precio de las fotopilas, puede
muy bien suceder lo que ocurrió con los transitores y lo que está ocurriendo hoy con los
circuitos impresos y sus aplicaciones en el sector de las calculadoras y los
microordenadores, campo en el que la evolución de las técnicas de la electrónica ha
permitido caídas de precios vertiginosas.
Y puestos de nuevo a mirar hacia un horizonte más lejano y rozando casi los límites
de la ciencia ficción, las empresas Boeing, Lockheed y otras de parecida envergadura
tienen proyectos para montar en el espacio gigantescos satélites de 30 km. de longitud por
6,5 de anchura y de unas 11,000 Tm, de peso cada uno, con inmensos colectores
ensamblados totalizando 14 000 millones de células solares colocadas en órbita
geoestacionaria a unos 35.000 kilómetros de altura, Fuera de la atmósfera terrestre, la
energía solar es 15 veces mayor de la que llega a nosotros. Además se puede aprovechar la
insolación todo el día, puesto que no hay problemas de nocturnidad, por lo que puede
acrecentarse el rendimiento considerablemente Desde los satélites se transmitiría la energía
en forma de microondas hasta una gran antena receptora terrestre de unos 10 km. de
diámetro, que la transformaría en electricidad con potencias de 5 a 10 Gigavatios,
comparables a la producida por 5 a 10 centrales nucleares. El coste del invento se ha
evaluado entre los 40 y los 80 billones de dólares. Aparte de lo que significa esa enorme
suma de capital inmovilizado, el catedrático de óptica de la universidad de Arizona, Dr.
Aden Meinel, al conocer los pormenores de la idea, manifestó que la onda del satélite
"podría convertirse en un arma de poder inimaginable capaz de destruir ciudades enteras".
El presidente de los Estados Unidos, tras el accidente nuclear de Three Mile Island,
aprovechó la coyuntura para proponer que se destinaran 140.000 millones de dólares para
los primeros estudios del proyecto!

LAS CENTRALES SOLARES
Una vez visto que es factible producir electricidad a partir de la energía solar , el
siguiente paso es la producción a una escala adecuada. Por el momento los sistemas más
desarrollados son los métodos indirectos por conversión térmica que consiste en utilizar el
calor solar para producir vapor y utilizar éste para accionar una turbina y ésta a su vez
para accionar un generador.
Actualmente los países industrializados están dedicando atención a las centrales de
mediana potencia (500 kW), sobre todo con vistas a la construcción de centrales de
potencia superior a varios megavatios. En este campo, el aprovechamiento de la energía
solar ha pasado de la fase experimental a la construcción de plantas piloto para estudiar,
no ya con criterios de investigación, sino de perfeccionamiento tecnológico, una mayor
rentabilidad de la inversión y de rendimiento de las instalaciones.
En varias zonas del mundo se han instalado plantas de uno u otro tipo. Como es
lógico, han influído de forma definitiva en la elección de los lugares las características
climatológicas y los niveles de insolación.
Así, en marzo de 1.982, se ha instalado en la Mancha, cerca de Ciudad Real, una
" central de convección ascensional ". Se trata de un invento desaprovechado durante más
de 40 años: alrededor de un tubo vertical de 200 m. de altura se extiende una enorme capa
de plástico transparente de casi 5 Ha. de extensión. Al pie del tubo hay un molino de
viento conectado a un generador. El sol, por efecto invernadero , calienta el aire debajo del
plástico. Este aire, caliente y, por lo tanto, más ligero, puede escapar por el tubo, donde
impulsa el molino de viento . La corriente ascensional se ve reforzada por el efecto de
chimenea.
A pesar de su gran extensión, la turbina no produce más que 50 kW, tanto como un
automóvil mediano. Pero ésta no es más que una instalación piloto: se ha calculado ya la
central de convección ascensional de I MW, con una torre de 900 m. de altura y una carpa
de 20 km. de diámetro.
Más frecuente es otro tipo: la central electrosolar o torre solar . Está formada por un
campo de espejos orientables (heliostatos) que concentran la radiación sobre una caldera
situada en lo alto de la torre en cuestión. Las temperaturas alcanzadas dependen de la
superficie y del número de espejos instalados. En los modelos más desarrollados, los
espejos comunican cerca del 70% de la energía que reciben a la caldera de vapor.
Posteriormente, entre el 30 y el 40% de la energía llegada a la caldera por este
procedimiento se transforma en electricidad , tal como ocurre en una central térmica .
El mes de mayo de 1.980 se inauguró en Adrano, Sicilia, una central de este tipo,
denominada Eurelios, para producir electricidad . La central, de 1 megavatio de potencia,
está ya conectada a la red italiana. Ha costado aproximadamente 24 millones de dólares.
En los EUA se pone en funcionamiento a principios de esta década la central solar
más grande del mundo. Está situada en pleno desierto de Mojave, en el sur de California,
cerca de Barstow, y tiene una potencia de 10 MW generados por una turbina impulsada por
vapor a unos quinientos grados.
La estructura de la central es muy sencilla, mucho más sencilla que la de las centrales
térmicas tradicionales. Se compone de una torre de 100 metros de altura que recibe los
rayos solares reflejados por unos doscientos espejos en forma de mariposa con alas de seis
metros de altura. Dispuestos formando círculos concéntricos, se extienden sobre 40 Ha.
Guiados por un ordenador, siguen el recorrido del sol para recibir en cada momento la
máxima intensidad de sus rayos.
El presupuesto es de 139 millones de dólares, aportados por la Compañía de
Electricidad Edison y por las ciudades beneficiarias, entre ellas Los Angeles. Al principio
será una electricidad más cara que la de las centrales clásicas,- aunque pronto resultará
más barata, ya que el mantenimiento y funcionamiento de una central de este tipo costará
bastante menos que los de las centrales convencionales, y no necesitará consumir ningún
combustible.
Por el mismo funcionamiento se regirá la central "Thémis", en Francia, de 2 MW de
potencia.
En la plataforma solar de Almería se está construyendo el proyecto CESA-I, de un
megavatio de potencia, bajo la dirección de la Comisaría de Energía. El proyecto quedaría
terminado en 1981 y sería de características similares y de igual potencia que la central
italiana. Estaría formado por 273 heliostatos de 36 m2 cada uno sobre una superficie de
10.667 m2, con una torre de 50 m. de altura. La caldera colectora es del tipo de cavidad
con obertura lateral y por ella circula vapor de agua como fluido portador de calor. La
temperatura de trabajo es de 520 C con una presión de 100 atmósferas. Dispone de un
sistema de almacenamiento con una capacidad de 3.000 kWh. El presupuesto es de unos
1.300 millones de pesetas, el 80% de los cuales ha sido aportado por empresas españolas.
Las empresas eléctricas españolas, junto con un consorcio alemán y encabezadas por Inter-
Atom, están desarrollando además en Badajoz el proyecto de construcción de una central
solar que utilizará gas a alta temperatura como elemento de generación de calor, producida
por energía solar .
El Centro de Estudios de la Energía colabora junto con ocho países miembros de la
A.I.E. en la construcción de otras dos plantas de 500 kW. Una de ellas utilizará el sistema
de torre central de 43 m. y un campo de 148 heliostatos. La caldera empleará sodio como
fluido de transferencia del calor. La segunda unidad, tipo granja solar, emplea un conjunto
de colectores cilindroparabólicos que han entrado recientemente en servicio. La inversión
de estos proyectos es de 820 millones de pesetas y se espera que produzcan más de un
millón de kW/año.
Una segunda solución, adaptada a escalas más pequeñas, es la llamada granja solar.
A diferencia de las torres, la función captora se realiza mediante un conjunto de colectores
distribuídos a manera de pequeñas centrales colocadas en batería . En este caso la energía
se concentra mediante colectores planos, parabólicos o cilindro-parabólicos y,
opcionalmente, por una combinación entre ellos. Aunque los rendimientos de estas
centrales son inferiores a los obtenidos por las de tipo torre, se adaptan mejor a un
suministro descentralizado de energía y al empleo en el intervalo de las temperaturas
medias Ya que la temperatura en cada captor es menor, se sustituye el agua como fluido
transmisor por líquidos orgánicos que se evaporan a bajas temperaturas.
En Alemania se ha procedido al desarrollo de una instalación de granja solar que
emplea exclusivamente colectores concentrador es. Estos alcanzan temperaturas de
proceso máximas de 250 a 400 C con rendimientos de más del 10%. Estas temperaturas
permiten el empleo de motores, turbinas o hélices de tipo convencional accionadas por
vapor de agua.
Este tipo de centrales admiten un diseño modular que permite componer
instalaciones de entre un 10 y un máximo de 1.000 kW, lo que las hace especialmente
interesantes para un amplio margen de usos descentralizados.
Desde hace varios años, una empresa francesa fabrica y vende unidades de pequeña
potencia, de 25 a 250 kW, que han alcanzado notoria difusión en los países del Tercer
Mundo, especialmente en las zonas rurales donde no llega electricidad convencional. Como
vimos, tienen un interesante uso combinado para producir electricidad doméstica y para
bombeo de agua con fines agrícolas. Estas unidades de pequeña potencia son también
modulables a la escala conveniente y resultan perfectamente adecuadas para cubrir las
necesidades energéticas de pequeñas y medianas comunidades rurales en las zonas áridas y
semiáridas del mundo. Funcionan con colectores planos que evaporan un líquido orgánico
de bajo punto de ebullición, que acciona una turbina , y que luego se condensa para reiniciar
el ciclo.
Es patente el interés de los paises industrializados en desarrollar centrales solares de
potencia suficiente como para generar electricidad que pueda ser conectada a la red de
distribución comercial.

ESTANQUES SOLARES
Para almacenar el calor de la radiación solar durante grandes períodos de tiempo, se
puede utilizar grandes estanques de agua, de poca profundidad, con el fondo negro. Los
estanques pequeños no son efectivos a causa de las grandes pérdidas que sufren por los
bordes Sin embargo, en estanques muy grandes, estas pérdidas se convierten en
relativamente poco importantes y el calor absorbido por el terreno situado debajo no se
pierde porque la tierra seca es muy mal conductor del calor. El calor que pase al suelo se
puede recuperar cuando baje la temperatura del agua en la piscina. Para subir la
temperatura del agua del estanque a su punto normal se necesitan varios dias.
En un estanque normal, la evaporación del agua superficial impide alcanzar
temperaturas altas. Por eso se utilizan distintos medios para evitarla, como una película
superficial de aceite, etc.
En Israel se han construido estanques de almacenamiento de calor de un metro de
profundidad, con el fondo negro, que se llenan con una salmuera concentrada que se
obtiene como residuo de las salinas del mar Muerto. La salmuera se recubre con una capa
de agua dulce. La gran diferencia de densidad entre las dos capas de agua impide que la
salmuera suba a la superficie una vez calentada por el sol. De esta manera se consigue un
estanque de agua con el fondo caliente y la superficie más fría, lo que produce la
evaporación del agua en la superficie y la pérdida de calor consiguiente. Tras varios días de
calentamiento solar, el fondo del estanque hace subir la temperatura de la salmuera hasta el
punto de ebullición del agua. Mientras no se renueva el estanque, el calor se conserva
bastante bien. Una parte del calor se pierde por conducción a la tierra, pero más tarde puede
recuperarse. Unos serpentines colocados en el fondo del estanque proporcionan vapor a
baja presión para mover una turbina , que produce así electricidad noche y día con la
radiación solar .
En Israel, en Enboquec, junto al mar Muerto, existe un estanque solar de este tipo
que proporciona 300 kW. de electricidad . Para 1.982. Israel ha previsto poner en marcha
una planta de 5.000 kW. y prevé que con una superficie de 400 km2 proporcionará toda la
energía que necesitará el país en el futuro. Este tipo de colector es de muy bajo rendimiento
(de un 5 a 10Vo), pero su coste es mínimo, puesto que pueden aprovecharse estanques y
lagós naturales. Con la enorme ventaja con respecto a otros tipos de central solar de llevar
incorporado un sistema acumulador con capacidad para casi un año de utilización

EL HORNO SOLAR DE ODEILLO
(Font Romeu, Francía)
Poco después de la segunda guerra Mundial, los investigadores del C.N.R.S.
empezaron a interesarse por los trabajos realizados por Lavoisier en el año 1.772 en el
campo de las altas temperaturas obtenidas por concentración de la energía solar Este
interés condujo finalmente, en 1.970, al horno solar de Odeillo, de 1.000 kW. de potencia.
Toda esta potencia puede concentrarse en un círculo de unos 50 cm de diámetro, y permite
trabajar y experimentar en el campo de las muy altas temperaturas (2.500 a 4.000 C),
difíciles de alcanzar por otros medios; además, se logran de una forma totalmente limpia y
exenta de contaminación
Los espejos primarios, en número de 63, están formados por 180 piezas montadas
con gran precisión sobre un bastidor metálico. Al estar situadas en una ladera no se
interfieren unas con otras. Están dotadas de un mecanismo hidráulico comandado por un
sistema ópticoelectrónico capaz de mantenerlas orientadas con un error no mayor de 1
minuto de arco. Ya que cada uno se controla independientemente de los demás, desde la
sala de mandos se puede graduar la potencia del foco, orientando únicamente el número
de espejos necesarios.
El paraboloide secundario de 40 m. de altura por 54 de ancho tiene una distancia
focal (separación entre el centro del paraboloide y su foco) de 18 metros. Su eje focal,
orientado al norte, se halla a 13 m. del suelo. Se construyó con 9.500 espejos planos de 45
cm. de lado ligeramente curvados.
El método de explotación es mixto. Se efectúan experimentos por cuenta propia, en
equipo con otros centros públicos y privados y a veces, en régimen de alquiler a empresas e
instituciones interesadas, ofreciendo en todo momento asistencia técnica.
El horno solar es un prototipo adecuado para numerosas investigaciones. Además de
la solar propiamente dicha, se efectúan todo tipo de investigaciones que precisan
temperaturas muy altas. Por ejemplo, el comportamiento de cabezas de vehículos
supersónicos, purificación de materiales por volatilización, preparación de óxidos
refractarios de alta pureza, determinación de las propiedades eléctricas de materiales sin
riesgo de interferencias electromagnéticas, etc. Además, se investiga la obtención de
materiales y dispositivos utilizables para la conversión de la energía solar en energía
térmica y eléctrica.
La luz solar focalizada tiene también aplicación práctica en la consecución de
reacciones fotoquímicas que pueden producir materiales de alto precio.
También se fabrican crisoles ultrarrefractarios por medio de un horno centrífugo. En
este, la parte del crisol fundida está sostenida por el polvo refractario que todavía no se ha
fundido, por lo cual no existe contaminación química alguna. Es probable que en el futuro
se le descubran nuevas aplicaciones.

LA ERA SOLAR
En el campo de la energía, la década de los 70 nos ha legado una herencia más bien
sombría. Las necesidades industriales, la vida de las grandes urbes, y el desarrollo de la
industria de la automoción devoran cada día mayores cantidades de energía, como un
enorme dragón de siete cabezas que exigiera un tributo siempre creciente para calmar su
hambre insaciable.
Por otra parte, las reservas de recursos energéticos suponen un límite al crecimiento.
El petróleo ha dejado de ser un bien barato y abundante y se ha convertido en un preciado
producto que amenaza con agotarse en fecha no demasiado lejana, si continúa el actual
ritmo de explotación. Lo mismo puede ocurrir con los demás combustibles fósiles ( carbón
y gas natural ).
La política de nuclearización que aparecía como una solución segura hace 10 años,
ha tropezado con serias dificultades que han hecho recapacitar a las autoridades
energéticas de los paises más avanzados.
Además de los importantes problemas de contaminación , aún no totalmente
resueltos, y de estar ampliamente contestadas en todo el mundo por su peligrosidad, las
reservas de uranio son también limitadas y mucho más reducidas incluso que las de
petróleo o carbón . De ahí que los costos crecientes tanto del combustible como de las
medidas de seguridad aumentan continuamente el precio de la electricidad nuclear .
Por todo ello se ha despertado en el curso de los últimos años una corriente de
interés hacia la energía solar tanto en los países altamente industrializados como en los
que se encuentran en vías de desarrollo. Se han puesto de manifiesto sus atrayentes
cualidades físicas: es abundante, renovable y no contamina.
La cantidad de luz solar que llega a la tierra en un día representa la cantidad de
energía que toda la humanidad consume ahora en tres años.
La importancia del tratamiento solar no es fortuita ni un capricho de los ecologistas.
El sol nos envía anualmente un volumen de energía 10 veces superior a todas las reservas
conocidas. Además, la utilización de esta enorme cantidad de energía no supone ninguna
degradación en nuestro biosistema. No produce explosiones ni radiactividad, ni
contaminación de ningún tipo, la utilicemos o no.
Ya hemos visto en capítulos anteriores que la energía solar es adecuada desde el
punto de vista termodinámico para cualquier tarea necesitada de calor o fuerza. Por otro
lado, gracias a la gran diversidad de aplicaciones directas, los diferentes modos de usar la
energía solar pueden adecuarse perfectamente a la mayoría de las necesidades, y evitar el
despilfarro y el coste de grandes sistemas de distribución.
Aunque el sol no brilla igual en toda la Tierra, la energía solar se reparte
naturalmente por todo el territorio en el que vive la mayoría de la humanidad. La solar es
una energía distribuida, y precisamente la densidad energética es mayor en las zonas
tropicales, áridas y semiáridas del mundo, es decir allí donde quizá más falta haga hoy la
energía, por lo que puede ser un instrumento óptimo para el desarrollo de las áreas
deprimidas del mundo. El hecho de que la radiación solar se extienda de manera tan difusa
por la superficie de la Tierra es precisamente lo que la hace capaz de acomodarse
térmicamente a una amplia serie de trabajos cuando se la concentra en el grado requerido,
y acomodándola con precisión a una tarea dada. Esto puede conseguirse sin combustión
química y sin la inevitable liberación de sustancias nocivas para el medio ambiente . Se la
puede aplicar de un modo efectivo _primero en una etapa de combinación con las
fuentes convencionales y, en su momento, sola_ a las necesidades tanto de un hogar
como de una ciudad. Por lo demás, ofrece un amplio margen de opciones, puesto que se
acomoda perfectamente tanto al desarrollo local o regional como al nacional. La energía
solar se adapta perfectamente a un uso descentralizado de pequeñas o medianas
instalaciones dispersas por el territorio. Instalaciones que pueden ser gestionadas por los
propios usuarios tanto a nivel local y municipal como regional, suscitando además una
cierta independencia con respecto del todopoderqso sector energético actual.
La energía solar puede ser el elemento que propicie profundos cambios en la
ordenación del territorio, al favorecer el desarrollo de la sociedad rural, permitir una
explotación más eficaz de la agricultura y la ganadería, descentralizar las instalaciones
industriales y colaborar a una urbanización más extendida y repartida frenando la actilal
tendencia hacia la concentración en grandes conglomerados industriales de buena parte de
la población rural del mundo.
A menudo se considera que la energía solar es gratuita porque nos llueve del cielo
en casi todas partes. Por eso, a muchos les ha extrañado que no se utilizara esta fuente
enorme e inagotable desde hace tiempo para proporcionarnos a un costo apreciable toda la
energía que necesitamos. Como por sí misma la energía del sol no cuesta nada, el factor
primordial es el coste del equipo necesario, que varía ampliamente entre los distintos
sistemas de captación y utilización. Puesto que el precio de los combustibles va en
aumento, una inversión de capital para ahorrar y producir energía sin adquirir combustible
es un eficaz medio de combatir la inflación. La tecnología solar es precisamente esta clase
de inversión.
De hecho, hace más de 100 años que se conocen dispositivos para aprovechar la
energía solar . Kircher, en el siglo XVII Buffont y Lavoisier, un siglo más tarde, utilizaron
sistemas concentrador es para fundir diversos metales. Este último anunció ya entonces
que los combustibles convencionales irían algún día en declive y que habría que optar por
la energía solar por resultar más ventajosos los dispositivos solares y mucho más limpia la
fuente de calor. En 1.796, el francés De Saussure utilizó el principio de invernadero para
conseguir temperaturas de más de 100 C. En la Exposición Universal de París de 1.879,
Muchot exhibió una prensa tipográfica accionada por motor solar, en la que imprimió en
una hora 500 ejemplares de un folleto de divulgación titulado "Le Soleil". Un año después
utilizó un motor similar para bombear agua.
Hombres como Ericson y Bessemer, que desempeñaron un importante papel en la
fase pionera de la industrialización, se interesaron por el desarrollo de máquinas solares.
Bessemer, inventor de un procedimiento para la obtención de acero, construyó en 1.868
un horno solar con el que fundió importantes cantidades de cobre y zinc. Ericson, inventor
de la hélice de barco, construyó un motor de vapor asociado a un concentrador cilindro-
parabólico. Shuman y Boys instalaron en 1.913 un sistema de este tipo para la irrigación,
de 100 HP, en Egipto. En el desierto del norte de Chile se construyó en 1.872 un
destilador solar de unos 5 km2 para proporcionar agua destilada a partir de agua salina,
que produjo unos 24.000 litros diarios durante 40 años.
El inglés G. Eneas desarrolló en Estados Unidos otro motor de vapor de 4,5 HP, que
usaba como reflector una sección cónica. Entre 1.902 y 1.908 se desarrollaron también
motores solares de vapor de varios caballos de fuerza para el bombeo de agua.
Todos estos tempranos experimentos y otros más se dejaron de lado a causa de la
generalización del uso del petróleo .
Todavía hoy, transcurridos unos cuantos años de crisis energética, la energía solar
continúa siendo la pariente pobre en el reparto de inversiones. Sólo en los últimos años se
ha empezado a comercializar sistemas de utilización, sobre todo en el campo de las bajas
temperaturas. La investigación es relativamente reciente y cuenta con recursos insuficientes
dada la tremenda importancia de la energía solar como fuente alternativa de recursos
energéticos en una situación de crisis como la que atravesamos.
Los enormes esfuerzos de los países desarrollados se han dirigido al complejo
nuclear, mientras que se ha relegado a la categoría de anecdótico lo referente a la
promoción de lo solar.
"Ciertamente podemos hablar de la era de la energía solar de forma más acertada que
cuando lo hicimos de la energía atómica hace 25 años..." decía Schlesinger, secretario de
estado norteamericano, en octubre de 1.978. A pesar de numerosas declaraciones como
ésta, los gobiernos de los países industrializados prevén una pequeña participación de la
energía solar en el abastecimiento energético de la mayoría de países en los próximos años.
Desde que en 1.952 el informe Paley dictaminó para el presidente Truman que la
energía solar podría jugar un papel más importante que la fisión nuclear en la producción
de energía, en todas partes se han ido sucediendo multitud de otros informes, oficiales o
no, alabando las inmensas posibilidades de la energía solar . Pero el hecho es que hoy en
día hay en el mundo más de 240 reactores nucleares instalados y en funcionamiento, para
proporcionar menos del 6% de la electricidad mundial. Como sostiene, entre otros, el
conocido biólogo E. Broda "... es verdaderamente un escándalo que para el desarrollo de
la energía solar se aporte tan poco interés y tan escasos medios, en comparación con los
que se destinan para la energía nuclear ..."
Como puede comprobarse en el cuadro anterior, el total de la inversión solar
representa sólo un 3,4% de la realizada por estos países en la investigación nuclear.
Aparte de los EEUU, sólo Suecia y Canadá mantienen unos coeficientes
significativos, aunque siempre muy por debajo de la dedicación nuclear.
En el conjunto de los países occidentales, el programa nuclear entre 1.975 y 1990
representa entre un billón y billón y medio de dólares.
Con estas inversiones sólo se crearán un millón de puestos de trabajo. Cada puesto
de trabajo costará veinte veces más de lo que cuesta en el conjunto de la industria
norteamericana y cien veces más de lo que cuesta en agricultura. Diversos estudios
realizados al respecto indican que la misma inversión en conservación y en energía solar
proporcionaría de cuatro a seis veces más empleos.
A tenor de estos datos podemos afirmar, pues, que el esfuerzo inversor e
investigador que históricamente se ha realizado con la energía nuclear no puede
compararse con la poca atención dispensada a la energía solar .
Entre otras razones capaces de ayudar a explicar este hecho, no se debe olvidar que
existe una diferencia fundamental entre la energía solar y la energía nuclear : la energía
solar todavía no puede utilizarse para fines bélicos, mientras que una central nuclear es
una fábrica de bombas atómicas en potencia.
Lo que resulta evidente es que las grandes empresas productoras de energía, ya sean
petroleras, ya compañías eléctricas, se interesan por la grandes inversiones para producir
grandes potencias que venderán a través de una compleja red de distribución previo paso
por un contador. El negocio de las grandes compañías del sector consiste en vender
energía, no en ahorrarla, ni mucho menos contribuir a financiar una tecnología para que el
usuario se independice de ellas generando la energía que necesita a través de las fuentes
renovables disponibles.
De la mano de las grandes empresas, la energía en general, y especialmente el
petróleo , van a ser cada vez más caros y escasos. Así, en plena "crisis" energética, las
grandes compañías del sector, que se han convertido paradójicamente en los máximos
consumidores de energía, están alcanzando beneficios que no se consiguen en ningún otro,
a la vez que las grandes compañías petroleras están obteniendo los beneficios más
gigantescos que el mundo haya conocido desde el comienzo de la revolución industrial.
La solar, por ser una energía radiante, resulta efímera a menos que se use. Se
transforma con rapidez en calor, perdiéndose el espacio. No ocurre con ella lo que con el
petróleo o el uranio. La luz del sol no es un artículo que se pueda comprar o vender, ni
puede ser poseída tampoco. El sol es patrimonio colectivo, no es propiedad de ninguna
multinacional ni puede serlo... Por lo demás, puesto que una gran instalación solar no
difiere básicamente de otra pequeña _sólo se trata de una mayor cantidad de colectores,
espejos o células_ no hay ventajas económicas significativas a ganar por el tamaño.
Por ello, el actual desarrollo de la tecnología solar está fundamentalmente supeditado
a aquellos sistemas capaces de "producir" grandes cantidades de energía de un modo
centralizado para su posterior distribución y venta a través de un contador.
Como puede apreciarse, los obstáculos para el despegue de la energía solar no son
científicos, ni siquiera técnicos, ni incluso económicos. La era solar ofrece una posibilidad
que no ha cabido plantearse con ningún otro tipo de energía. Esta es la descentralización y
la autonomía que permite la potenciación de zonas que hasta ahora se encontraban
prácticamente sin posibilidades para ello y la independencia del usuario.
Tantos informes posponiendo la llegada de la era solar al año 2.000, ¨no se deberán
quizás a que no se presta todavía a una producción centralizada y en gran escala?

ENERGIA SOLAR INDIRECTA
La tierra y su envoltura atmosférica reciben continuamente 178.000 TW*
(teravatios) de radiación solar , o sea la potencia de 178 millones de las más grandes
centrales eléctricas.
El 77% de esta energía se refleja en la atmósfera, o la absorbe el suelo para
irradiarla después en forma de calor (radiación infrarroja). Los intercambios técnicos que
se producen entre las masas de aire desigualmente calentadas por la radiación solar dan
origen a los vientos.
La diferente distribución de la energía en la atmósfera influye en los movimientos
de aire. Cuando el aire se calienta tiende a subir, con lo que el aire más frío tiende a llenar
el hueco dejado por él. Por consiguiente, el viento es una forma indirecta de la energía
solar y el molino o el aerogenerador son artificios para capturarla y transformarla en
energía útil para el hombre.
El 23% restante de la energía solar es absorbido por el agua, contribuyendo así a la
evaporación y la formación de nubes. Cuando las aguas de la superficie terrestre o de los
mares absorben energía solar se calientan y una pequeña parte se evapora. El calor solar
proporciona la energía necesaria para extraer agua del océano en gran escala, agua que
pasa a la atmósfera para alimentar el ciclo hidrológico. El vapor de agua transportado a las
alturas por el aire caliente se condensa y se hace visible en las gotitas que forman las
nubes cuando llega a las capas más altas y frías. Incidentalmente surge la lluvia y cae agua
sobre la tierra, que puede retenerla durante un tiempo. Por tanto, la energía cinética del
agua en las corrientes que se precipitan por las montañas en busca de las zonas más bajas
es también una forma de la energía solar , que puede aprovecharse mediante una rueda de
paletas o un embalse hidroeléctrico
Apenas una fracción de milésima de toda esa energía que se disipa en el ambiente es
captada por las plantas, que la emplean en la síntesis de moléculas orgánicas complejas. Y
esta fracción no sólo mantiene toda la vegetación terrestre, sino que alimenta también a
todos los animales, incluso el hombre
Si se aprovecharan como alimento todas las moléculas orgánicas así producidas,
podrían colmar las necesidades nutritivas de una población mundial 200 veces más
numerosa que la actual. También la energía química que contiene equivale a 10 veces
nuestro consumo total de energía mecánica y térmica actual. Pero precisamente porque el
hombre no la "ha quemado" enteramente, esta energía ha podido acumularse a lo largo de
siglos y milenios en forma de humus y turba y en depósitos fósiles de petróleo , carbón y
gas natural .
Así pues, en la Tierra, la única forma química natural de almacenamiento de la
energía solar es la fotosíntesis , que convierte la energía de radiación absorbida por las
hojas verdes en energía potencial en forma de sustancias orgánicas que la planta produce:
nuestros alimentos, algodón, madera... son por tanto derivados de la energía solar .
El hecho básico de que la agricultura depende por completo de la energía contenida
en la materia orgánica producida por fotosíntesis y, en último término, del Sol, quedó
reconocido hace ya mucho tiempo en las prácticas agrícolas tradicionales. por ejemplo: un
principio establecido desde antiguo es el del mantenimiento de cultivos verdes en el suelo
durante el mayor número posible de meses del año. Así, se recurre a cultivos en secuencia
anual, comenzando por los que verdean en primavera, pasando por otros de verano y
terminando con los que permanecen verdes hasta bien entrado el otoño. Con ello se amplía
la captación de energía solar y la producción de materia orgánica que activa la vida del
suelo.
En la actualidad, de la totalidad de la energía solar transformada en materia
orgánica, el hombre utiliza aproximadamente un 1% para obtener energía y otro 1% para
alimentación, es decir, usa escasamente el 2% de la energía solar que cada día fijan las
plantas. Con sólo doblar ese 2% podría resolverse prácticamente todo el problema tanto
alimentario como energético de la humanidad.
Así pues, la conversión biológica de la energía solar (la agricultura y la silvicultura)
es uno de los mejores medios de que disponemos para captar y aprovechar la energía del
Sol.
"Charles E. Wilson, dirigente de la General Motors, que fue secretario de Defensa
de los EEUU desde 1.953 hasta 1.957, se permitió una vez burlarse de los investigadores
científicos refiriéndose a ellos como personas que no se interesaban por los problemas
prácticos y se preocupaban en cambio de cuestiones tan rebuscadas como el motivo de
que la hierba sea verde. Difícilmenete podría imaginarse una observación mas ignorante, o
ver claramente la insensatez de la actitud que suele designarse como "ser práctico".
Descubrir por qué la hierba es verde es comprender cómo actúa la clorofila, y si se
comprende esto, se tendrá conocimiento de una de las reacciones químicas fundamentales,
que hace posible toda forma de vida. Si la humanidad pudiese comprender esta reacción
dejaría pequeños los logros de todos los "hombres prácticos" que hayan trabajado alguna
vez en la General Motors, y el beneficio sería enorme." (Isaac Asimov, " Fotosíntesis ").

ENERGÌA EÓLICA
Como la energía solar de la que es un subproducto, la energía eólica es dispersa e
inconstante; pero una vez captada es limpia, inagotable y gratuita.
La noticia más antigua que se tiene de su aprovechamiento parece ser la de unos
relieves que datan de unos 5.000 años a.C., que muestran una embarcación que navega por
el Nilo movida por la fuerza del viento que hincha una vela.
Aunque no se sabe a ciencia cierta a cuándo se remonta el empleo de molinos de
viento para moler grano, se sabe que los egipcios ya los usaban 3.600 años a.C. y los
chinos los utilizaron hace más de 2.000 años. Hammurabi, señor de Babilonia en el siglo
XVII a.C., planeaba utilizarlos para bombear agua en un ambicioso programa de regadío.
Todavía hoy, y como hace milenios, se sigue usando las brisas suaves para separar la paja
y la cáscara de los granos de cereal.
Otro antiguo modo de utilización del viento fue para la climatización de viviendas.
En ciertas zonas del Irán, por ejemplo, se construían unas chimeneas de toma de aire que
daban a las casas cierta refrigeración, agua fría e incluso hielo en los calurosos meses de
verano.
Por otro lado, la fuerza del viento ha sido la única que el hombre ha utilizado para
navegar hasta hace poco más de un siglo, y es probable que vuelva a desempeñar un papel
importante tanto en el transporte de mercancías como en el de viajeros debido al constante
encarecimiento de los crudos.
En el siglo X operan ya los primeros molinos de eje horizontal en Occidente,
desarrollándose constantemente a lo largo de los siglos. Medios de frenar y recoger las
velas, mejoras en los engranajes y en la transmisión de potencia, convirtieron el molino de
viento, junto con el de agua, en uno de los ejes de la economía medieval. Una de las
innovaciones más ingeniosas fue la veleta de cola . Antes de su invención, la difícil y
peligrosa tarea de mantener las velas orientadas al viento tenía que hacerse a mano. En el
siglo XIV, los holandeses desarrollaron en gran manera la técnica de los aeromotores para
drenar las zonas húmedas. El tipo de molino mediterráneo, que con pocas variaciones
encontramos en las Baleares y en las islas griegas, es de diseño más simple que el
europeo, pero perfectamente adaptado a su función. Aún hoy en día, en Lassithi _el valle
de los molinos_, en Creta, pueden verse unos cuantos cientos de ellos en
funcionamiento.
El primer estudio sistemático sobre la eficiencia de los molinos lo realizó John
Smeaton, que dio a conocer el resultado de sus estudios ante la Royal Society de Londres
en 1.759. En su informe se decía que la potencia del viento es proporcional al cubo de la
velocidad y también establecía la forma que deben tener las aspas para conseguir el
máximo rendimiento.
A mediados del siglo XIX se utilizaban en los Países Bajos unos 9.000 molinos en
un amplio abanico de aplicaciones. A finales de siglo existían en Estados Unidos seis
millones de pequeños aeromotores y aerogenerador es, tanto para el bombeo de agua como
para la producción de electricidad . En Dinamarca, la industria utilizaba 3.000 molinos y
unos 30.000 se usaban en casas y granjas, es decir uno por Km.2. A principios del siglo
XX, de las 418 estaciones rurales danesas de generación de electricidad , 120 lo hacían
mediante el viento.
Los pequeños molinos de viento forman parte todavía hoy del paisaje rural de
muchas regiones. Generaban suficiente electricidad para satisfacer la demanda doméstica,
utilizando baterías para almacenarla. Hoy algunos bombean agua, principalmente para
regadío.
Con la llegada del uso generalizado del petróleo se abandona el viento como fuente
energética. El interés por los molinos persiste tan sólo en los períodos de guerra, cuando el
suministro de crudos escasea. Pero con la actual crisis energética, numerosos países han
reemprendido el estudio del aprovechamiento de la energía eólica , y construyen desde
pequeños aparatos de uso doméstico hasta centrales de gran potencia. En algunos incluso
existen diversos fabricantes que comercializan distintos tipos de aerogenerador es de
pequeña potencia.
En general, la tecnología de las máquinas movidas por el viento se desarrolla en la
actualidad en tres direcciones: los grandes aerogenerador es de 100 a 1.000 kW.
conectados a la red de distribución eléctrica; los molinos por el bombeo de agua y los
pequeños aerogenerador es de 25 a 5.000 W.
Se puede comparar la Tierra a una inmensa máquina térmica en la que el fluido
activo, la atmósfera, circula entre las zonas frías y calientes. Por esta creación de energía
mecánica debida a los desplazamientos del aire, existe en el espacio una gran cantidad de
energía recuperable. Por lo general, la energía eólica es una energía invernal, pues resulta
dos veces más abundante en la estación fría que en verano, lo que la hace complementaria
de la energía solar .
Por la noche, cuando el sol ha desaparecido, o cuando el cielo está nuboso, el viento
comienza a soplar o sigue haciéndolo. En lugar de oponerlos, es mejor asociar el sol y el
viento. Su comportamiento varía en sentido contrario en el tiempo: los mínimos de uno
tienen lugar, en nuestras latitudes, al mismo tiempo que los máximos del otro.
Existe un importante catálogo de vientos regionales; cada uno tiene su nombre, a
veces su leyenda y siempre sus características propias que lo hacen diferente de todos los
demás. Algunos son célebres como el mistral, el cierzo, la tramuntana, el siroco. A menudo
tienen ciertas regularidades. La mayoría de ellos se renuevan todos los días o en ciertas
estaciones. No cabe duda de que los explotables en condiciones óptimas son los vientos
diarios, perfectamente representados por las brisas de mar y de tierra. Permiten un
funcionamiento casi continuo, por lo que es muy rentable su utilización para activar un
molino o un aerogenerador . Por otra parte, debido a las irregularidades del viento, se hace
necesario el almacenamiento de la energía captada para paliar las penurias de los períodos
demasiado calmados. Y es obvio que, a mayor importancia del almacenamiento, mayores
serán los costos de inversión y más largo será el tiempo de la amortización.
La explotación de la energía no es rentable en ciertas condiciones. Es interesante
considerar la velocidad media anual del viento en el lugar escogido, así como el coste de
la instalación, comparado con el de una alimentación con otro tipo de energía.
Las máquinas eólicas se adaptan bien en los lugares aislados situados a distancia de
la red eléctrica. Pero no faltan los emplazamientos explotables. Los expertos estiman que
un lugar alejado más de 10 km. del alcance de la red puede equiparse con un
aerogenerador de un modo rentable siempre que la potencia eléctrica deseada no sea muy
grande.
El abaratamiento de los costes de construcción industrial de los aerogenerador es y
todo aumento de las tarifas públicas contribuyen a disminuir esta distancia, influyendo en
la rentabilidad. Una vez captada, la energía es gratuita y no cuesta nada. Una vez la
máquina y la instalación están pagadas, sólo intervienen los cuidados y gastos de
mantenimiento.
El viento se caracteriza principalmente por su dirección y velocidad. Depende del
emplazamiento geográfico del lugar elegido y de su exposición en relación al relieve del
ambiente. El emplazamiento está ligado a la latitud y altitud del lugar, y a la distancia que
lo separa del mar. El relieve juega un papel preponderante. Un suelo torturado por la roca,
los bosques y los edificios importantes son poco propicios para un viento regular.
El lugar elegido para la instalación del aerogenerador debe estar despejado y no
tener obstáculos de altura igual a la de la torre en unos 300 m. a la redonda. Los
obstáculos afectan al viento tanto si se encuentran delante como si están detrás del molino.
En lo alto de una colina, el viento es más fuerte que en el llano vecino. En ciertos
montículos de pendientes abruptas se crean en la cima turbulencias que los desaconsejan
como emplazamiento, Por el contrario, una pequeña colina redondeada es un lugar muy
favorable para la instalación. El aire se acelera de forma parecida a como lo hace al
contornear el ala de un avión y alcanza la máxima velocidad a unos 10-15 m. sobre la
cima, por lo que es contraproducente colocar la máquina eólica a mayor altura. También
hay que tener en cuenta que cuanto más alto, más expuesto estará a los relámpagos, que
pueden fácilmente dañar la parte eléctrica de un generador, por lo que es aconsejable
proveerlo de alguna protección en este sentido. Por otro lado, la altura de la torre estará
limitada por consideraciones económicas. Existe una altura a partir de la cual el mayor
coste no queda compensado por la ganancia de producción anual. Aunque de todos
modos, es interesante tener en cuenta que la velocidad del viento aumenta con la altura y
que a veces es suficiente elevar 10 metros la posición de un molino para que la potencia
que nos proporcione sea doble. No es aconsejable instalarla sobre el techo de una casa,
puesto que las turbulencias del aire provocan vibraciones que pueden resultar perniciosas
para el edificio.
Es esencial escoger el emplazamiento exacto en el que conviene plantar el soporte
del molino. Éste deberá captar en las mejores condiciones posibles la fuerza de los vientos
locales y estar cercano al lugar de utilización de la potencia que la instalación nos
proporcionará.
En primer lugar, debemos averiguar si las posibilidades ofrecidas por el viento en el
lugar escogido serán suficientes para satisfacer las necesidades de energía. A titulo de
orientación, un hogar medio suele consumir unos 4.000 kWh al año, aunque obviamente
puede variar mucho de un caso al otro.
Toda instalación racional debe estar precedida de una evaluación correcta del
"potencial" eólico del lugar escogido. Así, la primera inversión será hacerse con un
anemómetro , aparato destinado a medir la velocidad del viento. Luego explorar los
diferentes emplazamientos posibles a alturas variables, y ello regularmente en varias
estaciones.
En todos los aeropuertos y los observatorios meteorológicos se registra la velocidad
media del viento, así como su dirección prevalente desde hace años, por lo que existen
estadísticas fiables. se pueden pedir a los departamentos de meteorología; en España la
Sección de Publicaciones del Instituto Nacional de Meteorología, apartado 285, Madrid-3.
Los datos dados por una estación meteorológica cercana serán más o menos válidos
para nuestro emplazamiento según la similitud entre ambos sitios, pero pueden sernos
muy útiles para contrastar nuestras propias mediciones. Otro medio de información
consiste en escuchar regularmente los boletines meteorológicos de la emisora local de
radio. Algunos _no todos_proporcionan excelentes comentarios sobre el estado del
viento y sobre previsiones a corto plazo relativos a zonas precisas. En fin, hay que
observar el cielo y aprender de los viejos habitantes del lugar a leer el lenguaje del viento.
Por otro lado, se deberá efectuar un compromiso entre la regularidad de la potencia
proporcionada y su cantidad anual. Si damos prioridad a la regularidad de alimentación
escogeremos una pequeña máquina que aproveche la menor brisa a expensas de la potencia
proporcionada. Una máquina pequeña explotará los vientos peor que una grande: lo que se
gana en regularidad se pierde en potencia. En un lugar dado se jugará con la altura de la
torre y con el valor de la potencia instalada, siempre a partir de las necesidades energéticas
a satisfacer.

UN POCO DE CÁLCULO
Si designamos la velocidad del viento por V y el diámetro de la hélice es D, tenemos
la relación siguiente entre esos dos valores y la potencia máxima teórica P que puede
proporcionar la máquina:
P (watios) = 0,29 x D2 (metros) x V3 (metros/segundo)

Este valor de la potencia es el límite de Betz, del nombre del físico alemán que lo
dedujo. En la práctica sólo se recupera de un 30 a un 60% de la potencia máxima
expresada por la fórmula.
Recordemos que la potencia de una máquina eólica es proporcional al cubo de la
velocidad del viento. Lo que significa que si con un viento de 20 km/h conseguimos una
potencia determinada, con uno de 25 km/h. podremos obtener el doble.
Es interesante asimismo conocer la velocidad mínima del viento necesaria para que
las palas comiencen a girar, la llamada velocidad de arranque. Una eólica multipala
necesita una velocidad inferior a una de hélice puesto que la superficie ofrecida al viento
es superior en el primer caso.
La noción del viento nominal es muy importante. Las máquinas que se fabrican se
caracterizan por su potencial nominal, que es la potencia máxima realmente disponible
que garantiza el constructor, o sea la potencia máxima real que el aparato puede
proporcionar. A esta potencia corresponde una velocidad de viento particular llamada
" velocidad nominal " o "viento nominal".

POTENCIA PROPORCIONADA Y VELOCIDAD DEL VIENTO
Las velocidades del viento suelen clasificarse en tres categorías:
_ las velocidades por debajo del viento de arranque
_ las comprendidas entre el viento de arranque y el viento nominal
_ las superiores al viento nominal.
En el primer caso correspondiente al segmento de curva OA (ver fig. 46, arriba). El
viento no es suficientemente fuerte para que las palas giren. El segundo caso ilustrado por
la porción AB, el punto B representa el valor del viento nominal, para el que la potencia
garantizada es máxima. El aerogenerador puede girar largo tiempo y sin riesgo.
Para velocidades mayores que el viento nominal, la potencia proporcionada crecería
muy rápido con el cubo de la velocidad. Si así fuera, la velocidad de rotación de la hélice
seria tal que la máquina no lo resistiría. Por ello interesa controlar las velocidades
superiores al viento nominal; para ello los aerogenerador es están dotados de sistemas de
regulación como veremos un poco más adelante.

PEQUEÑOS AEROGENERADOR ES
En Europa y Estados Unidos, diversos constructores fabrican una gama importante
de aerogenerador es. Sus potencias nominales (potencias máximas garantizadas para el
viento nominal del aparato) varían entre 24 y 5.000 W. Son máquinas de hélice a menudo
(bipala o tripala) con eje de rotación horizontal orientado al viento por un timón. Están
concebidas para proporcionar electricidad por intermedio de un generador.
El precio de un aerogenerador depende de una cadena de accesorios que aseguran la
transformación, distribución y almacenamiento de la energía eólica , por lo que antes de
recurrir a esta fuente de energía debe meditarse el asunto.
El interés de los aerogenerador es de pequeña potencia está en la economía de energía
realizada a medio plazo, la no polución garantizada y la autonomía energética que
proporcionan.

HÉLICE
El captor es una hélice que suele ser bipala o tripala con calado variable o fijo. Esto
quiere decir que las palas pueden estar fijas o girar sobre su propio eje (ver figura 47). En
la mayor parte de los modelos, la hélice es de una aleación de aluminio inoxidable. En
otros, es de fibra de vidrio o incluso de madera. La hélice está sometida a condiciones de
funcionamiento extremadamente duras: intemperie, erosión, fuerza centrífuga, corrosión y
torsión a cada cambio de la dirección del viento.
La potencia proporcionada por un generador depende, como hemos visto en la
fórmula de Betz, de la superficie barrida por la hélice cuando gira. El número de palas no
interviene en este caso. Las hélices bipala, más ligeras, en principio giran más rápidas y
tienen un rendimiento más elevado que las tripalas, pero son más sensibles a las
vibraciones con menos ligereza cuando cambia la dirección del viento.
La longitud de las palas interviene en la potencia del ingenio. Determina también la
velocidad de rotación que no hay que sobrepasar para no averiar la hélice , notablemente
en el extremo de la pala, donde los efectos de la fuerza centrífuga pueden ser dramáticos si
se producen velocidades mayores. Para evitar las consecuencias de este peligro se
dispone, como veremos, de sistemas de regulación.
La anchura de las palas concierne a las condiciones de arranque del aparato. Cuanto
más anchas son, mayor es la superficie ofrecida al viento y más fácilmente comenzará a
girar la hélice .
El perfil es relativo a la forma del corte de una pala, o dicho de otro modo, a su
sección. Los técnicos han puesto a punto perfiles óptimos que aseguran los rendimientos
más elevados para una velocidad de viento dada.

REGULACIÓN Y PROTECCIÓN DE LA HÉLICE
Con el fin de reducir los problemas mecánicos debidos a los vientos demasiado
fuertes, para los que la máquina no ha sido concebida, existen dispositivos de regulación y
de protección. En el caso de una eólica multipala, si el viento es demasiado fuerte, la
máquina se para y se pone "en bandera", en el sentido del viento. Para los aerogenerador es
más simples, que no precisan de una velocidad de rotación constante, se procede del mismo
modo. Una pala hace bascular la hélice en el sentido del viento. Para los aerogenerador es
más simples, que no precisan de una velocidad de rotación constante, se procede del mismo
modo. Una pala hace bascular la hélice en el sentido del viento cuando éste es demasiado
rápido. Después de la borrasca, un resorte devuelve la hélice a su posición normal.
Los aparatos más sofisticados mantienen constante la velocidad de rotación para
vientos mayores que el normal por medio de un freno aerodinámico o por el calaje
variable de las palas, que ajuste el ángulo de ataque óptimo para velocidades del viento
mayores que la nominal.
El freno aerodinámico consiste en una especie de freno de mordaza o de tambor
montado sobre las palas fijas (de cala constante). Bajo el efecto de la fuerza centrífuga, el
freno se abre cuando la velocidad de rotación llega a ser importante, lo que la modera por
medio del rozamiento suplementario introducido. El dispositivo está concebido de manera
tal que la velocidad de rotación se estabiliza alrededor de la velocidad nominal del
aerogenerador .
El paso variable de las palas (calaje variable) se efectúa gracias a un sistema de
regulación mediante resortes. En reposo, el paso está colocado de tal modo que el perfil de
las palas presentado al viento es óptimo para facilitar el arranque con un viento débil.
Algunos modelos están equipados además con un freno mecánico de bloqueo que se
acciona manualmente desde el suelo.
La orientación de la hélice se efectúa gracias a dos elementos: el pivote rotatorio
generalmente montado sobre cojinetes y el timón. Éste está colocado en la cola del
aparato y solidario con ella. La superficie del timón debe calcularse de modo que la
máquina esté en disposición de "responder" convenientemente a todo cambio de dirección
del viento, sin por ello sufrir lo saltos de humor de un viento excesivamente caprichoso.

TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGIA EÓLICA EN ELECTRICIDAD
Adaptando un generador en la hélice podremos transformar la energía del viento en
corriente eléctrica. Este generador puede ser una dinamo que produce corriente continua,
o un alternador , que da corriente alterna .
La dinamo , más fácil de colocar y más barata, puede alimentar directamente una
batería de acumuladores que puede recuperarse de un automóvil usado. Envejece pronto y
peligra al calentarse cuando la velocidad de rotación de las palas aumenta.
El alternador puede resultar más caro, ya que debe tener incorporado un
multiplicador de velocidad, pues estos aparatos necesitan mayor velocidad de rotación que
las dinamos. Los alternador es de coche suelen ir provistos con los diodos rectificadores
imprescindibles para convertir la corriente alterna en continua, apto para cargar baterías.
Son más ligeros, más durables y a menudo preferidos a la dinamo en las pequeñas
instalaciones eólicas.

ALMACENAMIENTO Y APOYO
Durante los períodos en que el viento proporciona más energía que la que
consumimos, el excedente se acumula y será restituido cuando haya penuria de viento. Es
necesario calcular la capacidad de almacenamiento en base a las necesidades cotidianas
medias en energía multiplicadas por el número máximo presumible de días consecutivos
sin viento suficiente para ser explotado.
Una batería de acumuladores es cara, por lo que es interesante no
sobredimensionarla. Las necesidades medias deben conocerse perfectamente. El
acumulador de plomo parece el mejor adaptado para pequeñas instalaciones. Una batería
debe estar protegida por un sistema de control automático que impida:
_ de una parte, una descarga excesiva (se "saca" demasiado de la batería mientras
el viento no sopla), lo que conlleva una sulfatación de ciertas placas;
_ de otra parte, una sobrecarga demasiado prolongada (el viento sopla mucho más
y se "saca" poco de la batería ), lo que también dañaría los acumuladores).
Los constructores ofrecen cajas de control que tienen por función regular la carga y
la descarga de los acumuladores para eliminar estos riesgos.
El molino moderno no necesita más que un mínimo mantenimiento que consiste en
una verificación regular del estado de tuercas, tornillos y pernos, del funcionamiento de la
batería , del buen comportamiento de las articulaciones, del pivot, los rodamientos, del
multiplicador, del soporte, el engrase de las partes móviles y la tensión de los tensores.
Por otro lado, es aconsejable ligar el pilón a la tierra para proteger el aparato de las
descar gas eventuales del rayo.
La batería proporciona de ordinario corriente continua de 24, 48 ó 120 V. A 24 V se
adapta convenientemente la instalación eléctrica, puesto que a esta tensión la intensidad es
5,3 veces más elevada que a 120 v. para una potencia igual. Es necesario disponer de
aparatos domésticos concebidos para esta tensión particular Si la tensión de la corriente
contínua es de 120 v, se puede utilizar sin problema iluminación incandescente, mientras
que el empleo de aparatos electrodomésticos exige la compra de un convertidor de 120 v
continuo a 220 v alterno, convenientemente dimensionado para las potencias puestas en
juego.

OTROS TIPOS DE MOLINO
Los aparatos más corrientes son los que hemos visto hasta aquí, las máquinas de eje
de rotación horizontal. Pero existen igualmente eólicas de eje vertical como el rotor
Savonius y la eólica de Darrieus . El primero es de construcción sencilla y se basa en el
mismo principio con el que se construyen la mayor parte de los anemómetro s. Para un
modelo simple basta un bidón de gasolina cortado por la mitad como se ve en la figura 44.
La eficacia de este tipo de máquina es dos veces menor que la de los molinos de bombeo.
La ventaja es su simplicidad, su pequeño coste de fabricación y de instalación que no
necesita de ningún mecanismo de frenado para el caso de que la velocidad del viento
exceda la admitida por el aparato. Además arranca aún con vientos muy débiles y es
insensible a la dirección del viento. Poco importa que sople del norte o del sur o que
cambie de sentido: gira en todos los casos.
La eólica de Darrieus fue inventada en 1.930 por este ingeniero francés. Lo que la
distingue del rotor Savonius es que no puede arrancar por sí mismo. Asociando un
pequeño Savonius se elimina este inconveniente, pero la máquina se hace más pesada. La
eólica Darrieus tiene una velocidad de rotación elevada, lo que aumenta la potencia
recuperable. Su instalación sobre el suelo o sobre una torre no tiene grandes dificultades.
Las aspas tienen forma aerodinámica, como los de eje horizontal, y en los últimos años se
están investigando diversos prototipos que llegan incluso a los 200 kW.
Las pequeñas máquinas de 1 hasta 60 kW. se pueden realizar a un precio incluso
inferior que las eólicas clásicas de eje horizontal. La fiabilidad de los grandes aparatos
está aún en estudio. En EEUU los laboratorios Sandia de Nuevo México estudian y
comercializan eólicas de este tipo.

ENERGÌA HlIDRÁULICA
El uso de la energía hidráulica se remonta por lo menos a la época de los
romanos. El empleo de la rueda hidráulica horizontal , usada comúnmente para moler
cereales, hace su aparición durante el siglo I a. C. La rueda vertical lo hace en el siglo
IV d. C. y llegó a convertirse en una de las fuerzas motrices de la industrialización en
Europa después de la edad media. Durante los siglos XVIII y XIX, cuando su uso en
Europa se encontraba en su punto máximo, pasó a desempeñar un papel fundamental en
el desarrollo de los Estados Unidos, en aserraderos, centros textiles, etc.
Sin embargo, la generación de electricidad a partir de la fuerza hidráulica es un
fenómeno relativamente reciente y que hoy día constituye su principal aplicación. La
primera instalación importante se hizo en las cataratas del Niágara, Estados Unidos, en
1.895, con una producción de 3.750 kW. La tecnología para obtener su conversión a
electricidad es bastante simple. El agua que corre desde las regiones altas hacia el mar
se contiene mediante un dique para formar un lago de almacenamiento o embalse en un
lugar adecuado. Esto no es siempre necesario, como queda ilustrado en el caso de las
cataratas de Niágara, pero el medio más común y generalizado es detener el lento flujo
de un río con una presa para crear artificialmente una carga o caída de agua. Para
generar electricidad se abren las compuertas de la presa , forzando el paso del agua a
través de una máquina que transforma la energía cinética del agua en energía cinética
rotativa de un rotor. Éste está conectado a un generador que produce energía eléctrica .
El diseño depende de la altura a la que el agua cae sobre la instalación.
Hoy en día, y en general, la capacidad hidroeléctrica de los países desarrollados
no parece ofrecer muchas posibilidades de ampliación, puesto que los lugares óptimos
ya están siendo utilizados. Sin embargo, estas posibilidades son enormes en los países
en vías de desarrollo con un gran potencial por explotar. En cambio, en diversos países
europeos se está prestando atención a las pequeñas centrales hidroeléctricas que se
abandonaron al construirse los grandes embalses. De este modo se está procurando
modernizar las instalaciones para volver a ponerlas en funcionamiento. Otra técnica que
permite un mejor aprovechamiento de los recursos hidráulicos son las centrales de
bombeo que ya mencionamos en el capítulo dedicado al almacenamiento de la energía
solar. Si se establece una doble comunicación entre dos embalses, separados por un
desnivel de más de 1.000 metros, el agua enviada al embalse inferior durante el día para
la producción de energía eléctrica se bombea al embalse superior por medio de turbinas
durante la noche. Los excedentes de energía de las horas "bajas" nocturnas y de días
festivos se aprovechan para elevar el agua desde el pantano de abajo al de arriba. Este
volumen de agua recuperada se utiliza para producir energía en las horas puntas de los
días laborables. Ello permite adaptar la curva de producción eléctrica a la curva de la
demanda. Una empresa eléctrica española está construyendo la primera central de
bombeo que se construye en España (Lérida) y una de las más grandes de Europa con
una potencia de 405 MW.

POSIBILIDADES PARA PEQUEÑAS CENTRALES
Aunque en España queden por embalsar pocos ríos que permitan alimentar
grandes centrales, el potencial explotable en pequeñas y medianas centrales es todavía
considerable.
Toda el agua que baja desde las montañas hasta el mar puede utilizarse en
principio como fuente de energía . En la práctica, sin embargo, ello queda limitado a los
lugares en los que se puede obtener un desnivel importante sin necesidad de grandes
construcciones como canales o diques.
En líneas generales, incluso con pequeñas corrientes de agua y desniveles leves,
puede generarse cantidades considerables de energía eléctrica . De todos modos, no
cualquier lugar próximo a una corriente es adecuado para una estación hidroeléctrica,
ya que es importante considerar, además de los aspectos puramente energéticos y
económicos, aquellos que puedan afectar seriamente al medio ambiente local.
Los beneficios de un proyecto hidroeléctrico pueden verse incrementados si,
además de utilizar el embalse para la producción hidroeléctrica, se emplea para regar,
criar peces, etc.
En España, después de una fase de intensa construcción de pantanos, existe una
infrautilización de los recursos hidroeléctricos debida en parte a la euforia del petróleo
barato de la década de los 60 y a 12 alegría con que se pretende nuclearizar el país. Así
tenemos grandes centrales que funcionan muy por debajo de sus posibilidades y
pequeñas centrales completamente abandonadas y en desuso. Recientemente, el
Ministerio español de industria y energía se ha propuesto realizar una serie de proyectos
con la finalidad de incrementar el potencial hidroeléctrico del estado. En la mayoría de
los casos se trata de recuperar unas centrales hidroeléctricas sin utilizar, mediante su
adecuación: modernización de instalaciones abandonadas para tratar que resulten
productivas y disminuir los costes energéticos de las empresas e industrias situadas en
las zonas beneficiadas. En las comarcas gerundenses, por ejemplo, se incrementarán en
11 el número de centrales hidroeléctricas que volverán a ponerse en servicio. Con ello
se podrá duplicar la producción actual de electricidad de la cuenca gerundense. Como
se ve, no es nada despreciable.
En Andalucía, también se construirán 23 nuevas presas que, además de regular
los cauces de agua, almacenándola para contribuir a paliar los efectos de la sequía,
podrán ser utilizadas para producir electricidad .

LA FUERZA DEL AGUA
Si tenemos la fortuna de disponer de una corriente de agua próxima a la vivienda,
poseeremos uno de los medios más eficaces de producir electricidad para autoconsumo.
Una corriente de agua contiene dos formas de energía: energía cinética por la
velocidad que lleva y energía potencial por su elevación. La energía cinética , en la
mayoría de corrientes, no es suficiente como para ser utilizable; trataremos de explotar
la energía potencial entre dos puntos a diferente altura. Para ello, corriente arriba
desviaremos parte del agua, la transportaremos por un canal abierto elevado y la
dejaremos caer sobre una rueda de paletas o una turbina huidráulica, localizada a un
nivel inferior corriente abajo.
La potencia que podemos obtener es proporcional a la velocidad con que fluye el
agua y a la altura de caída. Es importante conocer no sólo el flujo medio del agua, sino
también sus mínimos y sus máximos, para estar seguros de que siempre tendremos
suficiente potencia y para diseñar la estructura convenientemente.
La energía de la corriente de agua se convierte en mecánica por la rotación de una
rueda hidráulica o turbina . las ruedas hidráulicas giran por el peso del agua en sus palas
y por el impulso que tiene al caer. Su eficiencia, que según el diseño varía entre un 35 y
un 85No, se ve poco afectada por los flujos de agua variables Su tecnología es sencilla,
por lo que puede construirse con herramientas y materiales simples. El eje de la rueda
puede acoplarse mediante poleas directamente con máquinas que funcionen a baja
velocidad, como sierras, tornos, bombas de agua y molinos, como se ha venido
haciendo desde hace tiempo en zonas montañosas y con agua abundante; pero su baja
velocidad de giro dificulta acoplarla a un generador eléctrico; para ello se precisa una
considerable multiplicación. El problema se simplifica si utilizamos turbinas en lugar
de ruedas de agua, ya que pueden girar a una velocidad mayor (reciben energía del agua
conducida a presión por tuberías), más fáciles de acoplar a generadores eléctricos. Al
mismo tiempo, las turbinas son de construcción más delicada que las ruedas
hidráulicas. En el comercio podemos encontrar equipos completos de varios tamaños y
potencias, compuestos de turbina , multiplicador y generador.

ELECCIÓN DEL LUGAR
A pesar de que los mejores lugares hayan sido seleccionados y rentabilizados ya,
podemos encontrar emplazamientos favorables para satisfacer necesidades reducidas. El
primer estudio del lugar considerado consiste en medir con precisión la energía
recuperable según la cantidad de agua disponible y la altura de caída. El caudal de un
curso de agua varía según las estaciones y de un año a otro. Lo ideal sería medir los
caudales durante un largo período. Además, debe poder acondicionarse, sin excesivos
gastos, para facilitar el flujo de agua preservando la altura de caída y el caudal.

LA ALTURA DE CAÌDA
Pueden distinguirse tres tipos de caída de agua:
Las grandes caídas. Son aquellas superiores a 100-150 metros. Se trata, en la
mayoría de los casos, de un curso de agua en el que el lecho baja con una pendiente
fuerte o en cascada. Los trabajos suelen ser importantes: canales de obra para recoger
las aguas río arriba en el punto de captación más alto, para conducirlas mediante una
canalización de acero o de hormigón que lleva el agua, con los menos codos posibles, a
la turbina situada en la parte baja de la pendiente. Los caudales son en general débiles,
pero se compensan por la elevada potencia de la gran velocidad del agua.
Las caídas medianas. Son aquellas en las que la altura varía entre 15-20 metros y
100-150 metros. Los trabajos son de la misma naturaleza que los precedentes, pero los
diámetros de canalización son mayores para acoger caudales más elevados.
Las pequeñas caídas. Aquí la altura de caída va de 5 a 15-20 metros o incluso es
de menos de 5 metros. La turbina y "la fábrica" están cercanas o en el mismo lugar de la
toma de agua. Los trabajos suelen ser importantes para crear un depósito de retención y
una caída conveniente para la alimentación de la turbina . Los caudales suelen ser
elevados y la velocidad de flujo del agua reducida.

EVALUACIÓN DE POSIBILIDADES
Al considerar la posibilidad de instalar una pequeña central hidráulica , los dos
datos que nos permiten evaluar el potencial extraíble son el caudal disponible y el
desnivel que se puede alcanzar.
El desnivel máximo, ciertamente, nos vendrá impuesto por el terreno, pero
tendremos que determinar qué desnivel es el más rentable. Si para utilizar el máximo
desnivel que nos permite el terreno hemos de construir una conducción demasiado
larga, quizá sea mejor aprovechar un desnivel menor (menor potencia de la central) y
efectuar una instalación menos costosa. También hay que tener en cuenta que la
conducción produce rozamientos, lo que hace disminuir la presión del agua (pérdidas
de carga), que se traducen en el menor desnivel efectivo. Si ahorramos en la conducción
empleando tubería más estrecha, la pérdida de carga será mayor, el desnivel efectivo
menor, y por lo tanto la potencia extraíble también será menor.
El caudal de un curso de agua suele sufrir grandes variaciones a lo largo de un
año. En general es máximo en primavera y mínimo al final del verano, aunque cada
curso de agua puede variar de un modo particular Será necesario tener en cuenta estas
variaciones para ver si se adaptan a nuestras necesidades y, en caso negativo, prever
otras fuentes de energía que compensen los períodos de sequía. La instalación deberá
dimensionarse de modo que funcione a pleno rendimiento la mayor parte del año. Una
turbina demasiado grande que sólo funcione a su potencia nominal en la época de
máximo caudal constituye un despilfarro... Primero, porque cuesta más que una de
tamaño menor y, segundo, porque al funcionar a menos carga que la nominal trabaja
con menos rendimiento.
La potencia extraíble en un momento dado se calcula con la siguiente fórmula:
P = n.Q.H
---------
102
P = Potencia extraíble en kW.
n = Rendimiento conjunto de la instalación ( turbina , multiplicador de velocidad,
generador, tendido eléctrico ...)
H = Altura efectiva en metros (desnivel existente menos pérdidas de carga en la
conducción).
Q = Caudal en litros por segundo.
Así vemos que para calcular la potencia extraíble necesitamos conocer la altura
efectiva y el caudal.
Por otro lado, la energía (en kWh) que nos proporcionará mensualmente se
calculará multiplicando la potencia extraíble con el caudal medio del mes en cuestión
por el número de horas que funcione a lo largo del mes (720, si no para nunca). Como
es lógico, el total anual se obtendrá de la suma de los totales mensuales.

MEDICIÓN DE DESNIVELES
Para ello se requiere una escala, un tablero y un nivel ordinario de carpintero.
Procedimiento (obsérvese en la Fig. 51): se pone el tablero horizontalmente al
nivel del agua de corriente arriba y se pone sobre él el nivel, para que la nivelación sea
precisa. En el extremo de corriente abajo del tablero horizontal se mide con la escala la
distancia a una espiga de madera clavada en el suelo. Este proceso se repite hasta llegar
al nivel del agua corriente abajo.
También puede medirse el desnivel usando un nivel de agrimensor, aunque aquí
hemos preferido describir este otro método que sólo requiere un simple nivel de
carpintero.

MEDICIÓN DE CAUDALES
Las mediciones deben efectuarse en la estación de menor flujo (por lo común en
otoño) para garantizar el máximo de energía en todo momento. Investigue el historial
de la corriente para asegurarse de que el flujo mínimo requerido sea el observado
durante todos los años que se pueda determinar.
Para arroyos medianos, con una capacidad de más de 30 litros por segundo, se
puede utilizar el método del vertedero. El vertedero (ver figura 52) se construye con
tablas, troncos o madera de desecho. Se corta una abertura rectangular en el centro. Se
sella con arcilla las junturas de las tablas y su unión con las orillas del arroyo, para
evitar las fugas. Es importante serrar los bordes de la abertura en forma sesgada, para
producir bordes agudos del lado de corriente arriba. Con ello se formará un pequeño
estanque corriente arriba del vertedero.
Cuando no haya fu gas y toda el agua fluya por la abertura del vertedero, se pone
una tabla a través de la corriente un poco más arriba y luego se coloca otra tabla
delgada perpendicular a la primera y al mismo nivel (utilícese un nivel de carpintero).
Se mide la profundidad sobre el borde inferior con una vara sobre la que se ha marcado
una escala. Se determina el flujo según la tabla (Fig. 53). Para las corrientes
importantes se utiliza el método del flotador (fig. 54). Aunque no es tan preciso como el
anterior, es adecuado para fines prácticos. Escoja un punto en el arroyo donde el lecho
sea liso y la sección de corte transversal sea bastante uniforme a lo largo de nueve
metros cuando menos. Se mide la velocidad de la corriente lanzando pedazos de madera
al agua y midiendo el tiempo en que recorren la distancia entre dos puntos fijos, de 9 o
más metros. En estos puntos se levantan postes en cada orilla (4 postes en total). Se
conectan los dos postes de corriente arriba mediante un alambre al ras (utilícese un
nivel de carpintero). Se sigue el mismo procedimiento con los postes de corriente abajo.
Luego se divide la anchura del arroyo en secciones iguales y se mide la profundidad de
cada sección. Así, se determina la superficie de corte transversal del curso de agua.
Utilícese la fórmula que sigue para calcular el flujo:
Flujo de la corriente (metros cúbicos por segundo) = área promedio de la sección
transversal del arroyo (metros cuadrados) x velocidad (metros por segundo).

CONSTRUCCIÓN DE PEQUEÑAS PRESAS
En la mayoría de los casos es necesario dirigir el agua hacia la entrada del canal u
obtener una caída mayor que la que proporciona naturalmente el arroyo o el río. No se
necesita una presa cuando hay suficiente agua para cubrir la admisión de una tubería o
de un canal a la cabeza del arroyo donde se situaria normalmente la presa .
Se necesita construir una presa con madera, tierra, hormigón o piedra. Al
construir cualquier tipo de presa se debe retirar los materiales sueltos, los vegetales y el
lodo del fondo del arroyo. Por lo común, esto no resulta dificil, puesto que la mayoría
de los arroyos cortan sus cauces hasta llegar al lecho rocoso, arcilla dura o alguna otra
formación estable.
Presas de tierra. Deben llevar un aliviadero separado de tamaño suficiente para
verter el exceso de agua, porque no debe dejarse nunca que el agua pase sobre la parte
superior de una presa de tierra. Si lo hace, la presa se erosionará y terminará por
destruirse
Los aliviadores deben recubrirse con madera u hormigón para evitar las
infiltraciones y la erosión. La tierra retiene bien el agua estancada, pero no el agua en
movimiento, que la erosiona. En la figura 55 se muestra un aliviadero y una presa de
tierra. La cresta de la presa puede ser tan estrecha como para que apenas haya una senda
sobre ella, o tan ancha que pueda pasar por ella un camino con un puente sobre el
aliviadero.
La mayor dificultad en la construcción de presas de tierra se produce en los
lugares en que el muro reposa sobre la roca sólida. Es difícil evitar que el agua se filtre
entre la presa y la tierra y socave finalmente la presa . Un modo de evitar las filtraciones
consiste en volar y limpiar una serie de zanjas en la roca, cada zanja dc unos 30 cm. de
profundidad y 60 cm. de anchura a todo lo largo de la presa . Debe rellenarse con 7,5 ó
10 cm. de arcilla húmeda bien compactada. A continuación se puede añadir otras capas
de arcilla húmeda, repitiendo cada vez la compactación hasta que la arcilla tenga varios
centímetros por encima del lecho rocoso
La mitad de corriente arriba de la presa , como se muestra en la fig. 56, debe ser de
arcilla o tierra muy arcillosa que se compacte bien y sea impermeable al agua. El lado
de corriente abajo debe ser de tierra más ligera y porosa, que se drena con rapidez y
hace que la presa resulte más estable que si toda ella fuera de arcilla.
Presas de cajón. Resultan muy económicas en regiones forestales, puesto que sólo
requieren troncos de árbol sin desbastar, tablas cortadas y piedra. Se ponen troncos de
árbol de unos 10 ó 15 cm., a distancias de 60 a 90 cm. y se sujetan a otros colocados
sobre ellos en ángulo recto. Los espacios entre los troncos se rellenan con piedras. El
lado de corriente arriba (cara) de la presa , a veces también el de corriente abajo, se
cubren con tablas (ver figura 57). La cara se sella con arcilla para evitar filtraciones.
El tablado de corriente abajo se utiliza como derramadero para guiar el agua que
pasa por encima de la presa de regreso al lecho del rio. En este caso, la misma presa
sirve como aliviadero. El agua que pasa sobre el derramadero cae con rapidez y es
preciso recubrir el lecho con piedras, para evitar la erosión. En la figura 58 se ilustra
una sección de presa de cajón sin tablas corriente abajo. El derramadero consiste en una
serie de cajones para hacer descender el agua gradualmente.
Las presas de cajón y las de otros tipos deben empotrarse bien en los bancales y
compactarse con materiales impermeables, tales como arcilla y tierra pesada y tierras
por anclarlas y evitar fugas. En la base posterior y en la anterior de las presas de cajón
se introducen en el lecho del río o del arroyo hileras longitudinales de tablas, que
sujetan la presa e impiden que se filtre agua por debajo de ellas. Si la presa se asienta en
roca, no pueden ni deben utilizarse esas tablas; pero cuando la presa no se encuentra
sobre roca, la hacen estable e impermeable.
Estas tablas de anclaje deben hundirse tan profundamente como se pueda y
clavarse a los troncos de la presa . Los extremos inferiores de las tablas de anclaje son
puntiagudos y deben colocarse unas junto a otras, como se muestra en la figura 59. Así,
cada tabla, al hundirse, se acerca todavía más a la anterior y forma una pared sólida.
Se pueden utilizar tablas sin desbastar de cualquier clase; pero se consideran las
mejores las de castaño y roble. La madera debe estar libre de savia y tener un tamaño de
unos 5 x 15 cm.
Tal vez se necesite una fuerza considerable para hincarlas. Puede utilizarse para
este fin un hincador simple de pilones como el que se muestra en la fig. 60.
Presas de hormigón y mampostería. No deben construirse presas de este tipo de
más de 4 m. de altura sin el asesoramiento de un ingeniero con experiencia en este
campo. Las presas de menor altura requieren conocimientos de las condiciones del
suelo y la capacidad de carga así como de la estructura misma. En la figura 61 se
muestra una presa de piedra que sirve también como aliviadero. Esta presa puede tener
una altura de hasta 3 metros. Se hace de piedras irregulares, pero las capas se deben
amacizar con hormigón. La presa debe construirse como un muro sólido y permanente,
para evitar las fu gas y movimientos. La base debe tener la misma dimensión o aún
mayor que la altura, para darle estabilidad.
Las pequeñas presas de hormigón (fig. 62) deben tener bases de un ancho 50 70
mayor que su altura. El derramadero se diseña para lanzar el agua ligeramente hacia
arriba, con el fin de disipar la energía del agua y evitar que se erosione el lecho
corriente abajo.

LAS TURBINA
Son máquinas que al girar permiten transformar la energía del agua que las
impulsa en energía mecánica. Esta a su vez puede convertirse en corriente eléctrica
mediante un alternador .
Existen dos grandes tipos de turbinas:
Las turbinas de acción o impulso (turbinas Pelton, Michel, etc.) Están concebidas
para caídas grandes. El agua debe llegar a gran velocidad al nivel de la máquina.
La Pelton es quizá la turbina de impulso más conocida. Este tipo de turbinas se
utiliza sólo cuando se dispone de un desnivel considerable (de 15 a 20 metros).
Consecuentemente precisan de un flujo menor para generar la potencia adecuada. Su
eficiencia puede llegar al 94No y giran a elevadas revoluciones (hasta 1.000 r.p.m.), por
lo que se acoplan perfectamente a las demandas del generador.
Las turbinas de reacción (Francis, de hélice , Samson, etc.) Están adaptadas a
velocidades menores, pero requieren caudales de agua importantes. Parte de la energía
potencial del desnivel de agua se convierte en energía cinética y el resto se utiliza para
dar presión al flujo de agua. La turbina queda encerrada como en una caja, de forma
opuesta a las turbinas de impulso, que permanecen abiertas.
Las turbinas de reacción funcionan bajo presión y consiguen rendimientos
elevados en desniveles razonablemente pequeríos, y su diseño requiere un elevado nivel
de ingeniería. Son de más difícil regulación cuando trabajan con un caudal y/o una
demanda variable, puesto que funcionan dentro de un margen estrecho de velocidades
de flujo de agua.
Turbina Francis. Conviene a caídas medias. Es una rueda de alabes o paletas
curvas sobre la que incide el agua después de haber circulado por una tubería en espiral
cuya sección decrece progresivamente para aumentar la presión.
Turbinas de hélice . El órgano rotativo es una hélice con 4 u 8 palas dispuestas
alrededor del cubo de la rueda.
Turbina Kaplan. Es una turbina de hélice con las palas orientablesj de modo que
pueden variar el paso de las hélices para adaptarlo a las variaciones de caudal. Son las
que giran más lentamente, por lo que convienen a las caídas bajas y muy bajas.
Turbina Hydrolec. Debido al ingenio del señor Gobaud, es del tipo de hélice con
dos o cuatro palas. Muy compacta, puede estar totalmente sumergida. Su potencia es
pequeña. de 2.8 a 34 kW.
La compra de una turbina no constituye más que una parte, a veces incluso
pequeña, de los gastos que corresponden a una central. Todo depende de los trabajos de
obra necesarios, que pueden representar hasta el 80 70 del coste total. Las turbinas
están asociadas a los alternador es y los reguladores.
El alternador . Uniendo el árbol de la turbina a un embrague de acoplamiento crea
corriente alterna .
El regulador . Mantiene constante la velocidad de rotación de la rueda o de la
hélice . Actúa a tenor del caudal de agua conducido.

REGULACIÓN DEL FLUJO
La demanda de energía variará de una hora a otra a lo largo del día. Con un flujo
constante de agua a la turbina , la producción de energía será a veces mayor que la
demanda. Por consiguiente, se puede almacenar el exceso de energía o bien se puede
regular el flujo de agua a la turbina de acuerdo con la demanda de energía eléctrica .
Al producir energía de corriente alterna , se debe regular el flujo del agua, puesto
que no se la puede almacenar. La regulación del flujo requiere reguladores y
dispositivos de cierre del tipo de válvulas complejas. Estos equipos resultan costosos.
En el caso de los pequeños generadores hidroeléctricos, el equipo regulador costará más
que la turbina y el generador juntos. Además, el equipo para cualquier turbina utilizada
para producir corriente alterna es más delicado.
Sin embargo, el flujo de agua a una turbina productora de energía de corriente
continua no tiene que regularse. La energía en exceso puede almacenarse en
acumuladores, es decir, baterías. Los generadores de corriente contínua y los
acumuladores son de bajo costo, puesto que se producen en serie. En resumen: al
producir energía de corriente alterna se debe regular el flujo de agua a la turbina , lo que
requiere equipos complejos y costosos. Al producir energía de corriente continua, la
regulación no es necesaria; pero deben utilizarse acumuladores de almacenamiento.
Mantenimiento. Se reduce a un control regular de los elementos esenciales Río
arriba de la central hay que colocar una o varias redes que atraviesan la corriente para
detener las hojas, ramas, etc que el agua arrastra. Limpiar a menudo las cercanías de la
red, sobre todo en otoño, para evitar toda obstrucción Se debe tomar todas las
precauciones posibles para evitar que los niños se acerquen a las turbinas. Atención a
los vestidos o ropas flotantes, que pueden prenderse en los engranajes mal protegidos.

LA ENERGIA VERDE
Hay una reserva de energía que, al fundamentarse con el sol, se renueva
constantemente. Esta reserva está localizada en el mundo vegetal, pues las plantas
verdes _las hojas_ y ciertas bacterias poseen la facultad de la fotosíntesis . La
fotosíntesis consiste en construir, sintetizar, materia orgánica de alto contenido
energético con la ayuda de la luz.
El hombre_y antes que él todos los demás animales_lleva aprovechándose
desde su origen de esa fuente de energía , pues no hace otra cosa al alimentarse, ya sea
como consumidor primario, cuando come frutas y verduras, ya como consumidor
secundario, como cuando come carne o pescado. (No hace falta recordar que todas las
cadenas alimenticias tienen su base en el mundo vegetal.) .
Los captores y acumuladores vegetales
En cuanto atañe también a las "otras" energías, importa el uso que se pueda hacer
de la reserva vegetal como energía externa, no alimentaria, que, de hecho, el hombre
empezó a usar la primera vez que echó un leño al fuego.
Aquí entra el concepto de biomasa. En ecología, biomasa es el término usado para
definir el volumen total de materia viva en forma de microorganismos, vegetales,
animales, que soporta un ecosistema determinado.
En términos energéticos se emplea el término de biomasa para designar la energía
utilizable contenida en la materia orgánica . La energía contenida en el mundo vegetal sí
es renovable_se produce en cualquier hoja que brota_, pero no inagotable. Conviene
tener en cuenta, al plantearse las formas de aprovechamiento, emplear sólo la
producción nueva (lo que en términos económicos serían los intereses) y no tocar la
sustancia (el capital).
La contenida en la biomasa es la única energía renovable que se almacena
automáticamente, lo que la distingue de la energía solar directa, la del viento u otras
que han de concentrarse y almacenarse artificialmente, a menudo con dificultad. Así
pues, la materia orgánica constituye energía solar almacenada. Esta es precisamente la
que se libera cuando se quema carbón , madera o petróleo y la energía que proporcionan
los vegetales en la nutrición de los animales o el hombre.
Gracias al fenómeno de la fotosíntesis realizada por las plantas verdes, la energía
luminosa del sol se utiliza para sintetizar moléculas lar gas de alto contenido energético
_en forma de energía química _ cuyo coste de almacenamiento es nulo y en principio
sin pérdidas.
A pesar de que el proceso de la fotosíntesis sea de muy bajo rendimiento, la
biomasa posee algunas ventajas que lo compensan: no es necesario construir
instalaciones captadoras de energía solar , ya que las hojas verdes de las plantas
cumplen esta función; no es necesario tampoco instalar grandes sistemas de
almacenamiento y produce además energía concentrada utilizable como combustible.
La tierra recibe la radiación en una escala de longitudes de onda que va de los 10-
2 A a los 1015 km. De ellas, la vida sólo aprovecha la gama que abarca el espectro de la
luz visible _entre 390 y 750 mm._ y la fotosíntesis sólo las longitudes entre 640 y
740mm.
[Dibuix]
Aunque el rendimiento global _proporción de energía fijada por las plantas
respecto al total de energía solar que llega a la tierra_ sea muy pequeño (0,23 No), la
cantidad de energía fijada anualmente por la vegetación de la tierra es 10 veces mayor
que la consumida por el hombre en todo el mundo.
La biomasa constituida mediante fotosíntesis se distribuye entre la vegetación
natural terrestre (37%), la de los océanos (54,7%) y la de los cultivos humanos (8%).
De toda ella, la humanidad aprovecha no sólo la que consume en forma de alimentos,
sino también la que utiliza como materia prima, principalmente la celulosa y madera, y
la que destina a la producción de energía.
Aun cuando el consumo de biomasa no se ha racionalizado a escala global con el
fin de mejorar su aprovechamiento, actualmente contribuye en un 6,3% al
aprovisionamiento de energía a nivel mundial, lo que equivale a 8,5 millones de barriles
de petróleos diarios.
Para la mitad de la población mundial, la reserva vegetal constituye su principal y
a veces única fuente de energía . En los paises pobres del mundo, la búsqueda de la leña
necesaria para cocinar y calentarse puede llegar a ocupar una buena parte de la jornada
activa de, por lo menos, un miembro de la familia. En muchos paises la tala avanza
mucho más rápidamente que la reforestación. Hay una combinación verdaderamente
aterradora de crecimiento de la población y desaparición de árboles, que está lanzando a
millones de seres humanos hacia el desastre.
Productos vegetales
Existen pocos sistemas prácticos para fabricar combustibles a partir de otras
energías renovables, por lo que la energía vegetal desempeñará un papel cada vez más
importante en la sustitución del petróleo , el gas natural y el carbón . El primero en
magnitud y más antiguo de estos usos es el de la leña.
La madera o cualquier otro tipo de vegetal utilizado como combustible no puede
recolectarse sin empobrecer el suelo de los nutrimentos de que depende su crecimiento
renovado.
Si bien en muchos casos se proyecta también el aprovechamiento de bosques
naturales, debería tratarse sólo de aprovechar su excedente, sin superar mucho su tasa
de renovación y preservando la fertilidad del suelo. Por esta razón no es posible esperar
grandes cantidades de energía a largo plazo a partir de la explotación de ecosistema s
naturales, sino más bien del cultivo especializado de variedades vegetales de alta
producción y de bajos requerimientos que no compitan con las tierras dedicadas a la
alimentación. Así es interesante utilizar variedades vegetales que crezcan en zonas
marginales, semi-áridas, erosionadas o en determinadas zonas marinas.
La produccion anual de los bosques mundiales es de unos 74 mil millones de
toneladas, tres veces más que el consumo energético mundial actual. En un sistema
forestal estable, el crecimiento se compensa por un volumen igual de pudrición. Sin
embargo, es posible mantener un ritmo de tala siempre que se cuide la integridad del
bosque y se repongan los nutrientes del suelo. Una cuidadosa explotación racional de
este recurso puede proporcionar grandes cantidades de energía a los países que
disponen de grandes superficies boscosas. En este sentido son más apropiados los
países nórdicos, con extensos bosques de coníferas, que los países tropicales, cuyas
selvas son mucho más frágiles y sensibles a la explotación.
Los principales productores de madera del mundo desarrollado, Finlandia,
Canadá, Estados Unidos y Suecia, obtienen apreciables cantidades de energía de la
madera, de los desechos de la pulpa y de los aserraderos. En estos países se han
elaborado ambiciosos proyectos tendentes a expandir el consumo de madera en cuanto
a combustible renovable. Ésta se quemaría o convertiría en combustible líquido. Con
este sistema, el rendimiento energético total, tomando en cuenta la necesidad de reponer
los nutrientes del suelo, puede mantenerse alrededor de los 90.000 kWh anuales por Ha.
Suecia posee un plan energético solar en el que el 61% de la energía consumida
en torno al año 2.015 vendrá suministrada por la biomasa. Ello supone dedicar tan sólo
el 6 o el 7% de la superficie del país a cultivos energéticos en forma de sauces y
coníferas, con lo que se obtendrá el 46% del suministro energético, además de utilizar
los residuos de la industria maderera y papelera (12%) y la biomasa marina (3%).
Noruega, en su programa energético solar, prevé dedicar 400 000 Ha _1,3% de
su territorio_ para obtener madera que posteriormente se destilará a metanol, un
sustituto barato de la gasolina .
Francia tiene un plan energético oficial que proyecta obtener para 1.990 alrededor
de 8.000 millones de TEP (toneladas equivalentes de petróleo*) entre la explotación
forestal y la de residuos agrícolas y se están ensayando cultivos energéticos forestales
con chopos, con un rendimiento de 8 a 12 toneladas por hectárea y año.
Los EEUU poseen un potencial energético procedente de la biomasa de 390
millones de TEP, el 59% del cual procede de la madera forestal. Para el año 2.000.
contando con incentivos gubernamentales, prevén obtener 230 millones de TEP
procedentes de los bosques comerciales, incluyendo los residuos de la industria
maderera y papelera.
Canadá ha orientado el uso de sus recursos forestales hacia su conversión en
metanol, sustituto de la gasolina y de otros derivados del petróleo . Para el año 2.025, el
42 % de los combustibles utilizados para el transporte podían ser suministrados por el
metanol, que podría costar de 9 a 13 centavos de dólar el litro ya desde 1 985.
En algunos países en vías de desarrollo existen también planes más o menos
importantes, basados en el cultivo de árboles de rápido crecimiento y de bajo
requerimiento en cuanto a calidad de suelo y fertilizante. En la India y Filipinas se ha
ensayado con éxito el cultivo de árboles fijadores de nitrógeno, como casuarinas o el
ipil. En ambos casos, su utilidad seria proveer de combustibles a centrales
termoeléctricas de pequeño y medio tamaño.
En el caso de los países mediterráneos, incluida España, la utilización del bosque
con fines energéticos debería hacerse con muchísimas precauciones. Su productividad
no es muy baja _de 0,5 a 1,5 Tm de madera por Ha y año_, pero otros factores, como
la alarmante reducción de la superficie boscosa, sobre todo por los incendios, así como
su mayoritaria localización en zonas montañosas y de gran inclinación, obligan a ciertas
precauciones para evitar la erosión. Una política forestal con fines energéticos, acorde
con las características de estas áreas, sería la utilización de los millones de Ha de suelo
potencialmente forestal y que no tiene utilidad agrícola y ganadera. Solamente en
España existen 25 millones de Ha deficientemente utilizadas desde el punto de vista
forestal, en las que se manifiesta gran parte de la erosión del suelo que padecen las
tierras. No hay que olvidar que en este pais desaparecen anualmente 1.000 millones de
Tm de suelo por la erosión. La repoblación forestal de estas tierras y su posterior
explotación de acuerdo con los criterios ecológicos generarían una cantidad mas que
apreciable de energía de buena calidad.
La producción forestal puede utilizarse directamente como combustible. Pero
mediante procesos sencillos de conversión puede proporcionar combustibles más
apreciados que la simple madera. La conversión en carbón vegetal permite incrementar
su poder calorífico por unidad de peso, reducir su volumen y facilitar su transporte, así
como determinados usos _pequeños hornos de fundición de metales_ que la madera
como tal no puede asumir. La destilación de la madera genera múltiples compuestos
químicos, entre los que destaca el metanol, un alcohol que puede usarse como
combustible para motores de explosión interna y que, comercialmente, puede ser
mucho más competitivo que el etanol procedente de la fermentación de azúcares. Otra
transformación sencilla de los residuos forestales es su conversión en granulados o
briquetas obtenidos por compactación de biomasa pulverizada en granos de pequeño
tamaño con un muy bajo porcentaje de humedad y que puede sustituir tanto a
combustibles sólidos como líquidos, puesto que, con ligeros cambios en las calderas de
combustión, estos granulados llegan a comportarse como un líquido.
Las briquetas fabricadas en Soria, y en muchas ciudades del mundo, tienen un
poder calorífico de 4.500 kilocalorías/kilo, sólo contienen un 1% de azufre, y sólo dejan
en su combustión un 4 70 de cenizas. De cada tonelada de desperdicios orgánicos o
rediduos forestales se extrae la misma cantidad de energía que de 150 kg. de fuel y, de
cada kilo de estos mismos desperdicios, 3/4 de kWh. Existen además otros sistemas de
transformación: la pirólisis*, que produce gases combustibles de mediano poder
calorífico, el hidrocraking*, etc.

AZÚCARES
Los azúcares, básicamente la glucosa, la sacarosa, junto con el almidón, son
fácilmente fermentables a etanol, lo que constituye una de las grandes aplicaciones
energéticas de la biomasa. La fermentación de líquidos azucarados a líquidos
alcohólicos es una actividad muy antigua y muy extendida en todas las civilizaciones.
El agente responsable de esta transformación es una levadura (un hongo) que en
condiciones anaerobias, o sea, en ausencia de oxígeno, descompone la molécula simple
de glucosa (base estructural de todos los azúcares) en alcohol y anhídrido carbónico:
C6H1206 +
2CO2 + 2 C2H50H + energía

El azúcar puede obtenerse de la caña de azúcar, la remolacha, todos los cereales,
los tubérculos y otros vegetales propios de climas tropicales. Estas plantas pueden
cultivarse en la mayor parte de los climas mundiales con rendimientos suficientemente
elevados, ya que se trata de plantas anuales de crecimiento rápido cuyos cultivos y
técnicas son habituales y conocidos. El inconveniente más importante es que todos
estos productos fermentables son a la vez alimentos, con lo que se crea un conflicto
entre ambos usos.
De todos los vegetales mencionados, la caña de azúcar es la que posee un
rendimiento más elevado en cuanto a producción por Ha. Sin embargo, otras especies
más exigentes en cuanto a clima, fertilizantes y agua pueden llegar a utilizarse como
productores de alcohol. Por ejemplo el sorgo dulce, que puede cultivarse en climas
templados, o la mandioca, que se conforma con suelos pobres y secos.
Estos vegetales se fermentan posteriormente hasta obtener líquidos con un 6 a un
12% de alcohol, según las variedades de levaduras utilizadas y el tiempo de
fermentación. Finalmente se destilan en columnas de fraccionamiento*, en las que se
obtiene alcohol de 96 . En este proceso también se produce un subproducto sólido de
alto contenido proteico, constituido básicamente por la propia levadura, y que puede
utilizarse como sustitutivo de la soja u otros componentes proteínicos.
El alcohol etílico obtenido de esta fermentación puede mezclarse con gasolina
hasta un 15 o un 20% sin necesidad de efectuar cambios en los motores normales de
explosión interna. Para funcionar con un 100% de alcohol es necesario modificar
algunos componentes del motor, como el sistema de arranque o el precalentamiento del
alcohol antes de entrar en el pistón. La mezcla de alcohol y gasolina , llamada en EUA
gasohol, no sólo aumenta el octenaje de la gasolina en tres o cuatro grados, sino que
permite además evitar la mezcla de compuestos de plomo que se le añaden a aquélla
para conseguir un alto número de octano y que es causante de buena parte de la
contaminación atmosférica de los automóviles actuales
Existe una polémica sobre el balance energético de la producción de etanol, en el
sentido de que tanto en el cultivo, recolección, fermentación, como en el destilado, se
emplean cantidades apreciables de energía.
Un cálculo elaborado por el Departamento de energía de los EEUU. referido al
maíz, concedía una ganancia total de tan sólo el 5%, contando el valor energético de los
sub productos alimenticios (Fig 65).
Sin embargo, si el proceso de destilación, el más costoso en términos energéticos,
se realiza con carbón , energía solar o restos orgánicos, en lugar de con petróleo , en
nuevas destilerías especialmente diseñadas para ello, puede llegar a producir 4 litros de
alcohol por cada uno, o equivalente, que se consume.
En el caso de la caña de azúcar, el balance energético es mucho más favorable, al
proporcionar una mayor cantidad de alcohol por Ha. y posibilitar al mismo tiempo el
uso del bagazo _residuo fibroso de la caña_, como combustible para la destilación.
Brasil es el país que ha realizado los mayores planes para el desarrollo de la
producción y consumo de alcohol. El programa Proalcohol tiene por objetivo producir
cerca de l l .000 millones de litros de alcohol en 1.985. La producción en 1.980 fue de
4.000 millones de litros, lo que ha garantizado el nivel del 20% de alcohol en la
gasolina comercial y ha permitido además una importante exportación de excedentes.
Actualmente, la cuarta parte de los coches fabricados están adaptados para consumir
alcohol exclusivamente. Hasta ahora, la casi totalidad de alcohol procede de la
fermentación del azúcar de caña. Sin embargo, se está empezando a obtener a partir de
la mandioca en destilerías experimentales e incluso existe el proyecto de construir una
pequeña central térmica productora de electricidad en el estado de Ceara que funcionará
con alcohol de dicho tubérculo. Se ha calculado que basta apenas el 2% de sus tierras
cultivables para asegurar al Brasil la conquista de la cómoda situación de ser el primer
país del mundo autosuficiente en materia de combustible indefinidamente renovable.
No obstante, el gran optimismo se ha visto reducido por los grandes peligros
contaminantes (la destilación alcohólica) y degradantes del suelo (por el monocultivo
de la caña de azúcar). Tanto es así, que Brasil ha reducido sus planes.
En los EUA, el programa de gasohol proyectaba obtener a finales de 1.981 cerca
de 19.000 millones de litros de alcohol, que mezclarían con gasolina en proporción de 1
a 10 para obtener el mencionado gasohol. Cálculos gubernamentales han demostrado
que la producción de alcohol a partir de cereales y azúcares podría llegar a ser como
mínimo de 7 500 millones de litros, sin entrar en competencia con tierras de cultivo ni
incrementar el precio de los productos alimenticios. Con ello se podría reducir la
importación de petróleo en 120.000 barriles diarios. Si a este alcohol se le añade el que
podría obtenerse a partir de madera y residuos orgánicos, EUA podría llegar a reducir
las importaciones de petróleo en algo más del 12%.
Hasta ahora, la materia prima utilizada es básicamente el maíz. Sin embargo, en
el futuro el cereal que suministrará la mayor parte del alchol será el sorgo dulce, del que
se prevé cultivar 5,6 millones de Ha y cuya producción sería de 31.000 millones de
litros de alcohol por año. Según el Departamento de energía podría obtenerse también
hasta 2.400 millones de litros de alcohol a partir de los residuos de la industria agro-
alimentaria a finales de esta década.
Otros muchos países tienen programas más modestos para la obtención del
alcohol a partir de azúcares, pero donde se ponen más esperanzas, sobre todo en los
países de clima no tropical, es en la obtención de acohol etílico a partir de la
fermentación de la celulosa por microorganismos. Muchos laboratorios están intentando
obtener variedades de hongos, bacterias y levaduras que sean capaces de romper las
fuertes cadenas de las moléculas de celulosa. Al fin y al cabo, es la molécula orgánica
más abundante de la tierra. Con ello se obtendrian azúcares simples, glucosa sobre todo,
que podrian fermentarse de forma convencional para obtener metanol, Esta vía
permitiría un mayor aprovechamiento de los residuos forestales y evitarla la insidiosa
competencia entre la producción de cereales para la alimentación o para la producción
de combustibles
Cultivos especiales
Los vegetales producen por fotosíntesis un gran número de moléculas orgánicas
diversas, más o menos complejas, que pueden utilizarse en muchos casos como materia
prima para la química orgánica clásica y como sustituto de las moléculas sintéticas
obtenidas a partir de los combustibles fósiles. Se ha calculado que solamente a partir de
los componentes de la madera es posible la sintesis del 95% de los compuestos
quimicos sintetizados a partir del petróleo o del gas natural . A estos hay que añadir
muchos otros compuestos sintetizables a partir de diferentes especies vegetales. En
realidad, nuestra avanzada sociedad tecnológica apenas aprovecha una muy pequeña
parte de la enorme variedad de especies conocidas
El incremento de la superficie cultivada con fines energéticos, el consiguiente
aumento de la fijación de CO2 por la fotosíntesis y el uso progresivo de combustibles
renovables que vayan desplazando a los fósiles, es una tendencia que evitaría los
futuros problemas climáticos mundiales derivados de la excesiva concentración de gas
carbónico en la atmósfera, producida por el constante aumento del consumo de
combustibles fósiles
Ante las dificultades futuras para el aprovisionamiento de petróleo y también para
escapar de la creciente dependencia de los suministros de la OPEP, muchos paises,
tanto desarrollados como en vías de desarrollo, han emprendido programas para la
producción de combustibles líquidos provenientes del mundo vegetal, que pueden
mezclarse con derivados del petróleo o sustituirlo totalmente. Esta parece ser la
aplicación que actualmente ha despertado más publicidad, aunque no es ni mucho
menos la única posible.
Cabe preguntarse si un proceso tan poco eficiente como la fotosíntesis y un
planeta que ya cuenta con escasez de tierras fértiles, agua y fertilizantes, puede producir
biomasa suficiente para las necesidades de una población creciente.
Como puede suponerse, el interés primordial para los cultivos energéticos estriba
en la selección de especies vegetales que posean una alta tasa de producción por
superficie cultivada y por unidad de tiempo Se están estudiando variedades vegetales
adaptadas a distintos climas, suelos y necesidades que produzcan almidón, celulosa,
hidrocarburos o azúcar y que no requieran costosos sistemas de mantenimiento,
recolección o tratamiento.
Por otro lado es importante contar con el aprovechamiento de las enormes
cantidades de materia orgánica residual que actualmente suponen un gran quebradero
de cabeza y un gran coste en términos tanto económicos como medioambientales para
los responsables de su eliminación Para ello sólo es necesario diseñar un sistema de
recogida y tratamiento de los residuos, que, con medios relativamente simples, pueda
obtener de ellos cantidades muy apreciables de energía y fertilizantes. Básicamente
estos dos campos resultan los más adecuados para obtener la mayor parte de la biomasa
utilizable con fines energéticos y fuente de materias primas.

PETRÓLEO VERDE
Existen numerosas especies de vegetales capaces de sintetizar las complejas
cadenas moleculares de los hidrocarburos. Una de las más antiguamente conocidas es el
árbol del caucho. Sin embargo, hasta hace muy poco no ha habido demasiado interés en
seleccionarlas y experimentar sus producciones netas de hidrocarburos. El premio
Nobel norteamericano Melvin Calvin ha popularizado algunas de estas plantas y ha
desarrollado los primeros cultivos a escala media.
Estas plantas proceden en general de zonas áridas o semiáridas, precisan una
intensa radiación solar para su crecimiento, pero no son muy exigentes en cuanto a
riego y a calidad del suelo. Por esta razón se han puesto grandes esperanzas en ellas, ya
que sin competir por tierras agrícolas, por agua y fertilizantes, pueden favorecer la
puesta en cultivo de las grandes extensiones semiáridas del sur y del oeste
norteamericano.
Las plantas más estudiadas hasta ahora son la euforbia, el guayale, la jojoba y la
cucurbita. De ellas, la más interesante parece ser la euforbia. Según las pruebas
efectuadas por Calvin, cultivada en California, produce 25 barriles de petróleo crudo
por Ha. Este ha sido el resultado obtenido empleando semillas silvestres, es decir, sin
selección genética alguna Lo que significa que esta producción puede aumentar
sustancialmente una vez efectuada esta Hay que recordar que el árbol del caucho, en 35
años de selección, aumentó veinte veces su rendimiento Calvin espera llegar a obtener
en poco tiempo producciones de 65 barriles por Ha. Con sólo cultivarlas en un 10% de
las zonas no cultivadas del suroeste norteamericano se obtendrían 780 millones de
barriles año, lo que supone el 10% del consumo actual de petróleo de los EUA Calvin
asegura que el precio del barril obtenido de este modo, suponiendo costes de extracción
elevados y producciones por Ha bajos, seria con todo de unos 20 dólares,
apreciablemente menor que el precio actual del crudo.

RESIDUOS ORGÁNICOS: LO QUE DA DE SÌ EL CUBO DE LA BASURA
El volumen de residuos orgánicos es generalmente mucho mayor del que uno se
imagina. La mayor parte de ellos no se utiliza desde el punto de vista energético sino
que representa por el contrario un constante peligro de contaminación
La mayor parte de estos residuos puede usarse directamente como combustible,
pero en realidad es mucho mejor someterlos a algunos procesos de transformación que
produzcan formas de energía más fácilmente utilizables, transportables y de mayor
calidad. Existen diversos métodos: la simple combustión de la basura en incineradoras
con recuperador de vapor y generadores de electricidad , como la planta de Barcelona,
que obtiene una potencia de 17 MW con 1200 Tm diarias de biomasa residual; la
pisólisis de la misma para obtener gas de mediano o bajo poder calorífico; y la que
parece más interesante, la fermentación anaerobia del estiércol, los residuos agrícolas o
las aguas residuales con las que se obtiene gas metano y fertilizantes. Otro modo de
aprovechamiento es la conversión en alcohol etílico o metílico de los residuos
agrícolas, de la industria lechera o de las actividades madereras.
Se ha calculado que si se aprovechara los abundantes residuos agropecuarios que
se producen en España, podría ahorrarse hasta un 14% del total del petróleo importado.
Existen muchos ejemplos de estas técnicas en funcionamiento normalizado o
experimental. En los EUA se ha empezado a comercializar el llamado "eco-fuel" que no
es más que un combustible pulverulento de baja humedad producido a partir de las
basuras domésticas. Existen pequeñas centrales térmicas que funcionan con este
combustible obtenido a partir de las basuras locales. La empresa que lo comercializa
asegura que la conversión de todas las basuras de EUA un eco-fuel supondría un ahorro
de 2 millones de barriles diarios, equivalentes nada menos que al petróleo procedente
de Alaska.
La obtención de gas metano a partir de estiércol y restos agrícolas se ha extendido
enormemente en varios países de Asia, en forma de pequeñas instalaciones. En los
paises en desarrollo, donde los ingresos son bajos y el consumo energético está
restringido por el costo, la producción de metano tiene todo a su favor, donde las
condiciones sociales y climáticas son las adecuadas. El mejor ejemplo de ello es China,
donde la tecnologia de la producción de metano , o "bio-gas", ha alcanzado un elevado
nivel de refinamiento y difusión. La popularización del término bio-gas se debe
simplemente a que el producto gaseoso de la digestión biológica de la materia orgánica
es, de hecho, una mezcla de gases. Un 60/70% es metano y el resto consiste en dióxido
de carbono, algo de nitrógeno, monóxido de carbono, hidrógeno y sulfuro de hidrógeno
China comenzó a experimentar a gran escala a partir de la década de los setenta. Ahora
existen más de 7 millones de fosas de bio-gas , la mayoría de ellas en viviendas
individuales, y el ritmo de construcción es de un millón más cada año. Una fosa
digestora con una capacidad de 5-10 m.3 puede suministrar la energía necesaria a una
familia para cocinar e iluminación, simplemente aprovechando sus desperdicios
humanos y animales. Fosas comunales, de mayores dimensiones, proveen gas suficiente
para los motores de las bombas o incluso para generar electricidad . La tecnología del
bio-gas es interesante porque extrae de los materiales de desecho lo que queda de
provechoso en ellos. Desempeña una función profiláctica al eliminar muchos de los
elementos patógenos existentes en los excrementos humanos y animales que, de otra
manera, se convertirían en un foco infeccioso si lograran llegar al agua potable. Sus
propios sub productos constituyen un excelente fertilizante que al regresar al suelo de
donde vinieron completan el ciclo biológico. En la India se instalaron 75.000 digestores
durante el período 1.972-78. Entre 1.978-83, el gobierno indio espera haber construido
medio millón más Con estas instalaciones se espera llegar a obtener el equivalente a
750 millones de litros de queroseno, además de 12 millones de toneladas de materia
orgánica fertilizante Este plan tiene como objetivo proporcionar a la población rural un
combustible limpio y de fácil uso para la cocción de alimentos y calefacción que
sustituya al combustible usado actualmente: los excrementos de vaca secos. Estos
constituyen la materia prima para la fermentación anaerobia . En resumen, se persigue
preservar la materia orgánica para la fertilización de los campos a la vez que
proporciona el combustible que la población agraria tanto precisa.
En otros países no han adquirido aún la popularidad que tienen en los países
asiáticos citados, pero algunas firmas comerciales están interesadas en la producción de
digestores de metano modulares, prueba de que el proceso puede resultar
económicamente factible. Una conocida marca de automóviles italiana comercializa ya
un sistema para el procesamiento de los residuos agropecuarios para obtener gas
metano . Este gas se almacena en un gasómetro con un doble fin: para consumirlo como
cualquier otro gas convencional de aplicación doméstica o para alimentar un motor de
explosión que genere electricidad o alimente un circuito de calefacción. Puede
producirse hasta 15 KWh de electricidad o 33.000 kcal/h, suficientes para cubrir todos
los servicios de una granja o suministrar energía a una pequeña urbanización. En
Burgos funciona una planta piloto de construcción española, que produce 35 m.3 de gas
diarios, utilizando tan sólo los excrementos de 25 vacas. Por el mismo procedimiento,
una cabeza porcina produce cada día 0,3 kWh de energía eléctrica y 450 kcal, cifras que
aseguran la rentabilidad del proceso incluso en instalaciones de mayor envergadura.
Los excrementos de animales estabulados se convierten así en metano y los residuos
pueden utilizarse como fertilizantes (sin poderes contaminantes) y el gas obtenido sirve
para el autoabastecimiento energético de la explotación. Se ha calculado que con el
estiércol de la cabaña bovina y porcina española podría obtenerse un equivalente de
más de 4 millones de metros cúbicos de gas diarios, equivalentes a 2,5 millones de kilos
de gasóleo, y a casi 3.000 TEP.
Existen también casos de tratamiento anaerobio de aguas residuales en varias
ciudades europeas como París, Londres, Zurich... La estación depuradora de Archères,
que recoge las aguas residuales de la zona parisina, llega a generar anualmente 15.000
TEP en forma de metano . Una planta similar que trata parte de las aguas de Londres
(Crossness) produce por el mismo sistema el equivalente a 300.000 TEP/año.

ACUACULTURA
Cultivar biomasa en el agua _sobre todo en el mar_ sería un gran avance, ya
que supondría el uso de superficies hasta ahora no utilizadas desde el punto de vista
"agrícola". En el mar, además de disponer de grandes extensiones de agua abundante,
se dispone de la fuente de fertilizantes que se acumulan en las aguas profundas. En este
sentido se está experimentando el cultivo de diferentes especies de algas, crustáceos y
otras especies interesantes. De todos modos, los sistemas de aquacultura en agua dulce
tienen mejores perspectivas a corto plazo. En estos se sumarían su actividad productora
de biomasa a la de depuración de aguas residuales que, como se sabe, contiene gran
cantidad de materia orgánica y nutrientes minerales. Con los métodos empleados
habitualmente, la necesaria depuración de estas aguas constituye una actividad costosa
y sin ningún otro beneficio. Sin embargo, al simultanear la degradación _
depuración_con la producción, se compensan los costes de la primera con los
beneficios de la segunda. Actualmente existen diversas experiencias de este modo de
depuración en los que se utilizan plantas acuáticas flotantes como el jacinto de agua y
las lentejas de agua o fijas, como cañas, juncos, etc. La productividad de las plantas
acuáticas en estas condiciones es mucho más elevada que la de cultivos terrestres
habituales. Con el jacinto de agua es posible obtener producciones superiores a las 100
Tm de biomasa en peso seco por Ha. y año. Con la ventaja posterior de que esta
producción puede utilizarse como materia prima para digestores de metano o como
componentes de piensos, etc.

BIOMASA COMO MATERIA PRIMA
Además de las utilizaciones habituales practicadas desde siempre, como las de la
madera, la pulpa de papel, las fibras vegetales y animales, etc., es interesante resaltar un
nuevo campo que promete tener un enorme desarrollo en un futuro próximo como el de
la química orgánica a partir, no como hasta ahora, de derivados del petróleo , del gas
natural o del carbón , sino a partir de moléculas fabricadas por los vegetales En este
sentido es interesante la producción de los llamados bioplásticos, susceptibles de ser
degradados por el medio ambiente . Estos plásticos pueden fabricarse a partir de
polipéptidos, polialcoholes y polisacáridos, algunos de los cuales empiezan ya a ser
fabricados por compañías petroquímica s. Sustancias animales como la quitina o la
elastina pueden ser sintetizadas a partir de moléculas más simples y ser utilizadas
también como plásticos especiales de alta calidad.
En definitiva, estamos en lo que podría ser el inicio de reconversión de la
industria de derivados del petróleo a fin de dominar las técnicas de producción de
compuestos de síntesis a partir de materias primas vegetales y renovables. Con el
desarrollo de técnicas más avanzadas en el campo de la bioquímica, la biosíntesis y la
genética pueden llegar a revolucionar un sector industrial totalmente dependiente de un
recurso en vías de agotamiento y en continuo encarecimiento, como es el petróleo .
La utilización de la biomasa con unos criterios exclusivamente orientados a
obtener la máxima cantidad de energía sin tener en cuenta otros factores de orden
medioambiental o social puede ser también origen de graves problemas., en especial los
relacionados con la contaminación y pérdida de fertilidad del suelo y los relacionados
por la competencia con la producción alimentaria. Dedicar tierras agrícolas a los
cultivos energéticos tiende a disminuir la oferta alimentaria, con lo que inevitablemente
aumenta el hambre entre los más pobres. Puede continuar existiendo una competencia
directa, por ejemplo, entre la influyente minoría mundial propietaria de los 315
millones de automóviles y los sectores más pobres de la población que pasan hambre.
En definitiva, la biomasa encierra un enorme potencial que puede ser de gran
utilidad para reemplazar los combustibles fósiles. Si su utilización se efectúa con los
correspondientes criterios ecológicos y sociales, además de proporcionar energía y
materias primas, favorece la puesta en cultivo de tierras abandonadas, evitando su
erosión, aprovecha mejor la luz solar, evita el aumento de CO2 en la atmósfera, reduce
la contaminación , da trabajo en las zonas agrícolas, revaloriza algunos cultivos, a la vez
que reduce la dependencia económica de unos países respecto a otros, favorece la
autosuficiencia rural, impulsando el desarrollo de las áreas rurales deprimidas.

¨QUÉ HACER?
Cualquiera que sea el ángulo desde el que se aproxima al problema de las diversas
energías, resulta evidente que el primer punto a tratar es el despilfarro o, en su caso, el
ahorro. Sería necio y aun contraproducente intentar sustituir, aun cuando fuera
parcialmente, los combustibles fósiles por fuentes renovables de energía sin abordar antes
una política coherente de conservación de la energía . Y eso a todos los niveles, desde el
nacional al doméstico.
Se puede definir el despilfarro como el gasto o consumo que exceda de lo necesario
para conseguir un objetivo. Curiosamente, en los países ricos y entre las clases adineradas
esto no está mal visto. Muy al contrario, en muchas ocasiones se trata de proponer como
una actitud recomendable. Sin ir más lejos, y a pesar del límite generalizado de los 100
km/h. en casi todas las carreteras, siguen construyéndose autos capaces de alcanzar
velocidades de 200 km/h., con lo que, además del despilfarro, se incita al quebrantamiento
de la ley. Por si fuera poco, este tipo de conducta se ve reforzado por el bombardeo
publicitario que incita al derroche.
La tendencia de la sociedad moderna de conseguir menos con más contradice al
orden de la biosfera, donde cualquier criatura que no aproveche todos los recursos a su
disposición simplemente queda eliminada por los más eficientes. El despilfarro es un
callejón sin salida del que no regresa ninguna especie, aunque pueda proporcionar
enormes beneficios a ciertos representantes de la nuestra
El despilfarro no beneficia al consumidor, ya sea en forma de un grifo que gotea,
una vivienda insuficientemente aislada, luces encendidas en edificios o habitaciones
vacíos, alimentos en buen estado arrojados a la basura o un coche de 300 cv. arrastrándose
lentamente en un embotellamiento de circulación. La eliminación del despilfarro debe ser
prioritaria para toda la sociedad, también en lo que se refiere al ahorro de energía.
Es más: no debería necesitarse de una atmósfera de crisis para justificarla. Todo
consumo colabora en depauperar los recursos energéticos y pavimenta la ruta hacia la
escasez. El depsilfarro acelera el proceso, lo deteriora y no prepara precisamente al
consumidor para enfrentarlo.

AHORRO DE ENERGÌA
Conservación es el otro nombre para definir la reducción del despilfarro. Por
desgracia tiene muchas connotaciones negativas en el mundo moderno. No obstante, es un
progreso real, no un retroceso. No se trata de regresar a una tecnología primitiva, sino de
aceptar las capacidades y posibilidades de las actuales. Significa producir más con menos.
En ninguna parte ha alcanzado el uso de la energía su eficiencia teórica; en la
mayoría de los casos, la eficiencia es apenas una fracción del límite termodinámico . Esto
significa que se puede mejorar el rendimiento en prácticamente todos los usos que se hace
de la energía. En los miles de diferentes formas en que ésta se emplea puede obtenerse lo
mismo con un consumo menor. Para poner un solo ejemplo: los automóviles
norteamericanos consumen doble cantidad de gasolina que los extranjeros. Si redujeran a la
mitad el consumo de sus 110 millones de devoradores de gasolina _llegando sólo al nivel
europeo, nada ahorrativo_, los EUA. se ahorrarían una cuarta parte de sus importaciones
de la OPEP. Esta clase de ahorro merece la pena incluso en todos los paíes.
Pero esto es solamente el principio. No hay razones técnicas para no producir en
serie un coche que consuma 5 l. por cada 100 kilómetros. Tales autos existen y ya se
encuentran en el mercado. Son rápidos, seguros y cómodos. Si fueran comercializados en
todo el mundo, el ahorro de combustible se situaría alrededor de los 200 millones de
toneladas de petróleo al año nada menos. El nivel actual de consumo energético por parte
de los conductores de coches del mundo es un claro ejemplo de la ceguera y el carácter
autodestructivo del consumismo exacerbado que todavía impera en las sociedades
industrializadas
El consumo doméstico de energía representa en los países desarrollados entre un 30
y un 40% del consumo nacional. Por otra parte, la proporción utilizada para calefacción y
refrigeración de edificios es un 75% del total en este sector, y sólo el 25% restante se
destina a calentar agua, cocinar, iluminar y poner en funcionamiento los
electrodomésticos. El volumen despilfarrado es colosal. En la mayoría de los casos debido
a un diseño ineficiente de los aparatos o al escaso aislamiento de los edificios
Un edificio pierde calor por conducción a través de sus materiales, de las corrientes
de aire y por una ventilación deliberada. La proporción de las pérdidas causada por cada
uno de estos factores varía enormemente entre edificios. Cualquier intento de reducir el
despilfarro exige un cuidadoso análisis previo. Las pérdidas térmicas a través de la
estructura de un edificio dependen de los materiales utilizados en su construcción y de las
diferencias entre las temperaturas interna y externa. No hay ninguna razón que excuse la
construcción de viviendas nuevas sin un nivel de aislamiento aceptable. El gasto adicional
que esto significa no representa mucho en comparación con el ahorro que se obtiene a
cambio durante la vida del edificio. El volumen de energía ahorrado durante los años de
vida del edificio pagará con creces la inversión realizada en cualquiera de los métodos de
mejora del aislamiento o del rendimiento térmico. La desidia en esta dirección demuestra
que muchos gobiernos todavía no han comprendido cabalmente la magnitud de la crisis
energética que afronta el mundo.
Desde una perspectiva nacional, en todos los países industrializados la inversión de
ahorro de energía es más rentable en términos de costos que la inversión en el volumen
equivalente de suministro energético. Indudablemente, la falta de visión de los gobiernos
en cuanto a la conservación de energía se debe a la ausencia de grupos de presión
poderosos favorecedores de esta alternativa, mientras que existen fuertes intereses en el
sector del suministro de energía.
Por otro lado, no tiene mucho sentido concebir complejos sistemas para extraer calor
de fuentes naturales sin asegurar antes que ese calor permanecerá en la casa. Para conservar
el calor en una casa no hay como levantar gruesas paredes de adobe, piedra, tierra
apisonada o ladrillo, con ventanas pequeñas y techo de paja. Las delgadas paredes de
ladrillo con cámara de aire del tipo actual o la construcción a base de bloques de hormigón
sólo aislan bien si se rellena la cámara de aire y se cubren las viguetas del techo con
espuma sintética. Las grandes superficies acristaladas producen tremendas pérdidas de
calor, que se podrían atenuar reduciendo el tamaño de las ventanas o colocando doble
cristal.
Si bien las complicaciones son mayores cuando se trata de casas o edificios ya
construidos, el aislamiento del techo siempre es posible; se puede tapar las corrientes de
aire y recubrir y aislar los conductos y cañerías. Siempre que se tomen las medidas
adecuadas para impedir la condensación. Se puede revestir con material aislante los muros
sólidos. En fin, el arsenal de instrumentos utilizables en la lucha contra el despilfarro está
bien surtido y a la rápida disposición del consumidor. Desde el elemental "tapar escapes" a
los diversos sistemas de aislamiento térmico y de recuperación del calor hasta adosar
adecuadamente pequeños invernaderos en la parte soleada de los espacios periféricos que
lo permitan. En los lugares donde calienta el sol es ridículo no hacer uso de él, ya que
resulta a todas luces improductivo utilizal gas o electricidad para calentar agua fría cuando
la chapa del techo está tan caliente que no se le puede poner la mano encima. En
circunstancias favorables, los colectores solares pueden suministrar agua caliente durante
una buena parte del año y precalentarla durante el resto, incluso en países fríos. Puede
obtenerse un ahorro importante, sin embargo, siendo mis cuidadoso en el uso del agua
caliente y revistiendo adecuadamente las cañerías y los depósitos.
La proporción de energía primaria consumida por oficinas, tiendas, hoteles y
edificios públicos, es relativamente pequeña, pero los ahorros que pueden conseguirse son
enormes. El ejemplo prototipo de edificio completamente inadecuado para un período de
escasez energética es la típica torre de oficinas cerrada únicamente con muros de vidrio.
Cuando el edificio vivienda típico de cada región o país trata de adaptarse en su
construcción a las condiciones climáticas de su propia área, el rascacielos moderno es
igual en Kuwait, en Nueva York y en Madrid. Pensando sensatamente no puede existir
una arquitectura de validez universal. Por consiguiente, no ha de resultar difícil conseguir
notables mejoras en el consumo energético en edificios comerciales y oficinas. Existe
actualmente documentación sobrada para mostrar hasta qué punto los edificios
comerciales con una elevada eficiencia energética pueden ser más baratos que los
construidos tan deficientemente durante las últimas décadas. En realidad, se puede hacer
mucho para mejorar el rendimiento energético de los edificios ya construidos mediante
mecanismos de control y diversos sistemas de recuperación del calor, como ruedas
térmicas o bombas de calor.
La industria consume entre el 40 y el 50% de la energía utilizada en los países
industrializados. El potencial de ahorro de energía es incluso superior en este sector que
en otros. Los edificios industriales suelen estar pésimamente construidos desde el punto
de vista de la conservación de la energía ; en muchos casos, calentar el agua consume más
energía que el propio proceso de producción en gran parte de la industria ligera. En cuanto
al despilfarro del calor industrial , una elevada proporción se podría recobrar y usar para
precalentar calderas de agua, entre otras cosas, o para calefacción de espacios. Los
principios de recuperación térmica son bien conocidos y ampliamente aplicados en
muchas industrias de muy alto consumo de energía, como la petroquímica . De hecho, el
ahorro de energía no presenta tanto problema desde el punto de vista de la ingeniería
como el suministro de energía, sobre todo si pensamos en la industria nuclear .
Uno de los mecanismos más simples e ingeniosos para la recuperación de calor es la
" rueda térmica ", antes mencionada. Se inventó y desarrolló en Suecia, pero sigue
prácticamente desconocida fuera del área escandinava. Consiste en una rueda de cerca de
un metro de diámetro, gruesa y hecha de malla de alambre o algún material conductor
parecido. Si se inyecta aire caliente a través de la malla, ésta absorbe calor. Si después se
inyecta aire frío, éste se calentará debido al calor previamente absorbido por la malla. En la
práctica, la rueda está instalada de tal manera que interrumpe la toma y salida del aire del
sistema de ventilación: al rotar lentamente, absorbe el calor de la salida y lo transfiere a la
toma de aire frío. La eficiencia de la recuperación de calor puede ser de hasta un 80%.
La energía nunca se tomó demasiado en consideración en los costos de producción de
la mayoría de las industrias, o por lo menos nunca se consideró algo ahorrable en
volúmenes apreciables sin mayores dificultades. Mientras los precios fueran bajos y el
suministro estuviera asegurado, no había que prestarle mayor atención. Sólo en aquellas
industrias en que el gasto energético es muy alto y los procesos son muy complicados,
como ocurre en la petroquímica y en el refinado de petróleo , se ha realizado cierto esfuerzo
para reducir pérdidas y recuperar el calor.
En otras partes, la empresa manufacturera típica ha continuado ignorando
completamente su propio despilfarro energético y los métodos para remediarlo.
Los procesos industriales normalmente pueden mejorarse sin introducir
innovaciones espectaculares. Aislamiento de conductos y cañerías, reparación de goteras,
reemplazo de calderas gastadas, conversión de los productos de desecho en combustible o
materia prima de otro proceso, mejor mantenimiento de las instalaciones, lubricación a
tiempo, reducción del funcionamiento de las máquinas descargadas, dispositivos
automáticos de control de carga para desconectar la maquinaria menos importante cuando
el voltaje baja y mantener la potencia necesaria en la importante..., en fin, la lista puede
ser interminable. Existe unanimidad en el sentido de que la mayoría de las industrias
podría ahorrar hasta un 30% de su gasto actual en energía. Lo único que se requiere para
ello es la voluntad de aprovechar las oportunidades y mecanismos ya existentes.
Ningún comentario sobre el despilfarro de energía puede olvidar la industria
eléctrica, principal consumidora de energía en casi todos los países industrializados. Para
convertir en electricidad los combustibles fósiles, se ha de despilfarrar aproximadamente
los dos tercios del calor contenido en forma de calor de desecho . Es interesante destacar
aquí la ventaja de la armonización de los suministros de energía con sus usos finales. Por
ejemplo, el uso de gas natural para generar electricidad , como ocurre a gran escala en los
E.U.A. es un escándalo. El gas natural es un combustible ideal para muchos usos, pero
despilfarrar tres cuartos del total en generar electricidad y después usar ésta para cocinar
es francamente ridículo. La utilización de combustibles fósiles para calefacción, siempre
que sea posible directamente, generará inevitablemente un apreciable ahorro energético.
A este respecto, el calor desechado por las centrales térmicas de producción
eléctrica, en vez de disiparse en el medio ambiente , podría recuperarse y satisfacer, como
en el caso de Gran Bretaña, por ejemplo, el 30% de la demanda de calefacción ambiental
y agua caliente. Sólo eso permite ahorrar el equivalente anual a 30 millones de toneladas
de carbón .
De hecho, la producción de calor y energía eléctrica mediante la recuperación de
calor de desecho ya se conoce y practica en el sector indutrial. Un volumen apreciable de
electricidad generado privadamente en la industria proviene de la recuperación de calor.
Existe además un gran potencial en centrales diseñadas expresamente para producir calor
y energía simultáneamente. Se sacrifica parte de la capacidad generatriz del vapor
producido a elevada temperatura. Aun cuando la eficiencia de la generación de
electricidad desciende a un 20%, la eficiencia combinada del sistema puede alcanzar el
70%, el doble que las buenas centrales eléctricas modernas.
Otra forma de aprovechar mejor la electricidad consiste en emplear la bomba de
calor, tal como vimos en capítulos anteriores. Esta máquina es capaz de dar el salto
mágico: toma energía de una fuente de baja temperatura y eleva su temperatura a un nivel
aprovechable. Resulta perfectamente útil para aumentar considerablemente la eficiencia
de los acondicionadores y climatizadores de aire y los sistemas de calefacción y
almacenamiento solar.
Las grandes aglomeraciones producen una cantidad ingente de desperdicios: cientos
de toneladas diarias. Hacer desaparecer esas montañas de basuras es un problema harto
enojoso para los ayuntamientos, pero más grave aún resulta la contaminación de aire, agua
y tierra que pueden ocasionar. En la CEE, se tiran unos 15.000 millones de dólares cada
año. Tal es el valor acordado a los 1,8 billones de Tm de basura que se originan cada año
en los países de la Comunidad. Eso representa 5.000 millones de Tm diarias; y crecen a un
ritmo del 3% anual. La Comunidad Europea importa actualmente el 50% de los 30 billones
de Tm de papel y cartón que consume, lo que representa un costo de unos 11,65 billones de
dólares, es decir, la importación más cara después del petróleo . En cuanto a los residuos
sólidos, se puede llegar a ahorrar la cantidad de una Tm por persona y día en algunos
países.
Los problemas de deterioro ambiental y de posible daño a la salud pública son
evidentes en todas partes: aguas contaminadas que requieren costosos sistemas de
depuración, sistemas de recogida y eliminación de basuras que el ciudadano paga cada vez
más caros y todas las posibles molestias y peligros derivados de la acumulación de
desperdicios.
Pero los desechos no tienen por qué ser siempre negativos. La basura ha sido una
milenaria fuente de fertilización para la tierra en todas las zonas agrarias del mundo. En
realidad, no se trata de suprimir los focos de contaminación , sino de transformar los
residuos de unos procesos en fuente de energía y materiales de otros. No hay ningún
motivo para continuar alimentando el despilfarro que supone gastar grandes cantidades de
dinero en esconder simplemente o elininar los residuos, en vez de invertirlo en recuperar y
utilizar la materia y la energía que contienen. Así, la recogida de papel viejo supone un
importante ahorro para cualquier país, reduce considerablemente los costos de producción
y contribuye a la vez a la repoblación forestal. Algo parecido puede afirmarse del vidrio, el
plástico y los metales. El vidrio que una gran ciudad como Barcelona tira al cubo de la
basura representa unas 140 toneladas diarias, con un valor de medio millón de pesetas.
Estos vidrios deben transportarse diariamente, a un coste elevado, al vertedero. Si estas 140
toneladas de vidrio no se tirarán, sino se recuperarán, no sólo se ahorraría dicho coste, sino
que además se ganaría dinero al venderlo a las empresas del sector. Afortunadamente, se
están desarrollando programas de este tipo en varios países europeos. En grandes ciudades
como Zurich o Londres, las toneladas de basura ingresan diariamente en la planta de
tratamiento de desperdicios, donde se transforman en energía eléctrica y aire caliente que
se atribuye a las viviendas vecinas para su calefacción.
Por otro lado, las plantas de depuración biológica de las aguas producen gas metano
que no sólo abastece de energía sus propias instalaciones, sino que obtienen como
subproducto aprovechable un fertilizante en forma de lodo negro, rico en sales minerales,
inodoro y aséptico y de mayor eficacia que otros abonos por ser muy concentrado y muy
útil para los agricultores. La fabricación de compost resuelve prácticamente el problema
de eliminación de basuras de las ciudades al transformar la mayor parte de los residuos
sólidos en materia orgánica utilizable como mantillo. Tiene así la doble ventaja de
contribuir a solucionar el problema específico de las basuras y de suministrar a la
agricultura un fertilizante eficaz y barato.
Así, los residuos orgánicos, que en muchas partes se han convertido en un problema,
se pueden utilizar para alumbrar una granja. Se fermentan las basuras para obtener
también gas metano. Este gas , almacenado en un gasómetro, tiene un uso doble: se puede
consumir en casa como cualquier otro gas o puede alimentar un motor de explosión para
generar electricidad o alimentar un circuito de calefacción.
El catálogo de despilfarros fácilmente evitables en la sociedad industrial es todavía
más largo. A nadie debe sorprender que haya tantas posibilidades de ahorro ya que
durante las últimas décadas no se ha prestado atención alguna a la conservación de
energía, por considerarla un bien abundante y barato. Uno de los estudios más completos
sobre el ahorro energético potencial en una economía industrial apareció en Gran Bretaña
en 1.979. El estudio concluye: "el énfasis en la conservación de energía creará una
diversidad de trabajos, con distintos niveles de exigencias técnicas, miles de fábricas y
talleres, en abierta contradicción con el carácter sumamente especializado, centralizado y
limitado en oportunidades de trabajo que subyace en las predisposiciones y políticas sobre
la expansión del suministro convencional de energía".
Uno de los principales atractivos de un esfuerzo concentrado en pro de la eliminación
del despilfarro es que puede co menzar inmediatamente. Sólo requiere una clara
comprensión de qué constituye despilfarro y la voluntad de hacer algo al respecto. Si las
sociedades industriales no aprovechan la oportunidad, no será por falta de medios técnicos,
sino por una carencia de visión y de objetivos decididos en este sentido, carencias que
pagarán a un precio cada vez más elevado.

VA EN SERIO
En el debate abierto desde hace algunos años sobre las nuevas energias, a menudo
se tiene la impresión de que el retorno a la madera, a la agricultura, o la multiplicación de
molinos de viento no son más que visiones poéticas de unos ilusos. Pero lo cierto es que el
mundo está cambiando: el petróleo se agota irremisiblemente al mismo ritmo que lo
consumimos, y lo mismo sucede con el carbón o el gas natural . En cuanto a la energía
nuclear, tras invertir cientos de miles de millones en su desarrollo apenas tiene más que
una aportación marginal en nuestro balance energético, y eso a costa de la amenaza que
representa para nuestra seguridad.
¨Cuánto tiempo se puede vivir dilapidando el capital que la naturaleza nos ofrece?
¨Tendremos energía en nuestros yacimientos para veinticinco, cincuenta o cien años? No
hay respuesta segura para esta pregunta, pero lo que está claro es que el petróleo , el
carbón , o el gas que se queman se destruyen para siempre, y que el uranio fisionado no se
reconstruirá jamás.
En la época en que el carbón era el rey, el petróleo se recogía a migajas en los
lugares donde rezumaba naturalmente de la roca, para ser vendido a la industria
farmacéutica. Cincuenta años más tarde había destronado al carbón en la mayoría de los
países industrializados.
En el momento en que las reservas fósiles se agotan y los peligros que encarna la
energía nuclear atemorizan al ciudadano, el redescubrimiento de la enorme cantidad de
energía difusa que el sol nos envía y que se recoge hoy a cucharadas, ¨no puede jugar
acaso un importante papel en nuestro abastecimiento energético?
Para qué seguir posponiendo el cambio inevitable a una civilización alimentada por
fuentes renovables de energía? Fuentes que nos permitan superar de una vez por todas la
crisis energética en la que nos hallamos inmersos y hacer posible un desarrollo
equilibrado sin contaminación , con posibilidades y trabajo para todos.
¨Por qué continuar olvidando que ningún país consume tanta energía como la
contenida en la radiación solar que incide sobre sus edificios? En EUA por ejemplo, la
energía que cae anualmente sobre sus carreteras equivale al doble de los combustibles
fósiles consumidos en todo el mundo en un año.
Si nuestra sociedad se decidiese por "el todo solar" sólo habría que dedicar a ello el
1,5%de la superficie de la mayor parte de los países, ¨y en qué país no hay zonas áridas
desaprovechadas?
Se ha llegado a afirmar, no sin razón, que con sólo 500 km2 (un terreno de 20 x 25
km) se podría obtener toda la energía eléctrica que se consume anualmente en España con
la tecnología de que disponemos hoy.
En capítulos precedentes apuntábamos las razones que impiden que esto se haga
realidad a corto plazo, pero lo cierto es que las cosas están cambiando y cambiarán aún
más. Como jocosamente cuenta el profesor W. Miller: "Imagine simplemente que en todas
partes se utiliza la energía solar , produciendo energía a un coste ligeramente superior a los
precios actuales. Imagine luego que alguien propusiera la idea radical de enviar equipos de
exploración geológica a los desiertos de Oriente Medio en busca de petróleo y, una vez
descubierto, levantar torres de perforación, extraer el combustible y transportarlo mediante
oleoductos o mediante barcos de contrucción especial al otro lado del mundo, donde se
refinaría para entregarlo después mediante camiones cisterna a los diversos puntos de
venta. Estoy seguro de que serían muchas las personas que demostrarían contundente y
concluyentemente que tal sistema no es viable económicamente". Y a ello se podría añadir
que las centrales de energía solar resultarían más económicas si se construyesen como se
hace con los motores diesel, es decir en serie, y no una a una.
A pesar de las resistencias y de los obstáculos, gran parte del abastecimiento
energético de nuestras sociedades procederá de fuentes renovables y no agotables. En lugar
de depender de combustibles altamente concentrados, se nutrirá de una gran variedad de
fuentes diversas. En lugar de depender tan intensamente de tecnologías muy centralizadas,
combinará la producción centralizada con la descentralizada. En lugar de depender
peligrosamente de un puñado de métodos o fuentes, adoptará una formaJradicalmente
diversificada. Esta misma diversidad contribuirá a reducir el derroche al permitir adecuar
los tipos y la calidad de la energía producida a las necesidades más dispares. Por ello, la
energía solar jugará un papel cada vez más importante y, con ella, la energía del viento o la
hidráulica o la energía verde contenida en los vegetales.
La gama de energías renovables quizá no sea la solución única e inmediata de los
problemas energéticos que estamos empezando a afrontar. La energía solar no va a
reemplazar súbitamente al petróleo , pero puede ya ayudarnos a consumir menos. Después
de la época del despilfarro estamos o mejor, volvemos a la de la economía.
Ahorrar es 12 palabra clave. Para ello hace falta modificar ciertos hábitos, adquirir
nuevos reflejos, cambiar de mentalidad en el terreno del consumo de energía, para no dejar
resbalar entre nuestras manos inútilmente el sol nuestro de cada día.

SUBVENCIONES
Desde el mes de enero de 1.981, la administración española ha iniciado las medidas
esperadas para impulsar el desarrollo del sector de las energías alternativas, y en especial
de la solar. De gran interés para el medio ambiente resulta asimismo la Ley 82/1.980 de
30 de diciembre, publicada en el B.O.E. del 27 de enero de 1.981, sobre Conservación de
Energía. El objeto de la ley es establecer las normas y principios básicos, así como un
sistema de incentivos, para potenciar las acciones encaminadas a los siguientes fines:

SUBVENCIONES PARA LA ENERGÌA SOLAR
Desde el mes de enero de 1.981, la administración española ha iniciado las medidas
esperadas para impulsar el desarrollo del sector de las energías alternativas, y en especial
de la solar. De gran interés para el medio ambiente resulta asimismo la Ley 82/1.980 de
30 de diciembre, publicada en el B.O.E. del 27 de enero de 1.981, sobre Conservación de
Energía. El objeto de la ley es establecer las normas y principios básicos, así como un
sistema de incentivos, para potenciar las acciones encaminadas a los siguientes fines:
_Optimar los rendimientos de los procesos de transformación de la energía, tanto en
sistemas productivos como de consumo,
_Potenciar la adopción de fuentes de energía renovables , reduciendo en lo posible el
consumo de hidrocarburos y en general la dependencia exterior de combustibles.
_Promover la utilización de energías residuales de procesos industriales, así como
reducir pérdidas, gastos e inversiones en el transporte de energía.
_Analizar y controlar el desarrollo de proyectos de creación de plantas industriales de
gran consumo energético, según criterios de rentabilidad energética a nivel nacional.
_Regular las relaciones entre los autogeneradores de energía y las compañías eléctricas.
_Fomentar las acciones técnicas y económicamente justificadas encaminadas a reducir la
dependencia energética exterior.
Para el cumplimiento de los citados objetivos, la ley enumera las actividades que
podrán acogerse a los beneficios que se prevén. Las personas físicas o jurídicas que
acometan dichas acciones, habrán de suscribir un convenio de los previstos en el articulo
segundo (7) de la Ley de contratos del Estado.
Los beneficios recogidos en el título segundo de la ley son de índole fiscal,
subvenciones, crédito oficial, de funcionamiento y de expropiación forzosa.
Las subvenciones pueden llegar hasta un 35 10 de las inversiones realizadas.
Merece la pena destacar la subvención prevista para paneles solares de fabricación
española de 5.600 pesetas por metro cuadrado de panel plano instalado.
El desarrollo del sector energético solar en todos los paises en los que dicho
desarrollo se ha producido, ha contado, lógicamente, con importantes medidas legales
proteccionistas y ayudas económicas, tales como subvenciones, incentivos fiscales o
créditos especiales.
Estados Unidos es un ejemplo muy importante, y en especial el estado de California,
con un 25 % aproximadamente de las empresas solares del país y más del 50% de la
producción de equipos de Estados Unidos.
En California se puede obtener ayudas hasta el 95% del total de la inversión, entre
las que puede solicitar del estado federal el constructor o intalador (entre el 50 y el 55%) y
las estatales que puede conseguir el propietario o usuario de la instalación (40%
aproximadamente).
En Japón, el programa de difusión integral de los sistemas de energía solar , con un
presupuesto de unos 2.000 millones de pesetas para el año 1.980, concede subvenciones del
50% del coste de la instalación a los centros oficiales locales o institucionales sin ánimo de
lucro. En cuanto a las ayudas a particulares, existen en Japón dos tipos diferentes: para las
viviendas de nueva construcción hay créditos especiales, y en casos generales, deducciones
durante tres años consecutivos del valor de la instalación del impuesto sobre el patrimonio.
En Alemania se conceden subvenciones del 25% del valor total de la instalación,
siempre que la inversión esté entre 4.000 y 12.000 marcos, y deducciones del impuesto
sobre la renta durante diez años, en partidas del 10% anual, del valor total de la instalación
solar.
En Austria se conceden préstamos de 50.000 chelines, a amortizar en veinte años
con un tipo de interés del 3% y en casos especiales los créditos pueden llegar hasta
500.000 chelines al 5,5%, a amortizar en ocho años.
En Suiza, los bancos cantonales conceden créditos especiales, dos puntos por debajo
del interés normal, a todas las instalaciones que supongan ahorro energético.
En Italia está pendiente de aprobación un sistema de medidas y subvenciones para
instalaciones de agua caliente, que cubrirá aproximadamente el 30% del valor de la
instalación.
Y, como último ejemplo, en Francia existe una gama amplísima de ayudas,
fundamentalmente destinadas a fomentar las aplicaciones solares en las nuevas
construcciones (préstamos del 80% del valor de la instalación al 11 %) o a mejorar los
sistemas energéticos de las antiguas con energía solar (subvención del 30% del coste de la
obra).
En España se está dando un paso muy importante en este sentido. El artículo 13.1 de
la citada ley de conservación de la energía dispone que los propietarios de instalaciones
destinadas al aprovechamiento de la energía solar para la obtención de agua caliente y
climatización podrán ser beneficiarios de subvenciones en función de la superficie de
paneles solares planos de fabricación nacional, homologados por la Administración
pública y con una garantía mínima de tres años. Y el número 3 del mismo artículo
establece que la Ley de presupuestos generales del estado fijara anualmente las
condiciones para la concesión de dichas subvenciones. En el Presupuesto general del
estado aprobado por la ley 74/1.980, de 29 de diciembre, se consigna una partida de Só
millones de pesetas para subvencionar a los propietarios de instalaciones que supongan el
uso de paneles solares planos, fabricados y homologados en España, a razón de 5.600
pesetas por metro cuadrado de panel instalado.
En base a dicho planteamiento, el Ministerio de industria ha establecido ya un
mecanismo para el desarrollo de dicha disposición, con una normativa muy detallada en
cuanto a los colectores, instalación, funcionamiento, garantías, materiales, etc.
La solicitud de las subvenciones debe hacerse, de acuerdo con las especificaciones en
las delegaciones provinciales del Ministerio de industria y energía o en los servicios
competentes de las comunidades autónomas o entes preautonóóicos que tengan asumidas o
transferidas las funciones de las citadas delegaciones en materia de energía, los cuales
remitirán en cada caso el expediente a la Dirección general de la energía.

Vocabulario
Análisis espectral: estudio de las diversas ondas electromagnéticas que constituyen
la luz.
Átomos ionizados: aquellos que han dejado de ser neutros eléctricamente por la
pérdida o ganancia de un electrón.
BTU: abreviatura de British Termal Unit , unidad de calor inglesa equivalente a
1055 julios.
Columna de fraccionamiento: columna utilizada en laboratorios y en la industria
química para separar líquidos que poseen distintos puntos de ebullición.
Ecosistema : unidad fundamental ecológica, constituida por la interrelación de una
biocenosis (comunidad) y un biotopo (hábitat o ambiente)
Electromagnético: la energía eléctrica se produce en instalaciones que reciben el
nombre de centrales eléctricas, mediante unas máquinas llamadas generadores
electromagnéticos o, simplemente, generadores. Estos constan, en síntesis, de dos piezas
fundamentales. La primera de ellas es una armadura metálica fija llamada estator, cuya
parte interior está cubierta por una serie de hilos de cobre que forman diversos circuitos.
La segunda, denominada rotor, se encuentra situada en el interior del estator. El rotor
tiene, en su parte central, un eje alrededor del cual puede girar, y, en su parte más externa,
una serie de circuitos que transforman en electroimanes cuando se les suministra una
pequeña cantidad de corriente eléctrica. Así, cuando el rotor gira a gran velocidad, se
producen corrientes eléctricas, corrientes inducidas, en los hilos de cobre que recubren el
interior del estator. Dichas corrientes proporcionan al generador lo que se denomina
fuerza electromotriz: esto es la capacidad de proporcionar energía eléctrica a cualquier
sistema conectado con él. La fuerza electromotriz se mide en una unidad que recibe el
nombre de voltio (V) como reconocimiento al científico A. Volta.
Exponencial: Una magnitud crece exponencialmente cuando su valor se dobla a
intervalos constantes; tiende al infinito.
Fisión nuclear : Reacción nuclear que consiste en la división de un núcleo atómico
en otros de menor masa al chocar con él determinadas partículas. Normalmente se trata de
uranio o plutonio bombardeados con neutrones.
Fusión nuclear : Reacción nuclear que consiste en la unión de dos o más átomos para
formar uno de peso atómico más elevado. En la bomba H , átomos de hidrógeno se
fusionan y forman átomos de helio.
Gasógeno: Aparato destinado a la producción de gas de hulla mediante la elevación
de la temperatura del carbón en ausencia de aire.
MW: megawatt , múltiplo equivalente a un millón de watios.
Multipala éolica: eólica de más de 3 palas.
Pirólisis: cambio químico de una sustancia por efecto del calor. Generalmente se
aplica al proceso de descomposición de sustancias complejas en otras más simples. En este
caso se refiere a la destilacion de gases combustibles de los residuos orgánicos.
TW: terawatt, múltiplo equivalente a un billón de watios.
Toneladas de equivalente petróleo (TEP): cantidad de un combustible cualquiera
cuya capacidad calórica equivale a la de una tonelada de petróleo .
Turba: variedad de carbón de formación reciente.
Zeolita: silicato análogo al feldespato, pero hidratado. Las zeolitas forman un grupo
que comprende numerosos minerales.

Ener-0.doc 29/3/96 - 88 -

Institut de Lingüística Aplicada - Universitat "Pompeu Fabra"
e-mail: cabre_teresa@trad.upf.es