Medio Ambiente

PP-MA-132-LA Energías limpias en comunidades rurales

Salud y Bienestar
Energía asequible y no contaminante
Reducción de las desigualdades
Ciudades y comunidades sostenibles
Acción por el clima

Asesor: Diana Laura Hernández

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Resumen

Este trabajo trata de explicar las opciones de energías limpias que pueden ser utilizadas en comunidades rurales para reducir el impacto ambiental con el uso de las actuales energías.

Pregunta de Investigación

¿Cuál es la importancia de utilizar energías limpias en las comunidades rurales?

Planteamiento del Problema

Durante muchos años se ha utilizado el carbón y el gas como fuente principal de energía para abastecer las necesidades de las comunidades rurales tanto para iluminación como para cocción de alimentos. Estas fuentes de energía son altamente contaminantes para el medio ambiente ya que generan una combustión y por ende dióxido de carbono más otras partículas toxicas para la vida.

Antecedentes

La energía ha constituido una pieza clave para el desarrollo de la humanidad. El hombre, desde el principio de su existencia, ha necesitado la energía para sobrevivir y avanzar. Pero ¿qué es la energía y por qué tiene tanta importancia?

La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, el concepto de energía se define como la capacidad de hacer funcionar las cosas.

La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el joule (J), en honor al físico inglés James Prescott Joule.

Tipos de energía.

  • 1. Energía calorífica o energía térmica
  • 2. Energía Eléctrica
  • 3. Energía luminosa o lumínica
  • 4. Energía Radiante.
  • 5. Energía Química
  • 6. Energía Magnética o Magnetismo
  • 7. Energía Eólica.
  • 8. Energía Hidráulica, Energía Hídrica o Hidroenergía.
  • 9. Energía Solar.
  • 10. Energía Mecánica.
  • 11. Energía Potencial.
  • 12. Energía Gravitatoria.
  • 13. Energía Electrostática.
  • 14. Energía Elástica o Energía de Deformación.
  • 15. Energía Nuclear.
  • 16. Energía Sonora o Energía Acústica.
  • 17. Energía Fotovoltaica.
  • 18. Energía Iónica.
  • 19. Energía Geotérmica.
  • 20. Energía Metabólica.
  • 21. Energía Mareomotriz.
  • 22. Energía Alternativa.
  • 23. Energía de Reacción.
  • 24. Energía Metabólica.
  • 25. Energía Marina
  • 26. Energía Verde.
  • 27. Energía del Petróleo.
  • 28. Energía Biovegetal.
  • 29. Energía del Gas.
  • 30. Energía Atómica.
  • 31. Energía Convencional.
  • 32. Energía Oscura.
  • 33. Energia Azul.
  • 34. Energía Aerotérmica.
  • 35. Energía Biogás.
  • 36. Energía Biocarburante.
  • 37. Energía Cuántica.
  • 38. Energía de Fusión.
  • 39. Energía de Fisión.
  • 40. Energía de las Olas.
  • 41. Energía Fósil.
  • 42. Energía Libre.
  • 43. Energía Gratis.
  • 44. Energía del Hidrógeno.
  • 45. Energía Basal.
  • 46. Energía Lunar.
  • 47. Energía Galvánica o Corriente Continua.
  • 48. Energía Primaria.
  • 49. Energía Telúrica.
  • 50. Energía Futura.

Energía Convencional Tradicional.

Entendemos por energía convencional aquella energía tradicional comercializada para el uso doméstico o industrial y que como norma general se corresponde con energías no renovables que existen en la naturaleza y contaminantes como los combustibles fósiles.

Básicamente tenemos dos tipos de energía convencional como son las energías fósiles en las que podemos incluir el petróleo, el carbón, el gas, etc y las energías nucleares en las que son utilizadas elementos tales como el uranio, plutonio y otros.

La energía fósil es la energía convencional procedente de fuentes de energía derivadas de la biomasa. Destacan entre todas ellas la energía del petróleo, del gas natural, del carbón, etc. Su impacto ambiental es alto por lo que no son consideradas limpias ni tampoco renovables o poder ser sustituidas. Es un tipo de energía utilizada para cubrir todas las necesidades energéticas que necesita el ser humano en la actualidad, ya sea en la generación de electricidad, como energía térmica, mecánica, etc.

Energía Eléctrica

Se trata de un tipo de energía creada como consecuencia de la diferencia de potencial existente entre dos puntos dentro de un sistema, ya sea un cuerpo pequeño o un tendido eléctrico de muchos kilómetros. Existe energía eléctrica en movimiento que la denominaremos corriente eléctrica y energía eléctrica sin movimiento o energía estática.

La energía eléctrica en movimiento o corriente eléctrica es usada para todo tipo de usos en nuestros días puesto que ésta se puede transformar en otro tipo de energías, como energía calorífica o térmica, energía lumínica o luz o energía mecánica.

Energía luminosa o lumínica

Entendemos por energía lumínica lo que conocemos por luz. Básicamente se trata de un tipo de energía que se desplaza mediante ondas y que interactúa con los materiales que la rodean permitiendo ser percibidos.  De hecho, se trata de un tipo energía radiante que se transporta en forma de ondas electromagnéticas de distinta longitud de onda.

Energía Eólica.

Corresponde con aquella energía creada a partir de las corrientes de viento existentes en la atmósfera, es decir, es la energía cinética que presentan las corrientes de aire obtenida a partir de aparatos especiales para este fin como son los aerogeneradores para obtener otro tipo de energía, generalmente corriente eléctrica o energía eléctrica.

Esa energía eléctrica obtenida de la naturaleza que resulta renovable y verde, se está convirtiendo cada vez en más competitiva y barata lo que está ayudando a que se implante cada vez más.

Energía Hidráulica, Energía Hídrica o Hidroenergía.

Son tres acepciones del mismo concepto. Se trata del tipo de energía obtenida aprovechando la energía cinética que presenta el agua en movimiento, ya sea en ríos, embalses o corrientes marinas.  Se trata de un tipo de energía renovable.

Hoy en día la forma más común de aprovechamiento energético del agua se encuentra en las centrales hidroeléctricas, en las que las corrientes de agua son aprovechadas para mover grandes turbinas en las cuales esta fuerza es transformada en energía eléctrica.

Energía solar.

Tipo de energía renovable más abundante en la naturaleza en la cual es aprovechada la radiación solar electromagnética para generar corriente eléctrica o térmica. La energía solar junto a la energía hidráulica y eólica, han sido las más usadas en la historia del hombre.

Las formas de aprovechamiento de este tipo de energía vienen determinadas por la clase de energía en la que es transformada, así para la obtención de energía eléctrica son usados paneles solares fotovoltaicos compuestos de placas de silicio capaces de convertir la radiación solar en diferencia de potencial eléctrico. Para la obtención de calor son usados colectores solares térmicos que forman un circuito cerrado con un fluido dentro que al captar el calor que proporciona el sol adquieren energía calorífica.

Existen otras formas de aprovechamiento de la energía solar como sucede en su aprovechamiento lumínico en arquitectura bioclimática.

Energía Mecánica.

Energía relativa que posee un cuerpo proporcional a su energía cinética respecto de otro cuerpo o a su elasticidad para un cuerpo elástico. Por lo tanto expresa la capacidad de un cuerpo con masa de realizar un trabajo.

Así dentro de este tipo de energía podemos determinar que se que se encuentran aquellas energías que aprovechan el movimiento de otros cuerpos con más o menos masa para generar otro tipo de energía, ya sea eléctrica o mecánica. Entre todas ellas podemos determinar que se encuentra la energía hidráulica, energía eólica, etc.

Energía Fotovoltaica.

La energía solar fotovoltaica se trata de un tipo de energía que produce energía eléctrica obtenida a través de la radiación solar que aporta el sol y que es transformada en dispositivos llamados células fotovoltaicas que a su vez reunidas conforman paneles fotovoltaicos.

Se trata de un tipo de energía renovable con un escaso impacto ambiental por lo que se puede considerar energía verde. Normalmente es usada para proveer de energía eléctrica a viviendas aisladas de la red eléctrica o incluso para producir corriente eléctrica a nivel industrial, vertiéndolo en la red eléctrica.

Debido a su relativamente fácil instalación, tratarse de una energía renovable y limpia, su crecimiento en los últimos años ha sido grande llegando a doblarse su instalación cada dos años aproximadamente.

Energía Nuclear.

La energía nuclear se obtiene al dividir mediante la fisión nuclear o a la unión mediante la fusión nuclear de los átomos que componen un cuerpo. Es utilizada para la generación de energía eléctrica en las centrales nucleares, energía térmica o energía mecánica cuando es utilizada de forma controlada, aunque las aplicaciones de esta energía incluyen también tareas bélicas cuando la transformación se realiza de forma descontrolada.

 

Una de las características fundamentales de esta energía es la alta calidad de la energía en función de la masa de un cuerpo en comparación con otro tipo de energías, aunque por desgracia la eficacia del proceso no es tan eficiente al desaprovecharse hasta el 90 por ciento de la energía que se libera. De hecho y como ejemplo con un solo kilo de uranio se podía producir tanta energía como con 1000 toneladas de carbón.

Energía Verde.

Como Energía Verde entendemos toda aquella energía que respeta el medio ambiente donde se desarrolla sin dejar como producto de su desarrollo y transformación productos dañinos para éste. Se obtiene de fuentes naturales renovables e inagotables por lo que es un tipo de energía renovable, aunque dentro de este tipo de energía se refiere a aquellas que son energías limpias, puesto que existen energías renovables cuyo impacto ambiental no les permite adquirir esta denominación.

Con el transcurso del tiempo y el compromiso político necesario para su implantación, este tipo de energía está llamado a convertirse en el predominante para la obtención de la energía necesaria en la sociedad actual.

Energía Biovegetal.

Es la fuente de energía más utilizada en la historia y en nuestros días aún sigue siendo predominante, con más incidencia en las sociedades menos desarrolladas. Se obtiene a partir de la combustión principalmente de la madera mediante energía térmica que a su vez puede ser transformada en otro tipo de energía. Una fuente de energía natural y renovable que podemos incluir dentro de la energía de biomasa, la cual es utilizada a nivel industrial.

Comunidad rural

Se conoce como comunidad rural al pueblo que se desarrolla en el campo y alejado de los cascos urbanos. El concepto puede hacer referencia tanto al pueblo en sí mismo como a la gente que habita en dicha localidad. Las comunidades rurales viven principalmente de la agricultura o la ganadería.

El número de habitantes de una localidad determina si es rural o urbana. De acuerdo con el INEGI, una población se considera rural cuando tiene menos de 2,500 habitantes, mientras que la urbana es aquella donde viven más de 2,500 personas.

En 1950 en Mexico, la cantidad de personas que habitaban en comunidades rurales representaba 57 % del total de la población del país; en 1990 era de 29 % y para 2020, se ubica en 21 por ciento. Debido a lo anterior y considerando que en 2020 teníamos una población de 128.9 M de Mexicanos, 27 millones viven en comunidades rurales.

El 20% de la población rural en Mexico no tienen  acceso a energía eléctrica, lo cual limita el desarrollo de las comunidades y es una de las causas de la migración a zonas urbanas.

Los principales ejemplos de energías sucias o contaminantes

  1. Energía nuclear.

La energía nuclear tiene un potencial destructivo alto por los residuos radioactivos que genera.

  1. Gas natural. …
  2. Energía hidroeléctrica. …
  3. Carbón. …
  4. Petróleo.

Los principales ejemplos de energías sucias o contaminantes

La Organización de las Naciones Unidas (ONU), a través del UNDP, apuesta por un desarrollo energético asequible y limpio para 2030. Esto implicará reducir el uso de energías sucias y apostar por la energía eólica, solar o termal.

Las cifras son harto elocuentes, ya que las energías son las responsables del 60 % de los gases de efecto invernadero. En consecuencia, el cambio es perentorio si se quiere asegurar un acceso universal sin consecuencias catastróficas para el planeta. Y, evidentemente, para ello, hay que preparar un proceso de transición de unas fuentes de energía a otras. La mayoría de las industrias están diseñando planes a medio plazo para alcanzar los objetivos que exigen los gobiernos.

¿Cuáles son las principales energías contaminantes? Lo cierto es que el foco se puede poner en cinco, básicamente. Hay que destacar las siguientes fuentes por su impacto en la atmósfera y en el entorno:

  1. Energía nuclear

La energía nuclear tiene un potencial destructivo alto por los residuos radioactivos que genera. Estos tardan millones de años en perder su carga, lo que implica un peligro potencial para las zonas próximas.

Por otra parte, la construcción de las centrales y su funcionamiento requiere de un uso de materiales escasos. No en vano, las centrales nucleares funcionan con uranio y plutonio, que son de difícil acceso. Además, el funcionamiento es inestable y, en caso de accidentes como los de Chernóbil o Fukushima, las consecuencias en el entorno son letales.

Aunque la contaminación que genera en el momento no es de las más elevadas, es una energía que tiene una capacidad destructiva muy elevada.

  1. Gas natural

El gas natural es una fuente de energía fósil y, como tal, genera residuos y emisiones contaminantes. Por otra parte, esta fuente energética es finita.

Además, hay que recordar que el gas, para su adecuado transporte y almacenamiento, hay que licuarlo. Esto implica la construcción de infraestructuras costosas que, indudablemente, tienen un impacto ecológico significativo. El resultado es que puede generar problemas importantes de salubridad en caso de fugas.

Sin embargo, es conveniente señalar que su impacto es mucho menor que el de otros combustibles fósiles como el petróleo. En los últimos años, ha ganado protagonismo en sistemas como la calefacción.

  1. Energía hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica tiene un potencial contaminante derivado de las infraestructuras necesarias para su funcionamiento. No en vano, la construcción de embalses implica anegar valles y, en ocasiones, poblaciones enteras. Además, la construcción de los depósitos libera grandes cantidades de metano.

Pero, más allá del impacto social innegable, hay que decir que también hay un impacto ecológico. En primer lugar, porque se elimina fauna y flora que se sumerge, a la vez que se alteran los ecosistemas. El segundo motivo es que la calidad de las aguas se reduce porque se contaminan. Estamos, pues, ante una fuente de energía sucia con un impacto elevado, sobre todo en el entorno.

Es importante señalar, no obstante, que esta energía tiene un nivel de emisiones bajo y, además, es renovable. Esta es la razón por la que sigue utilizándose con profusión.

  1. Carbón

El carbón fue la principal fuente de energía asociada a la industrialización y una de las más importantes de origen fósil.

Lo que sucede es que el potencial de contaminación de esta energía es muy alto, ya que libera grandes cantidades de CO₂. La preocupación es tal que se calcula que, de no avanzar el proceso de descarbonización adecuadamente, en 2030 el carbón será responsable del 60 % de las emisiones de este gas. La mayoría de los Estados ponen como horizonte el año 2030 para dejar de quemar carbón para producir electricidad.

Las intoxicaciones masivas de carbón han generado grandes problemas en las aglomeraciones urbanas. Un ejemplo es el de la Gran Niebla de Londres, generada por la combustión de carbón para las industrias, los transportes y los hogares, entre los días 5 y 9 de diciembre de 1952.

Las urgencias para realizar una transición energética ordenada llevan a que se dé importancia a los puestos de ingeniería industrial.

  1. Petróleo

El petróleo ha sido el protagonista de la industria del siglo XX y, al igual que el carbón, es una energía fósil.

Los problemas del petróleo son similares a los del carbón. En primer lugar, porque el riesgo de vertidos marinos de petroleros es letal para el ecosistema, aunque esté a cientos de quilómetros, como sucedió en 2002 con el barco Prestige. Otro motivo importante radica en la cantidad de dióxido de carbono (CO₂) y dióxido de nitrógeno (NO2) que libera. Aunque son multitud las industrias que utilizan derivados del petróleo, hay que hacer referencia especial al automóvil.

Las energías renovables también tienen muchas aplicaciones en las áreas rurales. De hecho, la electricidad producida a partir de su aplicación en estas zonas proporciona acceso a servicios básicos tales como agua y saneamiento, los cuales a veces resultan escasos. Las energías renovables también pueden ayudar a mejorar las instalaciones educativas y de salud, que en conjunto mejoran las economías rurales, algo que puede ayudar a reducir la migración de estas zonas hacia las ciudades.

Objetivo

Investigar y dar a conocer una opción para producir energía eléctrica limpia de manera económica en comunidades rurales.

Justificación

Dar opciones de energías limpias y económicas a comunidades rurales que no tienen energía eléctrica.

Hipótesis

Si logramos dar a conocer una opción para producir energía eléctrica limpia de manera económica entonces podríamos contribuir al desarrollo de comunidades rurales.

Método (materiales y procedimiento)

Realizaremos un experimento para demostrar la transformación de la energía y como podemos aprovechar la energía eólica para transformarla en energía eléctrica.

Material

  • 1 base de montaje
  • 2 motores de AC
  • 4 engranes
  • 1 foco LED
  • 1 base para motor
  • 1 abrazadera
  • 2 ejes metálicos
  • 1 hélice plástica
  • 1 desarmador de cruz
  • Tornillos varios
  • Conectores plásticos varios

Procedimiento:

1)Ensamblar los ejes y los engranes a la base de montaje, cuidando que queden alineados los 2 engranes principales.

2)  Fijar uno de los motores a la placa plástica, cuidando que el engrane del motor quede alineado con los engranes anteriores.

3) Insertar el segundo motor en la base blanca.

4) Fijar la hélice plástica al segundo motor.

5) Fijar el motor con la hélice a la base plástica.

6) Fijar la base de conectores e insertar el foco LED de un lado y conectar los cables de los 2 motores en paralelo del otro lado.

7) Gire la manivela en el sentido de las manecillas del reloj para encender la luz LED y el ventilador gire.

Galería Método

Resultados

Pudimos observar a través del experimento de forma sencilla que se puede transformar la energía de viento en energía eléctrica. Esto es muy importante por que creemos que en todas las comunicades rurales debe de haber viento o por lo menos alguna otra fuete de energía limpia que se pueda transformar para la generación de energía eléctrica, lo cual es de vital importancia en nuestros días para el desarrollo tecnológico.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Aprendí que podemos utilizar distintos tipos de energía para muchas cosas y lo más importante es que tenemos una opción bastante viable con la energía eólica para utilizarse en comunicades rurales y que ese 20% de la población en Mexico tenga acceso a energía eléctrica para no tener que desplazarse a comunidades urbanas muy alejadas donde se busca desarrollo y progreso.

Bibliografía

Fundación Endesa. (2022). ¿Qué es la energía? España.

Federación de enseñanza de cc.oo de Andalucia. (2009). Transformaciones de las energías, España.

EVERARDO MARTÍNEZ. (2022). Avanza México en energías limpias; aunque es insuficiente: Imco, El heraldo de Mexico.

Dra. María del Rocío Palacios Espinosa. (2018). LAS ENERGÍAS LIMPIAS EN MÉXICO: MARCO LEGAL Y RETOS PARA EL FUTURO, Revista Alethéia IEU, 4 y 5. Mar Peralbo. (2018). ¿Pueden las energías renovables dar cobertura al mundo?, Talentum Telefónica.

World trade energy. (2018). La Energía solar y eólica, USA.

Beltrán-Telles, Aurelio; Morera-Hernández, Mario; López-Monteagudo, Francisco Eneldo; Villela-Varela, Rafael, (2017). Prospectiva de las energías eólica y solar fotovoltaica en la producción de energía eléctrica, Universidad Autónoma de Tamaulipas, Mexico.

Información INEGI Mexico online: https://cuentame.inegi.org.mx/poblacion/rur_urb.aspx?tema=P

Ultima consulta : 05/04/2022

https://www.la-prensa.com.mx/doble-via/ecologia/sector-energetico-uso mas-carbon-que-nunca 7967155.html#!

Ultima consulta : 05/04/2022

https://aristeguinoticias.com/0912/mundo/china-se-desarrolla aceleradamente-pero-enfrenta severa-contaminacion/

Ultima consulta : 05/04/2022

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography