Energía de la lluvia y el viento
ADEMÁS de los métodos directos de obtener la energía del Sol, hay muchas maneras de obtenerla indirectamente. El agua corriente se ha usado por más de 1.000 años para hacer girar molinos, para moler el grano, engrosar tela, elevar agua y para muchos otros propósitos. El agua vuelve del mar a la cabecera del río por los procesos naturales de la evaporación y la lluvia, los cuales son accionados por radiación solar. Por lo tanto es una fuente que se renueva continuamente y de la cual se puede depender año tras año.
El que se hayan represado ríos grandes y pequeños ha provisto los medios para que haya un suministro continuo de energía durante las estaciones, para la producción de energía hidroeléctrica. En algunos países, el agua corriente es tan abundante que es la más importante fuente de energía. Noruega obtiene casi toda su energía eléctrica de caídas de agua. Pero por todo el mundo, en comparación con otras fuentes de energía, solo el 5 por ciento de toda la energía que consume la humanidad es hidroeléctrica. En muchas partes del mundo, mucha de la energía potencial del agua ya se está aprovechando, y no es mucho lo que se puede hacer para aplacar la creciente demanda de energía.
El molino de viento es otra manera antigua de derivar energía del ambiente. Este medio también depende del Sol, porque el Sol crea las diferencias en el tiempo y en el clima que determinan la dirección y la fuerza de los vientos.
Los molinos de viento solían ser una vista familiar en muchas partes del mundo. Los pintorescos molinos de viento de los Países Bajos extraían agua de tierras bajas selladas por un dique. En el siglo 18, también suministraron energía para los aserraderos, para las piedras de molino y para los centros industriales prósperos. En un tiempo, millones de molinos de viento llenaban las llanuras del centro y del oeste de los Estados Unidos. Se usaban principalmente para bombear agua de pozos, pero también como fuente de energía eléctrica. En el siglo 20, los molinos de viento fueron reemplazados en su mayoría por motores de gasolina.
Pero ahora, cuando el petróleo está perdiendo su posición dominante, la energía por medio del viento parece estar recuperando su popularidad. Dando impulso al interés renovado está la comprensión de que el potencial del viento es mucho mayor de lo que se pensaba. Un científico de la Universidad de California sostuvo en un informe reciente que con solo el poder del viento se podría suministrar 20 veces más energía que toda la energía que el hombre necesita en escala mundial. Aun en los Estados Unidos, si se explotaran plenamente los recursos del viento, habría suficiente suministro para suplir el 75 por ciento de la energía que ahora se usa. En muchos lugares la energía del viento alcanza un promedio similar al de la luz solar.
Se están diseñando y probando una gran variedad de máquinas con el propósito de obtener energía del viento. Hay hélices con dos o tres hojas, montadas sobre lo que parece ser un pequeño avión sin alas en la cima de una torre alta. Cuando el viento sopla —lo cual sucede el 90 por ciento de las veces— esta máquina con hojas de 19 metros genera actualmente hasta 200 kilovatios, una cantidad suficiente para abastecer de energía la sexta parte de los 1.300 hogares de Clayton, Nuevo México. En 1978, esta energía costaba tres veces más que la energía del petróleo, pero se espera que con máquinas más grandes y con producción en masa se reduzca el costo, aun mientras el petróleo se está haciendo rápidamente más costoso.
Se están probando máquinas similares en varios lugares, y un generador de 2.000 kilovatios, el más grande hasta la fecha, se ha construido en la cima de una montaña cerca de Boone, Carolina del Norte. Una firma privada erigirá un grupo de molinos de viento en el desfiladero de una montaña borrascosa en el centro de California. Si eso tiene buen éxito en sentido económico, se establecerán cientos de estos molinos en lugares estratégicos.
Otro tipo de molino de viento tiene aspas curvas unidas encima y debajo a un eje vertical. Su apariencia es algo parecido a la de un gigantesco batidor de huevos. No se le tiene que hacer girar en contra del viento. Al igual que otros tipos de molinos, trabaja a base de cierta velocidad mínima del viento, como de 13 km. por hora, y se puede desconectar para evitar el daño que producen los vientos demasiado rápidos.
Otra máquina poco convencional tiene una torre cilíndrica estacionaria con aspas verticales en todos los lados. Éstas se abren a cierto ángulo por el lado de barlovento de la torre y están cerradas por el lado de sotavento. El viento que entra a la torre se encauza por un patrón circulatorio en forma de espiral y se mueve hacia arriba, formando un tornado en miniatura. La baja presión en el centro succiona el aire que está en el fondo y lo hace atravesar una turbina de pequeñas aspas que giran a alta velocidad.
Se están inventando y elaborando otros diseños. El campo está abierto para ideas innovadoras en cuanto a cómo obtener electricidad del viento, y nadie puede predecir hasta ahora cuál de ellas finalmente producirá la energía más barata. Por lo tanto, continúa la investigación vigorosa de muchos diseños que compiten unos con otros.
Un factor que hay que tomar en consideración al comparar la energía del viento con otras fuentes es la de su aspecto estético. Se pudiera considerar como pintoresco a uno que otro molino de viento, pero una larga fila de molinos de viento puede llegar a ser una mancha sobre el paisaje. También hay la preocupación de que puedan estorbar la buena recepción de los televisores en la localidad.
La perspectiva actual es la de que la energía del viento regrese por lo menos a su anterior estado de importancia, y que participe en aún mayor grado en el cuadro energético. De acuerdo con varios cálculos, para el año 2000 se pudiera suplir entre uno y 10 por ciento de la energía de los Estados Unidos por medio del viento.
Allanando las cimas y los valles
Cuando ya no hay luz solar, o el viento se aplaca, el flujo de la energía procedente de un dispositivo que dependa de ellos se interrumpe. Si este aparato se usa para incrementar la producción de otro sistema de energía, por ejemplo, de energía hidroeléctrica o de una planta de carbón, esta variación no sería problema. Los operadores simplemente ajustarían la producción de potencia de los generadores principales para compensar por la energía solar o del viento variante de la misma manera que se enfrentan a las demandas variantes cotidianas.
Con algunos fines, la energía solar se pudiera usar sola, con el entendimiento de que se usará solo mientras brille el Sol. Si se está usando para bombear agua a un estanque, o en la manufactura electroquímica del aluminio, o en la producción de hidrógeno, estas operaciones pudieran continuar mientras el Sol estuviera brillando y pudieran cerrar cuando dejara de hacerlo.
Pero para muchos usos, se debe proveer alguna forma de almacenar energía. La electricidad se puede almacenar en acumuladores, como lo hemos hecho por mucho tiempo en nuestros automóviles. Sin embargo, el número y el tamaño de las pilas de plomo y ácido que se necesitan para suministrar la energía que se necesita en un hogar promedio pudieran ser incómodos y costosos. Afortunadamente, investigaciones recientes prometen nuevos tipos de acumuladores electrolíticos sólidos que pudieran almacenar una gran cantidad de energía eléctrica en un volumen pequeño.
Si tales acumuladores se hacen una realidad, los automóviles eléctricos serán mucho más prácticos de lo que son hoy. El automovilista pudiera mantener su automóvil enchufado a una toma de energía en su hogar o en el estacionamiento del lugar donde trabaja o adonde va de compras. Con las mejoras que ha habido en las células solares así como en los acumuladores, puede ser práctico ensamblar paneles solares sobre la capota del automóvil, para cargar el acumulador mientras el automóvil está viajando o mientras está estacionado. En Florida se está probando ahora un automóvil de ese tipo. Un inventor emprendedor de California ha llegado a conectar un acumulador a las celdas solares que ha montado sobre las alas de un avión ligero, y ha demostrado que puede volar con energía solar.
Para centrales grandes de energía, pudiera ser más práctico el convertir la energía en otras formas para almacenarla. Por ejemplo, el exceso de energía que se genera durante días soleados, o cuando el viento sopla, se pudiera usar para bombear agua cuesta arriba a un estanque. Luego, por medio de hacer que la corriente fluya en la dirección contraria, esta energía se pudiera usar durante la noche o durante períodos de calma. Otra propuesta ha sido la de bombear aire bajo presión a unos espacios naturales subterráneos. O se pudiera almacenar la energía mecánica en el momento de unos volantes gigantescos. Esta diversidad de ideas indica que habrá cambios en la manera en que usemos la energía si la energía solar y la del viento se hacen comunes.
Luz solar envasada
La producción fotoquímica de los combustibles por medio de la luz solar es otra manera de usar la energía solar. La fotosíntesis es un proceso natural de esta clase. Las plantas verdes usan la luz solar para hacer compuestos que son abundantes en energía, tales como los carbohidratos. El más primitivo uso de la energía solar por el hombre fue el de quemar leña para cocer su alimento y calentar su domicilio.
Por medio de la fermentación, que es otro proceso natural, se puede hacer alcohol de materia vegetal y extraerlo para uso como combustible. Se puede mezclar de un 10 a 20 por ciento de alcohol con gasolina en los automóviles sin alterar el motor. Los motores se pueden alterar para que quemen alcohol puro. El alcohol ha sido más costoso que la gasolina, hasta la fecha, pero la escena está cambiando, y los automovilistas han comenzado a usar una mezcla de alcohol y gasolina llamada “gasohol.” Para independizarse de importaciones de petróleo, el Brasil ha emprendido un proyecto intensivo de producir alcohol. Para producción comercial, se están estudiando varias clases de plantas de crecimiento rápido en busca de procesos más económicos. Esos métodos de usar la energía solar están clasificados bajo el término “biomasa.”
A algunos científicos que miran al futuro les gustaría usar la luz del Sol para descomponer el agua directamente en hidrógeno y oxígeno. Por supuesto, esto se puede hacer por medio de la descomposición electrolítica, pero ellos están buscando un método fotoquímico. Lo que se necesita es un catalizador apropiado para la reacción, algo que funcione como la clorofila que sirve para producir azúcar del agua y del anhídrido carbónico. Si esto se puede encontrar, se podría usar el hidrógeno comprimido como combustible para los automóviles en el futuro.
Combustibles que se pudieran producir con luz solar, tales como el alcohol o el hidrógeno, tienen una gran ventaja sobre los hidrocarburos. No contaminan el ambiente. Más aún, no alteran el equilibrio del anhídrido carbónico en la naturaleza como lo hacen los combustibles fósiles, porque el suministro de cada año pasa por un ciclo en que viene y va de nuevo a la atmósfera.
[Comentario en la página 10]
Un científico sostiene que el poder del viento podría suministrar 20 veces más energía que toda la energía que el hombre necesita en escala mundial
[Comentario en la página 10]
En muchos lugares la energía del viento alcanza un promedio similar al de la luz solar
[Comentario en la página 11]
Puede ser práctico ensamblar paneles solares sobre la capota de automóviles eléctricos, para cargar el acumulador mientras se maneja el automóvil o mientras está estacionado
[Comentario en la página 11]
Se puede hacer alcohol de materia vegetal y usarse como combustible; funciona sin producir contaminación
[Recuadro en la página 12]
Energía desde las entrañas de la Tierra
Además de la energía nuclear, hay otra fuente de energía que no viene del Sol, ni ahora ni en el pasado. Ésta es la del calor interno de la Tierra. Los que perforan hoyos profundos en la Tierra han sabido por mucho tiempo que mientras más se penetra en la tierra más caliente se hace. También hay puntos calientes locales cerca de la superficie. Lo espectacular de una erupción volcánica que arroja roca derretida por las laderas del volcán es la demostración más dramática de esto. Una manifestación menor es la de los géiseres, que hacen salir chorros de vapor y agua hirviendo hasta muy alto en el aire. Más templados aún son los manantiales calientes que atraen a las personas a los balnearios.
Los científicos creen que el calor de la Tierra es el resultado de la compresión gravitatoria de los materiales metálicos y rocosos de que está hecha. Es probable que en un tiempo u otro todas las partes de la Tierra hayan estado fundidas; la corteza se enfrió, pero el interior todavía está caliente. El calor restante siempre está fluyendo hacia la superficie, más rápidamente en algunos lugares que otros. Este calor primordial aumenta a causa de la descomposición radiactiva de tales elementos como el potasio, el uranio y el torio en la corteza terrestre.
En los lugares donde está disponible el calor de la Tierra, éste provee una fuente útil de energía. En Larderello, Italia, hay aberturas de vapor que se han conectado a generadores eléctricos desde 1904. Una planta más grande, cerca de Geyserville, California, se vale del vapor seco para generar más de 500.000 kilovatios.
El agua calentada en exceso que se extrae de lechos de rocas calientes es también una fuente de vapor cuando se le hace subir por tuberías a la superficie y la presión se descarga. Nueva Zelanda y México han aprovechado el agua caliente para la producción de energía. La primera planta de esta naturaleza en los Estados Unidos se está construyendo cerca de El Centro, California. Producirá 50.000 kilovatios, y se estima que el campo geotérmico de ese lugar puede aguantar una expansión de hasta 10 veces esa capacidad.
La energía geotérmica es tan vasta que es prácticamente ilimitada en comparación con las necesidades del hombre. Pero se puede aprovechar en muy pocos lugares. Actualmente su posible utilidad es bastante pequeña en comparación con la potencialidad miles de veces mayor de la luz del Sol y el viento, que están disponibles por toda la superficie de la Tierra.