Ensayo

1. UNA ALTERNATIVA COMO EL SOL
Actualmente vivimos en una sociedad que se basa en el desarrollo industrial para producir
bienes y servicios que permiten su sostenimiento. Este modelo de sociedad, denominada
sociedad industrial, se caracteriza por el consumo en cantidades abundantes de materias
primas y de energía que son la base de su funcionamiento, sin ellas no sería posible
elaborar máquinas y dispositivos que permitan la elaboración y producción a gran escala
de la demanda actual de productos que a su vez contribuyen al gasto energético.
La cantidad de energía que una sociedad consume y la eficiencia con la que la transforma
y la utiliza, hace que se establezca la relación entre consumo energético y nivel de vida. En
donde el incremento en el nivel de desarrollo de una nación está asociado a un mayor
consumo energético y a una mayor capacidad en el uso y transformación de la energía de
forma eficiente.
Las demandas energéticas de la sociedad actual son causa de la necesidad de mantener
en funcionamiento los diversos sectores que permiten su supervivencia. Tales como el
transporte, el doméstico, el comercial, el institucional, el industrial, el agrícola, el de
construcción, contribuyen de forma decisiva a incrementar el gasto de energía, generando
como consecuencia problemas devastadores, que ponen en peligro la subsistencia de la
especie humana en la Tierra.
Se estima que el consumo energético en energía primaria o básica a nivel global por año
alcanza una cifra alrededor de 400 EJ por año (EJ = exajulio = 10^8 julios = 1 trillón de
julios), equivalentes a unas 10.000 megatoneladas de petróleo. Este elevado ritmo de
consumo energético está generando problemas de sostenibilidad, sociales, políticos y
medioambientales.1
(Velasco), los cuales hablaremos a fondo a continuación, seguido de
una posible solución para superar la magnitud de este problema o mitigarlo.
Al momento de hablar sobre los problemas de sostenibilidad se hace referencia a la relación
que existe entre el ritmo de consumo energético actualmente y las reservas existentes de
combustibles fósiles, que constituyen las fuentes de las que proviene la mayor parte del tipo
de energía que se consume hoy en día.
1
Velasco, J. G. (s.f.). Energias renovables . Barcelona, Bogotá, Buenos Aires, Caracas, Mexíco: REVERTE.

2. Los problemas sociales y políticos están asociados al hecho de que los combustibles fósiles
aparecen en yacimientos masivos en determinadas regiones de la Tierra, que da lugar a
tensiones entre países productores y consumidores.
Los problemas ambientales provienen de la emisión de diversos gases producto de la
combustión de los combustibles fósiles, como el CO2, gas que tiene la capacidad de captar
la radiación infrarroja y que contribuye al efecto invernadero. Aunque este efecto es
necesario para la vida de la biosfera, ya que si en la atmosfera no existieran moléculas de
gases invernadero, la temperatura media de la biosfera sería de -15 °C, en vez de 15 °C en
que se estima la temperatura media en la era actual. Sin embargo, el exceso de estos gases
incrementa la temperatura en muy poco tiempo, lo que podría ocasionar a futuro la
desaparición de algunas especies. Otro factor importante es el deshielo masivo que, puede
poner el riesgo de desaparición de algunas regiones costeras a nivel mundial. La lluvia
acida producto de la combustión de petróleo, óxidos de azufre y nitrógeno ha devastado
amplias regiones térmicas.
Al ver la magnitud de este problema se ha comenzado a proponer diversas soluciones
encaminadas al uso de energías renovables que se basan en fuentes naturales, cuya
característica fundamental es, que están dispersas por todo el planeta.
Cuando se hace mención al término energía renovable se debe hacer un pequeño recorrido
histórico donde se refleja como el hombre desde siempre ha utilizado fuentes de energía a
su alcance, ya sea para trabajo o para obtener calor. Al principio utilizaba su propia fuerza
física o de animales, luego la energía del viento y del agua. Durante la llegada de la
revolución industrial se comienza la explotación de combustibles fósiles como: carbón, gas
natural, petróleo y la energía nuclear. Se puede evidenciar como la energía ha sido esencial
para el ser humano en todo su desarrollo y evolución. Sin embargo estos avances traen
consigo algunas desventajas, como el caso del transporte y el uso de energías
convencionales que están dando origen a grandes problemas ambientales como se ha
mencionado anteriormente.
Para conocer un poco más de las energías renovables son aquellas que provienen de
recursos naturales que no se agotan, su impacto ambiental es nulo en la emisión de gases
de efecto invernadero como el CO2. Se consideran energías renovables la energía solar,
la eólica, la geotérmica, la hidráulica, eléctrica y biomasa.

3. La fuente de energía más importante es la luz solar, podría afirmarse que los combustibles
fósiles son “energía solar fosilizada”, almacenada en los enlaces compuestos de carbono
que son el producto de lentos procesos de transformación que tienen lugar en todo la
historia.2
La tierra intercepta energía solar a un ritmo que equivale a 178 000 TW (teravatios), que
equivalen a unas 13 000 veces los 13TW que corresponden al ritmo de consumo actual. De
esta cantidad el 30% se pierde por reflexión pero el 50% es absorbido para diferentes
procesos como evaporación de agua, acumulación de agua a diversas alturas potencial que
se puede convertir en energía eléctrica. La radiación solar es almacenada por las plantas,
por medio de la fotosíntesis, dando lugar a la formación de combustibles como proteínas.
Esta radiación solar se puede convertir directamente en electricidad por medio de
dispositivos fotovoltaicos.
Empleo practico de la energía solar a través de la historia
A lo largo de la historia se encuentran apartes curiosos sobre la aplicación de la energía
solar como:
 Arquímedes (287-212) A.C. Que utilizo espejos parabólicos para defender la ciudad
de Siracusa del asedio de los romanos.
 El Francés Leclere Buffon (1707-1788) efectuó ensayos con un aparato compuesto
de 360 espejos, logro prender fuego en un leño a una distancia de 80m.
 En América Latina los Incas utilizaron reflectores solares para el calentamiento de
Agape sagrado.
 El físico Francés Servars Poville (1791-1868) realizo estudios sobre pirheliómetro
calculando la energía calórica por metro cuadrado entre el Ecuador y el paralelo 43°.
 El Francés Laurent Lavoisier (1743-1794) realizo un montaje óptico compuesto por
dos lentes; para hacerle seguimiento al sol. Fue el primero en anunciar que los
combustibles convencionales algún día escasearían y habría que estudiar la energía
del sol.
 Una de las prácticas más antiguas y sencillas que se conoce es la destilación de
agua utilizando la energía solar.3
(S)
2
Velasco, J. G. (s.f.). Energias renovables . Barcelona, Bogotá, Buenos Aires, Caracas, Mexíco: REVERTE.
3
S, L. A. (s.f.). Análisis Memorias Primer Curso de Energías Alternativas .

4. Este tipo de energía se puede obtener por medio de la captación de la radiación solar,
generadas por la vía de tres vertientes tecnológicas: los colectores solares, las celdas
fotovoltaicas y los dispositivos fotoelectroquímicos.
Fuente: Sin Energía.
Colectores solares
Estos se clasifican en:
Colectores pasivos: que son aquellos sistemas arquitectónicos, que por su diseño y
características permiten absorber y convertir la radiación en calor o frio. Estos son
empleados en el diseño de eco-casas.
Colectores activos: Pueden ser planos, tubulares y de concentración. Los primeros son
los de mayor uso ya que funcionan entre 60 y 80 °C, tiene una eficiencia de hasta 65%, y
se utilizan, sobretodo, para calentar o enfriar agua y aire. Los tubulares operan en el rango
de los 60 y 165 °C con una eficiencia de hasta 70%.

5. Los concentradores de calor, a diferencia de los anteriores reúnen solo la radiación solar
directa en un solo punto o line por medio de espejos ligeramente curvos lo que permite
alcanzar temperaturas más altas.4
(Ramos, Marzo)
Estos sistemas térmico-solares pueden ser fijos o de seguimiento, es decir, que siguen el
movimiento del sol en dos ejes; el material reflector es usualmente acrílico que permite
menor pérdida de energía y una eficiencia del 60%. El grado de eficiencia que pueden
alcanzar los concentradores de calor lo colocan como la plataforma tecnológica de las
centrales eléctricas solares-termales como las instalaciones solares de gran calibre de
mayor potencial en el corto mediano plazo.
Las centrales concentran la radiación solar en un solo punto, la punta de la torre, hay se
encuentra el receptor que usualmente alcanza temperatura que rondan los 1000 °C. El aire
caliente o sal fundida se desempeña como vector de intercambio de calor que permite
transportarlo a un punto productor de vapor de agua utilizado para accionar las turbinas y
generadores de electricidad. Dada la intermitencia de la electricidad se complementa con
un mecanismo de almacenamiento de calor, como lo puede ser un tanque térmico de sal
fundida; un depósito que retenga aire a presión y luego pueda irse liberando conforme se
requiera.
La energía solar termina aprovecha la energía solar para producir calor, ej calefacción y la
energía solar fotovoltaica es la que produce electricidad, este tipo de energía genera unos
impactos ambientales positivos ya que no contamina con gases efecto invernadero
producto de la quema de combustibles fósiles. Siendo este uno de los factores principales
en la actualidad del cambio climático.5
(Tonda, 2000)
Celdas fotovoltaicas
Este efecto ocurre cuando algunos materiales se ponen bajo iluminación y crean una fuerza
electromotriz o una diferencia de voltaje. Este se puede llevar a cabo en materiales solidos
liquidas o gaseosos; pero es en solidos especialmente en materiales semiconductores en
los que se ha encontrado eficiencias aceptables de conversión de energía luminosa a
eléctrica.
4
Ramos, G. C. (Marzo). Sin Energía - Cambio de paradigma, retos y resistencias. 2009: PLAZA Y VALDES.
5
Tonda, J. (2000). El oro solar y otras fuentes de energia. Mexico: sep.

6. Las celdas solares se pueden elaborar con material como el silicio por sus componentes
semiconductores ya que la energía que liga a los electrones de valencia al núcleo es similar
a la energía que poseen los fotones que constituyen la luz solar dicha elaboración es algo
costosa, sin embargo el uso de la nanotecnología permite manipular la materia a escala lo
que reduce los costos de su producción e instalación a través de transformaciones de los
materiales empleados.
Células fotoelectroquímicas
El avance de nuevas generaciones de fotoceldas identifica también el desarrollo de
novedosas células fotoelectroquímicas, es decir de sistemas que usan células solares para
la producción hidrogeno. Por ejemplo Hydrogen Solar (reino unido) ha desarrollado un
sistema llamado Tándem Cell que emplea dos series de celdas foto catalizadoras, una
frontal que absorbe altas energías de luz solar y una trasera que capta las ondas largas de
luz que la primera no puede absorber, la infrarroja. Los dos paneles son conectados
eléctricamente para la generación de hidrogeno. Con el sistema es posible convertir la
energía solar directamente en hidrogeno.
Impactos ambientales de la energía solar térmica y solar fotovoltaica
Este tipo de energía tanto la una como la otra presentan impactos ambientales debido a
que su fuente es el sol.
Impactos ambientales positivos: De esta energía renovable se caracterizan por ser limpias
como no contaminan la atmosfera con gases de efecto invernadero que se producen en la
quema de combustibles fósiles para producir electricidad. La energía solar es gratuita
durante las horas de radiación solar útil y se puede convertir directamente la energía solar
en eléctrica empleando el efecto fotovoltaico.
Impactos ambientales negativos: Tanto la energía solar térmica como la fotovoltaica son
también propios de su naturaleza requieren grandes superficies de terrenos para captar la
radiación solar puesto que esta es débil y difusa, otro impacto negativo es el consumo de
agua para enfriar es circuito de vapor.
Como en nuestro planeta la luz del sol no está a todas las horas, se dice que la energía
solar es una fuente intermitente, y que es muy inestable, sobre todo por las costumbres
nocturnas de la humanidad; para resolver esta problemática se han diseñado varios

7. sistemas de almacenamiento de energía solar o contenedores, para que la energía
almacenada pueda ser usada durante la noche o momentos de escasa luz.
La energía solar fotovoltaica presenta otros impactos negativos ya que dichas centrales
ocupan extensiones de terreno muy extensos. Para los requerimientos básicos de una
familia y de pequeñas poblaciones, la cantidad de energía eléctrica producida es limitada.
Otro impacto negativo de esta energía es la fabricación de celdas que requieren de gran
cantidad de energía para reducir el mineral de óxido de silicio a silicio de muy alta pureza.6
(Vega de Kuyper)
La aplicación de la energía solar térmica y de la solar fotovoltaica se deduce que la primera
tiene la gran ventaja de no solo poder generar electricidad sino también de calentar agua
para usos industriales y domésticos y entregar calefacción a diferentes ambientes.
Colombia tiene las mejores posibilidades para el desarrollo de energías alternativas y
renovables, entre ellas la fotovoltaica o más conocida como solar. La intensidad de la
radiación en Colombia está caracterizado por las regiones: Andina, Atlántica, Pacifica,
Orinoquia y Amazonia. El comportamiento de la intensidad de radiación solar en la región
andina muestra que las zonas del Valle del Cauca y Magdalena poseen mayor potencial.
La aplicación de la energía solar térmica y de la solar fotovoltaica se deduce que la primera
tiene la gran ventaja de no solo poder generar electricidad sino también de calentar agua
para usos industriales y domésticos y entregar calefacción a diferentes ambientes.
Las aplicaciones más difundidas de la energía solar térmica en Colombia son el
calentamiento de agua para uso doméstico e industrial y el calentamiento de agua para
piscinas.
La generación de electricidad con energía solar empleando sistemas fotovoltaicos ha
estado siempre dirigida al sector rural, en donde los altos costos de generación, originados
especialmente por el precio de los combustibles y de operación y mantención en las
distintas zonas remotas hacen que la generación solar resulte más confiable y económica
en el largo plazo.
6
Gomez, F. G. (s.f.). Evaluacion de un secador solar . Alfaomega.
Tonda, J. (2000). El oro solar y otras fuentes de energia. Mexico: sep.

8. Estos sistemas son esenciales actualmente para las telecomunicaciones rurales del país.
Asimismo emplean sistemas solares en repetidoras de microondas, estaciones remotas,
bases militares, etc.
Además la energía Solar es utilizada para la aplicación de diversos métodos de
conservación en productos agropecuarios, siendo uno de los más utilizados en la actualidad
la deshidratación del mismo hasta muy bajos niveles de humedad.
Al momento de realizar el secado utilizando energía solar, se requiere de flujo de aire,
humedad en el interior del secador y por supuesto humedad del producto que recibe el
tratamiento. Esta práctica se utiliza para reducir el contenido de humedad de los productos
agropecuarios para conservar su alta calidad y valor nutritivo.
Al realizar el proceso de secado se reduce en forma significativa peso y volumen facilitando
el transporte y almacenamiento.
Secar implica necesariamente remover parcialmente el agua del material. El
comportamiento del secador solar se ve afectado positivamente por diversos factores como
sus bajas humedades relativas y altas temperaturas, el flujo lento del aire promovido por el
fenómeno de convención natural disminuye en gran medida la eficiencia del mismo.
Realizar el proceso de deshidratación en el interior de un secador solar comparado con el
secado natural refleja una ventaja mínima en humedad y tiempo de secado.7
(Gomez)
Otros países latinoamericanos también aprovechan la energía solar, entre ellos esta:
Chile: Cerca de Sierra Gorda, en el desierto de Atacama se construye una planta termo
solar de colectores cilindros parabólicos, que será capaz de entregar al menos un 55% de
la energía anual necesaria para el proceso de extracción por solventes y electro obtención
de cátodos de cobre de la minera el Tesoro.
La planta consiste en un circuito cerrado de calor, donde el agua es calentada a medida
que pasa a través del campo solar hasta alcanzar temperaturas de hasta 150 °C que luego
es almacenada en estanques térmicos.
El desarrollo de la tecnología termovolcánica se utiliza para usos como las
telecomunicaciones, aplicaciones en retransmisión de televisión en sectores aislados y
7
Gomez, F. G. (s.f.). Evaluacion de un secador solar . Alfaomega.

9. sistemas de iluminación de faros en zonas rurales, en agricultura para riego y secado de
frutos.
México: Cuenta con un proyecto que se ejecutó en el municipio de Agua Prieta, Sonora
con una construcción de una central termoeléctrica de la Comisión Federal de Electricidad
y primera generadora de electricidad que utiliza la radiación solar en el país y funcionara en
combinación con una generadora de ciclo combinado a gas natural.
Este sistema aportara energía térmica a través de un sistema de captadores del tipo canal
parabólico y fluido térmico como trasmisor de calor.
Podemos concluir que existen alternativas energéticas que permiten a los seres humanos
realizar sus tareas de una manera menos contaminante que al hacer uso de energías
convencionales como el petróleo,
Este ensayo fue pensado en Colombia, aunque a nivel mundial hay avances de este tipo
de energía renovable se pensó en dar una visión más amplia sobre nuestro país y como
este puede implementar otras alternativas de energía poco convencionales que benefician
gran parte de la población campesina y sectores que aún no cuentan con este recurso,
indispensable. Debido a la posición geográfica de Colombia nos da la posibilidad de pensar
en una alternativa energética como la solar, ya que se puede disponer de ella casi la misma
cantidad durante todo el año, sus grandes ventajas impiden que se pase desapercibida por
el contrario estimula su uso.
Se sabe de qué, actualmente hay algunos proyectos enfocados al desarrollo y puesta en
marcha de mecanismos de energía solar en nuestro país, pero tenemos la capacidad de
aprovechar mejor este recurso, para el desarrollo y sostenibilidad futura.
PAULA ANDREA GUZMÁN MOYA