Cristina del Amo
2º Bachillerato Distancia IES Leopoldo Cano
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ÍNDICE:
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Energías renovables (Pág. 3-4)
Energía renovables no contaminantes: La energía eólica (Pág. 5-8)
Energía hidráulica (Pág. 9-12)
Energía solar (Pág. 13-16)
Energía mareomotriz (Pág.17-19)
Energía geotérmica (Pág.20-23)
Energía renovable contaminante: La biomasa (Pág. 24-30)
Ventajas e inconvenientes (Pág.31-35)
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ENERGÍAS RENOVABLES O VERDES
Energía verde es un término que describe la energía generada a partir de
fuentes de energía primaria respetuosas con el medio ambiente. Las energías
verdes son energías renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de
obtención o uso no emite subproductos que puedan incidir negativamente en
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el medio ambiente.
Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías:
A) No contaminantes o limpias:
- El viento: Energía eólica.
- Los ríos y corrientes de agua dulce: Energía hidráulica o hidroeléctrica.
- El Sol: energía solar.
- Los mares y océanos: Energía mareomotriz.
- El calor de la Tierra: Energía geotérmica.
B) Las contaminantes:
- Se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como
combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante
procesos de fermentación orgánica o en biodiesel, mediante reacciones de transesterificación y de los
residuos urbanos.
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1) ENERGÍA
EÓLICA
La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la
utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire. Se obtiene a
través de una turbinas eólicas son las que convierten la energía cinética del viento en
electricidad por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a
través de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico
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EL AEROGENERADOR :
Es un generador de corriente eléctrica a partir de la energía cinética
del viento, es una energía limpia y también la menos costosa de
producir, lo que explica el fuerte entusiasmo por esta tecnología.
Actualmente se utiliza para su transformación en energía eléctrica a
través de la instalación de aerogeneradores o turbinas de viento. De
entre todas las aplicaciones existentes de la energía eólica, la más
extendida, y la que cuenta con un mayor crecimiento es la de los
parques eólicos para producción eléctrica.
Un parque eólico es la instalación integrada de un conjunto de
aerogeneradores interconectados eléctricamente. Los
aerogeneradores son los elementos claves de la instalación de los
parques eólicos que, básicamente, son la evolución de los
tradicionales molinos de viento. Como tales son máquinas rotativas
que están formadas por tres aspas, de unos 20-25 metros, unidas a
un eje común.
El elemento de captación o rotor que está unido a este eje, capta la
energía del viento. Mediante el movimiento de las aspas o paletas,
accionadas por el viento, activa un generador eléctrico que
convierte la energía mecánica de la rotación en energía eléctrica.
Estos aerogeneradores suelen medir unos 40-50 metros
dependiendo de la orografía del lugar, pero pueden ser incluso más
altos.
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INDUSTRIA DE LA ENERGÍA EÓLICA :
•El marco de negocios de la capacidad instalada de energía eólica en las Comunidades Autónomas se
compone de más de 170 empresas que se incluyen fabricantes (aerogeneradores, palas, torres,
generadores, multiplicadores, equipos eléctricos, etc.).
•Proveedores (hidráulica y eléctrica las empresas y de los aparatos de control y regulación).
• La construcción mecánica y empresas de obras públicas, las empresas de instalación y mantenimiento,
la explotación y la ingeniería en 2003.
El sector eólico español ahora alberga a la participación de más de 500 empresas, con
aproximadamente 150 plantas de producción de turbinas eólicas y su maquinaria a través de las
regiones españolas.
España es líder mundial en energía eólica debido a su tasa de penetración en el mercado eléctrico, tan
sólo superada por Dinamarca.
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TABLA DE COBERTURA DE LA DEMANDA DE LA ENERGÍA EÓLICA
Cabe señalar que durante el año 2009 la generación de energía de origen eólico fue superior a la
del carbón (con un 13.8 % frente a un 12 % de ésta cabe señalar que durante el año 2009 la
generación de energía de origen eólico fue superior a la del carbón (con un 13.8 % frente a un 12 %
de ésta última),5 convirtiéndose así en la tercera fuente de energía por detrás del ciclo combinado y
la nuclear.
El día 9 de noviembre de 2010 se produjo el máximo histórico de producción instantánea con 14.962
MW a última), convirtiéndose así en la tercera fuente de energía por detrás del ciclo combinado y
la nuclear.
El día 9 de noviembre de 2010 se produjo el máximo histórico de producción instantánea con
14.962 MW
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2) ENERGÍA HIDRAÚLICA
La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en
energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para
poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico.
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CÓMO SE TRANSFORMA EL AGUA EN ENERGÍA ELÉCTRICA
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Uno de los recursos más importantes cuantitativamente en la estructura de las energías renovables es la
procedente de las instalaciones hidroeléctricas; una fuente energética limpia y autóctona pero para la que
se necesita construir infraestructuras necesarias que permitan aprovechar el potencial disponible con un
coste nulo de combustible. El problema de este tipo de energía es que depende de las condiciones
climatológicas.
En España se utiliza un 15 % de esta energía para producir electricidad.
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PRODUCCIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA
España se encuentra en la línea de otros países de la OCDE respecto a la producción de energía eléctrica,
siendo el 18,5% de esta energía de origen hidráulico.
La evolución de la energía hidroeléctrica en España en las últimas décadas ha sido siempre creciente
aunque la participación de ésta en el total de eléctrica producida ha ido disminuyendo (92% en 1940 vs
18% en 2001) Esto se debe al incremento de la producción de energía termal y nuclear de los últimos 50 y
30 años respectivamente. La potencia instalada en España en 2008 fue de 18.451 MW.
La central de producción hidráulica con mayor potencia instalada es la de Aldeadávila en el Río
Duero(Salamanca) con 1140 MW, seguido por el embalse José María de Oriol en el Río Tajo (provincia de
Cáceres) con un 915 MW. Otros embalses de capacidad por encima de los 500 MW son el de Cortés-La
Muela en el Júcar (Valencia), Villarino en el Tormes (Salamanca) o Saucelle en el Duero (Salamanca).
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3) ENERGÍA SOLAR
Se trata de recoger la energía del sol a través de paneles solares y convertirla en calor el cual
puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua
caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a hogares, hoteles,
colegios o fábricas.
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FORMAS DE ENERGÍAS EÓLICA
La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra.
Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de
energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede
transformarse en otras formas de energía como:
- Energía térmica con colectores solares.
- Energía luminosas con paneles fotovoltaicos.
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SE DISTINGUEN DOS COMPONENTES EN LA RADIACIÓN SOLAR:
1. La radiación directa , es la que llega directamente del foco solar,
2. La radiación difusa , es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de
reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y
terrestres
La radiación directa puede reflejarse y
concentrarse para su utilización,
mientras que no es posible concentrar
la luz difusa que proviene de todas
direcciones. Sin embargo, tanto la
radiación directa como la radiación
difusa son aprovechables.
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EL CONSUMO DE LA ENERGIÁ SOLAR
España está entre las cinco principales naciones inversoras en energías renovables en el ámbito
internacional y su mercado fotovoltaico fue el que más creció en todo el mundo en 2007, de manera que en
España están dos de las tres principales plantas fotovoltaicas del planeta.
En 2005 España se convirtió en el primer país del mundo en requerir la instalación de placas solares en
edificios nuevos y el segundo del mundo (tras Israel) en requerir la instalación de sistemas de agua caliente
solar.
Según los informes de Greenpeace, la energía solar podría abastecer siete veces la demanda eléctrica que
tendría la península en 2050. Además, todas las previsiones dicen que para mediados de la década de 2010
será más barata la electricidad producida en los paneles solares ubicados en España que lo que tendrá que
pagar el consumidor doméstico por comprar electricidad de la red ( procedente de combustibles fósiles).
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4)ENERGÍA MAREOMOTRIZ
La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, mediante su unión a
un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía
mareomotriz en energía eléctrica,
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MÉTODOS DE GENERACIÓN DE LA ENERGÍA MAREOMOTRIZ:
Los métodos de generación mediante energía de marea pueden clasificarse en estas tres:
1. Los generadores de corriente de marea .
Hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al
viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad
debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea.
2. Presa de marea
Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de
carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de
un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las
cuestiones ambientales.
3. Energía mareomotriz dinámica
Es una tecnología de generación teórica que explota la interacción entre las energías cinética y potencial
en las corrientes de marea. Se propone que las presas muy largas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud)
se construyan desde las costas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Se introducen
por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva a un diferencial de nivel de agua importante (por
lo menos 2.3 metros) en aguas marinas ribereñas poco profundas con corrientes de mareas que oscilan
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paralelas a la costa.
Generador de corriente de marea
Presa de marea
Energía dinámica
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5) ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del
interior de la Tierra.
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TIPOS DE YACIMIENTOS GEOTÉRMICOS SEGÚN LA
TEMPERATURA DEL AGUA :
• Energía geotérmica de alta temperatura
La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está
comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera
electricidad.
•Energía geotérmica de temperaturas medias
La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a
temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, la conversión vaporelectricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil.
•Energía geotérmica de baja temperatura
La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores;
por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a
temperaturas de 50 a 70 °C.
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•Energía geotérmica de muy baja temperatura
La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas
comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.
Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir
electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 °C, pero las fuentes
de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana.
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FUENTES GEOTÉRMICAS
USOS :
•Generación eléctrica.
•Aprovechamiento directo del calor.
•Calefacción y ACS.
•Refrigeración por absorción.
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B) CONTAMINANTES
BIOMASA
La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado
fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica.
La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía
térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono
almacenado.
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Una parte de la energía que llega a la Tierra procedente del Sol es absorbida por las plantas, a través
de la fotosíntesis, y convertida en materia orgánica con un mayor contenido energético que las
sustancias minerales. De este modo, cada año se producen 2·1011 toneladas de materia
orgánica seca, con un contenido de energía equivalente a 68000 millones de toneladas equivalentes
de petróleo, que equivale aproximadamente a cinco veces la demanda energética mundial. A pesar
de ello, su enorme dispersión hace que sólo se aproveche una mínima parte de la misma. Entre las
formas de biomasa más destacables por su aprovechamiento energético destacan los combustibles
energéticos (caña de azúcar, remolacha, etc.) y los residuos (agrícolas, forestales, ganaderos,
urbanos, lodos de depuradora, plantas, etc.)
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TIPOS DE BIOMASA:
Se distinguen varios tipos de biomasa, según la procedencia de las sustancias empleadas, como la
biomasa:
• Vegetal, relacionada con las plantas en general (troncos, ramas, tallos, frutos, restos y residuos
vegetales ,etc.).
• La animal, obtenida a partir de sustancias de origen animal (grasas, restos, excrementos, etc.).
Otra forma de clasificar los tipos de biomasa se realiza a partir del material empleado como fuente de
energía:
• Natural
Es aquella que abarca los bosques, árboles, matorrales, plantas de cultivo, etc. Por ejemplo,
en las explotaciones forestales se producen una serie de residuos o subproductos, con un
alto poder energético, que no sirven para la fabricación de muebles ni papel, como son las
hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética.
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Los “cultivos energéticos” son otra forma de biomasa consistente en cultivos o plantaciones que se hacen
con fines exclusivamente energéticos, es decir, para aprovechar su contenido de energía. Entre este tipo de
cultivos tenemos, por ejemplo, árboles como los chopos u otras plantas específicas. A veces, no se suelen
incluir en la energía de la biomasa que queda restringida a la que se obtiene de modo secundario a partir
de residuos, restos, etc.
Los biocarburantes son combustibles líquidos que proceden de materias
agrícolas ricas en azúcares, como los cereales (bioetanol) o de grasas
vegetales, como semillas de colza o girasol de calabaza (biodiesel). Este
tipo también puede denominarse como “cultivos energéticos”.
El bioetanol va dirigido a la sustitución de la gasolina; y el biodiesel trata
de sustituir al gasóleo. Se puede decir que ambos constituyen una
alternativa a los combustibles tradicionales del sector del transporte,
que derivan del petróleo.
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• RESIDUAL
Es aquella que corresponde a los residuos de paja, serrín, estiércol, residuos de mataderos, basuras
urbanas, etc.
El aprovechamiento energético de la biomasa residual, por ejemplo, supone la obtención de energía a
partir de los residuos de madera y los residuos agrícolas (paja, cáscaras, huesos...), las basuras urbanas,
los residuos ganaderos, como purines o estiércoles, los lodos de depuradora, etc. Los residuos agrícolas
también pueden aprovecharse energéticamente y existen plantas de aprovechamiento energético de la
paja residual de los campos que no se utiliza para forraje de los animales.
Los residuos ganaderos, por otro lado, también son una fuente de energía:
Los purines y estiércoles de las granjas de vacas y cerdos pueden valorizarse energéticamente por
ejemplo, aprovechando el gas (o biogás) que se produce a partir de ellos, para
producir calor y electricidad. Y de la misma forma puede aprovecharse la energía de las basuras urbanas,
porque también producen un gas o biogás combustible, al fermentar los residuos orgánicos, que se puede
captar y se puede aprovechar energéticamente produciendo energía eléctrica y calor en los que se puede
denominar como plantas de valorización energética de biogás de vertedero.
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•SECA Y HÚMEDA
Según la proporción de agua en las sustancias que forman la biomasa, también se puede clasificar en:
- Biomasa seca: madera, leña, residuos forestales, restos de las industria maderera y del mueble, etc.
Procesos de transformación de la biomasa seca
La energía contenida en la biomasa seca es más fácil de aprovechar, mediante procesos
termoquímicos como la combustión, la pirolisis o la gasificación.1 El rendimiento energético obtenido
suele ser alto. En la tabla adjunta se indican los productos que se obtienen en este aprovechamiento,
entre los que destaca el calor (para calefacciones, calderas, etc.), la electricidad obtenida (haciendo
pasar vapor a gran presión por una turbina unida a un generador eléctrico), el vapor de agua caliente, o
diversos combustibles (metanol, metano).
- Biomasa húmeda: residuos de la fabricación de aceites, lodos de depuradora, purines, etc.
Procesos de transformación de la biomasa húmeda
En este caso se emplean procesos bioquímicos de transformación, con menor rendimiento energético y
tiempos de procesado más largos. Tienen más interés ecológico (muchas son sustancias
contaminantes) que el propio aprovechamiento energético.
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INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE LA
ENERGÍA DE LA BIOMASA
Podemos encontrar desde instalaciones de pequeño tamaño para uso doméstico (chimeneas u hogares de
leña), de tamaño mediano (digestores de residuos ganaderos en granjas), o de gran tamaño (centrales
térmicas que queman residuos agrícolas o forestales para obtener electricidad, o suministrar calefacción a
un distrito o ciudad, etc.).
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VENTAJAS E INCONVENIENTES :
La energía eólica ventajas :
-Procede indirectamente del sol , que calienta el aire y ocasiona el viento .
-Se renueva de forma continua .
-Es inagotable .
-Es limpia . No contamina .
-Es autóctona y universal . Existe en todo el mundo .
-Cada vez es más barata conforme avanza la tecnología .
-Permite el desarrollo sin expoliar la naturaleza , respetando el medio ambiente .
-Las instalaciones son fácilmente reversibles. No deja huella .
La energía eólica también tiene unos inconvenientes específicos:
-El impacto visual, es decir; que su instalación genera una alta modificación del paisaje.
-El impacto sobre la avifauna: principalmente por el choque de las aves contra las palas, efectos
desconocidos sobre modificación de los comportamientos habituales de migración y anidación.
-El impacto sonoro, es decir el roce de las palas con el aire produce un ruido constante, la casa más
cercana deberá estar al menos a 200 metros.
-La posibilidad de zona arqueológicamente interesante.
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Ventajas de la energía hidroeléctrica :
-No emiten gases que provocan el efecto invernadero.
- Tiene contenidos de azufre prácticamente nulos por lo que la emisión de dióxido de azufre es mínima. El
dióxido de azufre, junto con los óxidos de nitrógeno, son causas de la lluvia ácida.
- El uso de la biomasa como biocarburante en motores de combustión interna reduce el empleo de los
motores alimentados por combustibles fósiles que provocan altos índices de contaminación.
Inconvenientes:
- El rendimiento de las calderas de biomasa es inferior al de las que usan combustible fósil.
- Se necesita mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma cantidad de energía con otras fuentes.
- Los canales de distribución de biomasa están menos desarrollados que los de combustibles fósiles.
Ventajas de la energía solar:
-
Una vez realizada la instalación no se originan gastos posteriores, y el consumo es gratuito.
No usa combustibles, impidiendo la incomodidad y el peligro.
La energía solar no produce desechos.
Es renovable respecto a otras tecnologías.
Reducción de emisiones al producir electricidad.
Ahorra agua, mejora la calidad del suelo, trata los residuos y es segura en el suministro energético.
Es totalmente gratuita.
No usa combustibles eliminando la peligrosidad de su almacenamiento.
El impacto ambiental es nulo: no produce desechos, residuos, ruidos…
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Inconvenientes :
- Se tiene que instalar en un lugar donde haya radiación solar.
- menor rendimiento.
- Su instalación debe ser en zonas donde la radiación solar sea mayoritaria, diaria y anualmente.
- Tiene menos rendimiento que otros sistemas.
- Su mecánica es más compleja que otros sistemas de aprovechamiento de energías.
- Tiene peligro por las altas temperaturas que alcanza.
Ventajas de la energía mareomotriz
- Limpia .
- Renovable.
Inconvenientes
- Necesita construir presas y diques .
- Posible impacto ambiental en ecosistemas .
- Sólo es aprovechable en lugares muy concretos .
- Corrosión de los sistemas .
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Energía geotérmica
Ventajas :
- Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
- Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por
el petróleo y el carbón.
- Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.
- Ausencia de ruidos exteriores.
- Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas
natural y uranio combinados. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede
mantenerse a precios nacionales o locales.
- El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de
plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones
(gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.
- La emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la
misma energía por combustión.
Inconvenientes
- En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en
grandes cantidades no se percibe y es letal.
- Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
- Contaminación térmica.
- Deterioro del paisaje.
- No se puede transportar (como energía primaria).
- No está disponible más que en determinados lugares.
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Ventajas de la biomasa :
- No emiten gases que provocan el efecto invernadero.
- Tiene contenidos de azufre prácticamente nulos por lo que la emisión de dióxido de azufre es mínima. El
dióxido de azufre, junto con los óxidos de nitrógeno, son causas de la lluvia ácida.
- El uso de la biomasa como biocarburante en motores de combustión interna reduce el empleo de los
motores alimentados por combustibles fósiles que provocan altos índices de contaminación.
Inconvenientes:
- El rendimiento de las calderas de biomasa es inferior al de las que usan combustible fósil.
- Se necesita mayor cantidad de biomasa para conseguir la misma cantidad de energía con otras fuentes.
- Los canales de distribución de biomasa están menos desarrollados que los de combustibles fósiles.
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