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1 Capítulo 1 Introducción Conceptos básicos: Fuente de energía: Conjunto de fenómenos y/o factores naturales que puedan reconocerse como origen o causa primaria de uno o más vectores energéticos. Como origen debe entenderse a la causa directa, sin que se requiera otra acción o efecto previo ni intervención de un factor externo. Todo ello independientemente del tamaño, capacidad o duración de esa fuente. Vector energético: Fenómeno o conjunto de fenómenos físicos, materiales o no, que sean capaces de poner en evidencia de por sí, energía en cualquiera de sus formas, sean o no utilizables en principio. Clasificación: De acuerdo al Cuadro N 1, se pueden individualizar: Fuente Solar Fuente Gravitacional Fuente Nuclear de Fisión Fuente Nuclear de Fusión Fuente Fósil Disponibilidad del recurso: Si se considera que la energía representa uno de los factores económicos de mayor importancia, la disponibilidad del recurso resulta entonces primordial. Por ello es necesario efectuar un análisis al respecto. De acuerdo al criterio moderno, las fuentes o los recursos se dividen en Fuentes Renovables Fuentes No renovables Criterios: Para entender rápidamente el concepto resulta práctica la semejanza monetaria en la que solamente basta entender la diferencia entre Capital e Ingreso. Un capital puede ejemplificarse como el saldo en una cuenta bancaria, independientemente de su monto (tamaño). Y un Ingreso, como la regular disponibilidad de una determinada suma, por ejemplo, la retribución de un empleo, es decir, un salario o sueldo. En el primer caso, a medida que se vaya haciendo uso del recurso, va disminuyendo en consecuencia el saldo en la cuenta. Es decir que la disponibilidad se mantiene mientras existe saldo en esa cuenta. (Supongamos que el Banco, como por lo general ocurre, no nos permite sobregiro en la misma). O sea que se acaba la disponibilidad cuando se acaba el recurso. Este es el caso de las Fuentes No Renovables, en las que el recurso, independientemente de su tamaño, está contenido en la corteza terrestre formando depósitos o yacimientos finitos. Por ello se las conoce también como Fuentes tipo Capital. Capítulo 1 1

2 En cambio, si el recurso (monetario) proviene de un sueldo o cualquier tipo de Ingreso, eso implica que, mientras se mantenga la relación laboral, o lo que es lo mismo, el mecanismo o conjunto de factores que determinan ese ingreso, se va a poder disponer del recurso en la cantidad prevista y en los plazos previstos, es decir, se puede inclusive definir un ritmo o flujo del recurso. Este es el caso de un conjunto de fuentes llamadas genéricamente Fuentes Renovables, que dependen en general de fenómenos naturales que se continúan en el tiempo. En cuanto al tiempo, en general se entiende como infinito en los casos de las fuentes renovables. Pero un flujo determinado, en un tiempo infinito, implica un recurso de tamaño infinito. En este caso conviene también analizar este concepto. Se puede decir entonces que un recurso es infinito, porque su tamaño es suficientemente grande como para que el gasto derivado de su uso, en cualquier escala sea despreciable frente a él. O sea que la magnitud se la mide por comparación con la dimensión que manejamos de ella, es decir, un criterio antropocéntrico desde el punto de vista del tamaño. En otros casos, los procesos que dan origen las fuentes tienen períodos naturales tan extensos respecto del probable de la vida de la raza humana, que también se los considera infinitos. En este caso estamos empleando un criterio antropocéntrico desde el punto de vista del tiempo. Casos: Fuentes No Renovables: Todas aquellas que se originan en elementos y/o sustancias almacenadas en la corteza terrestre bajo la forma de yacimientos, como es el caso de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas), como los elementos fisionables (minerales de Uranio). Fuentes Renovables: Todas aquellas que se originan en fenómenos naturales como la fuente Solar (tanto los vectores primarios directos como los indirectos), la fuente Gravitacional, la fuente Geotérmica y la fuente Nuclear de Fusión. En el Cuadro N 1 se pueden ver los distintos casos, sistematizados con el siguiente criterio: CAUSAS FUENTE O CAUSA PRIMARIA PROCESO PRIMARIO VECTOR ENERGÉTICO CONVERSOR ASOCIADO FORMA DE ENERGÍA UTILIZABLE EFECTOS y entre los distintos conceptos, se trazan las correspondientes líneas de inter relación, de forma de visualizar no solamente la relación existente, sino que también cuál es la causa y cuál el efecto. Capítulo 1 2

3 El resultado de ello es el siguiente cuadro Nº 1: CONVERSIÓN DIRECTA (FV) CELDAS F. V. BAJA CONVERSIÓN TÉRMICA COLECTORES PLANOS GRADIENTES OTEC - DIRECTA MEDIA CONCENTRADA CONCENTRADORES HELIOSTÁTICOS SOLAR ALTA BIOMASA COMBUSTIBLES INDIRECTA HIDRÁULICA HIDRÁULICO TURBINAS HIDRÁULICAS EÓLICA EÓLICO TURBINAS EÓLICAS GRAVITACIONAL MAREOMOTRIZ MÁQUINAS DE COMBUST. INTERNA NATURAL GEOTERMIA FISIÓN NUCLEAR ARTIFICIAL REACTORES PROCESOS NUCLEARES FUSIÓN NUCLEAR NATURAL MÁQUINAS DE COMBUST. EXTERNA ARTIFICIAL REACTORES COMBUSTIBLES FÓSILES ELECTROQUÍMICO CELDAS DE COMBUSTIBLE Cuadro N 1 Capítulo 1 3

4 Criterios: La diferenciación entre fuentes renovables y no renovables se basa en un criterio primario referido a la disponibilidad de la misma, que es si ésta se puede considerar como inagotable (renovables) o no (no renovables). Una fuente entonces que se considere inagotable puede serlo por diversos factores: Que se pueda usar en forma indefinida sin que se note merma en su disponibilidad. Que la causa primaria sea infinita en duración. Que la causa primaria sea infinita en cantidad. (lo cual conlleva a lo anterior). Pero en realidad, algunas de las causas primarias que reconocemos como renovables tienen por ejemplo como en el caso del Sol, una vida determinada, como el resto de las estrellas. Es bien conocida la función luminosidad tiempo para las estrellas en general: λ Estado actual del Sol Δλ ΔΤ En este caso, una breve disminución en la luminosidad susceptible de ser medida, se producirá al cabo de un determinado lapso ΔΤ. El detalle es que dicho lapso es mayor que la probable duración de la especie humana en el planeta, con lo cual se introduce en la evaluación de tiempos el criterio antropocéntrico. Eso significa tomar como patrón las escalas de tiempo y magnitudes humanas. Entonces, la fuente solar sería renovable, es decir, infinita, por su duración, pero con criterio antropocéntrico. Desde luego, los demás vectores energéticos primarios que dependen de la fuente solar, les cabe el mismo criterio por extensión. T Capítulo 1 4

5 Otro criterio también antropocéntrico para definir una fuente como renovable se basa en el concepto de capacidad, tal y como se define en Termodinámica las fuentes fría y caliente en el análisis del ciclo de Carnot. Una fuente es entonces renovable, cuando su capacidad es tal que el uso de la misma no provoca una disminución medible del recurso, tal el caso de la fuente geotérmica. Finalmente, puede considerarse renovable aquella fuente que dependa de un recurso infinito real, como es caso de la fuente de los procesos nucleares de fusión, que depende del elemento más abundante del Universo conocido, el hidrógeno. Asimismo podría considerarse en principio como renovable por infinitud la fuente dependiente de los fenómenos gravitacionales (vector mareomotriz), aunque de hecho tenga una dependencia indirecta del Sol; pese a que el efecto del campo gravitatorio sobrevivirá al Sol, el vector se extinguirá junto con éste por congelamiento de los mares. Conclusiones: En este capítulo se desarrollaron los conceptos de fuentes renovables y no renovables, sus distintos criterios, y fundamentalmente se planteó una sistematización de las mismas, tratando de relacionarlas desde las causas primerias, con las formas de energía que utiliza el hombre: calor, energía eléctrica y energía mecánica. Capítulo 1 5

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