Instalación de placas solares en el ies illa de san simón

394 views

Published on

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
394
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Instalación de placas solares en el ies illa de san simón

  1. 1. Profesor: Alumnas:INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 1
  2. 2. 1. SUMARIO ........................................................................................................ 42. GLOSARIO DE ACRÓNIMOS ................................................................... 53. LISTA DE TABLAS ......................................................................................... 74. LISTA DE FIGURAS ....................................................................................... 85. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 9 5.1 LA ATMÓSFERA ................................................................................. 9 5.2 LA RADIACIÓN .................................................................................. 11 5.3 EL EFECTO INVERNADERO NATURAL ..................................... 13 5.4 EL OZONO ........................................................................................... 16 5.4.1 LA CAPA DE OZONO .............................................................. 18 5.4.2 DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO ..................... 20 5.4.3 SUSTANCIAS QUE AGOTAN EL OZONO ....................... 226. EL CAMBIO CLIMÁTICO ........................................................................... 27 6.1 EL CAMBIO CLIMÁTICO Y SUS EFECTOS ............................. 28 6.2 CAUSAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO ........................................ 32 6.2.1 EMISIONES DE DIÓXIDO DE CARBONO ...................... 32 6.2.2 DEFORESTACIÓN ..................................................................... 387. EL CICLO DEL CARBONO ........................................................................... 41 7.1. SUMIDEROS DE CARBONO ..................................................... 42 7.1.1 LA FOTOSÍNTESIS .................................................................. 42 7.1.2 DIFUSIÓN HACIA LOS OCÉANOS ................................. 458. EL PROTOCOLO DE KIOTO ....................................................................... 46 8.1 MERCADO DE CO2 ...................................................................... 499. LA ENERGÍA EN GALICIA: PASADO Y PRESENTE .......................... 5410. CONCEPTOS PREVIOS SOBRE LA ELECTRICIDAD ......................... 59 10.1. POTENCIA ELÉCTRICA ................................................................. 59 10.2. CÓMO SE MIDE LA ENERGÍA .................................................. 60 10.3. CONSUMO DE ENERGÍA EN EL MUNDO ......................... 62 10.4. CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN ESPAÑA ............ 63INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 2
  3. 3. 11. LA ENERGÍA SOLAR ........................................................................................... 66 11.1 EL EFECTO FOTOELÉCTRICO ........................................................... 67 11.2 TIPOS DE ENERGÍA SOLAR ............................................................. 6912. DESCRIPCIÓN DEL INSTITUTO ................................................................... 7313. LA RADIACIÓN SOLAR ................................................................................... 7914. CONSUMO ELÉCTRICO DEL INSTITUTO ................................................ 8515. INSTALACIÓN PLACAS SOLARES .............................................................. 9316. BLIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 100INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 3
  4. 4. 1. SUMARIONos hemos decidido por este trabajo por el interés que tenían un grupode alumnas en el ahorro energético, en concreto en el ahorro eléctrico. Aveces se hace un mal uso de la electricidad, se dejan bombillas encendidasde manera innecesaria, no se fijan en la categoría energética de algunosequipos electrónicos, etc. Esto hizo que profundizásemos en el consumoeléctrico del instituto, que se promocionasen recomendaciones para aho-rrar energía y de ahí pasamos a hacer un estudio más exhaustivo. La posi-bilidad de ser autónomos en la producción eléctrica. Con un cambio dementalidad y con el apoyo de las instituciones educativas, demostraremosque la inversión en energías renovables es rentable. La semana pasada, laComisión Europea realizaba un diagnóstico sobre el sector eléctrico espa-ñol, y lamentaba el parón de las ayudas a las energías limpias y pedía unasimplificación de los complejos procedimientos de autorización y planifica-ción al desarrollo de las energías renovables.Con este trabajo, queremos aportar nuestro grano de arena al impulso delas energías renovables. Es una lástima que en un momento de máximodesarrollo de la tecnología de las energías renovables, no se siga apostan-do decididamente por ellas.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 4
  5. 5. 2. GLOSARIO DE ACRÓNIMOSCFC: Cloro-Fluoro-Carbonos, moléculas con multitud de usos industrialesque alteran la proporción de ozono en la estratosfera.CMNUCC: Convención Marco de la Naciones Unidas sobre el CambioClimático.H: constante de Planck.HFC: Hidrofluorocarbonos.IDAE: Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía.FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM): Se denomina fuerza electromotriz a laenergía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo quesuministre corriente eléctrica.KTEP: es la cantidad de energía que producirían mil toneladas de petróleoal quemarse. La unidad es el Tep, una tonelada.KW/h: unidad de energía derivada, donde el vatio (W) es unidad depotencia. 1 Kw · h = 3 600 000 JExiten otras equivalencias en vatios (W):Kilovatio 1.000 W 103 WMegavatio 1.000.000 W 106 WGigavatio 1.000.000.000 W 109 WTeravatio 1.000.000.000.000.000 W 1012 WPetavatio 1.000.000.000.000.000 W 1015 WPEC: Perfluorocarbonos.PPM: partes por millón.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 5
  6. 6. PVGIS: Photovoltaic Geographical Information System, Sistema actualizadopor el Instituto de Energía y Transporte de la Unión Europea.RCE: Reducción Certificada de Emisiones.UCA: Unidad de Cantidad Atribuída.UD: Unidad Dobson, es la relación estándar de expresar la concentraciónde una columna de ozono en la atmósfera.URE: Unidad de Reducción de Emisiones.UV: radiación ultravioleta, una forma de energía radiante proveniente delsol.V: frecuencia de la radiación.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 6
  7. 7. 3. LISTA DE TABLASTabla 1: Gases qeu componen la atmósfera ........................................................ 9Tabla 2: Gases de invernadero más importantes .............................................. 14Tabla 3: Sustancias que agotan el ozono ............................................................. 24Tabla 4: Fuegos y superficie quemada en los últimos 10 años en Galicia 39Tabla 5 : Inventario de Gases de Efecto Invernadero de España ………… 48Tabla 6: Inventario de Gases Efecto Invernadero en Galicia ………………… 49Tabla 7: Consumo energético en España en 2011 y variación con elaño anterior ......................................................................................................................... 63Tabla 8 : Consumo eléctrico doméstico ................................................................. 64Tabla 9: Irradiancia en el instituto en el mes de mayo y enero ................ 81Tabla 10: Producción energía eléctrica zona de despachos ........................ 96Tabla 11: Producción energía eléctrica zona de aulas ................................... 98INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 7
  8. 8. 4. LISTA DE FIGURASFigura 1: Capas de la atmósfera ............................................................................... 11Figura 2: El espectro electromagnético ................................................................. 12Figura 3: Proceso del efecto invernadero ............................................................. 14Figura 4: Columna de ozono DU el 19 de mayo de 2012 .,....................... 20Gráfico 5: Déficit de masa de ozono (millones de toneladas) sobrela Antártida .......................................................................................................................... 21Gráfico 6: Predicción de las precipitaciones para Galicia en el s XXI ....... 30Gráfico 7: Predicción de la temperatura máxima para Galicia en el s XXI 31Gráfico 8: Concentración de CO2 en el mundo ………………………………………. 34Gráfico 9: acumulación de CO2 en los últimos años ……………………………… 35Gráfico 10: la tasa media anual de dióxido de carbono de crecimientoen el Observatorio de Manua Loa ............................................................................. 37Gráfico 11: emisión de CO2 a la atmósfera por cada familia en Españaen los últimos 20 años ……………………………………………………………………………. 38Gráfico 12: El ciclo del carbono ……………………………………………………………... 41Gráfico 13: Fases de la fotosíntesis ........................................................................... 43Gráfico 14: Energía procedente del sol ................................................................... 62Gráfico 15: Fuentes de energía mundiales en el año 2009 ........................... 63Gráfica 16: Consumo de energía final por sectores .......................................... 65Gráfica 17: esquema de funcionamiento de una celda solar ………………… 71Gráfico 18: Irradiación solar y potencial solar eléctrico en España .......... 80Gráfica 19: Irradiancia en el instituto en el mes de enero ........................... 83Gráfica 20: Irradiancia en el instituto en el mes de mayo ........................... 83Gráfico 21: Colocación de las placas en la zona de despachos ................ 94Gráfico 22: Colocación de las placas en la zona de aulas ........................... 94INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 8
  9. 9. 5. INTRODUCCIÓN 5.1 LA ATMÓSFERAEl clima está cambiando por la manera en que se vive actualmente, enespecial en los países más ricos y económicamente desarrollados, entre losque figuran los de la Unión Europea. Las centrales que producen energíapara que haya electricidad y calefacción en nuestros hogares, los coches,motos, barcos y aviones que utilizamos, las fábricas que producen losartículos que compramos, la agricultura que nos da de comer: todos estoselementos contribuyen a cambiar el clima.Nuestra atmósfera es una envoltura gaseosa que rodea la tierra. Los gasesque forman la atmósfera son: % (en vol) Nitrógeno 78.08 Oxígeno 20.95 Argón 0.93 Dióxido de Carbono 0.036 Tabla 1: Gases que componen la atmósferaEstá compuesta principalmente por nitrógeno (N2) y oxígeno (O2)molecular, con pequeñas cantidades de otros gases, como vapor de agua(H2O) y dióxido de carbono (CO2). Aunque nuestra atmósfera tiene unespesor de varias centenas de kilómetros, cerca del 99 % de su masagaseosa se encuentra dentrode los primeros 30 kilómetros.En la atmósfera existe un balance entre la salida (destrucción) y entrada(producción) de estos gases.En este trabajo se va a hablar sobre todo del dióxido de carbono, uncomponente natural de la atmósfera, ocupa alrededor del 0,036 % delINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 9
  10. 10. volumen del aire, lo que es un pequeño pero importante porcentaje. Entraa la atmósfera sobre todo por la degradación de la materia vegetal, perotambién lo hace por las erupciones volcánicas, la respiración de los seresvivos y, como veremos más adelante, por actividades humanas, como eluso de combustibles y la deforestación.El dióxido de carbono es removido de la atmósfera por los procesos defotosíntesis. Los océanos actúan como reservorios enormes de dióxido decarbono, debido a que el fitoplancton lo fija en sus células. Este gas, quese disuelve directamente en el agua superficial, se mezcla “hacia abajo” ycircula hasta las grandes profundidades. Se estima que los océanosalmacenan más de 50 veces el dióxido de carbono presente en laatmósfera.Es importante conocer las capas de la atmósfera (ver gráfico 1), para saberdónde se encuentra el ozono (O3) y entender el efecto invernadero. Latroposfera es la capa más próxima a la superficie terrestre y dondesuceden los fenómenos meteorológicos.La segunda capa es la estratosfera y a medida que se sube, la temperaturaaumenta. Este aumento de temperatura es provocado por el ozono queabosrbe la luz peligrosa del sol y la convierte en calor.La mesosfera es la tercera capa y la temperatura disminuye a medida que se sube, como sucede en la troposfera.La termosfera es la cuarta capa y el aire es muy tenue y la temperaturacambia con la actividad del sol. Si el sol está activo, las temperaturas en laatmósfera pueden llegar a 1500º C.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 10
  11. 11. Gráfico 1: capas de la atmósfera Fuente: http://vegamediaciencias.blogspot.com.es/2011/04/capas-de-la-atmosfera.html 5.2 LA RADIACIÓNLa energía proveniente del Sol se llama energía radiante o radiación.Podemos describir la radiación electromagnética como una onda eléctricay magnética que se propaga de manera similar a las ondas que se mueven,por ejemplo, sobre la superficie de un lago. Una onda de cualquier tipo deradiación electromagnética (como la luz o las radiaciones ultravioleta oinfrarroja o los rayos X) se mueve a una velocidad fija c, conocida como"velocidad de la luz", que en el vacío es de 300.000 km/s. La onda consistede una serie de crestas y depresiones. La distancia entre dos crestas (odepresiones) se llama longitud de onda y generalmente se indica con laletra griega λ (lambda).INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 11
  12. 12. El rango total de tipos de radiación electromagnética que difieren por suslongitudes de onda constituyen el espectro electromagnético. Laslongitudes de onda en el rango visible se miden típicamente ennanómetros (nm). Un nanómetro es la mil millonésima (10-9) parte delmetro. La radiación visible, o luz visible, posee un rango relativamenteangosto de longitudes de onda, entre 400 y 700 nm. Dentro de este rango,el color de la luz dependerá de su longitud de onda. La longitud de ondavisible más larga aparece ante nuestros ojos como roja, mientras que lamás corta se registra como azul o violeta. Gráfico 2: El espectro electromagnético Fuente: library.thinkquest.orgAlrededor del 40 % de la energía del Sol es emitida en longitudes de ondamás largas que el límite visible de 700 nm que constituyen la radiacióninfrarroja (IR). Las ondas infrarrojas tienen longitudes de onda entre 1.000y 1.000.000 nm. En cambio, alrededor del 10 % de la energía del Sol esemitida en longitudes de onda más cortas que las de la luz visible, queconstituyen la radiación ultravioleta (UV). Las longitudes de ondasultravioletas son las menores que 400 nm.Es importante recordar que todas las cosas, sin importar su tamaño,emiten radiación. El aire, nuestro cuerpo, una piedra, las plantas, la Tierra,INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 12
  13. 13. etc. La energía se origina por la rápida vibración de los billones deelectrones que componen cualquier objeto.Cuanto más alta es la temperatura del objeto, más corta es la longitud deonda de la radiación emitida. Por lo tanto, el sol se dice que emiteradiación de onda corta, mientras que la tierra emite radiación de ondalarga. 5.3 EL EFECTO INVERNADERO NATURALEs necesario recordar que todos los objetos irradian energía pero tambiénla absorben.Si un objeto irradia más energía que la que absorbe, se enfriará; siabsorbe más energía que la que emite, se calentará. Durante un díasoleado, la superficie terrestre se calienta porque absorbe más energía delSol y de la atmósfera que la que irradia, mientras que durante la noche lasuperficie terrestre se enfría porque emite más energía que la que recibe.Si la atmósfera no existiese, la superficie terrestre estaría en equilibrio deradiación (la cantidad de energía que absorbe es igual a la que emite),aunque la temperatura global promedio que resultaría de ese balancesería de -18 °C, bastante diferente de la que se registra, que es dealrededor de 15 °C.Se conoce como efecto invernadero la acción de determinadoscomponentes de la atmósfera (gases de invernadero). Esa acción consisteen la absorción de parte de la radiación infrarroja emitida por la superficieterrestre y su irradiación devuelta hacia abajo.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 13
  14. 14. Gráfico 3: Proceso del efecto invernadero Fuente: http://oni.escuelas.edu.ar/2009/GCBA/1496/efecto_invernadero.htmNombre y fórmula química Concentración (partes por millón)Vapor de agua (H2O) 0,1 (Polo Sur) - 40.000 (trópicos)Dióxido de carbono (CO2) 375Metano (CH4) 1,7Óxido nitroso (N2O) 0,3Ozono (O3) 0,01 (en la superficie)Tabla 2: Gases de invernadero más improtantesFuente: http://www.educaciencias.gov.ar/archivos/recursos/explora/CSNAT03.pdfLos gases invernadero tienen la particularidad de realizar una absorción"selectiva" de una porción de la radiación solar entrante, pues permitenque la mayor parte de la radiación solar entrante (de onda corta) llegue ala superficie terrestre, pero absorben una buena cantidad de la radiaciónINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 14
  15. 15. infrarroja terrestre (de onda larga), evitando así que se escaperápidamente al espacio.Por lo tanto, el efecto invernadero es un fenómeno natural, independientede las actividades humanas.La mayor parte de los gases de efecto invernadero se generan de formanatural. Sin embargo, a partir de la revolución industrial del siglo XVIII, lassociedades humanas también los producen, y debido a ello susconcentraciones en la atmósfera son más elevadas ahora que en losúltimos 420 000 años. De esta manera se intensifica el efecto invernadero,ocasionando un aumento de las temperaturas en la Tierra: el cambioclimático.El principal gas de invernadero generado por las actividades humanas esel dióxido de carbono. Este gas representa el 75 % aproximadamente deltotal de «emisiones de gases de efecto invernadero» en el mundo, es decir,de todos los gases de efecto invernadero que se vierten a la atmósfera enlos vapores y humos procedentes de tubos de escape, chimeneas,incendios y otras fuentes. El dióxido de carbono se libera principalmente alquemar combustibles fósiles tales como el carbón, el petróleo o el gasnatural. Y los combustibles fósiles siguen siendo la fuente de energía másutilizada: los quemamos para producir electricidad y calor y los utilizamoscomo combustible en nuestros automóviles, buques y aviones.La mayor parte de nosotros conocemos el dióxido de carbono (CO2) porlas bebidas gaseosas (las burbujas de estas bebidas y de la cerveza sonburbujas de CO2). También desempeña un papel importante en larespiración: inspiramos oxígeno y expiramos dióxido de carbono, en tantoque los árboles y las plantas absorben CO2 para producir oxígeno. Por estemotivo son tan importantes los bosques del planeta: contribuyen aabsorber parte del exceso de CO2 que estamos produciendo. Sin embargo,se asiste a un proceso de deforestación —tala, desbroce y quema de losINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 15
  16. 16. bosques— en todos los continentes.Otros gases de efecto invernadero generados por las actividades humanasson el metano y el óxido nitroso. Forman parte de los gases invisiblesproducidos por los vertederos, las explotaciones ganaderas, el cultivo delarroz y determinados métodos agrícolas de fertilización. Tambiénfabricamos artificialmente algunos de los gases de efecto invernadero, losllamados gases fluorados. Se utilizan en los sistemas de refrigeración y aireacondicionado, pero acaban en la atmósfera si se producen fugas, ocuando los aparatos no son objeto de un tratamiento adecuado al finalizarsu vida útil. 5.4 EL OZONO (O3)El ozono se encuentra de forma natural en la estratosfera, formando ladenomida capa de ozono. El ozono estratosférico se forma por acción dela radiación ultravioleta, que disocia las moléculas de oxígeno molecular(O2) en dos átomos, los cuales son altamente reactivos, pudiendo reaccio-nar estos con otra molécula de O2 formándose el ozono. El ozono estra-tosférico se destruye a su vez por acción de la propia radiación ultraviole-ta. Se forma así un equilibrio dinámico en el que se forma y destruyeozono. Así, el ozono actúa como un filtro que no deja pasar dicha radia-ción perjudicial hasta la superficie de la Tierra.Las reacciones químicas que se producen son las siguientes:O + O2 + Catalizador -> O3 + catalizador OZOGÉNESISUna vez obtenida la molécula de ozono, recomienza el proceso cuando unfotón impacta contra ésta revirtiendo la reacción:O3 + UV ->O2 + O OZONÓLISISINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 16
  17. 17. La reacción fotoquímica simplificada sería la siguiente: 3 O <-> 2 O + 2 O <-> 2 O 2 2 3El contenido total de ozono en la atmósfera se define a partir de lacantidad de ese gas, contenida en una columna vertical de 1 cm2de base,a valores de presión y temperatura estandard. Puede ser expresada enunidades de presión y un valor típico de esa cantidad es del 0,3atmósfera-centímetros. Un valor más frecuente es el que se expresa enmiliatmósferas/centímetros, lo que define a la UNIDAD DOBSON (UD). elmeteorólogo británico G.M.B. Dobson, en 1928 desarrolló un sencilloespectrofotómetro que podía ser usado para medir el ozono estratosféricodesde la superficie terrestre. La UD corresponde, en promedio, a unaconcentración aproximada a una parte por billón en volumen. La UD fuenombrada en su honor.Los valores usuales de ozono observados en la atmósfera, oscilan entre los230 y 500 UD.El ozono tiene una gran influencia sobre la biósfera por su eficienteabsorción de la radiación solar UV. Esta radiación se clasifica en UV-A(longitudes de onda entre 320 y 400 nm), UV-B (entre 290 y 320 nm) yUV-C (menos de 290 nm). Aunque los tres tipos de radiación puedendañar a los seres vivos, el efecto más perjudicial es el causado por la UV-C.Afortunadamente, el ozono absorbe totalmente la radiación UV-C yparcialmente las otras, por lo que sólo se recibe en superficie el 10 % dela UV-B y el 90 % de la UV-A. Entre los daños que puede causar laradiación UV-C está la promoción de mutaciones en los genes, quepueden derivar en cánceres, enfermedades oculares e inmunodeficiencias.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 17
  18. 18. Además, puede dañar el fitoplancton, base de la cadena alimentaria de lavida en el mar. 5.4.1 LA CAPA DE OZONOEn el apartado de la atmósfera comentamos las capas que recubren latierra. Una de ellas, como se ve en el Gráfico 1 es la capa de ozono. Locierto es que el ozono no está concentrado en un estrato, ni está situadoa una altura específica, si no que es un gas escaso que está muy diluidoen el aire y que, además, aparece desde el suelo hasta más allá de laestratosfera.Se denomina capa de ozono, u ozonosfera, a la zona de la estratosferaterrestre que contiene una concentración relativamente alta de ozono."Relativamente alta" quiere decir unas pocas partículas por millón, muchomás alta que las concentraciones en la atmósfera baja pero aún pequeñacomparada con la concentración de los principales componentes de laatmósfera.La capa de ozono fue descubierta en 1913 por los físicos franceses CharlesFabry y Henri Buisson.La vida en la Tierra ha sido protegida durante millares de años por unacapa de veneno vital en la atmósfera. Esta capa, compuesta de ozono,sirve de escudo para proteger a la Tierra contra las dañinas radiacionesultravioletas del sol. La capa de ozono se encuentra en la estratosfera,aproximadamente de 15 a 50 Km. sobre la superficie del planeta. En ellase producen concentraciones de ozono de hasta 10 partes por millón. Laconcentración del ozono estratosférico varía con la altura, pero nunca esmás de una cienmilésima de la atmósfera en que se encuentra.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 18
  19. 19. El ozono es un gas tan escaso que, si en un momento lo separásemos delresto del aire y lo atrajésemos a ras de tierra, tendría solamente 3 mm deespesor. 5.4.2 DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONOEn 1974 los investigadores del Departamento de Química dela Universidad de California: Sherwood Rowland y Mario Molinaexpusieron en un estudio teórico, la seria amenaza para la Capa de Ozonomundial que significaban los productos químicos sintéticos denominados:"CLORO-FLUORO-CARBONOS" (CFC).La disminución del 03 comenzó a ser detectada en la Antártica en 1977por científicos de la British Antarctic Survey. Pero la duda sobre la certezade las mediciones siguió, hasta que se logró comprobar en 1985, que laradiación UV perjudicial del Sol había aumentado 10 veces y que la Capade Ozono sobre la Antártica había disminuido en 40%.El 16 de septiembre de 1987 nació el tratado conocido como el Protocolode Montreal sobre las Sustancias que agotan la Capa de Ozono firmadopor un grupo de países preocupados por resolver una crisis ambientalalarmante a nivel mundial: el agotamiento de la capa protectora de ozonoque cubre la Tierra.Así, se llegó a observar que el sector dañado cubría una zona subcircular,donde se presentaba la delgadez máxima del 03 sobre la Antártica. A partirde entonces se comenzó a hablar del "agujero" en la Capa de Ozono. Éstese define como la superficie de la Tierra cubierta por el área en la cual laconcentración de ozono es inferior a 220 DU. El área más extensa que seobservó en años recientes abarcaba 25 millones de km2, que es casi eldoble de la superficie de la Antártida. Los valores promedio más bajos deINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 19
  20. 20. ozono total que se detectaron dentro del agujero a fines de septiembrecayeron a menos de 100 DU.Gráfico 4: Columna de ozono DU el 19 de mayo de 2012.Fuente:http://www.gmesatmosphere.eu/d/services/gac/nrt/nrt_fields!Ozone!Total%20Column!00!Global!macc!od!enfo!nrt_fields!latest!!/INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 20
  21. 21. Gráfico 5: Déficit de masa de ozono (millones de toneladas) sobre la Antártida en elperiodo 21-30 basado en el multi-sensor re-análisis (MSR) de la capa de ozono totalen el período 1979-2008.Fuente: Multi sensor reanalysis of total ozone, R. J. van der A, M. A. F. Allaart, and H. J. EskesPero, ¿por qué son tan dañinos lo CFC? La respuesta a esta pregunta seencuentra en que los CFC son desintegrados por la acción de los rayosUV, que cortan los enlaces químicos de sus componentes. De este modose liberan átomos de Cloro (Cl-), los considerados “ozonófagos”, e inme-diatamente buscan una molécula de ozono. La primera reacción sería lasiguiente:CFCl3 + UV ––––––––––––> Cl + CFCl2Todos los átomos de cloro se desprenderían de las moléculas de CFC aconsecuencia de la descomposición fotoquímica. Entonces los átomos decloro formarían con el ozono monóxido de cloro y oxigeno molecular:Cl- + 03 ––––––––––––> Cl 0 + 02INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 21
  22. 22. Luego, el monóxido de Cloro vuelve a reaccionar con el oxígeno, resultan-do cloro libre y oxígeno. El cloro libre continúa con la primera reacción enforma encadenada.Cl 0 + 02 ––––––––––––> Cl + O2Los CFC son nocivos dado que son agentes de transporte de Cloro a laEstratosfera y el daño persiste porque el elemento desaparece con muchalentitud. Cualquier sustancia que lleve halógenos reactivos a la estratosferareduce el ozono. Entre estas sustancias se encuentran compuestoshalogenados, como el cloroformo, tetrafloruro de carbono y el bromurode metilo.Al nivel de la tierra, el ozono resulta peligroso para la salud: es uno de losprincipales componentes del smog fotoquímico. Los caños de escape delos automóviles y las emanaciones industriales, los vapores de gasolina ylos solventes químicos, al igual que otras fuentes naturales emiten NOx ycompuestos orgánicos volátiles (COV), contribuyen a formar el ozono. Elozono a nivel de la tierra es el componente principal del smog. La luzsolar y el clima cálido causan la formación de ozono a nivel de la tierra enconcentraciones peligrosas en el aire.5.4.3 SUSTANCIAS QUE AGOTAN EL OZONOLos CFC se hicieron imprescindibles en nuestras vidas. Nos levantábamospor la mañana de un colchón que contiene CFC y encendíamos un equipode aire acondicionado enfriado por CFC. El agua caliente del baño llegabadesde un calentador aislado con una espuma conteniendo CFC y losINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 22
  23. 23. aerosoles de desodorantes y fijadores para el cabello utilizabanpropelentes de CFC. Si sentíamos hambre, abríamos el refrigerador, cuyofrío también se generaba gracias a los CFC. El bromuro de metilo es elproducto que se utilizó para cultivar esas tentadoras fresas, por nomencionar muchos otros alimentos que consumimos a diario. Y asípodríamos seguir.Desde que se descubrió el poder destructor de las sustancias que agotanel Ozono (SAO), otras sustancias comenzaron a utilizarse en su lugar. Enalgunos casos estos sustitutos son difíciles de conseguir o resultancostosos, lo cual acarrea efectos no deseados o pueden no ser aplicablespara todos los casos.En la siguietne tabla mostramos las sustancias destructoras de ozono máscomunes y sus sustitutos. USO SAO CARACTERÍSTICAS ALTERNATIVASRefigreración CFC 11, De larga vida, no HFCs,y aire 12,113, 114, tóxicas, no corrosivas, hidrocarburos,acondicionado 115 no inflamables. amoníaco, agua Versátiles. Pueden permanecer en la atmósfera entre 50 y 1700 años HCFC 22, 123, Agotan la capa de HFCs, 124 ozono, pero en hidrocarburos, proporción mucho amoníaco, agua menorAerosoles CFC 11, 12, Ver anterior Tecnologías 114 alternativas: aire acondionado aINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 23
  24. 24. gas, enfriadores por absorciónSoplado de Halones Permanecen en la Agua, CO2, gasesespuma/ atmósfera 65 años inertes, espuma,espumas HFCs, cetonarígidas para fluoradaaislaciónControl de Bromuro de Producto para Sistemaspestes, metilo fumigación y como integrados defumigación de desinfectante. Tardan control de pestes.suelos 8 meses aprox. Para Sustratos degradarse artificiales. Rotación de cultivos. Fosfina, cloropicrina, calor, frío, CO2Solventes CFC 113, Ver características de Cambio por(utilzados HCFC 141b, CFC y HCFC procesos secos opara limpiar 225 que no presicanpartes de 1,1,1 mantenimiento.precisión) ricloroetano Hidrocarburos Hidrofluoreteres (HEFs) Tricloroetileno Tetraclocruro Toxico, bajo poder de Ver arriba de carbono disolución.Tabla 3: Sustancias que agotan el ozono.Los equipos de frío necesitan refrigerantes. Los agentes refrigerantes másINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 24
  25. 25. utilizados,cuando se liberan en el aire, destruyen moléculas de ozono, obien contribuyen al calentamiento de la atmósfera, o a ambas cosas.Gracias al Protocolo de Montreal, la comunidad global ha eliminado casien su totalidad a los CFC, los productos químicos que causan el mayordaño a la capa de ozono. Sus sustitutos más comunes, los HCFC, tambiéndestruyen la capa de ozono, aunque en una proporción mucho menor.Pero aun cuando el peligro de una cantidad dada de un gas HCFC esmenor que para la misma cantidad de CFC, el aumento en la cantidadtotal utilizada en todo el mundo ha dado lugar a un acumulamiento deHCFC que constituye una amenaza similar para la capa de ozono y elclima. De acuerdo con el informe sobre evaluación de refrigeración delPNUMA de 2006, el almacenamiento de CFC se compone deaproximadamente 450.000 toneladas. Los HCFC, que forman elalmacenamiento de refrigerantes más significativo en términos de cantidad,se estiman en más de 1.500.000 toneladas, lo que representa un 60 % dela cantidad total de refrigerantes en uso.El bromuro de metilo se utiliza para fumigar suelos, inyectándose en elsuelo a una profundidad de 30 a 35 cm antes de sembrar. Esteprocedimiento esteriliza el suelo de manera efectiva, eliminando a lamayoría de los organismos existentes. Los cultivos de fresas y tomates sonlos que más utilizan el bromuro de metilo. Otros cultivos para los cualesse utiliza este pesticida como fumigante de suelos son pimientos, uvas,nueces y parras. Cuando se lo utiliza para tratar productos básicos, seinyecta el gas dentro de una cámara que contiene las mercancías,típicamente flores cortadas, vegetales, frutas, pastas o arroz. El bromuro demetilo también se utiliza en panaderías, molinos de harina y depósitos dequesos. Los productos importados pueden ser tratados como parte de lasmedidas de cuarentena o fitosanitarias de los países de destinoINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 25
  26. 26. (procedimiento conocido como aplicaciones de “cuarentena y pre-embarque”). En cualquier aplicación, en última instancia, entre un 50% yun 95% del gas entra en la atmósfera.El óxido nitroso no está regulado por el Protocolo de Montreal, pero estácontemplado en el Protocolo de Kioto. Un efecto secundario no deseadodel Protocolo de Montreal en frenar las emisiones de los CFC es que elN2O ahora puede desarrollar su potencial destructivo del ozono conmayor eficacia. Las emisiones globales anuales se estiman en unos 2000millones de toneladas de CO2 equivalente.Limitar las emisiones produce un doble beneficio. El N2O representa casi el8% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Junto con lascrecientes concentraciones esto podría frenar la recuperación de la capade ozono.Debido a que gran parte de la liberación de N 2O es difusa, limitarla serámucho más difícil que simplemente controlar los procesos industriales. Laagricultura es una fuente creciente de emisiones de N2O. El usogeneralizado y a menudo poco controlado de los residuos animales comofertilizante también causa emisiones sustanciales. La aplicación de dosis defertilizantes en función de la demanda y lo que el suelo puede absorberreduce significativamente las emisiones de N2O y al mismo tiempo seocupa de los altos niveles de nitratos en el suministro del agua potable yla eutrofización en los estuarios.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 26
  27. 27. 6. EL CAMBIO CLIMÁTICOEl cambio climático ha comenzado ya. A lo largo del último siglo, latemperatura media del planeta ha aumentado en 0,6 ºC, y la de Europa enparticular en casi 1 ºC. A nivel mundial, los cinco años más cálidos desdeque se conservan registros (es decir, desde alrededor de 1860, momentoen que empieza a disponerse de instrumentos capaces de medir lastemperaturas con suficiente precisión, han sido, por este orden: 1) 1998, 2)2002, 3) 2003, 4) 2004, 5) 2001.La tendencia al calentamiento se debe a la creciente cantidad de gases deefecto invernadero emitida por las actividades humanas. Los climatólogosprevén que esta tendencia se acelere, aumentando la temperatura mediadel planeta entre 1,4 ºC y 5,8 ºC de aquí a 2100, y las temperaturas enEuropa entre 2 ºC y 6,3 ºC. Puede parecer que son aumentos detemperatura muy pequeños. Pero baste recordar que durante la últimaEdad de Hielo, que finalizó hace 11.500 años, la temperatura media delplaneta era inferior a la actual en solamente 5 ºC. Y, sin embargo, loshielos polares cubrían gran parte de Europa. Unos pocos grados provocangrandes variaciones en nuestro clima.El actual cambio climático está incidiendo ya en Europa y en todo elplaneta. A largo plazo, podría incluso desencadenar grandes catástrofes,tales como un rápido aumento del nivel del mar, inundaciones, grandestempestades y escasez de alimentos y agua en algunas partes del mundo.El cambio climático afectará a todas las naciones, pero los países endesarrollo son los más vulnerables, ya que a menudo dependen deactividades sensibles al clima como la agricultura y no disponen de muchodinero para adaptarse a las consecuencias del cambio climático.Por ejemplo, los científicos no saben exactamente en qué medida esINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 27
  28. 28. sensible nuestro clima al aumento de las concentraciones de gases deefecto invernadero, es decir, qué concentraciones son las quedesencadenan determinados cambios de temperatura. Esto dependetambién de otros factores, como la contaminación atmosférica y laformación de nubes. Por ello, los científicos efectúan simulaciones basadasen distintos supuestos. También tienen que formular otras muchashipótesis, por ejemplo,cuántos combustibles fósiles se quemarán en el futuro, cuántas personasvivirán en la Tierra y cómo se desarrollarán las economías. Por este motivo,todas las proyecciones referidas a la evolución futura del clima ofrecen unintervalo de valores. En 1988, las Naciones Unidas crearon el GrupoIntergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), que agrupa a milesde científicos de todo el mundo. Su misión es evaluar la investigación y losconocimientos actuales sobre el cambio climático y sus efectos y presentarinformes al respecto. Hasta el momento, el IPCC ha publicado tresinformes: en 1990, 1995 y 2001. Tras examinar todos los datos disponibles,el IPCC ha llegado a la conclusión de que las concentraciones de gases deefecto invernadero en la atmósfera se han incrementado principalmentecomo resultado de las actividades humanas. El IPCC pronostica ademásque las temperaturas aumentarán entre 1,4 ºC y 5,8 ºC de aquí a 2100.6.1. EL CAMBIO CLIMÁTICO Y SUS EFECTOS• Los casquetes polares se están fundiendo. La superficie marina cubiertapor los hielos árticos en el Polo Norte ha disminuido en un 10 % en lasúltimas décadas y el espesor del hielo por encima del agua en casi un40 %. En el otro lado del mundo, la capa de hielo que cubre el continenteantártico se ha inestabilizado.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 28
  29. 29. • Los glaciares se están retirando. Es probable que el 75 % de los glaciaresde los Alpes suizos desaparezca de aquí a 2050. Los responsables de laestación de esquí de Andermatt (Suiza) estudian la posibilidad de cubrirdurante el verano el glaciar Gurschen, una zona muy popular entre losesquiadores, con una gigantesca hoja de plástico aislante para conseguirque deje de fundirse y desplazarse.• Al fundirse los casquetes de hielo, aumenta el nivel del mar. En el últimosiglo este nivel ha aumentado ya en 10-25 cm (dependiendo de la medida)y se teme que el aumento pueda alcanzar los 88 cm de aquí a 2100. Deser así, se inundarían las islas y zonas costeras poco elevadas, tales comolas Maldivas, el delta del Nilo en Egipto y Bangladesh. En Europa, correríanpeligro unos 70 millones de habitantes de la costa.Las aguas saladas podrían incluso alcanzar zonas alejadas del mar,contaminando los suelos agrícolas y las fuentes del agua potable.• Si se funde la enorme capa de hielo que cubre Groenlandia, cosa quepodría suceder a lo largo de los próximos pocos siglos, el nivel del marpodría aumentar incluso en siete metros.• El cambio climático da lugar a fenómenos meteorológicos extremos,tales como tempestades, inundaciones, sequías y olas de calor. En laúltima década, ha habido en el mundo tres veces más catástrofes naturalesde origen meteorológico —principalmente inundaciones y huracanes— que en los años sesenta. Estascatástrofes no sólo producen enormes daños, sino que hacen queaumente el coste de los seguros.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 29
  30. 30. • El agua escasea ya en muchas regiones del mundo. Casi un quinto de lapoblación mundial, 1 200 millones de personas, no tiene acceso a aguapotable limpia. Si las temperaturas mundiales se incrementan en 2,5 ºCpor encima de los niveles preindustriales, es probable que entre 2 400 y 3100 millones de personas más padezcan escasez de agua en todo elmundo.Gráfico 6: predicción de las precipitaciones para Galicia en el siglo XXI.Fuente:http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/result_graficos?w=0&opc1=gal&opc2=P&opc3=Anual&img=0Estas cuatro líneas evolutivas cualitativas proporcionan cuatro conjuntos deescenarios negativos para las precipitaciones.• Con un aumento de la temperatura de 2,5 ºC, 50 millones de personasmás podrían sumarse a los 850 millones que son víctimas actualmente dehambre crónica. En Europa, el período de vegetación se ha alargado en 10INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 30
  31. 31. días entre 1982 y 1995. Aun cuando esto haya beneficiado a la agriculturade la Europa septentrional, incluso en esta región empezarán a disminuirlas cosechas si las temperaturas llegan a situarse 2 ºC por encima de losniveles preindustriales.Gráfico 7: predicción de la temperatura máxima para Galicia en el siglo XXI.Fuente:http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat/result_graficos?w=0&opc1=gal&opc2=P&opc3=Anual&img=0• Las enfermedades tropicales como el paludismo podrían expandirse alhacerlo las zonas en que las condiciones climáticas son adecuadas para lavida del mosquito que la transmite. Un aumento de la temperatura de 2ºC pondría en peligro a 210 millones de personas más. A partir de 2070aproximadamente, Europa podría experimentar una ola de calor similar ala de 2003 cada dos años. El abrasador verano de 2003 contribuyó alINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 31
  32. 32. fallecimiento prematuro de 20 000 europeos, favoreció los grandesincendios forestales del sur de Europa y ocasionó a la agricultura pérdidaspor valor de más de 10 000 millones de euros.• Muchos animales y vegetales no podrán sobrevivir al cambio detemperatura o tendrán que desplazarse a regiones con clima másadecuado. Según un alarmante estudio, el cambio climático podríasignificar la extinción de un tercio de las especiesde la Tierra de aquí a 2050. Los mamíferos y aves de las regiones frías,como los osos polares, las focas, las morsas y los pingüinos, sonespecialmente vulnerables. En las selvas amazónicas, los científicos hanobservado que están prosperando, a expensas de los demás, los árbolesmás grandes y de rápido crecimiento que absorben más CO2.• A la larga, la generalización del cambio climático podría desencadenarconflictos regionales, hambrunas y desplazamientos de refugiados alescasear los alimentos, el agua y los recursos energéticos.• Otra posibilidad catastrófica es la de que desaparezca la corriente delGolfo, que transporta aguas cálidas hacia el norte del Atlántico, hipótesisutilizada en la película de 2003 El día de mañana. Aun cuando seaimprobable que esto suceda en el presente siglo, los científicos coincidenen que anularía la tendencia al calentamiento en la Europa septentrional yproduciría en esa zona un tiempo mucho más frío . 6.2 CAUSAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO 6.2.1 EMISIONES DE CO2Independientemente del papel industrial, todas nuestras actividades impli-can emisión de C02: en el hecho de respirar, comer, mirar televisión, usarINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 32
  33. 33. el ordenador, ya estamos liberando este gas a la atmósfera. El CO2 cobraespecial relevancia por su efecto sobre las condiciones climáticas del pla-neta debido a que es un gas que permanece activo en la atmósfera du-rante mucho tiempo. Así, por ejemplo, del CO2 emitido a la atmósfera, so-bre el 50% tardará 30 años en desaparecer, un 30% permanecerá variossiglos y el 20% restante durará varios millares de años.Hoy en día despierta mucho interés los coches ecológicos, cohes “limpios”,que contaminen poco. Se sabe que 1 litro de gasolina emite 2,4 kg deCO2. ¿Cómo es posible?: la combustión de la gasolina es una reacciónquímica, en la que los hidrocarburos (compuestos de carbono, C e hidró-geno, H+) de la gasolina se combinan con el oxígeno del aire para darCO2 y agua.Por tanto, la ecuación del problema es: Kg de gasolina + Kg de oxígeno del aire = Kg de CO2 + Kg de aguaLa suma no puede variar, es la misma: peso de gasolina + aire = peso deCO2 + H2O, pero cada sumando puede ser diferente.No tiene por qué ser Kg de gasolina = Kg de CO2, es más, no puede ser,porque el peso atómico del carbono (C=12) es mas pequeño que el deloxígeno (O=16), y mucho mas grande que el del hidrógeno (H=1)Al ser la gasolina una mezcla de hidrocarburos (que solo tienen C y H) ypasar todo el C de la gasolina a CO2, como el oxigeno (O2) tiene un pesoatómico mucho mayor que el del hidrogeno (H+), por fuerza tiene quepesar más el CO2 producido que la gasolina original.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 33
  34. 34. Las siguientes cifras están expresadas en kilos de carbono equivalente, esdecir el peso de carbono que hay en un kilo de dióxido de carbono. Así,se calcula que una familia tipo con un solo vehículo y considerando kilo-metraje y el combustible usado, el consumo de gas, de luz y la cantidadde residuos que se descartan, emite de 3.900 a 5000 kilos de CO 2 al añoen países desarrollados. Unos 1000 kilos de CO2 ocupan un espacio de556 m3 a 25º C a presión estándar, para tener una idea un vaso olímpicotiene aproximadamente 2500 m3 de agua.Gráfico 8: Concentración de CO2 en el mundo.Fuente: http://www.gmes-atmosphere.eu/d/services/gac/delayed/monthly_fields/Las emisiones de un hogar pueden ser de hasta 5 toneladas de CO2.Son responsables de estas emisiones el coche, electrodomésticos,calefacción, aire acondicionado.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 34
  35. 35. Para ver la acumulación de CO2 en los últimos años mostramos los resultados del Manua Loa Observatory, en Hawaii:Foto: casa de Amsterdam. Gráfico 9: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 35
  36. 36. No ha parado de crecer hasta alcanzar una cifra récord de 387 partes pormillón (ppm), lo que significa un crecimiento de casi el 40 % desde larevolución industrial y la cifra más alta de los últimos 650.000 años. Lapequeñas variaciones que se producen repetidamente se deben a que lasconcentraciones de CO2 disminuyen durante la primavera y verano. Esto sedebe a que las plantas durante el proceso de crecimiento absorben másCO2 del que liberan al respirar. Durante el otoño y el invierno los árbolesempiezan a hibernar y dejan de funcionar como sumideros de CO 2.Recordar que las plantas tropicales absorben CO2 durante todo el año. Enel Hemisferio Sur las estaciones son inversas, pero tiene una superficieterrestre mucho menor, el efecto neto en todo el mundo es que lasplantas ofrecen un sumidero de CO2 mayor durante la primavera y elverano que durante el otoño y el invierno.El siguiente gráfico muestra la tasa media anual de dióxido de carbono decrecimiento en el Observatorio de Manua Loa. Las líneas horizontalessirven para ver los crecimientos decenales. La tasa media anual decrecimiento de las emisiones de CO2 en un año determinado es ladiferencia de concentración entre el final de diciembre y principios deenero de ese año.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 36
  37. 37. Gráfico 10: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/Por detallar un ejemplo, anualmente, un automóvil por cada litro de com-bustible quemado libera 2,5 kilos de CO2 y si en un año recorre 20 mil km,esto significará dos toneladas de CO2 emitidas. Un ordenador produce10,5 kilos, una lavadora 7,75 kilos, el frigorífico 6,3 kilos, el televisor 1,7kilos y la calefacción a gas implica una emisión de 1.900 kilos de C02 a laatmósfera anualmente. En Australia la emisión por casa por familia tipo, esde 14 toneladas al año, en el Reino Unido es de 10 y en Estados Unidoses de 20 toneladas. En España, la emisión de CO2 a la atmósfera por cadafamilia en los últimos 20 años se muestra en la siguiente tabla:INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 37
  38. 38. 9 7,95 7,93 8 7,61 7,31 7,23 6,92 7 6,27 6,44 6,23 6 5 4 3 2 1 0 TONELADAS Emisiones Toneladas desde 1992 hasta 2008, medidos cada dos añosGráfico 11: Elaboración propia tomando datos del Banco MundialSiempre ha tenido un incremento regular, alcanzando un pico de emisiónde 7,93 toneladas en el 2006, disminuyendo en el 2008. 6.2.2. DEFORESTACIÓNLa deforestación anual se calcula en 17 millones de hectáreas, lo quesignifica una liberación de cerca de 1,8 billones de toneladas de carbonopor año; es decir, cerca del 20 % de las emisiones totales.La vegetación asimila CO2 atmosférico por medio de la fotosíntesis alformar carbohidratos y ganar volumen. Los árboles en particular, asimilan yalmacenan grandes cantidades de carbono durante toda su vida: un árbolmediano en un año, es capaz de absorber 6 kilos de este gas. Los bosquesdel mundo capturan y conservan más carbono que cualquier otroecosistema terrestre y participan con el 90 % del flujo anual de carbonode la atmósfera y de la superficie de la tierra. Por ello, cuando se destruyeel bosque, entre 50 y 400 toneladas de C02 por hectárea pueden serliberadas a la atmósfera. Por otra parte, los incendios forestales y deINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 38
  39. 39. pastizales constituyen también una fuente importante de CO2 atmosférico.Como ejemplo, vamos a mostrar una tabla con el número de incendios yla superficie quemada en Galicia en el último decenio. INCENDIOS SUPERFICIE (Ha) Nº % >25 %<1 Ha SA SR ST Ha2001 9.985 0,90 72,80 4.014,27 14.339,32 18.353,592002 10.773 1,38 70,60 7.578,41 18.546,80 26.125,212003 8.553 1,43 73,10 4.946,05 14.873,65 19.819,702004 10.618 1,77 72,14 10.128,10 21.970,35 32.098,452005 11.973 2,32 72,47 22.131,48 35.320,74 57.452,222006 6.996 4,59 69,93 55.532,80 40.414,67 9.5947,472007 3.157 1,27 76,50 1.190,93 5.860,13 7.051,062008 2.546 1,34 72,03 998,73 5.337,60 6.335,802009 3.971 1,64 72,65 2.275,40 8.464,31 10.739,712010 3.853 2,54 75,68 3.031,07 11.515,72 14.546,76Tabla 4: Fuegos y superficie quemada en los últimos 10 años.Fuente: Plan para la prevención y defensa contra los incendios forestales de Galicia, Consellería de MediaRural, Xunta de Galicia.Según el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, Galiciacuenta con 2.039.575 Ha de bosque. Estos datos están recogidos delTercer Inventario Forestal Nacional del 2001, por lo que habría que restarlela superficie quemada en los últimos 9 años, 270.116,23 Ha, con lo quetenemos que la superficie arbolada actualmente es de 1.769.458,77, un 14 %menos.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 39
  40. 40. Foto: incendios en la localidad de Redondela.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 40
  41. 41. 7. EL CICLO DEL CARBONOComo ya hemos visto, el carbono es el cuarto elemento más abundanteen la Tierra, después del hidrógeno, helio y oxígeno. Es el pilar de la vidaque conocemos. Existen básicamente dos formas de carbono: orgánica(presente en los organismos vivos y muertos, y en los descompuestos) yotra inorgánica, presente en las rocas.En el planeta Tierra, el carbono circula a través de los océanos, de laatmósfera y de la superficie y en el interior terrestre, en un gran ciclobiogeoquímico. Este ciclo puede ser dividido en dos: el ciclo lento ogeológico y el ciclo rápido o biológico. Este ciclo está constituído porcuatro reservorios principales de carbono: la atmósfera, la biosferaterrestre, los océanos y los sedimentos. Los movimientos anuales decarbono entre reservorios ocurren debido a varios procesos químicos,geológicos y biológicos.Gráfico 12: El ciclo del carbonoFuente: http://www.ciclodelcarbono.com/INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 41
  42. 42. 7.1 SUMIDEROS DE CARBONO 7.1.1 LA FOTOSÍNTESISLas plantas tienen la capacidad de captar el CO2 atmosférico y medianteprocesos fotosintéticos metabolizarlo para la obtención de azúcares yotros compuestos que requieren para el normal desarrollo de su ciclovital. Podemos asegurar que las plantas, a través de la fotosíntesis,extraen el carbono de la atmósfera (en forma de CO2) y lo convierten enbiomasa. La biomasa al descomponerse se convierte en parte del suelo(en forma de humus) o en CO2 (a través de la respiración de losmicroorganismos que procesan la biomasa). La reacción química sería:Dióxido de carbono (CO2) + Agua (H2O) + Energía Glucosa (C6H12O6) +Oxígeno (O2)Los azúcares luego son convertidos en otras moléculas como fécula, grasa,proteínas, enzímas y todas las demás moléculas presentes en las plantasvivas. La fotosíntesis también libera oxígeno en la atmósfera, que lasplantas y los animales neesitan para respirar.De manera más detallada, la fotosíntesis es un proceso que ocurre en dosfases. La primera fase es un proceso que depende de la luz (reaccionesluminosas o de luz). Esta fase requiere la energía directa de la luz paragenerar energía química y reductora que serán utilizadas en la segundafase. La fase independiente de la luz (fase de oscuridad), se realiza cuandolos productos de las reacciones de luz son utilizados para, a partir del CO 2,formar enlaces covalentes carbono-carbono (C-C) de los carbohidratosmediante el Ciclo de Calvin. Este proceso de la fotosíntesis se produce enINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 42
  43. 43. los cloroplastos de las células.Gráfico 13: Fases de la fotosíntesis.Fuente: La fotosíntesis de J. A. Muñoz Molina.En las reacciones de luz, la captación de energía luminosa por lospigmentos que absorben la luz convirtiéndola en energía química (ATP) ypoder reductor (NADPH), requiere de una molécula de agua. Comoconsecuencia, se libera O2 molecular. La ecuación general para estaprimera etapa de la fotosíntesis es por lo tanto la siguiente: luzAGUA + NADP+ + Pi + ADP OXIGENO + H+ + NADPH + ATP. ATPINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 43
  44. 44. En la segunda fase de la fotosíntesis, los productos ricos en energía de laprimera fase, el NADPH y el ATP, se emplean como fuentes energéticaspara efectuar la reducción del CO2 y producir glucosa. Como consecuenciase produce de nuevo ADP y NADP+. Esta segunda etapa de la fotosíntesisse esquematiza en términos generales como:CO2 + NADPH + H+ + ATP GLUCOSA + Pi + NADP++ ADP. ADPEsta reacción se lleva a cabo por reacciones químicas convencionales,catalizadas por enzimas que no necesitan la luz. En las reacciones deoscuridad, el CO2 de la atmósfera (o del agua en organismos fotosintéticosacuáticos/marinos) es capturado y reducido por la adición de hidrógeno(H+) para la formación de carbohidratos (CH2O). La incorporación deldióxido de carbono en compuestos orgánicos, se conoce como fijación oasimilación del carbono. La energía usada en el proceso proviene de laprimera fase de la fotosíntesis. Los seres vivos no pueden utilizardirectamente la energía luminosa, sin embargo, a través de una serie dereacciones fotoquímicas, la pueden almacenar en la energía de los enlacesCC de carbohidratos, que, más tarde, será liberada mediante los procesosrespiratorios u otros procesos metabólicos.La fotosíntesis representa casi la mitad del carbono extraído de laatmósfera. Las plantas terrestres toman la mayor parte del CO 2 del aireque las rodea. A escala mundial se considera que la biosfera terrestre fijacerca de 2.000.000 toneladas/año.La tala de árboles y la quema de material vegetal que se aplican en losINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 44
  45. 45. procesos de conversión de bosques a tierras agrícolas o ganaderas y,también, en la explotación maderera, liberan el carbono acumulado enlas plantas y en el suelo y éste regresa a la atmósfera en forma de CO2. 7.1.2 DIFUSIÓN HACIA LOS OCÉANOSExiste otro proceso llamado difusión por el cual las moléculas de dióxidode carbono se intercambian permanentemente entre la atmósfera y elagua. La difusión de dióxido de carbono en los océanos representa casi lamitad del carbono extraído de la atmósfera.Las rocas sedimentarias como la creta y la piedra caliza contienen aproxi-madamente 2000 veces más carbono del que hay en la superficie de laTierra. Del carbono "libre" restante, aproximadamente el 95% está ennuestros océanos, principalmente como CO2 disuelto y como CaCO3 sólido(carbonatos). Los carbonatos son producidos y "secuestrados" (son retira-dos del agua) por organismos en el fondo del océano como mariscos, al-gas y corales, y por fitoplancton y zooplancton. Esto se realiza directamen-te a partir del CO2 disuelto en el agua, lo cual aumenta el pH (haciéndolomenos ácido) en el proceso. La ecuación es:CaO + CO2<-> CaCO3El equilibrio de esta ecuación se ve afectado principalmente por la tempe-ratura. El CaCO3"se disuelve" en agua fría, favoreciendo la generación deCO2. No hay arrecifes de carbón en aguas frías. A la inversa, conforme latemperatura del agua aumenta, el CO2 se combina con el CaO y se preci-pita.El CO2 en el agua integra un ácido débil: H2CO3, bajando el pH (y hacién-dolo más ácido). Por lo tanto, al retirarse del agua para formar carbonatode calcio, el pH aumenta.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 45
  46. 46. La "precipitación de carbonato" es la "nevada" constante de las conchasde carbonato del plancton. El plancton captura CO2 en la superficie delocéano en sus conchas de carbonato, que se hunden al fondo del océanocuando el organismo muere. Hay una determinada profundidad, denomi-nada "profundidad de compensación" por debajo de la cual el carbonatose vuelve a disolver en CO2 y CaO. Si pudiéramos ver las montañas subma-rinas, se verían como las montañas de picos nevados que tenemos en latierra. Los carbonatos pueden finalmente acumularse para crear gruesascapas de rocas sedimentarias sólidas como la creta y la piedra caliza. Estasrocas muy probablemente retirarán carbono del ciclo durante millones oincluso miles de millones de años, hasta que regresen a la superficie de laTierra para ser disueltas por los ríos y la lluvia, e ingresen nuevamente alciclo.Las corrientes oceánicas finalmente traen el agua del fondo, rica en CO2, ala superficie, donde el plancton la toma otra vez y fabrica más CaCO3. En-tre más fría esté el agua, más CO2podrá tener.La presión parcial del gas de CO2 en la atmósfera y en el agua deben estaren equilibrio. Si hay demasiado CO2 en la atmósfera, el océano absorberámás. Si la presión parcial de CO2 en el agua es más alta que en la atmós-fera, el CO2 pasará del océano a la atmósfera y el pH del océano aumenta-rá.En resumen, los océanos tienen casi todo el carbono y determinan la con-centración de CO2 en la atmósfera. El CO2 disuelto baja el pH, y la tempe-ratura es el principal factor que determina si hay más carbonato o másCO2 en el agua.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 46
  47. 47. 8. EL PROTOCOLO DE KYOTOEl Protocolo de Kioto sobre el cambio climático es un protocolo dela Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático(CMNUCC), y un acuerdo internacional que tiene por objetivo reducir lasemisiones de seis gases de efecto invernadero que causanel calentamiento global: dióxido de carbono (CO2), gas metano (CH4)y óxido nitroso (N2O), además de tres gases industriales fluorados: Hidro-fluorocarbonos (HFC), Perfluorocarbonos (PFC) y Hexafluoruro de azu-fre (SF6), en un porcentaje aproximado de al menos un 5%, dentro del pe-riodo que va desde el año 2008 al 2012, en comparación a las emisionesal año 1990. Por ejemplo, si las emisiones de estos gases en el año 1990alcanzaban el 100%, para el año 2012 deberán de haberse reducido comomínimo al 95%. Es preciso señalar que esto no significa que cada país de-ba reducir sus emisiones de gases regulados en un 5% como mínimo, sinoque este es un porcentaje a nivel global y, por el contrario, cada país obli-gado por Kioto tiene sus propios porcentajes de emisión que debe dismi-nuir.El protocolo fue inicialmente adoptado el 11 de diciembre de 1997 enKioto, Japón pero no entró en vigor hasta el 16 de febrero de 2005. Ennoviembre de 2009, eran 187 estados los que ratificaron el protocolo. EE.UU. mayor emisor de gases de invernadero mundial no ha ratificado elprotocolo.La Unión Europea, como agente especialmente activo en la concreción delProtocolo, se comprometió a reducir sus emisiones totales medias duranteel periodo 2008-2012 en un 8% respecto de las de 1990. No obstante, acada país se le otorgó un margen distinto en función de diversas variableseconómicas y medioambientales según el principio de «reparto de la car-INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 47
  48. 48. ga», de manera que dicho reparto se acordó de la siguiente manera: Ale-mania (-21%), Austria (-13%), Bélgica (-7,5%), Dinamarca ( -21%), Italia (-6,5%), Luxemburgo (-28%), Países Bajos (-6%), Reino Unido (-12,5%), Fin-landia (-2,6%), Francia (-1,9%), España (+15%), Grecia (+25%), Irlanda(+13%), Portugal (+27%) y Suecia (+4%).Año 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999BasePK289.77 282.82 290.51 297.89 286.19 302.64 314.26 306.83 328.57 338.71 366.713 1 3 8 6 6 6 0 0 3 62000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010380.83 381.62 398.18 405.15 421.16 435.42 427.22 436.32 403.81 366.26 355.891 3 6 0 8 8 7 7 9 6 8Tabla 5: Inventario de Gases de Efecto Invernadero de España (Cifras en kilotoneladasde CO2-eq).Fuente: Inventario de Gases de Efecto Invernadero de España. Ministerio de Agricultura, Alimentación yMedio Ambiente.Por su parte, España que, como vemos, se comprometió a aumentar susemisiones un máximo del 15% en relación al año base- se ha convertidoen el país miembro que menos posibilidades tiene de cumplir lo pactado.Muestra de ello es la tendencia de los últimos años, con aumentos gra-duales hasta alcanzar un aumento del 50 % en el año 2007.En el caso de Galicia, la evolución ha sido la siguiente:INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 48
  49. 49. Año 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003BasePK27.977 27.981 30.925 29.645 28.875 32.089 32.663 33.539 34.353 36.154 35.3102004 2005 2006 2007 2008 2009 201036.377 35.159 33.856 35.051 29.742 27.564 26.083Tabla 6: Inventario de Gases Efecto Invernadero en Galicia 8.1 MERCADO DE CO2A veces nos encontramos con noticias en prensa que nos pueden resultarchocantes: “España gastó 770 millones de euros para poder emitir CO2” (LaVoz de Galicia 29/04/2012), “El mercado de CO2: negocio para las fábricas, ruinapara el Estado” El País 22/04/2012). ¿Se puede comprar CO2? ¿se están reduciendolas emisiones de CO2? Estos son titulares aparecidos en prensa durante el mes deabril. Para dar respuesta a estas preguntas, vamos a conocer la legislación queregula actualmente la emisión de gases de efecto invernadero.El protocolo de Kioto incluye dos principios básicos sobre los que reposael objetivo de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero:primero, los objetivos de disminución son globales, por lo que no importa,en principio, donde ocurra la reducción, y segundo, el objetivo de ladisminución ha de producirse de la manera más eficiente posible, con elmenor coste posible. Con esta lógica, existen dos mecanismos deflexibilidad:  El comercio internacional de emisiones, mediante el cual los países podrán adquirir o transferir parte de su cuota de emisión a otro país.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 49
  50. 50.  Mecanismos para un desarrollo limpio. Son unos mecanismos previstos para países desarrollados que inviertan en países en vías de desarrollo en proyectos tecnológicos de desarrollo sostenible. El país desarrollado añadirá a su cuota atribuida la reducción certificada de emisiones.El protocolo de Kioto estableció unas emisiones de referencia, “Unidad deCantidad Atribuída” (UCA), de forma que cada uca corresponde a unatonelada equivalente de CO2. permite a los países que poseen unexcedente de UCAs (prevén emitir por debajo de su objetivo) vender esteexcedente a países que superen sus compromisos de reducción/limitación.Dentro del segundo punto, para desarrollar proyectos limpios, se permitela obtención de “Créditos de Reducción de Emisiones” que se contabilizana favor del país que los desarrolla, agregándose a su cantidad atribuida(permiten elevar la cuota de emisión comprometida). Por cada tonelada deCO2 equivalente que se reduce se expide una RCE (Reducción Certificadade Emisiones) y se obtiene una URE (Unidad de Reducción de Emisiones).Las emisiones para España son el resultado de la siguiente operación EMISIONES 2008-2012 ≤ UCAS+RCES+URES+UDASLa norma jurídica de referencia es la Directiva 2003/87/CE del ParlamentoEuropeo y del Consejo de 13 de octubre de 2003 por la que se estableceun régimen para el comercio de derechos de emisión de gases de efectoinvernadero en la Comunidad y por la que se modifica la Directiva96/61/CE del Consejo.El marco jurídico español está regulado por la Ley 1/2005, de 9 de marzo,por la que se regula el régimen del comercio de derechos de emisión deINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 50
  51. 51. gases de efecto invernadero.En España, están sujetas a esta Ley unas 1130 empresas, clasificadas segúnlas siguientes actividades industriales:  Instalaciones de combustión con una potencia térmica nominal superior a 20 MW,  Instalaciones de calcinación o sinterización de minerales metálicos incluido el mineral sulfurado.  Instalaciones para la producción de arrabio o de acero (fusión primaria o secundaria),  Instalaciones de fabricación de cemento sin pulverizar en hornos rotatorios.  con una producción superior a 500 toneladas diarias.  Instalaciones de fabricación de vidrio incluida la fibra de vidrio, con una capacidad de  fusión superior a 20 toneladas por día.  Instalaciones para la fabricación de productos cerámicos mediante horneado, en particular de tejas, ladrillos, ladrillos refractarios, azulejos, gres ceramico o porcelanas,  con una capacidad de producción superior a 75 toneladas por día.  Instalaciones industriales destinadas a la fabricación de pasta de papel a partir de madera o de otras materias fibrosas.Según esta Ley, Derecho de emisión es el derecho subjetivo a emitir,desde una instalación incluida en el ámbito de aplicación de esta Ley, unatonelada equivalente de dióxido de carbono, durante un periododeterminado.Se crea el Registro Nacional de Derechos de Emisión (RENADE), donde selleva el cómputo de quién está en posesión de los derechos de emisión aINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 51
  52. 52. medida que cambian de manos en el mercado. El sistema de registroesindependiente de la actividad de comercio: tan sólo realiza las anotacionesde las transacciones que involucran a las unidades (EUAs, RCEs y UREs).Todas las empresas recibieron una asignación gratuita para emitir en elperiodo 2008 - 2012. Los cálculos se hicieron antes de la crisis, por lo quela asignación era generosa y crecía con el tiempo. Lo que les faltaradebían comprarlo en el mercado, de forma que las plantas más eficientessaldrían beneficiadas.Lo que ocurrió es todo lo contrario. Las empresas han reducido susemisiones y, por ejemplo, el consumo de cemento acumula una caída encuatro años del 64% y ha vuelto a niveles de los años sesenta: 20,2millones de toneladas frente a los 56 de 2007. Algo parecido ha ocurridocon las ladrilleras, azulejeras, y en general todo el sector industrial yespecialmente el vinculado a la construcción.Así, en 2008 la industria española (sin contar a las eléctricas) emitió 12,12millones de toneladas menos que lo asignado (equivalente a 266 millonesde euros al precio medio al que estaba ese año la tonelada de CO 2). En2009, el beneficio fue equivalente a 306 millones, 334,74 en 2010 y 371,6en 2011. En total, la industria pesada ha obtenido unos 1.279 millones deeuros.El Estado español se gastó 770 millones de euros en comprar derechos deemisión de CO2 durante la legislatura 2008-2012, y se convirtió en el se-gundo país, tras Japón, que más derechos de emisión de dióxido de car-bono ha comprado debido al alto consumo energético de su transporte,ciudadanos y hogares.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 52
  53. 53. Según explicó en el Senado el ministro de Agricultura y Medio Ambiente,Miguel Arias Cañete, el nueve de abril de 2012, “España ha invertido 770millones de euros para adquirir 159 millones” de toneladas. Y de aquíhasta 2014 aún tendría que comprar más de 105 millones de toneladas. Elministro añadió: “Dependiendo de cómo fluctúe el precio de la tonelada,tendríamos que disponer o de 450 millones de euros en el mejorescenario, a cuatro euros, o de 850 millones.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 53
  54. 54. 9. LA ENERGIA EN GALICIA: PASADO Y PRESENTEEnergía es la capacidad para realizar un trabajo. Es importante tener encuenta que la energía ni se crea ni se destruye sólo se transforma. Por loque todos los procesos que manejan energía, involucran un cambio en laforma en la que la energía se manifiesta.La energía hidroeléctrica, que aprovecha los saltos de agua para producirelectricidad, es la única energía renovable de gran consumo. El coste de laconstrucción de los embalses es elevado, pero los gastos demantenimiento son reducidos. En el año 1910, el 14 % de la potenciainstalada estaba en Galicia. Pero fue entre los años 1941-1962 cuando lapotencia instalada se multiplicó por 38 gracias a la construcción de lossaltos hidroeléctricos. En los últimos años la potencia hidroeléctricainstalada en Galicia supone un 21% del total del Estado español, el 67%de ella en la provincia de Ourense. En la actualidad hay 36 centrales degran hidráulica con una potencia total instalada de 2.997 MW, que en elaño 2006 produjeron 608 ktep (el 4,4% de la energía primaria total y el19,4% de la autóctona). La 100 centrales minihidráulicas gallegasobtuvieron 70 ktep en el año 2006, que representa el 0,5% de la energíaprimaria total y el 1,4% de la autóctona.Durante décadas, Galicia desempeñó el papel de gran centrosuministrador de energía eléctrica para el resto de España gracias a sugran potencial hidroeléctrico para, posteriormente, utilizar sus yacimientosde carbón y poner en marcha las dos grandes centrales termoeléctricas deAs Pontes y Meirama. Esta gran capacidad excedentaria sirvió, en lasdécadas de los años sesenta y setenta del pasado siglo, para queempresas extremadamente intensivas en el uso de energía penetrasen enel tejido industrial gallego, de lo que derivó un consumo energéticoINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 54
  55. 55. proporcionalmente mayor al de otras zonas mucho más industrializadas.En la actualidad, los yacimientos de carbón se hallan prácticamenteagotados, la importación de energía primaria aumenta y se asiste a unaexpansión en la explotación de las energías renovables, en particular laeólica.En el período 2001-2005, Galicia importó como mínimo las tres cuartaspartes de energía del exterior. Es poco probable que esta situación cambieen los próximos años; X. R. Doldán dice que presumiblemente el nivel deautoabastecimiento irá disminuyendo. En el año 2006 se transformaron enGalicia 13.731 ktep de energía primaria (energía final más las pérdidas deenergía que se producen en los procesos de transformación de la energía),el 77,2% procedente de la importación, por lo que podemos hablar deuna clara dependencia energética en sus fuentes primarias.La presencia de la planta de regasificación de Mugardos (A Coruña)supondrá un incremento de las importaciones gallegas de energía primariaINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 55
  56. 56. (en función de la capacidad de regasificación actual de 412.800 Nm3/h)del orden de 3,6 bcm (3.612 ktep). El Plan Energético Gallego recoge comoobjetivo un incremento del consumo de gas de 4,7 puntos, sustituyendo aotros combustibles fósiles.Otras energías importadas de menor importancia son la biomasa (enforma de cereales y alcoholes para la generación de bioetanol) y lasimportaciones de electricidad de otras comunidades autónomas o dePortugal.Dentro de la energía primaria autóctona, los lignitos pardos siguenteniendo un peso destacable aunque en retroceso. Debido a su próximoagotamiento las centrales térmicas situadas a pie de mina están siendotransformadas para quemar hulla subbituminosa de importación conmenor índice de azufre, lo que permitirá al mismo tiempo mejorar losrendimientos de los ciclos termodinámicos.Debido a la composición de la energía primaria utilizada en Galicia, basadasobre todo en combustibles fósiles, las pérdidas de su transformación auna energía disponible (en forma de derivados del petróleo, calor oelectricidad) se elevan a 3.869 ktep, el 28,2% del total transformado,cantidad que supera el total de la energía primaria de origen gallego.Estas pérdidas, junto con las derivadas del transporte de energíadisponible, son ilustrativas de la ineficiencia del propio sistema energéticogallego y se manifiestan en gran parte en forma de contaminaciónatmosférica.Por lo que respecta a la energía del viento, hay que destacar su rápidocrecimiento dentro de la energía primaria gallega: de los 18 ktepgenerados en el año 2001 se pasó en el 2006 a 491 ktep, situándose pordetrás de la hidráulica. El Plan Energético Gallego prevé una potencia totalINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 56
  57. 57. autorizada de 6.500 MW en el año 2012, con una generación deelectricidad del orden de 16.250 GWh/año.Otra fuente de energía tradicionalmente usada en Galicia es la biomasa. Enel año 2006 la biomasa aportaba 447 ktep de energía primaria gallega, el3,3% de la energía primaria total transformada y el 14,2% de la de origengallego. El objetivo marcado en el PEG es incrementar en 50 MW elparque de generación de electricidad a partir de residuos forestales ysubproductos de la primera y segunda transformación de la madera y delbiogás, con un incremento de generación de 350 GWh/año (30,1 ktep) deelectricidad.Por lo que respecta a la energía solar, en el año 2006 había instalados15.427 m2 de paneles solares térmicos, estableciéndose unos objetivospara el 2012 en el PEG de 120.000 m2 en paneles, con una generación decalor asociada del orden de 6 ktep de energía final para consumo. En solarfotovoltaica se pretende un aumento considerable pasando de los 2 MWpinstalados a finales del año 2006 a 25 MWp en el horizonte del 2012, conuna generación asociada de 27,5 GWh/año.Considerando que algo más del 85% de la energía primaria transformadaen Galicia − mayoritariamente importada − es no renovable, podemoscalificar el sector energ ético gallego como un aut éntico devorador deenerg í a de alta entropía, con un elevado potencial contaminante, altiempo que ayuda a consolidar lazos de dependencia económica con elexterior. En el año 2006 Galicia disponía del 10,9% de la potencia eléctricainstalada en el Estado español. En términos de generación eléctrica, laparticipación gallega dentro de la economía española es igualmenterelevante: el 9,9% de la generación eléctrica total, el 24% de la electricidadINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 57
  58. 58. obtenida con renovables de todo el Estado y el 18,9% de la electricidadgenerada con carbón.La promoción en el uso de fuentes energéticas renovables de origenautóctono es necesaria si queremos construir una alternativa energéticamenos dependiente. Esto implica que las Administraciones responsablesdeben educar en el ahorro y en la eficiencia energética; informar sobrequé prácticas se pueden realizar en todos los sectores y dominios de lavida; fomentar con regulación, ayudas y asesoramiento las mencionadasprácticas; y comprometerse seriamente siendo ejemplares en su aplicación.Por eso nos decidimos a realizar este estudio par ala instalación de unaplanta de energía solar fotovoltaica y su rentabilidad.Foto: panel solar parade un taller en Redondela.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 58
  59. 59. 10. EL CONSUMO ELÉCTRICOPara entender qué es la potencia eléctrica es necesario conocerprimeramente el concepto de “energía”, que no es más que la capacidadque tiene un mecanismo o dispositivo eléctrico cualquiera para realizar untrabajo.Cuando conectamos un equipo o consumidor eléctrico a un circuitoalimentado por una fuente de fuerza electromotriz (FEM), como puede seruna batería, la energía eléctrica que suministra fluye por el conductor,permitiendo que, por ejemplo, una bombilla de alumbrado, transforme esaenergía en luz y calor, o un motor pueda mover una maquinaria.De acuerdo con la definición de la física, “la energía ni se crea ni sedestruye, se transforma”. En el caso de la energía eléctrica esatransformación se manifiesta en la obtención de luz, calor, frío, movimiento(en un motor), o en otro trabajo útil que realice cualquier dispositivoconectado a un circuito eléctrico cerrado.La energía utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en “joule”y se representa con la letra “J”. 10.1 POTENCIA ELÉCTRICAPotencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energíafuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte eldepósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg)y se representa con la letra “P”.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 59
  60. 60. Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule depotencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt deenergía eléctrica.La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y serepresenta con la letra “W”. 10.2 CÓMO SE MIDE LA ENERGÍACuando hablamos de energía solar o de energía eólica, o de cualquier tipode planta de energía, siempre se mencionan medidas de energía que sonhabituales en el campo. Como por ejemplo tiene 6 Megavatios depotencia, producirá 18 mil kilovatios hora, será suficiente para abastecer atantos miles de hogares. Pero ¿qué significa todo esto, cómo se mide?Los vatios (W) son una medida utilizada tanto para la potencia de uncierto aparato eléctrico, como para el consumo del mismo o la energíaque este desarrolla en el caso de las energías renovables. Si consumemucho la medida es kilovatios (Kw), que equivale a mil vatios. Si es másgrande todavía, se mide en megavatios (MW), que es un millón de vatioso mil kilovatios.Por ejemplo la potencia de una turbina eólica puede ser de 2 a 15 MW.¿Qué significa esto? Que lo máximo que pueden desarrollar en unmomento dado es de 2 a 15 megavatios de electricidad. O sea esto es elmáximo que se puede dar en la mejor hora del día. Otro ejemplo, unacentral nuclear normal tiene una potencia de 1GW.Cuando se habla de kilovatio hora (Kwh), se refiere la cantidad de energíaque se desarrolla durante una hora con una potencia de un kilovatio. Osea que las turbinas eólicas de las que hablábamos antes de 2 a 15 MWINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 60
  61. 61. de potencia, podrían desarrollar de 2000 a 15000 kilovatios hora, esto ensu tope máximo, en la práctica generan bastante menos.Otra forma de dar a conocer la potencia de una planta de energía eshablado de megavatios año, que serían la potencia de la planta por 24 por365. Estas medidas por lo general son picos máximos, y en la mayoría delas ocasiones no se alcanzan esos picos.Pero hasta aquí hablamos de lo que producen las plantas de energía, desu potencia. ¿Qué medidas utilizan los consumidores?Muchas veces se dice que tal huerto solar tiene una potencia tal y puedealimentar a tantos hogares. ¿Cómo se sabe cuantos hogares se veránbeneficiados por esa energía?Lo que se hace es sacar un promedio de consumo. Se mira cuantasbombillas, televisores, aires acondicionados suelen tener las casas, y sehace una estimación de lo que consume un hogar. Obviamente no es unaregla infalible, ya que no todos los electrodomésticos consumen lo mismo,tampoco todas las lámparas, y no toda la gente hace el mismo uso de laenergía. Pero se considera que un hogar promedio, consume 363kilovatios hora al mes, unos 4362 Kwh al año.El problema con los medios es que suelen expresar el consumo de unhogar tanto en semanas, meses, como años. Así que cuando se dice quetanta potencia equivale a tantos hogares, hay que prestar atención a sidicen “al consumo semanal de tantos hogares” o “consumo anual”, etc.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 61
  62. 62. 10.3 CONSUMO DE ENERGÍA EN EL MUNDOGráfico 14: Energía procedente del sol.Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Breakdown_of_the_incoming_solar_energy.svgLa Tierra recibe 174 petavatios (PW) de radiación solar desde la capa másalta de la atmósfera. Aproximadamente el 30% es reflejada de vuelta alespacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, los océanos ylas masas terrestres. Realmente la energía que llega a la tierra es de 121,8PW.El consumo energético mundial total en 2009 fue aproximadamente de138.900 TWh. Casi sería suficiente la energía que llega a la tierra en una hora paraabastecer todo el consumo mundial de un año. Es decir, la energia quellega del sol a la tierra en una hora es del mismo orden que lo que seINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 62
  63. 63. consume en la tierra en todo el año.La energía que se consume en el mundo proviene de: 12,90% Electricity 17,30% Other 3,30% Coal 15,20% 10,00% Oil Natural GAS Bio fuels and 41,30% wasteGráfico 15: fuentes de energía mundiales en el año 2009.Fuente: Key World Energy Statistics. 10.4 CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA EN ESPAÑAEn la siguiente tabla se observa el consumo de energía primaria en Españaen el año 2011 y la variación que tuvo en relación con el año 2010. Vemosque la energía solar fotovoltaica representa sólo 632 Ktep, el 0,48 % deltotal. Dentro de las energía renovables, supera al biogás (246 Ktep), RSU(174 Ktep) y geotérmica (17 Ktep). Boletín Anual. Datos actualizados con fecha 21 de mayo de 2012 Δ Unidad de medida: ktep TOTAL ESTRUCTURA 2011/10 Carbón 12.456 9,6% 74,1% Petróleo 58.317 45,1% -4,4% Gas Natural 28.930 22,4% -7,2% Nuclear 15.024 11,6% -7,0% Energías Renovables 14.962 11,6% -1,2% Hidráulica 2.631 2,0% -27,6% Eólica 3.644 2,8% -4,1%INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 63
  64. 64. Biomasa 5.020 3,9% 3,5% Biomasa Térmica 4.255 3,3% 6,0% Biomasa Eléctrica 765 0,6% -8,6% Biogás 246 0,2% 24,1% Biogás Térmico 36 0,03% -8,5% Biogás Eléctrico 210 0,2% 32,1% RSU 174 0,1% -18,8% Biocarburantes 1.665 1,3% 17,8% Geotérmica 17 0,01% 6,6% Solar 1.565 1,2% 53,5% Fotovoltaica 632 0,5% 14,5% Termoeléctrica 733 0,57% 156,8% Térmica 201 0,2% 9,7% Residuos no Renovables 174 0,1% -18,8% Saldo Eléctrico -524 -0,4% -26,9% CONSUMO E. PRIMARIA 2011 129.339 100% -0,6%Tabla 7: Consumo energético en España en 2011 y variación con el año anterior.Fuente: IDAE.Para la siguiente tabla se eligieron los datos del IDAE, que considera queun hogar medio en España consume cerca de 4.000 Kwh al año. En el casode un hogar que dispusiera de todos los equipos de suministro eléctricos,el reparto medio sería el siguiente:ILUMINACIÓN FRIGORÍFICO CALEFACCIÓN TELEVISOR VITRO LAVADORA PEQUEÑO ELCTRODOMÉSTICO18 % 18 % 15 % 10 % 9% 8% 4%HORNO AGUA MICROONDAS SECADORA LAVAVAJILLAS ORDENADOR AIRE CALIENTE ACONDICIONADO4% 3% 2% 2% 2% 1% 1%Tabla 8: Consumo eléctrico doméstico.Fuente: Guía práctica de la energía: consumo eficiente y responsable.Para tener una idea más ajustada de lo que representa el consumo deenergía de los hogares, lo vamos a ver relacionado con el resto deINSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 64
  65. 65. sectores. Ocupa el tercer lugar en importancia con un 16,7 %, estando a lacabeza de esta clasificación el consumo por el transporte, 40,2 % y ensegundo lugar el consumo de la industria, con un 30,4 %. 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Tranporte Industria Hogar Servicios Agricultura Gráfica 16: consumo de energía final por sectores.INSTALACIÓN PLACAS FÓTÓVÓLTAICAS EN EL IES ILLA DE SAN SIMÓN Páginá 65

×