ENERGIA ESPECIFICA

Nada mejor para comparar la eficacia de los distintos medios para alcanzar un fin determinado que hacerlo por medio de los índices específicos. Nuestra charla titulada la potencia especifica (pg207 del CD4) es el mejor ejemplo: una turbina de reacción tiene una potencia especifica de 10 HP/ Kg.; un motor de Formula 1, 3HP / Kg, un motor diesel estacionario antiguo 0,025 HP / kg, etc. Para la misma potencia se necesitan 400 veces mas peso comparando una turbina de reacción con un motor diesel de antigua data. El peso en este caso fue el elegido para la comparación. También pudo haber sido el volumen, en cuyo caso la unidad seria la potencia por litro o metro cúbico. O también el consumo especifico, es decir los litros por Km recorrido, etc.

Para el caso de las energías naturales como elemento comparativo nos conviene utilizar la energía o potencia especifica disponible por cada metro cuadrado de superficie. Siendo el Sol el principal protagonista del suministro energético de nuestro planeta, es bien sabido que nos envía en forma absolutamente permanente la llamada constante solar 1,34 Kw /m2, de los cuales arriban a la superficie terrestre 1 Kw /m2 pero que en razón de la rotación de la tierra se reparten sobre toda la superficie de la esfera terrestre y complicando mas la cosa sobre el ecuador la intensidad es máxima, a los polos no llega nada y durante el día es variable.  sobreDe todas formas, nos las hemos ingeniado para medir la potencia específica promedio en verano, en invierno y para puntos del globo en los que puede tener trascendencia. En definitiva, sin querer hemos entrado en estos comentarios admitiendo que el mejor medio de comparación entre los distintos tipos de energía natural en el índice especifico por unidad de superficie. Podemos usar como unidades de energía Kw hora, HP hora, calorías, etc. pero bajo el punto de vista solar ya tenemos el acceso a las mediciones de todo el mundo. Las mediciones nos dan la energía disponible que va desde cero hasta algo mas de 8 Kwhora por m2 de superficie en el verano y algo así como la cuarta parte en el invierno para latitudes hasta no mas de 50 º de latitud norte o sur.

Sin duda que para comprender bien el tema relacionado con la comparación entre todos los tipos de energía es necesario acudir a la energía especifica o a la potencia especifica. llamando de esa forma a la cantidad de energía disponible por metro cuadrado de superficie de captación por día o también la cantidad de watios o hp por metro cuadrado de superficie. Siendo el Sol el principal contribuyente en este tema y casi todos los demás consecuencia del mismo, y por costumbre los datos específicos de la radiación solar se dan por día y metro cuadrado, sistema adoptado en todo el mundo. Las unidades mas usadas son o bien las calorías por metro cuadrado día o bien los kilowatios hora m2 día. recordando que 860 calorías es un Kw hora o 632 calorías un HP Pretendemos comparar como primera etapa, la energía eolica, mareomotriz, undimotriz e hídrica. Todas ellas en relación con la solar, indiscutiblemente la mayor contribuyente, con 9400 veces mas energía que lo que nuestro planeta necesita. En cada grafico hemos agregado la formula resultante tomando como variable independiente la mas representativa del fenómeno.

 Por ejemplo, en el caso de la energía eólica la velocidad del viento sobre la superficie de captación de la superficie barrida, aclarando que hemos tomado valores no catastróficos .Para la energía solar hemos tomado como máximo 8 kw hora por m2 día No debe confundirse la potencia obtenida con la disponible. Ejemplo una turbina eolica de 47m de diámetro, de 1735 m2 de área barrida (Vestas V47-660 KW) es capaz de captar hasta un viento de 45 Km. /hora a partir de lo cual funcionan los mecanismos reguladores que mantienen la potencia absorbida constante hasta los 100.Km/hora momento en el cual se retira de funcionamiento hasta tanto pase el huracán o tornado. En los datos expresados, no se ha tenido en cuenta los rendimientos del dispositivo de captación de la energía. Lo mismo ocurre con la energía solar disponible: los 8 Kwhora diarios no contemplan el rendimiento de la celda fotovoltaica ni tampoco del calefón solar o el concentrador parabólico. Todos los datos se refieren a la energia suministrada por la naturaleza. Hechas estas salvedades, vemos que el caso de la eolica la densidad energética diaria  puede superar 50 veces la energía específica solar. Hemos tomado como limite vientos de 100 Km. /hora que como dijimos es el limite practico de las turbinas eolicas. Pasemos ahora a la energía del oleaje, en donde la energía especifica diaria, expresando la altura de la ola en metros es de 7 a 220 Kwhora por metro cuadrado día para olas que van de 1 a 10 metros de altura.


Comparativamente con la solar, que es la causante, la supera notablemente aunque es necesario reconocer que solo se presenta en el 74 % de la superficie terrestre y que posee una intermitencia circunstancial importante al igual que la eolica, que a la inversa con la solar aumenta con los temporales en la que la solar es nula. Hemos incluido la mareomotriz en la que el sol no tiene trascendencia para que no queden dudas del controvertido tema de las mareas, para una de 2 metros de altura sin interferencia continental, la energía especifica es solo 0,002 Kwhora por día y m2.

Y para dos mareas diarias de 20 m de altura, la energía aparente, fruto de la acumulación provocada por la interferencia continental (ver energía de la marea) será solo 0,4 Kw. hora. Dejamos para el final la más espectacular de la energía específica correspondiente a la energía hídrica 1 a 5 millones de Kwhora, frente a los 8 máximos que nos prodiga el Sol. La nota de referencia, que forma parte del blog, titulada “El Océano como Colector” ,es lo suficientemente explicita y necesaria para comprender que no es casual que la energia

hidroeléctrica representa mas del 80 % de la participación de la electricidad generada por energías naturales renovables. Son muchas las variables, lo reconozco, y los valores que asumen no son los cotidianos. Nos cuesta entender que estemos viajando en el espacio mas de 850 veces la velocidad del sonido, sumando la velocidad de rotacion de la tierra y la traslación de ambos, sol y tierra. Nunca nos encontramos razonando con la inercia de rotacion de una esfera de 12700 Km de diametro. Tampoco es facil de entender que debemos resignarnos de utilizar una fuente de energia 9400 veces mayor que lo que necesitamos en desmedro de otra dependiente de ella pero que ha concentrado ayudada por la naturaleza mas de un millon de veces la energia especifica madre. Creo que es necesario desprenderse de prejuicios e intereses absurdos, evitar las expectativas infundadas y las noticias periodisticas espectaculares y poner los pies sobre la tierra: la entropía del universo lo reclama . No es posible gastar mas energia en el dispositivo recolector de la energia disponible que lo es capaz de generar al cabo de toda su vida util. El leon se muere de hambre cuando gasta mas energía en alcanzar a la gacela que le sirve de alimento…

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Ing. Enrique O.Nielsen
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