Los recursos naturales son todos los factores abióticos o bióticos de la naturaleza que el hombre puede utilizar con el fin de satisfacer sus necesidades. El aire, el petróleo, los minerales, los vegetales, los animales, etc son ejemplos de los recursos naturales que el hombre puede utilizar






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Ecologia Ambiental


UNIDAD 4.- RECURSOS NATURALES
Los recursos naturales son todos los factores abióticos o bióticos de la naturaleza que el hombre puede utilizar con el fin de satisfacer sus necesidades. El aire, el petróleo, los minerales, los vegetales, los animales, etc. son ejemplos de los recursos naturales que el hombre puede utilizar.

4.1 RENOVABLES

Los combustibles fósiles (petróleo, carbón mineral y gas natural) son recursos finitos que inexorablemente van a agotarse; de ahí su denominación de "recursos no renovables". (Consulte nuestra siguiente sección). Por fortuna, existen también las energías renovables, que se definen como formas de energía que tienen una fuente prácticamente inagotable con respecto al tiempo de vida de un ser humano en el planeta, y cuyo aprovechamiento es técnicamente viable. Dentro de estos tipos de energía se encuentran: la solar, la eólica (viento), la minihidráulica (ríos y pequeñas caídas de agua), la biomasa (materia orgánica), la geotermia (calor de las capas internas de la Tierra) y la océanica, principalmente.

Un recurso renovable es un recurso natural que se puede restaurar por procesos naturales a una velocidad similar o superior a la de consumo por los seres humanos. La radiación solar, las mareas, el viento y la energía hidroeléctrica son recursos perpetuos que no corren peligro de agotarse a largo plazo. Los recursos renovables también incluyen materiales como madera, papel, cuero, etc. si son cosechados en forma sostenible.

Algunos recursos renovables como la energía geotérmica, el agua dulce, madera y biomasa deben ser manejados cuidadosamente para evitar exceder la capacidad regeneradora mundial de los mismos. Es necesario estimar la capacidad de renovación (sostenibilidad) de tales recursos.


  • ENERGÍA HIDRÁULICA.

Cuando llueve, el agua es absorbida en parte por el suelo, mientras que el resto fluye desde las montañas, colinas y partes altas, y en su descenso forma torrentes y ríos que desembocan en los océanos. Cuando el agua se mueve (energía cinética) o se encuentra por arriba del nivel del mar (energía potencial), puede ser utilizada para generar electricidad. (Recordemos que la energía es la capacidad de realizar un trabajo).

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Gráfica de planta hidroeléctrica (CFE)

Durante muchos siglos, el agua de los arroyos y ríos fue utilizada para moler cereales y obtener harina. Ahora también podemos generar electricidad con la fuerza del agua y del viento.

El hombre construye presas para almacenar agua en lugares altos y, al liberarla, generar electricidad. Las plantas hidroeléctricas aprovechan ya sea la energía potencial del agua o la cinética para mover turbinas y generadores que producen electricidad. El agua que fluye y cae a través de las "cortinas" de las presas, es llevada por conductos (tubos) para hacer girar las aspas de las turbinas. Éstas son similares a las utilizadas en las plantas termoeléctricas, pero es el agua y no el vapor lo que las hace girar (ver diagrama de una planta hidroeléctrica). En México existen varias plantas hidroeléctricas, especialmente en el estado de Chiapas, donde se localizan las presas de Mal Paso, La Angostura y de Chicoasén. En términos de capacidad efectiva instalada de generación, las plantas hidroeléctricas representan poco más del 26% del total, según datos de la CFE.

La electricidad que se genera en las hidroeléctricas a altos voltajes, es transmitida a grandes distancias mediante cables de alta tensión y, después, reducida a voltajes inferiores para ser distribuida a los sitios de consumo (hogares, escuelas, talleres, fábricas, comercios, etc).

En nuestro país también tenemos muchas pequeñas corrientes de agua (energía minihidráulica) que pueden ser aprovechadas para generar electricidad, con fines productivos y de consumo doméstico, sobre todo en localidades marginadas o alejadas de las redes del servicio eléctrico. Estas pequeñas corrientes se localizan, principalmente, en los estados de Chiapas, Tabasco y Veracruz, entre otros varios, en donde la orografía y las lluvias constituyen condiciones favorables para el desarrollo de proyectos minihidráulicos. Según estimaciones de la Conae, el potencial nacional de aprovechamiento de la energía minihidráulica asciende a 3,200 MW.

Geotermia. La energía geotérmica es tan antigua como la existencia misma de nuestro planeta. "Geo" significa en griego "Tierra" y "thermos", "calor"; por lo tanto, geotermia es el calor de la Tierra. Por cada cien metros que se cava hacia el centro de la Tierra, la temperatura aumenta 3 grados centígrados. En ciertos lugares, las corrientes subterráneas de agua pasan junto a rocas calientes que se encuentran a una gran profundidad y calientan el agua o incluso la convierten en vapor. En estos casos, se habla de "aguas termales" o de "géiseres", cuando brotan agua caliente y vapor. El agua caliente puede alcanzar temperaturas de 148 grados centígrados (el agua, al nivel del mar, hierve a 100 grados). En México hay varios sitios de aguas termales, algunos de ellos muy visitados por los turistas. El calor de las capas internas de la Tierra también se utiliza con fines energéticos; en "Los Azufres", Mich., y en otros lugares de la República, pero principalmente en Baja California, existen instalaciones para generar electricidad con base en la geotermia.

  • PLANTA GEOTÉRMICA




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Actualmente, nuestro país ocupa el tercer lugar en cuanto al aprovechamiento de la energía geotérmica, detrás de Estados Unidos y Filipinas.

Islandia es un país situado a una latitud relativamente cercana al Polo Norte y, por lo mismo, sus habitantes sufren temperaturas extremadamente bajas; sin embargo, en su territorio hay al menos 25 volcanes activos y muchos manantiales de aguas termales y géiseres, que son aprovechados para calentar edificios en la propia capital, Reykiavik, y hasta para calentar el agua de las albercas.
Igual que ocurre con una planta termoeléctrica, el vapor de la geotermia es aprovechado para mover turbinas y generadores. Una vez que pasa por las turbinas, el vapor es llevado a una torre de enfriamiento para convertirse en agua, que con frecuencia es bombeada para volver a ser calentada en el interior de la Tierra.

  • BIOMASA. 



Es un término genérico que se refiere al conjunto de la materia biológicamente renovable (madera, celulosa, carbón vegetal, etc.). La mayoría de las manifestaciones de la biomasa son susceptibles de transformarse en energía útil, tal como la madera y el carbón vegetal, fuentes de energía muy utilizadas aún en gran parte de los hogares del medio rural mexicano. Las plantas y árboles, como todos los vegetales en general, realizan el proceso de fotosíntesis gracias a la energía solar y en esta forma elaboran su alimento: descomponen el bióxido de carbono (CO2) del aire, lo combinan con el agua que toman de la tierra, en presencia de luz solar, y los convierten en materia orgánica y oxígeno. De ahí la importancia de la vegetación para todo el medio ambiente, pues retiene el agua de las lluvias, evita la erosión de los suelos, limpia la atmósfera y libera oxígeno, entre otros beneficios.

Cuando las plantas y árboles mueren o son talados por la mano del hombre, esa energía que tomaron del sol y del suelo la aprovechamos para producir fuego, calentar nuestros cuerpos y preparar los alimentos. Por cierto, tanto la leña como el carbón pueden ser usados en forma más eficiente (50%) si se utilizan "estufas de leña" y anafres, en vez de los tradicionales fogones de "tres piedras".
Si bien los recursos de biomasa más conocidos son la leña y el carbón vegetal, no son los únicos. La biomasa comprende una extensa gama de materia biológica, cuya energía también puede obtenerse en estado líquido, mediante la fermentación de azúcares, o gaseoso, a través de la descomposición anaeróbica (en ausencia de oxígeno) de la materia orgánica. De tal forma, que el proceso de aprovechamiento de la energía de la biomasa puede ser tan simple como cortar árboles y quemarlos, o tan complejo como utilizar la caña de azúcar u otros cultivos y convertir sus azúcares en combustibles líquidos.

Desde hace mucho tiempo, los ingenios azucareros utilizaban el bagazo de la caña para generar el vapor y la electricidad que requerían sus procesos. En diversas partes del mundo se aprovecha con la misma finalidad la basura (residuos sólidos urbanos) que producen las grandes ciudades. Por ejemplo, en Monterrey, N.L. se desarrolla un proyecto para utilizar el biogas que se produce en el relleno sanitario para generar electricidad.


  • ENERGÍA SOLAR.



A usted seguramente le encanta disfrutar del sol en las playas o caminar al aire libre en el campo bajo un sol radiante. Pero además de luz y placer, el Sol nos ofrece suficiente energía para calentar el agua con que nos bañamos y para generar electricidad.

Energía termosolar. Se utilizan estos términos cuando la energía del Sol se aplica a fines térmicos (calentamiento). La conversión de la energía solar en calor útil se puede lograr mediante dispositivos conocidos como "colectores solares", los cuales pueden ser planos y alcanzan temperaturas de 40 a 100 grados centígrados, o "concentradores" con los que se obtienen hasta 500 grados.

El principio básico del calentamiento solar de agua consiste en exponer al Sol una superficie metálica, generalmente pintada de negro. El agua a calentar se pone en contacto térmico con esta superficie y mediante el proceso físico de transferencia de calor, aumenta su temperatura. Finalmente, el agua calentada se almacena en un tanque térmicamente aislado, conocido como "termotanque".

La tecnología solar de calentamiento de agua para uso doméstico surgió desde finales del Siglo XIX y se ha extendido por varios países, en algunos de los cuales su uso es obligatorio, como es el caso de Israel. En México, se producen calentadores solares desde 1942, con altos índices de calidad y eficiencia.

¿No ha pensado usted en la posibilidad de adquirir un calentador solar para su casa o para su negocio? Los calentadores solares pueden servir para calentar el agua que utilizan para bañarse los trabajadores de un taller o de una fábrica, y ahorran mucho dinero: Un buen calentador solar puede durar veinte años, es decir, al menos el doble de lo que dura un calentador convencional de gas. Los calentadores solares se utilizan también para calentar el agua de las albercas. (Consulte nuestra sección de colectores solares planos).

  • ENERGÍA FOTOVOLTAICA. 


    Las celdas solares o fotovoltaicas, que actualmente se utilizan en muchos aparatos pequeños, como relojes y calculadoras, empezaron a ser desarrolladas en los años cincuenta para ser usadas en los satélites espaciales. Dichas celdas están hechas de silicio, un elemento que tiene la característica de reaccionar con la luz y que se obtiene procesando cierto tipo de arena (arena sílica).

Cuando la luz solar (fotones) incide sobre la celda de silicio, este elemento pierde electrones, que se mueven hacia la superficie de la celda -de color azul obscuro- y se crea una diferencia de potencial entre los dos polos de la celda. Cuando ambos polos son conectados a un conductor, se genera una corriente de electricidad entre los polos positivo y el negativo.
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En un panel solar, hay un determinado número de celdas que, interconectadas, producen la cantidad de electricidad requerida en cada caso. Los paneles pueden también ser interconectados hasta lograr el voltaje necesario para iluminación, bombeo de agua, etc. Por ejemplo, un metro cuadrado de celdas solares nos dará la energía suficiente para hacer funcionar un refrigerador pequeño. (Consulte nuestra sección de sistemas fotovoltaicos).
Los sistemas fotovoltaicos están equipados con acumuladores que durante el día almacenan la energía para poder ser utilizada en las noches o días muy lluviosos. Cabe señalar que las celdas solares también funcionan en días nublados, aunque no con la misma eficiencia que lo hacen en días soleados.


  • CONCENTRACIÓN DE ENERGÍA SOLAR. 


    Seguramente, usted ha hecho el experimento de encender un papel utilizando la luz del Sol y una lupa, ¿no es cierto? La lupa se encarga de concentrar la energía solar en un pequeño punto, muy brillante, y es tanto el calor concentrado ahí que éste produce fuego en el papel. Ahora, imagínese usted eso mismo, pero usando muchos espejos parabólicos -que hacen lo mismo que la lupa- para concentrar la energía solar sobre tubos o depósitos de agua o aceite… El resultado es que el agua empezará a hervir y parte de ella se convertirá en vapor (o bien el aceite calentará el agua para convertirla en vapor). Recuerde que cuando obtenemos vapor, por cualquier método, podemos hacer girar una turbina y un generador, lo que significa que estamos en capacidad de generar electricidad.

Ya existen plantas que utilizan la concentración de la energía solar para generar electricidad. En el desierto de Mojave, en California, Estados Unidos, hay instalaciones de este tipo que proporcionan electricidad a más de 350 mil hogares. El problema con la energía solar es que sólo funciona cuando brilla el Sol y, por lo mismo, las plantas no generan electricidad en las noches y días muy nublados. Esa es la razón por la que algunas de ellas utilizan tecnología híbrida: durante el día aprovechan la energía solar y por las noches usan gas natural para convertir el agua en vapor y producir electricidad mediante turbinas y generadores.

La mayor parte del territorio de México registra altos niveles de insolación durante la mayor parte del año, equivalentes a 5 kWh/m2-día promedio, lo que se traduce en un alto potencial de aprovechamiento de la energía solar.

Como vimos, la energía solar puede ser utilizada para fines térmicos (energía termosolar) y eléctricos (energía fotovoltaica).












  • ENERGÍA EÓLICA (DE LOS VIENTOS).


    Eolo era el dios de los vientos, según la mitología griega. De ahí que a la energía de los vientos se le llame "eólica". La energía cinética del aire puede convertirse en otras formas de energía, como son la mecánica y la eléctrica. La vela de un bote usa la fuerza del viento para moverse en el agua. Desde hace muchos siglos se utilizaban los molinos de viento para moler cereales y obtener harina, igual que se hacía con los movidos con las corrientes de agua. http://2.bp.blogspot.com/-0fav8owumnk/t82zt3dvtvi/aaaaaaaaafu/dj2pfhbqnwa/s1600/r-4.jpg
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