Energías Renovables de Accionamiento Directo (sin electricidad y fáciles de usar)

Por Guillermo Planisi, ingeniero electrónico.

Molino eólico para bombear agua.

Molino eólico para bombear agua.

Cuando se habla de energías renovables, enseguida viene a la mente la imagen de grandes plantaciones de aerogeneradores o de tejados con paneles fotovoltaicos. Raramente se piensa en otro tipo de generación como la peligrosa biomasa o la denostada (a pesar de ser muy habitual) hidroeléctrica. Menos aún se suele pensar en calentar agua con el sol, el Agua Caliente Sanitaria (ACS), a pesar de ser algo muy extendido.

En cualquier caso, el discurso de las renovables está dominado, secuestrado, por la generación eléctrica, con muy especial énfasis en las renovables eléctricas intermitentes. La percepción mayoritaria además, es que son tecnologías caras con necesidades reales de financiación y grandes inversiones salvo la fotovoltaica (tales como solar de concentración, aerogeneradores…).

Resulta aún más sorprendente la situación si uno se dedica a echar una ojeada a las facturas de casa y junta el consumo eléctrico con el consumo de gas (si se tiene), ambos medidos en KWh para su tarificación. O sea, cuando separamos lo que es puramente eléctrico de otros usos de la energía (calefacción, calentar agua…), lo primero que salta a la vista es que el consumo energético mayoritario NO es el eléctrico. De hecho, en España está alrededor del 20% del consumo energético, con una media mundial por debajo del 18% de energía eléctrica frente al resto de energías, dominadas por la térmica que representa la mitad del consumo energético.

Para la mayoría de lectores, además, sería conveniente plantearse cuantas veces han sentido calor o incluso se han llegado a quemar con el sol, y cuantas veces se han electrocutado con su luz. Esto demuestra algo evidente, pero que se obvia sistemáticamente en los medios de comunicación: a pesar de tener la electricidad ciertos usos muy eficientes (por ejemplo, los motores), si sumamos la generación a la ecuación, tenemos que la electricidad es la forma menos eficiente de energía.

Comparación de la eficiencia del uso de energía solar para ACS y para producir electricidad FV en gigavatios (térmicos/eléctricos).

Comparación de la eficiencia del uso de energía solar para ACS y para producir electricidad FV en gigavatios (térmicos/eléctricos).

La fotovoltaica (FV) es un gran ejemplo: en condiciones óptimas no llega a transformar en electricidad ni un 17% de la energía que recibe en forma de luz, mientras que en condiciones similares, la solar para ACS (Agua Caliente Sanitaria) está por encima del 80%. Es decir, que para uno de los usos energéticos más necesarios, el uso de la energía solar sin electricidad es cinco veces más eficiente. De forma más explícita: un metro cuadrado de fotovoltaica da, en condiciones ideales, 170W (de los presumibles 1000 que recibe), mientras que un panel para ACS consigue cerca de 800W.

Este concepto de utilizar energías renovables para usarlas directamente sin pasar por la electricidad es lo que se denomina Renovables de Accionamiento Directo. Quizás el ejemplo más estelar sea precisamente el del ACS, que es, probablemente, el caso más obviado y olvidado por muchos. En China, la producción de ACS solar no solo es muy anterior a la FV, sino que también es muchas veces superior.

ACS solar de fácil instalación.Pero hay muchos más ejemplos de Renovables de Accionamiento Directo merecedores de ser valorados. Hagamos una lista:

  1. Agua Caliente Sanitaria (ACS), como ya se ha dicho, y que es fácil construir por uno mismo.
  2. Aire/calefacción Solar, también fácil de construir por uno mismo.
  3. Bombeo de agua (la foto que abre el artículo es un sistema con varios siglos).
  4. Cocina solar (este ejemplo incluye almacenamiento para cocinar de noche).
  5. Horno solar (muy fácil y barato de construir, incluso con cajas de cartón).
  6. Generación de vapor solar para usos varios.
  7. Industrias varias movidas directamente por viento (no solo para harina).
  8. Industrias varias movidas directamente por agua.
  9. Transporte eólico: además de usar velas en el mar, también se usa esta energía con cometas, e incluso con velas en tierra.
  10. Biogás, para el que puede construirse un biodigestor casero.

Pero las ventajas de las Renovables de Accionamiento Directo no se quedan en una mayor eficiencia, sino que tienen otras muchas ventajas y quizás precisamente sean esas ventajas las que hacen que los medios y las grandes empresas les presten tan poca atención. Veamos algunas de estas ventajas:

  1. El rendimiento suele ser superior al haber menos transformaciones energéticas de por medio. Además en bastantes casos, viene incluido algún sistema de almacenamiento. En el caso del ACS, con un par de m2 se obtienen cerca de 1600W que calientan un depósito de agua. Hacer lo mismo con fotovoltaica cuesta muchísimo más dinero, espacio, y sigue requiriendo un almacenamiento (termo) externo extra para almacenar el agua, en lugar de almacenar electricidad.
  2. La inversión es muy baja en comparación con las eléctricas.
  3. Los requerimientos de espacio e instalación son menos restrictivos (menor espacio y diferente orientación), de forma que es probablemente mucho más útil, fácil y barato para una vivienda instalar calefacción solar (paneles verticales en la fachada) que fotovoltaica, sobre todo en fincas de muchos pisos. Entre otras cosas, porque la calefacción solar se suele aprovechar de las paredes verticales con lo que el espacio ocupado es prácticamente cero.
  4. Fácil construcción: Para una gran variedad de aplicaciones se puede hacer un sistema con algo de maña y paciencia, abaratando y haciendo accesible este tipo de tecnologías a gente que no se puede permitir otra cosa, especialmente aquellos en situación de paro, pobreza energética y exclusión social. En este sentido, es mucho más democrática que cualquier otra. Un ejemplo clásico es el captador de aire caliente hecho con latas recicladas.
  5. Mantenimiento fácil y barato: Aparte de una inversión inicial escueta, su uso puede ser a costo cero, aunque pueden requerir cierta cantidad de trabajo por parte del usuario.
  6. Eliminan la dependencia que implica el apostarlo todo a la electricidad, gestionada por grandes corporaciones eléctricas, lo cual es lo mismo que decir que las renovables eléctricas intermitentes incentivan enormemente la dependencia. También se eliminan largas cadenas de dependencias y de necesidades de materiales estratégicos y tecnológicos, así como dependencias de fabricantes de alta tecnología, como es el caso de los semiconductores.
  7. Eliminan cualquier tipo de impuesto al sol o a lo que sea, al no tener ningún tipo de conexión eléctrica a ninguna parte. En ese aspecto son lo más independiente que existe.
  8. Fomentan la reutilización: Con algo de maña, es lo más renovable y sostenible que hay. Por ejemplo, un panel de calefacción solar se puede hacer con madera, cartón, fieltro (lana), engrudo (agua y harina hervidas), y un puñado de clavos (más difíciles de renovar). Una cocina solar se puede hacer con una o dos parábolas de antena recicladas (grandes). O con un montón de latas de refresco o cerveza, un colector de aire caliente como el explicado en el punto 4.
  9. Eliminan el uso de materiales escasos a la vez que, en muchos casos, reciclan o evitan elementos que son dañinos para el medioambiente (en su extracción o desecho).
  10. Fomentan más aún lo local: Usan generalmente materiales y mano de obra locales, evitando las enormes dependencias de la tecnología moderna.
  11. Gran potencial de crecimiento: Es un campo largamente inexplorado, escasamente conocido, y con grandes opciones dignas de evaluar, no sólo en el ámbito hogareño. Por ejemplo, muchas industrias usan mucho aire comprimido, que es fácil de almacenar y que se puede comprimir con aerocompresores eólicos, con un rendimiento elevadísimo, además de los ejemplos ya comentados. Utilizan el mismo sol que la fotovoltaica, el mismo viento que los aerogeneradores, y saltos de agua que a fecha de hoy siguen estando sin explotar por ser pequeños.

Aunque casi que por definición, las renovables de accionamiento directo no pasan nunca por la electricidad, no es imposible derivar una parte pequeña para generar la escasa electricidad necesaria para su control. Por ejemplo, para el caso de una estufa de pellets, que es algo muy común, la electrónica de control consume pocos watios (menos de 10), mientras controla fácilmente más de 10KW de producción térmica sin mayores inconvenientes. Sería factible y sencillo derivar un parte de esa energía, incluso aprovechando las pérdidas, para generar esa capacidad de control, con el consiguiente incremento en la usabilidad y eficiencia.

De todas maneras, hay que recordar que no hay industria tan contaminante como la electrónica. Necesita 70 elementos de los 92 de la tabla periódica que se hallan en la naturaleza, la mayoría sumamente difíciles de obtener y con un elevadísimo impacto ambiental, como es el caso del telurio usado en ciertos paneles fotovoltaicos, en cuya extracción se obtienen muchas toneladas de lodos tóxicos con metales pesados y gases sulfurosos, CO2, elementos radiactivos (sin llegar a los niveles necesarios para el neodimio y disprosio utilizado en aerogeneradores y motores eléctricos), y mucho cianuro, que simplemente son dejados en balsas al aire libre.

Terminamos dando más ejemplos, como es la explotación de concentradores solares para hacer vapor, incluso para fundir metales u otros elementos, o los usos derivados indirectos de la compresión y descompresión de gases para obtener calor/frío, ambos con la capacidad de almacenamiento incluida, y que son muy aprovechables para cualquier atisbo de industria. No en vano, muchas industrias utilizan calor (hornos), aire comprimido (véase la neumática utilizada en gran cantidad de aparatos), movimiento (que se puede conseguir con vapor), etc. Probablemente el ejemplo más clásico es la fábrica de componentes electrónicos de la automoción donde trabaja el autor, donde el aire comprimido supone como el 30% del consumo energético, el calor (hornos de soldadura) otro 10% o más, y muchos motores, que también podrían ser neumáticos.

Algunos enlaces donde aprender más sobre este tipo de renovables:

  1. Una gran colección de sistemas caseros, datos, teoría, ejemplo, etc. (en inglés).
  2. Una herencia de la crisis petrolera de la década de los ochenta, un horno de concentración solar de grandes prestaciones en Francia.
  3. Sistemas de baja tecnología y muchos recursos (en castellano).
  4. Un ejemplo de concentrador solar para cocinar del tipo más extendido.
  5. Una colección de sistemas de energía de accionamiento directo de la década de los 80, de origen ibérico.
  6. Más ejemplos de cocinas solares.
  7. Ventajas e Inconvenientes de las Energías Sostenibles: Las Renovables no siempre son Ecológicas.
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