Influencia del agua en el ahorro de energía eléctrica (página 2)

En muchas ocasiones los gobiernos de turno no valoran la importancia del aprovechamiento de estas fuentes renovables, motivados fundamentalmente por los gastos iniciales en la inversión, pero no son capaces de valorar el beneficio que estas inversiones traen para la humanidad, ya que no hemos sido capaces de cuantificar la importancia de mantener la vida y el equilibrio en nuestro planeta.

Otra cuestión fundamental a la hora de hacer uso de las bondades que ofrece la energía, es la necesidad de utilizarla en su forma primaria, es decir, tratar de evitar realizar transformaciones, pues estas traen consigo pérdidas energéticas importantes, tal es el caso del proceso de calentar el agua; la vía mas cómoda aparentemente seria con un calentador eléctrico, no obstante esta vía no es la más racional, pues está relacionada con varias transformaciones energéticas, por ejemplo, si partimos de una termoeléctrica, primeramente se transforma la energía química del elemento en combustión, en energía calorífica, luego este calor en energía mecánica, la energía mecánica en energía eléctrica la cual para su transportación se transforma varias veces según el nivel de tensión requerido hasta su utilización final y luego este energía eléctrica es transformada nuevamente en calor.

En cada una de estas transformaciones van ha estar presentes pérdidas inevitables, que hacen mas costoso el proceso de calentamiento del agua; sin embargo si utilizamos un calentador solar, en el caso de ser posible de acuerdo a las condiciones climáticas del lugar, pues se evitarían todas estas transformaciones que al final del análisis no son más que gastos innecesarios.

El agua El agua nos acompaña desde la aparición de la especie humana. Ella no expira, simplemente se encuentra con tenida en toda manifestación terrenal, como fuente de vida terrenal. Más del 60 % del peso corporal del adulto es agua. Se estima que una persona bebe más de cincuenta mil litros de agua durante toda la vid.(Vázquez Gálves M, 2004)

El agua, ese recurso vital para la existencia de los seres humanos, es hoy objeto de preocupación para muchos en el mundo. Los datos referentes a su agotamiento en la Tierra son alarmantes. El 20 por ciento de la población global carece de él, mientras para el 2025 aumentará su carestía en un 30 por ciento con la consiguiente afectación para 50 países. (Misión Permanente de la República de Cuba ante la Oficina de las Naciones Unidas y las Organizaciones Internacionales con sede en Suiza, 2004)

En esencia, la crisis de ese recurso se debe a factores tales como la ineficiencia en su uso, degradación por contaminación, explotación excesiva de las reservas subterráneas y la creciente demanda para satisfacer necesidades humanas, de la economía y la agricultura

El acceso al agua resulta uno de los mayores problemas que existe en nuestro planeta (Cabrera Martínez I, 2004). Más de 1 500 millones de personas no tienen acceso al agua y aproximadamente 2 500 millones no poseen acceso al saneamiento básico. Su bombeo es necesario para numerosos propósitos: ganadería, riego, suministro a comunidades y uso doméstico

No obstante en la actualidad se malgasta el líquido en cantidades exuberantes, capaces de satisfacer a plenitud todas las necesidades de los habitantes del planeta.

El agua también tiene una importancia vital en la industria y los servicios donde se consumen grandes volúmenes en procesos de enfriamiento, higienización, producción etc., así como en la agricultura donde grandes volúmenes del preciado líquido llegan a esta importante rama, a través de sistemas de bombeo.

El agua y la energía El agua y la energía están indisolublemente ligadas a los procesos vitales de la humanidad moderna, pero además en la mayoría de los casos la presencia de la primera implica de algún modo la presencia de la segunda. Y es que en la actualidad entre el 2 y el 3% de la energía que se consume en el mundo se utiliza para el bombeo y tratamiento de agua para las poblaciones urbanas y el sector industrial. (Watergy, 2002).

Entre 1950 y el 2002, el consumo de agua se ha triplicado, el de combustibles fósiles se ha quintuplicado, las emisiones de dióxido de carbono han aumentado un 400%.

Las principales fuentes de energía utilizadas para el bombeo del agua son: Bombas de mano (utiliza la energía física del hombre), malacates y bombas de tracción animal, bombas con motores diesel, molinos de viento, bombeo solar fotovoltaico, bombas eléctricas, bombas de ariete, utilizando el biogás como combustible y la mejor opción que constituye la de suministrar agua por gravedad con el uso de sifones o sin el, donde no hace falta bombeo.

Todos estos sistemas tienen sus ventajas y desventajas en su utilización lo que permitirá en cada caso hacer una evaluación de lo que se requiere y de la disponibilidad real de la fuente de energía.

El consumo de energía de la mayoría de los sistemas de agua a nivel mundial se podría reducir en por lo menos un 25 por ciento a través de la aplicación de medidas de eficiencia energética (Watergy, 2002), de concientización de la población y las instituciones, pues al analizar los problemas más comunes en nuestras redes de suministro del preciado líquido es evidente que algunos de los problemas más comunes se resuelven con medidas de control que no requieren de inversión alguna o dicha inversión es mínima. Tal es el caso de los siguientes consejos extraídos de la revista Energía y tú, que aunque algunos pueden parecer elementales no son de nuestro estricto cumplimiento. (Montesinos Larrosa A., 2005), -  Cierre los grifos que no utilice. -  Repare los salideros y filtraciones. -  Cuando cepille los dientes, lave las manos, lave el auto, rasure la barba y lave verduras y frutas no deje el grifo abierto. -  No arroje colillas de cigarro a las tasas sanitarias. Al descargar consumirá varios litros de agua inútilmente. -  Riegue el jardín bien temprano en la mañana o al finalizar la tarde, para que el sol no evapore tan rápido el agua y las plantas tengan mejor alimentación. -  Utilice preferentemente la fuerza de gravedad para el riego. -  No limpie su auto con mangueras, utilice un cubo con un paño. -  Acumule la mayor cantidad de ropa posible para aprovechar mejor la capacidad de su lavadora. -  No utilice los motores o bombas eléctricas para el bombeo de agua en los horarios de 6.00 a 10.00 de la noche. -  Tome duchas mas cortas y cierre el grifo mientras se enjabona. -  Prescinda de su bañadera pues el gasto de agua es excesivo. -  Si acostumbra a lavarse los dientes utilizando un baso con agua, el consumo de agua disminuirá notablemente.

Tal es la magnitud del problema que según datos del 2002, el 48% de la energía que se consumía en la Ciudad de La Habana era utilizada para bombear agua, y sin embargo de toda la cantidad de agua extraída de las diferentes fuentes se perdía el 72% por diferentes causas (Enríquez B., 2005).

Un simple cálculo matemático muestra que el 34 % de la energía generada en la capital se usó ese año en botar agua. Solo con eliminar los salideros y el derroche del vital líquido, podría haberse ahorrado la tercera parte de la energía gastada en la ciudad (Enríquez B., 2005).

Lo que implica que no todas las soluciones requieren del empleo de recursos financieros de consideración ya que existen tendencias al descuido y la falta de conciencia, que provocan grandes despilfarros y primeramente se debe accionar sobre ellos.

A estas medidas también se debe incorporar, a nuestro modo de analizar el problema, otra que tendrá que ver con el futuro y es la concientización y educación de las nuevas generaciones en hábitos de ahorro de energía y de los servicios que se reciban de la misma (como el servicio de agua que recibimos en nuestros hogares, instituciones, industrias, etc.). Ya que esta medida evitaría o frenaría la proliferación de los hábitos consumistas, tan arraigados hoy en este mundo unipolar y globalizado que nos ha tocado vivir.

Los problemas más comunes son (Watergy, 2002): o Fugas o Baja resistencia a la corrosión de las tuberías (alto nivel de fricción al interior de las tuberías) o Diseño de sistemas inadecuado o Diseño excesivo del sistema o Selección de equipos inadecuados o Equipos antiguos, no actualizados o Nivel de mantenimiento deficiente o Despilfarro de agua utilizable

o La solución a estos problemas ya requiere de financiamiento e inversiones como es el caso de las siguientes soluciones (Watergy, 2002): o Reconfiguración o modernización de los equipos. o Reducción de los impulsores de bombeo. o Reducciones de escapes y pérdidas. o Modernización de equipos. o Tuberías de baja fricción. o Sistemas de velocidad variable y controles automáticos. o Instalación de adecuados bancos de capacitares. o Correcta selección de los bancos de transformadores que suministran la energía a los sistemas de bombeo. o Actualización de prácticas de mantenimiento y operacionales. o Recuperación y reciclaje de agua.

A esto también se pueden agregar:

– Mejora de las instalaciones eléctricas de los equipos de bombeo, así como del factor de potencia para lograr el trabajo eficiente de estos equipos. – Sustitución de los equipos de bombeo que utilizan la energía eléctrica o combustibles fósiles, donde es posible, por molinos de viento, arietes hidráulicos, sistemas por gravedad, etc. y otros que utilizan energía renovable. – Estimular la sustitución, en las viviendas e industria, de equipos o aparatos más eficientes en el ahorro de agua. Ya que los que se utilizan tradicionalmente son altos consumidores del preciado líquido. – Diseñar los grandes consumidores de agua cerca de las fuentes de suministro.

No obstante requerir de financiamiento, la solución de estos problemas, son inversiones que se amortizan en cortos periodos de tiempo, debido a la gran incidencia que tienen en el ahorro de energía eléctrica y los costos actuales de los combustibles

También se podría realizar un estudio de todas las posibilidades de aprovechar la energía hidráulica para ser transformada en energía eléctrica, o para emplear este tipo de energía directamente para suministrar agua a la población y a la industria, proceso que devendría en aliviar la actual situación energética.

Se debe realizar un estudio de las posibilidades de obtener energía a través de todas las fuentes renovables, es decir, el potencial en las distintas fuentes, eólica, hidráulica, etc., situación esta que arrojaría un resultado, que aún no sería realmente objetivo, pues se debe realizar un análisis real de la factibilidad técnico económica de estas soluciones, que no todas a pesar de ser fuentes de energía limpia son factibles, pues por ejemplo se deben analizar los costos e impactos ambientales que traerían la construcción de las líneas eléctricas y viaductos necesarios para estas inversiones; es por ello que no toda la energía disponible es aprovechable, así como tampoco debemos ilusionarnos con números como el potencial hidroenergético, o el potencial eólico, etc., pues a la hora de realizar los cálculos hay que tener en cuenta que no toda esta energía es convertida en energía eléctrica, como es el caso de la energía solar estimada en cuba en un metro cuadrado de superficie que es de 150 kWh al mes, pero si esta energía se transforma en energía eléctrica, para lograr obtener 150 kWh al mes hay que ampliar el área a utilizar, pues en este proceso se producen perdidas inevitables que conducen a la degradación de la energía (Bérriz L., 2000); también el proceso de transportación de la energía eléctrica está acompañado de estas pérdidas, lo que traería consigo que no todo el potencial eólico, o hidroenergético es utilizado en nuestro beneficio.

No por ello debemos realizar conclusiones precipitadas y debemos llevar nuestro análisis mas allá de los números que nos muestran una visión clara de lo que podemos obtener y aprovechar; pues muchas veces ante una inversión inicial grande o un posible daño al ecosistema de cierta magnitud no nos detenemos a analizar comparativamente las otras opciones. Por ejemplo una termoeléctrica está contaminando el medioambiente mientras funciona, es decir toda la vida útil, una central electro nuclear está produciendo desechos radioactivos durante toda su existencia, y al mismo tiempo estas dos opciones están consumiendo materia prima costosa mientras que las que utilizan energía renovable solamente toman de la naturaleza estas fuentes y las emplean sin ningún perjuicio, no obstante que en algunos casos traen unido en el proceso constructivo daños que pudieran considerarse.

Las instituciones gubernamentales muchas veces no cuentan con estos elementos y a la hora de tomar una desición, pues se van por la que aparentemente parece más barata sin medir las consecuencias a mediano y largo plazo.

En la actualidad cada área geográfica tiene sus propias necesidades y posibilidades para la utilización de las diferentes fuentes de energía renovables, como por ejemplo los países tropicales tienen la posibilidad de utilizar ampliamente la energía proveniente de los rayos solares, los países que poseen fuertes y estables vientos, pues tienen la posibilidad de emplear esta energía y así sucesivamente, pero recordando que todas estas propuestas deben estar avaladas por el correspondiente estudio de factibilidad.

El empleo de estos potenciales de energía renovables, cuenta además con la posibilidad de suministrar servicio eléctrico a comunidades aisladas donde por cuestiones económicas no se suministra el servicio a través de la red nacional, lo que contribuye al mejoramiento del nivel de vida de estas comunidades de una forma sostenible.

No en todas las ocasiones es recomendable utilizar las fuentes de energía renovables para obtener energía eléctrica pues en estas transformaciones necesariamente hay pérdidas o degradación de la energía que no es posible utilizar en nuestro beneficio es por ello que se recomienda hacer el uso de la energía directamente como está en la naturaleza, siempre que sea posible; como es en el caso de la energía que se utiliza para calentar agua en los países tropicales o para secar productos agrícolas, también la que se utiliza para bombear agua donde se puede instalar un molino de viento o un ariete hidráulico (Bérriz L., 2000).

La tendencia actual es al crecimiento de la población mundial lo que conlleva, lógicamente, al incremento de los servicios de agua y energía por lo que se requiere tomar las medidas pertinentes para estar preparados para esta situación, que pudiera traer consecuencias nefastas para el desarrollo y la integridad de la humanidad.

Ya se ha pronosticado en varias ocasiones que el recurso que amenaza con ser el motivo de las futuras guerras de rapiña es el agua, y si a esto le sumamos que los escasos recursos hídricos disponibles, se encuentran cada vez más alejados de los consumidores y que requieren de mayores gastos de energía para ser utilizados, nos damos cuenta que el problema requiere de soluciones rápidas, precisas, objetivas y ecológicas.

Si se lograra disminuir el consumo de agua en los distintos sectores, se obtendrían grandes ganancias, por la energía dejada de producir, que se podrían destinar para continuar con las medidas que garantizarían el futuro de las generaciones venideras y para redistribuir el agua que hoy despilfarramos y que en varios lugares del planeta sufren por la escasez crítica del líquido.

Energía en el agua El agua está relacionada con varias alternativas energéticas renovables como son; la energía hidráulica propiamente dicha, la energía de las olas, la energía de las mareas y la energía geotérmica de los mares. Procesos estos que se pueden encontrar en disímiles regiones con posibilidades de aprovecharse y que cuentan por lo general con la desventaja común de estos casos, consistente en la inversión necesaria para llevar a cabo estos proyectos. Todas estas fuentes de energía renovable son derivadas de la energía proveniente del sol

Energía de las olas: El calentamiento de la superficie terrestre genera vientos, que a su vez, originan olas. Una de las características del oleaje es su capacidad de desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdidas de energía. Por ello la energía generada en cualquier parte del océano acaba en el borde continental. La densidad media de esta energía alcanza 8kW/m de costa mientras que la densidad de energía solar es de 300 W/m2 (Aguiar R., 2007)).

Energía de las mareas: Se estima que la energía que se disipa por las mareas alcanza unos 22 000 Tw/h de los cuales 20 Tw/h se consideran recuperables (Aguiar R., 2007).

Energía termoceánica: El océano constituye el mayor colector solar del mundo; almacén de energía por excelencia. La energía absorbida por el agua de los mares tropicales durante un año es cuatro mil veces la cantidad que necesita la humanidad en ese mismo periodo de tiempo (Avendaño B., 2007).

El agua superficial de los océanos posee temperaturas que oscilan entre los 25 y 30 grados centígrados en dependencia de la latitud. En las profundidades tropicales (entre 500 y 1000 metros) los termómetros marcan entre 10 y 4 grados, porque existe un movimiento de grandes corrientes que se sumergen y emergen propiciando una relación fija entre la profundidad y la temperatura del agua (Avendaño B., 2007).

Todo lo anterior demuestra que es posible ahorrar agua, aprovechar la energía presente en ella en las diferentes formas que la transporta, ya sea hidráulica, geotérmica, de las olas etc. que es necesario cambiar las concesiones del suministro de agua y perfeccionar los actuales sistemas de bombeo y en algunos casos hasta cambiarlos por otros más eficientes o por métodos que no requieran el empleo de la energía eléctrica. Pues cada litro de agua que consumimos está involucrado con la energía eléctrica, tan escasa y que obtenemos por métodos tan contaminantes y ahorrando agua, ahorramos energía eléctrica, ahorramos combustibles, y contaminamos menos nuestro medio ambiente.

BIBLIOGRAFÍA

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Autor: Ing. Ambrosio David Fernández Fernández.

Profesor Asistente Universidad de Granma. Investigador del Centro de Estudios de Desarrollo Local. Buey Arriba.