INSTITUTO MILITAR DE ESTUDIOS SUPERIORES

CURSO DE PRESERVACION DEL MEDIO AMBIENTE

AAnnáálliissiiss ccoommppaarraattiivvoo ddee eenneerrggííaass uuttiilliizzaaddaass eenn UUrruugguuaayy ppaarraa ccaalleeffaacccciioonnaarr hhooggaarreess yy ssuu iinntteerraacccciióónn ccoonn eell

mmeeddiioo aammbbiieennttee.. Autores:

Larrañaga, Patricia Robilotta, Maryluz Solares, Núber

Octubre, 2010

2

INDICE INTRODUCCIÓN 4 CAPITULO I BASES DEL CAMBIO CLIMATICO 6 La atmósfera 6 Composición atmosférica 7 CAPITULO II CAMBIO CLIMATICO GLOBAL 10 Efecto Invernadero 10 Distintos componentes del Sistema Climático 11 Mecanismo de Forzamiento Irradiativo 13 Cambio Climático Global y sus impactos 15 Cambios Climáticos para el siglo XXI 16 CAPITULO III PREOCUPACION NACIONAL – ACCIONES 18 Formas de evitar el efecto invernadero 19 CAPITULO IV URUGUAY – IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMATICO Y RESPUESTAS 21 Cambio Climático en el Uruguay – sus impactos 21 Medidas de respuesta frente al Cambio Climático 22 Proyectos puestos en marcha por el PNUD en el Uruguay 24 CAPITULO V ENERGIAS ALTERNATIVAS, SU USO EN CALEFACCION DE HOGARES Y ANALISIS DE EFICIENCIA 27 Energías convencionales y alternativas. Estrategias energéticas 27 Iniciativas y planes 27 Impactos y opciones para la acción 28 Aislamiento térmico residencial 29 Consumo racional energético en residencias 29 CAPITULO VI ESTUDIO DE LAS ENERGIAS DISPONIBLES MAS UTILIZADAS EN CALEFACCION DE HOGARES EN EL URUGUAY 31 Energía Solar 31 Introducción y Generalidades 31 El Sol – Fuente de Vida 32 Energías Renovables – No Renovables 32 Características de las Fuentes de Energías Renovables 32 Radiación Solar 33 Breve noción sobre la posición del Sol 33 Constante Solar 33 Características de radiación solar a nivel del suelo 34 Aprovechamiento de la energía solar 34 Efecto Invernadero 34 Orientación e inclinación del captador 35 Clases de Instalaciones 35

3

Clasificación de Instalaciones 35 Sistemas Pasivos 36 Muro Trombé 36 Energía Gas 37 Introducción y Generalidades 37 Instalaciones de Gas en los edificios 37 Instalación de interiores de GLP 37 Autonomía de consumo 38 Principios de vaporización natural 38 Instalaciones colectivas de GLP 38 Consumo anual promedio 38 Características y comportamiento de los gases combustibles 39 Gas combustible – definición y propiedades 39 Clasificación de los gases combustibles 39 Características más importantes de los diferentes gases 40 Instalaciones de calefacción 40 Cálculo de carga térmica de locales y viviendas 41 Cálculo aproximado de la carga térmica de un recinto 42 Instalaciones de calefacción 42 Noción de confort 42 Métodos de calefacción 43 Energía Eléctrica 44 Introducción y generalidades 44 Breve nociones de electricidad y magnetismo 45 Energía Biomasa – Leña 46 Introducción y generalidades 46 Calefactores a leña 47 Sistema de combustión simple 48 Sistema de doble combustión 48 Sistema de doble combustión INTI 49 CAPITULO VII ANALISIS Y CONCLUSION SOBRE LOS RECURSOS ENERGETICOS USADOS EN CALEFACCION DE HOGARES EN URUGUAY 51 Análisis y comparación 51

4

INTRODUCCION.

Las variaciones del clima observadas en las últimas décadas han llevado a la comprobación de un calentamiento terrestre significativo. El calentamiento global (o cambio climático global) es un aumento de la temperatura promedio de la atmósfera y océanos próximos a la superficie, ha sido detectado desde mediados del siglo XX y se ha estimado su proyección futura.

La Tierra, al calentarse bajo el influjo de la energía solar, devuelve parte de esta energía al espacio en forma de radiación infrarroja.

La temperatura global de la superficie en los cien años que terminaron en el 2005, ha aumentado 0.74ºC ± 0.18°C. El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) concluye que "muy probablemente" el aumento de temperatura desde mediados del siglo XX es debido a un aumento de las concentraciones de gases invernadero.

Para poder comprender el cambio climático y el aumento de la temperatura global se debe primero conocer cómo opera el clima global. El clima es consecuencia del vínculo que existe entre la atmósfera, los océanos, las capas de hielos (criósfera), los organismos vivientes (biosfera) y los suelos, sedimentos y rocas (geósfera). Sólo si se considera al sistema climático bajo esta visión holística, es posible entender los flujos de materia y energía en la atmósfera y finalmente comprender las causas del cambio global.

El Cambio Climático Global es una modificación atribuida directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica, agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo. Dicho cambio es un hecho, aunque existen escépticos, que no representan de manera alguna un grupo mayoritario. Es por ello que los Gobiernos a nivel mundial han reaccionado ante esta amenaza cada vez más cercana: alteraciones climáticas graves que podrán colocar sus economías en peligro.

Por otro lado, es imposible e inútil enfrentar el Cambio Climático Global, si no es una empresa que involucre a todas las naciones, pues ha quedado muy claro la globalización de los problemas ambientales.

La presión poblacional y de desarrollo tomada por las naciones más adelantadas junto con las naciones en vías de desarrollo, colocan una presión cada vez mayor sobre los recursos naturales y los sistemas ambientales terrestres. En la actualidad las capacidades auto reguladoras de la atmósfera están siendo llevadas a sus límites y según muchos, sobrepasadas.

No es sana política, para la humanidad, dejar la búsqueda de soluciones para el futuro o para cuando se hagan fuertemente necesarias. La atmósfera y los procesos que mantienen sus características no tienen tiempo de reacción muy rápido comparado con los periodos humanos.

Soluciones a los problemas del adelgazamiento de la Capa de Ozono, al Calentamiento Global, a las alteraciones climáticas devastadoras, no son cuestión de años, ni siquiera décadas. Es por ello una preocupación que debe ser inmediata, no se podrá esperar a que los efectos se hagan notorios y claros, pues seguramente en ese momento ya será muy tarde para actuar buscando soluciones.

Atento la creciente población del mundo la situación planteará nuevos requerimientos energéticos y, la mitigación de las emisiones de efecto invernadero deben ser un objetivo primordial consecuente con lo establecido en el Protocolo de Kyoto, mediante el cual la Comunidad Internacional plantea la urgente necesidad de reducir significativamente esas emisiones.

El Protocolo tiene como objetivo la reducción de las emisiones de dióxido de carbono, entre los años 2008 – 2012, hasta el 5% de la correspondiente al año 1990. Por ende, para satisfacer la mayor demanda de energía y mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero, es necesario tomar medidas prácticas y urgentes que aseguren (como lo requiere la

5

convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático) que las concentraciones de esos gases se estabilicen en niveles que no modifiquen el sistema climático y permitan que los ecosistemas se adapten naturalmente al cambio del clima, asegurando la continuidad de la producción de alimentos y un desarrollo económico y social sostenible.

Las medidas de reducción de las emisiones pasan también por el uso de energías no contaminantes, como la hidráulica, solar, eólica, de mareas, geotérmica, y, por la adopción de medidas que permitan un mayor rendimiento y una utilización más efectiva de las formas de generación de energía.

El Uruguay ha experimentado un aumento de la vulnerabilidad y del riesgo ambiental, producto de las actividades humanas que generan cambios ambientales a escala local y global. Se mencionarán someramente algunos de los proyectos realizados y vigentes desarrollados por el PNUD.

En el Informe sobre Desarrollo Humano 2007-2008, se presentó un trabajo denominado “Uruguay, el cambio climático aquí y ahora”, donde se exponía una serie de medidas para llevar adelante en la vida cotidiana a fin de contribuir de manera responsable a la mitigación del calentamiento global.

A esos mismos efectos, el presente trabajo realiza un análisis comparativo sobre energías utilizadas en el Uruguay para calefacción de hogares; siendo el objetivo, mediante el aporte de datos técnicos con el aval correspondiente, lograr que la población disponga de herramientas válidas para una elección responsable desde el punto de vista de confort, ajustada a la realidad socio- económica y cultural del país; haciendo hincapié en lo atinente a la ecuación costo-beneficio en lo concerniente al medio ambiente y al diario vivir.

6

CAPITULO I

BASES DEL CAMBIO CLIMATICO.

Actualmente existe un fuerte consenso científico respecto a que el clima global se verá alterado significativamente en el siglo XXI; como resultado del aumento de concentraciones de gases invernadero tales como el dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos. Estos gases están atrapando una porción creciente de radiación infrarroja terrestre, y se espera que aumenten la temperatura planetaria entre 1,5 y 4,5 °C.

Aunque existe un acuerdo general sobre estas conclusiones, hay una gran incertidumbre con respecto a las magnitudes y las tasas de estos cambios a escalas regionales. Asociados a estos potenciales cambios, habrá grandes alteraciones en los ecosistemas globales.

Dado que el problema no radica en la existencia y comportamiento de estos gases, los que son esenciales para la vida, sino en el hecho de que los principales GEI (Gases Efecto Invernadero) están aumentando como resultado directo de la actividad humana.

Para ello, es necesario analizar cada una de las partes interrelacionadas, se comenzará con el más importante, la atmósfera.

LA ATMOSFERA.

Es una capa gaseosa que rodea al planeta Tierra, se divide teóricamente en varias capas concéntricas sucesivas. Estas son, desde la superficie hacia el espacio exterior: tropósfera, tropopausa, estratósfera, estratopausa, mesósfera y termósfera.

La atmósfera es uno de los componentes más importantes del clima terrestre. Es su presupuesto energético el que determina el estado del clima global, por ello es esencial comprender su composición y estructura.

Los gases que la constituyen están bien mezclados en la atmósfera pero no es físicamente uniforme pues tiene variaciones significativas en temperatura y presión, relacionado con la altura sobre el nivel del mar.

La troposfera o baja atmósfera, es la que está en íntimo contacto con la superficie terrestre y se extiende hasta los 11 Km. sobre el nivel del mar (s.n.m.) en promedio. Tiene un grosor que varía desde 8 km. en los polos hasta 16 km. en el ecuador, principalmente debido a la diferencia de presupuesto energético en esos lugares. Abarca el 75% de la masa de gases totales que componen la atmósfera, el 99% de la masa de la atmósfera se encuentra bajo los 30 km. s.n.m. Consta en particular, en 99% de dos gases, el Nitrógeno (N2 - 78%) y Oxígeno (O2 - 21%). El 1% que resta consta principalmente de Argón (Ar - 1%) y Dióxido de Carbono (CO2 - 0,035%). El aire de la troposfera incluye vapor de agua en cantidades variables de acuerdo a condiciones locales, por ejemplo, desde 0,01% en los polos hasta 5% en los trópicos. La temperatura disminuye con la altura, en promedio 6,5° C por kilómetro.

La mayoría de los fenómenos que involucran el clima ocurren en esta capa de la atmósfera, en parte sustentados por procesos convectivos que son establecidos por calentamiento de gases superficiales, que se expanden y ascienden a niveles más altos de la troposfera donde nuevamente se enfrían. Esta capa incluye además los fenómenos biológicos.

7

La tropopausa marca el límite superior de la troposfera, sobre la cual la temperatura se mantiene constante antes de comenzar nuevamente a aumentar por sobre los 20 km. s.n.m. Esta condición térmica evita la convección del aire y confina de esta manera el clima a la troposfera. La capa por sobre la tropopausa en la que la temperatura comienza a ascender se llama estratosfera, una vez que se alcanzan los 50 km. de altura, la temperatura ha llegado a los 0°C. Por lo tanto, se extiende desde los 20 km. hasta 48-50 km. s.n.m. Contiene pequeñas cantidades de los gases de la troposfera en densidades decrecientes proporcional a la altura. Incluye también cantidades bajísimas de Ozono (O3) que filtran el 99% de los rayos ultravioleta (UV) provenientes de las radiaciones solares. Es esta absorción de UV la que hace ascender la temperatura hasta cerca de los 0°C. Este perfil de temperaturas permite que la capa sea muy estable y evita turbulencias, algo que caracteriza a la estratosfera. Esta, a su vez, está cubierta por la estratopausa, otra inversión térmica a los 50 km.

La mesosfera se extiende por encima de los 50 km., la temperatura desciende hasta -100 °C a los 80 km. su límite superior.

Por sobre los 80 km. s.n.m., encima de la mesosfera, se extiende la termosfera, en ella la temperatura asciende continuamente hasta sobre los 1.000 °C. Por la baja densidad de los gases a esas altitudes no son condiciones de temperatura comparables a las que existirían en la superficie. COMPOSICION ATMOSFERICA.

Es una mezcla de varios gases y aerosoles (partículas sólidas y líquidas en suspensión); forma el sistema ambiental integrado con todos sus componentes. Entre sus variadas funciones mantiene condiciones aptas para la vida.

Su composición es sorprendentemente homogénea, resultado de procesos de mezcla, el 50% de la masa está concentrado por debajo de los 5 km. s.n.m. Los gases más abundantes son el N2y O2.

A pesar de estar en bajas cantidades, los gases de invernadero cumplen un rol crucial en la dinámica atmosférica. Entre éstos contamos al CO2, el metano, los óxidos nitrosos, ozono, halocarbonos, aerosoles, entre otros. Debido a su importancia y el rol que juegan en el cambio climático global, se analizan a continuación.

Previamente, es importante entender que el clima terrestre depende del balance energético entre la radiación solar y la radiación emitida por la Tierra. En esta reirradiación, sumada a la emisión de energía geotectónica, los gases invernadero juegan un rol crucial.

Al analizar los gases atmosféricos, incluidos los gases invernadero, es importante identificar las fuentes, reservorios o sinks y el ciclo de vida de cada uno de ellos, datos cruciales para controlar la contaminación atmosférica. Una fuente es el punto o lugar donde un gas, o contaminante, es emitido o sea, donde entran a la atmósfera. Un reservorio o sink, es un punto o lugar en el cual el gas es removido de la atmósfera, o por reacciones químicas o absorción en otros componentes del sistema climático, incluyendo océanos, hielos y tierra. El ciclo de vida denota el periodo promedio que una molécula de contaminante se mantiene en la atmósfera. Esto se determina por las velocidades de emisión y de captación en reservorios o sinks.

El aumento de gases invernadero atmosféricos ha incrementado la capacidad que tiene para absorber ondas infrarrojas, aumentando su reforzamiento radiactivo, que aumenta la temperatura superficial. Este fenómeno se mide en watts por metro cuadrado (W/m2).

8

DIOXIDO DE CARBONO: Es el más importante de los gases menores, involucrado en un complejo ciclo global. Se libera desde el interior de la Tierra a través de fenómenos tectónicos y a través de la respiración, procesos de suelos y combustión de compuestos con carbono y la evaporación oceánica. Por otro lado es disuelto en los océanos y consumido en procesos fotosintéticos. En la actualidad su concentración ha llegado a 359 ppmv (partes por millón volumen), producto de la acción antropogénica: quema de combustibles fósiles y materia orgánica en general. Fuentes naturales: respiración, descomposición de materia orgánica, incendios forestales naturales. Fuentes antropogénicas: quema de combustibles fósiles, cambios en uso de suelos (principalmente deforestación), quema de biomasa, manufactura de cemento. Sink: absorción por las aguas oceánicas, y organismos marinos y terrestres, especialmente bosques y fitoplancton. Ciclo de vida: entre 50 y 200 años.

METANO: Otro gas de invernadero, CH4, el metano es producido principalmente a través de procesos anaeróbicos tales como los cultivos de arroz o la digestión animal. Es destruida en la baja atmósfera por reacción con radicales hidroxilo libres (-OH). Como el CO2, sus concentraciones aumentan por acción antropogénica directa e indirecta. Fuentes naturales: a través de la descomposición de materia orgánica en condiciones anaeróbicas, también en los sistemas digestivos de termitas y rumiantes. Fuentes antropogénicas: a través de cultivos de arroz, quema de biomasa, quema de combustibles fósiles, basureros y el aumento de rumiantes como fuente de carne. Sink: reacción con radicales hidroxilo en la troposfera y con el monóxido de carbono (CO) emitido por acción antropogénica.

OXIDO NITROSO: El óxido nitroso (N2O) es producido por procesos biológicos en océanos y suelos, también por procesos antropogénicos que incluyen combustión industrial, gases de escape de vehículos de combustión interna, etc. Es destruido fotoquímicamente en la alta atmósfera. Fuentes naturales: en océanos y bosques lluviosos. Fuentes antropogénicas: producción de nylon y ácido nítrico, prácticas agriculturales, automóviles con convertidores catalíticos de tres vías, quema de biomasa y combustibles. Sink: reacciones fotolíticas, consumo por los suelos puede ser un sink pequeño pero no ha sido bien evaluado.

HALOCARBONOS - Clorofluorocarbonos: Compuestos mayormente de origen antrópico, que contienen carbono y halógenos como cloro, bromo, flúor y a veces hidrógeno. Los clorofluorocarbonos (CFCs) comenzaron a producirse en los años 30 para refrigeración. Posteriormente se usaron como propulsores para aerosoles, en la fabricación de espuma, etc. Existen fuentes naturales en las que se producen compuestos relacionados, como los metilhaluros. No existen sinks para los CFCs en la troposfera y por motivo de su casi inexistente reactividad son transportadas a la estratosfera donde se degradan por acción de los UV, momento en el cual liberan átomos libres de cloro que destruyen efectivamente el ozono. Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) e Hidrofluorocarbonos (HFCs): compuestos de origen antrópico que están usándose como sustitutos de los CFCs, sólo considerados como transicionales, pues también tienen efectos de gas invernadero. Estos se degradan en la troposfera por acción de fotodisociación. Por la larga vida que poseen son gases invernadero miles de veces más potentes que el CO2.

OZONO: El ozono (O3) en la estratosfera filtra los UV dañinos para las estructuras biológicas, es también un gas invernadero que absorbe efectivamente la radiación infrarroja. La concentración de ozono en la atmósfera no es uniforme sino que varía según la altura. Se forma a través de reacciones fotoquímicas que involucran radiación solar, una molécula de O2 y un átomo solitario de oxígeno. También puede ser generado por complejas reacciones fotoquímicas asociadas a emisiones antropogénicas y constituye un potente contaminante atmosférico en la troposfera superficial. Es destruido por procesos fotoquímicos que involucran a radicales hidroxilos, oxido nitroso y cloro.

9

La concentración es determinada por un fino proceso de balance entre su creación y su destrucción. Se teme su eliminación por agentes que contienen cloro (CFCs), que en las alturas estratosféricas, donde está la capa de ozono, son transformadas en radicales que alteran el fino balance que mantiene esta capa protectora.

AGUA: El vapor de agua es un constituyente vital de la atmósfera, en promedio 1% por volumen, aunque con variaciones significativas en las escalas temporales y espaciales. Por su abundancia es el gas de invernadero de mayor importancia, jugando un rol vital en el balance global energético de la atmósfera.

AEROSOLES: La variación en la cantidad de aerosoles afecta también el clima. Incluye polvo, cenizas, cristales de sal oceánica, esporas, bacterias, etc. Sus efectos sobre la turbidez atmosférica pueden variar en cortos periodos de tiempo, por ejemplo luego de una erupción volcánica. En el largo plazo, los efectos son bastante equilibrados debido al efecto natural de limpieza atmosférica, aunque el proceso nunca es completo. Las fuentes naturales se calculan que son 4 a 5 veces mayores que las antropogénicas. Tienen el potencial de influenciar fuertemente la cantidad de radiación de onda corta que llega a la superficie terrestre.

Los aerosoles creados por el hombre tienen un efecto de enfriamiento general. Las emisiones de sulfuro de las centrales de energía alimentadas por carbón o petróleo y la combustión orgánico, producen partículas microscópicas pueden reflejar la luz del sol devuelta en el espacio y afectar también las nubes.

El enfriamiento resultante contrarresta en parte el calentamiento de invernadero. Estos aerosoles permanecen en la atmósfera durante un período relativamente corto, comparado con los gases de efecto invernadero de vida prolongada, por lo cual su efecto de enfriamiento está localizado.

En síntesis: La atmósfera esta principalmente constituida por nitrógeno, oxígeno y algunos otros gases traza y aerosoles, que regulan el sistema climático al regular el balance energético entre la radiación solar incidente y la radiación terrestre que se emite. La mayor parte de la atmósfera se encuentra por debajo de los 10 km., en la troposfera, en la que el clima terrestre opera, y donde el efecto invernadero incide en forma más notoria. Por encima de ella se encuentran capas que son definidas por sus temperaturas. BIBLIOGRAFIA:

1. GCCIP. 1997. Global Climate Change Information Programme. http://www.doc.mmu.ac.uk/ 2. Hougton, J.T., Callander, B.A., and Varney, S.K., 1990. Climate Change: The IPCC Scientific

Assessment. Cambridge University Press. pp. 365. 3. Hougton, J.T., Callander, B.A., and Varney, S.K., 1992. Climate Change 1992: The

Supplemental Report to the IPCC Scientific Assessment. Cambridge University Press. pp. 200. 4. Kaufmann, W. J. 1968. Universe. W. H. Freeman & Company, USA. Segunda Edición. Pág.

634. 5. Miller, G. T. 1991. Environmental Science, Sustaining the Earth. Wadsworth Publishing

Company, USA. Tercera Edición. Pág. 465. 6. PNUMA/ORPALC – Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Oficina

Regional para América Latina y el Caribe – 2006. El Cambio Climático en América Latina y el Caribe.

10

CAPITULO II

CAMBIO CLIMATICO GLOBAL.

EFECTO INVERNADERO.

El efecto invernadero fue descubierto por Joseph Fourier en 1824, con los primeros experimentos confiables realizados por John Tyndall en el año 1858 y reportado por primera vez de manera cuantitativa por Svante Arrhenius en 1896.

El efecto invernadero habla del cambio en el estado de equilibrio de temperatura en un planeta o luna debido a la presencia de una atmósfera gaseosa que absorbe y emite radiación infrarroja (calor).

La Tierra recibe energía del Sol en forma de radiación electromagnética, la superficie terrestre recibe radiación ultravioleta (UV) y radiación visible; y emite radiación terrestre en forma de radiación infrarroja. Estos dos grandes flujos energéticos deben estar en balance; pero la atmósfera afecta la naturaleza del mismo.

Los gases invernadero permiten que la radiación de onda corta solar penetre sin impedimento pero absorben la mayor parte de la emisión de ondas largas terrestres. Los gases de efecto invernadero calientan la atmósfera por una eficiente absorción térmica de la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre, la atmósfera y las nubes. Como resultado de esta absorción, la atmósfera también irradia calor en todas las direcciones, incluyendo hacia abajo a la superficie terrestre.

Por ello, la temperatura global promedio es de 15°C, 33 grados más alta que si no tuviera atmósfera. En ausencia del efecto invernadero y una atmósfera gaseosa, la temperatura de la Tierra podría ser tan baja como -18°C.

Dichos gases atrapan el calor dentro del sistema superficie-troposfera. Este mecanismo es diferente al de un verdadero mecanismo de invernadero; donde el aislamiento del aire en el interior de la estructura, evita la convección y conducción, que es lo que calienta el aire interno.

Varios componentes atmosféricos, tales como el vapor de agua, el dióxido de carbono, tienen frecuencias moleculares vibratorias en el rango espectral de la radiación terrestre emitida. Estos gases de invernadero absorben y reemiten la radiación de onda larga, devolviéndola a la superficie terrestre, causando el aumento de temperatura.

Las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por el hombre ya han perturbado el balance mundial de energía en cerca de 2,5 watts por m2. Esto equivale aproximadamente a 1% de la energía solar entrante neta que dirige el sistema climático y representa la energía liberada por la combustión de 1.8 millones de tonelada de petróleo cada minuto, o dicho de otro modo 100 veces más el ritmo mundial del consumo comercial de energía.

El calentamiento global antropogénico, el reciente calentamiento de la atmósfera inferior, se cree es el resultado de un aumento del efecto invernadero debido principalmente al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera y cambios en los usos de los suelos.

11

DISTINTOS COMPONENTES DEL SISTEMA CLIMATICO.

El efecto invernadero es uno de los varios factores que afectan a la temperatura de la Tierra. Otras reacciones positivas y negativas pueden amortiguar o amplificar el efecto invernadero. Los flujos de humedad, masa y momentum dentro de la atmósfera y los componentes del sistema climático deben estar en equilibrio. El balance de los flujos determina el estado de los climas y los factores que influyen sobre ellos a escala global deben ser considerados los causantes del cambio global.

La vida puede encontrarse en casi cualquier ambiente terrestre. Pero al discutir el sistema climático es conveniente considerar la biosfera como un componente discreto, al igual que la atmósfera, océanos y la criósfera.

OCEANOS: Existe transferencia de momentum al océano a través de los vientos superficiales, que a su vez movilizan las corrientes oceánicas superficiales globales. Estas corrientes asisten en la transferencia latitudinal de calor, análogamente a lo que realiza la atmósfera. Las aguas cálidas se movilizan hacia los polos y viceversa.

12

La energía también es transferida a través de la evaporación. El agua que se evapora desde la superficie oceánica almacena calor latente que es luego liberado cuando el vapor se condensa formando nubes y precipitaciones. Lo significativo de los océanos es que almacenan mucha mayor cantidad de energía que la atmósfera. Esto se debe a la mayor capacidad calórica (4.2 veces la de la atmósfera) y su mayor densidad (1.000 veces mayor). La estructura vertical de los océanos puede dividirse en dos capas, que difieren en su escala de interacción con la atmósfera. La capa inferior, que involucra las aguas frías y profundas, compromete el 80% del volumen oceánico. La capa superior, que está en contacto íntimo con la atmósfera, es la capa de frontera estacional, un volumen mezclado que se extiende sólo hasta los 100 metros de profundidad en los trópicos, pero que llega a varios kilómetros en las aguas polares. Esta capa sola, almacena 30 veces más energía que la atmósfera.

De esta manera, un cambio dado de contenido de calor en el océano redundará en un cambio a lo menos 30 veces mayor en la atmósfera. Por ello pequeños cambios en el contenido energético de los océanos pueden tener un efecto considerable sobre el clima global y claramente sobre la temperatura global.

El intercambio de energía también ocurre verticalmente, entre la Capa Frontera y las aguas profundas. La sal contenida en las aguas marinas se mantiene disuelta en ella al momento de formarse el hielo en los polos, esto aumenta la salinidad del océano. Estas aguas frías y salinas son particularmente densas y se hunden, transportando en ellas considerable cantidad de energía. Para mantener el equilibrio en el flujo de masas de agua existe una circulación global termosalina, que juega un rol muy importante en la regulación del clima global.

CRIOSFERA: La criósfera consiste de las regiones cubiertas por nieve o hielo, sean tierra o mar. Incluye la Antártida, el Océano Ártico, Groenlandia, el Norte de Canadá, el Norte de Siberia y la mayor parte de las cimas más altas de cadenas montañosas. Juega un rol muy importante en la regulación del clima global. La nieve y el hielo tienen un alto albedo (potencia reflectora de un cuerpo iluminado), por ello, algunas partes de la Antártida reflejan hasta un 90% de la radiación solar incidente, comparado con el promedio global que es de un 31%. Sin la criósfera, el albedo global sería considerablemente más bajo, se absorbería más energía a nivel de la superficie terrestre y consecuentemente la temperatura atmosférica sería más alta. También tiene un rol en desconectar la atmósfera con los océanos, reduciendo la transferencia de humedad y momentum, y de esta manera, estabiliza las transferencias de energía en la atmósfera. Finalmente, su presencia afecta marcadamente el volumen de los océanos y de los niveles globales del mar, cambios en ella, pueden afectar el presupuesto energético del clima.

BIOSFERA: La biosfera afecta el albedo de la Tierra, sea sobre la tierra como en los océanos. Grandes áreas de bosques continentales tienen bajo albedo comparado con regiones sin vegetación como los desiertos. Un bosque tropical lluvioso refleja menos que otro tipo de bosque; y el albedo de un desierto arenoso es mayor. Queda claro que la presencia de bosques afecta el presupuesto energético del sistema climático. Algunos científicos, piensan que la quema de combustibles fósiles no es tan desestabilizante como la tala de bosques y la destrucción de los ecosistemas que mantienen la producción primaria de los océanos. La biosfera también afecta los flujos de ciertos gases invernadero, tales como el dióxido de carbono y el metano. El plancton de las superficies oceánicas utiliza el dióxido de carbono disuelto para la fotosíntesis.

13

Esto establece un flujo del gas, con el océano, de hecho fijando gas desde la atmósfera. Al morir, el plancton, transporta el dióxido de carbono a los fondos oceánicos. Esta productividad primaria reduce en un factor 4 la concentración atmosférica del dióxido de carbono y debilita significativamente el efecto invernadero terrestre natural. Se estima que hasta el 80% del oxígeno producido por la fotosíntesis es resultado de la acción de las algas oceánicas, especialmente las áreas costeras. Por ello la contaminación acuática en esos sectores, podría ser muy desestabilizante.

La biosfera también afecta la cantidad de aerosoles en la atmósfera. Billones de esporas, virus, bacterias, polen y otras especies orgánicas diminutas son transportadas por los vientos y afectan la radiación solar incidente, influenciando el presupuesto energético global. La productividad primaria oceánica produce compuestos conocidos como dimetilsulfitos, que en la atmósfera se oxidan para formar sulfatos aerosoles que sirven como núcleos de condensación para el vapor de agua, ayudando así a la formación de nubes. Las nubes a su vez, tienen un complejo efecto sobre el presupuesto energético climático. Por lo que cualquier cambio en la productividad primaria de los océanos, puede afectar indirectamente el clima global. Existen por supuesto muchos otros mecanismos y procesos que afectan y que están acoplados al resto del sistema climático.

GEOSFERA: Consiste en suelos, sedimentos y rocas de las masas de tierras, corteza continental y oceánica, y en última instancia, el interior mismo de la Tierra. Tienen un rol de influencia sobre el clima global que varía en las escalas temporales. Variaciones en el clima global que se extienden por decenas y hasta centenas de millones de años, se deben a modulaciones interiores de la Tierra. Los cambios en la forma de las cuencas oceánicas y el tamaño de las cadenas montañosas continentales, influyen en las transferencias energéticas del sistema climático. En escalas mucho menores de tiempo, procesos químicos y físicos afectan ciertas características de los suelos, tales como la disponibilidad de humedad, la escorrentía, y los flujos de gases invernadero y aerosoles hacia la atmósfera y los océanos. El vulcanismo, aunque es impulsado por el lento movimiento de las placas tectónicas, ocurre regularmente en escalas de tiempo menores. Las erupciones volcánicas agregan dióxido de carbono a la atmósfera que ha sido removida por la biosfera y emiten además, grandes cantidades de polvo y aerosoles. Estos procesos explican someramente, como la geósfera puede afectar el sistema climático global.

MECANISMO DE FORZAMIENTO IRRADIATIVO

Un proceso que altera el balance energético del sistema climático global o parte de él, se denomina un mecanismo forzado de radiación. Estos están separados a su vez, en mecanismos forzados internos y externos. Los externos, operan desde fuera del sistema climático, incluyen variaciones de órbita y cambios en el flujo solar. Los mecanismos internos, operan desde dentro del sistema climático, como por ejemplo la actividad volcánica y cambios en la composición de la atmósfera. Estos mecanismos son: Variaciones de órbita; Variabilidad Solar; Actividad Volcánica; Composición atmosférica; Retroalimentación.

Variaciones de órbita: Los cambios en el carácter de la órbita terrestre alrededor del Sol, se dan en escalas de tiempo de milenios o más largos. Pueden significativamente alterar la distribución estacional y latitudinal de la radiación recibida. Son conocidas como Ciclos Milancovitch. Son estos ciclos los

14

que fuerzan cambios entre condiciones glaciales e interglaciales sobre la Tierra, con escalas de entre 10.000 y 100.000 años. El máximo de la última glaciación, ocurrió hace 18.000 años.

Variabilidad Solar: Otro de los mecanismos de fuerza externa, corresponde a cambios físicos en el mismo Sol, que pueden alterar la intensidad y el carácter del flujo de radiación solar. No existe duda que éstos ocurren en un rango variable de tiempo. Uno de los ciclos más conocidos es el de las manchas solares, cada 11 años. Otros parámetros, como el diámetro solar, también varían. Aún no existen datos suficientes como para corroborar variaciones suficientemente fuertes como para generar cambios climáticos.

Actividad Volcánica: Es un ejemplo de un mecanismo de fuerza interno, erupciones volcánicas por ejemplo, inyectan grandes cantidades de polvo y dióxido de azufre, en forma gaseosa a la atmósfera superior, la estratosfera, aquí son transformados en aerosoles de ácido sulfúrico. Ahí se mantienen por varios años, gradualmente esparciéndose por todo el globo. La contaminación volcánica resulta en reducciones de la iluminación solar directa (puede llegar a un 5 ó 10%) y generan bajas considerables de temperatura.

Composición Atmosférica: El cambio de composición de gases, especialmente los gases invernadero, es uno de los más grandes mecanismos de fuerza internos. Cambios naturales en el contenido de dióxido de carbono atmosférico, ocurrieron durante las transiciones glaciales - interglaciales, como respuesta a mecanismos de fuerzas orbitales. En la actualidad, la humanidad es el factor más sustancial de cambio.

Retroalimentación. El sistema climático está en un balance dinámico. Por ello está continuamente ajustándose a perturbaciones forzadas, y como resultado, el clima se ve alterado. Un cambio en cualquier parte del sistema climático, iniciado por mecanismos forzados internos o externos, tendrá una consecuencia mucho más amplia, a medida que el efecto se propaga en cascada, a través de los componentes asociados en el sistema climático, se amplifica. Esto es conocido como retroalimentación. A medida que un efecto es transferido, desde un subcomponente del sistema a otro, se verá modificado en carácter o en escala. En algunos casos el efecto inicial puede ser amplificado (feedback positivo), mientras que en otros, puede verse reducido (feedback negativo).

Un ejemplo de un mecanismo de feedback positivo, involucra el vapor de agua. Una atmósfera más caliente potencialmente aumentará la cantidad de vapor de agua en ella. Ya que el vapor de agua es un gas invernadero, se atrapará más energía que aumentará la temperatura atmosférica más todavía. Esto a su vez, produce mayor vapor de agua, estableciéndose un feedback positivo.

15

CAMBIO CLIMATICO GLOBAL Y SUS IMPACTOS.

La IPCC (Panel Internacional sobre Cambio Climático), un panel de 2500 científicos de primera línea, acordaron que "un cambio discernible de influencia humana sobre el clima global ya se puede detectar entre las muchas variables naturales del clima".

Según el panel, la temperatura de la superficie terrestre ha aumentado aproximadamente 0.6°C en el último siglo. Las emisiones de dióxido de carbono por quema de combustibles, han aumentado a 6.25 mil millones de toneladas en 1996, un nuevo récord. El año 1996 fue uno de los cinco años más calurosos que existe en los registros (desde 1866).

Por otro lado se estima que los daños relacionados con desastres climáticos llegaron a 60 mil millones de US$ en 1996, otro nuevo récord. De acuerdo al Panel Internacional Sobre Cambio Climático, una duplicación de los gases de invernadero incrementaría la temperatura terrestre entre 1 y 3.5°C. Aunque no parezca mucho, es equivalente a volver a la última glaciación, pero en la dirección inversa. Por otro lado, el aumento de temperatura sería el más rápido en los últimos 100.000 años, haciendo muy difícil que los ecosistemas del mundo se adapten.

El principal cambio climático a la fecha ha sido en la atmósfera, se ha cambiado y continuamos cambiando, el balance de gases que forman la atmósfera. Esto es especialmente notorio en gases invernadero claves como el CO2, Metano (CH4) y óxido nitroso (N2O). Estos gases naturales son menos de una décima de un 1% del total de gases de la atmósfera, pero son vitales pues actúan como una "frazada" alrededor de la Tierra. Sin esta capa la temperatura mundial sería aproximadamente 30°C más baja. El problema es que estamos haciendo que esta "frazada" sea más gruesa. Esto a través de la quema de carbón, petróleo y gas natural que liberan grandes cantidades de CO2 a la atmósfera. Cuando talamos bosques y quemamos madera, reducimos la absorción de CO2 realizado por los árboles y conjuntamente liberamos el dióxido de carbono contenido en la madera. El criar bovinos y plantar arroz genera metano, óxidos nitrosos y otros gases invernadero.

Si el crecimiento de la emisión de gases invernadero se mantiene en el ritmo actual los niveles en la atmósfera llegarán a duplicarse durante el siglo XXI, en comparación con la época preindustrial. Si no se toman medidas es posible hasta triplicar la cantidad antes del año 2100.

Como resultado de esto, existe consenso científico acerca de que habrá un aumento global de la temperatura entre 1.5 y 4.5°C en los próximos 100 años. Esto agregado al ya existente aumento de 0.5°C que ha experimentado la atmósfera desde la revolución industrial.

Poder predecir cómo esto afectará al clima global, es una tarea muy difícil. El aumento de temperatura tendrá efectos expansivos e inciertos.

Según la Organización Mundial de la Salud, aun un pequeño aumento de temperatura puede causar un aumento dramático de muertes debido a eventos de temperaturas extremas; el esparcimiento de enfermedades tales como la malaria, dengue y cólera; sequías, falta de agua y alimentos. La IPCC lo plantea así: "El cambio climático con certeza conllevará una significativa pérdida de vidas".

La cantidad de dióxido de carbono ha aumentado desde 295 ppm (partes por millón) anterior a la época industrial, a una cifra actual de 359 ppm. Este aumento corresponde a un 50% de lo esperado, basado en la tasa de quema de combustibles fósiles. Varios procesos naturales parecen actuar como moderadores, por ejemplo el océano actúa como reserva, donde el dióxido de carbono se disuelve como tal y como carbonatos y bicarbonatos. Un aumento del dióxido de carbono en el aire, actúa como estimulante del crecimiento vegetal, de esta manera se fija más de este gas.

El calentamiento de la Tierra, además de descongelar las capas polares, puede causar un cambio en el sistema de circulación del aire, cambiando patrones de lluvia. De esta manera, por ejemplo, el Medio-

16

Oeste norteamericano (fuente agrícola de Estados Unidos), podría transformarse en desierto, y las zonas de cultivo moverse hacia áreas de Canadá.

Uno de los resultados del Efecto Invernadero, es mantener una concentración de vapor de agua en la baja troposfera mucho más alta que la que sería posible en las bajas temperaturas que existirían si no existiese el fenómeno.

La vegetación es vulnerable al cambio climático y es el componente más importante de los ecosistemas, ya que determina en buena medida, la biodiversidad y la composición de la fauna que los integra. Las coberturas vegetales son más vulnerables si este cambio se presenta en forma rápida.

Los posibles impactos de cambio climático son aumento de las precipitaciones, las temperaturas y el nivel del mar. En algunos casos la relación es más directa como en la erosión de las costas, la inundación de tierras bajas y el aumento del nivel del mar. En otros casos algunos impactos pueden inducir, como es el caso del impacto de la calidad y disponibilidad del agua, a las enfermedades infecciosas y otros problemas de salud.

Generalmente, el impacto económico inmediato es inminente sobretodo si se consideran los efectos sobre la infraestructura de caminos, hidráulica, la energía y otros; o sobre la producción agrícola, pecuaria, forestal y actividades como el turismo. También pudiera haber efectos relacionados con la salud humana, la biodiversidad, la silvicultura, y la sanidad vegetal. El cambio climático afecta a todos los países de manera variada. En América Latina y Caribe, el impacto se refiere más a cambios en el régimen de precipitación que de niveles de temperaturas, con la posible excepción de los extremos de latitud y altitud de dicha región. En la región Andina, se observan cambios y retrocesos en los glaciares. En el Caribe, en cambio el impacto se expresa de manera primordial en los cambios en la frecuencia e intensidad de los huracanes que azotan la zona.

Si el mar se mantiene caliente por varios períodos el coral eventualmente muere; y esto afecta el hábitat natural de las zonas pesqueras de la región y podría dar lugar a la emigración de algunas especies.

Los cambios en los ciclos de lluvias y el aumento en las temperaturas afectarían negativamente a la agricultura. Incrementos entre 10 a 20% de la precipitación y de solo 1 o 2 ºC en la temperatura reducirían la producción de habas, maíz y arroz en cerca del 10%. Prácticas agrícolas más sofisticadas tendrían que ser introducidas incluyendo nuevos esquemas de irrigación que agregarían tensiones adicionales en el abastecimiento de agua.

Además de la agricultura, los cambios en el ciclo del agua afectarían las fuentes de agua potable y la generación de energía hidroeléctrica y exacerbarían la erosión de laderas.

CAMBIOS CLIMATICOS PARA SIGLO XXI

Queda claro que la previsión de cambios en los próximos 100 a 150 años, se basan íntegramente en modelos de simulación. Comprensiblemente la gran mayoría de los modelos se han concentrado sobre los efectos de la contaminación antrópica de la atmósfera por gases invernadero, y en menor grado, en los aerosoles atmosféricos. La mayor preocupación presente, es determinar cuánto se entibiará la Tierra en un futuro cercano.

En la última década, varios modelos complejos de circulación general, han intentado simular los cambios climáticos antropogénicos futuros. Han llegado a las siguientes conclusiones:

1. Ocurriría un calentamiento global promedio, de entre 1,5 y 4,5 °C, siendo la mejor estimación 2,5 °C .

2. La estratosfera se enfriará significativamente.

17

3. El entibiamiento superficial será mayor en las altas latitudes en invierno, pero menores durante el verano.

4. La precipitación global aumentará entre 3 y 15%. 5. Habrá un aumento en todo el año de las precipitaciones en las altas latitudes, mientras que

algunas áreas tropicales, experimentarán pequeñas disminuciones.

Modelos más recientes dependientes del tiempo, que acoplan los componentes oceánicos y atmosféricos, han entregado estimaciones más confiables, los resultados más significativos indican:

1. Un calentamiento global promedio de 0,3 °C por década, asumiendo políticas no intervencionistas.

2. Una variabilidad natural de aproximadamente 0,3 °C en temperaturas aéreas superficiales globales, en una escala de décadas.

Como conclusión, la temperatura global promedio podría aumentar entre 2 y 4 °C para el año 2100, si el desarrollo global continúa a los ritmos actuales. Si se incorpora la influencia de los aerosoles atmosféricos al modelo, el calentamiento disminuye a aproximadamente 0,2 °C por década, en los próximos 100 años. Esta tasa de cambio climático, aún así, es más rápido que en cualquier otro momento de la historia de la Tierra. Si las naciones no actúan, el mundo podrá experimentar numerosos impactos adversos como resultado del calentamiento global futuro. BIBLIOGRAFIA:

1. Anderson, S. H.; Beiswenger, R. E. & P. Walton Purdom. 1987. Environmental Science. Merrill Publishing Co., USA. Tercera Edición. Pág. 505.

2. Canadian Environmental Agency. 1997. Environmental Issues. http://www.eei.org/. 3. Dunn, Seth. 1997. Controlling the Climate experiment. Earthtimes. http://www.earthtimes.com/ 4. GCCIP. 1997. Global Climate Change Information Programme. http://www.doc.mmu.ac.uk/ 5. PNUMA/ORPALC – Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Oficina

Regional para América Latina y el Caribe – 2006. El Cambio Climático en América Latina y el Caribe.

6. WMO, 1986. A report of the International Conference on the Assessment of Carbon Dioxide and Other Greenhouse Gases in Climate Variations and Associated Impacts. WMO Nº 661. In: Our Common Future WCED, 1990. Pág. 400. WMO, 1994.

18

CAPITULO III

PREOCUPACION INTERNACIONAL - ACCIONES.

Frente a toda la problemática desatada a raíz del cambio climático y la desestabilización que produce en las economías de los países los impactos de éste, los gobiernos se han preocupado, de un tiempo a esta parte, en llevar a cabo una serie de congresos, declaraciones, reuniones, protocolos, etcétera, tendientes a ir procurando fijar políticas de disminución del efecto invernadero de origen antropogénico y cuidados del medio ambiente.

He aquí algunos ejemplos relevantes.

En el año 1988, se formó el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, conocido también por Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC), fue establecido por la Organización Meteorológica Mundial (WMO) y el Programa Ambiental de las Naciones Unidas (UNEP). Su objetivo fue asesorar a los gobiernos sobre los problemas climáticos y recopilar las investigaciones científicas conocidas en unos informes periódicos de evaluación.

Agenda 21:

El resultado principal de la Conferencia sobre Medio Ambiente y Desarrollo de la ONU, es el más completo de los planes de acción para los años 90 y más allá, adoptada por la comunidad internacional. Representa un set de estrategias integradas y programas detallados para parar y revertir los efectos de la degradación ambiental y promover el desarrollo adecuado y sustentable en todos los países.

Declaración de Río:

Proclamación hecha por la Conferencia sobre Ambiente y Desarrollo de las Naciones Unidas, realizada en Río de Janeiro, Junio 1992. Reafirma y construye sobre la declaración de la Conferencia sobre el Ambiente Humano de las Naciones Unidas realizada en 1972. La meta de la declaración es establecer la cooperación entre los estados miembros para lograr acuerdos en las leyes y principios que promuevan el desarrollo sustentable. La declaración confronta diversas áreas que se relacionan con el cambio global, proveyendo un contexto de políticas que enfrentan el cambio global, incluye: recursos naturales, impactos ambientales del desarrollo, protección de ecosistemas, compartir ideas científicas, internalización de costos ambientales, etc.

Convención Marco sobre Cambio Climático:

Firmada por 165 estados, compromete a sus firmantes a la meta de "estabilizar la concentración de gases invernadero en la atmósfera a niveles que eviten interferencias antrópicas con el sistema climático". La convención establece como meta provisional, reducir las emisiones de gases invernaderos a niveles del año 1990 para el año 2000. La convención establece un protocolo para que las naciones hagan un inventario de emisiones y puedan seguir sus progresos. También enfrenta el tema de financiamiento y transferencia de tecnología desde los países desarrollados a los en vías de desarrollo.

19

Informe de la segunda Evaluación del IPCC:

El IPPC (Panel Internacional sobre Control Climático) es un cuerpo internacional, que consiste en delegados y científicos intergubernamentales, que desde 1988 están evaluando el calentamiento global. Su última evaluación mayor fue "Cambio Climático 1995", que provee la base para la reunión de Ginebra y la reunión próxima en Kyoto, Japón en diciembre 1997, que limitará las emisiones de CO2 humanas. La Síntesis de la Segunda Evaluación, establece: "Durante las últimas décadas, se han hecho muy aparente dos importantes factores en la relación entre humanos y el clima mundial. Primero, las actividades humanas, que incluyen la quema de combustibles fósiles, cambios en uso de tierras y agricultura, están aumentando las concentraciones de gases invernadero (que tienden a aumentar la temperatura atmosférica) y en algunas regiones, aerosoles (que tienden a enfriar la atmósfera). Estos cambios, juntos, se proyectan que cambiarán el clima regional y global junto con parámetros relacionados con el clima, tales como la temperatura, precipitación, humedad de suelos y el nivel del mar. Segundo, algunas comunidades humanas se han hecho más vulnerables a riesgos tales como tormentas, inundaciones y sequías como el resultado de un aumento de densidad de población en áreas riesgosas tales como cuencas de ríos y planicies costeras. Cambios serios se han identificado, como el aumento, en algunas áreas, de la incidencia de eventos de alta temperatura, inundaciones, etc., aumento de pestes, cambios en la composición, estructura y funcionamiento ecológico, incluyendo la productividad primaria".

FORMAS DE EVITAR EL EFECTO INVERNADERO

Se expondrán brevemente algunas formas en que distintos grupos han enfrentado el problema, o proponen enfrentar el problema, del cambio climático global. Todos colocan un fuerte énfasis en la reducción de la emisión de gases invernadero.

La Convención FCCC de las Naciones Unidas

La Convención Marco sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas (FCCC) que fue firmada en la Cumbre Mundial en 1992 por 162 gobiernos se enfocaba específicamente en el problema. El objetivo principal de la convención es lograr estabilizar los gases invernadero en la atmósfera, lo que prevendría una peligrosa interferencia antrópica en el sistema climático. La convención requería que todas las naciones que firmaran el tratado debieran lograr reducir sus emisiones de gases invernadero hasta niveles de 1990 para el año 2000. En el Reino Unido, se estableció un programa que pretende lograr ese objetivo a través de la promoción del uso eficiente de la energía, como medio para reducir la generación de dióxido de carbono en todos los sectores de esa nación. En la generación de energía eléctrica se ha invertido en plantas combinadas de calor y poder, en las que se utiliza la energía calórica que antes se perdía. En la industria, las medidas de ahorro son específicas para cada proceso. En el sector doméstico, se logrará a través de mejoras en el aislamiento térmico de las viviendas y la mejoría de la eficiencia de los aparatos domésticos a través de mejores diseños y mejor uso, como es el caso de la iluminación. En el sector comercial los métodos de mejora de eficiencia se lograrán a través de métodos muy similares a los domésticos. El transporte público, a través de mejoras en la tecnología de los motores, mejor mantenimiento de los mismos, cumplir los límites de velocidad y uso más discreto de la aceleración y frenado.

20

Para que esto se llegue a implementar, es necesario invertir en campañas de educación e información, establecer regulaciones y estándares, junto con fiscalización, impuestos y regulación de precios, e incentivos económicos. Mejorar la eficiencia de los automóviles. Se lograría a través de mejor tecnología, alivianando la estructura, mejoras en los motores y transmisión, reduciendo el roce aerodinámico, disminuyendo la resistencia de las ruedas, etc. Acelerar las mejoras de eficiencia en el uso energético de industrias, residencias y establecimientos comerciales y públicos, por medio de políticas efectivas. Estimular y acelerar la investigación y desarrollo de tecnologías basadas en fuentes de energía renovable. Terminar la deforestación y estimular la reforestación.

Protocolo de Kyoto sobre el cambio climático.

El 11 de diciembre de 1997, los países industrializados se comprometieron en la ciudad de Kyoto a ejecutar un conjunto de medidas para reducir los gases de efecto invernadero. Los gobiernos signatarios de dichos países pactaron reducir en al menos un 5% en promedio las emisiones contaminantes entre 2008 y 2012, tomando como referencia los niveles de 1990. El acuerdo entró en vigor el 16 de febrero de 2005, después de la ratificación por parte de Rusia el 18 de noviembre del 2004. Por otro lado el gobierno de EEUU firmó el acuerdo pero no lo ratificó, y en 2001 se retiró del Protocolo. Se estableció que el compromiso sería de obligatorio cumplimiento cuando lo ratificasen los países industrializados responsables de, al menos, un 55% de las emisiones de CO2.. Se promovió también la generación de un desarrollo sostenible, de tal forma que se utilice también energías no convencionales y así disminuya el calentamiento global.

Conferencia de Cambio Climático de Copenhague, diciembre 2009.

Para la cumbre sobre el clima de Copenhague en diciembre del 2009, la ONU convocó a 192 países para acordar un límite a las emisiones de gases de efecto invernadero para el período entre 2012 y 2020, a efectos de continuar lo ya propuesto en la disminución de dichos gases en el Protocolo de Kyoto. No fue ratificado por EEUU, y los países en vías de desarrollo como India y China no están sujetos a restricciones de emisiones GEI. Tampoco se tuvo en cuenta las indicaciones propuestas por el IPCC acerca de la reducción entre un 25% y un 40% al año 2020 sobre las de 1990. Bibliografía

1. www.CambioClimaticoGlobal.com 2. Dunn, Seth. 1997. Controlling the Climate experiment. Earthtimes. http://www.earthtimes.com/ 3. GCCIP. 1997. Global Climate Change Information Programme. http://www.doc.mmu.ac.uk/ 4. Pace Energy Project. 1997. Global Warming Central. Pace University School of Law.

http://www.law.pace.edu/. 5. WMO, 1986. A report of the International Conference on the Assessment of Carbon Dioxide

and Other Greenhouse Gases in Climate Variations and Associated Impacts. WMO Nº 661. In: Our Common Future WCED, 1990. Pág. 400.

21

CAPITULO IV

URUGUAY: impactos del cambio climático y respuesta.

Cambio climático en el Uruguay – sus impactos:

Si bien el Uruguay no contribuye en gran parte a escala internacional al tema del cambio climático, sufre desde hace años sus impactos en todo el territorio nacional. Según el informe “Uruguay: cambio climático aquí y ahora” 2007, se han verificado tendencias significativas de cambios en el clima y es de esperarse que continúen en aumento. De hecho al día de hoy se ha visto incrementada en frecuencia e intensidad la cantidad de precipitaciones.

En los últimos años se sufrieron hechos destacados por su magnitud: vientos huracanados en agosto del 2005, inundaciones en mayo 2007, seguías en 2008-2009. Estos fenómenos provocaron víctimas e importantes daños causando pérdidas económicas de significación al país: por ejemplo las inundaciones del 2007 tuvieron un costo para los tres departamentos más afectados equivalente a un 3% de su PBI; y la sequía 2008-2009 se evaluó en más de 400 millones de dólares. También, como en todo impacto de esta naturaleza, fueron comprometidos los sistemas de producción, fundamentalmente el sector agrícola-ganadero y turístico.

Los cambios más destacables a nivel de las variables climáticas en el Uruguay son:

1. La Temperatura aumentó 0,8 ºC en el siglo XX. La temperatura media actual es mayor en primavera y verano de lo que era a principios del siglo pasado, y la temperatura mínima se ha elevado a lo largo de todo el año. Los períodos de heladas son más cortos y su frecuencia e intensidad disminuyeron.

2. Las lluvias aumentaron aproximadamente un 30%, partiendo de 1.000 mm a principios del siglo XX hasta unos 1.300 mm hacia fines de siglo. Este cambio se observa fundamentalmente en primavera y verano.

3. El nivel del mar en las costas uruguayas subió 11 cm. entre 1902 y 2003, proceso que se acentúo en las últimas tres décadas.

4. Los eventos extremos de lluvias y temperaturas fuera de lo estándar han venido aumentando en frecuencia e intensidad.

El Coordinador de Naciones Unidas Sr. Pablo Mandeville, en ocasión de la presentación del informe “Uruguay: cambio climático aquí y ahora” 2007; aseguró que el costo de la inacción se mide en sufrimiento humano. Añadió que el sobrecosto económico de no tomar medidas alcanzaría el 20% del PBI mundial, mientras que políticas de prevención y acción directa implicaría revertir esta situación con una inversión de tan solo 1% del PBI mundial.

Agregó que en la vida cotidiana se puede llevar a delante una serie de medidas como: apagar las luces al salir de una habitación; aislar la vivienda y el lugar de trabajo para mantener la calefacción; cambiar calentadores eléctricos de agua por otros de energía solar; utilizar transporte público, compartir automóviles personales; reciclar, reutilizar bolsas, papel; cartones, metales, reducir emisiones.

Mandeville señaló que ahorrar agua y energía; plantar árboles; forestar y reforestar; proteger el bosque primario y el bosque indígena en un enfoque de ecosistemas y cuencas son un conjunto de medidas a favor de la humanidad. Al tiempo que dijo que se debe construir de manera responsable, apoyar iniciativas privadas, ambientalmente responsables. Pero destacó que la responsabilidad social y ambiental, debe ser un requisito básico para toda iniciativa tanto pública como privada.

22

Estas medidas disminuyen la emisión de gases de efecto invernadero y a la vez los gastos del hogar; y así evitar que este siglo se convierta en el siglo del ahorro energético eléctrico programado y sea una era de conocimiento e ilustración para la acción. Medidas de respuesta frente al Cambio Climático:

Los enfoques para resolver el tema del calentamiento global caen en tres categorías:

Geoingeniería: intervención directa sobre el clima, utilizando técnicas tales como manejo de radiación solar.

Adaptación: enfrentar los efectos de cambio, por ejemplo, con diques para las inundaciones. Existen dos tipos de medidas de adaptación: reactivas y preventivas. Las medidas reactivas son aquellas que tienen lugar como reacción a los cambios en el clima, y por tanto su implementación irá surgiendo conforme surjan los mismos. Las medidas preventivas son las que deberían tomarse desde ahora, a efectos de estar preparados para enfrentar los potenciales cambios climáticos futuros.

Mitigación: reducir las emisiones de carbono utilizando energía renovable y mejorando la eficiencia en su uso.

Dentro de los principales temas relativos al Cambio Climático que los países deben enfrentar, se encuentra la evaluación de vulnerabilidad y los diseños de adaptación y mitigación.

23

El Mecanismo para un Desarrollo Limpio (MDL), instrumento previsto en el Protocolo de Kyoto, permite obtener ingresos o financiamientos derivados de operaciones o de compromisos de compra-venta de reducciones certificadas de emisiones de GEI a partir de actividades de proyectos en los países en desarrollo.

La experiencia de Uruguay, en términos de la incorporación a su desarrollo económico, de respuestas adecuadas al cambio climático empezó desde la década de los 80 con algunos programas cuyos objetivos no consideraban de manera explicita el cambio climático, pero que resultaron muy eficaces en cuanto a la captura del carbono. Tal es el caso de la Ley de conservación del suelo de 1982, que al fomentar un menor uso del arado aumentó la captura del carbono en el suelo.

Para finales de los años 1980 la captura de carbono ya se reconoció de manera explicita dentro de los objetivos de la legislación nacional Ley 15.939. A partir de su entrada en vigor en 1987 esta ley ha fomentado una expansión importante de las plantaciones forestales, con los propósitos específicos de contrarrestar la deforestación, conservar los bosques nativos, proveer una fuente de leña para reducir costosas importaciones de combustibles fósiles, y, como se especifica en su artículo 4, para compensar en gran medida las emisiones de CO2.

Como una consecuencia de estas medidas, en 1998 la cantidad de CO2 capturada fue casi igual a las emisiones de CO2 de los sectores de energía e industria juntos. Por ello, mientras las emisiones de CO2 de estos sectores aumentaron en 54% durante el periodo 1990 1998 las emisiones netas del gas durante el mismo lapso se redujeron en un 88%.

No obstante, la fuente de emisiones de GEI más importante de Uruguay es el sector pecuario, las emisiones de metano (CH2) y óxido nitroso (N2O) de sus once millones de bovinos y trece millones de ovejas aportaron la mayor parte del total de las emisiones en 1999. Aún así, el mejoramiento de los pastizales con los fertilizantes y la siembra de leguminosas, sobretodo en años recientes ha aumentado por mucho la capacidad de los suelos de capturar carbono. Tomado como un todo se calcula que la captura de CO2 a raíz de estos programas equivale aproximadamente al 50% de las emisiones totales de GEI de Uruguay.

Se plantea continuar los actuales programas de forestación, adecuándolos a las condiciones actuales, en los suelos de mayor aptitud para el cultivo, procurando duplicar el área actual en un período de 20 años y promover sistemas forestales destinados a la obtención de productos de madera maciza.

Como medidas complementarias se incluye: la revisión y eventual mejora de práctica de manejo de cosechas; la promoción de la utilización de residuos de cosecha e industria con fines energéticos; la revisión y eventual ajuste de leyes y normativas vigentes; la promoción de plantaciones de bosques y cortinas de protección (abrigo, sombra, viento) en otros rubros del sector (ganadería) y en áreas urbanas.

Asimismo, frente al problema que posee Uruguay con la elevada tasa de emisión de metano en virtud de su producción ganadera, se plantea la reducción mejorando la dieta alimenticia del ganado. Para ello es necesario mejorar la calidad de las pasturas, contando con amplio margen para ello en vista de las características de su suelo; habiéndose constatado la reducción de las emisiones relativas en concordancia con el aumento de las pasturas mejoradas. La medida también comprendería complementariamente la promoción de las prácticas corrientes de un manejo mejorado del rodeo, ya que ello contribuiría a la reducción a la cantidad de metano emitido por la producción ganadera.

Concientes de que el problema del cambio climático es mundial y que la disminución de la diversidad biológica y el agotamiento de la capa de ozono no pueden ser resueltos por las naciones individualmente, el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo ayuda a los países a fortalecer su capacidad para hacer frente a estos desafíos en los planos mundial, nacional y comunitario, buscando y compartiendo las mejores prácticas, prestando asesoramiento en materia de políticas y facilitando la ejecución de proyectos.

24

Para que la gestión de los recursos naturales contribuya a la construcción de un Uruguay productivo, competitivo y sustentable, el PNUD ayuda a fortalecer las capacidades del país para la conservación de la biodiversidad, mitigación y adaptación al cambio climático, la generación de energías alternativas y el manejo y reducción de contaminantes. Se promueve la utilización de energías renovables a través de proyectos de generación de biomasa y energía eólica.

A modo de ejemplo, se citan algunos de los proyectos puestos en marcha por el PNUD en Uruguay:

1) Producción de Energía a partir de la Biomasa en Uruguay – URU/06/G32. Fecha de inicio y finalización prevista: 09/08/2006-31/12/2010. Objetivo inmediato: Asistencia preparatoria de un proyecto de tamaño mediano (MSP) de producción de energía eléctrica con biomasa en Uruguay y su presentación ante el Fondo para el Medio Ambiente Mundial (FMAM). El proyecto MSP tendrá como objetivo el propiciar el desarrollo de la generación de energía eléctrica a partir de la biomasa, un recurso renovable y autóctono, como forma de contribuir al desarrollo sostenible y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Dentro de la situación esperada al finalizar el proyecto se especifica el desarrollo de un mercado para la integración de un proyecto de generación eléctrica a partir de biomasa a la red eléctrica nacional. Promover información, replicación, y sostenibilidad en la producción de energía eléctrica a partir de la biomasa en el Uruguay.

2) Cambio climático Territorial. Desarrollo Local Resiliente al cambio climático y de bajas emisiones de carbono en los Departamentos de Canelones, Montevideo y San José. URU/09/003. Fecha de inicio y finalización prevista: junio 2009 – junio 2012 Objetivo inmediato: el proyecto propuesto asistirá a los tres Departamentos que constituyen la región metropolitana de Uruguay en el desarrollo de programas, proyectos y planes que contribuyan a la disminución de emisiones de carbono, así como al desarrollo de políticas e inversiones para la adaptación al cambio climático. Contribuirá a la construcción de una visión de los riesgos y oportunidades para el desarrollo que están vinculadas al cambio climático y al diseño de estrategias de mitigación y adaptación, con fuertes beneficios para el desarrollo y atracción de financiamiento para nuevas políticas y planes de inversión. Para el diseño de estrategias, se asegurará un fuerte proceso de participación a través de una extensión de los programas existente de ART. El objetivo del proyecto es diseñar de manera sistemática políticas de cambio climático y dirigir inversiones para un desarrollo local de bajas emisiones de carbono y resiliente al cambio climático, en los departamentos de Canelones, Montevideo, y San José, los cuales constituyen la región metropolitana del Uruguay. Situación esperada al término del proyecto: se espera contar con políticas específicas de cambio climático a nivel de los tres departamentos participantes y que las inversiones promuevan un desarrollo local con bajas emisiones de carbono y resiliente al cambio climático.

3) Programa de energía eólica en el Uruguay. URU/07/G31 Fecha de inicio y finalización prevista: 30/06/2007 – 30/06/2011. Objetivo inmediato: el objetivo del proyecto es la explotación de recursos energéticos renovables, en la utilización de la energía eólica para la generación de energía eléctrica aportando a un desarrollo ambientalmente sostenible. Las actividades propuestas en este proyecto apuntan a remover barreras para la mejor adopción de energía eólica en la generación de electricidad en Uruguay; incluyendo barreras en lo institucional, regulatorio, financiero, tecnológico y social.

25

Los resultados asociados al proyecto son: a) desarrollo de un marco de políticas y regulaciones para la energía eólica en el Uruguay; b) el desarrollo de información para facilitar proyectos identificados de energía eólica; c) incrementar las capacidades de negocios para preparar e implementar tecnologías de energía eólica a nivel público y privado; d) remoción de barreras tecnológicas a través de la instalación de equipo de medidas y la instalación de una planta de 5 MW conectada a la Red. Situación esperada al término del proyecto: Marco de políticas de promoción a la introducción de la energía eólica que incluya los reglamentos específicos para la conexión a la Red, normativas sobre la construcción y operación de las centrales eólicas, los códigos técnicos, y los mecanismos de financiación para la introducción de la energía eólica a la Red. Capacidad nacional de hacer negocios desarrollada para preparar e implementar tecnologías eólicas con la participación del sector público y privado.

4) Renovación del programa de fortalecimiento institucional para la reducción gradual del consumo de las sustancias agotadoras de la capa de ozono. URU/09/G62 Fecha de inicio y finalización prevista: julio 2009 a junio 2011 Objetivo inmediato: Este proyecto extiende por dos años adicionales el programa de fortalecimiento institucional del gobierno de Uruguay para la reducción de sustancias que agotan la capa de ozono para permitir que, a través de la Comisión Técnica Gubernamental de Ozono continúe en sus esfuerzos para cumplir con las obligaciones emergentes del Protocolo de Montreal. Situación esperada al término del proyecto: Unidad de Ozono de la DINAMA fortalecida institucionalmente, permitiendo continuar con los planes y actividades previstos para lograr las metas establecidas en el Programa País y cumplir con el Protocolo de Montreal.

5) Desarrollo de las capacidades para gestión ambientalmente adecuadas de Bifenilos Policlorados (PCB) en Uruguay. URU/08/G33 Fecha de inicio y finalización prevista: 01/07/2008 – 30/06/2011 Objetivo inmediato: El presente proyecto fortalece las capacidades de gestión y eliminación ambientalmente adecuada de equipos y residuos con PCB de acuerdo a las obligaciones que surgen del Convenio de Estocolmo. El proyecto contribuirá al fortalecimiento del marco legal, al desarrollo de guías técnicas para la gestión, la realización de actividades piloto para la implementación de medidas de gestión ambiental adaptadas al contexto local y su inclusión en el marco normativo. Finalmente, su expansión a nivel nacional permitirá la reducción de PCB en Uruguay a través de alternativas eficientes y viables económicamente para la destrucción de PCB. Situación esperada al término del proyecto: Se espera la superación de las barreras organizacionales, técnicas, y prácticas que impiden a Uruguay la implementación de las obligaciones derivadas del Convenio de Estocolmo en el área PCB. El proyecto permitirá a Uruguay el desarrollo de una política a largo plazo para la gestión de PCB.

6) Plan de eliminación total del consumo de CFC en Uruguay. URU/07/G61 Fecha de inicio y finalización prevista: 01/11/2007 – 31/12/2010 Objetivo inmediato: Este proyecto tiene por objetivo desarrollar una estrategia y plan de acción para la eliminación del uso de CFC (clorofluorocarbonos) en Uruguay. Este plan de acción para la eliminación del CFC se conforma por 4 componentes: a) complementar el entrenamiento y la certificación de técnicos en refrigeración, b) promover a través de incentivos, insumos, y herramientas la conservación de los refrigerantes usados y el uso de mezclas alternativas, c) fortalecer el sistema de permiso de importación de CFC y la prevención sobre el comercio ilegal de los mismos. El resultado esperado es la eliminación total del CFC.

26

Situación esperada al término del proyecto: Incentivos, insumos, y herramientas para la conservación de los refrigerantes usados y el uso de mezclas alternativas promovidas. BIBLIOGRAFIA:

1. MVOTMA – Unidad de Cambio climático – Programa de Medidas Generales de Mitigación y Adaptación al Cambio climático en Uruguay 2004.

2. PNUMA/ORPALC – Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Oficina Regional para América Latina y el Caribe – 2006. El Cambio Climático en América Latina y el Caribe.

3. PNUD – Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo - Energía y Medioambiente 4. PNUMA, Uruguay 2009. Medio Ambiente: desafíos y políticas públicas. 08/2009 5. WWW.PRESIDENCIA.GUB.UY/_Web/Noticias/2007

27

CAPITULO V

ENERGIAS ALTERNATIVAS, SU USO EN CALEFACCIÓN DE HOGARES Y ANALISIS DE EFICIENCIA.

Energías convencionales y alternativas. Estrategias energéticas.

La matriz energética del Uruguay se compone en términos generales en un 60% de combustibles fósiles, un 20% de energía hidroeléctrica y un 20% de energía proveniente de biomasa. En años con buenos aportes hídricos, la oferta eléctrica puede componerse hasta en un 80% de origen hidráulico, mientras que en años secos este porcentaje llega a ser solamente de un 20%. Por ejemplo, durante la sequía 2008-2009 frente a la falta de capacidad instalada debió recurrirse a la compra de energía eléctrica a Brasil, lo que incrementó los costos.

La tendencia de consumo de energía en Uruguay es al alza. La curva de crecimiento de consumo de electricidad es relativamente estable esperándose un 3,5% de crecimiento anual, mientras que la matriz energética general existen fluctuaciones en sectores como el del transporte (33% del consumo total), que han sido muy sensibles a la crisis económica y donde se espera un aumento importante del consumo de energía asociado al transporte de madera.

Buena parte del aumento del consumo tiene altas posibilidades de ser controlado por medidas de energía energética, tanto a nivel residencial como a nivel público e industrial.

Desde el 2006, las estrategias energéticas de Uruguay apuntan hacia un uso eficiente de la energía y la diversificación de las fuentes energéticas. Entre otras acciones se propone avanzar significativamente en la incorporación de fuentes alternativas de energía (en especial la generación eólica, la producción de biocombustibles y el uso de biomasa).

El Ministerio de Industria, Energía y Minería ha expresado la meta de incorporar 500 MW (Mega watts) de energías renovables no tradicionales (eólica y residuos de biomasa) para el 2015. Actualmente el programa de energía eólica está apoyando la incorporación de energía y la generación de un mapa eólico a nivel nacional. Esto se acompaña con las primeras licitaciones que han tenido lugar y con la inversión por parte de UTE en el primer parque eólico público de 10 MW en el país. A esto se agrega que desde el gobierno se ha anunciado una licitación para la generación de energía eólica de 150 MW y nuevas inversiones del orden de 300 MW.

En cuanto a la biomasa se están implementando proyectos de generación eléctrica a partir de residuos forestales y de la industria arrocera, así como unidades de generación a partir de residuos productivos en instalaciones industriales, con capacidades individuales de generación entre los 10 y 120 MW y con una capacidad total de generación de más de 200 MW en el corto plazo.

Por otra parte, el país ha comenzado un proceso de discusión sobre la incorporación de energía nuclear en el Uruguay, lo cual ha generado un fuerte debate sobre los riesgos de este tipo de energía versus el costo significativamente menor frente a las otras energías convencionales.

Desde el punto de vista de la diversificación energética el país cuenta además con una serie de iniciativas en marcha y planes de acción que incluyen: 1) instalación de techos solares para calentamiento de agua para las residencias nuevas, con lo que se lograría una reducción en el consumo eléctrico equivalente a 100 MW de capacidad instalada de generación;

28

2) sustitución de gas, fuel oil, gas oil por biomasa para usos térmicos en sectores residencial y comercial; 3) inversión en generación a partir de biogas obtenido por manejo de efluentes industriales y rellenos sanitarios (hasta 30 MW): en la actualidad está en funcionamiento el proyecto de generación eléctrica en el relleno sanitario en Las Rosas – Dpto. de Maldonado, con capacidad de 1 MW; 4) sustitución del transporte carretero por modo fluvial y ferroviario y desarrollo de sistemas eficientes de transporte urbano; 5) instalación de plantas de biocombustible de pequeño y mediano porte, utilizando granos oleaginosos, grasas animales, residuos forestales y en menor medida caña de azúcar y remolacha; 6) autogeneración de electricidad y calor, y generación excedentaria de energía eléctrica en diversas industrias; 7) instalación de mini centrales hidroeléctricas (hasta 30 MW). Impactos y opciones para la acción.

Algunos de los impactos ambientales más importantes asociados a la generación y uso de energía en Uruguay están asociados al transporte, la transformación y uso del petróleo y sus derivados, el aumento de la superficie agrícola para la generación de materia prima y el represamiento de los cursos de agua.

Los derrames accidentales y efluentes derivados de las plantas de refinación y almacenamiento de petróleo y combustibles son la mayor fuente de contaminación del suelo y el agua originada en el sector.

Por su parte, la quema de los derivados del petróleo para usos industriales y automotores originan una contaminación del aire, en general de niveles bajos aunque tiene niveles preocupantes en ciertas zonas y horarios. La quema de combustibles fósiles contribuye al calentamiento global, siendo responsable por un 90% de las emisiones de CO2 .

A su vez, la generación y uso de biocombustibles tiene impactos ambientales positivos y negativos que deben ser evaluados en su conjunto. Las emisiones producto de su combustión pueden ser menos contaminantes que la de los combustibles fósiles.

Sin embargo, pueden existir impactos derivados de la incorporación de nuevas áreas cultivadas. Este es también el caso de la generación de energía a partir de la biomasa. Estos impactos negativos se minimizan si se utilizan residuos originados por actividades productivas existentes.

Las represas contribuyen con la degradación de la calidad del agua de los ríos, pérdida de paisajes y biodiversidad y en algunos con la emisión de gases de efecto invernadero por la descomposición de la materia orgánica preexistente en las zonas inundadas y la aportada por el flujo hídrico. Una política nacional podría apuntar a generar el 25% del consumo eléctrico en un plazo de 10 años a partir de energías renovables, acentuando fundamentalmente la generación eólica, solar y de residuos de biomasa, y que la totalidad de los combustibles líquidos consumidos en el país contengan 20% de etanol o biodiesel, proveniente de residuos de actividad productivas existentes. En el largo plazo es factible tender a una reducción sostenida en el uso de los combustibles fósiles. Por otra parte es necesario redoblar esfuerzos por hacer cada vez más eficiente el uso de energía en todos los sectores.

29

Aislamiento térmico residencial.

Considerando las características de las edificaciones a nivel nacional en general se observa la falta de un nivel de aislamiento adecuado como consecuencia de la utilización de materiales de baja aislamiento térmica, cerramientos inapropiados y la ausencia de criterios de eficiencia en el diseño de las construcciones que permitan reducir su consumo de energía. Se estima que la incorporación de criterios de eficiencia en los materiales y características constructivas permitiría reducir las pérdidas de energía y por lo tanto una reducción en el consumo de energía y en el nivel de emisiones de GEI, como resultado de un menor requerimiento de energía. De acuerdo a los resultados observados en los distintos países que han implementado este tipo de programas, se estima que su aplicación permite obtener un ahorro de energía de aproximadamente el 25%, en el caso de viviendas existentes, fundamentalmente asociados a la reducción de consumo de energía para calefacción. La medida consiste en la definición e implementación de normas y estándares de eficiencia referidas a las propiedades térmicas de los materiales de construcción y a las características constructivas de las edificaciones que incorporen aspectos tales como: mejora de aislamiento térmico, mediante normas que permitan regular la característica de los muros, nivel de aislación térmica del techo, características de las aberturas (filtraciones de aire), mejoras de los sistemas de ventilación, orientación de la vivienda, aprovechamiento de la energía solar pasiva (iluminación natural y calefacción), etcétera. La medida incluye, en primer lugar la implementación de un sistema de certificación de los distintos materiales disponibles en el mercado que permita identificar mediante una etiqueta las propiedades térmicas de los mismos. El objetivo es inducir la incorporación de materiales de mejores propiedades térmicas y una mejora en las condiciones de aislación térmica en viviendas nuevas y existentes. En segundo lugar, establecer normas orientadas a regular las características constructivas de las nuevas viviendas. Consumo racional energético en residencias. Así como no existen categorizaciones de eficiencia en los materiales constructivos para el aislamiento térmico residencial, tampoco hay igual jerarquización en los aparatos de uso doméstico. Dada la participación de los sectores residenciales (30%) y servicios (8%) en el consumo final de energía y la estructura de consumo por fuentes y usos de estos sectores, se considera que existe un importante potencial de ahorro de energía y por lo tanto de reducción de emisiones de GEI en estos sectores.

Este potencial de ahorro estaría asociado a una mejora de eficiencia de los equipos empleados a nivel residencial y servicios, mediante el reemplazo de equipos de bajo rendimiento por equipos de mayor eficiencia, y una modificación en las condiciones de uso de los mismos.

Se considera que existen un conjunto de barreras que impiden la transformación del mercado a favor de equipos de mayor eficiencia:

a) ausencia de información por parte del usuario acerca del rendimiento energético de los equipos como resultado de la ausencia de un sistema de certificación y etiquetado energético de los equipos que se comercializan en el mercado. b) no existe conciencia en los consumidores del ahorro potencial y por lo tanto el beneficio económico derivado del empleo de equipos eficientes, por lo que la eficiencia no es una variable que interviene en la decisión de compra del usuario. c) ausencia de normas y regulaciones de eficiencia energética.

Según la experiencia internacional, la implementación de programas de etiquetado energético de equipos de uso residencial y comercial, permite obtener importantes reducciones de consumo de energía y reducciones de GEI.

30

La medida consiste en el establecimiento de estándares y normas de eficiencia energéticas de equipos (normas técnicas) y la implementación de un sistema de certificación y etiquetado que proporcione información al usuario sobre la eficiencia relativa de los distintos equipos. A través de esta medida se busca promover una transformación del mercado de equipos de uso residencial y comercial a favor de equipos más eficientes (mayor rendimiento energético) y una mejora en sus condiciones de uso, que permita obtener una reducción en el consumo de energía y en el nivel de emisiones de GEI provenientes del sector. BIBLIOGRAFIA:

1. MVOTMA – Unidad de Cambio climático – Programa de Medidas Generales de Mitigación y Adaptación al Cambio climático en Uruguay 2004.

2. PNUMA, Uruguay 2009. Medio Ambiente: desafíos y políticas públicas. 08/2009

31

CAPITULO VI

ESTUDIO DE LAS ENERGIAS DISPONIBLES MAS

UTILIZADAS EN CALEFACCION DE HOGARES EN

URUGUAY. En este capitulo se desarrollarán en forma desagregada cada una de las energías más usadas para calefaccionar los hogares; si bien existen otras energías alternativas –como la eólica, geotérmica, mareomotriz- no son aún de uso masivo o no están desarrolladas en nuestro país.

El objetivo particular es ir planteando las características generales de cada una, información de interés, el rendimiento calórico y su costo / beneficio.

De las energías disponibles en el mercado a estos efectos, encontramos la solar, el gas, la eléctrica y la biomasa (leña). ENERGIA SOLAR

La energía solar no es precisamente nada nuevo; podríamos decir que es la más antigua al menos desde que existe vida en nuestro planeta, ya que es imprescindible para toda clase de vida, sin embargo, a pesar de su antigüedad, es también uno de los temas de más actualidad en el asunto del aprovechamiento de las energías. Esto se debe a que grandes progresos técnicos y científicos de los últimos años han tratado de perfeccionar una tecnología muy avanzada que permite el aprovechamiento de la energía en diversas aplicaciones. INTRODUCCION Y GENERALIDADES

En el sol se produce una reacción termo nuclear que consiste en la fusión de átomos de hidrógeno para producir helio, merced a la cual se libera gran cantidad de energía que ocasiona por una parte una altísima temperatura y por otra una emisión en todas direcciones de energía solar radiante; que no es más que una radiación electromagnética. Como ya se sabe, la energía se puede trasmitir por conducción, convección, y en forma de ondas electromagnéticas.

Es absolutamente necesario que los cuerpos entre los que se intercambia energía calorífica estén a distinta temperatura. Si la temperatura es la misma en ambos cuerpos no hay intercambio neto. Si dos cuerpos están en contacto la energía fluirá de uno a otro, del que tiene más al que tiene menos por conducción.

Si entre los dos cuerpos hay un gas o un líquido en reposo o en movimiento la energía fluye por convección.

Finalmente, si los cuerpos están separados por el vacío la energía pasará igualmente del que tiene más temperatura al que tiene menos, por radiación.

32

El Sol – Fuente de Vida. La energía emitida por el Sol es necesaria para el desarrollo y sostén de la vida. No solo produce luz y el nivel térmico necesario para hacer posible la vida sino que interviene de forma decisiva en uno de los eslabones vitales, como son las plantas verdes, que emplean la clorofila para sintetizar el alimento que necesitan. En Brasil promueven el cultivo de determinadas plantas para luego por fermentación extraer el alcohol que puede utilizarse como combustible (aprovechamiento indirecto de la energía solar). Otro ejemplo es que la energía solar produce la evaporación del agua de mares y océanos, que luego condensa y cae sobre la superficie de la tierra en forma de lluvia, lo cual aumenta el nivel de embalses y se produce energía eléctrica en las Centrales Hidroeléctricas. Entonces, en el origen de la energía producida en una Central Hidroeléctrica está la solar (proceso de evaporación y condensación). Solo en dos energías de las utilizadas por el hombre no está presente la energía solar, directa o indirectamente: la geotérmica y la nuclear.

Energías renovables – no renovables.

En el amplio panorama de las energías utilizables hay dos características que tienen incidencia en su estudio y clasificación. El carácter renovable de la fuente energética y el uso directo o indirecto de la energía primaria por excelencia que es la solar.

El primer concepto (renovable) es comparable a un depósito que tiene una entrada, y una salida que es la extracción que el hombre hace. Si la entrada es muy pequeña el recurso energético se agotará y un día cesará la extracción (energía no renovable). Las energías no renovables son procedentes de combustibles fósiles: petróleo, carbón y gas natural, caería también en esta clasificación la nuclear procedente del uranio. Existen otras fuentes energéticas que periódicamente van renovándose, por ejemplo la hidroeléctrica, la energía extraída de las plantas, la energía eólica y otras. Estas energías se llaman renovables.

El segundo concepto hace referencia al uso directo o indirecto de la energía solar; ya que las fuentes energéticas que hemos comentado anteriormente representan una utilización indirecta de la misma. La energía solar utilizada directamente no es renovable en un sentido extremadamente estricto, ya que el sol va agotándose lentamente. Sin embargo, el período de utilización es tan dilatado que esta fuente energética se considera inagotable. Características de las fuentes de energía renovables:

Hidroeléctrica: utiliza la energía potencial gravitatoria del agua almacenada en los embalses para generar energía eléctrica mediante un grupo de turbinas-alternador.

Energía Eólica: utiliza la energía de movimiento (cinética) del viento para mover un aerogenerador que produce energía eléctrica directamente, o bien energía mecánica para elevar agua de un pozo u otras aplicaciones.

Energía Mareomotriz: utiliza las mareas, que con su energía cinética mueve turbinas. En Francia, existe alguna experiencia para energía eléctrica.

Energía Solar: uso directo – el aprovechamiento de energía solar en uso directo puede ser fototérmico, cuando se calienta un fluido, o cuando se concentran los rayos solares mediante espejos; o fotoeléctrico que es cuando se produce energía eléctrica por medio de cristales de silicio o germanio que son los componentes principales de la célula fotovoltaica.

33

Energía de la biomasa: consiste en descomponer por fermentación restos orgánicos de deshecho para producir gas metano que a su vez puede utilizarse como combustible.

Energía Geotérmica: si descendemos hacia el centro de la tierra la temperatura va aumentando paulatinamente. Este fenómeno se conoce con el nombre de gradiente geotérmico. La energía geotérmica aprovecha la diferencia de temperatura entre un punto de la superficie y un punto situado a cierta profundidad. Aunque estrictamente es no renovable, habitualmente se la considera entre las renovables. Radiación solar:

La radiación solar está constituida por ondas electromagnéticas, cuya velocidad de propagación es 300.000 km/seg. Una característica fundamental de las ondas electromagnéticas es la longitud de onda que se relaciona con la velocidad de propagación de la luz. La radiación solar no está formada por un solo tipo de onda, sino por un conjunto denominado espectro solar, que se divide en tres bandas o zonas llamadas banda infrarroja, banda visible y banda ultravioleta. La retina de nuestro ojo tiene la propiedad de ser sensible tan solo a la radiación solar visible, pero no a la infrarroja ni a la ultravioleta. La radiación transporta distinta cantidad de energía según sea su tipo y la ultravioleta es la que menos energía transporta. La energía expresada en w/m2 representa una energía incidente sobre una superficie horizontal de un metro cuadrado situada a nivel del suelo, en valor medio orientativo. Energía en watts sobre metros cuadrados: ultravioleta 95; visible 640; infrarrojo 618. Breve noción sobre la posición del sol.

Como ya sabemos la Tierra gira alrededor del Sol en un movimiento de traslación que tarda un año en completar, al mismo tiempo que gira sobre si misma en un movimiento de rotación de un día de duración. El Sol se mueve en un plano centrado en la Tierra que forma un ángulo de 23º 27’ con un plano del Ecuador. La línea recorrida por el Sol se llama eclíptica; tarda un año en completarla. Constante solar.

La energía que recibimos del Sol y que incide sobre una superficie puede expresarse en varias formas: la irradiación es la energía incidente sobre una superficie durante un cierto período de tiempo. Se expresa en Julios por metro cuadrado. La irradiancia es la energía incidente por unidad de tiempo (segundo) sobre una superficie, se expresa en watts por metro cuadrado. Generalmente estos valores se expresan como valor medio por un cierto período de tiempo.

La atmósfera terrestre atenúa y dispersa parte de la irradiación solar; si colocásemos una superficie de un metro cuadrado perpendicularmente a los rayos solares en el punto medio de la distancia Tierra Sol (fuera de la atmósfera) obtendríamos la llamada constante solar, cuyo valor medio es de 1.353 w/m2. Este valor es importante porque nos indica el máximo de energía solar que podríamos obtener; en la superficie terrestre siempre se obtiene un valor menor.

La energía solar tiene que atravesar la atmósfera terrestre y parte de ella es atraída por los elementos que la componen (ozono, oxigeno, hidrógeno, etc). Por otra parte habrá que distinguir entre un día claro y otro nublado. Si hay nubes, la energía solar que llega a la superficie terrestre no es directa sino difusa.

34

Las características de la radiación solar recibida a nivel de suelo son las siguientes: 1) Energía de baja intensidad con atmósfera limpia (menos de 1.000 kcal/h por metro cuadrado). En días nublados puede reducirse un 60% o más.

2) Energía no controlable o intermitente, día y noche.

3) Energía inagotable y limpia (no produce contaminación).

Una idea que tiene que quedar clara es que la cantidad de energía procedente del Sol que puede recibirse a nivel del suelo es menos de 1.000 kcal/h por metro cuadrado; decimos menos por el efecto de absorción y reflexión que hace la atmósfera terrestre. Aprovechamiento de la energía solar.

El aprovechamiento directo de la energía solar puede hacerse mediante dos procedimientos, tal como indicábamos anteriormente: captación fototérmica y captación fotovoltaica. En el primer procedimiento se trata de usar la energía solar en su vertiente calorífica, bien sea mediante concentradores solares o mediante captadores planos; con los primeros se concentran los rayos solares para conseguir una temperatura elevada en una zona determinada, con los segundos se calienta un fluido que podrá emplearse luego en un circuito de calefacción. En el segundo procedimiento se transforma la energía solar radiante en corriente eléctrica mediante unos aparatos transformadores llamados células fotovoltaicas, constituidas por silicio o germanio. Efecto invernadero

Imaginemos un recinto cerrado que recibe energía solar pero deja escapar tanta energía solar como recibe. En este caso el efecto conjunto sería nulo. Si al recinto lo cerramos en cristal (pensamos en un invernadero o en un solarium) la energía solar atraviesa casi íntegramente el vidrio y calienta los objetos del interior del recinto. En cambio la energía radiante emitida por los citados objetos, de gran longitud de onda no puede atravesar el vidrio para salir al exterior por lo tanto la temperatura del interior del recinto tenderá a aumentar.

Este es el efecto invernadero, y tiene tres grandes áreas de aplicación: 1) Invernaderos: en el cual la cubierta puede ser de plástico transparente o vidrio, se utilizan en agricultura para cultivar plantas fuera de temporada o en zonas cuyo clima no lo permitiría por ser demasiado frío. 2) Arquitectura solar pasiva: se trata de adosar una especie de invernadero o solarium a la fachada de una casa y se capta la energía solar que puede emplearse en formas diversas. 3) Captadores planos: constituye un recinto o caja de pequeño volumen que contiene unas tuberías por las que circula un fluido, la parte superior de la caja está cerrada por un cristal o cubierta transparente y el fondo inferior y los tubos pintados con un color oscuro para favorecer la absorción de calor. El efecto invernadero propicia el calentamiento del fluido que circula por los tubos.

Fluido calor portante: se denomina así al fluido que circula por el interior de los tubos y que se desea calentar. Generalmente se usa agua a la que se le agregan algunos aditivos especiales, como un anticongelante en invierno y antioxidante a efectos del cuidado de la instalación.

El captador solar recibe energía procedente del sol directamente, pero también reflejada antes por las nubes, las hojas de los árboles, etc., pierde energía hacia el medio exterior por conducción y convección, y el agua que circula por los tubos la extrae y finalmente se almacena en la masa inerte del captador.

35

Orientación e inclinación del captador.

La orientación se puede determinar con una brújula o bien con la sombra proyectada por una varilla vertical en el mediodía solar. La inclinación ha de ser de tantos grados como indica la latitud del lugar, en caso de instalar varios es fundamental que un captador no haga sombra sobre otro ya que impediría la llegada de energía solar directa. Clases de instalaciones:

Existe básicamente cinco sistemas: abierto con circulación natural; abierto con circulación forzada; cerrado con circulación natural con intercambiador de calor dentro del acumulador; cerrado con circulación forzada con intercambiador de calor dentro del acumulador; y por último, cerrado con circulación forzada con intercambiador de calor separado del depósito. Describiremos brevemente la captación de energía solar mediante paneles solares planos basándonos en el sistema fototérmico, es decir el calentamiento de un fluido que puede utilizarse directamente o bien como fluido térmico. Es el tipo de instalación más frecuente en viviendas y en establecimientos públicos y privados, sobretodo en instalaciones deportivas cuando se precisa una gran cantidad de agua caliente con diversos fines pero haciendo especial hincapié en el acondicionamiento térmico. El elemento captor es el panel solar cuyo principio de calentamiento consiste en calentar un líquido –generalmente agua o una mezcla de agua con anticongelante- en un panel solar y acumularlo en un depósito de almacenaje para tener una cierta cantidad de agua caliente.

Es un sistema muy apropiado de calefacción por agua caliente ya que las temperaturas que se alcanzan coinciden con la de utilización práctica; aunque debido al salto térmico requerido en oportunidades y según sea la radiación solar puede ser necesario utilizar conjuntamente con el sistema solar uno convencional, bien sea éste de apoyo o bien sea el solar de apoyo. No debe obviarse la posibilidad de que durante algunos días del período invernal no pueda usarse la instalación solar debido al mal tiempo y a la falta de insolación. Generalmente, se hace necesario contar con un sistema de apoyo pudiendo ser éste de gas o eléctrico según sea evaluado y acorde a las posibilidades. Cuando la instalación solar es de apoyo el sistema convencional será una instalación de agua caliente para calefacción mediante caldera de gas, carbón o leña. Clasificación de las instalaciones:

1) Sistema abierto con circulación natural. Se llama también de termosifón, el agua circula desde el captador (el agua va desde el lugar de mayor temperatura al de menor). Para evitar la inversión del flujo por la noche, el depósito debe estar algo por encima del captador. El agua circula a sistema abierto, es decir que el mismo fluido que pasa por el captador llegará hasta el foco de uso; lo que implica que no tiene que haber riesgo de heladas. Es un sistema simple, tiene inconvenientes como ser formación de depósitos y efecto corrosivo del agua, difícil funcionamiento ante heladas y de difícil regulación. Para viviendas unifamiliares es bastante aconsejable.

2) Sistema abierto con circulación forzada. En este sistema se trata de mejorar el modo de funcionamiento anterior introduciendo una bomba que hacer circular el agua de forma forzada, lo cual permite regular mejor la instalación. Igual que los sistemas abiertos tiene el inconveniente de ataques por corrosión y de mal funcionamiento ante heladas.

36

3) Sistema cerrado con circulación natural, con intercambiador de calor dentro del acumulador. Se adopta este sistema para evitar el inconveniente de los sistemas abiertos. Está constituido por dos circuitos independientes, el primario contiene el líquido que circula por el captador, liquido éste que podrá llevar todas la precauciones necesarias, como antioxidante, anticongelante, etc.

El otro circuito secundario es el de consumo. El intercambio de calor entre uno y otro se realiza con un intercambiador (generalmente basta un serpentín) situado en el interior del depósito acumulador. En el circuito primario la circulación es natural con las ventajas e inconvenientes que representa. Por ejemplo, una ventaja es que el sistema de circulación natural es independiente de cualquier instalación de bombeo eléctrico.

4) Sistema cerrado con circulación forzada, con intercambiador dentro del acumulador. La diferencia fundamental con el sistema anterior es que se fuerza la circulación de agua por el circuito primario con una bomba de circulación que generalmente tiene asistencia eléctrica. Este sistema tiene ventajas garantizadas de funcionamiento y es de recomendación técnica muy común. Se utiliza a su vez un sensor de temperatura (termostato) que hace de test cuando la diferencia de temperaturas entre el intercambiador y el captador es del entorno de los 4ºC; dicha condición da ignición a la bomba para la recirculación del fuido.

Se podría decir que la energía solar es de naturaleza errática, en el sentido de que podemos encontrar varios días seguidos en que no exista radiación solar suficiente. Por lo general en climas fríos y de poca insolación es preferible utilizar la energía solar como sistema de apoyo, y en climas de mayor insolación puede invertirse los términos. Este sistema es apropiado en consumos intermedios de agua para calefacción (entre 300 a 1.000 litros por día)

5) Sistema cerrado con circulación forzada con intercambiador separado del depósito. Es el sistema más completo técnicamente y el más adecuado para el suministro de entre 1.500 y 2.000 litros día o más; que es el caso de algunos establecimientos deportivos o públicos de gran afluencia de personas. El circuito primario en este caso se regula mediante un termostato que accionará la bomba de circulación como en el anterior (diferencia aprox. de 4ºC). Existe un segundo termostato que se utiliza para calentar el depósito acumulador, el cual también acciona la bomba cuando la diferencia de temperatura captada entre el inicio y el final del serpentín (entrada y salida) es de 4ºC.

Sistemas pasivos.

Es un sistema de diseño arquitectónico que pretende un aporte solar máximo en invierno y mínimo en verano sin la utilización de medios mecánicos de impulsión. Los elementos básicos son una superficie vidriada con cierta orientación, para la captación de la energía solar y una masa térmica para la absorción y distribución del calor. El vehículo transportador de calor es el aire, que se distribuye por las habitaciones mediante las corrientes convectivas. Muro Trombé:

Es un muro de acumulación térmica, es decir, se utiliza una pared de la casa para acumular energía solar. Lleva el nombre del investigador francés que lo inventó. Consiste en un muro de cemento y ladrillo protegido del exterior por un vidrio, en la parte superior e inferior del vidrio se practican unas aberturas que permiten la circulación natural del aire sobre la superficie exterior del muro, que se pinta de negro para facilitar la absorción de la energía solar.

37

El vidrio se sitúa a una distancia aproximada a los diez centímetros, el espesor del muro depende de la situación climática de la zona para evitar el flujo inverso que enfriaría el aire caliente interior por la noche; se colocan protecciones que cierran las aberturas del muro. Durante el verano el aire sale del muro por la parte inferior y se va por la superior del vidrio (efecto chimenea). En invierno, el aire circula intercambiando temperatura desde la parte inferior a la superior del muro. ENERGIA GAS

INTRODUCCION Y GENERALIDADES.

En la vivienda los aparatos típicos consumidores de gas son las cocinas y los calentadores. Los aparatos de calefacción a gas específicamente son los que producen calor por convección que se disipa al ambiente. Al respecto de estas instalaciones hay normativas.

Entrada de aire de combustión: El destino de los aparatos consumidores es quemar el gas para producir calor que luego se empleará de diversas formas como lo es una estufa o una caldera. Para instalar un aparato de gas debe disponerse de una entrada de aire suficiente para la alimentación de dicho aparato. Tener un volumen bruto de 8 metros cúbicos como mínimo. Entrada de aire directa: la entrada directa de aire a los locales que contengan aparatos consumidores de gas es aconsejable y obligatoria, siempre que el gas empleado sea más denso que el aire.

Entrada indirecta de aire: se llama entrada indirecta de aire cuando se hace a través de un local contiguo y no del exterior directamente; y este local contiguo sí tiene que estar en contacto con el exterior. Instalaciones de gas en los edificios:

Instalaciones de gas manufacturado, natural o GLP (gases licuados petróleo). Estos gases tienen propiedades muy diferentes en cuanto a densidad, composición, poder calorífico, etc. Sin embargo, no hay mucha diferencia en las instalaciones de gas natural, manufacturado o GLP (propano o butano). Las tuberías por la cual ha de ser conducido el gas han de ser de cobre o de acero; no pueden emplearse tubos de plástico. Los tubos flexibles o elastómeros solo se utilizarán para aparatos móviles o desplazables o para unir una garrafa de GLP a la instalación fija. Instalaciones interiores de GLP:

La instalación de ese tipo de gas presenta ciertas peculiaridades y características, derivada de una parte, de las propiedades de estos gases, y de otra de la forma de suministro. Forma de suministro de los GLP: Como su nombre lo indica estos gases se obtienen por destilación del petróleo y están constituidos casi en su totalidad por propano y butano. Se conservan, almacenan y transportan en forma líquida debido a lo cual le deben el nombre genérico de Gases Licuados de Petróleo. El recipiente que los contiene en estado líquido también lleva una bolsa o cámara en estado gaseoso. Este hecho tiene importancia de cara al fenómeno de la evaporación, porque la utilización de estos gases es en estado gaseoso como si se tratase de gas natural o gas ciudad. Al uso doméstico se destinan el butano comercial y el propano comercial.

38

El suministro puede hacerse mediante depósitos móviles o portátiles (garrafas), varía algo el peso según sea butano o propano; ronda los 13 kilos. Los recipientes que contienen GLP se llenan hasta el 85% con volumen de fase líquida, por ejemplo a presión atmosférica y temperatura ambiente el butano comercial estaría en fase gaseosa. Autonomía de consumo:

Se refiere a la autonomía que proporciona la cantidad de gas almacenado en una o varias garrafas, distinguiremos de este modo el concepto de autonomía mínima que es el número mínimo de días que se desea tener garantizado el suministro de gas. La autonomía es igual a= C/m, donde a es la autonomía, C la capacidad de almacenamiento en kilogramos y m el caudal de consumo en kilogramos por día. Ejemplo: supongamos que deseamos una autonomía de 15 días y que el consumo diario es de 12 kg por día, la carga será C = a x m = 15 x 12 = 180 kg. Si empleamos garrafas de 13 kg el número de garrafas será 180/13= 14 garrafas aproximadamente. Principios de la vaporización natural.

Se extrae el gas realmente de la bolsa gaseosa que contiene la garrafa; la otra parte contiene la fase líquida, al sacar gas parte del líquido se vaporiza y para ello necesita calor del exterior y este es el fenómeno de la vaporización natural. Si se extrae gas continuamente no se la favorece. Las estufas móviles con garrafa incorporada poseen un panel radiante que se calientan hasta unos 400 ºC e irradia la zona. Lo más populares son los paneles luminosos que emiten radiaciones de menor longitud de onda y calientan a 800-900 ºC; son de más largo alcance y más intensas. La característica es que no calienta el aire sino directamente los cuerpos opacos con los que se encuentra. Están constituidos por baldosas refractarias cruzadas por finos canales por los que circula la mezcla aire gas; pueden usarse agrupados para conformar un conjunto de gran potencia. Instalaciones colectivas de GLP

Características del propano: es muy utilizado en instalaciones colectivas. No tiene una composición física determinada – ver Anexo I. Es un gas más pesado que el aire, por lo cual en un caso de fuga o escape tenderá a derramarse por el suelo. El poder calorífico inferior es de 23.161 kcal /Nm3 y el superior es de 25.189 kcal /Nm3. La inflamabilidad del gas depende que el aire contenga el oxigeno necesario para la combustión. En el caso del propano los límites de la inflamabilidad se establecen entre 2.37% como límite inferior y 9,50% como límite superior. En cuanto a la toxicidad diremos que los GLP en sí no son tóxicos; excepto si están presentes en el aire en gran concentración ocupando un volumen importante en detrimento del oxigeno. La toxicidad proviene de respirar monóxido de carbono que puede producirse por una mala combustión y es muy tóxico, aun en poca proporción, un 0,1% dificulta seriamente la respiración. Si el contenido es de 0,5% la muerte puede llegar en 5 o 6 minutos. En el caso del propano, 1 metro cúbico del mismo reacciona con 5 de oxigeno, dando 3 metros cúbicos de anhídrido carbónico y 5 metros cúbicos de agua. Consumo anual promedio: El consumo es difícil de establecer porque depende de muchos factores. A título orientativo pueden utilizarse los datos que se dan en el Anexo II, pero hay que entender que en la práctica hay muchas fluctuaciones debidas al nivel social, localidad y hasta

39

condiciones climáticas. Desde noviembre a marzo tendremos en general entre el 30 – 40 % del total anual, y desde abril a octubre 70 – 60% restante. Características y comportamiento de los gases combustibles.

Es evidente la importancia que van adquiriendo los gases combustibles en el terreno doméstico y en el industrial. La calefacción a gas, por ejemplo, va avanzando frente a las que se utilizaban a carbón y full oil. Se suman a ello otros aspectos técnicos como lo es su potencia calorífica y que el gas produce una combustión bastante completa, no contaminante excepto la emisión de anhídrido carbónico que es inevitable (subproductos de la combustión CO2 y H2O) Gas combustible – Definición y propiedades sobresalientes.

Un gas de este tipo tiene la propiedad de arder, es decir reaccionar con el oxigeno del aire en una rápida combustión cediendo calor al medio que rodea la misma. Un problema que presentan los gases combustibles en general es que ha de ser medido según el volumen que ocupa en determinadas condiciones de presión y temperatura, y para ello se ha establecido que este gas se encuentra en condiciones normales cuando está a una presión de 1.033 kp/cm2 (kilopondio por centímetros cuadrados) y a una temperatura de 0º C. Otra propiedad también manejada es la densidad de un gas; si nos dicen que la densidad de un gas es 0,75 kg/N por metro cúbico quiere indicar que en condiciones normales un metro cúbico sometido a presión de 1 atmósfera y a 0º C pesa 0,75 kg. Asimismo es importante el poder calorífico, que se define como la cantidad de calor desprendido en la combustión referido a la unidad de masa si se trata de un combustible sólido, o a la unidad de volumen si se trata de un gas. Cuando un gas entra en combustión se desprenden gases distintos del gas combustible llamados humos, que están constituidos principalmente por anhídrido carbónico, vapor de agua y nitrógeno. Cuando el agua de los humos está en estado de vapor el poder calorífico se llama Inferior. Si le sumamos el calor latente de condensación de este vapor de agua al poder calorífico Inferior obtenemos el poder calorífico Superior. El calor latente es el calor que se necesita para cambiar de estado una sustancia sin variación de temperatura. En general, cuando se quema un gas el calor producido pasa a los humos y éstos calientan al sistema que debe ser calentado, pudiendo ser agua, aceite u otro producto. Clasificación de los gases combustibles.

Se ha generalizado el criterio de clasificar los gases combustibles habituales en tres grupos, que se denominan familias de gases. La inclusión en una u otra depende de que tengan ciertas propiedades comunes.

Primer Familia: Gases llamados Manufacturados o a veces también Gas Ciudad. Dicho gas se produce en fábrica y se obtienen del carbón o derivados del petróleo. Se distribuyen a través de canalizaciones mezclado con aire para lograr propiedades de conducción.

Segunda Familia: Son los Gases llamados Naturales; se llaman así porque se obtiene directamente de la Tierra, de donde se extraen en forma similar al petróleo, y proceden de la acumulación y descomposición de restos orgánicos en épocas pretéritas.

Tercer Familia: Fundamentalmente constituida por el propano y el butano, que se obtienen de la destilación del petróleo y su característica es que se almacenan en estado líquido (a alta presión). De ahí su actual denominación GLP (gases licuados de petróleo).

40

Características más importantes de los diferentes gases:

La combustión de un gas depende específicamente de su proporción de mezcla con el aire (el quemador difiere para cada tipo de gas)

Gas Manufacturado: poder calorífico 4.200 a 4.250 kcal/N por metro cúbico. Presiones de utilización de 70 a 120 mm de columna de agua Composición típica de un gas manufacturado: monóxido de carbono 3%; hidrógeno 53%; metano (ch4) 23%; dióxido de carbono 21%.

Gas Natural: Su poder calorífico 4.500 kcal/N por metro cúbico. Composición típica del gas natural argelino: metano 82,1%; etano 12,4%; propano 3,7%; butano 1,4%; otros hidrocarburos 0,2%; nitrógeno 0,2%; anhídrido carbónico 0,2%. Las propiedades son derivadas de las de cada componente. Impera el poder calorífico del metano 9.530 kcal/N por metro cúbico.

GLP: Constituidos principalmente por hidrocarburos de 3 y 4 átomos de carbono, es decir propano y butano. Según sea el gas predominante, el gas se denomina propano comercial o butano comercial. El butano comercial compuesto por butano, propano y etano tiene un poder calorífico de 31.138 kcal/N por metro cúbico.

Por otra parte, el propano comercial tiene un poder calórico de 25.189 kcal/N por metro cúbico. Tanto el butano como el propano comercial están constituidos por propano, butano y etano; y el que se encuentra en menor porcentaje no llega al valor de 1% es el etano. Se destaca que estos valores pueden tener leves modificaciones que surgen en base a los distintos procesos de obtención.

Es importante para la combustión el punto de rocío de un gas, que es la temperatura a la cual condensa. Poder calorífico inferior de algunos combustibles: MADERA 2.700 Kcal. por kilogramo BUTANO 11.860 Kcal por kilogramo PROPANO 12.000 Kcal. por kilogramo GAS CIUDAD 4.200 kcal por kilogramo Rendimiento de algunas instalaciones en porcentaje según el tipo de energía o combustible: CON USO DE CALDERA que puede ser central o individual CARBON 55% GAS 67,5% ELECTRICA 80% Instalaciones de Calefacción:

Entre los distintos métodos de calefacción quizás el más común es el que emplea agua caliente como elemento calefactor, la cual se obtiene en una caldera o calentador y se distribuye a las diferentes habitaciones de la vivienda mediante una red de tuberías, y la disipación de este calor se efectúa a través de unos aparatos denominados convectores o radiadores.

Otro sistema consiste simplemente en colocar elementos calefactores individuales y autónomos y se clasifican según el tipo de energía que consumen: estufa eléctrica, de gas, de leña, etc. Lo precedente es con el fin de lograr confort de modo de contrarrestar ambientes climáticos hostiles que se pueden producir durante invierno y verano. Esta noción de confort es subjetiva y depende de

41

múltiples factores como ser el tipo racial, el sexo, y la cultura imperante. Sin embargo, los factores más importantes son la humedad y la temperatura.

La temperatura del cuerpo humano se mantiene vía controles del tipo biológico, aproximadamente constante en 37 grados ºC. Cuando la temperatura ambiental es menor el cuerpo cede calor al ambiente por convección y radiación; y si la temperatura exterior es superior el cuerpo humano recibe calor por convección y radiación. La transpiración regula la temperatura del cuerpo.

¿Cuál sería, tomando éstas situaciones de interacción, la situación más idónea?; una temperatura en verano situada alrededor de los 24 ºC; un poco menor en invierno 21 ºC, y una humedad relativa del orden del 50%. A nivel de la climatización en general, o sea, en invierno tratar de mantener ambientes más calientes que en el exterior, implica manejar el aire seco más el vapor de agua, con el fin de lograr un aire húmedo con propiedades adecuadas a nuestro requerimiento interior. Se supone el aire seco constituido únicamente por nitrógeno en un 79% y oxigeno 21%. La capacidad del aire para disolver vapor de agua es muy limitada y a determinada temperatura solo puede disolver cierta cantidad por encima de la cual el vapor se condensaría. Si este aire húmedo tiene disuelto una cantidad máxima de vapor de agua se llama aire saturado, si tiene menos, no saturado. La presión atmosférica suele medirse en milibares y la media es de 1.013 mb. Son varios los parámetros que influyen en las condiciones de bienestar, como la temperatura, la humedad relativa, la ventilación o renovación del aire, y la velocidad del mismo. Cálculo de la carga térmica de locales y viviendas:

Para calcular una instalación de calefacción al respecto de todos los elementos componentes es necesario proceder primeramente a la carga térmica de todos los locales o habitaciones que deben ser calefaccionados y se definen como las pérdidas de calor que se producen cuando en el exterior del mismo hay una temperatura mas baja que en el interior. Estas pérdidas de calor se producen a través de las paredes que cierran el recinto y de las posibles entradas de aire frío del exterior. (Si entra frío equivale a que salga calor).

El cálculo de la pérdida de calor debe hacerse pared por pared incluidos techo y suelo, ventanas y puertas. Únicamente en el caso de que una pared sea medianera con un local que está a la misma temperatura que el nuestro deja de calcularse por no existir transmisión de calor y la fórmula que se aplica para calcular la transmisión de calor es la siguiente: q= K S (Tin – Tex); donde q es igual al calor que se trasmite a través del cerramiento en kcal/hora; K es igual al coeficiente global en transmisión de calor del cerramiento en kcal/hora por metro cuadrado (ºC); S es igual a la superficie del cerramiento en metros cuadrados, Tin es igual a la temperatura interior de la habitación y Tex es la temperatura exterior, ambas en ºC.

Los valores de K son distintos para cada superficie de separación y dependen de las propiedades termofísicas de los materiales con que está constituida la pared o cerramiento. Para calcular la carga de calefacción tenemos dos métodos. El primero es más preciso y laborioso y consiste en calcular una por una todas las pérdidas de calor que se producen en la habitación, sumarlas y aplicar unos coeficientes que dan suplementos debido a la orientación, a la intermitencia y al número de paredes del recinto. El segundo método es más rápido pero menos preciso, y se utiliza una tabla en la que los recintos están divididos en función de la localización geográfica, del número de paredes exteriores y del aislante. Generalmente se utiliza el segundo.

42

Cálculo aproximado de la carga térmica de un recinto:

El método consiste en clasificar el recinto en base a los siguientes criterios: 1) que se trate de una habitación con una o dos paredes exteriores, en situación intermedia en un edificio o bien que sea una vivienda unifamiliar con una o dos plantas; 2) que la vivienda esté bien aislada térmicamente o no, debe interpretarse esto en el sentido de que las ventanas tengan doble vidrio, que haya capa de aislantes de las paredes y techo, y otras medidas similares; 3) que el habitáculo pertenezca a un área climática de modo específico; 4) se clasifica el habitáculo en función de su utilidad dentro de la vivienda según sea. Ejemplo: Si tenemos un comedor de 20 metros cuadrados que requiere 80 kcal/hora por metro cuadrado, tenemos que la carga térmica es el producto de 20 x 80= 1.600 kcal/hora. Ver tabla de Anexo III. Para convertir kcal/hora en watts basta multiplicar por 1,16. Instalaciones de calefacción:

Entre los distintos métodos de calefacción quizás el mas común es el que emplea agua caliente como elemento calefactor. El agua caliente se obtiene en una caldera o calentador y se distribuye a las diferentes habitaciones de la casa mediante una red de tuberías; la disipación del calor se produce a través de unos aparatos denominados convectores o radiadores. Otro sistema también difundido consiste simplemente, en colocar elementos calefactores individuales y autónomos en cada habitación. En este caso se clasifican en función del tipo de energía que consume: estufa eléctrica, de gas, de carbón, etc. Noción de confort: Los sistemas de calefacción y aire acondicionado se emplean para contrarrestar los ambientes climáticos hostiles que se producen durante el invierno y verano. Como ya se ha mencionado, la noción de confort es subjetiva y depende de múltiples factores como el tipo racial, el sexo, la cultura y otros; sin embargo los más importantes son la temperatura y la humedad relativa ya que ambos tienen que ver con el metabolismo humano.

Una de las funciones primordiales del cuerpo humano es la de transformar los alimentos que ingiere en sustancias útiles al organismo; durante este proceso de transformación se produce calor que debe ser eliminado al exterior. Por otra parte la temperatura del cuerpo humano se mantiene en el entorno de los 37ºC y existen mecanismos de control fisiológico para ellos. Si no se eliminase el calor metabólico no podría mantenerse la temperatura constante. Por otra parte, la transferencia de calor depende principalmente de la diferencia de temperatura del medio exterior y del cuerpo humano. Si la temperatura exterior es menor a 37ºC el cuerpo humano cede calor metabólico por convección y radiación; si la temperatura exterior es superior a 37ºC, entonces, es el cuerpo humano el que recibe calor por convección y radiación. En este caso se transpira y las células superficiales eliminan agua que se evapora y para evaporarse necesita calor; todo esto es para evitar la acumulación de energía. La facilidad de que se produzca la transpiración depende de la humedad relativa del aire circundante. Si la humedad es alta, disminuye la evaporación, no la transpiración, con lo cual no puede eliminarse el calor metabólico de ninguna forma. Como se dijo, lo más adecuado en términos generales es una temperatura situada alrededor de los 24ºC en verano y un poco menos en invierno (en el entorno de los 21ºC).

43

En invierno los métodos de calefacción que permiten controlar la temperatura y la humedad relativa forman parte del acondicionamiento de aire. Los métodos propiamente de calefacción, no controlan la humedad relativa, sino solamente la temperatura y el motivo no es otro que lo debido a la economía y simplicidad de instalación. Métodos de calefacción:

Sistema centralizado de agua caliente mediante radiadores o convectores, puede aplicarse tanto a viviendas unifamiliares como a edificios enteros; incluso el método de producción de agua caliente a circular, puede incluir también la de agua sanitaria, o ser independiente. Es el método más corriente de los centralizados. El agua caliente se produce en una caldera que puede utilizar como combustible gas oil, gas, leña, carbón o simplemente electricidad.

Sistema centralizado de agua caliente mediante tubos enterrados en el suelo: Es un método que se ha difundido en los últimos años y solo puede aplicarse a viviendas de nueva ejecución y consiste en producir agua caliente en una caldera y distribuirla mediante tubos especiales de plástico que recorren el suelo de la vivienda debajo de la capa de baldosas o parquet. Es un método interesante y tiene la ventaja estética de que n no se ve; tiene la desventaja de tener el general una gran inercia, es decir, que desde que se conecta la caldera hasta que se consigue tener la casa en condiciones de confort pasa bastante tiempo.

Sistema centralizado de aire caliente: El elemento calefactor que se emplea es un generador de aire caliente que puede impulsarse directamente al local o bien ser distribuido a diferentes ambientes. El generador usualmente está provisto de un ventilador centrífugo que está conectado a una red de conductos que comunican con difusores situados en las habitaciones que se desean calefaccionar. Puede contemplarse la posibilidad de alimentar el generador con aire fresco del exterior, con una mezcla del aire del exterior y del local o bien solo con aire del local. El sistema que utiliza aire exclusivamente del exterior es el más higiénico pues asegura la renovación continua del aire, como contraposición se gasta mucha energía para calentar continuamente el aire del exterior y enviar aire del interior hacia fuera ya caldeado. Quizás lo más equilibrado es que el aire exterior sea el mínimo indispensable para proveer ventilación al local y que casi todo el aire que entra al generador provenga del interior y de esta forma no se dilapida la energía térmica del aire ya calentado a la temperatura de confort.

Los métodos no centralizados utilizan aparatos individuales que emplean diversos métodos de producción. Los radiadores a gas o eléctricos son aparatos de calefacción que transforman la energía calorífica del gas o electricidad en energía radiante principalmente del tipo de radiación visible o radiadores infrarrojos. El calor radiado se percibe inmediatamente en toda la zona barrida por el reflector. Los convectores, calientan el aire del recinto por convección, es decir, el aire que está en contacto con el elemento calefactor, se calienta, su densidad disminuye y asciende ocupando su lugar el aire frío que viene detrás. Estas corrientes de aire se llaman convectivas y son las responsables de establecer una temperatura homogénea en el local al cabo de un cierto tiempo.

44

ENERGIA ELECTRICA.

INTRODUCCION Y GENERALIDADES.

A efectos de una idea somera de la incidencia que puede llegar a tener la instalación de un sistema integral de calefacción de una vivienda, tal cual lo es una losa radiante; es dable mencionar que según la norma de instalación de UTE para el cálculo de carga en servicios unitarios domiciliarios en baja tensión hay un criterio preliminar de estimación de cargas, en el cual se toma como base para un anteproyecto de arquitectura el producto de la superficie a calefaccionar por un coeficiente preestablecido, dicho coeficiente en el caso de residencias habitacionales es de 0.06 kw/m2, si la edificación va a constar además con una losa radiante eléctrica el factor ha de ser 0.16 kw/m2.

De lo anterior se desprende que la ecuación utilizada – P (potencia) = S x coeficiente respectivo; en la cual la S significa la superficie a calefaccionar y P la potencia resultante, es claramente demostrativa del incremento en el requerimiento de potencia según se opte o no por calefacción eléctrica. A modo de ejemplo, una vivienda de 70 m2 de construcción requeriría en el caso de no constar de losa radiante del producto de 70 m2 x 0.06 kw/ m2 = 4,2 kw de potencia a contratar para el servicio; si en la misma vivienda se pretende poner losa radiante sería 70 m2 x 0.16 kw/ m2 = 11,2 kw.

De lo anterior se desprende que la opción de calefaccionar con energía eléctrica obliga a un consumo excesivo de antemano y prácticamente del punto de vista potencial triplica el requerimiento. La precitada norma de instalaciones indica a su vez la carga o potencia a contratar según el uso de la energía en cuestión que vaya a ser afectado por diversos electrodomésticos.

De un estudio más profundo de la temática surge clara la potencia que ha de suministrarse a la vez a los diversos tomas o toma-corriente según vaya a ser utilizado y a excepción del calefón o microondas la mayoría de los electrodomésticos no llegan a los 0,3 kw/hora de requerimiento. Todo esto es demostrativo que los 7 kw/hora necesitados en caso de una losa radiante pueden llegar -y de hecho hacen mayoritariamente inaccesible- la opción a gran parte de la población ya que el costo del kw/hora más IVA haría subir de modo excesivo la erogación por concepto de consumo eléctrico en los hogares. Aplicando cuentas elementales puede concluirse que el funcionamiento de la mencionada opción durante la época de bajas temperaturas promedialmente 6 horas diarias ascendería a un costo según la siguiente ecuación ($3,856 x 7 kw x 6 hs) = $161,952 más el 22% de dicho importe correspondiente al IVA, que asciende a $ 35,629; o sea que el total a pagar por el usuario en dicha prestación sería de $ 197,581 diarios, solamente por concepto de calefacción; lo que arroja un promedio mensual de $ 5.927,44 que deberían adicionarse al consumo normal por los otros conceptos de uso del hogar. Se destaca que por encima de 8,8 kw como potencia a solicitar ya existen requerimientos diferenciales, ya que existen niveles mínimos 3,3 kw; medio 6,6 kw; y elevado 8,8 kw de electrificación. La electricidad a su vez nos permite optar por otros mecanismos calefaccionantes como pueden ser un acondicionador de aire, un calefactor de aceite, de cuarzo; sus consumos son de 2,5 kw/hora, promedio de 6 horas consumo mensual 450 kw; 1,6 kw/hora, promedio de 6 horas consumo mensual 288 kw; y 1,4 kw/hora, promedio de 6 horas consumo mensual 252 kw respectivamente.

Si se compara el consumo mensual de cualquiera de los sistemas mencionados anteriormente es fácil concluir que son los que producen mayor incidencia económica en la facturación de cualquier servicio. Obsérvese que por la prestación de iluminación básica para una vivienda que conste de siete picos de luz de foco o de aparatos fluorescentes de 40 watts hora de consumo, usados 6 horas por día, el consumo mensual asciende a 50,4 kw.

45

Por otra parte, dos electrodomésticos de uso muy difundidos como lo son la heladera y el televisor ascienden mensualmente a (0,25 kw + 0,20 kw) 6 hs x 30 días = 81 kw.

De lo precedentemente expuesto, puede concluirse que para el consumo de electricidad mensual en lo que atiene a iluminación y electrodomésticos básicos sería suficiente la suma de 131,4 kw mensuales; lo cual promedialmente es duplicado por el consumo potencial en caso de usarse acondicionamiento térmico con calefactor a aceite o cuarzo. Y más que triplicado si se usa un acondicionador de aire.

En la presente exposición no se hace análisis profundo al respecto de la poca radiación calórica generada por los calefactores mencionados, a su vez los acondicionadores de aire relacionan su eficacia según la cantidad de metro cúbico de aire pasible de acondicionar. Breve nociones de electricidad y magnetismo.

¿Qué es la electricidad?

Normalmente, a pesar de la difusión del uso de este tipo de energía el usuario final tiene el desconocimiento de la temática. Los primeros atisbos de su conocimiento asoman ya en la antigua Grecia, cuando se comprobó que, al frotar determinadas sustancias se producían en ellas características de atracción que antes no poseían. Es el experimento que se puede hacer simplemente, por ejemplo frotando un bolígrafo con un paño y acercándole luego pedacitos de papel los atrae hacia sí, lo cual es característico de cuerpos electrizados.

No todos los materiales pueden adquirir tal propiedad o en igual medida; generalmente se atraen materiales distintos y se repelen materiales iguales o parecidos. La experiencia ha demostrado la existencia de dos clases distintas de electricidad, a una se la llama positiva y a la otra negativa, así es que al frotar con un paño una barra de un determinado material una partícula llamada electrón abandona en algunos casos la barra por acción del frotamiento y pasa al paño y otras veces por la misma acción abandona el paño y pasa a la barra. Por fenómenos como éste se afirma que a pesar de no verse los electrones sí se notan sus efectos, la electricidad.

De lo anteriormente expuesto se puede deducir que en cualquier material hay electricidad.

Normalmente se puede obtener electricidad por frotamiento, por presión, por reacciones químicas, por magnetismo, por acción de la luz o del calor. El frotamiento es por energía mecánica, un acumulador (batería) es por energía química, un motor eléctrico es por energía magnética. La producción de energía eléctrica por presión es el llamado efecto piezo-electrico y surge al someter un cristal de cuarzo a una presión, en la superficie aparecen cargas eléctricas. Este efecto es reversible. La generación de electricidad por acción de la luz se basa en la propiedad de algunas sustancias de crear carga eléctrica en sus caras cuando sobre ellas incide la luz. Es fotoelectricidad. Se produce en pequeñas superficies llamadas fotocélulas. El mencionado proceso se da por ejemplo en el selenio ya que es un material fotosensible y se provoca en éste desprendimiento de electrones de las últimas capas. Una fotocélula típica tendría en su primer capa expuesta a la luz un material translucido (oro o platino) cubriendo al selenio dispuesto éste a su vez sobre una capa de hierro que sería la receptora de los electrones que se desprenden del selenio por acción de la incidencia de la luz en la capa de oro o platino. ¿Qué es el magnetismo?

Los cuerpos que poseen propiedades magnéticas permanentes se llaman imanes y se pueden clasificar en naturales y artificiales. Los artificiales son los que se usan en la práctica y pueden ser

46

temporales o permanentes según que sus efectos desaparezcan o permanezcan en el tiempo. Si se acercan dos imanes se podrá apreciar que existen puntos que a su vez al acercárseles limaduras de hierro, éstas se concentran más en ellos; se les conoce con el nombre de polos magnéticos y se les determina con una indicación gráfica según se orienten en el campo terrestre; así el que señala hacia el Norte recibe el nombre de polo Norte del imán, y el que señala al Sur, polo sur del imán. Si se aproximan dos imanes se observará que, según sean los polos que se acerquen será necesaria una fuerza o no hará falta el menor esfuerzo para aproximarlos. Polos iguales se repelen y distintos se atraen. El campo magnético de un imán es el espacio en el que se manifiestan sus acciones magnéticas sobre otros cuerpos. Efecto Joule. Implica básicamente el roce de los electrones con los átomos, pues bien; el roce de la corriente eléctrica con los átomos produce un calentamiento del material por el cual circula y por ello todos los materiales conductores al ser recorridos por una corriente eléctrica se calientan y aumentan su temperatura. De esto surge que cuanto mayor sea la corriente mayor serán los roces y mayor será el calor producido, si a ello se suma que el material sea muy resistivo habrá más roces y aumentará el calor desprendido. Lo precedente es de modo somero lo que explica el Efecto Joule. En todas las aplicaciones eléctricas aparece este efecto calorífico, perjudicial en algunas ocasiones piénsese, en efecto, en motores, transformadores y máquinas eléctricas; ya que el calor producido aumenta el riesgo de fallo. Por otra parte hay aplicaciones donde se aprovecha ese calor desprendido como lo es en estufas y calentadores. Por todo lo precedentemente expuesto, y tomando como precepto que la utilización de energía eléctrica para diversos usos en nuestro país es muy difundida, y con el conocimiento de que la generación de la misma es fundamentalmente por la fuerza del agua (hidroelectricidad) no ha de restársele la importancia que tiene del punto de vista ecológico ya que en su modo de producción en principio no es fácil hacer objeciones, si en cambio ha de disponerse de sistemas de respaldo como ha ocurrido ante crisis energéticas, en las cuales ha debido de generarse energía con base en combustible fósil ya que los generadores son impulsados por motores a combustión interna. ENERGIA BIOMASA (LEÑA).

INTRODUCCION Y GENERALIDADES.

Por razones económicas y culturales, la mayor parte de las familias rurales continúan dependiendo de la leña y otros biocombustibles para la cocción de alimentos y calefacción de ambientes; de hecho cuando se adoptan combustibles modernos como el gas licuado de petróleo (GLP) la familias siguen una lógica de uso múltiple, por medio de la cual combinan más que sustituir los combustibles tradicionales. Las estufas de leña, carbón y hogares son quizás elementos muy usados en medios rurales. El tiraje correcto es esencial en estas estufas para el buen funcionamiento y ventilación. Las estufas de recuperación se caracterizan porque aprovechan parte de la energía térmica de los humos que de otra forma se pierde irremediablemente. A nivel mundial, existe actualmente una “revolución” en el campo de las estufas eficientes de biocombustibles, que ha llevado a desarrollar una tercera generación de estas tecnologías. Las estufas eficientes de leña constituyen una opción de mitigación relevante dentro del sector residencial.

Dentro de la Región de Latino América y el Caribe, se cuenta con numerosos modelos de diseños robustos y bajo costo, que brindan ahorros sustantivos de combustible (más del 50% con respecto a

47

los fogones tradicionales) y reducciones muy significativas de contaminación de interiores. Las estufas están adaptadas tanto al medio rural como al urbano. Al proporcionar una combustión más limpia y eficiente que los fogones tradicionales, estas estufas ayudan a mitigar tanto las emisiones de CO2 –en caso de que la leña se haya extraído no sustentablemente- como de otros gases de efecto invernadero, principalmente metano y monóxido de carbón.

El INTI (Instituto Nacional Tecnología Industrial) de la República Argentina se ha abocado a rediseñar y probar nuevos sistemas de doble combustión en virtud del uso ineficiente y liberador de monóxido de carbono en niveles por encima de los admisibles en los sistemas de quema de leña convencionales para calefaccionar hogares; a lo que se suma el poco significativo aprovechamiento de la generación kilocalórica, la cual no va más allá del 10-20%, ya que el resto es evacuado por los conductos arrastrando en el humo generado contenidos de biomasa contaminantes (monóxido de carbono, alquitrán).

Calefactores a leña:

Presentan otra calidad e innovación tecnológica, poseen dos cámaras de combustión independientes revestidas en material refractario e inyección múltiple de aire lo que les da mayores rendimientos y economía posible. Por su sistema de combustión en dos etapas, queman los alquitranes, los gases contaminantes y el letal monóxido de carbono, que son emitidos por la leña al ser sometida a una combustión incompleta; se logra de esta manera recuperar toda su energía calórica. De este modo las emisiones de monóxido de carbono son una cuarta parte de lo requerido por la norma Canadiense CAN/CSA B415.1-92. Generalmente se logra una mejor relación eficiencia, calidad, precio.

Debe tenerse presente que el consumo de leña (biomasa) con nuevas tecnologías está reemplazando en las viviendas a nivel mundial al gas y otros derivados del petróleo. Siendo el combustible más antiguo usado por la humanidad, hoy se ha convertido en uno de avanzada por sus altas prestaciones y por ser un combustible renovable y no contaminante. En contraposición, la energía solar ha estado hasta el presente limitada en su uso por su alto costo, fragilidad, y relativa complejidad de instalaciones. El sistema de quema de biomasa con dos cámaras de combustión permite la utilización de la leña en forma renovable y ecológica.

Desde el punto de vista ecológico, las acciones humanas sobre los distintos escenarios planetarios están conduciendo hacia un cambio ambiental global. En este contexto las variaciones del clima observadas en las últimas décadas, han llevado a la comprobación de un calentamiento terrestre sin precedentes en la historia de la humanidad. Esto significa que, al efecto invernadero natural se ha sumado un efecto invernadero adicional debido a gases generados por la actividad humana. De entre los gases de este tipo denominados “gases de efecto invernadero” el dióxido de carbono desempeña un papel importante, ya que aproximadamente el 51% del calentamiento por acción humana corresponde a esas emisiones. Como es sabido, este gas se origina en la quema de combustibles fósiles, fundamentalmente carbón, petróleo y sus derivados y gas natural; y también por la combustión de productos orgánicos como la biomasa vegetal.

En concordancia con lo precedente y lo ya expuesto en capítulos I, II y III surge la necesidad de desarrollar medidas de adaptación que permitan reducir la vulnerabilidad de los sistemas naturales y humanos frente al calentamiento terrestre, reducir los impactos y en los casos posibles sacar provecho de los efectos beneficiosos del calentamiento. Los procesos de mitigación y de adaptación son complementarios, las medidas de reducción de las emisiones pasan, también, por el uso de las energías no contaminantes como lo son la hidráulica, solar, eólica, de mareas, etcétera e, indudablemente por la adopción de medidas que permitan un mayor rendimiento y una utilización más efectiva, de las formas de generación de energía más convencionales.

48

En este contexto, existe una forma de producción de energía ancestral que, desde los habitantes primitivos al hombre actual, ha dado luz, calor y energía para el desarrollo. Se trata de la quema de leña y residuos orgánicos (biomasa).

En línea con esto resulta oportuno recordar que en la actualidad, el uso de biomasa (material de origen vegetal) genera el 15% de la energía utilizada en los países desarrollados y que, en los países en desarrollo este porcentaje asciende al 38% de la energía utilizada. Sin embargo, la mayor proporción de esta biomasa es utilizada de manera ineficiente por parte de los países en desarrollo. Si se produce biomasa de manera sustentable, su producción y uso no genera un aumento en dióxido de carbono en la atmósfera, simplemente porque el dióxido liberado en la combustión es compensado en los procesos de fotosíntesis que se producen en los plantares con los que se producen leña y residuos para combustión.

Los escenarios energéticos ideales deberían considerar el uso de la biomasa como elemento de importancia en las acciones orientadas a mitigar las emisiones de dióxido de carbono. Surge claro que la mitigación necesaria depende del uso más eficiente de la biomasa.

El Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) ha desarrollado información suficiente sobre la biomasa como fuente de energía renovable, proveyendo detalles relativos al uso directo y a la generación de combustibles orgánicos, gaseosos y líquidos y de electricidad para ser utilizados en el hogar, el transporte y la industria.

Sistema de Combustión simple.

La combustión de la leña es compleja y presenta varias etapas.

En la primera se evapora el agua contenida en la leña. En la segunda se desprenden grandes cantidades de gases de leña, que no arden. Esto disminuye el rendimiento calórico de la leña y además la fracción más pesada de estos gases (creosota, alquitranes) se condensan y depositan sobre las paredes frías del conducto de humo, donde al acumularse pueden arder ocasionalmente al avivarse el fuego por la entrada de aire que se produce al abrir una puerta u otros factores; llegando así a recalentar la chimenea y a provocar incendio en los materiales combustibles que están cerca de ella (por ejemplo la madera de un techo).

Esta combustión incompleta genera monóxido de carbono cuya presencia, aún en mínima proporción, es letal para los seres humanos. La Organización Mundial de la Salud estima que en el mundo hay 1.600.000 muertes por efecto del humo. Por otra parte esta mala combustión es motivo de un bajo rendimiento que hace utilizar grandes cantidades de leña, causando deforestación e impidiendo su uso en forma sustentable. Sistema de doble combustión:

Existen distintos sistemas de combustión perfeccionados, basados en una doble combustión, mediante la cual se queman los gases no quemados en la combustión primaria, inyectando aire en ellos y logrando una segunda combustión.

Las características de la cámara de combustión y de inyección de aire determinan la mayor o menor eficacia de estos sistemas, y por lo tanto del rendimiento y del aporte o no de gases contaminantes y tóxicos anteriormente mencionados.

Usualmente en estos sistemas para lograr una combustión secundaria se inyecta aire en la parte superior de la cámara de combustión lográndose una mejora apreciable sobre los sistemas comunes usados en salamandras o “quematutis”. Este mecanismo mejora la combustión hasta llegar a algo más del 50% aunque esto no se puede asegurar porque no se han hecho las pruebas pertinentes y en

49

mucho de estos artefactos se indica tan solo el consumo y no el rendimiento. Con este dato solo se accede a saber cuanta leña se consume para generar calor. Sistema de combustión preconizado por INTI.

En el sistema de combustión analizado anteriormente (secundaria) se comprobó que las temperaturas alcanzadas no bastaban para lograr el encendido de los alquitranes ni del monóxido de carbono que requieren temperaturas superiores a 650ºC para tal condición.

De modo que se diseñó un nuevo sistema que se basa en utilizar dos cámaras de combustión independientes con revestimiento de material refractario e inyección múltiple autorregulada de aire precalentado. En la primer cámara se produce la combustión primaria de la línea, suministrándose aire en distintas zonas para lograr la combustión primaria y del monóxido de carbono. Este último se presenta en el lecho de fuego, cuando el dióxido de carbono producto de la combustión entra en contacto con el carbono de las brasas. La inyección de aire precalentado a ese nivel revierte la reacción eliminando el dióxido de carbono. La cámara de combustión primaria tiene piso, paredes y techo de material refractario, que concentrando la radiación calórica sobre el fuego aumenta significativamente la temperatura de combustión.

Los gases pasan a una segunda cámara de combustión a través de un venturi (tubo) donde se inyecta aire recalentado, que de acuerdo al principio de Bernoulli es proporcional al flujo de gases lo que autorregula la combustión secundaria suministrando la cantidad necesaria.

En la segunda cámara de combustión, también revestida en sus paredes y piso con material refractario que aumenta la temperatura, se logra la turbulencia adecuada y el espacio necesario para lograr una total combustión.

Este sistema logra rendimientos del 75% en radiación calórica, un rendimiento energético de combustión del 95% y una cantidad de monóxido de carbono insignificante El humo que sale por la chimenea es limpio, (es invisible) ya que se queman todos los gases de combustión. El rendimiento obtenido disminuye el consumo de leña permitiendo utilizarla en forma renovable. Las altas temperaturas que se logran permiten una excelente calefacción, pero obligan a usar materiales capaces de resistirla.

Si se comparan datos de rendimiento calórico del sistema de doble combustión INTI con un hogar de leña común se aprecia que su rendimiento es entre 7 y 8 veces superior.

Es de destacar que el uso de leña en condiciones precarias se traduce en depredación de bosques y enfermedades pulmonares por efecto del humo que invade las casas.

El sistema descrito permite calefaccionar una casa de unos 100 metros cuadrados durante 12 horas a un costo aproximado de $ 32.- contra el gasto potencial a modo ejemplarizante de que si tal cosa fuera hecha en base al uso de gas oil; lo cual insumiría aproximadamente 33 litros durante el mismo lapso para hacer funcionar una losa radiante.

El mecanismo expuesto no es anti-ecológico para calefaccionar, siempre y cuando se reforeste, ya que no hay que tocar el bosque natural. El sistema ha sido probado con madera de eucaliptos por ejemplo, el cual demostró ser un excelente combustible y crece muy rápido. Sería deseable también que todos los desperdicios de madera que se quema a cielo abierto, se puedan compactar para hacer troncos artificiales.

Por otro lado, la leña no alcanza porque se usan en hogares y estufas que las consumen rápidamente. Un metro cúbico de madera que dura cuatro días en una estufa común tarda de quince a veinte en quemarse según este sistema.

50

Lo destacable es que se reemplaza combustible fósil y se reduce la emisión de dióxido de carbono que a la vez vuelve a ser convertido por las plantas en biomasa. En épocas donde la temperatura exterior es de 0 ºC se logra un salto térmico de 20 ºC. El sistema permite brindar 15.000 kcal/hora, con lo que se puede calefaccionar ambientes entre 70 y 100 m2 dependiendo de la temperatura exterior. El salto térmico que se logra oscila en los 20 ºC lo que representa que una temperatura exterior de -2ºC se adquiera una temperatura interior en el entorno de los 18 ºC. De acuerdo a la ficha técnica que luce en Anexo IV, el diseño obtenido logra las 15.000 kcal/hora con 1 kilo de leña promedio.

Así se logra un diseño adecuado para lograr el objetivo de mejorar la eficiencia, disminuir las emisiones contaminantes y utilizar un recurso sostenible. En nuestro país, la accesibilidad a un mecanismo de calefacción que porte el sistema mencionado en la actualidad asciende aproximadamente a U$S 800.- pero de usarse de modo sistemático durante cuatro meses de estación fría permite un ahorro de unos U$S 400.- anuales en comparación con el sistema convencional de quema de biomasa y aprovechamiento de radiación calórica en un hogar común.

Quizás la implementación de un mecanismo como el descrito pueda ser de un alto impacto social en el alza de la calidad de vida de muchos hogares y dada la penetración del combustible que usa se reflejaría en el stock disponible a nivel nacional del mismo oficiando como un regulador del costo. BIBLIOGRAFIA:

1. Centro de Estudios CEAC – España. 1995 - Instalaciones de Gas: Hidráulica y Neumática 2. Centro de Estudios CEAC – España. 1995 -CEAC – España. Cálculo de Instalaciones:

Instalaciones de Calefacción 3. Tecnología – Electricidad – España 1994 4. UTE – Normas de Instalaciones Junio 2000 5. UTE – Normas de Instalaciones 2001 – 2005 6. PNUMA/ORPALC – Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Oficina

Regional para América Latina y el Caribe – 2006. El Cambio Climático en América Latina y el Caribe.

51

CAPITULO VII

ANALISIS Y CONCLUSION SOBRE LOS RECURSOS

ENERGETICOS USADOS EN CALEFACCION DE

HOGARES EN URUGUAY.

En virtud de todo lo planteado en el presente trabajo, se llegará en esta parte final al análisis comparativo de los recursos energéticos utilizados para calefacción de hogares, procurando la mejor eficiencia (costo/beneficio) en una ecuación favorable en los aspectos socio - económico - cultural y medio ambiental, colaborando en la mitigación de los GEI.

Tal como se indicó en el Capítulo V, existe carencia de normativa en cuanto al establecimiento de estándares y normas de eficiencia energética aplicada a los equipos y aparatos domésticos de calefacción. Es ante la disyuntiva en la que se encuentran la mayoría de los hogares uruguayos cuando llegan las temperaturas bajas; que con todo lo aportado se pretende que oficie de guía y de información con un profundo contenido práctico; en ese momento de decisión, sin que con ello se pueda evadir la tremenda responsabilidad que ha de imperar en cada actor, desde el punto de vista de la incidencia de la elección en lo que refiere a la situación de la misma vinculada a la ecología. Análisis y comparación De todo lo anteriormente nombrado surgen claras un sinfín de orientaciones si se tomara en cuenta estrictamente el origen de la energía que ha de usarse para calefaccionar hogares. Ello, sin embargo no es solamente lo que cuenta y por el contrario no debe obviarse la situación socio-cultural y económica de la población que pasa a ser un claro determinante de la adquisición de un sistema u otro para la opción.

Si comenzamos por un análisis somero de lo que nos aporta básicamente en calefacción la energía solar puede concluirse fácilmente que no es una opción muy confiable desde el punto de vista kilocalórico pues entrega por hora y por metro cuadrado (1.000) lo cual también disminuye a menos de la mitad en días nublados. Lo precedente nos indicaría a lo sumo un uso de la energía solar con este fin pero solamente de respaldo en días fríos pero que a la vez estén soleados nítidamente (atmósfera límpida).

No debe restarse importancia a la erogación potencial que ha de hacerse y además a la poca oferta existente en el mercado, a la poca o nula información de que dispone el consumidor, y a que una instalación básica puede llegar a quintuplicar a otro sistema de calefacción en lo que a costos se refiere (un sistema que recircule agua caliente por convecto-radiadores trasciende de costo inicial los mil setecientos dólares). Si la elección se hubiera hecho hacia un sistema calefaccionante cuya energía fundamental de desempeño lo sea el gas, el usuario también ha de encontrarse con pros y contras al momento de la instalación. A los efectos de dicha instalación la normativa de gas es lo bastante exigente en lo que refiere a ventilación de los locales en los cuales ha de instalarse un gasodoméstico.

52

En lo que respecta a la obtención del suministro es bastante segura su adquisición, versátil en el uso y relativamente económico su costo. Si se compara costos de instalación de una caldereta con funcionamiento a gas (natural o GLP) con un sistema de calentamiento solar, la caldereta oscila en los 2/3 del valor promedio de la instalación solar y existe una garantía mayor en lo que atiene a la prestación. Las calderetas que usan gas como combustible hacen un muy buen aprovechamiento de la energía que aporta el gas ya que dispone de dos compartimientos estancos, uno para circulación de agua para uso sanitario y otro para agua a usarse en la calefacción. El uso de energía eléctrica con el fin de calefaccionar, a primera vista puede parecernos el de más accesibilidad y desde el punto de vista práctico, realmente lo es; porque para el funcionamiento basta accionar un interruptor, a la vez no presenta mucho riesgo de inhalaciones tóxicas como sí puede ocurrir con el gas, pero lo precedente ha llevado concomitantemente a un uso excesivo y cada vez más exigente por parte de la población de la energía en cuestión. Últimamente el requerimiento crece promedialmente 3.5% anual y ello hace que en situaciones de crisis o de baja de embalses –si se toma en cuenta la generación hidroeléctrica que es de gran significación en nuestro país- deba recurrirse a la generación vía generadores que son movidos por energía que aportan los combustibles fósiles.

A todo esto ha de sumarse además el alto costo de la energía eléctrica terminal, ya que existe un incremento de la erogación cuanto más se consume. UTE como ente regulador de la prestación requiere diversas especificidades cuando se solicitan cargas por encima de 8,8 Kw (potencia solicitada). Difícilmente en los hogares promedio de nuestro país exista losa radiante, predisposición a su instalación y con posterioridad un uso racional de tal instalación cuando su requerimiento de costo mensual, haciendo uso de la misma, 6 horas diarias en una casa promedio de 70 m2 de construcción ascendería a $ 6.000.- aproximadamente por sólo ese concepto, a lo que debe agregarse el consumo hogareño típico, entiéndase por ello: iluminación, y otros electrodomésticos de uso común. Según datos aportados en el análisis anterior más profundo sobre la energía eléctrica se concluye que la iluminación básica asciende al entorno de 50 Kw mensuales y 2 electrodomésticos de uso común como lo son heladera y televisor insumen en el entorno de 80 kw mensuales.

Si se toma en cuenta lo potencial a erogar por calefaccionar un hogar con losa radiante eléctrica u otro mecanismo que use tal energía, se ha de ser conciente que el gasto al día de hoy para calefaccionar una vivienda de 70 m2 con gas oscila –en un uso paramétrico de 6 horas diarias- en los 20 kg de gas semanales aproximadamente $ 450.- Del importe anterior ha de tomarse en cuenta que también incluye el uso de agua sanitaria. Se destaca que el gasodoméstico normalmente usado en nuestro país –estufa portátil- en los países europeos está limitado su uso ya que utiliza el oxígeno medio ambiental y disminuye la capacidad de uso de tal recurso por parte del ser humano. Sí, se preconiza el uso de mecanismos de calefacción adosados a paredes que no utilizan el recurso oxígeno medio ambiental y poseen un mecanismo de captación de aire del exterior; el tiraje es balanceado de modo de no evacuar los subproductos de la combustión hacia el medio de habitabilidad humana.

Como opción también práctica en nuestro medio se cuenta con el uso de la leña, combustible biomasa, el cual utilizado de modo racional y con un aprovechamiento óptimo de la radiación calórica permite un ahorro significativo si se lo compara con los hogares comunes a tal combustible, ya que en ellos la mayoría de la radiación calórica se desperdicia. Con los nuevos diseños de mecanismos de calentamiento del aire y doble cámara de combustión se ha logrado una mayor eficiencia tanto calórica como del recurso biomasa. Este sistema permite a su vez, de requerirse; la posibilidad de recircular fluido caliente por sistema de termosifón a convectores debidamente localizados o el uso de agua caliente con otros fines. Al presente, una instalación como la mencionada requiere de una erogación inicial del entorno de los $ 30.000.- y puede llegar a ser muy económica ya que su implantación en el medio rural puede hacer sumarle otras prestaciones como horno y cocina en el mismo dispositivo, y el costo no varía

53

significativamente en el uso del recurso leña (6 a 8 kg para 6 horas de uso). Si a ese costo se lo mensualiza rondaría los 200 kg de leña mensuales, lo cual ascendería a $ 600.- aproximados. En el caso de nuestro país, no existiría inconveniente alguno respecto a la liberación del CO2 por la combustión de biomasa, ya que la misma sería absorbida por la forestación estimulada en las últimas décadas.