CALENTADORES SOLARES

Mis mayores agradecimientos a el equipo de TERMINOX, especialmente al señor ¨Helard Zeballos Collado¨ del departamento de comercialización, por su buena predisposición para ayudar en este informe.Con el me e reunido en Arequipa(Peru) en reiteradas oportunidades para tratar temas sobre energías alternativas.




DEFINICIÓN

Es un sistema que calienta agua sólo con la energía proveniente del sol y sin consumir otro tipo de energías convencionales (gas, petróleo, leña, electricidad, etc.)

El calentador solar; es un aparato térmico e hidráulico que a partir del colector solar que capta la radiación solar, transfiere el calor de los rayos del sol hacia el agua, siendo esta acumulada en un tanque térmico para su consumo posterior.





DESCRIPCIÓN

TERMOTANQUE

Es el encargado de almacenar el agua calentada por el colector solar y mantenerla caliente para su posterior utilización, todos los termotanques tienen dispuestos un sistema auxiliar que puede ser eléctrico (Calentadores Solares de uso domiciliario) o Gas GLP (recomendado para uso industrial).

Consta de dos partes:

Tanque Interno: Es el depósito sanitario que almacena el agua caliente para ser utilizada posteriormente.
Tanque Externo: Es la parte exterior del tanque térmico, su función es contener todo el material aislante y el tanque interno protegiéndolo de las inclemencias del clima



Colector solar

El colector solar plano es el encargado de hacer calentar el agua y está formado por aletas captadoras conectadas a tubos de cobre por donde circula el agua, lo cual permite capturar el calor proveniente de los rayos solares y transferirlo al agua que circula en su interior




FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento de un calentador solar de agua es muy sencillo; El colector solar plano se instala normalmente en el techo de la casa o en un lugar soleado y orientado de tal manera que quede expuesto a la radiación del sol todo el día. En nuestro caso debemos orientarlo hacia el Norte.
Para lograr la mayor captación de la radiación solar, el colector solar plano se coloca con cierta inclinación, que generalmente es la latitud del lugar más 10º. Ej. Arequipa se encuentra a 16.5º + 10º; debe tener una inclinación aproximada de 26.5º.

El colector solar plano está formado por aletas captadoras conectadas a los tubos de cobre por donde circula el agua, el calentamiento se da principalmente por el efecto invernadero que ocurre entre las placas colectoras y el vidrio o superficie transparente; lo cual permite capturar el calor proveniente de los rayos solares y transferirlos al agua que circula en su interior



Pero ¿cómo circula el agua por todo el sistema? Esto se logra mediante el Efecto Físico denominado “Termosifón”, que es provocado por la diferencia de temperaturas. Como sabemos, el agua caliente es más ligera (pesa menos) que la fría y, por lo tanto, tiende a subir




Esto es lo que sucede entre el colector solar plano y el termotanque, con lo cual se establece una circulación natural, sin necesidad de ningún equipo de bombeo.

Y ¿cómo hacemos para mantener el agua caliente? Precisamente, esa es la función del “termotanque”, el cual está revestido con material aislante térmico para evitar que se pierda fácilmente el calor ganado.

CLASIFICACIÓN

Existen muchas formas de clasificar los calentadores solares, nosotros vamos a hacer una clasificación por el principio de funcionamiento y nos concentraremos en los sistemas termosifónicos que es lo más recomendado para uso doméstico.


Clasificación por el principio de funcionamiento

1.-Circulación Natural (Termosifón)

Conocida también como termosifón, el agua circula entre el colector y el tanque térmico de forma natura, por efecto de la diferencia de densidades, ocasionada por el incremento de temperatura del agua, no necesitando ser bombeada. El agua caliente que es menos densa que la fría, tiende a subir, siendo esta sustituida por el agua fría, provocando así el proceso de recirculación entre el tanque térmico y el colector solar.

Usualmente cuando se tiene cortes de agua o se tiene agua por horas, es aconsejable la instalación de un pozo elevado de agua.

2.- Circulación Forzada (Electro bomba)

Cuando el sistema de recirculación entre tanque y colectores solares es realizado por una bomba eléctrica.

INSTALACIÓN

Comprende todas las conexiones hidráulicas propias del calentador solar; así como, los empalmes eléctricos para el sistema auxiliar. La instalación se realiza a partir de las salidas (tomas) de agua fría, caliente y conexiones eléctricas ubicadas en el techo o en un lugar soleado.
Los accesorios y materiales de instalación son importados, resistentes al agua caliente, presiones y las inclemencias del clima. En sistemas de gran envergadura los diseños de instalación son realizados a “medida”.

BENEFICIOS

Economía
Con los calentadores de agua usted economiza hasta el 90% de la energía que gasta con el calentamiento de agua de su casa. En otras palabras, lo que Ud. Invierte el la compra de un Calentador solar vuelve a su bolsillo a través de la economía hecha durante todos los meses en su recibo (cuenta) de electricidad.
En la práctica, la verdad es que su inversión sale gratis, porque en general el equipo “se paga solo” en un período que varia entre 14 y 36 meses. Después de ello, Ud. Tiene agua caliente gratis por muchos años. Eso mismo; GRATIS.

Confort
Eso sin hablar que un calentador Solar pone punto final a los chorritos de agua de la ducha eléctrica o calentador instantáneo a Gas. Porque con una ducha eléctrica es así: Agua Caliente sólo cuando la gente deja la llave abierta en el mínimo; solo cuando el volumen de agua usado es pequeño. Todo lo contrario sucede con el calentador solar el drama de los chorritos de agua caliente se acaban. Ud. puede abrir a llave hasta hallar el volumen ideal para su baño y así mismo disfrutar del confort que Ud. merece.

Valorización del inmueble y “Seguro” Anti-racionamiento de Energía Eléctrica.
Además de economía y confort, un calentador solar valoriza a su inmueble y lo prepara para el futuro. Si ocurre un racionamiento de energía eléctrica o los prolongados apagones, no se tienen que preocupar: el agua caliente para el baño confortable va estar garantizado

Una Inversión Ecológicamente correcta
Antes de revisar el caso siguiente; Debe saber que con cada m² de colector solar instalado Ud. Puede ayudar evitar:
La inundación de cerca de 56 m² para generar energía eléctrica, eliminando el impacto ambiental y social, además del alto costo de la construcción
El consumo Anual de 55 Kg de GLP;
El consumo Anual de 66 litros de Diesel;
El consumo Anual de 73 litros de Gasolina;
El consumo Anual de 215 Kg de Leña


Fuente:
*ABRAVA- Asociación Brasileña de Refrigeración, Aire Acondicionado, Ventilación y Calentamiento.
*Termoinox

LLUVIA ÁCIDA

¿Qué es la Lluvia Ácida?
¿Cómo se forma en el ambiente?
¿Qué daños causa en los ecosistemas?
¿Qué daños causa en los materiales?
¿Cuáles son sus efectos en la salud?
¿El SIMAT analiza lluvia ácida?



¿Qué es la Lluvia Ácida?

La lluvia ácida es un fenómeno característico de atmósferas contaminadas, se identifica cuando el pH de agua de lluvia es inferior a 5.6 unidades. Este fenómeno preocupa a la comunidad internacional, debido al riesgo que representa para la conservación y desarrollo de los ecosistemas existentes.

El término pH se refiere al potencial de iones de hidrógeno [H+] contenidos en una solución. Esta concentración se indica en una escala de 0 a 14, que determina el grado de acidez o alcalinidad de una sustancia.

¿Cómo se forma en el ambiente?

En regiones con aire limpio el agua de lluvia alcanza valores de pH de 5.6 unidades, debido a la formación de ácido carbónico (H2CO2) en el ambiente, un compuesto que resulta de la reacción del dióxido de carbono (CO2), producido por las plantas y otros organismos, con la humedad (H2O). En estas condiciones la acidez del agua de lluvia se considera natural y no daña al ambiente, incluso se considera indispensable para conservar el equilibrio ecológico.

El fenómeno de lluvia ácida, definido técnicamente como depósito húmedo, se presenta cuando el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx) reaccionan con la humedad de la atmósfera y propician la formación de ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3), respectivamente. Estos ácidos fuertes que dan el carácter ácido a la lluvia, nieve, niebla o rocío, se miden en las muestras de agua recolectadas en forma de iones sulfatos (SO4²¯) y nitratos (NO3¯), respectivamente. Otros elementos que propician este fenómeno son: cloro, amoniaco, compuestos orgánicos volátiles y partículas alcalinas.

Los compuestos que modifican el pH del agua de lluvia provienen de fuentes naturales biogénicas (compuestos provenientes del océano, de las mareas, etc.), no biogénicas (provenientes de la geotermia, combustión y aerosoles provenientes del suelo y agua) y fuentes antropogénicas que emplean combustibles fósiles (industria, transporte, hogar). La emisión de precursores de lluvia ácida de cada una de éstas fuentes, está en función de las actividades socioeconómicas de cada región (Ver inventario de emisiones).

Estos compuestos pueden transportarse por viento y depositarse en la superficie terrestre por acción de la gravedad en forma de polvo, el cual se denomina técnicamente como depósito seco.

Los contaminantes atmosféricos que acarrea la lluvia (depósito húmedo) o que se precipitan por gravedad al suelo (depósito seco), reciben el nombre genérico de depósito atmosférico e incluye aerosoles, gases y partículas. Su constitución química produce en mayor o menor escala la acidificación del agua de lluvia.

* Reacciones químicas representativas.

¿Qué daños causa en los ecosistemas?

Este fenómeno afecta a los bosques y lagos del norte de América y Europa. En Suecia los daños asociados no tienen una solución aparente, en los últimos treinta años sus lagos presentan un descenso en el valor de pH de 6.5 a 3.5 unidades, por lo que sus aguas son 150 veces más ácidas, aproximadamente. Para revertir esta situación, el gobierno sueco vierte miles de toneladas de cal por año para neutralizar los efectos de la acidez; sin embargo, el problema persiste.

Los contaminantes precursores de lluvia ácida pueden depositarse en la región donde se producen o transportan por viento a cientos o miles de kilómetros de su lugar de origen. Este fenómeno se conoce como Transporte Aéreo de Contaminantes a Grandes Distancias (TACGD) o Trayectoria de Largo Alcance de Contaminantes Aéreos (TLACA) . Los contaminantes emitidos en Inglaterra y algunos países industrializados del centro de Europa, son aerotransportados a territorio sueco, donde propician la acidificación de sus ríos, lagos y lagunas, provocando la desaparición de microorganismos imprescindibles para el mantenimiento de los ecosistemas acuáticos y los ecosistemas circundantes.

En ecosistemas terrestres, algunos efectos de la lluvia a corto plazo pueden ser benéficos, como la entrada de nitrógeno y otros nutrientes a través de los fertilizantes. Por el contrario, a largo plazo altera el ciclos y balance de los nutrientes. El empobrecimiento del suelo y la pérdida de vegetación contribuyen a la erosión de grandes extensiones de tierra, usadas como sustrato para árboles y plantas y como elementos de cohesión entre las rocas, lo que favorece la presencia de derrumbes y deslaves.

Los bosques de coníferas presentan dificultades para absorber agua y nutrientes del suelo. Cuando se presenta alguna niebla con pH ácido, ésta penetra en las hojas por medio de los estomas y seca el follaje, provocando que el árbol sea vulnerable al ataque de plagas y enfermedades.

La acidificación de ríos, lagos y lagunas, propicia la dilución de elementos tóxicos como fosfatos, nitratos y aluminio, que ocasionan la muerte de peces y otros microorganismos acuáticos aun en bajas concentraciones.

Un cambio en una unidad de pH es suficiente para romper los ciclos biológicos y reproductivos de líquenes, hongos y moluscos, alterando los siguientes niveles de la cadena trófica, dado que los peces pierden su alimento y consecuentemente las aves y mamíferos que se alimentan de los peces, con la posibilidad de provocar daños irreversibles en el ecosistema.

¿Qué daños causa en los materiales?

La lluvia ácida acelera la corrosión en materiales de construcción y pinturas, ocasionando un daño irreparable en los edificios, monumentos y esculturas que constituyen el patrimonio histórico y cultural. Los monumentos construidos con roca arenisca, piedra caliza y mármol, se corroen con mayor rapidez en presencia de ácido sulfúrico (H2SO4).

¿Cómo afecta a la salud humana?

No se ha demostrado que la lluvia ácida ocasione efectos nocivos directos en la salud humana, los riesgos potenciales se relacionan con la exposición continua a sus precursores, dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOX); sin embargo, la lluvia ácida puede provocar efectos indirectos, ya que las aguas acidificadas pueden disolver metales y sustancias tóxicas de suelos, rocas, conductos y tuberías que son transportados hacia los sistemas de agua potable. En zonas afectadas por lluvia ácida con alto contenido de metales pesados, existe la posibilidad, por su alta residualidad, de que dichos metales sean absorbidos por plantas, líquenes y algas de ecosistemas terrestres o acuáticos y afecten a organismos superiores (peces, aves, mamíferos, etc.), incluyendo el hombre, después de consumir y acumular cantidades considerables, por medio de la cadena trófica. El SIMAT monitorea los niveles de algunos metales pesados de nuestra atmósfera.

¿El SIMAT analiza lluvia ácida?

A través de la REDDA el SIMAT colecta muestras de depósito húmedo (lluvia, granizo, niebla, llovizna) y de depósito seco (polvos, partículas), con el propósito de ampliar el conocimiento acerca del flujo de sustancias tóxicas de la atmósfera hacia la superficie terrestre y la formulación de estrategias para su mitigación y control.

Las bases de datos de la REDDA se encuentran disponibles en el apartado Bases de datos. Los indicadores de este fenómeno se encuentran en el apartado Indicadores de Calidad del Aire y el análisis de la información en el Informe de Estado y Tendencias de la Calidad del aire de la Ciudad de México – 2002.



Bibliografía:
- Secretaría del Medio Ambiente, Programa de precipitación ácida - Informe Anual 1999, Publicación de la Dirección General de Prevención y Control de la Contaminación. México D.F. 2000.
- Brown Leyma, Química de la Ciencia, 7ª Edición, Editorial Prentice Hall, 1998.
- Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente
http://www.esi.unav.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/10CAtm1/340DepAc.htm
- Enciclopedia Encarta Microsoft 2002.
- The green lane - http://www.ec.gc.ca/acidrain/acidfact.htm
- Simat

Radiación Solar Ultravioleta

¿Qué es la radiación solar ultravioleta?
¿Cuáles son sus beneficios en la salud humana?
¿Cuáles son sus daños en la salud humana y en la biosfera?
¿Cuáles son las medidas de protección a la salud?
¿Cómo se mide la radiación solar UV?
¿Qué factores determinan su intensidad?



¿Qué es la radiación solar ultravioleta?

La radiación solar ultravioleta o radiación UV es una parte de la energía radiante (o energía de radiación) del sol, se transmite en forma de ondas electromagnéticas en cantidad casi constante (constante solar), su longitud de onda fluctúa entre 100 y 400 nm y constituye la porción más energética del espectro electromagnético que incide sobre la superficie terrestre. La radiación UV desempeña un papel importante en la determinación de las condiciones climáticas, el balance energético y el equilibrio natural del planeta. La medición continua de este parámetro permite estudiar su comportamiento y relación con el estado de la biosfera y la salud humana.

La radiación UV se clasifica con relación a su comportamiento en la atmósfera terrestre:

Radiación solar ultravioleta tipo A (UV-A). Su longitud de onda fluctúa entre 320 y 400 nm. Alcanza totalmente la superficie terrestre, no es retenida por la atmósfera.

Radiación solar ultravioleta tipo B (UV-B). Su longitud de onda fluctúa entre 280 a 320 nm. El 90% se bloquea por el ozono y el oxígeno de la atmósfera. Es más energética y dañina para la biosfera que la radiación UV-A.

Radiación solar ultravioleta tipo C (UV-C). Su longitud de onda fluctúa entre 100 y 280 nm constituye la fracción más energética. Este tipo de radiación y otras partículas energéticas (rayos X, rayos gamma y rayos cósmicos) son retenidas totalmente en las región externa de la atmósfera y no alcanzan la superficie terrestre.

¿Cuáles son sus beneficios en la salud humana?

Las culturas antiguas consideraban que los baños de sol son benéficos para la salud. Actualmente se reconoce que la exposición sana al sol proporciona diversos beneficios, como son:

Mejora en la respuesta muscular
Mejora la resistencia en pruebas de tolerancia
Disminuye la presión sanguínea
Incrementa la respuesta inmunológica
Reduce la incidencia de infecciones respiratorias
Baja el colesterol de la sangre
Incrementa la hemoglobina de la sangre
Mejora la capacidad de trabajo cardiovascular
Estimula las terminaciones nerviosas
Mejora la respiración, especialmente en asmáticos
Promueve la síntesis de vitamina D para calcificar huesos

La falta de vitamina D, calcio y sales fosfatadas en la dieta, además de la falta de exposición a la luz del sol, está asociada con casos de raquitismo. La tuberculosis de la piel o lopus vulgaris es otra enfermedad asociada a falta de exposición al sol y es común en poblaciones del norte de Europa, donde luz del sol es débil durante largos períodos de tiempo.

¿Cuáles son sus daños en la salud humana y en la biosfera?

La exposición excesiva a la radiación solar puede originar efectos negativos en la piel, ojos y debilitamiento del sistema inmunológico. El grado daño de la radiación UV en la piel, depende de la intensidad y la longitud de onda, así como el tipo de piel. Los efectos en la piel consisten en la aparición de un eritema (quemadura ligera distinguible por enrojecimiento de la piel); sin embargo, pueden presentarse efectos similares a los producidos por quemaduras con fuego de primero o segundo grado. Entre los padecimientos asociados se pueden mencionar los siguientes:

Cáncer de piel y otros transtornos cutáneos
Cataratas y otros transtornos de la vista
Envejecimiento prematuro
Inhición del sistema inmunitorio

La melanina es una proteína que protege la piel, al permitir que una pequeña fracción de la radiación ultravioleta penetre en la piel. Esta proteína es abundante en personas de piel negra y escasa en personas de piel blanca, siendo más propensas al desarrollo de enfermedades. Por esta razón deben tomar precauciones para evitar una exposición excesiva al sol. Una clasificación del tipo de piel, de acuerdo con el contenido de melanina y su vulnerabilidad es la siguiente.

I.- Extrasensitiva. Siempre se quema con facilidad, no resiste el bronceado. Piel muy clara (albino).
II.- Sensible. Siempre se quema con facilidad, bronceado mínimo. Piel y ojos claros.
III.- Normal. Se quema con moderación, bronceado gradual. Piel morena clara
IV.- Normal. Se quema mínimamente, bronceado adecuado. Piel morena oscura.
V.- Insensible. Raramente se quema, bronceado profuso. Piel oscura.
VI.- Insensible. Nunca se quema, piel con profunda pigmentación. Piel muy oscura.

Los ojos no tienen mecanismos de protección a la radiación solar, el desarrollo de cataratas en humanos es uno de los padecimientos asociados con la exposición. En animales domésticos y ganado se desarrollan cataratas, fotoqueratosis, daños en el epitelio de la córnea y diferentes efectos en la retina. En el ganado bovino la queratoconjuntivitis (infección ocular) se incrementa por la exposición a la radiación solar.

En el curso de la evolución, los seres vivos han desarrollado mecanismos de adaptación a la radiación solar, la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera puede alterar el balance de la radiación solar que recibe la tierra, siendo incapaces de ajustarse los organismos vivos de ajustarse a estos cambios. En la ozonosfera el oxígeno y el ozono absorben la radiación solar ultravioleta con longitudes de onda entre 130 y 290 nm, este tipo de radiación es letal para organismos unicelulares, los cuales conforman la base de las cadenas alimentarias en los ecosistemas.

Las secuelas en la biosfera por la reducción del ozono estratosférico y el incremento de la radiación UV-B al nivel de piso, provoca el calentamiento de la atmósfera y cambios en el balance del clima.

¿Cómo me protejo de la radiación UV?

Los ojos y la piel son los órganos más susceptibles a los efectos nocivos de la radiación UV. La mejor protección contra el sol es la ropa. Las partes de nuestro cuerpo que no quedan cubiertas pueden protegerse con productos que contengan filtros, son recomendables los protectores con SPF (Factor de protección Solar) de 15 y como mínimo de 20 para los niños, los SPF indica el tiempo de exposición al sol y se asocian tiempo normal de exposición. Un tiempo normal de exposición al sol de 30 minutos y un SPF de 8, permiten un tiempo de exposición 8 veces mayor sin sufrir daños. El tiempo de exposición al sol no es infinito, los SPF solo ayudan a permanecer durante cierto tiempo extra expuestos al sol, éste no aumenta si aplicamos una cantidad mayor de bloqueador.

Los ojos pueden protegerse con el uso de sombreros y lentes que filtren el espectro UV. Un error común es creer que todas las gafas oscuras protegen de este tipo de radiación, cuando carecen de sistemas especializados para bloquear este tipo de radiación los daños aumentan, ya que solo filtran la intensidad luminosa de la radiación, provocan una dilatación mayor de la pupila y una mayor entrada de radiación UV al ojo.

Es recomendable planear nuestras actividades y evitar la exposición al aire libre, sobre todo en las horas de mayor radiación solar. El tiempo de exposición saludable al sol depende de nuestro tipo de piel y la intensidad de la radiación UV.

Antes de realizar cualquier actividad física al aire libre, consulta el Indice de Radiación Solar de la Ciudad de México.

¿Cómo se mide la radiación UV?

El SIMAT realiza la medición de la radiación UV tipo B a través de la Dosis Eritemática Mínima por hora (MED/h), esta unidad de medición es utilizada por razones médicas ya que su valor representa la efectividad biológica de su acción para causar una quemadura o eritema.

Las medidas experimentales se consiguen a través de instrumentos adecuados como los radiómetros. En la REDMET del SIMAT se realizan mediciones continuas y permanentes de la radiación UV tipo B mediante el uso de radiómetros de banda ancha de sensibilidad ponderada. La información se obtiene minuto a minuto y se procesa en promedios horarios para su disposición al público en forma de Bases de Datos. Con la información de promedios horarios se elabora y difunde oportunamente el Indice UV para informar horariamente a la población sobre los tiempos de exposición saludable al sol para cada tipo de piel.

¿Qué factores determinan la intensidad de la radiación UV?

La variación diurna y anual de la intensidad de la radiación solar UV, está determinada por parámetros astronómicos, geográficos, condiciones atmosféricas y por actividades humanas que alterar las condiciones naturales de la atmósfera, tal como el debilitamiento de la capa superior de ozono debido al uso de CFS. A nivel de troposfera la presencia de nubes, polvo, aerosoles y la concentración de ozono son elementos absorbentes de fotones de energía o radiación solar.

La intensidad de la radiación solar varia según la hora del día. Durante las primeras horas de la mañana y al atardecer, la radiación solar incide de manera casi horizontal sobre el punto de incidencia. Durante su trayecto la radiación puede absorberse y dispersarse por moléculas de gases, partículas de aerosoles o agua, en lo que se denomina la componente difusa de radiación. Cuando los rayos solares pasan directamente por la atmósfera si ser absorbidos, constituyen la componente directa de la radiación.

Otros factores que influye en la intensidad de la radiación solar son la refracción en paredes y asfalto, y la reflexión de los cristales de edificios. La hierba refleja al menos un 10% de la radiación incidente y la nieve pueden reflejar un 80%. La radiación solar también varía con la altitud, a mayor altitud su aumenta. Por ésta razón la radiación UV es mayor en la Ciudad de México que al nivel del mar.


Agradecemos: SIMAT - Sistema de monitoreo atmosférico de la ciudad de México.

RADIACIÓN SOLAR EN EL PERU

TABLA DE RADIACION SOLAR EN EL PERU
(Promedio Diario Anual )

1-Depto
2-Ubicación de Estación Metereológica
3-Altitud (m)
4-Rad. Solar (KWh/m2) - día
5-Grado de Inclinación del Colector Solar


Tumbes- Zorritos- 5- 4.93- 14
Piura- Tablazo- 147- 5.12- 15
Cajamarca- Cajamarca- 2750- 6.58- 17
La Libertad- Cartavio- 51- 4.86- 17
Ancash- Huaraz- 3207- 5.79- 18
Huanuco- Huánuco- 1800- 5.15- 20
Cerro de Pasco- Atacocha- 4023- 5.45- 21
Junín- Huancayo- 3350- 6.78- 22
Lima- La Molina- 251- 4.09- 22
Huancavelica- Tunel Cerro- 4600- 5.87- 22
Cuzco- Kayra- 3219- 5.28- 23
Apurimac- Abancay- 2398- 5.21- 25
Ica- Ica- 398- 5.28- 25
Ayacucho- Cachapampa- 2450- 6.62- 25
Puno- Puno- 3825- 6.80- 26
Arequipa- Characato- 2461- 7.09- 27
Moquegua- Moquegua- 1420- 6.14- 27
Tacna- Calana- 590- 5.43- 25

Arequipa tiene los niveles de radiación solar más altos en el Perú seguido de los departamentos de Puno, Cajamarca y Tacna, pero la mayor ventaja es que la Ciudad Blanca presenta sol casi todo el año, siendo pocos días nublados, para esto una buena terma solar debe tener la posibilidad de poder trabajar también con energía eléctrica para esta temporada. Actualmente Arequipa es considerar la capital de las termas solares a nivel mundial, cuenta con más de treinta y seis mil termas solares dispuestas en las azoteas, esta cantidad va en en aumento considerable: el año pasado se han fabricado más de nueve mil termas, esta demanda se atribuye a los altos costos de energía eléctrica e hidrocarburos como el GLP y kerosene

RADIACIÓN SOLAR

Definición

La radiación es un fenómeno que mediante un desplazamiento de ondas, permite la transferencia de energía solar a la superficie terrestre.

Clases de radiaciones solares

Según su naturaleza
La radiación solar, en su trayecto hacia la superficie terrestre, es parcialmente absorbida, reflejada y difundida por los distintos constituyentes de la atmósfera.

1. Luz visible: Son las radiaciones que van desde el violeta al rojo, pues procede de la descomposición de la luz blanca.
2. Las radiaciones de longitud de onda inferior al violeta se llaman radiación ultravioleta, rayos X, y rayos gamma, por orden decreciente en la longitud de onda.
3. Las radiaciones de longitud de onda superior al rojo son el denominado infrarrojo, microondas y ondas de radio, por orden creciente en longitud de onda

Según su transformación al incidir sobre la tierra
1. Radiación directa, es la que se recibe directamente del Sol sin sufrir ninguna dispersión atmosférica. La radiación extra terrestre es, por tanto, radiación directa.

2. Radiación difusa, es la que se recibe del sol, después de ser desviada por dispersión atmosférica. Es radiación difusa la que se recibe a través de las nubes así como la que proviene del cielo azul. De no haber radiación difusa, el cielo se vería negro o aún en día como sucede por ejemplo en la Luna.


Se conoce como radiación total, la suma de las radiaciones directa y difusa que se reciben sobre una superficie.

Absorción de radiación
Cuando la radiación del sol u otra fuente radiante llega a una superficie, una parte es reflexionada, otra es absorbida y otra puede pasar, dependiendo del material del que esté hecha la superficie.



Material Absorción( en %) Reflexión( en %)

Pintura negra 98 2
Pintura azul oscura 90 10
Ladrillo rojo 70 30
Pintura bca brillante 25 75
Aluminio pulido 12 88

ENERGIAS RENOVABLES

Definición

Son aquellas que aprovechando los caudales naturales de energía del planeta, constituyen una fuente inagotable de flujo energético, renovándose constantemente. Están basadas en la utilización del sol, el viento, el agua o la biomasa vegetal o animal.
No utilizan, pues, como las convencionales, combustibles fósiles, sino recursos capaces de renovarse ilimitadamente. Su impacto ambiental en comparación con aquellas es muy escaso, pues además de no emplear recursos finitos, no generan contaminantes porque en los procesos de transformación no emiten gases. A veces se las llama, también, especiales o alternativas, indicando en este último caso su papel de cara a un modelo energético y social.

Sol – Eficiencia – Suficiencia:
Son los pilares de una futura y viable economía energética

Ventajas
Protegen el medio ambiente
Contribuye a elevar la productividad rural
Trae educación y salud
Mejora la calidad de vida
Facilita las telecomunicaciones
Contribuye a la creación de empleo
Disminuye las migraciones
La falta de electrificación rural es un problema para la humanidad y su solución representa una opción de progreso.
Entonces las energías renovables son la opción clave para el conjunto global energético

Clases y aplicaciones

1. Energía Solar

En el sol se están generando constantemente grandes cantidades de energía mediante reacciones termonucleares. La energía radiante se propaga por el espacio viajando a razón de 300 000 km por segundo (velocidad de la luz).A esta velocidad las radiaciones llegan a la tierra ocho minutos después de ser generadas.
El sol es una fuente de energía prácticamente ilimitada que nos suministra millones de kilovatios, que lo utiliza la naturaleza humana para vivir. Esta energía es limpia y no requiere de transporte.

Aplicaciones:

Térmica: Es la energía solar cuyo aprovechamiento se logra por medio del calentamiento de algún medio. La climatización de viviendas, calefacción refrigeración, secado, etc.

Fotovoltaica: Es la energía solar aprovechada por medio de celdas fotoeléctricas, capaces de convertir la luz en un potencial eléctrico, sin pasar por un efecto térmico.


2. Energía Eólica

El sol se encarga de calentar la atmósfera terrestre, causando gradientes de temperatura, lo que trae consigo diferencias de presión, y como consecuencia los vientos, origen de la energía eólica


3. Energía Geotérmica

Es la energía resultante de las diferencias de temperatura que se presentan en el subsuelo (calor contenido en el interior de la tierra que genera fenómenos geológicos a escala planetaria). Esto permite el calentamiento del agua subterránea, que en algunos caso llega a vaporizarse (géiseres).


4. Energía de la Biomasa

Una alternativa es el uso de biodigestores, los cuales son espacios apropiados en donde se realiza la descomposición anaeróbica de determinados desechos (estiércol, lodos, desechos orgánicos) para la producción de gas denominado biogas, el cual está principalmente compuesto de metano. Este biogas puede ser aprovechado para generar energía térmica o eléctrica.


5. Energía Hidráulica
Los sistemas hidráulicos son utilizados principalmente para la generación de electricidad, también para mover mecanismos de molienda u otras aplicaciones como por ejemplo transporte de material por medio de fajas y otros similares a los eólicos utilizando ruedas que son accionadas directamente por una corriente de agua.

En términos generales podemos considerar a la energía solar, como nuestra fuente energética total, porque excluyendo la geotérmica todas las demás fuentes se derivan de la radiación de esta estrella.

LA ENERGÍA SOLAR

La crisis global de la tierra

Desequilibrio del consumo de energía primaria: La ¼ parte de la población consume las ¾ partes de la energía en el mundo.
A fines del siglo XX: Combustibles fósiles proveían el 75% de la energía mundial, 20% para energías renovables y 5% para energía nuclear.
Más del 80 % de la energía consumida procede de fuentes limitadas: No Renovables lo que conduce al agotamiento de reservas y supone un real peligro para el medio ambiente
El consumo mundial de energía al 2050 será de mil millones de GJ
Consecuencias de la generación y consumo de energías tradicionales

Calentamiento global de la tierra: Efecto Invernadero

Acidificación del ciclo del agua (lluvia ácida)
Destrucción de la capa de ozono
Contaminación del aire, agua y del suelo
Reforestación
Pérdida de la biodiversidad
Crisis ambiental y mayor pobreza

El cambio climático en nuestro planeta

Lluvias ácidas
Precipitaciones en forma de lluvia, nieve o niebla que contiene un exceso de ácidos debido a la contaminación atmosférica
Afecta a diversos ecosistemas, disuelve metales pesados, contaminando ríos, edificaciones, etc.
Calentamiento global de la tierra

La temperatura media global de la superficie terrestre se ha incrementado de 0.4 ºC a 0.8ºC desde el siglo pasado, y en la década de los 90 se dieron los seis años más cálidos de todo el período y si continúan las emisiones, la temperatura media global será de 1.2 a 3.5ºC mayor que la actual hacia el año 2080 provocando un calentamiento terrestre.

Consecuencias del Efecto Invernadero:

El principal efecto de los gases invernadero es la emisión del CO2 cuya concentración ha aumentado en un 32% desde la revolución industrial.
Subida del mar (2080 aumentará unos 40 cm de promedio global) 81 millones de personas vivirán en zonas de riesgo de inundaciones y anegamiento.
El aumento de temperatura junto con la alteración del régimen de lluvias y la salinización de acuíferos costeros por intrusión salina provocará escasez de agua y la disminución del caudal de los ríos.

Desertificación

Pérdida de biodiveridad
Pérdida del ozono estratosférico.
Mayor evapotranspiración de las plantas, requiriendo más agua, la reserva de alimentos se verá afectada por cuanto las zonas cultivables se desplazarán hacia alta latitudes, ocasionando hambre.
El incremento de la temperatura y lluvias expanden enfermedades tropicales, como la malaria.

Deterioro de la capa de ozono

Los clorofluorocarbonos (CFC), bifenilos, policlorados y plaguicidas organoclorados, son estables al calor, químicamente inertes y permanecen varios años.
El problema es que no se degradan en la troposfera, si no que se difunden en la estratosfera, y luego se descomponen por reacción fotoquímica, produciendo cloro atómico, que se combina con el ozono reduciendo la capa protectora de la atmósfera contra los temibles rayos ultravioletas provenientes del sol.

Protocolo de Kyoto
Definición

Convenio sobre cambio climático, auspiciado por la ONU dentro de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) firmado por países industrializados. El objetivo principal es disminuir el cambio climático de origen antropogénico cuya base es el efecto invernadero por medio de la reducción de emisiones de seis gases provocadores de calentamiento global (dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), además de tres gases industriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6)), en un porcentaje aproximado de un 5%, dentro del periodo que va desde el año 2008 al 2012, en comparación a las emisiones al año 1990. La Unión Europea se ha comprometido en reducir sus emisiones en 8%, Alemania en 15% y entre los países en vías de desarrollo Argentina ha ofrecido reducir sus emisiones en 25%.

Formas de reducir emisiones

Utilizando fuentes de energía más limpias
Con emisiones de combustibles alternativos como el GLP o el gas natural.
Arquitectura eficiente.
Energías renovables.
Implementando programas de reforestación y forestación
Implementando programas de eficiencia energética en la generación de energía, transporte y usos de los sectores productivos y servicios.
Principales medidas propuestas a nivel mundial para lograr objetivos de reducción gases de efecto invernadero para el 2050:

INDUSTRIAS: Reducir 50% consumo de electricidad y combustibles.
TRANSPORTE: Consumir 30% menos los carros, 50% los aviones, 75% menos los barcos que ahora.
RESIDENCIAL: Refrigeradoras: 15% del consumo actual, TV: 25%, luces: 20% menos.
CONSUMO DE EDIFICIOS: 150 kWh/m2 año actuales a 30 kWh/m2 año.
El Desarrollo Sostenible

“Garantizar que las necesidades del presente se satisfagan, sin poner en peligro la capacidad de futuras generaciones de satisfacer las suyas”

La energía es un medio para favorecer el desarrollo sustentable, es calidad de vida y ambiente

Medidas hacia un sistema energético sostenible

Reducir emisiones de CO2 a la mitad hasta el año 2050.
Reducir el uso de combustibles fósiles en un factor de 4: 25% del consumo actual.
Apertura del mercado energético a centrales que producen electricidad a partir de Energías Renovables. (ER)
Establecer tarifa eléctrica, para proveedores de energía a partir de ER.
Obligatoriedad de producir una parte de la energía a partir de fuentes renovables.
Ajuste de precios: Internalización de costos sociales y ambientales, eliminación de subvenciones a combustibles fósiles (CF)
Estandarizar el uso racional de energía (URE)
Establecer ventajas para inversionistas en URE y ER.
Reformas fiscales para apoyo al uso de ER y desplazar las energías de CF.
Capacitación profesional y técnica en el área.
Sensibilización a consumidores, productores y legisladores en el URE y el ER.