Tecnologías limpias: características, ventajas, desventajas y ejemplos

Las tecnologías limpias son aquellas prácticas tecnológicas que tratan de minimizar el impacto ambiental que normalmente se genera en toda actividad humana. Este conjunto de prácticas tecnológicas abarcan diversas actividades humanas, de generación de energía, construcción y los procesos industriales más variados.

El factor común que les une es su objetivo de proteger el ambiente y optimizar los recursos naturales utilizados. Sin embargo, las tecnologías limpias no han resultado completamente eficientes en detener el daño ambiental producido por las actividades económicas humanas.

Figura 1. Paneles solares. Lito Encinas [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], from Wikimedia Commons

Como ejemplos de áreas en las cuales han impactado las tecnologías limpias, podemos mencionar los siguientes:

  • En el aprovechamiento de fuentes de energías renovables y no contaminantes.
  • En procesos industriales con minimización de efluentes y emisiones tóxicas contaminantes.
  • En la producción de bienes de consumo y su ciclo de vida, con mínimo impacto sobre el ambiente.
  • En el desarrollo de prácticas agrícolas sostenibles.
  • En el desarrollo de técnicas de pesca que preservan la fauna marina.
  • En la construcción y urbanismo sostenibles, entre otras.

Generalidades de las tecnologías limpias

Antecedentes

El modelo de desarrollo económico actual ha producido graves daños al ambiente. Las innovaciones tecnológicas llamadas “tecnologías limpias”, que producen menor impacto ambiental, aparecen como alternativas esperanzadoras para hacer compatible el desarrollo económico con la preservación del ambiente.

El desarrollo del sector de tecnologías limpias nace a inicios del año 2000 y continúa en auge durante la primera década del milenio hasta la actualidad. Las tecnologías limpias constituyen una revolución o cambio de modelo en tecnología y gestión ambiental.

Objetivos

Las tecnologías limpias persiguen los siguientes objetivos:

  • Minimizar el impacto ambiental producto de las actividades humanas.
  • Optimizar el uso de recursos naturales y preservar el ambiente.
  • Ayudar a que los países en vías de desarrollo logren un desarrollo sostenible.
  • Colaborar en la reducción de contaminación generada por los países desarrollados.

Características de las tecnologías limpias

Las tecnologías limpias se caracterizan por ser innovadoras y enfocarse en la sostenibilidad de las actividades humanas, persiguiendo la preservación de los recursos naturales (energía y agua, entre otros) y optimizando su uso.

Estas innovaciones buscan la reducción de la emisión de gases con efecto invernadero, principales causantes del calentamiento global. Por ello se puede decir que tienen un papel muy importante en la mitigación y la adaptación al cambio climático global.

Las tecnologías limpias incluyen un amplio rango de tecnologías ambientales como energías renovables, eficiencia energética, almacenamiento de energía, nuevos materiales, entre otros.

Tipos de tecnologías limpias

Las tecnologías limpias se pueden catalogar según sus ámbitos de acción de la siguiente manera:

  • Tecnologías aplicadas al diseño de aparatos para el aprovechamiento de fuentes de energía renovables, no contaminantes.
  • Tecnologías limpias aplicadas “al final de la tubería”, que intentan reducir emisiones y efluentes tóxicos industriales.
  • Tecnologías limpias que modifican los procesos productivos existentes.
  • Nuevos procesos productivos con tecnologías limpias.
  • Tecnologías limpias que cambian los modos de consumo existentes, aplicadas al diseño de productos no contaminantes, reciclables.

Dificultades en la implementación de las tecnologías limpias

Existe un gran de interés actual en el análisis de los procesos productivos y su adaptación a estas nuevas tecnologías más amigables con el ambiente.

Para ello, se debe evaluar si las tecnologías limpias desarrolladas son lo suficientemente efectivas y confiables en solventar los problemas ambientales.

La transformación de tecnologías convencionales, a tecnologías limpias, adicionalmente presenta varios obstáculos y dificultades, tales como:

  • Deficiencia en la información existente sobre estas tecnologías.
  • Carencia de personal capacitado para su aplicación.
  • Alto costo económico de la inversión necesaria.
  • Superar el temor de los empresarios al riesgo de asumir la inversión económica necesaria.

Principales tecnologías limpias aplicadas a la generación de energía: ventajas y desventajas

Entre las tecnologías limpias aplicadas a la producción de energía, se encuentran las siguientes:

-Energía solar

La energía solar es la energía que proviene de la radiación del sol sobre el planeta Tierra. Esta energía ha sido aprovechada por el hombre desde épocas remotas, con tecnologías primitivas rudimentarias que han evolucionado hasta las llamadas tecnologías limpias, cada vez más sofisticadas.

En la actualidad se aprovechan la luz y el calor del sol, a través de diferentes tecnologías de captación, conversión y distribución.

Existen aparatos para captar la energía solar como celdas fotovoltaicas o paneles solares, donde la energía de la luz del sol produce electricidad, y colectores de calor llamados heliostatos o colectores solares. Estos dos tipos de aparatos constituyen el fundamento de las llamadas “tecnologías solares activas”.

En contraste, las “tecnologías solares pasivas” se refieren a técnicas de arquitectura y construcción de viviendas y lugares de trabajo, donde se estudia la orientación más favorable para la máxima irradiación solar, materiales que absorban o emitan calor según el clima del lugar y/o que permitan dispersión o entrada de luz y espacios interiores con ventilación natural.

Estas técnicas favorecen un ahorro de energía eléctrica de climatización (aire acondicionado enfriador o calefacción).

Ventajas de la utilización de la energía solar

  • El sol es una fuente de energía limpia, que no produce emisiones de gases de efecto invernadero.
  • La energía solar es barata e inagotable.
  • Es una energía que no depende de importaciones de petróleo.

Desventajas del uso de energía solar

  • La fabricación de los paneles solares requiere metales y no metales que provienen de la minería extractiva, actividad que impacta negativamente al ambiente.

-Energía eólica

La energía eólica es la energía que aprovecha la fuerza del movimiento del viento; esta energía puede convertirse en energía eléctrica con el uso de turbinas generadoras.

El vocablo “eólico” proviene de la palabra griega Eolo, nombre del dios de los vientos en la mitología griega.

La energía eólica se aprovecha mediante unos aparatos llamados aerogeneradores en parques eólicos. Los aerogeneradores tienen aspas que se mueven con el viento, conectadas a turbinas que producen electricidad y luego a redes que la distribuyen.

Los parques eólicos producen energía eléctrica más barata que la generada por las tecnologías convencionales, basadas en la quema de combustibles fósiles y también existen pequeños aerogeneradores que son útiles en zonas apartadas que no tienen conexión a las redes de distribución de electricidad.

Figura 2. Parque eólico. Fuente: Victor Salvador Vilariño [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons

En la actualidad se están desarrollando parques eólicos marinos ubicados en las costas, donde la energía del viento es más intensa y constante pero los gastos de mantenimiento son mayores.

Los vientos son eventos aproximadamente predecibles y estables durante el año en un lugar determinado del planeta, aunque también presentan variaciones importantes, razón por la cual pueden usarse solo como fuente de energía complementaria, de respaldo, a las energías convencionales.

Ventajas de la energía eólica

  • La energía eólica es renovable.
  • Es una energía inagotable.
  • Es económica.
  • Produce un bajo impacto ambiental.

Desventajas de la energía eólica

  • La energía del viento es variable, razón por la cual la producción de energía eólica no puede ser constante.
  • La construcción de aerogeneradores es costosa.
  • Los aerogeneradores representan una amenaza para la fauna de aves ya que son causa de muertes por impacto o choque.
  • La energía eólica produce contaminación sonora.

-Energía geotérmica

La energía geotérmica es un tipo de energía limpia, renovable, que utiliza el calor del interior de la Tierra; este calor se trasmite a través de las rocas y el agua, y puede ser aprovechado para generar electricidad.

La palabra geotérmico proviene del griego “geo”: Tierra y “termos”: calor.

El interior del planeta tiene una alta temperatura que aumenta con la profundidad. En el subsuelo existen aguas profundas subterráneas llamadas aguas freáticas; estas aguas se calientan y emergen a la superficie como aguas termales o géiseres en algunos lugares.

En la actualidad existen técnicas de ubicación, perforación y bombeo de estas aguas calientes, que facilitan la utilización de la energía geotérmica en diferentes localidades del planeta.

Ventajas de la energía geotérmica

  • La energía geotérmica representa una fuente de energía limpia, que reduce la emisión de gases de efecto invernadero.
  • Produce mínima cantidad de desechos y un daño ambiental muchísimo menor que la electricidad producida por fuentes convencionales como carbón y petróleo.
  • No produce contaminación sónica o ruido.
  • Es una fuente de energía relativamente barata.
  • Es un recurso inagotable.
  • Ocupa pequeñas áreas de terreno.

Desventajas de la energía geotérmica

  • La energía geotérmica puede provocar emisión de vapores de ácido sulfúrico, que es letal.
  • La perforación puede originar contaminación de las aguas subterráneas cercanas con arsénico, amoníaco, entre otros tóxicos peligrosos.
  • Es una energía que no está disponible en todas las localidades.
  • En los llamados “yacimientos secos”, donde solo hay rocas calientes a escasa profundidad y se debe inyectar el agua para que esta se caliente, pueden producirse sismos con ruptura de rocas.

-Energía mareomotriz y olamotriz

La energía mareomotriz aprovecha la energía cinética o de movimiento de las mareas del mar. La energía olamotriz (también llamada undimotriz), utiliza la energía del movimiento de las olas del mar para generar electricidad.

Figura 3. Energía olamotriz. Fuente: P123 [Public domain], from Wikimedia Commons

Ventajas de las energías mareomotriz y olamotriz

  • Son energías renovables, inagotables.
  • En la producción de ambos tipos de energía, no hay emisiones de gases de efecto invernadero.
  • Con respecto a la energía olamotriz, es más fácil predecir las condiciones óptimas de generación que en otras fuentes de energía renovables limpias.

Desventajas de las energías mareomotriz y olamotriz

  • Ambas fuentes de energía producen impacto ambiental negativo sobre los ecosistemas marinos y costeros.
  • La inversión económica inicial es alta.
  • Su uso queda restringido a zonas marinas y costeras.

-Energía hidráulica

La energía hidráulica se genera a partir del agua de ríos, corrientes de agua y cascadas o saltos de agua dulce. Para su generación, se construyen represas donde se aprovecha la energía cinética del agua, y mediante turbinas esta se transforma en electricidad.

Ventaja de la energía hidráulica

  • La energía hidráulica es relativamente barata y no contaminante.

Desventajas de la energía hidráulica

  • La construcción de represas de agua genera tala de grandes extensiones de bosques y graves daños a los ecosistemas asociados.
  • La infraestructura resulta económicamente costosa.
  • La generación de energía hidráulica depende del clima y de la abundancia de agua.

Otros ejemplos de aplicaciones de tecnologías limpias

Energía eléctrica producida en nanotubos de carbono

Se han fabricado aparatos que producen corriente directa disparando electrones a través de nanotubos de carbono (fibras de carbono de dimensiones muy pequeñas).

Este tipo de dispositivo llamado “thermopower” puede suministrar igual cantidad de energía eléctrica que una batería común de litio, siendo cien veces más pequeño.

Tejas solares

Son tejas que funcionan como paneles solares, fabricadas con celdas delgadas de cobre, indio, galio y selenio. Las tejas solares, a diferencia de los paneles solares, no requieren de grandes espacios abiertos para la construcción de parques solares.

Tecnología Zenith Solar

Esta nueva tecnología ha sido ideada por una compañía israelita; aprovecha la energía solar colectando la radiación con espejos curvos, cuya eficiencia es cinco veces mayor que la de los paneles solares convencionales.

Granjas verticales

Las actividades de la agricultura, la ganadería, de la industria, la construcción y el urbanismo, han ocupado y degradado una gran parte de los suelos del planeta. Una solución a la escasez de suelos productivos son las llamadas granjas verticales.

Las granjas verticales en zonas urbanas e industriales, proporcionan áreas de cultivo sin utilización ni degradación de suelos. Adicionalmente, son zonas de vegetación que consumen CO2 -conocido gas de efecto invernadero- y producen oxígeno a través de la fotosíntesis.

Cultivos hidropónicos en filas rotatorias

Este tipo de cultivos hidropónicos en filas rotatorias, una fila encima de la otra, permite una adecuada irradiación solar para cada planta y ahorro en la cantidad de agua empleada.

Motores eléctricos eficientes y económicos

Son motores que tienen cero emisiones de gases de efecto invernadero como dióxido de carbono CO2, dióxido de azufre SO2, óxido de nitrógeno NO, y por tanto no contribuyen al calentamiento global del planeta.

Bombillos ahorradores en el consumo de energía

Sin contenido de mercurio, metal líquido muy tóxico y contaminante del ambiente.

Equipos electrónicos

Hechos con materiales que no incluyen al estaño, metal que es contaminante ambiental.

Biotratamiento de potabilización de aguas

Potabilización de aguas usando microorganismos como bacterias.

Manejo de desechos sólidos

Con compostaje de residuos orgánicos y reciclaje de papel, vidrio, plásticos y metales.

Ventanas inteligentes

En las cuales la entrada de luz se autorregula, permitiendo ahorro de energía y control de la temperatura interior de las habitaciones.

Generación de electricidad a través de bacterias

Estas son diseñadas genéticamente y crecen en desechos de petróleo.

Paneles solares en aerosol

Son fabricados con nanomateriales (materiales presentados en dimensiones muy pequeñas, como polvos muy finos) que absorben rápida y eficientemente la luz solar.

Biorremediación

Incluye la remediación (descontaminación) de aguas superficiales, aguas profundas, lodos industriales y suelos, contaminados con metales, agroquímicos o desechos de petróleo y sus derivados, mediante tratamientos biológicos con microorganismos.

 Referencias

  1. Aghion, P., David, P. and Foray, D. (2009). Science technology and innovation for economic growth. Journal of Research Policy. 38(4):681-693. doi:10.1016/j.respol.2009.01.016
  2. Dechezlepretre, A., Glachant, M. and Meniere, Y. (2008). The Clean Development Mechanism and the international diffusion of technologies: An empirical study. Energy Policy. 36:1273-1283.
  3. Dresselhaus, M. S. and Thomas, I.L. (2001). Alternative energy technologies. Nature. 414:332-337.
  4. Kemp, R. and Volpi, M. (2007). The diffusion of clean technologies: a review with suggestions for future diffusion analysis. Journal of Cleaner Production. 16(1):S14-S21.
  5. Zangeneh, A., Jadhid, S. and Rahimi-Kian, A. (2009). Promotion strategy of clean technologies in distributed generation expansion planning. Journal of Renewable Energy. 34(12):2765-2773. doi: 10.1016/j.renene.2009.06.018
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Biólogo egresada de la Universidad de Los Andes.

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