Hacia un futuro energético sostenible

Por Mario Alberto Arrastñia Ávila

Si a usted le motivan los temas energéticos, sin dudas en este libro encontrará cuestiones que le resultarán interesantes y lo harán adentrarse más en el mundo del aprovechamiento de las fuentes renovables de energía en nuestro país. Si usted no es todavía un ávido lector de estos temas, Hacia un futuro energético sostenible lo animará a conocer má

• Idioma: Español
• Editorial: Nuevo Milenio
• Fecha de lanzamiento: 24 jul 2019

Mario Alberto Arrastñia Ávila

Mario Alberto Arrastía Ávila (La Habana, 1959). Licenciado en Educación en la especialidad de Física y Astronomía (1982) por la Universidad de Ciencias Pedagógicas Enrique José Varona, donde fundó y coordinó la Cátedra de Educación Energética, entre 1998 y 2006. Es miembro de la Sociedad Cubana para la Promoción de las Fuentes Renovables de Energía y el Respeto Ambiental, Cubasolar (1998). Trabaja como especialista del Centro de Gestión de la Información y Desarrollo de la Energía, CUBAENERGÍA (2007). Impartió la asignatura de Física durante 26 y entre 2003 y 2005 participó como colaborador en el Proyecto Dinaledi para el mejoramiento de la enseñanza de las ciencias en escuelas de nivel medio en la República de Sudáfrica. Ha participado en eventos científicos sobre temas energéticos y ambientales en Cuba y en el extranjero, y ha impartido conferencias sobre educación energética y energías renovables en Argentina, Australia, Bélgica, España y Estados Unidos. Ha publicado artículos científico-populares sobre temas energéticos en la prensa cubana y en revistas extranjeras. Es autor de libros sobre energía y temas afines Ahorro de energía y respeto ambiental. Bases para un futuro sostenible (Editora Política, 2002), Energía y Medio Ambiente (Editora Política, 2006), Energía y Cambio Climático (Ed. Academia, 2012) y Energía El invencible dios Sol (Ed. Científico-Técnica, 2013). Ha participado en programas radiales y televisivos.

Vista previa del libro

Edición  e-book: Lic. Aldo Gutiérrez Rivera

Edición base: Ing. Isis Pérez Hernández

Diseño de cubierta: Liodibel Pablo Claro Drake

Foto de cubierta: Embalse de la Hidroeléctrica Hanabanilla

(Fototeca del autor)

Ajuste de la colección, realización

y emplane digital: Madeline Martí del Sol

Corrección: Lic. Aida Elena Rodríguez Reiner

Maquetación e-book: Téc. Amarelis González La O

© Mario Alberto Arrastía Ávila, 2015

© Sobre la presente edición:

Editorial Científico-Técnica, 2016

ISBN 978-959-05-0944-5

INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO

Editorial Científico-Técnica

Calle 14, no. 4104 e/ 41 y 43, Playa, La Habana, Cuba

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Índice de contenido

Agradecimientos

Introducción

APUNTES PARA LA HISTORIA DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN CUBA

CONDICIONES QUE FAVORECEN EL USO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN CUBA. POTENCIALIDADES

NUEVO PARADIGMA ENERGÉTICO

BIOMASA CAÑERA COMO FUENTE RENOVABLE DE ENERGÍA

VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE BIOMASAS NO CAÑERAS

BIOGAS

PULMONES ÚTILES DE CERDO

BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS

HIDROENERGÍA

LA HIDROELÉCTRICA QUE NUNCA FUE

CALENTAMIENTO DE AGUA CON ENERGÍA SOLAR

SECADO SOLAR

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA DEL MAR

POLÍGONO SOLAR

EDUCACIÓN Y CONCERTACIÓN PÚBLICA PARA EL USO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

ENERGÍAS RENOVABLES, DESARROLLO LOCAL Y ACTUALIZACIÓN ECONÓMICA

PERSPECTIVAS DE LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA EN CUBA HASTA EL AÑO 2030

Bioenergía

Energía solar fotovoltaica

Energía eólica

Hidroenergía

Energía solar térmica

Epílogo

Bibliografía

DATOS DE AUTOR

A la memoria de mi padres, Mario Arrastía y Deysi Ávila, a quienes nunca olvido, y cuyo ejemplo y enseñanzas siempre me guían. A mi segunda madre, María Martínez, y a sus hijos José Luis y Jesús. A mi prima Bárbara, a mi hijo Junior Arrastía y a mi esposa Cary.

A mi hermano Jacques y a su esposa Magda.

Agradecimientos

Deseo comenzar expresando mi agradecimiento a la Sociedad Cubana para la Promoción de las Fuentes Renovables de Energía y el Respeto Ambiental (Cubasolar), por ser la fuente de inspiración de mi trabajo desde que en 1998 mi colega y amigo Ricardo Bérriz me recomendase unirme a esta organización de la sociedad civil de nuestro país. En particular agradezco a su presidente el Dr. C. Luis Bérriz Pérez, pues su visión y compromiso con las actividades de divulgación y educación energética han permitido que los conocimientos sobre las energías renovables y las tecnologías que existen para transformarlas en energía útil, lleguen a todos los rincones del país y más allá de nuestras fronteras geográficas. Las Directivas de trabajo No. 1 y 2 de Cubasolar, Educación y Cultura e Información y Comunicación, son el faro que permanentemente guían mi trabajo en el campo del aprovechamiento de las fuentes renovables de energía. Agradezco también al director de CUBAENERGÍA, Lic. Manuel Álvarez González, y al Ing. Rosell Guerra Campaña, jefe del Departamento de Energías Renovables del Ministerio de Energía y Minas, que me acompañaron durante todo el proceso editorial.

Muy valiosa ha sido la ayuda que he recibido de varios compañeros que me aportaron información, revisaron y corrigieron los textos y me facilitaron el acceso a los medios informáticos, cuando mi computadora sucumbió. Agradezco a Ms. C. Alejandro González García, Dr. C. Sergio Corp Linares y Ms. C. Enrique Viant Garrido, del Grupo de Eficiencia Energética; Dr. C. Oscar Jiménez Cabezas, Dr. C. Alfredo Curbelo Alonso e Ing. Yoel Lastre del Grupo de Bioenergía y el Dr. C. Antonio Valdés, secretario del Programa de Desarrollo Sostenible de las Fuentes Renovables de Energía, todos ellos de CUBAENERGÍA. Agradezco también al Ing. José Hernández jefe del Departamento de Energía Integral del Ministerio de la Agricultura, Ing. Guillermo Leiva Viamonte de INEL, Ing. Bárbara Hernández, directora de Generación Eléctrica del Grupo AZCUBA; y al Dr. C. Roberto Sosa director del Centro de Promoción del Biogás. Agradezco el apoyo que me brindaron el Dr. C. Jesús Suárez Hernández, subdirector de la Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey en Matanzas; el amigo y arqueólogo Darwin Arduengo; Argel Calcines, director de la revista Opus Habana, y su secretaria Cary. En el proceso de redacción del libro disfruté mucho conversar sobre ciencia, cultura y energías renovables, con mis amigos el escritor y pintor Ernesto González Litvinov, su hermano y la madre de ambos. Ernesto y Yuri me ayudaron a conocer a su padre que, al igual que yo, también soñó con una mayor utilización de la energía solar.

Quiero expresar con estas sencillas frases el profundo agradecimiento y cariño que siento hacia María Martínez, que con sus 100 años de edad me llena de consejos y es para mí como la madre que perdí hace ya 10 años. También a sus hijos José Luis y Jesús. Agradezco a los compañeros de la Editorial Científico-Técnica, que hicieron posible que esta obra llegase a las manos de los lectores cubanos. A la compañera Miriam Raya, quien siempre confió en que yo pudiese terminar de escribir este libro en el tiempo previsto y a mi editora Isis Pérez por su encomiable trabajo.

Introducción

Entre 1992 y 2012, la producción nacional de petróleo aumentó 240 % y cerró 2012 con casi tres millones de toneladas. En ese mismo período la cantidad de electricidad generada con fuentes renovables disminuyó 43 %. Esta es una espada de Damocles sobre la economía cubana. El crudo nacional satisface casi la mitad de nuestras necesidades energéticas para procesos artificiales como la generación eléctrica y el transporte automotor. Sin embargo, no se puede olvidar que la mayor parte de la energía que recibimos a diario nos la proporciona la radiación solar. En efecto, el Sol es el motor del ciclo hidrológico gracias al cual al caer la lluvia se irrigan de forma natural nuestros campos, el agua corre por los ríos y arroyos que serpentean entre las montañas y hace funcionar las hidroeléctricas, y se llenan las presas que garantizan la disponibilidad de agua para el consumo humano, agrícola, animal e industrial. La radiación solar nos ilumina durante aproximadamente la mitad de cada día. Al absorberla las plantas crecen y en el proceso captan y secuestran dióxido de carbono, con lo cual nos prestan un importante servicio ambiental de forma completamente gratuita.

A pesar de que para los procesos artificiales dependemos casi absolutamente de los combustibles fósiles, la cantidad de energía que nos trae la radiación solar que incide sobre nuestro territorio nacional, es unas dos mil veces mayor que la energía térmica que se desprende de los combustibles fósiles que empleamos para garantizar los diferentes servicios energéticos, basados en procesos artificiales, que requerimos para el desarrollo del país. La carga económica que implica la factura petrolera nacional se incrementa notablemente por la importación de petróleo, lo que implica enormes erogaciones de divisas y crea dependencia energética. El costo de la energía eléctrica servida a los consumidores en Cuba ascendía en agosto de 2014 a 21,1 centavos de dólar por cada kilowatt-hora, de acuerdo con datos aportados por el Ministerio de Energía y Minas, uno de los más altos de la región latinoamericana. Según la Unión Eléctrica (UNE), la generación de cada kilowatt-hora en nuestro país provocó en el año 2011, la emisión a la atmósfera de 867,4 g de dióxido de carbono, una cifra que es muy alta (de hecho una de las más altas del mundo respecto a la cantidad de CO2 emitido por kilowatthora generado) y representa uno de los principales problemas del sector energético cubano (Fig. 1). En el programa televisivo Mesa Redonda del 12 de agosto de 2014, se presentó una gráfica donde se aprecia que en 2013 las emisiones por kilowatt-hora entregado subieron hasta llegar a 1 127 g/kWh. Es fácil comprender que toda esta situación debe ser cambiada.

El conjunto de las fuentes de energía que se utilizan para satisfacer nuestras necesidades energéticas, o como se le conoce en el lenguaje técnico, la matriz energética, debe ser modificada. La modificación debe ser de tal magnitud, que en la matriz energética que se construya tengan cada vez mayor participación las fuentes renovables de energía y se aumente la eficiencia en la generación de electricidad a partir de tecnologías más modernas y con mayores controles de emisiones. Pero, ¿qué son las fuentes renovables de energía?, ¿cómo se clasifican?, ¿es cierto que las tecnologías para aprovechar las fuentes renovables de energía son muy caras, y que con el uso de estas fuentes no se pueden satisfacer todas nuestras necesidades energéticas, pues son intermitentes y dispersas? y, ¿en qué podría contribuir el ciudadano común con las fuentes renovables de energía y con el desarrollo energético sostenible del país? Aunque en mayor o menor medida estas cuestiones ya han sido abordadas por los medios de difusión masiva, por otros libros y en particular por la revista Energía y Tú que publica Cubasolar, intentaremos tratarlas de forma breve.

Fig. 1 Termoeléctrica Este Habana (Fototeca del autor).

Comencemos por el concepto de fuente renovable de energía. Si se quiere explicar qué son estas fuentes con muy pocas palabras, se puede decir sencillamente que son aquellas que se renuevan continuamente de manera natural y que son prácticamente inagotables. Podemos agregar que son fuentes mucho más limpias que los combustibles fósiles y la energía nuclear, a cuyo uso está asociado un notable impacto ambiental. Un concepto más elaborado el lector lo puede hallar en el libro Energía. El invencible dios sol, publicado en 2013 por la Editorial Científico-Técnica. En dicha publicación los autores explican que las fuentes renovables de energía son aquellas cuya disponibilidad se repite periódicamente de manera natural, en intervalos fijos o variables y en cantidades que generalmente no son constantes. Algunas derivan de la captación directa de la energía solar mientras que otras, por el contrario, son manifestaciones indirectas de la energía que llega desde el astro rey.

Para su estudio las fuentes renovables de energía pueden separarse en dos grupos, las que constituyen manifestaciones directas de la energía solar y aquellas que son el resultado de manifestaciones indirectas de la energía solar. Por ejemplo, la radiación luminosa y la energía térmica o calor que nos llegan desde el Sol, son manifestaciones directas de su enorme caudal energético. La energía solar fotovoltaica, la energía solar térmica y la bioenergía, son fuentes renovables de energía derivadas de las manifestaciones directas