La energía hidráulica. El agua es una fuente de energía que se aprovecha para la generación de electricidad mediante la construcción de embalses o presas. una central o planta hidroeléctrica utiliza la energía cinética de una caída artificial de agua para mover turbinas que accionan un generador de electricidad. La hidroelectricidad no impacta con severidad en el ambiente, es de bajo costo y además permite almacenar agua que puede ser utilizada con otros fines. una de sus desventajas es que las presas no tienen una vida larga porque se llenan de sedimentos y disminuye su capacidad de almacenamiento.
La generación de electricidad por esta vía se distribuye por todo el mundo, siempre y cuando exista un río que garantice la disponibilidad de una cantidad de agua suficiente para alimentar las turbinas. Las grandes cuencas hidrológicas del mundo presentan embalses que alimentan de energía a los centros urbanos.
La biomasa. Es el conjunto de residuos orgánicos que se utilizan para generar energía. La biomasa primaria proviene directamente de la fotosíntesis y consta de residuos vegetales; la secundaria se conforma de restos de animales. También pertenecen a este tipo de recurso los desechos orgánicos de las agroindustrias, los residuos sólidos urbanos de origen vegetal y animal y las aguas residuales.
La energía de la biomasa se emplea para producir calor mediante la combustión de leña y de carbón vegetal; se utiliza asimismo para fabricar aglomerados, que también sirven como combustibles. El biogás es otra forma de aprovechamiento. Se origina de la transformación de restos orgánicos en gases, como etanol, metano y bióxido de carbono.
La energía eólica. El sol calienta las masas de aire y provoca que cambie su densidad según la temperatura que adquiera; esto hace que fluya y se genere el viento en un proceso que se presenta en forma diaria y estacional. Hay zonas de la atmósfera que se calientan más que otras y el viento se hace más frecuente e intenso en determinadas regiones. La velocidad del viento determina su potencial energético y puede transformarse en energía eléctrica mediante la instalación de generadores que producen fluido eléctrico, susceptible de ser utilizado para el suministro de áreas urbanas o rurales o en instalaciones industriales.
Los generadores son torres dotadas de un sistema de aspas rotatorias que, cuando las impulsa el viento, convierten la energía cinética en electricidad. Las zonas donde se ubican dichas instalaciones son denominadas parques eólicos y constituyen una alternativa energética barata, limpia e inagotable. La tecnología eólica está muy desarrollada en Europa y Estados unidos, donde un importante porcentaje de la energía que se consume tiene ese origen.
La energía solar térmica. Es la energía electromagnética solar, que sirve para calentar fluidos, como el agua. Funciona a partir de absorbedores térmicos expuestos a la luz solar, los cuales se conectan a las redes hidráulicas para calentar el agua.
La energía solar fotovoltaica. La energía solar se captura en una celda fotovoltaica donde la luz se transforma en electricidad. Es útil en procesos industriales o domésticos, sobre todo en localidades rurales, en donde la red eléctrica convencional es poco viable. También se utiliza en faros, sistemas de navegación aérea, teléfonos de emergencia en carreteras, satélites artificiales, estaciones espaciales y en calculadoras. Contribuye al ahorro de energía convencional.
La energía maremotriz. La atracción gravitacional del sol y de la luna sobre las aguas oceánicas produce un movimiento cíclico de elevación de mareas, en magnitudes que van desde unos centímetros hasta varios metros; la pleamar y la bajamar se presentan dos veces al día en periodos predecibles.
El aprovechamiento de las mareas puede lograrse mediante la construcción de confinamientos que almacenen agua durante la pleamar para luego liberarla con lentitud a través de orificios estrechos, lo cual lanza chorros de agua a presión que, al golpear un sistema de turbinas, acciona generadores eléctricos. Las centrales maremotrices requieren de grandes espacios que permitan el almacenamiento masivo de agua que garantice su eficiencia.
Las mareas son una excelente perspectiva energética para el futuro aunque, por ahora, sólo existen algunas centrales maremotrices en Europa y Norteamérica. Su construcción necesita zonas de costa apropiadas, como la entrada estrecha de una bahía o una ensenada.
La energía de las olas. El principio para aprovechar la energía del oleaje se basa en una red de boyas flotantes que tienen la facultad de girar alrededor de ejes fijos; cuando el oleaje golpea las boyas las empuja hacia atrás, luego recuperan su posición inicial cuando la ola pasó. Cada boya tendría acoplado un generador que aprovecharía el movimiento para convertirlo en electricidad. Este sistema presenta dificultades importantes, pues el oleaje es un fenómeno inestable; si es leve, la generación de energía podría ser nula, pero si la amplitud de las olas es excesiva podría dañar los dispositivos. Estas limitaciones dificultan una aplicación práctica; aún está en experimentación.
La energía geotérmica. La produce el calor proveniente del interior de la Tierra, que se deriva de la desintegración de los elementos radiactivos y del calor emitido por las masas ígneas del manto terrestre. Se manifiesta a través de fenómenos volcánicos, géiseres y manantiales termales.
Los sitios de la corteza terrestre capaces de albergar energía geotérmica deben cumplir con condiciones específicas para hacer rentable su explotación. Se denominan campos geotérmicos y se localizan en zonas activas de la corteza terrestre, como las zonas volcánicas, los límites de placas tectónicas y las dorsales oceánicas. El campo geotérmico debe tener un techo de rocas impermeables; un acuífero de alta permeabilidad, entre 300 y 2 000 m de profundidad; rocas fracturadas que permitan la circulación convectiva de fluidos y la transferencia de calor de la fuente a la superficie y una fuente de calor magmático que se encuentra entre 3 y 10 km de profundidad y de 500 a 600 grados centígrados.
Los sitios donde se localizan los campos geotérmicos son las zonas de subducción. El mejor ejemplo de estas regiones calientes alrededor de los márgenes de las placas se encuentra en las áreas que bordean el océano Pacífico: la cordillera de los Andes, América Central, México, la sierra Cascada en Estados unidos, Canadá, la sierra Aleutiana en Alaska, la península de Kamchatka en Rusia, además de Japón, Filipinas, Indonesia y Nueva Zelanda.
También hay áreas donde las placas se están fragmentando, como Islandia, el valle del Rift en África y la zona del Atlántico medio. Los puntos calientes son sitios fijos en el manto que producen continuamente magma; dado que algunas placas se mueven de manera constante a lo largo de un punto caliente, se forman manantiales y volcanes, como la cadena insular de Hawai.
La geotermia tiene un enorme potencial energético. Puede producir miles de megavatios de electricidad, cantidad suficiente para sustituir a varias plantas nucleares. Esta energía se utiliza en sistemas de calefacción, en procesamiento de alimentos, lavado y secado de lana, fermentación, elaboración de papel, de ácido sulfúrico, cemento, teñido de telas y en balneología.
