2. MARCO TERICO.En la actualidad, la tendencia mundial se enfoca al uso de energas renovables, mismas que son amigables con el medio ambiente, aprovechando los recursos naturales para generarlas (Vega, 2010). Las fuentes de energas renovables se han convertido en un tema prioritario en las agendas energticas, tanto en los pases industrializados como en muchas economas en desarrollo, gracias a sus efectos beneficiosos en las esferas econmicas, sociales y ambientales (Del Sol, 2008). As, se destaca la importancia de disponer de fuentes alternativas de energa para satisfacer la demanda de las grandes naciones al proporcionar la expansin del crecimiento en las fuentes alternativas (Vilela y Arajo, 2006).De acuerdo a Bertinat (2004), esta tendencia requiere estar fundamentada en los siguientes pilares, condiciones y criterios:- Seguridad en el abastecimiento de los diversos insumos energticos.- Reduccin de la actual dependencia energtica.- Prevenir y revertir los impactos ambientales locales y globales, resultantes del actual sistema de produccin y consumo de energa.- Asegurar la cobertura y el acceso equitativo de toda la poblacin a los recursos y servicios energticos.- Garantizar la participacin democrtica de la poblacin en los procesos de decisin sobre las polticas y proyectos energticos.A partir de la gran importancia que ha tomado este tema, las polticas energticas de los diferentes pases se han enfocado en aumentar gradualmente el suministro de energa renovable, elaborndose para ello una estrategia de desarrollo que diversas regiones, tales como la Unin Europea, Sudamrica y Centroamrica busquen un modo de aprovechar los recursos naturales para la produccin de energa, mismos que minimicen el impacto ambiental de la actividad humana sobre el ambiente natural (Bertinat, 2004).

De lo anterior, el uso de las fuentes alternativas para la generacin de energa elctrica ha tomado un auge importante; en particular el uso de la energa solar, que mediante su utilizacin, se espera satisfaga la demanda de energa de diversas actividades humanas.2.1. Fuentes de energa.Las fuentes de energa se definen como los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energa utilizable en sus actividades (Melndez, 2008). A su vez, estas fuentes de energa, tienen su origen en las fuentes no renovables y renovables, esto de acuerdo al ritmo de consumo de energa que el ser humano requiere. Sin embargo, en la actualidad algunos problemas relacionados con el desarrollo econmico mundial son concernientes con la capacidad energtica de cada pas (Hernndez, 2006).Existen diferentes fuentes de energa, las cuales se pueden clasifican en dos grandes grupos:a) Fuentes no-renovables: las cuales estn disponibles en cantidades limitadas y se agotan por su uso, como los combustibles fsiles (carbn mineral, petrleo, gas natural). Estas tienen la caracterstica de que, una vez utilizadas para la generacin de energa, no se pueden volver a usar.b) Fuentes renovables: son todas aquellas que no se agotan por su uso, como la energa del viento y del sol. El agua y la biomasa tambin se incluyen en esta categora, aunque son renovables bajo la condicin de que la fuente se maneje en forma apropiada, por ejemplo, las cuencas hidrolgicas y plantaciones de rboles.2.1.1. Energas no renovables.De acuerdo a la Agencia Valenciana de Energa (AVEN,2008), las energas no renovables se refieren a aquellas fuentes de energa que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y, una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse, debido a que no existe un sistema de produccin o extraccin viable, la produccin desde otras fuentes demasiado pequeas como para resultar til a corto plazo. A estas fuentes de energa corresponden los combustibles fsiles y los combustibles nucleares.Combustibles fsiles.La combustin de algunos materiales (carbn, petrleo y gas natural, por ejemplo) suministra a las personas una gran cantidad de energa para realizar actividades tecnolgicas. El carbn y, ms tarde, el petrleo, han sido los combustibles ms empleados debido a la gran cantidad de energa proporcionada durante su combustin (Roldan, 2008). La dependencia de la utilizacin de fuentes de combustibles fsiles en el mundo se muestra en la grfica 1, de las cuales el 36% es petrleo, el 23%, carbn y el 21%, gas natural (Hernndez, 2006).Por su parte, el carbn es el combustible fsil de ms abundancia en el mundo. Se utiliza para la generacin de electricidad, la cual ocurre cuando la energa guardada en el carbn se libera y emite calor. Sin embargo, el petrleo es el recurso de energa ms popular en el mundo. Por otro lado, el gas natural es el ms limpio de los combustibles fsiles y el que menos efectos causa sobre el ambiente y la salud (Del Sol, 2008).El uso de estos combustibles puede realizarse de manera directa, quemndolo para producir energa trmica y energa mecnica, as como para la obtencin de potencia elctrica. Dentro de las ventajas que ofrecen el uso de estos combustibles se encuentran la facilidad de su uso, la disponibilidad, etctera. Por otra parte, algunos de los inconvenientes principales son el no ser un recurso renovable y que su uso produce la emisin de gases que contaminan la atmsfera y resultan txicos para la vida (McNeill, s.f).2.1.2. Energas renovables.Las fuentes de energa renovable, son aquellas que por sus caractersticas se convierte en inagotable, aunque sea intermitente su disponibilidad, y su aprovechamiento no causa alteraciones graves al medio ambiente. Este tipo de energa, se define como aquella que administrada en forma adecuada, puede explotarse ilimitadamente, es decir, su cantidad disponible no disminuye a medida que se aprovecha (Hermosillo, 1995).De acuerdo a un comunicado de prensa este tipo de energa, tiene caractersticas importantes destacando principalmente su naturaleza inagotable y renovable, as mismo, es limpia, inagotable y es una alternativa a la actual dependencia del petrleo y de otras alternativas menos seguras y ms contaminantes (Procobre.Org., 2008).Existen varias fuentes de energa renovables, de las cuales se pueden mencionar:- Energa mareomotriz- Energa hidrulica- Energa elica- Energa solar- Energa de la biomasaEn 2009, la universidad de Stanford clasific los sistemas de energa del mejor al peor, teniendo en cuenta su impacto en el calentamiento global, contaminacin, consumo de agua, ocupacin de terrenos, impacto en la vida silvestre y otros factores. El resultado fue el siguiente: 1- Elica; 2- Solar concentrada con espejos; 3- Geotrmica; 4- Mareomotriz; 5- Solar fotovoltaica; 6- Olas; 7- Hidroelctrica; 8- centrales de carbn con secuestro de gases; 9- Nuclear; 10- Gas natural; 11- Petrleo; 12- Etanol de maz y celulsico (Vega, 2009).Sin embargo, a pesar de la clasificacin anterior, dentro de esas fuentes de energa renovable, destaca la energa solar, misma que nos proporciona luz y calor. Desde los albores de la historia, es una fuente inagotable de recursos para el hombre y los seres vivos. Misma que, en forma de luz solar, sustenta a casi todas las formas de vida en la Tierra (Murcia, 2008).Es posible definir a la energa solar como aquella obtenida mediante la captacin de la luz y el calor emitidos por el sol. Esta es considerada como una fuente alternativa que consiste en el aprovechamiento de la energa de la luz radiante emitida por el sol y convertirla en corriente elctrica, la cual, como recurso energtico, est constituida por la cantidad de luz que emite el sol y es interceptada por la tierra. As mismo, constituye un procedimiento limpio y exento de contaminacin por lo que es conveniente al medio ambiente (Catao, 2010).Cabe mencionar que el uso de las fuentes alternativas para la generacin de energa ha ido desarrollndose a medida que las necesidades del ser humano se van acrecentando, as mismo, de la necesidad de la conservacin de los recursos y del planeta. Desde sus inicios, con el descubrimiento del fuego, la humanidad comenz a controlar y modificar muchos procesos que, hasta ese momento dependan de la naturaleza. Desde entonces, la energa ha sido un elemento indispensable en la satisfaccin de las necesidades cotidianas (Del Sol, 2008).Durante la mayor parte de la historia humana, el sistema energtico dependi de los flujos naturales de energa, de la fuerza animal y humana para proveer los servicios requeridos en el modo de calor, luz y trabajo (Del Sol, 2008). Actualmente, podemos decir que las fuentes de energa son abundantes, entre los cuales destacan las fuentes de energa renovables, por su condicin de extensas, no contaminantes y disponibles a nivel local.2.2. Resea histrica de tecnologas de captacin solar y sus aplicaciones.En el empleo de la energa solar como recurso energtico a travs de los procesos naturales, se debe considerar su caracterstica de energa renovable e inagotable pero de disponibilidad cclica y variable. Es posible utilizarla convirtindola en energa trmica y elctrica para satisfacer las necesidades diarias en forma similar a la de las fuentes de energa ms conocidas (Duran, 2005).La idea de concentrar la radiacin solar para obtener ms energa fue realizada por el hombre desde sus comienzos, podemos mencionar ejemplos diversos, tales como el de Euclides, en el cual como consecuencia de sus trabajos de ptica establece que es posible obtener temperaturas elevadas mediante un espejo cncavo. Es tradicin popular que Arqumedes (287 212 A.C) quem las naves Romanas que sitiaban la ciudad de Siracusa utilizando un espejo cncavo. Despus de Arqumedes, hubo poco progreso en la utilizacin de la energa solar.El resurgimiento del uso de la energa solar ocurre con los trabajos de Leclerc (1707 1788), quien construy el primero de los muchos hornos solares. En el ao de 1747, Cassini (1677- 1756), dise una lente, con la cual pudo obtener temperaturas superiores a los 1000 C. Dicho diseo fue utilizado para fundir varillas de hierro y plata. Por su parte, Lavoisier (1743-1794) construy un concentrador con un lente de ms de 1 metro de dimetro, que alcanzaba temperaturas de 1700 C con el que poda fundir platino.Uno de los ms notables avances en proyectos de colectores solares fue durante el siglo XVIII, donde Mouchot en 1895, construy un horno en forma de reflector usando una geometra de cono truncado de 2,2 m de dimetro que utiliz primero en una caldera y despus en una planta para bombear agua (Meinel, 1982). Un aparato construido ms recientemente e importante, es el horno solar de Odeillo (figura 3) construido en la dcada de los 60s. Este horno, representa uno de los dos mayores hornos solares del mundo, con una potencia trmica de 1000 Kw (Castillo, 2007). Este modelo ha permitido ir desarrollando tecnologa y proyectos actuales que han permitido el desarrollo de aplicaciones de concentracin solar.

2.2.1. Aplicaciones en la actualidad.El uso intensivo de esta fuente de energa requiere el empleo de una serie de tecnologas de conversin ms elaboradas, que han sido diseadas en los ltimos 30 aos y que todava se encuentran en estado de desarrollo, fundamentalmente para disminuir sus costos (Durn, 2005).En la actualidad, el aprovechamiento de la energa solar con tecnologas simples ha tomado un gran auge, desde pequeos hornos solares, hasta las tecnologas ms sofisticadas, como las plantas generadoras de energa, con tecnologa de torre central. Los usos que se pueden dar a las tecnologas de concentracin solar, son los siguientes:- Calefaccin domestica.- Refrigeracin.- Calentamiento de agua.Marco terico- Destilacin.- Generacin de energa.- Bombeo de agua.- Fotosntesis.- Hornos solares.- Cocinas.- Evaporacin.- Acondicionamiento de aire.- Control de heladas.- Secado de hierbas y frutas.- Entre otras.Algunos pases se encuentran desarrollando programas y tecnologas de captacin para la obtencin de los beneficios mencionados. Dentro de las economas con ms nivel de desarrollo, se puede destacar a Europa, la cual se encuentra creciendo de manera sostenida en el uso de estas tecnologas; basta mencionar que para finales del 2000, la superficie total de colectores solares instalados en pases europeos asciende a 10,4 millones de metros cuadrados. De la superficie anteriormente mencionada, se debe destacar que tan slo tres pases, Alemania, Grecia y Austria participan del 75,3 % del total de la superficie instalada. Cabe sealar que Alemania y Espaa, se encuentran a la cabeza en la produccin mundial de este tipo de energa (Martnez, 2009).India, en la actualidad, aporta solo el 0.1% de la energa solar que se produce en todo el mundo, sin embargo, desde el 2009 se encuentra en vas de desarrollo en la aplicacin de programas y tecnologas que permitan aprovechar el recurso solar en aras de convertirse en uno de los mayores productores de energa solar (Martnez, 2009). En este mismo sentido, se encuentra Arabia saudita, en la regin del Golfo Prsico, quien cuenta con enorme potencial para las plantas de energa solar, que a pesar de que se encuentra en sus inicios, de acuerdo a Red (2011), ya se cuenta con el funcionamiento de una planta de energa solar en la isla de Farasan inaugurada en octubre de 2011.En Latinoamrica, el uso de esta fuente de energa, se ha ido desarrollando en los ltimos aos. Ejemplos de xitos claros se pueden mencionar los realizados en Colombia, Chile, Argentina, Mxico, entre otros, los cuales, han sido dirigidos a diversas aplicaciones; por ende, se encuentran disfrutando de los beneficios que esta provee. Las aplicaciones ms comunes en Colombia son orientadas al calentamiento de agua para uso domstico, industrial y recreacional (calentamiento de agua para piscinas) y la generacin de electricidad a pequea escala. Otras aplicaciones menos difundidas son el secado solar de productos agrcolas y la destilacin solar de agua de mar u otras fuentes de agua no potable (Murcia, 2008). Por su parte, Argentina se encuentra aprovechando este recurso para la produccin de energa trmica y elctrica, as como el secado de carnes y frutas y el cultivo en invernaderos (Durn, 2005).En Chile, el uso de la energa solar es muy antiguo, siendo utilizada en las salitreras para desalinizar agua. Su principal uso est radicado en la zona norte de Chile y en zonas alejadas con carencia de energticos tradicionales (Bertinat, 2004).Parablico. Este proyecto se ha ido desarrollndose por medio de la Comisin Federal de Electricidad (CFE) en conjunto con empresas espaolas.As mismo, con referencia a la Gaceta UNAM (2011), con el propsito de impulsar la generacin de combustibles solares, el desarrollo tecnolgico y el uso de energas renovables en el pas, el Centro de Investigacin en Energa (CIE) de la UNAM puso en marcha un horno solar, el cual es el primero en Mxico y el nico en su tipo en Latinoamrica.Este Horno Solar, forma parte del Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentracin Solar y Qumica Solar (LACYQS). Es un instrumento cientfico que usa la energa solar concentrada para investigacin bsica, aplicada y desarrollo tecnolgico, as como en el estudio de varios procesos industriales y el desarrollo de componentes de tecnologas para la generacin termosolar de potencia elctrica, entre otros. As mismo, el LACYQS incluye la puesta en marcha de un campo de pruebas de heliostatos y una planta fotocataltica para el tratamiento de aguas residuales.Radiacin solar para aplicaciones trmicas.La radiacin solar se aprovecha tradicionalmente para una gran variedad de aplicaciones trmicas tales como la calefaccin o refrigeracin pasiva de edificios, la produccin de sal o el secado de ropa, grano, madera, pescado y carne, en magnitudes que no se han cuantificado. Existen asimismo diversas tecnologas comerciales para el calentamiento de agua u otros fluidos o bien para refrigeracin. La principal tecnologa para el aprovechamiento trmico de la radiacin solar es el calentador solar de agua (Chvez, 2008). En la figura 5, se observa un calentador instalado en una casa habitacin.Al igual que para el caso del aprovechamiento de la radicacin solar para la generacin de electricidad, el potencial tcnico para el aprovechamiento trmico de la radiacin es prcticamente ilimitado. Por ello, el potencial de desarrollo de esta tecnologa depende ms bien de la demanda para el calentamiento de fluidos a baja temperatura en los sectores residencial, comercial, de servicios, industrial y agrcola.2.3. Beneficios del uso de las fuentes alternativas para la generacin de energa.Beneficios econmicos, entre los cuales se pueden mencionar:- Reduccin de los costos y los riesgos econmicos de la energa.- Contribucin a la soberana energtica.- Aumento de la seguridad en el abasto de energa.Beneficios sociales:- Desarrollo rural e industrial.- Mayor acceso a servicios energticos sustentables en reas rurales.- Fomento del desarrollo industrial y rural.Beneficios ambientales globales y locales.- Mitigacin del cambio climtico.- Reduccin de los impactos del sector energa sobre la salud y el medio ambiente.- Las energas renovables pueden contribuir a la proteccin de bosques y selvas.