La principal ventaja de la energía solar está relacionada con la reducción de emisiones de CO2, y en la mayoría de los casos, a la no existencia de emisiones tóxicas en el aire o desechos durante su operación. Entre los impactos ambientales positivos fundamentales de la energía solar, se pueden enumerar los siguientes:
· Reducción de emisiones de gases invernaderos (principalmente CO2, NOx) y prevención de emisión de gases tóxicos (SO2, material particulado).
· Reclamación de territorios degradados.
· Reducción de líneas de transmisión requeridas para las redes eléctricas.
· Protección y mejoramiento del uso de los reservorios de agua.
Adicionalmente pueden enumerarse impactos positivos desde un punto de vista socioeconómico:
· Incremento de la independencia energética regional y nacional.
· Provisión de oportunidades significativas de trabajo.
· Soporte a la desregulación de los mercados.
· Facilitación de la electrificación de zonas rurales en países en desarrollo.
Usualmente los inconvenientes e impactos negativos, son mitigables o poco importantes comparados con los beneficios. Muchos de los impactos sociales de este tipo de energía, dependen de la opinión subjetiva de las personas que viven en las áreas circundantes y de su percepción de la “comodidad”, que adiciona o quita la instalación de este tipo de energía. Este tipo de impacto de índole social, puede ser mitigado o completamente eliminado en su origen, con un buen plan de obras y una planificación estratégica asociada a la instalación y operación de la planta solar. Entre dichas acciones se encuentran las siguientes:
· Localización apropiada de la central solar, lo cual incluye evaluación precisa de alternativas de lugar y estimación de impactos esperados en la zona (en la belleza, vida natural, ocupación de suelos, etc).
· Prácticas apropiadas de operación para evitar accidentes durante la operación del sistema (como el derrame de líquido refrigerante en el caso de las alternativas termo-solares).
· Compromiso de la opinión pública y de las personas implicadas, en los alcances del proyecto desde tempranas etapas de planificación del mismo.
· El uso de mejores tecnologías y técnicas para la implementación del proyecto.
· Integración de los sistemas solares en las estructuras ya existentes (si es que aplica).
· Restricciones de planificación sensibles a variables relevantes (uso del agua, pérdida de hábitat, estimación de ahorro en la producción de CO2, etc).
· Restablecimiento de flora y fauna en los sitios afectados y respeto de los tiempos de regeneración de los hábitats.
· Estudios centralizados de impactos ambientales en planta en cuestión.
Los impactos asociados entonces a la energía solar pueden enfocarse desde una perspectiva cualitativa o de una perspectiva cuantitativa, dependiendo de la disponibilidad de información y estudios asociados a cada uno de los impactos determinados.
Análisis cualitativo de los impactos asociados a la energía solar
En este apartado se realiza un análisis descriptivo de los impactos tanto para sistemas fotovoltaicos, como para sistemas termo-solares (concentradores de calor); ya sea generando calor propiamente tal o electricidad por medio de los sistemas térmicos de generación.
Celdas Fotovoltaicas
La energía solar fotovoltaica (PV, que en inglés significa photovoltaic) es una de las energías más limpias y viables para utilizar en entornos urbanos. Mientras que la fase de operación causa pocos impactos, hay muchos impactos significativos en las etapas de producción, construcción y desmantelamiento. A continuación se describen aquellos mencionados en la literatura donde se investigó.
§ Impacto sobre el uso del suelo.
En el caso de uso del suelo, el impacto sobre el ecosistema natural es dependiente de factores específicos como la topografía del territorio y el área cubierta por los paneles fotovoltaicos. Sin embargo la mayoría de los impactos sobre el territorio vendrán dados por la modificación del paisaje debido a las actividades de construcción e instalación de las plantas de generación. En este punto, existe un tema social de gran importancia asociado al lazo que se genera entre los propietarios de tierras cultivables y sus terrenos, siendo un problema importante el rechazo que pueda generarse en torno a estos proyectos
Las centrales PV de gran capacidad instalada, pueden ocupar un área muy grande (1.6 ha/GWh/año) que produce un impacto significativo visualmente. En cambio, existe un impacto mínimo de uso de suelos, ecológico y visual, en esquemas de gran escala incorporados en las azoteas de los edificios, y en esquemas de pequeña escala
§ Impacto sobre el recurso aire
En términos de polución del aire, la contaminación asociada a este tipo de energía se encuentra concentrada principalmente en las etapas de manufactura y producción de los dispositivos, dependiendo estos impactos específicamente de los índices de eficiencia de dichos procesos. Adicionalmente hay un impacto asociado a la etapa de transporte de los equipos, pero este impacto es muy pequeño, encontrándose entre los 0.1% y 1% del total de las emisiones
§ Impactos asociados al incremento del riesgo sobre los seres humanos.
Adicionalmente pueden existir impactos en las personas debido a las rutinas de trabajo y la descarga de contaminantes al ambiente. Esta liberación de sustancias anormales puede generarse debido a procedimientos de operación mal ejecutados y pueden generar pequeños riesgos de índole público
Un amplio rango de materiales químicos, algunos potencialmente tóxicos y peligrosos, son usados en la producción de celdas fotovoltaicas; entre ellos SiHCl3, POCl3, SiH4, PH3, B2H6, Cd, SeH2, dependiendo del tipo de celda fotovoltaica. Además existen riesgos asociados a que son inflamables, e incluso pueden explotar en contacto con el aire o con altas temperaturas
En plantas de gran escala, la liberación de estos materiales sólo podría ocurrir en condiciones anormales de operación, por lo que poseerían un riesgo ínfimo para la salud pública. Los riesgos a la salud por manipulación de estos materiales, son equivalentes a los de otras plantas químicas donde se usan mezclas de gases explosivas o tóxicas
En la etapa de desmantelamiento, el depósito de módulos de CdTe (cadmio-telurio) puede ser una amenaza para la salud, si no es reciclado o desechado de acuerdo a las regulaciones pertinentes, ya que el cadmio es tóxico. De todas formas, el cadmio presente en los paneles fotovoltaicos se encuentra en bajas concentraciones (menos de 10 g por m2)
§ Impactos asociados a la emisión de ruido.
En cuanto a los impactos asociados al ruido, estos se encuentran principalmente concentrados en la etapa de construcción e instalación de los sistemas en cuestión.
§ Impactos sobre la vida silvestre.
Uno de los principales impactos en la etapa de construcción, es el efecto en el ecosistema debido al uso de suelos y los disturbios cuando se trata de plantas de gran escala. Estos impactos son los típicos de una obra de ingeniería de gran magnitud. Éstos pueden ser mitigados haciendo una planificación más cuidadosa y ayudando a restablecer la biodiversidad previa en lugares adyacentes de manera artificial. Una vez que se completa la construcción, el suelo no necesariamente es afectado en el uso. En regiones secas y de altas temperaturas, la sombra provista por el arreglo de celdas fotovoltaicas, puede ayudar a retener la humedad del terreno y reducir la transpiración de las plantas, teniendo un efecto beneficioso en la productividad de la tierra. Sin embargo, estos esquemas pueden tener un impacto significativo en áreas ecológicamente más sensibles
§ Impacto Visual.
Los impactos visuales, al igual que en el caso térmico, son dependientes de la percepción subjetiva de los sujetos sometidos a dicho impacto. Más, estos pueden ser reducidos mediante planificaciones óptimas de arquitectura para los edificios beneficiados por la energía fotovoltaica. Este tipo de impactos puede mitigarse ubicando de manera correcta los paneles o utilizando accesorios de color, que permitan integrar a las estructuras de mejor forma dichos paneles
§ Otros impactos.
También existen impactos asociados a la producción de desechos. Estos impactos, cobran relevancia cuando se está hablando de sistemas fotovoltaicos aislados de la red, donde es necesario utilizar sistemas de almacenamiento, principalmente baterías. Estas baterías, debido a su corta duración y alto contenido de metales pesados, representan un impacto importante que deben ser manejados en estos sistemas
Concentradores de Calor
§ Impactos sobre el uso del suelo.
En el caso de estos dispositivitos, ya sea para la generación térmica o eléctrica, es posible decir que están entre las energías renovables más eficientes en cuanto a uso del suelo (aproximadamente 0.25 ha/GWh/año). Además, se sitúan por lo general en áreas desiertas donde el suelo no tiene uso alternativo y no habitan comunidades. Sin embargo, se debe poner atención a las fases de planificación, construcción y operación, para minimizar los efectos en la vegetación y hábitat de los animales. El uso de los suelos dependerá del tipo y las dimensiones de la planta solar en cuestión. En el caso de sistemas urbanos individuales o de comunidades a pequeña escala, los generadores termo-solares de calentamiento, pueden estar ubicados en las mismas estructuras de las viviendas de cada persona, sin hacer un uso elevado del recurso suelo (la mayor parte es abarcada por el emplazamiento de los sistemas de almacenamiento de energía). En el caso de centrales de gran escala (sistemas centralizados) existe una extensa ocupación de territorios
§ Impacto sobre el recurso agua.
Los sistemas de torres concentradoras y parábolas que usan plantas de vapor para generar electricidad, necesitan agua. Esto puede ser un problema importante por los escasos recursos hídricos en las zonas áridas. Además, existe el riesgo de contaminación del agua por descargas térmicas y desecho accidental de elementos químicos, lo que se puede evitar con una mejor práctica en la operación
§ Impactos asociados al incremento del riesgo sobre los seres humanos.
Por otra parte, los sistemas de refrigeración asociados a estos sistemas pueden causar incendios y liberar gases desde los refrigerantes vaporizados, afectando desfavorablemente la salud y la seguridad de las personas. Pueden producirse accidentes asociados a la fuga de líquidos refrigerantes ya que estos necesitan recambio cada 2 o 3 años. En sistemas simples, el refrigerante puede ser agua, pero en el caso de sistemas más complejos, estos refrigerantes pueden ser glicol, nitratos, alcoholes aromáticos, etc. Lo cual hace más complicado el hecho de que existan fugas de estos compuestos, tanto en términos sociales como en términos de la seguridad de la comunidad y la promoción de su salud
Los concentradores parabólicos, tienen el potencial de concentrar la luz a alta intensidad, lo cual puede dañar la vista por contacto directo. Lo anterior, en condiciones normales de operación no debería ocurrir, pero una falla en el sistema de seguimiento podría eventualmente poner en riesgo a los trabajadores que se encuentren en el lugar. A pesar de lo anterior, de todas formas los haces individuales pueden considerarse poco peligrosos
Acompañando lo expuesto anterior, la instalación de sistemas solares térmicos en edificios puede presentar algunos impactos para estos mismos edificios. Estos están representados específicamente por un aumento en el riesgo de incendios en el edificio y la intrusión de agua en el techo de los edificios
§ Impactos asociados a la emisión de ruido.
El ruido que afecte a este tipo de plantas tiende a ser no significativo debido al emplazamiento que las plantas poseen. Si bien, en el caso de los sistemas de generación eléctrica, los motores tipo stirling generan ruido, éste no es mayor al de un sistema diesel. De todas formas, la investigación va encausada hacia el diseño y fabricación de motores stirling más silenciosos
§ Impactos sobre la vida silvestre.
Por otra parte, los efectos sobre la vegetación y la vida silvestre que estas instalaciones pueden producir pueden ser mitigados con un mayor trabajo en las fases de planificación y construcción. Incluso algunas de estas instalaciones, si son instaladas de una manera apropiada pueden favorecer la aparición y mantenimiento de microclimas. El impacto sobre la vida silvestre se encuentra concentrado principalmente en los pájaros e insectos voladores. Sin embargo, las aves tienen a alejarse de zonas peligrosas y la pérdida de insectos es insignificante
§ Impacto visual.
En cuanto a los impactos visuales se refiere, las torres concentradoras de calor son las que mayor impacto pueden generar. Inicialmente existe un impacto visual asociado a este tipo de plantas, mas en los últimos años los arquitectos se han abocado a utilizar las infraestructuras solares de manera integrada dentro del diseño de las edificaciones. Así mismo el tema de la componente estética de las instalaciones solares es de absoluta índole subjetiva.
§ Impactos sobre la empleabildad asociada.
En términos sociales, este tipo de plantas puede generar empleos tanto en su fase de construcción como en su fase de operación
Un resumen de lo expuesto anteriormente puede ser observado en la
Tabla 1 y la Tabla 2. La Tabla 3 muestra una clasificación cualitativa del grado de cada uno de los impactos asociados a la energía solar.
Tabla 1 - Impactos negativos asociados a las plantas fotovoltaicas y posibles medidas de eliminación o mitigación
| Impactos | Mitigación por intermedio de tecnologías y técnicas |
| Uso de suelos (Grandes áreas son requeridas para estos sistemas. Reducción de tierras cultivables) | · Uso de áreas desoladas y desérticas · Evitar el uso de zonas sensibles por temas ecológicos o arqueológicos · Utilizar como aislación acústica para carreteras u hospitales |
| Intrusión visual y estética | · Sistemas cuidadosamente diseñados · Integración en edificios como elementos arquitectónicos. · Utilización de paneles solares en vez de espejos en construcciones modernas |
| Impacto en los ecosistemas (aplicable a configuraciones grandes de paneles fotovoltaicos) | · Evitar ecosistemas sensibles y áreas de belleza natural o importancia arqueológica. |
| Uso de materiales tóxicos e inflamables (durante la fase de construcción) | · Evitar la liberación de materiales potencialmente tóxicos y peligrosos con la adopción de regulaciones existentes y buenas prácticas de trabajo. |
| Leves riesgos en saluda a causa de la manufactura, uso y disposición de los sistemas | · Buenas prácticas de trabajo (uso de guantes de protecciones, lentes de sol y ropa adecuada durante la construcción) |
Tabla 2 - Impactos negativos asociados a las plantas termo - solares y posibles medidas de eliminación o mitigación
| Impactos | Mitigación por intermedio de tecnologías y técnicas |
| Actividades de construcción | · Buenas prácticas laborales · Restauración de sitios · Evitar el uso de ecosistemas sensibles y áreas de belleza natural |
| Impactos visuales en la estética de edificios | · Adopción de estándares y regulación para diseños ambientalmente amigables · Buenas prácticas de instalación · Promover la integración de los sistemas solares en los edificios · Evitar la instalación de paneles solares en los edificios de importancia histórica o que requieran conservación |
| Accidentes asociados a la liberación de químicos a las rutinas de trabajo | · Reciclar los químicos utilizados en el proceso · Buenas prácticas y disposiciones apropiados |
| Uso de suelos | · Localización y diseños apropiados. |
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| Efectos sobre los ecosistemas, la flora y la fauna (especialmente aves) | · Localización apropiada ( lejos de ecosistemas sensibles) |
| Impacto en el uso del recurso acuífero (para sistemas de enfriamiento de valor) y posiblemente, polución del agua debido a contaminación térmica por descarga o accidental liberación de químicos usados en el sistema. | · Restricciones apropiadas (El uso no excesivo de los recursos existentes) · Uso de tecnología mejorada (uso de sistemas de transferencia de calor por aire) · Explotación de aguas calientes generadas cerca de la industria en la línea de producción. · Practicas de buena operación y concordancia con la regulación de seguridad existentes · Educación de los empleados y familiarización de los mismos con los sistemas. |
Tabla 3 - Clasificación cualitativa de los diferentes impactos asociados a la energía solar
| Problema ambiental | Producción termo solar centralizada | Producción termo solar distribuida | Generación fotovoltaica centralizada | Generación fotovoltaica distribuida | Electricidad termo solar |
| Impacto visual | ++ | + | ++ | + | +++ |
| Accidentes laborales y liberación de tóxicos | + | ++ | +++ | +++ | ++ |
| Uso de suelos | ++ | + | ++ | + | +++ |
| Seguridad laboral e higiene | ++ | ++ | ++ | ++ | +++ |
| Efectos en el ecosistema | + | | + | | ++ |
| Impacto en los recursos acuíferos | ++ | + | + | + | +++ |
