2. ¿ Cuáles son las
fuentes de energía ?
3. Mejoras en la eficiencia
energética
4. El principio de
conservación de la energía
5. La degradación de la
energía
- Conocer las fuentes de
energía renovables y no renovables - Conocer los orígenes de estas fuentes de
energía - Conocer el por qué del ahorro de
energía - Conocer porqué decimos que la energía
nunca se pierde, sino que se degrada - Conocer nuestros próximas fuentes de
energía (menos costosas)
En muchas ocasiones de tu vida cotidiana usamos el
termino energía para significar fuerza, vigor
o actividad. Sin embargo, desde el punto de vista
científico, el concepto de
energía es distinto.
La energía es lo que hace que todo funcione. Sin
energía no podrían funcionar las máquinas,
ni siquiera podrían producirse los procesos
vitales. por lo que no seria posible la vida. En resumen, puede
decirse que la energía es todo aquello que hace posible
cualquier actividad, tanto física como
biológica.
No obstante, el concepto de
energía no es fácil de comprender, ya que la
energía solo se pone de manifiesto cuando pasa de unos
cuerpos a otros. es decir, cuando se transforma. Continuamente se
producen transformaciones de energía en la Naturaleza: la
energía que recibimos del Sol transforma en agua la nieve
de las montañas, eleva la temperatura de
los ambientes, hace crecer las plantas que
alimentan a diferentes animales, etc. Es
decir, muchas de estas transformaciones tienen lugar sin que
intervenga el
hombre.
Según lo expuesto, se puede definir la
energía en los siguientes términos:
La energía es una propiedad de
los cuerpos que produce transformaciones en ellos mismos o en
otros cuerpos.
No es lo mismo energía que fuerza: las
fuerzas se ejercen sobre los cuerpos, mientras que la
energía la poseen los cuerpos, pasando de unos a
otros.
2. ¿
Cuáles son las fuentes de energía
?
- Energía
nuclear
Está contenida en los núcleos de los
elementos químicos y se aprovecha en las centrales
nucleares. Energía liberada durante la fisión o
fusión
de núcleos atómicos.
- Energía
cinética
Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La
energía cinética depende de la masa y la velocidad del
objeto según la ecuación E = 1mv2, donde
m es la masa del objeto y v2 la velocidad del
mismo elevada al cuadrado. La energía asociada a un objeto
situado a determinada altura sobre una superficie se denomina
energía potencial. Si se deja caer el objeto, la
energía potencial se convierte en energía
cinética.
- Energía
potencial
Energía almacenada que posee un sistema como
resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Por
ejemplo, si se mantiene una pelota a una cierta distancia del
suelo, el
sistema formado
por la pelota y la Tierra
tiene una determinada energía potencial; si se eleva
más la pelota, la energía potencial del sistema
aumenta.
Para proporcionar energía potencial a un sistema
es necesario realizar un trabajo. Se requiere esfuerzo para
levantar una pelota del suelo, estirar
una cinta elástica o juntar dos imanes por sus polos
iguales. De hecho, la cantidad de energía potencial que
posee un sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema
para situarlo en cierta configuración.
La energía potencial también puede
transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo,
cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la
energía potencial se transforma en energía
cinética.
- Energía potencial
gravitatoria:
La energía potencial gravitatoria es la que posee
un cuerpo debido a su posición dentro del campo
gravitatorio de la superficie terrestre; se mide en julios y se
calcula mediante la fórmula Ep = m × g × h,
donde m es la masa, g la aceleración de la gravedad y h la
altura en la que se encuentra el cuerpo.
- Energía mecánica:
La suma de las energías potencial y
cinética de un cuerpo es la energía mecánica.
- Energía
Hidráulica
Hace más de un siglo, se aprovecha la
energía hidráulica para generar electricidad, y
de hecho fue una de las primeras formas que se emplearon para
producirla.
Energía que se obtiene de la caída del
agua desde
cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de
ruedas hidráulicas o turbinas.
El aprovechamiento de la energía potencial del
agua para producir energía
eléctrica utilizable, constituye en esencia la
energía hidroeléctrica. Es por tanto, un recurso
renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e
infraestructura para aprovechar este potencial se denomina
central hidroeléctrica.
- Energía
Solar
Energía radiante producida en el Sol como
resultado de reacciones nucleares de fusión.
Llega a la Tierra a
través del espacio en cuantos (pedacitos) de
energía llamados fotones, que interactúan con la
atmósfera
y la superficie terrestres.
- Energía Solar
Térmica
Un sistema de aprovechamiento de la energía
solar muy extendido es el térmico. El medio para
conseguir este aporte de temperatura se
hace por medio de colectores.
El colector es una superficie, que expuesta a la
radiación solar, permite absorber su calor y
transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes
entre sí en función de la temperatura que puede
alcanzar la superficie captadora. De esta manera, los podemos
clasificar como:
Baja temperatura, captación directa, la
temperatura del fluido es por debajo del punto de
ebullición .
Media temperatura, captación de bajo
índice de concentración, la temperatura del fluido
es más elevada de 100ºC .
Alta temperatura, captación de alto
índice de concentración, la temperatura del fluido
es más elevada de 300ºC .
- Energía Solar
Fotovoltaica
El sistema de aprovechamiento de la energía del
Sol para producir energía
eléctrica se denomina conversión
fotovoltaica.
Las células de
los paneles solares están fabricadas de unos materiales con
unas propiedades específicas, denominados semiconductores,
que captan la energía
Solar y la transforman en energía
eléctrica.
- Energía
Geotérmica
La energía geotérmica se basa en el hecho
de que la Tierra
está más caliente cuanto más profundamente
se perfora. La energía geotérmica puede derivarse
de vapor de agua atrapado a gran profundidad bajo la superficie
terrestre. Si se hace llegar a la superficie, puede mover una
turbina para generar electricidad.
Nuestro planeta guarda una enorme cantidad de
energía en su interior. Un volcán o un
géiser es una buena muestra de
ello.
Son varias las teorías
que tratan de explicar las elevadas temperaturas del interior de
la Tierra. Unas
sostienen que se debe a las enormes presiones existentes bajo la
corteza terrestre; otras suponen que tienen origen en
determinados procesos
radiactivos internos; por último, hay una teoría
que lo atribuye a la materia
incandescente que formó nuestro planeta.
La forma más generalizada de explotarla, a
excepción de fuentes y baños termales, consiste en
perforar dos pozos, uno de extracción y otro de
inyección.
En el caso de que la zona esté atravesada por un
acuífero se extrae el agua
caliente o el vapor, este se utiliza en redes de calefacción
y se vuelve a inyectar, en el otro caso se utiliza en turbinas de
generación de electricidad.
En el caso de no disponer de un acuífero, se
suele proceder a la fragmentación de las rocas calientes y
a la inyección de algún fluido.
Es difícil el aprovechamiento de esta
energía térmica, ocasionado por el bajo flujo de
calor, debido
a la baja conductividad de los materiales que
la constituyen; pero existen puntos en el planeta que se producen
anomalías geotérmicas, dando lugar a gradientes de
temperatura de entre 100 y 200ºC por kilómetro,
siendo estos puntos aptos para el aprovechamiento de esta
energía.
- Energía
Eólica
El viento, es decir, el aire en
movimiento, posee una energía cinética que puede
transformarse en otras energías en las centrales
eólicas.
Una central eólica esta compuesta por varias
hélices, conectadas a generadores de corriente
eléctrica, que están situadas en los extremos de
torres de gran altura. Cuando el viento sopla, se produce un
movimiento giratorio de las hélices, movimiento que,
trasladado al generador, hace que este produzca una corriente
eléctrica.
- Energía
Mareomotriz:
Los mares y los océanos son inmensos colectores
solares, de los cuales se puede extraer energía de
orígenes diversos.
ü La
radiación solar incidente sobre los océanos, en
determinadas condiciones atmosféricas, da lugar a los
gradientes térmicos oceánicos (diferencia de
temperaturas) a bajas latitudes y profundidades menores de 1000
metros.
ü La
iteración de los vientos y las aguas son responsables
del oleaje y de las corrientes marinas.
ü La
influencia gravitatoria de los cuerpos celestes sobre las masas
oceánicas provoca mareas.
- Energía de las
mareas
El obstáculo principal para la explotación
de esta fuente es el económico. Los costes de inversión tienden a ser altos con respecto
al rendimiento, debido a las bajas y variadas cargas
hidráulicas disponibles. Estas bajas cargas exigen la
utilización de grandes equipos para manejar las enormes
cantidades de agua puestas en movimiento. Por ello, esta fuente
de energía es sólo aprovechable en caso de mareas
altas y en lugares en los que el cierre no suponga construcciones
demasiado costosas.
La limitación para la construcción de estas centrales, no
solamente se centra en el mayor coste de la energía
producida, si no, en el impacto ambiental
que generan.
- Energía térmica
oceánica
La explotación de las diferencias de temperatura
de los océanos ha sido propuesta multitud de
veces.
La conversión de energía térmica
oceánica es un método de
convertir en energía útil la diferencia de
temperatura entre el agua de la
superficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. Las
ventajas de esta fuente de energía se asocian a que es un
salto térmico permanente y benigno desde el punto de vista
medioambiental. Puede tener ventajas secundarias, tales como
alimentos y
agua potable, debido a que el agua fría profunda es rica
en sustancias nutritivas y sin agentes
patógenos.
- Energía de las
olas
Las olas del mar son un derivado terciario de la
energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre
genera viento, y el viento genera las olas. Una de las
propiedades características de las olas es su capacidad
de desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdida de
energía. Por ello, la energía generada en cualquier
parte del océano acaba en el borde continental. De este
modo la energía de las olas se concentra en las
costas.
La tecnología de
conversión de movimiento oscilatorio de las olas en
energía eléctrica se fundamenta en que la ola
incidente crea un movimiento relativo entre un absorbedor y un
punto de reacción que impulsa un fluido a través
del generador.
- Biomasa
La más amplia definición de BIOMASA
sería considerar como tal a toda la materia
orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los
materiales procedentes de su transformación natural o
artificial. Clasificándolo de la siguiente
forma:
- Biomasa natural, es la que se produce en la
naturaleza
sin la intervención humana. - Biomasa residual, que es la que genera
cualquier actividad humana, principalmente en los procesos
agrícolas, ganaderos y los del propio hombre,
tal como, basuras y aguas residuales. - Biomasa producida, que es la cultivada con
el propósito de obtener biomasa transformable en
combustible, en vez de producir alimentos,
como la caña de azúcar en Brasil,
orientada a la producción de etanol para
carburante.
Desde el punto de vista energético, la biomasa se
puede aprovechar de dos maneras; quemándola para producir
calor o transformándola en combustible para su mejor
transporte y
almacenamiento la
naturaleza de la biomasa es muy variada, ya que depende de la
propia fuente, pudiendo ser animal o vegetal, pero generalmente
se puede decir que se compone de hidratos de carbono,
lípidos y
prótidos. Siendo la biomasa vegetal la que se compone
mayoritariamente de hidratos de carbono y la
animal de lípidos y
prótidos.
Pudiéndose obtener combustibles:
- Sólidos, Leña, astillas, carbón
vegetal - Líquidos, biocarburantes, aceites,
aldehídos, alcoholes,
cetonas, ácidos orgánicos… - Gaseosos, biogás,
hidrógeno.
- Energía
Radiante:
Como las que emiten las antenas de las
emisoras de televisión, que producen, entre otras
transformaciones en la sonoridad o luminosidad de los aparatos
que reciben (televisores.
- Energía
Calorífica:
Se transmite de los cuerpos calientes a los
fríos.
- Energía
Luminosa:
Producida por los cuerpos que emiten luz.
- Energía
Eléctrica:
Producida por las cargas eléctricas
- Energía
Sonora:
Producida por las vibraciones de algunos
cuerpos
- Energía Química:
Producida por la unión de los átomos al
formar moléculas
- Petróleo
El petróleo es actualmente una de las
principales fuentes de energía que utiliza el hombre.
Está formado por una mezcla de ciertos compuestos
denominados hidrocarburos constituidos por carbono e
hidrógeno. Se calcula que, de continuar el actual ritmo
de extracción, el
petróleo se acabará en unos doscientos
años.
¿ Qué energías
alternativas tendrán más importancia en Argentina en el
futuro?
Energía Solar y Eólica.
3. Mejoras en la
eficiencia
energética
Pueden describirse tres tipos de medidas de
conservación de energía. El primer tipo es el
recorte, es decir, prescindir del uso de energía. El
segundo tipo es la reforma, que consiste en cambiar los
hábitos de vida y la forma de producción de bienes y
servicios. El
tercer tipo de medidas implica un uso más eficiente de la
energía para adaptarse a su mayor coste. Esta
última alternativa es más fácil de aceptar
para los gobiernos y la sociedad en
general.
Hacia 1980 mucha gente se había dado cuenta de
que el aumento de la eficiencia
energética podía contribuir positivamente al
balance mundial de energía a corto y medio plazo, y de que
la llamada conservación productiva debería
considerarse una solución adicional tan importante como
las fuentes de energía antes descritas.
Hay sin embargo numerosos obstáculos. Ese
precio es tres
veces menor que en Europa.
Los precios
excesivamente bajos de la energía hacen que sea
difícil de convencer a la población para invertir en eficiencia
energética. Un tercer obstáculo es la falta de
información y subvenciones para que los
consumidores energéticos realicen inversiones en
conservación energética. Con el tiempo, las
mejoras en la eficiencia se amortizan con creces, pero a corto
plazo exigen inversiones
que resultan más difíciles en algunos sectores de
la economía
que en otros.
4. El principio de
conservación de la energía
En todos los procesos que se dan en la Naturaleza se
cumple el principio de conservación de la energía,
cuyo enunciado es el siguiente:
En toda transformación energética, la
energía emitida es igual a la energía
absorbida.
Este principio indica que, cuando un cuerpo cede
energía a otro, la energía perdida por el primero
es igual a la ganada por el segundo. Así, por ejemplo, la
energía eléctrica que recibe una lamparita es igual
a la suma de las energías luminosa y calorífica
emitidas por dicha lamparita. Por tanto, podemos concluir
afirmando que la energía ni se crea ni se destruye,
únicamente se transforma de una clase en otra.
5. La degradación
de la energía
Si el principio de conservación de la
energía establece que esta se mantiene constante,
¿qué sentido tiene hablar de consumo de
energía si los términos
«conservación» y «consumo»
son incompatibles entre sí?
Pues bien, al hablar de consumo de energía no
estamos indicando que esta disminuya, sino que, tras cada
transformación energética, la energía
transformada es cada vez menos útil para posteriores
transformaciones. Es decir, que la energía se degrada:
aunque cuantitativamente tenga el mismo valor antes
que después de una transformación, al utilizarla la
convertimos en otra forma de energía menos aprovechable
para su utilización posterior.
Para que comprendas mejor esto, puede valer el siguiente
ejemplo: el agua que utilizas al ducharte no desaparece al
utilizarla, pero se ensucia y ya no sirve para darte
con ella o1ra ducha. Pues algo parecido ocurre con la
energía: una vez utilizada, ya no es posible
aprovecharla de nuevo al cien por cien.
Es decir, la energía se conserva
cuantitativamente (su valor
numérico es el mismo antes y después de que haya
ocurrido una transformación energética), pero no se
conserva cualitativamente, es decir, se degrada (tras cada
transformación que produce va perdiendo calidad para ser
utilizada).
Trabajo enviado y realizado por
Leonardo Rescia
Río Tercero – Córdoba – Argentina