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Fuentes de energía renovables y no renovables




Enviado por leorescia




    1. Objetivos

    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

    1. Objetivos:

    • 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.

    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

    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

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