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La Energía en el mundo




Enviado por González, Ianina



Partes: 1, 2

    1. Definición de
      energía y su relación con el
      trabajo
    2. La energía y su
      historia
    3. Energía
      eólica
    4. Energía
      solar
    5. Energía
      fotovoltaica
    6. Energía
      biovegetal
    7. Energía
      cinética
    8. Energía
      interna
    9. Energías
      marinas
    10. Energía
      geotermal
    11. Energía
      potencial
    12. Energía
      mecánica
    13. Energía
      eléctrica
    14. Energía
      libre
    15. Energía
      combinada
    16. Energía
      geotérmica
    17. Energía
      calorífica o térmica
    18. Energía
      magnética
    19. Energía
      electroestática
    20. Energía
      química
    21. Energía
      nuclear
    22. Fuentes de
      energía renovables y no renovables
    23. Principio de
      conservación de la energía
    24. Generación
      y transmisión de la electricidad
    25. Bibliografía

    "LA ENERGIA ES UNA
    FUERZA QUE
    SIEMPRE SE TRANSFORMA, NUNCA SE DESVANECE"

    Definición
    de energía y su relación con el
    trabajo.

    Llamamos energía a la capacidad de trabajo que
    tiene un cuerpo o sistemas de
    cuerpos. Por ejemplo: La energía no puede ser creada, ni
    consumida, ni destruida.

    Si no que puede ser convertida o transferida.

    Cuando un cuerpo se desplaza las fuerzas actuantes
    realizan un trabajo. Asimismo, cuando un cuerpo se encuentra a
    cierta altura, potencialmente esta capacitado para desplazarse
    hasta el plano, en donde, se realizara un trabajo
    mecánico.

    En este caso el sistema
    físico puede efectuar trabajo. Osea: un sistema
    físico posee energía cuando tiene capacidad para
    realizar un trabajo.

    Un cuerpo colocado a cierta altura puede realizar
    trabajo si se deja caer un resorte comprimido. Realizara un
    trabajo al extenderse, etc


    La energía y su historia.

    Del fuego al reactor nuclear.

    Los científicos que estudian la evolución de la especie humana encontraron
    herramientas
    de piedra muy rudimentarias.

    El uso de una piedra para golpear otra como si fueran un
    martillo, o el acto de arrojar una piedra o una lanza para cazar
    un animal implican la utilización de la energía
    cinemática, pues, al estar en movimiento, el
    arma o la herramienta resultan mas efectivas en el
    trabajo.

    Hace unos 30.000 años, el hombre
    comenzó a dominar el fuego. La posibilidad de encender y
    mantener el fuego permitió la calefacción, el
    comienzo de la cocción de los alimentos y marco
    los inicios de la metalurgia.

    El hombre
    primitivo necesitaba la energía de los alimentos (la
    energía calórica) la cual debía ser
    consumida en grandes proporciones ya que la búsqueda de
    los mismos era dificultosa. Hace 10.000 años, con la
    aparición de la ganadería
    y la agricultura,
    el hombre comenzó a gastar menos energía en la
    búsqueda de los alimentos y mantuvo fuentes de
    energía disponibles como son los rebaños y la
    plantaciones.

    Mas tarde, empezaron a usarse animales para la
    tracción de arados. La utilización de la
    energía aportada por animales fue extendiéndose al
    transporte, la
    molienda de granos o las bombas para
    impulsar agua.

    Los molinos

    Otra etapa de aprovechamiento de la energía es el
    desarrollo de
    los molinos. Diferentes civilizaciones comenzaron a utilizarlos:
    primero, movido por corrientes o caídas de agua y, luego,
    impulsados por el viento.

    La energía cinética del aire
    también se utilizo en la navegación para reemplazar
    a los remeros que impulsaban los barcos. Mediante las velas, los
    barcos convertían la energía cinética del
    aire en energía cinética de la nave.

    Las maquinas de vapor

    En el siglo XVII se produjo el desarrollo de las
    maquinas a vapor.

    Desde comienzos del siglo XVII, se utilizaba como
    combustible el carbón mineral. Las minas de las que
    extraía el carbón se inundaban frecuentemente y
    el agua era
    extraída mediante bombas accionadas por
    caballos.

    En 1712, se utilizo por primera vez una bomba impulsada
    por un motor de vapor,
    diseñado por Thomas Newcomen.

    James Watt en 1769 le realizo modificaciones y logro un
    motor rendimiento. La maquina de Watt se utilizo hasta 1784 para
    desagotar minas.

    A medida que las maquinas de vapor eran más
    seguras y eficientes, comenzaron a ser usadas para el
    transporte.

    Robert Fulton realizo pruebas con un
    pequeño barco impulsado por una maquina de vapor e
    instalo, en los EE.UU. la primera línea de barcos de este
    tipo. En 1823, comenzó a circular en Inglaterra el
    primer ferrocarril con una locomotora de vapor.

    Los motores de
    combustión interna.

    El desarrollo de los motores que utilizan la
    energía interna del petróleo tuvo varias etapas. El primer
    antecedente corresponde a dos ingenieros italianos, que hicieron
    funcionar un motor alimentado con gas alumbrado.
    Nicolás Otto desarrollo en Alemania el
    primer modelo de
    motor, que permitió la fabricación de
    automóviles en forma industrial.

    Los motores livianos permitieron los primeros ensayos de
    navegación aérea. Así fue como los globos
    aerostaticos se convirtieron en dirigibles. En 1903, se realizo
    el primer vuelo en un avión impulsado por un motor. El
    desarrollo y la difusión del uso de los motores de
    combustión interna comenzó a generar una gran
    dependencia energética respecto del petróleo.

    Los motores
    eléctricos.

    En 1799, se invento la pila. A partir de este hecho que
    transformaba la energía química en energía
    eléctrica se produce el avance en energía
    eléctrica.

    En 1840, se crearon los primeros motores
    eléctricos, osea, sistemas que transformaban
    energía eléctrica en cinética (como por
    ejemplo los juguetes
    alimentados por pilas). Luego se
    desarrollaron los motores de corrientes alterna que hoy utilizan
    los artefactos domésticos. En 1880 comenzó a
    expandirse la iluminación eléctrica, gracias a la
    invención de la lamparilla ( que transforma energía
    eléctrica en luminosa).

    La energía
    nuclear: Los reactores

    En 1942, se puso en funcionamiento el primer reactor
    nuclear, en EE.UU. a partir de este hecho, se abrieron dos
    vías para la utilización de la energía
    nuclear: una bélica y otra de aplicaciones a la producción de energía
    eléctrica.

    Energía eólica

    Es la energía producida por el viento. La primera
    utilización de la capacidad energética del viento
    la constituye la navegación a vela. En ella, la fuerza del
    viento se utiliza para impulsar un barco. Barcos con velas
    aparecían ya en los grabados egipcios más antiguos
    (3000 a.C.).

    Los egipcios, los fenicios y
    más tarde los romanos tenían que utilizar
    también los remos para contrarrestar una
    característica esencial de la energía
    eólica, su discontinuidad. Efectivamente, el viento cambia
    de intensidad y de dirección de manera impredecible, por lo
    que había que utilizar los remos en los periodos de calma
    o cuando no soplaba en la dirección deseada. Hoy, cuando
    se utilizan molinos para generar electricidad, se
    usan los acumuladores para producir electricidad durante un
    tiempo cuando
    el viento no sopla.

    Otra característica de la energía
    producida por el viento es su infinita disponibilidad en función
    lineal a la superficie expuesta a su incidencia. En los barcos, a
    mayor superficie bélica mayor velocidad. En
    los parques eólicos, cuantos más molinos haya,
    más potencia en
    bornes de la central. En los veleros, el aumento de superficie
    bélica tiene limitaciones mecánicas (se rompe el
    mástil o vuelca el barco).

    En los parques eólicos las únicas
    limitaciones al aumento del número de molinos son las
    urbanísticas.

    VENTAJAS DE LA ENERGÍA
    EÓLICA

    • Es una fuente de energía segura y
      renovable.
    • No produce emisiones a la atmósfera ni genera residuos, salvo los
      de la fabricación de los equipos y el aceite de
      los engranajes.
    • Se trata de instalaciones móviles, cuya
      desmantelación permite recuperar totalmente la
      zona.
    • Rápido tiempo de construcción (inferior a 6
      meses).
    • Beneficio económico para los municipios
      afectados (canon anual por ocupación del suelo). Recurso
      autóctono.
    • Su instalación es compatible con otros muchos
      usos del suelo.
    • Se crean puestos de trabajo

    DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA
    EÓLICA

    • Impacto visual: su instalación genera una alta
      modificación del paisaje.
    • Impacto sobre la avifauna: principalmente por el
      choque de las aves contra
      las palas, efectos desconocidos sobre modificación de
      los comportamientos habituales de migración y anidación.
    • Impacto sonoro: el roce de las palas con el aire
      produce un ruido
      constante, la casa más cercana deberá estar al
      menos a 200 m. (43dB(A))
    • Posibilidad de zona arqueológicamente
      interesante.

     

    Comparación del impacto ambiental
    de las diferentes formas de producir electricidad (en toneladas
    GWh producido)

    Fuente de
    Energía

    CO2

    NO2

    SO2

    Partículas

    CO

    Hidrocarburos

    Residuos Nucleares

    Total

    Carbón

    1058.2

    2.986

    2.971

    1.626

    0.267

    0.102

    1066.1

    Gas
    Natural

    824

    0.251

    0.336

    1.176

    TR

    TR

    825.8

    Nuclear

    8.6

    0.034

    0.029

    0.003

    0.018

    0.001

    3.641

    12.3

    Fotovoltaica

    5.9

    0.008

    0.023

    0.017

    0.003

    0.002

    5.9

    Biomasa

    0

    0.614

    0.154

    0.512

    11.361

    0.768

    13.4

    Geotérmica

    56.8

    TR

    TR

    TR

    TR

    TR

    56.8

    EÓLICA

    7.4

    TR

    TR

    TR

    TR

    TR

    7.4

    Solar
    térmica

    3.6

    TR

    TR

    TR

    TR

    TR

    3.6

    Hidráulica

    6.6

    TR

    TR

    TR

    TR

    TR

    6.6

    Una central eólica en Palm-Springs, California
    (EUA).

    El uso tradicional de los molinos de viento para moler
    trigo ha sido ha sido sustituido recientemente por el de generar
    electricidad. En Europa y EUA se
    han construido varias centrales eólicas de gran
    tamaño, principalmente en lugares ventosos de la costa.
    Los diseños modernos son básicamente de dos tipos:
    turbinas de ejes horizontales que parecen hélices
    gigantescas de aviones; y turbinas de ejes verticales, que tienen
    la ventaja de que no necesitan estar orientadas hacia el
    viento.

    Energía solar

    Es la energía radiante producida en el Sol como
    resultado de reacciones nucleares. Llega a la Tierra en
    forma de radiación
    a través del espacio en cuantos de energía llamados
    fotones, que interactúan con la atmósfera y la
    superficie terrestres.

    La energía
    solar es generada por la llamada fusión
    nuclear que es la fuente de todas las estrellas del universo. La
    intensidad de la radiación solar en el borde exterior de
    la atmósfera, si se considera que la Tierra
    está a su distancia promedio del Sol, se llama constante
    solar, y su valor medio es
    1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo,
    esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía
    un 0,2% en un periodo de 30 años.

    La intensidad de energía real disponible en la
    superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la
    absorción y a la dispersión de la radiación
    que origina la interacción de los fotones con la
    atmósfera.

    La intensidad de energía solar disponible en un
    punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero
    predecible, del día del año, de la hora y de la
    latitud.

    Además, la cantidad de energía solar que
    puede recogerse depende de la orientación del dispositivo
    receptor.

    El hombre puede transformar la energía solar en
    energía térmica o eléctrica. En el primer
    caso la energía solar es aprovechada para elevar la
    temperatura de
    un fluido, como por ejemplo el agua. Y en el segundo caso la
    energía luminosa del sol es transportada por sus fotones
    de luz, incide sobre
    la superficie de un material semiconductor, ejemplo: el silicio
    que forma las células
    fotovoltaicas, fabricadas para que mediante de estas los
    colectores solares capten la energía y puedan almacenarla
    en los acumuladores, produciendo el movimiento de ciertos
    electrones que componen la estructura
    atómica de la materia.

    Un movimiento de electrones produce una corriente
    eléctrica que se utiliza como fuente de energía
    de componentes eléctricos o bien electrónicos. Es
    el caso del principio de funcionamiento de las calculadoras
    solares.

    Estas centrales de energía solar están en
    todo el mundo. En latitudes de 60º, cada metro cuadrado de
    un colector solar recibe unos mil kilovatios / hora de
    energía solar en un año y puede usar
    aproximadamente la mitad de esa energía para calentar
    agua. En latitudes de 35º, un colector parecido recibe el
    doble.

    Energia fotovoltaica

    Los sistemas de energía fotovoltaica permiten la
    transformación de la luz solar en energía
    eléctrica, es decir, la conversión de una
    partícula luminosa con energía (fotón) en
    una energía electromotriz (voltaica).

    El elemento principal de un sistema de energía
    fotovoltaica es la célula fotoeléctrica,
    un dispositivo construido de silicio (extraído de la arena
    común).

    Los paneles solares están constituidos por
    cientos de estas células, que conexionados adecuadamente
    suministran voltajes suficientes para, por ejemplo, la recarga de
    unas baterías. Tienen utilidad en
    múltiples campos, desde el ámbito doméstico,
    hasta los satélites
    artificiales.

    Cuando la energía luminosa incide en la célula
    fotoeléctrica, existe un desprendimiento de electrones de
    los átomos que comienzan a circular libremente en el
    material. Si medimos el voltaje existente entre los dos extremos
    del material (positivo y negativo) observaremos que existe una
    diferencia de potencial entre 0,5 y 0,6 voltios.

    Si le aplicamos una carga eléctrica, veremos que
    es posible obtener una corriente de 28 miliamperios por cada
    centímetro cuadrado iluminado. Hemos convertido el
    dispositivo en una especie de batería eléctrica,
    que permanecerá aportando energía indefinidamente
    en tanto reciba iluminación.

    Pero esta pequeña cantidad de energía es
    insuficiente e inútil, si no somos capaces de obtener
    mayores voltajes y corrientes que permitan aplicaciones
    prácticas. Para ello se diseñan en cada oblea
    cientos de diodos, los
    cuales, interconectados en serie y paralelo son capaces de
    suministrar tensiones de varios voltios, así como
    corrientes del orden de amperios.

    Este sistema básico de generación de
    energía por medio de la luz solar, puede obtener un
    rendimiento mayor si se disponen dispositivos de control
    adecuados. Posteriormente, la energía obtenida debe ser
    almacenada para que pueda ser utilizada por la noche, en que la
    ausencia de luz no permite su obtención directa. Los
    paneles solares pueden acoplarse  en forma modular, ello
    permite que puedan pasar de un sistema doméstico de
    generación de energía, a otro más potente
    para industrias o
    instalaciones de gran consumo.

    Los inconvenientes de este sistema de generación
    de energía, no es tanto el origen de esa energía,
    el Sol, que excede nuestras necesidades, ni tampoco la materia prima
    de donde se extrae el silicio, consistente en arena común
    muy abundante en nuestras playas; se trata de la técnica
    de construcción de las obleas, excesivamente compleja y
    cara. Un segundo motivo, es el rendimiento obtenido y el espacio
    de terreno ocupado por los elementos captadores.

    Como contrapunto a sus inconvenientes, es un sistema
    ideal para instalar en lugares remotos donde no sea posible
    tender cableados eléctricos o disponer de personal de
    mantenimiento,
    tales como teléfonos de emergencia en determinadas zonas
    (autopistas, alta montaña, etc.), faros marinos en costas
    poco accesibles, boyas en bajos marinos peligrosos para la
    navegación que sea preciso señalar, equipos de
    salvamento a bordo de buques, etc.

    ENERGIA BIOVEGETAL

    Un producto
    Biovegetal es la madera, y la
    energía desprendida en su combustión ha sido
    utilizada por el hombre desde hace siglos para calentarse y para
    cocinar sus alimentos. Pero actualmente existen otros productos en
    grandes cantidades, los desechos, de los cuáles, como
    resultado de su combustión, se obtendría una
    cantidad no poco importante de energía.

    Se ha calculado que del 5 al 10% de la energía
    consumida en Estados unidos en
    1970 podría ser obtenida quemando todos los desechos, que
    de esta forma se eliminarían sin tener que amortizarlos en
    grandes basureros.

    Pero no es la combustión el único método de
    aprovechar los desechos. Los excrementos humanos o animales
    pueden desprender un gas inflamable, el metano, cuando se
    los somete a un proceso
    llamado fermentación.

    La fermentación anaerobia de la materia
    orgánica consiste en su descomposición en ausencia
    de oxígeno.

    Los residuos que resultan después de haberse
    desprendido el metano dan mejor resultado como abono
    agrícola que antes, pues parte del nitrógeno que
    hubiera perdido en forma de amoníaco se encuentra ahora en
    forma estable y las plantas lo
    asimilan mejor. El metano es un buen combustible y no es
    tóxico, ni peligroso, y su obtención por este
    procedimiento
    resulta muy rentable.

    ENERGIA CINETICA

    La energía cinética es energía que
    un objeto posee debido a su movimiento. Cuando un cuerpo
    está en movimiento posee energía cinética ya
    que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir
    un trabajo.

    Para que un cuerpo adquiera energía
    cinética o de movimiento, es decir, para ponerlo en
    movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea
    el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor
    será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su
    energía cinética será también
    mayor.

    Cuando un objeto se levanta desde una superficie se le
    aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de
    una distancia, se transfiere energía al objeto.

    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. Otro factor que
    influye en la energía cinética es la masa del
    cuerpo.

    Por ejemplo, si una bolita de vidrio de 5
    gramos de masa avanza hacia nosotros a una velocidad de 2 Km. / h
    no se hará ningún esfuerzo por esquivarla. Sin
    embargo, si con esa misma velocidad avanza hacia nosotros un
    camión, no se podrá evitar la
    colisión.

    La fórmula que representa  la Energía
    Cinética es la siguiente:

    E c   =  
    1 / 2 ·  m  ·  v
    2               
    E c  = Energía cinética

    m  =  masa

    v  =  velocidad

    Cuando un cuerpo de masa  m  se mueve con una
    velocidad  v  posee una energía cinética
    que está dada por la fórmula escrita más
    arriba.

    En esta ecuación, debe haber concordancia entre
    las unidades empleadas. Todas ellas deben pertenecer al mismo
    sistema. En el Sistema Internacional (SI), la masa  m se
    mide en  kilogramo (Kg.) y  la velocidad  v
    en  metros partido por segundo ( m / s), con lo cual la
    energía cinética resulta medida en Joule ( J
    ).

    En mecánica clásica un cuerpo de masa
    m, desplazándose a una velocidad v, posee
    una energía cinética.

    Ejemplo

    Una vez que la caja fue corrida de lugar, al tener
    movimiento, se cargo de energía cinética, mediante
    el siguiente principio:

    "El trabajo de la fuerza resultante aplicada sobre un
    objeto produce una variación en su energía
    cinética"

    Energía interna.

    Un sistema posee un determinado contenido
    energético debido a las características del mismo,
    como pueden ser la velocidad de sus moléculas, la
    vibración y rotación de los átomos, la
    distribución de los núcleos y los
    electrones. Este contenido energético se conoce con el
    nombre de ENERGÍA INTERNA.
    En una reacción química existe una diferencia entre
    el contenido energético de los productos y reactivos. Si
    representamos la reacción como

    aA + bB +  cC + dD

    U = cUC + dUD – aUA – bUB

    la energía puesta en juego en el
    proceso será la diferencia entre el contenido
    energético de los productos y reactivos.

    Puesto que la energía de reacción se puede
    manifestar en forma de calor o de
    trabajo y de acuerdo con el criterio de signos
    establecido, se puede establecer la relación.

    Convencionalmente, cuando se produce
    una variación de la energía interna sin que se
    modifique la composición química del sistema, se
    habla de variación de la energía interna
    sensible. Si se produce alteración de la
    estructura atómica-molecular, como es el caso de las
    reacciones
    químicas, se habla de variación de la
    energía interna química.
    Finalmente, en las reacciones de fisión y fusión se
    habla de energía interna
    nuclear.

    En todo sistema aislado (que no puede
    intercambiar energía con el exterior), la energía
    interna se conserva (Primer Principio de la termodinámica).

    U = Q –
    W

    Nótese que esta expresión es una forma del
    "Principio de Conservación de la
    Energía"
    .

    Calor de reacción a volumen
    constante.

    Se denomina calor de reacción a volumen constante
    Qv a la energía calorífica intercambiada
    cuando la reacción se realiza a temperatura y a volumen
    constante. En este caso, debido a que el trabajo de
    expansión es nulo, Qv coincide con la variación de
    la energía interna entre productos y reactivos.

    U =
    Qv

    Son muchos los procesos que
    se pueden realizar a volumen constante:

    1. Reacciones en un recipiente cerrado (Olla a
      presión).
    2. Reacciones entre sólidos o líquidos
      sin desprendimiento de gases.
    3. Reacciones entre gases en las que el número
      de moles permanezca constante.

    ENERGIAS MARINAS

    Cuando algo se mueve, está realizando un trabajo,
    y para realizar un trabajo es necesaria una energía. Si
    hay algo que esté en continuo movimiento, ese algo es el
    mar. Observando desde lejos puede parecer muy tranquilo, pero
    cuando nos acercamos a él comprobamos que su superficie se
    mueve continuamente mediante ondulaciones que pueden ser muy
    suaves o pueden

    convertirse en grandes olas que rompen estruendosamente
    al chocar contra los acantilados. Los cuerpos que flotan son
    arrastrados de aquí para allá por corrientes
    marinas. El nivel del mar tampoco está quieto, sino que
    sube y baja dos veces al cabo del día, constituyendo
    así el fenómeno de las mareas, que en ciertas zonas
    son tan acusadas que pueden cubrir y descubrir en pocas horas
    grandes extensiones de terreno.

    Así, todo este movimiento es reflejo de la
    energía almacenada en el agua, y en ciertos lugares donde
    el movimiento es mucho mayor, lógicamente, el contenido en
    energía también será muy grande y tal vez se
    pueda aprovechar utilizando dispositivos o aparatos ingeniosos y
    eficaces.

    Los movimientos más importantes del mar podemos
    clasificarlos en tres grupos:
    corrientes marinas, ondas y olas y
    mareas
    .

    Lan ondas y olas y las corrientes marinas tienen origen
    en la energía solar, mientras que las mareas son
    producidas por las atracciones del Sol y de la Luna.

    Formas de sacar energía del
    mar:

    *MEDIANTE LAS CORRIENTES
    MARINAS

    *MEDIANTE LAS OLAS Y ONDAS

    *MEDIANTE LAS MAREAS

    *MEDIANTE LA ENERGIA TERMICA DEL MAR

    Energia geotermal

    La temperatura de la Tierra aumenta con la profundidad y
    se puede usar esa energía con las tecnologías
    apropiadas.

    Algunos países como Islandia o Nueva Zelanda
    utilizan muy eficazmente esta fuente de energía. Son
    países situados en zonas en las que a poca profundidad hay
    temperaturas muy altas y una parte importante de sus necesidades
    energéticas las obtienen de esta fuente

    Otros países están aumentando el uso de
    esta fuente de energía, aunque la producción
    mundial sigue siendo muy pequeña.

    Desde el punto de vista ambiental la energía
    geotermal tiene varios problemas. Por
    una parte el agua caliente extraída del subsuelo es
    liberada en la superficie contaminando térmicamente los
    ecosistemas,
    al aumentar su temperatura natural. Por otra parte el agua
    extraída asciende con sales y otros elementos disueltos
    que contaminan la atmósfera y las aguas si no es
    purificada.

    Energía potencial

    Es la 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. Otros
    ejemplos de sistemas con energía potencial son una cinta
    elástica estirada o dos imanes que se mantienen apretados
    de forma que se toquen los polos iguales.

    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.

    La energía potencial se manifiesta de diferentes
    formas. Por ejemplo, los objetos eléctricamente cargados
    tienen energía potencial como resultado de su
    posición en un campo
    eléctrico. Un explosivo tiene energía potencial
    química que se transforma en calor, luz y energía
    cinética al ser detonado. Los núcleos de los
    átomos tienen una energía potencial que se
    transforma en otras formas de energía en las centrales
    nucleares.

    ENERGIA MECANICA

    La energía mecánica se debe no solamente al movimiento
    de un cuerpo, sino también a la posición que este
    tiene en el espacio. Podemos decir que la energía
    mecánica es la suma de la energía cinética y
    la potencial.

    Matemáticamente se escribe:

    Em = Eppe + Epg + Ec

    FUERZAS CONSERVATIVAS

    La aplicación de fuerzas sobre un objeto puede
    hacer que la energía mecánica del mismo cambie o
    no.

    Aquellas fuerzas que aplicadas, individualmente y en
    dirección al movimiento, no provocan variación de
    la energía mecánica del cuerpo son llamadas fuerzas
    conservativas. La característica de estas fuerzas es que
    realizan el mismo trabajo independientemente de la
    dirección y el sentido del desplazamiento.

    En una piedra cayendo en caída
    libre la única fuerza actuante es el peso.

    Debido a que es conservativa, se puede asegurar que la
    energía mecánica de la piedra no cambiara durante
    la caída. Es decir, que la energía mecánica
    arriba y abajo serán equivalentes.

    Matemáticamente la situación se describe
    del siguiente modo: debido a que el peso es una fuerza
    conservativa, la energía mecánica no varia entre el
    punto mas alto y el mas bajo.

    Emarriba = Emabajo

    FUERZAS NO CONSERVATIVAS

    Al darle un impulso a un objeto para que se deslice por
    una superficie, se podrá apreciar como ira perdiendo
    velocidad por efecto de la fuerza de rozamiento. Esta es una
    típica fuerza no conservativa, ya que hace que el objeto
    pierda la energía cinética que inicialmente tenia.
    La característica de estas fuerzas es que dependen del
    sentido y dirección del desplazamiento.

    ENERGIA ELECTRICA

    La energía eléctrica no se puede utilizar
    directamente a partir de su manifestación
    espontánea en la Naturaleza. En
    la actualidad los medios usuales
    de producirla son:

    a) Centrales Hidroeléctricas;

    b) Centrales Térmicas;

    c) Centrales Nucleares.

    Las primeras utilizan la energía que se genera en
    los desniveles o saltos de agua; en general se suelen obtener
    buenos rendimientos y precios
    bastante bajos en la energía eléctrica así
    producida. En España, el
    carácter muy accidentado de la
    orografía ha propiciado la obtención de
    electricidad a partir de este tipo de centrales
    eléctricas. Así, durante 1978 el 42% de toda la
    energía eléctrica producida en nuestro país
    fue de origen hidráulico.

    No obstante, dos de las condiciones exigidas para la
    instalación de centrales hidroeléctricas –
    orografía accidentada y lluvias regulares –
    constituyen insuperables dificultades allí donde no se
    dan. Por ejemplo, años de escasez de
    lluvias se traducen en drásticas bajas en la
    producción de energía.

    Los otros tipos de centrales eléctricas (
    térmicas y nucleares ) basan su funcionamiento en el
    carbón o petróleo ( térmicas ) ó en
    el uranio ( nuclear ).

    Cómo es lógico, la rentabilidad
    de unas y otras depende, en cada caso, tanto del precio de
    construcción de la central como de la los precios
    corrientes de los combustibles de los que se valen.

    Uno de los inconvenientes que suelen achacarse a este
    tipo de centrales es la contaminación ambiental que pueden
    ocasionar.

    Tanto las centrales térmicas de carbón y
    fuel-oil como la mayoría de la nucleares, realizan una
    refrigeración de agua, y en todos los casos
    se eliminan cantidades de vapor de agua por las chimeneas. Este
    vapor de agua hace aumentar la temperatura y la humedad de los
    lugares cercanos, por lo que se pueden operar cambios
    climáticos perjudiciales en algunos casos.

    Además, en las centrales nucleares pueden darse
    otros problemas, tanto por los riesgos que
    comporta la manipulación del Uranio ( extracción de
    la minas y enriquecimiento ), como por los posibles fallos es los
    sistemas de refrigeración, seguridad o de
    control, así como por la dificultad de un eficaz almacenamiento y
    posterior eliminación de residuos radiactivos.

    Energia libre

    Parte de la energía total de un cuerpo
    susceptible de transformarse produciendo trabajo.

    Energia combinada

    Es parte de la energía total de un cuerpo, que no
    puede transformarse produciendo trabajo: es pues, la diferencia
    entre la energía total y la energía libre de un
    cuerpo o sistema.

    ENERGIA GEOTERMICA

    Un volcán en erupción es un
    espectáculo dantesco en el que las explosiones
    estremecedoras, el fuego y el desbordamiento de piedras fundidas
    en forma de lava han asombrado siempre al hombre, que lo ha
    interpretado como una fuerza desatada de la Naturaleza. Pero
    también puede interpretarse como una manifestación
    de la energía almacenada en el seno de la tierra que
    emerge a la superficie, liberándose.

    Las manifestaciones de esta energía no
    sólo son los volcanes, sino
    también los arroyos calientes, los géiseres o las
    fumarolas, que no son tan peligrosos como los volcanes y, por
    tanto con mayores garantías de seguridad.

    La energía geotérmica tiene, posiblemente,
    su origen en la descomposición de los isótopos
    radiactivos presentes en las zonas internas de la Tierra, que al
    desintegrarse liberan gran cantidad de energía. Esta
    liberación energética es la que provoca la
    fusión de las rocas,
    calentamiento de aguas, etc.

    Como siempre, el aprovechamiento de esta energía
    consiste en la obtención de un vapor a la suficiente
    presión como para conseguir producir corriente
    eléctrica por medio de un alternador. Con esta base,
    común a toda explotación energética, los
    problemas específicos que se plantean son de problema
    técnico.

    Ahora bien, no en todos los lugares del mundo emergen
    espontáneamente manantiales de agua caliente o vapor, pero
    hay una forma de obtenerlos.

    Cuando se perfora la corteza terrestre, aumenta la
    temperatura a medida que se profundiza; así, haciendo
    perforaciones profundas en el suelo, barrenando las rocas del
    fondo é inyectando agua por el orificio practicado,
    ésta se transformaría en vapor, que se
    recuperaría por otro conducto y luego se usaría
    para producir electricidad.

    Pero todavía existen problemas de difícil
    solución, como es la corrosión sufrida por los materiales
    utilizados para el sondeo, ya que el vapor de agua obtenido
    arrastra sales de las profundidades de la Tierra.

    Estas plantas resultan más económicas que
    las de carbón o nucleares, lo que hace que se sigan
    desarrollando y se confíe en ellas como recurso
    energético.

    En algunos lugares se dan otras condiciones especiales
    como son capas rocosas porosas y capas rocosas impermeables que
    atrapan agua y vapor de agua a altas temperaturas y
    presión y que impiden que éstos salgan a la
    superficie. Si se combinan estas condiciones se produce un
    yacimiento geotérmico.
    La energía geotérmica tiene varias ventajas: el
    flujo de producción de energía es constante a lo
    largo del año ya que no depende de variaciones
    estacionales como lluvias, caudales de ríos, etc. Es un
    complemento ideal para las plantas
    hidroeléctricas.

    El vapor producido por líquidos calientes
    naturales en sistemas geotérmicos es una alternativa al
    que se obtiene en plantas de energía por quemado de
    materia fósil, por fisión nuclear o por otros
    medios.

    Las perforaciones modernas en los sistemas
    geotérmicos alcanzan reservas de agua y de vapor,
    calentados por magma mucho más profundo.

    La energía térmica puede obtenerse
    también a partir de géiseres y de grietas.
    En algunas zonas de la Tierra, las rocas del subsuelo se
    encuentran a temperaturas elevadas. La energía almacenada
    en estas rocas se conoce como energía geotérmica.
    Para poder extraer
    esta energía es necesaria la presencia de yacimientos de
    agua cerca de estas zonas calientes.

    Podemos encontrar básicamente tres tipos de
    campos geotérmicos dependiendo de la temperatura a la que
    sale el agua:

    • La energía geotérmica de alta
      temperatura
    • La energía geotérmica de temperaturas
      medias
    • Campo geotérmico de baja
      temperatura

        La energía geotérmica
    de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Su
    temperatura está comprendida entre 150 y 400ºC, se
    produce vapor en la superficie que enviando a las turbinas,
    genera electricidad. La energía geotérmica de
    temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los
    acuíferos están a temperaturas menos elevadas,
    normalmente entre 70 y 150ºC.

    Por consiguiente, la conversión
    vapor-electricidad se realiza a un menor rendimiento, y debe
    utilizarse como intermediario un fluido volátil. La
    energía geotérmica de baja temperatura es
    aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por
    ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al
    gradiente geotérmico. Los fluidos están a
    temperaturas de 60 a 80ºC. La energía
    geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los
    fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y
    60ºC. Esta energía se utiliza para necesidades
    domésticas, urbanas o agrícolas.

    La geotermia es una fuente de energía
    renovable.

    Los usos directos de las aguas geotérmicas van en
    un rango de 10 a 130ºC y son utilizadas directamente de la
    tierra:

    • Para uso sanitario.
    • Balnearios.
    • Para cultivos en invernaderos durante el periodo de
      nevadas.
    • Para reducir el tiempo de crecimiento de pescados,
      crustáceos, etc.
    • Para varios usos industriales como la
      pasteurización de la leche.
    • Para la implantación de calefacción en
      distritos enteros y viviendas individuales.

    La energía geotérmica es una alternativa
    ante el agotamiento de los recursos
    convencionales y un aporte importante para solucionar los
    problemas de energía, abriendo una posibilidad de un
    futuro mejor para todos.

    ENERGIA CALORIFICA o TERMICA

    La energía térmica es la forma de
    energía que interviene en los fenómenos
    caloríficos. Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas
    se ponen en contacto, el caliente comunica energía al
    frío; el tipo de energía que se cede de un cuerpo a
    otro como consecuencia de una diferencia de temperaturas es
    precisamente la energía térmica.

    Según el enfoque característico de la
    teoría
    cinético-molecular, la energía térmica de un
    cuerpo es la energía resultante de sumar todas las
    energías mecánicas asociadas a los movimientos de
    las diferentes partículas que lo componen. La cantidad de
    energía térmica que un cuerpo pierde o gana en
    contacto con otro a diferente temperatura recibe el nombre de
    calor. El calor constituye, por tanto, una medida de la
    energía térmica puesta en juego en los
    fenómenos caloríficos.

    En el caso de los fenómenos caloríficos la
    transferencia de energía térmica se produce del
    cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. La
    temperatura puede ser asimilada por tanto al nivel de
    energía térmica, y el calor puede ser comparado con
    la cantidad de agua que un recipiente cede al otro al
    comunicarlos entre sí.

    El cuerpo de mayor temperatura poseerá
    moléculas con mayor energía cinética que
    podrán ceder a las del cuerpo de menor temperatura, del
    mismo modo que una bola rápida que choca con una lenta la
    acelera; este tránsito de energía mecánica
    microscópica, cuyo efecto conjunto es el calor, se
    mantendrá en tanto aquéllas no se
    igualen.

     

    Energía magnetica

    Es la energía que desarrollan la tierra y los
    imanes naturales. La energía magnética terrestre es
    la consecuencia de las corrientes eléctricas
    telúricas producidas en la tierra como resultado de la
    diferente actividad calorífica solar sobre la superficie
    terrestre, y deja sentir su acción
    en el espacio que rodea la tierra con intensidad variable en cada
    punto, dada por las leyes de
    coulomb:

    f = k M . M

    Siendo f = fuerza magnética; k =
    constante de coulomb;

    M y M = masas magnéticas situadas en dicho
    espacio o campo magnético.

    La energía magnética terrestre y la de los
    imanes naturales o artificiales se manifiesta con máxima
    intensidad como concentrada en dos puntos determinados de la
    tierra y de los imanes, denominados polos
    magnéticos
    , que distinguimos con los apelativos de
    polo norte
    y polo sur. La fuerza de atracción que se observa
    entre los polos de nombre contrario de dos imanes o de
    repulsión entre polos del mismo nombre es la
    manifestación mas patente de la energía
    magnética.

    Energia electroestatica

    Es la energía potencial que se manifiesta entre
    dos cargas eléctricas c y c; si las
    distancias entre ellas es d, y la constante
    dieléctrica del medio que las separa es k, la
    energía potencial del sistema tiene por expresión:
    Potencial =

    K c. c´

    Si se trata de un condensador, este potencial
    es

    W = CV² :2, en la que C es la capacidad del sistema
    y V el voltaje o diferencia del potencial eléctrico de las
    armaduras.

    ENERGIA QUIMICA

    La energía química es una
    manifestación más de la energía. En concreto, es
    uno de los aspectos de la energía interna de un cuerpo y,
    aunque se encuentra siempre en la materia, sólo se nos
    muestra cuando
    se produce una alteración íntima de
    ésta.

    En la actualidad, la energía química es la
    que mueve los automóviles, los buques y los aviones y, en
    general, millones de máquinas.
    Tanto la combustión del carbón, de la leña o
    del petróleo en las máquinas de vapor como la de
    los derivados del
    petróleo en el estrecho y reducido espacio de los
    cilindros de un motor de explosión, constituyen reacciones
    químicas.

    El carbón y la gasolina gasificada se combinan
    con el oxígeno del aire, reaccionan con él y se
    transforman suave y lentamente, en el caso del carbón, o
    instantánea y rápidamente, en el caso de la
    gasolina dentro de los cilindros

    de los motores. Las mezclas
    gaseosas inflamadas se dilatan considerable y rápidamente
    y en un instante comunican a los pistones del motor su
    energía de traslación, su fuerza viva o de
    movimiento.

    Finalmente, hay que mencionar la más reciente y
    espectacular aplicación de la energía
    química para lograr lo que durante muchos siglos
    constituyó su sueño: el viaje de ida y vuelta al
    espacio exterior y a la Luna, así como la
    colocación de distintos tipos de satélites
    artificiales en determinadas órbitas.

    La humanidad ha utilizado desde su existencia reacciones
    químicas para producir energía. Desde las
    más rudimentarias, de combustión de madera o
    carbón, hasta las mas sofisticadas, que tienen lugar en
    los motores de los modernos aviones o naves espaciales.
    Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de
    un desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de
    energía.

    ENERGIA DE ACTIVACION

    Es la energía mínima que deben poseer las
    entidades químicas para poder producir una reacción
    química. Se presentan en escalas muy
    pequeñas.

    Energía de reacción.

    En una reacción química el contenido
    energético de los productos es, en general, diferente del
    correspondiente a los reactivos. Este defecto o exceso de
    energía es el que se pone en juego en la
    reacción.
    La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de
    energía luminosa, eléctrica, mecánica, etc..
    pero habitualmente se manifiesta en forma de calor. El calor
    intercambiado en una reacción química se llama
    calor de reacción y tiene un valor característico
    para cada reacción. Las reacciones pueden entonces
    clasificarse en exotérmicas o
    endotérmicas, según que haya desprendimiento
    o absorción de calor.

    ENERGIA NUCLEAR

    Una de las fuentes de energía más modernas
    y que sin lugar a dudas ha levantado más polémica,
    es sin duda la energía nuclear. La energía nuclear,
    tiene sus puntos positivos y negativos, pero ya lo veremos
    más adelante.

    En la utilización de la energía nuclear,
    los neutrones desempeñan un papel fundamental. La
    mayoría de los elementos no son "puros", sino mezclas de
    átomos llamados isótopos. Los isótopos de un
    elemento presentan un nº de neutrones distinto del que posee
    el átomo
    común. Sólo su peso los diferencia de
    este.

    Otto Hanh descubrió en Berlín que los
    átomos de Uranio se dividen cuando se los bombardea con
    neutrones. El denominó este hecho como
    Fisión.

    Fréderic Joliot-Curie, demostró
    posteriormente que en este proceso de fisión quedan
    liberados neutrones del núcleo atómico; estos se
    mueven en todas direcciones y algunos chocan con otros
    núcleos, que se desintegran a su vez y vuelven a liberar
    neutrones.

    Este proceso recibe el nombre de reacción en
    cadena, y es la base de la obtención de la llamada
    energía nuclear.

    Se puede obtener energía nuclear de dos formas
    diferentes, mediante FUSIÓN, y mediante FISIÓN. La
    primera está en investigación, y se obtiene en
    laboratorios, ya que se emplea más energía en la
    obtención que la obtenida mediante este proceso, y por
    ello, todavía no es viable. La fisión es la que se
    emplea actualmente en las centrales nucleares.

    La primera aplicación práctica fue la
    bomba atómica, en la cual se liberó una
    energía de 12 kilotones (energía equivalente a
    12.000 toneladas de explosivo TNT), destruyendo una ciudad
    entera. Esta es una forma de liberación de energía
    de forma incontrolada. En las centrales nucleares, el proceso
    está controlado, de forma que la energía no sea
    gigantesca, ya que destruiría el reactor, y se
    transformaría en una bomba atómica.

    Tipos de energía nuclear:

    Como hemos dicho antes, hay dos formas de obtener
    energía en un proceso nuclear:

     FISIÓN:

    Es el utilizado actualmente en las centrales nucleares.
    Cuando un átomo pesado (como por ejemplo el Uranio o el
    Plutonio) se divide o rompe en dos átomos más
    ligeros, la suma de las masas de estos últimos
    átomos obtenidos, más la de los neutrones
    desprendidos es menor que la masa del átomo original. Para
    romper un átomo, se emplea un neutrón (ya que es
    neutro eléctricamente, y no es desviado de su
    trayectoria), que se lanza contra el átomo a romper, por
    ejemplo, Uranio. Al chocar el átomo queda sumamente
    inestable, dividiéndose en dos átomos diferentes y
    más ligeros que el Uranio, desprendiendo 2 ó 3
    neutrones (los neutrones desprendidos, dependen de los
    átomos obtenidos), y liberando energía.

    Estos neutrones, vuelven a chocar con otros 3
    átomos de Uranio liberando mas neutrones, energía y
    otros dos átomos más ligeros, y así
    sucesivamente, generando de esta forma una reacción en
    cadena.

    FUSIÓN:

    La fusión nuclear, está actualmente en
    líneas de investigación, debido a que
    todavía hoy no es un proceso viable, ya que se invierte
    más energía en el proceso para que se produzca la
    fusión, que la energía obtenida mediante este
    método.
    La fusión, es un proceso natural en estrellas,
    produciéndose reacciones nucleares por fusión
    debido a la elevadísima temperatura de estas estrellas,
    que están compuestas principalmente por Hidrógeno y Helio.

    El hidrógeno, se repele cuando intentas unirlo
    (fusionarlo) a otro átomo de hidrógeno, debido a su
    repulsión electrostática. Para vencer esta
    repulsión electrostática, el átomo de
    hidrógeno debe chocar violentamente contra otro
    átomo de hidrógeno, fusionándose, y dando
    lugar a Helio, que no es fusionable. La diferencia de masa entre
    el átomo obtenido y el original es mayor que en la
    fisión, liberándose así una gran cantidad de
    energía (muchísimo mayores que en la
    fisión).

    Estos choques violentos, se consiguen con una elevada
    temperatura, que excita los átomos de hidrógeno, y
    se mueven muy rápidamente, chocando unos contra
    otros.

    Ventajas de la Energía Nuclear:

    La energía nuclear, genera un tercio de la
    energía eléctrica que se produce en la Unión
    Europea, evitando así, la emisión de 700
    millones de toneladas de CO2 por año a la
    atmósfera. A escala mundial,
    en 1.996, se evitó la emisión de 2,33 billones de
    toneladas de CO2 a la atmósfera, gracias a la
    energía nuclear.
    Por otra parte, también se evitan otras emisiones de
    elementos contaminantes que se generan en el uso de combustibles
    fósiles.

    Los vertidos de las centrales nucleares al exterior, se
    pueden clasificar como mínimos, y proceden, en forma
    gaseosa  de la chimenea de la central, pero se expulsan
    grandes cantidades de aire, y poca de radiactividad; y en forma
    líquida, a través del canal de descarga.
    Por su bajo poder contaminante, las centrales nucleares, frenan
    la lluvia
    ácida, y la acumulación de residuos
    tóxicos en el medio
    ambiente.

    Además, se reducen el consumo de las reservas de
    combustibles fósiles, generando con muy poca cantidad de
    combustible (Uranio) muchísima mayor energía,
    evitando así gastos en
    transportes, residuos, etc.

    CONSUMOS Y RESIDUOS DE URANIO,
    CARBÓN Y FUEL-OIL

    PARA UNA CENTRAL TIPO 1.000 MW

    COMBUSTIBLE

     CARBÓN 

    FUEL-OIL 

    NUCLEAR

    Consumo medio por Kw/hora

    380 gr.

    230 gr.

    4,12 mg. Uranio

    Consumo Anual

    2,5 millones de
    toneladas

    1,52 millones de
    toneladas

    27,2 toneladas

    Transporte anual

    66 barcos de 35.000 toneladas o 23.000 vagones
    de 100 toneladas

    5 petroleros de 300.000 toneladas +
    oleoductos

    3 ó 4 camiones

    CO2, millones de toneladas

    7,8

    4,7

    cero

    SO2, toneladas

    39.800

    91.000

    cero

    NO2, toneladas

    9.450

    6.400

    cero

    Cenizas de filtros, toneladas

    6.000

    1.650

    cero

    Escorias, toneladas

    69.000

    despreciables

    cero

    Cenizas volantes, toneladas

    377.000

    cero

    cero

    Radiación: gases,
    Curios/año

    0,02-6

    0,001

    1,85

    Radiación: líquido,
    Curios/año

    cero

    cero

    0,1

    Radiación: sólidos

    despreciable

    cero

    13,5 m3,(alta)
    493 m3, (media y baja)

    Peligros de la Energía Nuclear:

    Actualmente, la industria
    nuclear de fisión, presenta varios peligros, que por ahora
    no tienen una rápida solución. Estos peligros,
    podrían llegar a tener una gran repercusión en el
    medio ambiente y en
    los seres vivos si son liberados a la atmósfera, o
    vertidos sobre el medio ambiente, llegando incluso a producir
    la muerte, y
    condenar a las generaciones venideras con mutaciones… Por ello,
    a las centrales nucleares se les exige unas grandes medidas de
    seguridad, que puedan evitar estos incidentes, aunque a veces,
    pueden llegar a ser insuficientes. Los peligros más
    importantes, son entre otros, la radiación y el constante
    riesgo de una
    posible explosión nuclear, aunque este último es
    muy improbable con los actuales sistemas de seguridad de las
    centrales nucleares. Nos centraremos principalmente en la
    radiación, por ser el más representativo, debido a
    que las explosiones son muy improbables.

    La radiactividad, es la propiedad en
    virtud de la cual algunos elementos que se encuentran en la
    naturaleza, como el Uranio, se transforman, por emisión de
    partículas alfa (núcleos de Helio), beta
    (electrones), gamma (fotones), en otros elementos nuevos, que
    pueden ser o no, a su vez, radiactivos. La radiactividad es, por
    tanto, un fenómeno natural al que el hombre ha estado siempre
    expuesto, aunque también están las radiaciones
    artificiales. Así pues, diferenciamos dos casos;
    radiación natural y radiación
    artificial:

    RADIACIÓN NATURAL:

    Siempre ha existido, ya que procede de las materias
    existentes en todo el universo, y
    puede ser radiación visible (como por ejemplo la luz), o
    invisible (por ejemplo los rayos ultravioleta). Esta
    radiación, procede de las radiaciones cósmicas del
    espacio exterior (Sol y estrellas), pues ellos son
    gigantescos  reactores nucleares, aunque lejanos;
    también proceden estas radiaciones de los elementos
    naturales radiactivos (uranio, torio, radio) que
    existen de forma natural en el aire, agua, alimentos, o el propio
    cuerpo
    humano.

    Esta radiación natural, es del orden del 88% de
    la radiación total recibida por el ser humano,
    clasificándose de la siguiente manera:

        – Radiación
    cósmica:    15 %
        – Radiación de alimentos, bebidas, etc.
    :     17 %
        – Radiación de elementos
    naturales:    56 %

    "El sol es una fuente de radiación
    natural"

    RADIACIÓN ARTIFICIAL:
    Provienen de fuentes creadas por el hombre. Los televisores o los
    aparatos utilizador para hacer radiografías médicas
    son las fuentes más comunes de las que recibimos
    radiación artificial. La generada en las centrales
    nucleares, pertenece a este grupo.

    La radiación artificial total recibida por el ser
    humano es del orden del 12% de todas las radiaciones recibidas.
    Se clasifica de la siguiente manera:

        – Televisores y aparatos
    domésticos:     0.2 %
        – Centrales nucleares:     0.1
    %
        – Radiografías médicas: 
       11.7 %

    Como es bien sabido, la radiación de los
    elementos trae serias consecuencias en los seres vivos, si
    sobrepasan los límites
    anuales de radiación normal. La consecuencia más
    importante es la  mutación en los seres vivos, ya que
    afecta a las generaciones tanto presentes, como futuras, y sus
    efectos irían desde la falta de miembros corporales y
    malformaciones en fetos, esterilidad, hasta la muerte.

    Por tanto, es importante que los residuos de las
    centrales nucleares, que son radiactivos, cumplan unas medidas de
    seguridad, para que no surjan posibles accidentes de
    fugas de radiación.

    CENTRALES NUCLEARES

    En las centrales nucleares, el proceso que se controla
    es el final, ya que en ellas, se genera energía de forma
    lenta, pues de lo contrario el reactor se convertiría en
    una bomba atómica, debido a que la mayor parte de la
    energía se libera al final, como hemos expuesto
    anteriormente.

    En el proceso, se desprende energía en forma de
    calor. Este calor, calienta unas tuberías de agua, y esta
    se convierte en vapor, que pasa por unas turbinas,
    haciéndolas girar. Estas a su vez, giran un generador
    eléctrico de una determinada potencia, generando
    así electricidad, al igual que con una dínamo de
    bicicleta, solo que estas turbinas y el generador, son muy
    grandes.

    Lógicamente, no se aprovecha toda la
    energía obtenida en la fisión, y se pierde parte de
    ella en calor, resistencia de
    los conductores, vaporización del agua, etc. Los neutrones
    son controlados para que no explote el reactor mediante unas
    barras de control.

    El reactor se refrigera, para que no se caliente
    demasiado, y funda las protecciones, convirtiéndose en una
    bomba atómica, incluso cuando este esté parado, ya
    que la radiación hace que el reactor permanezca
    caliente.

     En el siguiente esquema, se muestra cómo
    trabaja una central nuclear, según lo explicado
    anteriormente:

    Seguridad y protección

    Debido a este importante factor de riesgo, las centrales
    nucleares, deben tener una serie de protecciones para prevenir un
    posible desastre, que tuviera fugas radiactivas al exterior. La
    seguridad y protección radiológica que ofrecen las
    centrales nucleares, son:
     

    Varilla de combustible:

    Tubos con aleación de Circonio en cuyo
    interior se encuentra el Uranio.

     - Vasija del reactor:

    Recipiente cilíndrico de acero
    al carbono, recubierto interiormente de acero
    inoxidable, de 12.5      
    centímetros de espesor, con 18.5 metros de altura
    y 4.77 metros de diámetro. En su interior,
    se            
    encuentra el núcleo del reactor, donde se obtiene
    el vapor que mueve la turbina.

     - Edificio del reactor:

    Es una  estructura de hormigón
    armado de 1 metro de espesor y 55 metros de altura (12 de
    ellos, bajo tierra). Está diseñado para
    soportar las condiciones del mayor accidente
    posible.

     

    En caso de emergencia, se activarían los
    siguientes Sistemas de emergencia. Se activan al romperse
    la tubería de refrigeración, y es un sistema
    autónomo automático, y se compone de:
     

     – Inyección del Refrigerante a
    alta presión:

    Inyecta refrigerante al interior de la vasija,
    justo encima del combustible.

    – Rociado del
    núcleo 

     - Inyección de refrigerante a
    baja presión:

    Inyectan refrigerante a la vasija, inundando el
    núcleo.

    – Sistema automático de alivio de
    presión:

    Impide la presurización de la vasija por
    encima de los
    valores  operacionales.

    – Condensador de aislamiento:

    Enfría el vapor existente en la
    vasija.

    – Inserción de las barras de
    control :

    Al insertarlas, se para totalmente el
    reactor.

    En el siguiente esquema, se muestran las barreras de
    contención de una central nuclear. Se puede observar de
    igual manera los sistemas de seguridad con los que cuentan las
    centrales nucleares.

    Además de estos sistemas de emergencia, las
    centrales nucleares, también cuentan con detectores de
    incendios,
    fugas de radiación, y extintores adicionales.
    Como hemos visto, las centrales nucleares, cuentan con grandes
    medidas de seguridad, pero la cosa no termina aquí, ya que
    estas centrales generan unos residuos radiactivos muy
    perjudiciales para los seres vivos, y el medio ambiente, por lo
    que deben ser tratados
    adecuadamente.
    Se clasifican de la siguiente forma:

    – Alta actividad:

    Proceden de los elementos de combustible gastados, que
    se extraen del reactor, y se almacenan temporalmente en una
    piscina de agua, situada dentro de la central nuclear, y
    construida de hormigón, con paredes de acero inoxidable,
    de tal forma que no se escape la radiación. Una vez que la
    piscina se llena (que puede tardar décadas), los residuos
    se sacan de la piscina, y se almacenan bajo tierra,
    profundamente, en minas excavadas, con formaciones salinas para
    mantenerlo aislado de la humedad, y metidos en bidones blindados
    con material anticorrosivo. Este es el lugar definitivo, donde se
    guardarán durante cientos o incluso miles de
    años.

    – Media actividad:

    Son generados por radio nucleidos liberados en el
    proceso de fisión en cantidades muy pequeñas, muy
    inferiores a las consideradas peligrosas para la seguridad y
    protección de las personas.
    Los residuos son solidificados dentro de bidones de acero,
    utilizando cemento,
    alquitrán o resinas.

    – Baja actividad:

    Generalmente, son las ropas y herramientas que se
    utilizan en el mantenimiento de la central nuclear.
    Se prensan, y se mezclan con hormigón, de forma que formen
    un bloque sólido, son introducidos en bidones de acero.
    Después, estos bidones, al igual que los de media
    actividad
    , son trasladados al Centro de almacenamiento
    de El Cabril
    , en la provincia de Córdoba, en el caso
    de España.

    Como se puede comprobar, las medidas de seguridad para
    prevenir posibles fugas radiactivas, son muy altas, evitando
    así, que se produzca un accidente radiactivo. La
    radiación liberada, es, por tanto, muy baja,
    prácticamente nula.

     

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