La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.
La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.
La energía se define sobre bases físicas rigurosas como la capacidad de realizar un trabajo, fuerzas, movimientos. No podemos verla solo descubrimos sus efectos.
La ley de conservación de la energía postula: que la energía no se pierde sino que se transforma.
La energía es una magnitud cuya unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el julio (J).
FORMAS DE ENERGÍA
Existen diferentes formas de energía. Y por su naturaleza tenemos energía Potencial y Cinética.
• La potencial es la energía contenida en un cuerpo, por ejemplo: la energía humana, la del agua, del vapor, etc.
• La energía cinética es la que posee un cuerpo debido a su movimiento o velocidad; por ejemplo: la energía del agua al caer de una cascada, la energía del aire en movimiento, etc.
La Energía puede manifestarse de diferentes maneras: de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnéticas, etc., que en su esencia son energía cinética o potencial o combinaciones de estas dos. Según sea el proceso, la energía se denomina:
• Energía mecánica
• Energía térmica
• Energía eléctrica
• Energía radiante
• Energía química
• Energía nuclear
LA ENERGÍA MECÁNICA
La Energía mecánica es la producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la gravitación, etc., y la poseen los cuerpos por el hecho de moverse o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio. Puede ser de dos tipos: Energía cinética y energía potencial (gravitatoria y elástica):
Energía cinética
Energía potencial gravitatoria
Energía potencial elástica
ENERGÍA TÉRMICA
ENERGÍA ELÉCTRICA
La
Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas
en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce,
fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La
transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se
manifiesta al encender una bombilla.
ENERGÍA RADIANTE
La
Energía radiante es la que poseen las ondas electromagnéticas como la
luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos
infrarrojo (IR), etc. La característica principal de esta energía es que
se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material
alguno. Ej.: La energía que proporciona el Sol y que nos llega a la
Tierra en forma de luz y calor.
ENERGÍA QUÍMICA
La
Energía química es la que se produce en las reacciones químicas. Una
pila o una batería poseen este tipo de energía. Ej.: La que posee el
carbón y que se manifiesta al quemarlo.
Combustión de butano
FUENTES DE ENERGÍA
Las Fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades.
El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía". Las fuentes de energía las podemos separa en:
• Fuentes renovables: son las que la naturaleza las renueva con rapidez, y podemos obtener energía de forma continua.
• Fuentes no renovables: son las que se encuentran en la Tierra y se agotan con su utilización, porque las cantidades son limitadas.
• Fuentes convencionales: son las que producen la mayor cantidad de energía útil de un país.
• Fuentes no convencionales: son las que, por falta de avance tecnológico o por sus cuantiosos gastos de extracción y aprovechamiento, no producen mucha cantidad de energía útil.
A continuación enumeramos las diferentes fuentes de energía.
1. Energía hidráulica
2. Energía mareomotriz
3. Energía hidroeléctrica
4. Energía eólica
5. Energía de biomasa
6. Energía solar
7. Energía nuclear
8. Energía geotérmica
9. Carbón
10. Petróleo
11. Gas natural
12. Electricidad
13. Biogás
FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
Las Fuentes de energía renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.
Existen varias fuentes de energía renovables, como son:
• Energía mareomotriz (mareas)
• Energía hidráulica (embalses)
• Energía eólica (viento)
• Energía solar (Sol)
• Energía de la biomasa (vegetación)
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
La
Energía mareomotriz es la producida por el movimiento de las masas de
agua provocado por las subidas y bajadas de las mareas, así como por las
olas que se originan en la superficie del mar por la acción del viento.
Ventajas: Es una fuente de energía limpia, sin residuos y casi inagotable.
Inconvenientes:
Sólo pueden estar en zonas marítimas, pueden verse afectadas por
desastres climatológicos, dependen de la amplitud de las mareas y las
instalaciones son grandes y costosas.
Central mareomotriz de La Rance (Francia)
ENERGÍA HIDRÁULICA
La
Energía hidráulica es la producida por el agua retenida en embalses o
pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en
un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se
convierte en energía cinética y, posteriormente, en energía eléctrica en
la central hidroeléctrica.
Ventajas:
Es una fuente de energía limpia, sin residuos y fácil de almacenar.
Además, el agua almacenada en embalses situados en lugares altos permite
regular el caudal del río.
Inconvenientes: La construcción de
centrales hidroeléctricas es costosa y se necesitan grandes tendidos
eléctricos. Además, los embalses producen pérdidas de suelo productivo y
fauna terrestre debido a la inundación del terreno destinado a ellos.
También provocan la disminución del caudal de los ríos y arroyos bajo la
presa y alteran la calidad de las aguas.
Central Hidroeléctrica el Chocón, Villa Chocón, Neuquen
ENERGÍA EÓLICA
La
Energía eólica es la energía cinética producida por el viento. se
transforma en electricidad en unos aparatos llamados aerogeneradores
(molinos de viento especiales).
Ventajas:
Es una fuente de energía inagotable y, una vez hecha la instalación,
gratuita. Además, no contamina: al no existir combustión, no produce
lluvia ácida, no contribuye al aumento del efecto invernadero, no
destruye la capa de ozono y no genera residuos.
Inconvenientes:
Es una fuente de energía intermitente, ya que depende de la regularidad
de los vientos. Además, los aerogeneradores son grandes y caros.
Aerogeneradores
ENERGÍA SOLAR
La
Energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación
electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente)
procedente del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión
nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos
formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema
fototérmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico).
La
conversión térmica de alta temperatura consiste en transformar la
energía solar en energía térmica almacenada en un fluido. Para calentar
el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores.
La
conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de la
energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas
solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio).
Ventajas: Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados.
Inconvenientes:
Es una fuente energética intermitente, ya que depende del clima y del
número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento energético es
bastante bajo.
Inconvenientes:
Es una fuente energética intermitente, ya que depende del clima y del
número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento energético es
bastante bajo.
Central Solar
ENERGÍA DE LA BIOMASA
La
Energía de la biomasa es la que se obtiene de los compuestos orgánicos
mediante procesos naturales. Con el término biomasa se alude a la
energía solar, convertida en materia orgánica por la vegetación, que se
puede recuperar por combustión directa o transformando esa materia en
otros combustibles, como alcohol, metanol o aceite. También se puede
obtener biogás, de composición parecida al gas natural, a partir de
desechos orgánicos.
Ventajas:
Es una fuente de energía limpia y con pocos residuos que, además son
biodegradables. También, se produce de forma continua como consecuencia
de la actividad humana.
Inconvenientes:
Se necesitan grandes cantidades de plantas y, por tanto, de terreno. Se
intenta "fabricar" el vegetal adecuado mediante ingeniería genética. Su
rendimiento es menor que el de los combustibles fósiles y produce
gases, como el dióxido de carbono, que aumentan el efecto invernadero.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
La
energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el
aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del
interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben
destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico
viene del griego geo (Tierra), y thermos (calor); literalmente "calor de la Tierra".
Gradiente
geotérmico es la variación de temperatura, es decir gradiente térmico,
que se produce en el material de un planeta rocoso (de ahí el prefijo
GEO) cuando se avanza desde la superficie hacia el centro por un radio
de su esfera, esto es, avanzando perpendicularmente desde la superficie
del planeta hacia su interior.
El gradiente geotérmico nos da una idea de la variación del calor interno de la Tierra.
FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
Las
Fuentes de energía no renovables son aquellas que se encuentran de
forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la
de su regeneración. Existen varias fuentes de energía no renovables,
como son:
- Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural)
- La energía nuclear (fisión y fusión nuclear)
LOS COMBUSTIBLES FÓSILES
Los
Combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) son sustancias
originadas por la acumulación, hace millones de años, de grandes
cantidades de restos de seres vivos en el fondo de lagos y otras cuencas
sedimentarias.
EL CARBÓN
El
Carbón es una sustancia ligera, de color negro, que procede de la
fosilización de restos orgánicos vegetales. Existen 4 tipos: antracita,
hulla, lignito y turba.
El carbón se utiliza como combustible en la industria, en las centrales térmicas y en las calefacciones domésticas.
EL PETRÓLEO
El
Petróleo es el producto de la descomposición de los restos de
organismos vivos microscópicos que vivieron hace millones de años en
mares, lagos y desembocaduras de ríos. Se trata de una sustancia
líquida, menos densa que el agua, de color oscuro, aspecto aceitoso y
olor fuerte, formada por una mezcla de hidrocarburos (compuestos
químicos que sólo contienen en sus moléculas carbono e hidrógeno).
El
petróleo tiene, hoy día, muchísimas aplicaciones, entre ellas:
gasolinas, gasóleo, abonos, plásticos, explosivos, medicamentos,
colorantes, fibras sintéticas, etc. De ahí la necesidad de no
malgastarlo como simple combustible.
Se emplea en las centrales térmicas como combustible, en el transporte y en usos domésticos.
EL GAS NATURAL
El Gas natural tiene un origen similar al del petróleo y suele estar formando una capa o bolsa sobre los yacimientos de petróleo. Está compuesto, fundamentalmente, por metano (CH4). El gas natural es un buen sustituto del carbón como combustible, debido a su facilidad de transporte y elevado poder calorífico y a que es menos contaminante que los otros combustibles fósile
Materia prima Ventajas Inconvenientes
- Abundante - No renovable
Carbón - Precio barato - Muy contaminante
- Alto poder calorífico
- Fácil extracción - Muy contaminante
Petróleo y transporte - No renovable
- Gran poder energético
- Mueve la economía actual - Precio caro
Gas Natural - Combustible fósil que - No renovable
menos contamina - Contaminante
- Precio accesibles
ENERGÍA NUCLEAR
La energía Nuclear es la fuente energética de mayor poder, aunque no la más rentable.
Núcleo Atómico,
es una pequeña región central del átomo donde se encuentran
distribuidos los neutrones y protones, partículas fundamentales del
núcleo, que reciben el nombre de nucleones.
La
estabilidad del núcleo no se debe a su acción eléctrica, es mas, al
repelerse se desintegrarían. En el núcleo existen protones y neutrones,
lo que indica que debe existir otra fuerza más fuerte aún que la
electromagnética que no va unida a las cargas eléctricas y es aun más
intensa.
Esta fuerza se llama nuclear y es la que predomina en el núcleo.
Un núcleo tiene una masa y está cargado eléctricamente. Además tiene un tamaño que se puede medir por su radio.
Isótopos,
es cuando los átomos de un mismo elemento tienen distinto número
neutrones N, y tiene el mismo numero de protones Z. Un isótopo se
escribe X para denominar el símbolo químico del elemento, Z se sitúa
debajo a la izquierda de X, y se llama numero de protones o numero
atómico, y A es el numero de masa o numero másico y esta formado por la
combinación de protones y de neutrones. AXZ
Radioactividad
Tipos de radiaciones, hay dos tipos, la radioactividad natural y la radioactividad artificial.
- La radioactividad natural, proviene en su mayor parte de los rayos gamma del cosmos, y de la propia tierra.
- La radioactividad artificial, proviene de la industria, la medicina y de las pruebas atómicas. Algunos minerales son radiactivos, como el uranio, y en menor escala el granito.
Efectos biológicos,
la radiación puede causar a corto plazo nada importante, pero si te
expones directamente mucho tiempo a unas radiaciones, pueden causar
quemaduras y pasando por muchos tipos de enfermedades hasta lo mas grave
que seria en cáncer.
Aplicaciones (Tipos
de energía), las radiaciones naturales y artificiales se aplican a la
medicina y sus ramas (ortopedia,...) para la construcción ya que
intervienen minerales tipo granito, rayos X, pararrayos, emisiones
artificiales, electrodomésticos y utensilios de casa (mini-cadena,
televisor, microondas, frigorífico, lavadora...) emisoras de radio y
antenas, solariums...
Partículas;
- Alfa: son partículas pesadas, cargadas positivamente, es el núcleo de un átomo de helio.
- Beta: son los electrones de un átomo de helio, se aislaron por primera vez alrededor de 1900. Alfa y Beta se desvían hacia polos eléctricos opuestos.
- Gamma: Es de origen nuclear, producida por desintegración del núcleo o por una reacción de aniquilación. La hace útil para fines diagnósticos y terapéuticos.
Radiaciones Nucleares
Fisión
nuclear, es la base del desarrollo de la energía nuclear. Los núcleos
de los átomos son en general muy estables, pero, si son golpeados por
protones o electrones dotados de suficiente energía, se rompen. Cuando
un átomo pesado (como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o
rompe en dos átomos más ligeros. Para romper un átomo, se emplea un
neutrón que se lanza contra el átomo a romper, por ejemplo, Uranio. Al
chocar el neutrón, el átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236
durante un breve espacio de tiempo, pues tiene un neutrón más que es el
que ha chocado con él, siendo este último átomo sumamente inestable,
dividiéndose en dos átomos diferentes y más ligeros que el Uranio-236
(por ejemplo Kriptón y Bario; o Xenón y Estroncio), desprendiendo 2 ó 3
neutrones.
Fusión nuclear,
en este proceso se parte de núcleos ligeros y se intenta formar núcleos
más pesados y más estables. Como en este campo las diferencias entre
las energías de cohesión son relativamente elevadas, se puede esperar
obtener, por unidad de masa de combustible empleado, una energía mucho
mayor que para la fisión de elementos pesados. Se dice que será la
energía del futuro, ya que no contamina, es barata, y es casi
inagotable. Que era lo que el hombre estaba buscando desde hace mucho
tiempo.
Aplicaciones;
- La fisión se utiliza para fabricar explosivos, bombas... gracias a su alto poder de destrucción.
- Y la fusión como fuente de energía, por su seguridad, inagotabilidad y economía, será la fuente de energía del futuro.
FUENTES DE ENERGÍAS ALTERNATIVAS
El hidrogeno es el elemento mas abundante del universo, la energia de todas las estrellas, de nuestro propio sol. El hidrogeno esta en todas partes, mas del 90% de los atomos del universo son de hidrogeno. Combinado con el oxigeno forma el agua, añadiendole carbono es la base de nuestra vida; y en estado puro puede ser un combustible potente, limpio y seguro.
