1. LA ENERGIA Y SUS CLASES
1. Se organizan grupos de trabajo, se les entrega un tema el cual deben leer, analizar la
información y elaborar una exposición..
La Energía es la capacidad que poseen los cuerpos para producir Trabajo, es decir la cantidad de
energía que contienen los cuerpos se mide por el trabajo que es capaces de realizar. La energía es
la fuerza que mueve al mundo. Es la capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de
movimiento, luz, calor, etc. No nos podemos imaginar por un instante un mundo sin las fuentes de
energía para moverse;
La realidad del mundo físico demuestra que la energía, siendo única, puede presentarse bajo
diversas formas capaces de transformarse unas a otras.
LAS FUENTES DE LA ENERGÍA:
La energía tiene fuentes renovables y no renovables. Las renovables son el viento, el agua, el sol o
la biomasa, mientras que las no renovables son de origen fósil o de origen químico. Podemos ver en
el siguiente cuadro de lo que estamos hablando.
Se denomina energía renovable aquella que se obtiene de fuentes naturales virtualmente
inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen y otras porque son capaces de
regenerarse por medios naturales.
Fuentes de energía renovables
• El Sol: Energía Solar: La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás
formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente
a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma
adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía
térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares.
• El viento: Energía Eólica: La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir,
mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire. Se obtiene
mediante unas turbinas eólicas que convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica por
medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a través de una serie engranajes
(la transmisión) a un generador eléctrico.
• Los ríos y corrientes de agua dulce: Energía Hidráulica: La energía potencial acumulada en los
saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas
aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven
un generador eléctrico. En España se utiliza esta energía para producir alrededor de un 15 % del
total de la electricidad.
Uno de los recursos más importantes cuantitativamente en la estructura de las energías renovables
es la procedente de las instalaciones hidroeléctricas; una fuente energética limpia y autóctona pero
para la que se necesita construir las necesarias infraestructuras que permitan aprovechar el
potencial disponible con un coste nulo de combustible. El problema de este tipo de energía es que
depende de las condiciones climatológicas.
2. • Las materias orgánicas naturales: Energía de Biomasa: La formación de biomasa a partir de la
energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es
desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila,
transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en
materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos.
La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono.
La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en
energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono
almacenado.
El gas natural como energía
El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se
encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en
depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está
compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%,
y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.
Fuentes de energía no renovables
Proceden de recursos que existen en la naturaleza de forma limitada y que pueden llegar a agotarse
con el tiempo. las más importantes son:
La energía obtenida de la combustión (proceso en el que algo arde) de los llamados combustibles
fósiles: del carbón, petróleo y gas natural.
Estos tres combustibles se emplean como fuente de energía en las centrales térmicas para
producir electricidad. Esta forma de obtener energía resulta contaminante para el medio
ambiente.
• En la actualidad las fuentes de energía no renovables son las que cubre la mayor parte de la
demanda energética mundial, son también las más avanzadas en cuanto a tecnología de
extracción o producción se refiere, pero suelen causar un gran impacto medioambiental.
• Actualmente también empieza a aparecer una tendencia de inversión sobre las energías
renovables más limpias y cuidadosas con el medio ambiente intentando dejar atrás las
energías no renovables.
• 1. Carbón
Es un combustible fósil extraído mediante exploraciones minerales y
fue el primero en usarse a gran escala, también se estima que
cuenta con una de las mayores reservas (más de 160 años), estando
presente en más de 70 países, suministra el 25% de la energía
primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo.
• Es bastante contaminantes en términos de polución y alteraciones climáticas.
• 2. Petróleo
Se constituye por una mezcla de componentes orgánicos y es una de las
principales energías usadas en los medios de transporte, también es una
3. de las mayores fuentes contaminantes de polución en la atmósfera, se estima que el planeta
tierra tiene reservas suficientes solo para los próximos 40 años.
• 3. Gas natural
Formado por una mezcla de gases ligeros que se suelen encontrar en
yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo
(acumulación de plancton marino) o en depósitos de carbón.
• Su composición puede variar en función del yacimiento del que se
extrae, su principal composición es metano en cantidades que
comúnmente pueden superar el 90 o 95%, y suele contener otros
gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.
• Es menos contaminante en lo que a polución se refiere que el petróleo o carbón pero también
afecta a las alteraciones climáticas, es utilizado como combustible tanto en hogares como
industrias y se estima que sus reservas se agotaran en unos 60 años.
• Actualmente también se está investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según
estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas
natural.
• 4. Uranio
•
• Es un elemento químico existente en la tierra, formando la base del
combustible nuclear muy utilizado en la industria de defensa y civil.
Tiene un poder calorífico muy superior a cualquier otro tipo de
energía fósil.
•
• Pero antes de convertirse en calor, frío, luz o movimiento, la energía sufre una ruta de
transformación más o menos larga, durante la cual una parte se pierde y la otra que llega al
consumidor no siempre está plenamente aprovechada.
¿CÓMO SE MANIFIESTA LA ENERGÍA?
La energía tiene varias maneras de manifestarse, puede ser:
- Luminosa: Es la energía radiante transportada por las ondas luminosas a través del espacio.
- Química: Se encuentra almacenada en la materia debido a la composición de su estructura interna.
Los alimentos, los combustibles fósiles y algunos materiales, como madera y el carbón, tienen
energía química. Puede ser liberada en una reacción química. Una pila o una batería poseen este
tipo de energía.
- Térmica: Es la energía interna que posee un cuerpo, debido a la vibración de sus partículas. Esta
energía es liberada en forma de calor.
4. - Sonora: Es la energía de la vibración que se transmite mediante ondas a través del aire. La
vibración producida por la onda mueve las partículas del medio transmitiendo su 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.
- Nuclear: Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones
nucleares de fisión y de fusión. Ej. la energía del uranio, que se manifiesta en los reactores
nucleares.
- Radiante: La energía radiante es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz
visible, las ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La
característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte
material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones. Ej.: La energía que proporciona el Sol
y que nos llega a la Tierra en forma de luz y calor.
Propiedades de la energía
La energía presenta una serie de características o atributos que ayudan a comprender su
importancia.
- La energía se transforma: Una forma de energía puede transformarse en otra; por ejemplo, la
energía solar se trasforma en otra forma de energía, llamada energía química, a través de la
fotosíntesis. Otro ejemplo es cuando la energía eléctrica se transforma en energía cinética en un
ventilador.
Las formas de energía que pueden ser transformadas fácilmente en otras formas de energía son la
energía química, la energía eléctrica y la energía solar.
- La energía se transfiere: Esto significa que puede pasar de un cuerpo a otro, como ocurre cuando
pedaleas para hacer avanzar una bicicleta o cuando la energía almacenada en una ducha o cocina
solar se transfiere en forma de calor al agua o a los alimentos, calentándolos.
5. - La energía se conserva: En cualquier transformación la energía se conserva. Cuando el agua se
evapora no desaparece, simplemente pasa al aire, la cual nos da la impresión de que ya no existe,
cuando en realidad es que no podemos verla.
Esto se debe a que la energía cumple una ley muy importante: la Ley de la conservación de la
energía. Según esta ley, la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
- La energía se degrada: Cuando la cantidad de energía se transforma en otras formas de energía,
su capacidad de utilización disminuye, es decir, se va transformado en otras energías menos
aprovechables.
Este proceso de pérdida de la calidad de la energía se conoce como Principio de degradación de
la energía y plantea que la energía va perdiendo su capacidad de utilización en cada una de
sus transformaciones.
TIPOS DE ENERGÍA
Energía eléctrica
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la
existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que
permite establecer una corriente eléctrica entre ambos (cuando se les
coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico) para obtener
trabajo.
Energía luminosa
La energía lumínica o luminosa es la energía fracción percibida de la energía
transportada por la luz y que se manifiesta sobre la materia de distintas maneras,
una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede comportarse como
una onda o como si fuera materia, pero lo más normal es que se desplace como
una onda e interactúe con la materia de forma material o física.
Energía mecánica
La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un
cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la energía
elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos
con masa de efectuar un trabajo.
Energía térmica
Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de
la naturaleza, a partir de la energía térmica.
La energía térmica se puede transformar utilizando un motor térmico, ya
sea en energía eléctrica, en una central termoeléctrica; o en trabajo
mecánico, como en un motor de automóvil, avión o barco.
La obtención de energía térmica implica un impacto ambiental. La
combustión libera dióxido de carbono (CO2) y emisiones contaminantes.
La tecnología actual en energía nuclear da lugar a residuos radiactivos
que deben ser controlados. Además deben tenerse en cuenta la
utilización de terreno de las plantas generadoras de energía y
los riesgos de contaminación por accidentes en el uso de los materiales implicados, como los
derrames de petróleo o de productos petroquímicos derivados.
6. Energía eólica
Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la
energía cinética generada por efecto de las corrientes
de aire, y que es transformada en otras formas útiles para
las actividades humanas.
El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o
relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega.
La energía eólica ha sido aprovechada desde la
antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o
hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus
aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica
mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue
de 94.1 gigavatios.1 Mientras la eólica genera alrededor del 1%
del consumo de electricidad mundial,2 representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en
Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007). En el año
2008 el porcentaje aportado por la energía eólica en España aumentó hasta el 11%.3
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones
de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que
la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.
Energía solar
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
La radiación solar que
alcanza la
Tierra puede
aprovecharse por
medio del calor que
produce a través de la
absorción de la
radiación, por ejemplo
en dispositivos
ópticos o de otro tipo.
Es una de las
llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía
limpia o energía verde. Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un
residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
Energía nuclear
La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de
una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de
Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o
bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos muy
livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran
cantidad de energía debido a que parte de la masa de las
partículas involucradas en el proceso, se transforma
7. directamente en energía. Lo anterior se puede explicar basándose en la relación Masa-
Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.
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
La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos
para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración
que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas
entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un
sistema, o como una medida del trabajo que un sistema
puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es
una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o
como en elasticidad un campo tensorial de tensiones).
Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del
campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B
y A.
Energía química
La energía química es la energía acumulada en los alimentos y en los
combustibles. Se produce por la transformación de sustancias químicas que
contienen los alimentos o elementos, posibilita mover objetos o generar otro
tipo de energía.
Energía hidráulica
Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del
aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos
de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es
mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo
una forma de energía renovable.
Energía geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el
hombre 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
8. gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos,
"calor"; literalmente "calor de la Tierra".
Energía mareomotriz
Es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares
según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta
última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede
aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las
aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.
