9. La energía y su transformación

Índice: La energía: formas y fuentes La energía eléctrica: generador, transporte y distribución. Centrales convencionales: centrales hidroeléctricas, centrales térmicas, centrales nucleares, tratamiento de residuos. Energías alternativas: energía solar, eólica y otras energías alternativas. Energía y medioambiente.

1. La energía Es la capacidad de un objeto o de un sistema para realizar un trabajo o transformar algo. Unidad : julios-J, caloría- cal, kilovatio hora-kW x h. Hay que diferenciar energía y potencia. La potencia es la transferencia de energía por unidad de tiempo. Unidad: Vatio-W, Kilocaloría/hora-kcal/h

Formas de energía Mecánica: esta formada por la suma de energía cinética, asociada al movimiento, y la potencial, asociada a la fuerza de gravedad. Térmica: esta reaccionada con el movimiento de las moléculas que forman la materia Energía química: es la energía asociada a las reacciones químicas Energía nuclear: la energía almacenad en el núcleo de los átomos, que se liberan en las reacciones de fusión. Energía radiante: Es la que tiene en las ondas electromagnéticas, con la luz, los rayos ultravioletas, etc.

Energía eléctrica: Está relacionada con el ,movimiento de las cargas eléctricas a través de los materiales conductores. Estas energías se dividen en dos: Energía primaria: es la energía disponible en la naturaleza sin necesidad de ser transformados(gas, carbón, etc.). Energía secundaria: Es la energía resultado de la transformación de las energías primarias (energía eléctrica). El principio de conservación de la energía establece que “la energía no se crea ni se destruye; únicamente se transforma”.

Fuentes de energía Son los recursos existentes en la naturaleza de los cuales podemos obtener energía utilizable en alguna de las formas definidas anteriormente. Podemos clasificarlas en: No renovables: se encuentran en cantidades limitadas y en ellas la velocidad de regeneración es inferior a la del consumo. Renovables: son inagotables, ya que se regeneran a un ritmo superior al que se consumen.

Energía eléctrica: generación Consiste en la transformación de un tipo de energía en energía eléctrica. Se realizan en las centrales eléctricas, todas tienen dos elementos en común: La turbina: formada por un rodete con paletas y un eje giratorio, tiene la función de transformar en energía mecánica de rotación una energía en forma de viento, agua o vapor. Hay tres tipos: eólicas, hidráulicas, térmicas. El alternador: maquina eléctrica capaz de trasformar energía mecánica de rotación en energía eléctrica tiene dos partes: rotor y estator.

Transporte y distribución de la energía eléctrica La red de transporte es la parte del sistema encargada de llevar la energía eléctrica desde las centrales eléctricas hasta los grandes puntos de consumo recorriendo enormes distancias. Se realiza en alta tensión. La red de distribución: encargada de repartir la energía eléctrica dentro de los centros de consumo(poblaciones…) hasta la tensión de uso, que es baja la tensión. El elemento que nos permite cambiar la tensión y la intensidad de la corriente eléctrica es el transformador.

Centrales convencionales Centrales hidroeléctricas: Se basan en el aprovechamiento de la energía potencial y/o cinética del agua de los ríos. El agua se lleva a una turbina, donde mueve los alabes y genera un movimiento de rotación de su eje; dicho eje esta unido a un alternador, el cual genera energía eléctrica. De agua fluyente: no cuentan con reservas de agua; turbinan el agua de la que disponen en cada momento. De agua embalsamada: embalse, donde se almacena energía en forma de energía potencial.

Centrales térmicas: Las que aprovechan la energía térmica procedente de la combustión de fuentes de enérgicas como el carbón, petróleo…(Obtener energía eléctrica) Tipos: -Centrales térmicas de ciclo convencional. -Centrales térmicas de ciclo combinado. Centrales nucleares: Tipo de central térmica que mueve la turbina mediante la energía procedente de la fisión de átomos radiantes.

Tratamiento de los residuos Las centrales térmicas. Dos tipos: -Los gases de combustión que se emiten a la atmosfera tiene una gran cantidad de óxidos de azufre, nitrógeno, carbono y partículas. -En las centrales térmicas se producen grades cantidades de escorias. Las centrales nucleares producen residuos radioactivos: -Residuos de media y baja radioactividad. -Residuos de alta resistividad.

Energías alternativas: Energía solar: es la energía que llega a la tierra en forma de radiación electromagnéticas procedentes del sol. Tipos: -Centrales termosolares: Una gran cantidad de espejos reflejan la radiación sobre un receptor, por cuyo interior circula un fluido, que, al calentarse, trasfiere calor a un generador que a su vez moverá una turbina.

Baja temperatura: es el aprovechamiento directo de la energía solar. Mediante un captador solar en el que transforma la radiación en energía térmica. En el captador y unos tubos los cuales se calientan y pasan el calor al agua y hace que se caliente. Lo usan para el agua caliente y la calefacción.

Se representan en dos formas: Para autoconsumo. Para conectar a la red. Fotovoltaica: es la transformación directa de la energía luminosa del sol en energía eléctrica. Las transmiten mediante paneles fotovoltaicos, estos están fabricadas con mate- riales semiconductores, cuando incide los rayos solares sobre ellos se produce un movimiento de electrones , que se convier-te en un pequeño genera-dor eléctrico.

Energía eólica: es la energía mecánica que , en forma de energía cinética, trasporta en viento. El aerogenerador es el elemento encardo de transformarla en energía eléctrica. El aerogenerador tiene varias partes: El rotor, esta formado por palas y cuando da el aire gira. La góndola, acondiciona la velocidad de rotor y que beneficie al alternador . La torre, soporta la góndola, la cual puede girar sobre la torre dependiendo la dirección de viento .

Mareomotriz: son lugares donde existe una diferencia de altura importante entre la marea alta y la marea baja, se construyen grandes estuarios, cuando la marea es alta, se deja entrar agua en el estuario. Cuando baja la marea se suelta por la turbina hidráulica y es cuando el generador genera energía eléctrica. Biomasa: es toda la materia orgánica, originada en un proceso biológico, espontaneo o provocado, utilízale como fuente de energía. Se utilizan residuos forestales, agrícolas y sólidos urbanos. Geotérmica: es la energía derivada del calor de la tierra y se almacena en el interior de la Tierra.

Importancia de hacer fuentes de energías alternativas. De esta forma, cualquier desarrollo o crecimiento social y/o económico viene inevitablemente asociado a un crecimiento en las demandas y los productos energéticos.

Eficiencia y ahorro de energía Un proceso de transformación de un tipo de energía en otro es tanto mas eficiente cuantas menos perdidas tengamos en dicha transformación. Se denomina rendimiento a la relación entre la energía obtenida en un proceso y la energía invertida en el.