Fuentes de EnergíaFuentes de Energía

Siglo XXISiglo XXI

Ana Iglesias BeltránAna Iglesias Beltrán

Verónica Manzanedo ZafraVerónica Manzanedo Zafra

Ángel Luis Lozano RocamoraÁngel Luis Lozano Rocamora

• Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de las que el hombre puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad.

• Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrió el fuego para calentarse y asar los alimentos , pasando por la Edad Media en la que construía molinos de viento para moler el trigo, hasta la época moderna en la que se puede obtener energía eléctrica fisionando el átomo para ver la televisión, el hombre ha buscado incesantemente fuentes de energía de las que sacar algún provecho para nuestros días, Dicho modelo de desarrollo, sin embargo, está abocado al agotamiento de los recursos fósiles, sin posible reposición pues serían necesarios períodos de millones de años para su formación, por ello, se buscan nuevas fuentes de energía renovables .

Las fuentes de energía se dividen en dos grandes bloques, ya dichos, renovables y no renovables.

• La energía no renovable es un término que se refiere a aquellas fuentes de energía que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y que, una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse, ya que no existe sistema de producción o extracción viable, o la producción desde otras fuentes es demasiado pequeña como para resultar útil a corto plazo.Fuentes de energía no renovables más importantes y más utilizadas son:Los combustibles fósiles: carbón y petróleo.

• La energia renovables también llamada energía alternativa o blanda, este término engloba una serie de fuentes energéticas que en teoría no se agotarían con el paso del tiempo. Estas fuentes serían una alternativa a otras tradicionales y producirían un impacto ambiental mínimo, pero en sentido estricto ni son renovables, como en el caso de la geotermia, ni se utilizan de forma blanda. Las energías renovables comprenden: la energía solar, la eólica , la geotérmica, la hidroeléctrica, la procedente de la biomasa y la maremotriz.

Energía SolarEnergía SolarRecibe el nombre de energía solar aquella que proviene del aprovechamiento directo de la radiación del sol, y de la cual se obtiene calor y electricidad. El calor se obtiene mediante colectores térmicos, y la electricidad a través de paneles fotovoltaicos. La energía del sol produce calor y hace posible que el hombre la utilice en forma directa mediante distintos elementos, como por ejemplo:•Colectores solares: Absorben la radiación solar transfiriendo su energía calorífica al agua, que está almacenada en tubos, calentándola.•Celdas fotovoltaicas: el sol también emite radiaciones electromagnéticas, las cuales son aprovechadas por un sistema llamado fotovoltaico, el cual transforma estas radiaciones en energía eléctrica. Este sistema se utiliza en viviendas rurales que se encuentran muy alejadas, como también en los satélites artificiales que giran alrededor de la Tierra. • También se utilizan grandes espejos curvos, los que concentran calor sobre superficies pequeñas, transmitiéndolo al agua almacenada en tanques para generar vapor de agua y ser usado en centrales termoeléctricas en vez de calentar agua a través de la combustión de combustibles fósiles (petróleo, carbón o gas).

Energía SolarEnergía Solar• En la energía solar, se utilizan los

sistemas fotovoltaicos que son unos dispositivos que, a partir de la radiación solar, producen energía eléctrica en condiciones de ser aprovechada por el hombre. El sistema consta de los siguientes elementos:

• Un generador solar, compuesto por un conjunto de paneles fotovoltaicos, que captan la radiación luminosa procedente del sol y la transforman en corriente continua a baja tensión (12 ó 24 V).

• Un acumulador, que almacena la energía producida por el generador y permite disponer de corriente eléctrica fuera de las horas de luz o días nublados.

Energía SolarEnergía Solar

• Un regulador de carga, cuya misión es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, que le produciría daños irreversibles; y asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficiencia. • Un inversor (opcional), que transforma la corriente continua de 12 ó 24 V almacenada en el acumulador, en corriente alterna de 230 V.

EnergíaEnergía procedente procedente BiomasaBiomasa

• La Biomasa, abreviatura de "masa biológica", comprende una amplia diversidad de tipos de combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La biomasa comprende un amplísima gama de materiales orgánicos que son incorporados y transformados por el reino animal, incluido el hombre. El hombre, además, la transforma por procedimientos artificiales para obtener bienes de consumo. Todo este proceso da lugar a elementos utilizables directamente, pero también a subproductos que tienen la posibilidad de encontrar aplicación en el campo energético. A cada tipo de biomasa corresponde una tecnología diferente; así, la biomasa sólida, como es la madera, se quema o gasifica, mientras que la biomasa líquida, como aceites vegetales, se utiliza directamente en motores o turbinas, y la biomasa húmeda se puede convertir biológicamente en gas de combustión.

Energía procedente Energía procedente BiomasaBiomasa

Métodos más utilizados en la obtención de la energía de la biomasa:1.Energía por combustión directa:La combustión directa es un proceso muy antiguo y se refiere a la combustión de la leña, los residuos forestales y los residuos orgánicos (bosta, celulosa y otros) para obtener calor, especialmente a nivel del hogar.2. Energía por conversión térmica:Se refiere esencialmente a la pirolisis o destilación de la madera en productos secundarios: carbón de leña, alquitrán, alcohol metálico o metanol y gas pobre, entre otros. En el Perú se usan estos procesos sólo artesanalmente para la obtención de carbón de leña en la costa norte y en la amazonía.3. Energía por fermentación alcohólica:Consiste en producir alcohol a partir de materias y restos orgánicos mediante la fermentación alcohólica. Existen las técnicas para producir alcohol a partir de la caña de azúcar, la yuca, la madera y los restos celulósicos. El alcohol es considerado una de las posibilidades de sustitución de los combustibles fósiles. En el país se produce con la melaza de la caña de azúcar.4.Energía animal:Es el uso de animales de carga para arar los campos, como también para mover trapiches y molinos. Su uso está bastante difundido en las zonas rurales (vacunos, caballos, burros, mulos y llamas).

Energía EólicaEnergía Eólica

• La energía eólica se considera una forma indirecta de energía solar, puesto que el sol, al calentar las masas de aire, produce un incremento de la presión atmosférica y con ello el desplazamiento de estas masas a zonas de menor presión. Así se da origen a los vientos como un resultado de este movimiento, cuya energía cinética puede transformarse en energía útil, tanto mecánica como eléctrica.

• Se obtiene la energía gracias al molino que es una máquina que transforma el viento en energía aprovechable. Esta energía proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento.

EnergíaEnergía EólicaEólica• Hay dos tipos de equipamiento

que se utilizan para el aprovechamiento de la energía eólica:

• 1.Los molinos usados para extraer agua del subsuelo, están compuesto por un número elevado de palas (12 a 16). Son activados a baja velocidad del viento accionando una bomba que extrae el agua del subsuelo.

• 2.Los aerogeneradores son utilizados para producir electricidad. Tienen menos cantidad de palas, un rotor y un generador que se mueve por arrastre del rotor.

Energía HidroeléctricaEnergía Hidroeléctrica

• La hidroelectricidad, al igual que la energía eólica y solar, es un recurso energético "limpio" y renovable, cuyo adecuado aprovechamiento no produce trastornos ecológicos y se utiliza como importante recurso energético en casi todos los países del mundo.

• La potencia obtenida a través de los recursos hidráulicos depende del volumen de agua que fluye por unidad de tiempo y de la altura de caída de ésta.

• Central hidroeléctrica:Una central hidroeléctrica es un conjunto de obras destinadas a convertir la energía cinética y potencial del agua, en energía utilizable como es la electricidad. Esta transformación se realiza a través de la acción que el agua ejerce sobre una turbina hidráulica, la que a su vez le entrega movimiento rotatorio a un generador eléctrico.

Energía HidroeléctricaEnergía Hidroeléctrica• Funcionamiento:

-La tecnología de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante el siglo XX. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.-Además de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del embalse de grandes cantidades de agua, existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman de agua fluente. Una de ellas es la de las Cataratas del Niágara, situada en la frontera entre Estados Unidos y Canadá

Fusión NuclearFusión Nuclear• La fusión nuclear es un proceso consistente en la unión de dos núcleos de

átomo ligeros en uno más pesado. La energía liberada en este proceso es del orden de 4 veces mayor que la liberada en la fisión. La más sencilla de las reacciones de fusión, es aquella en la que núcleos de dos isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio) se fusionan para dar lugar a un núcleo de helio y un neutrón . La reacción de fusión es la que se produce en el Sol constantemente.

• El problema que surge en la fusión es que para que este tipo de reacciones se produzca se necesita un enorme aporte energético que logre que los núcleos ligeros venzan la fuerza de repulsión que existe entre ellos (ambos están cargados positivamente ), y puedan unirse.

• Este aporte energético se logra mediante el calor, aplicando temperaturas de millones de grados. El problema comentado anteriormente proviene de la dificultad de conseguir un reactor nuclear que aguante esa temperatura sin destruirse. El estado de la materia a fusionar a esta temperatura se denomina plasma, y su estrucutura atómica es un completo desorden en este punto.

Gestión de RecursosGestión de Recursos

• Con el paso del tiempo, han ido mejorando la gestión de recursos. Un ejemplo de ello es la gestión de aguas residuales, que hacen unos 30 años, no había ningún tipo de depuración y en la actualidad española, se intenta depurar todo tipo de aguas con procedencias al mar o ríos. La utilización de energías renovables, reciclar, aprovechamiento del agua...

• En cambio, hay puntos que no están tan conseguidos como el concienciar del mal uso del petróleo o la extinción de numerosas especies de pescado, por haber demasiada demanda.

• Las personas que trabajan en la ciencia y el propio gobierno deben concienciar a la gente, para que actúe de mejor manera

Energía GeotérmicaEnergía 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 gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

• Energía geotérmica de alta temperatura. La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 ºC, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varios condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 ºC. La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.

Energía GeotérmicaEnergía Geotérmica• Energía geotérmica de temperaturas medias. La energía geotérmica

de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 ºC. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción)

• Energía geotérmica de baja temperatura. La energía geotérmica de temperaturas bajas 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 50 a 70 ºC.

• Energía geotérmica de muy baja temperatura. La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.

• Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 ºC, pero las fuentes de temepratura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana.

Energía MaremotrizEnergía Maremotriz• La 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.

• Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia.

• Otras formas de extraer energía del mar son: las olas, la energía undimotriz; de la diferencia de temperatura entre la superficie y las aguas profundas del océano, el gradiente térmico oceánico; de la salinidad; de las corrientes submarinas o la eólica marina

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