martes, 3 de mayo de 2011

INTRODUCCIÓN

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.



FORMAS DE ENERGÍA

La energía puede manifestarse en la naturaleza de diversas formas, y según como se manifieste tiene diversos nombres:

• Energía mecánica
Dentro de la energía mecánica hay dos tipos de energia mecánica: la energía cinética y la energía potencial. La suma de ambas siempre se mantiene constante y es igual a la energía mecánica (salvo en sistemas en los que actúen fuerzas no conservativas). Un ejemplo de esta forma de energía es la energía de las olas.
                                                   

• Energía nuclear
Es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares.                        

                            

• Energía térmica o calorífica
Es el efecto de las partículas en movimiento. Es la energía que se desprende en forma de calor. Puede extraerse de la naturaleza mediante reacciones nucleares, mediante energía eléctrica por efecto Joule, mediante una reacción exotérmica, mediante medios de aprovechamiento de la energía geotérmica, o mediante medios de aprovechamiento de energía solar. Un ejemplo de energía térmica es la energía de la biomasa.

                            

• Energía química
Es la energía almacenada dentro de los productos químicos. Los combustibles como la madera, el carbón, y el petróleo, son claros ejemplos de almacenamiento de energía en forma química. También es la energía producida en las reacciones químicas.

                             

• Energía eléctrica
Es la forma de energía resultante de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos.

 

• Energía electromagnética
Es la energía debida a la presencia de un campo electromagnético, y es proporcional a la suma de los cuadrados de los valores del campo eléctrico, y del campo magnético, en un punto del espacio.

                        

• Energía sonora.
De entre las distintas formas de energías, es la energía transportada por ondas sonoras. La energía sonora es otro efecto de las moléculas en movimiento, procede de la energía vibracional del foco sonoro.

                   







lunes, 2 de mayo de 2011

FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES

Se denomina energía renovable a la energía 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.

Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:  La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: energía azul.

Energía azul
Es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río con el uso de la electrodiálisis inversa (o de la ósmosis) con membranas de iones específicos. El residuo en este proceso es agua salobre.


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.

          

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.

Ventajas

  1. Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
  2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.
  3. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético
  4. Ausencia de ruidos exteriores
  5. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.
  6. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
  7. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de tanques de almacenamiento de combustibles.
  8. La emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.

Inconvenientes

  1. En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
  2. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
  3. Contaminación térmica.
  4. Deterioro del paisaje.
  5. No se puede transportar (como energ energía primaria).
  6. No está disponible más que en determinados lugares.

                


Energía hidráulica
Se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura. La energía potencial, durante la caída, se convierte en cinética. El agua pasa por las turbinas a gran velocidad, provocando un movimiento de rotación que finalmente se transforma en energía eléctrica por medio de los generadores.
          

Energía mareomotriz
Es la que se obtiene aprovechando la 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 poniendo partes móviles al proceso natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

                                

Energía solar
Energía solar térmica : consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para producción de energía mecánica y, a partir de ella, de energía eléctrica.
            

Energía solar fotovoltáica  
Es un tipo de electricidad renovable obtenida directamente de los rayos del sol(foto-) gracias a la foto-detección cuántica de un determinado dispositivo; normalmente una lámina metálica semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada capa fina.

            

Energía undimotriz
Es la energía  producida por el movimiento de las olas. Es menos conocida y extendida que otros tipos de energía marina, como la maremotriz, pero cada vez se aplica más.

Algunos sistemas pueden ser:
  • Un aparato anclado al fondo y con una boya unida a él con un cable. El movimiento de la boya se utiliza para mover un generador. Otra variante sería tener la maquinaria en tierra y las boyas metidas en un pozo comunicado con el mar.
  • Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre sus partes. Como la "serpiente marina" Pelamis.
  • Un pozo con la parte superior hermética y la berruga comunicada con el mar. En la parte superior hay una pequeña abertura por la que sale el aire expulsado por las olas. Este aire mueve una turbina que es la que genera la electricidad.
         


Las contaminantes como :

Energía de la biomasa
La energía de la biomasa es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica formada en algún proceso biológico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos, o sus restos y residuos.
La utilización de la biomasa es tan antigua como el descubrimiento y el empleo del fuego para calentarse y preparar alimentos, utilizando la leña. Aún hoy, la biomasa es la principal fuente de energía para usos domésticos empleada por más de 2.500 millones de personas en el Tercer Mundo.
La combustión de la biomasa es contaminante. En el caso de la incineración de basuras, tal y como se viene haciendo con los residuos urbanos en la mayoría de las ciudades europeas y norteamericanas, la combustión emite a la atmósfera contaminantes, algunos de ellos cancerígenos, como las dioxinas.

       

FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES

Energía no renovable se refiere a aquellas fuentes de energía que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse, ya que no existe sistema de producción o extracción viable. Dentro de las energías no renovables existen dos tipos de combustibles:


• Los combustibles fósiles.
• Los combustibles nucleares.

Combustible fósil


Son combustibles fósiles el carbón, el petróleo y el gas natural. Provienen de restos de seres vivos enterrados hace millones de años, que se transformaron bajo condiciones adecuadas de presión y temperatura.


El combustible fósil puede utilizarse directamente, quemándolo para obtener calor y movimiento en hornos, estufas, calderas y motores. También pueden usarse para electricidad en las centrales térmicas o termoeléctricas, en las cuales, con el calor generado al quemar estos combustibles se obtiene vapor de agua que, conducido a presión, es capaz de poner en funcionamiento un generador eléctrico, normalmente una turbina.

Ventajas


• Son muy fáciles de extraer (casi todos).
• Su gran disponibilidad(temporal).
• Su gran continuidad(temporal).
• Son muy baratas (menos algunas como el petróleo).


Desventajas

• Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y resultan tóxicos para la vida.
• Se puede producir un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo.
• Al ser utilizados contaminan más que otros productos que podrían haberse utilizado en su lugar.

El petróleo 
Es un liquido combustible fósil que se forma por los restos de microorganismos marinos depositados en el fondo del mar. Despues de millones de años los depósitos acaban en rocas y sedimentos donde el petróleo es atrapado en ciertos espacios. Se extrae mediante plataformas de explotación. El petróleo es el combustible mas usado. El petróleo crudo consiste en muchos compuestos orgánicos diferentes que se transforman en productos en un proceso de refinamiento. Se desarrolla en los coches, jets, carreteras, tejados y muchos otros usos. El petróleo no puede encontrarse de manera constante en cualquier parte de la tierra y consecuentemente es un recurso limitado a ciertas áreas geográficas provocando guerras entre los suministradores de petróleo. Por ejemplo, el caso de la guerra del Golfo en 1991.




El carbón                                                                                                                                                
Es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono, utilizada como combustible fósil. El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, y   esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono. El carbón suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo. Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial (datos de 2006).



El gas natural
Es un recurso fósil gaseado que es muy versátil, abundante y relativamente limpio si se compara con el carbón o petróleo. Al igual que el petróleo su origen procede de los microorganismos marinos depositados. Es una fuente de energía relativamente poco explotada y nueva. En 1999, se utilizaba mas carbón que gas natural. Sin embargo en la actualidad el gas natural empieza a ganar terreno en países desarrollados. De cualquier manera, la gente teme que al igual que el petróleo también el gas natural desaparecerá. Algunos científicos han previsto que esto ocurrirá a mediados o finales del siglo 21. El gas natural consiste fundamentalmente en metano (CH4). Se comprime en volúmenes pequeños en grandes profundidades en la tierra. Al igual que el petróleo, se extrae mediante perforación. Las reservas de gas natural están mas distribuidas a nivel mundial que el petróleo.
                  


Combustibles nucleares

Pueden ser combustibles nucleares como el uranio y el plutonio, en general todos aquellos
elementos fisibles adecuados al reactor. Sirva de ejemplo los reactores de un submarino nuclear que deben funcionar con uranio muy enriquecido o centrales como la de Ascó o Vandellós que les basta con un enriquecimiento del 4,16%.

Son elementos químicos capaces de producir energía por fisión nuclear. La energía nuclear se utiliza para producir electricidad en las centrales nucleares. La forma de producción es muy parecida a la de las centrales termoeléctricas, aunque el calor no se produce por combustión, sino mediante la fisión de materiales fisibles.

Ventajas

Desventajas

  • Su combustible es limitado.
  • Genera residuos radiactivos activos durante miles de años.
  • Puede ocasionar graves catástrofes medioambientales en caso de accidente.
  • Algunas de ellas no están suficientemente desarrolladas tecnológicamente.
  • Incrementa el efecto invernadero en la atmósfera de la tierra.


El uranio
Es un elemento químico metálico de color plateado-grisáceo de la serie de los actínidos, su símbolo químico es U.
En la naturaleza se presenta en muy bajas concentraciones (unas pocas partes por millón o ppm) en rocas, tierras, agua y los seres vivos. Para su uso el uranio debe ser extraído y concentrado a partir de minerales que lo contienen, como por ejemplo la uranitita (ver minería del uranio). Las rocas son tratadas químicamente para separar el uranio, convirtiéndolo en compuestos químicos de uranio. El residuo se denomina estéril. Esos estériles contienen las mismas sustancias radiactivas que poseía el mineral original y que no fueron separadas, como el radio, el torio o el potasio.
El 235U se utiliza como combustible en centrales nucleares y en algunos diseños de armamento nuclear. Para producir combustible, el uranio natural es separado en dos porciones. La porción combustible tiene más 235U que lo normal, denominándose uranio enriquecido, mientras que la porción sobrante, con menos U235 que lo normal, se llama uranio empobrecido. El uranio natural, enriquecido o empobrecido es químicamente idéntico. El uranio empobrecido es el menos radiactivo y el enriquecido el más radiactivo.





El Plutonio
Su símbolo Pu, es un elemento metálico radiactivo que se utiliza en reactores y armas nucleares.
Químicamente, el plutonio es reactivo, y sus propiedades se asemejan a las de los lantánidos. El metal plateado, que se vuelve ligeramente amarillo con la oxidación causada por la exposición al aire, existe en seis formas cristalinas y tiene cuatro estados de oxidación diferentes. El metal desprende calor debido a su radiactividad.
Se utiliza en fuentes de calor para aplicaciones espaciales y se ha empleado en marcapasos cardiacos.

Por su radiotoxicidad, el plutonio y sus compuestos requieren técnicas de manejo especiales para prevenir su ingestión o inhalación; por ello, todo trabajo con plutonio y sus compuestos debe efectuarse en caja de guantes. Para trabajar con plutonio, y sus aleaciones, que son atacados por la humedad y por los gases atmosféricos, estas cajas pueden llenarse con helio o argón.

Cantidades traza de plutonio se encuentran naturalmente en los minerales ricos en uranio.

Además de estar presente de forma natural en cantidades muy pequeñas, el plutonio también puede entrar en el medio ambiente por escapes de reactores nucleares, plantas de producción de armas, e instalaciones de investigación. Una fuente importante de escapes de plutonio son las pruebas de armas nucleares.
El plutonio puede entrar en las aguas superficiales por escapes accidentales y vertidos de desechos radioactivos. El suelo puede contaminarse con plutonio a través de la lluvia radiactiva durante las pruebas de armas nucleares. El plutonio se mueve lentamente hacia abajo en el suelo, hasta las aguas subterráneas.
Las plantas absorben bajos niveles de plutonio, pero estos niveles no son lo suficientemente altos como para provocar biomagnificación del plutonio en la cadena alimenticia, o acumulación en los cuerpos de animales.




Tipos de energía