EL PROBLEMA DE LA ENERGIA

Hector Campo Abengózar Antonio Cañas Rivas

1º bachiller A

ENERGIA SOLAR

Es una fuente de energía renovable ya que proviene del Sol, puede utilizarse de dos formas: convirtiéndola directamente en electricidad mediante paneles solares.

O en calor mediante una central térmica solar.

En este caso se hará hervir agua, cuyo vapor moverá una turbina, generando electricidad. Esta fuente de energía es bastante aconsejable en los lugares donde haga mucho calor y donde la radiación solar sea intensa y constante.

Historia de la energía solar

• La energía Solar se empezó a usar a penas en el S. V a.C. El filósofo Sócrates recomendaba que las casas se construyeran con las fachadas al sur y altas parar captar el Sol en invierno, y con fachadas al norte bajas para evitar los vientos fríos.

• En el S. XVIII. El francés Lavoisier inventó lo que hoy se conoce como horno solar, para fundir metales.

• En el año 1882. Se fabricó una máquina capaz de concentrar la energía solar y transformarla en energía mecánica. Se empleo para accionar una imprenta.

Sócrates Lavoisier

Primera máquina capaz

de concentrar la energía solar y transformarla

en energía mecánica.

Se puede capturar la energía solar de varias maneras:

• Campo de helióstatos: Formado por una serie de helióstatos o espejos direccionales, que reflejan la luz solar hacia una torre, concentrando los rayos solares sobre una caldera.

• Colectores cilíndrico-parabólicos: Concentran los rayos solares en una tubería que contiene un liquido (aceite). Con este sistema se pueden conseguir temperaturas de hasta 300º C.

• Horno solar: Consiste en conectar una pequeña zona o punto los rayos solares que inciden en una superficie muy grande en comparación con la zona anterior. Para ello se utiliza un espejo en forma parabólica.

• Placas fotovoltaicas: Cada modulo o placa fotovoltaica está formada por una serie de células solares, construidas a base de silicio como material base. Cuando la luz solar incide sobre las células, se genera una pequeña tensión en los extremos de sus bornes.

Energía obtenida de biocombustibles

Muchos coches funcionan con alcohol mezclado con gasolina. El etanol se produce por fermentación de maíz o caña de azúcar. Otro biocombustible más eficaz es el biodiesel, obtenido a partir de semillas oleaginosas, y que puede sustituir al gasoleo. Pero en la producción de los biocombustibles también se consume petróleo y, además, las extensiones de cultivos necesarias son enormes.

Biomasa: se denomina biomasa al conjunto de materia orgánica renovable (no fósil), de procedencia vegetal, animal o resultante de una transformación natural o artificial.

Natural:Es aquella que abarca los bosques, árboles, matorrales, plantas de cultivo, etc. Por ejemplo, en las explotaciones forestales se producen una serie de residuos o subproductos, con un alto poder energético, que no sirven para la fabricación de muebles ni papel, como son las hojas y ramas pequeñas, y que se pueden aprovechar como fuente energética

TIPOS DE BIOMASA:

Residual:Es aquella que corresponde a los residuos de paja, serrín, estiércol, residuos de mataderos, basuras urbanas, etc.

Fósil:Es aquella que procede de la biomasa obtenida hace millones de años y que ha sufrido grandes procesos de transformación hasta la formación de sustancias de gran contenido energético como el carbón, el petróleo, o el gas natural, etc. No es un tipo de energía renovable, por lo que no se considera como energía de la biomasa, sino que se incluye entre las energías fósiles.

Energía obtenida por hidrógeno

¿Qué pasaría si todos los vehículos obtuvieran de repente su energía a partir de células de combustible basadas en el hidrógeno?

De forma semejante a cómo se bombea el gas en tanques, el hidrógeno se bombearía en células de combustible que se basan en procesos químicos y no en la combustión, para impulsar los vehículos. Cuando el hidrógeno fluye a través de los compartimientos de la célula de combustible, reacciona con el oxígeno para producir aguay energía.

Tal conversión podría evitar anualmente millones de casos de enfermedades respiratorias y decenas de miles de casos de hospitalización.

La conversión de todos los vehículos actuales en vehículos alimentados por células de combustible recargadas por el viento, podría hacerse a un costo de combustible comparable con el de la gasolina, e incluso menor si se consideran los efectos de la gasolina sobre la salud.

Un ejemplo sería la PILA DE HIDRÓGENO; Se trata de una central eléctrica en pequeño. Para ello se hace reaccionar químicamente hidrogeno y oxigeno, obteniéndose electricidad y, como residuos, una reducida cantidad de energía calorífica y vapor de agua.

http://www.youtube.com/watch?v=qTIirPZVEEE

Las ventajas de utilizar el hidrógeno como energía

• No produce: contaminación ni consume recursos naturales, el hidrógeno se toma del agua y luego se oxida y se devuelve al agua. No hay productos secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan producirse en este proceso.

• Seguridad: los sistemas de hidrógeno tienen una historia de seguridad muy impresionante. En muchos casos, el hidrógeno es más seguro que el combustible que está siendo reemplazado. Además de disiparse rápidamente en la atmósfera si se fuga, el hidrógeno, en contraste con los otros combustibles, no es tóxico en absoluto.

• Alta eficiencia: las celdas de combustible convierten la energía química directamente a electricidad con mayor eficiencia que ningún otro sistema de energía.

• Funcionamiento silencioso: en funcionamiento normal, la celda de combustible es casi absolutamente silenciosa.

• Larga vida y poco mantenimiento: aunque las celdas de combustible todavía no han comprobado la extensión de su vida útil, probablemente tendrán una vida significativamente más larga que las máquinas que reemplacen.

• Modularidad: se puede elaborar las celdas de combustible en cualquier tamaño, tan pequeñas como para impulsar una carretilla de golf o tan como para generar energía para una comunidad entera. Esta modularidad permite aumentar la energía de los sistemas según los crecimientos de la demanda energética, reduciendo drásticamente los costos iniciales.

Energía nuclear de fusión La fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muy livianos se unen,

formando un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones. La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas. Ambos métodos buscan que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión.

Para obtener núcleos de átomos aislados, es decir, separados de su envoltura de electrones, se utilizan gases sobrecalentados que constituyen el denominado Plasma Físico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de gigantescas estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar.

El confinamiento de las partículas se logra utilizando un "Confinamiento Magnético", o bien un "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si una de estas partículas interactúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.

Energía nuclear del futuro

Fusión Fría: A diferencia de la fusión ordinaria, se cree que la fusión fría se podría

producir a temperatura ambiente. De confirmarse este logro, seria una energía baratísima, no produciría ningún residuo peligroso para el medio ambiente y su uso no acarrearía ningún peligro de explosión, incendio…etc.

Su descubrimiento fue en el año 1989 y fue llevado acabo por los científicos Martin Fleischmann y Stanley Pons.

La fusión fría consiste en:Consiste en hacer pasar corriente eléctrica a través de una celda electrolítica

en la que el cátodo es de paladio y el ánodo de platino. El baño conductor es un compuesto de litio, oxígeno y deuterio disuelto en agua pesada. El funcionamiento sería el siguiente: se cree que el al paladio empezarían a incorporarse átomos de deuterio que están libres en el electrolito. De esta manera, al irse acumulando el deuterio iría aumentando su densidad a medida que se incorporan mas átomos. Si esta densidad superase un valor critico, sus núcleos se unirían por fusión.

La unión de dos núcleos de deuterio formaría otro núcleo mas grande: un núcleo de helio. Si este núcleo de helio es inestable, se romperá y liberará energía.