TEMA 2: LA ENERGÍA

2.1 ¿QUÉ ES LA ENERGÍA?

La energía es una propiedad asociada a la materia que en física se define como “la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo”. La energía que posee un cuerpo es única, pero se puede manifestar en la naturaleza de varias formas e incluso transformarse. Hay varios tipos de energía:

Energía Mecánica: es la que poseen los cuerpos debido al movimiento. Hay dos tipos, la potencial (la que tienen en relación a su posición) y la cinética (la tienen respecto a su velocidad).

Energía Térmica: es la que posee un cuerpo en virtud de la capacidad de calor que puede absorber o ceder (si calentamos agua, le estamos transfiriendo energía térmica).

Energía Química: es la que posee un cuerpo en relación a su estructura interna: molecular, atómica o nuclear (cuando quemamos carbón extraemos la energía que enlaza unos átomos con otros). Si la energía se produce en el núcleo de los átomos se denomina Energía Nuclear

Energía Radiante o Luminosa: se transmite por medio de ondas. Sería la que emana del sol.

Energía Sonora: la que transporta el sonido.

Energía Eléctrica: es la que poseen las cargas eléctricas en movimiento.

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. La energía que posee un cuerpo no se puede medir directamente, pero si el trabajo realizado por ella; debido a este motivo, las unidades con que se mide son las mismas que se utilizan para medir el trabajo:

Julio (J): es la unidad del Sistema Internacional (SI).

Kilocaloría (kcal): para medir energía calorífica

Kilovatio hora (kWh): para medir energía eléctrica.

1 kcal = 4180 J = 4,18 kJ ; 1 kWh = 3600000 J = 3600 kJ

2.2 FUENTES DE ENERGÍA

Una fuente de energía es un fenómeno natural o un sistema artificial que nos sirve para utilizar la energía. La cantidad de energía disponible en una fuente de energía determinada se denomina recurso energético.

Las fuentes de energía se pueden clasificar atendiendo a dos criterios:

Según su origen (atendiendo a su disponibilidad en la naturaleza y capacidad de regeneración):

- Fuentes renovables: son inagotables o se renuevan a un ritmo mayor al que se consumen (hidráulica, solar eólica, biomasa, maremotriz, geotérmica).

- Fuentes no renovables: no se renuevan a corto plazo, por lo que se agotan (carbón, petróleo, gas natural, uranio).

Según su utilización (atendiendo a su uso en cada país):

- Fuentes convencionales: proporcionan la mayoría de la energía en los diferentes países (hidráulica, carbón, petróleo, gas natural, uranio)

- Fuentes no convencionales o alternativas: son fuentes menos extendidas en su uso ya que están empezando su desarrollo tecnológico (minihidráulica, solar, eólica, biomasa, maremotriz, geotérmica)

Según su impacto ambiental:

- Limpias o no contaminantes: su obtención produce un impacto ambiental mínimo y no generan subproductos contaminantes.

- Contaminantes: producen efectos negativos en el medio ambiente, bien sea por su forma de obtención (minas, talas,…), bien en su momento de uso (el combustible de origen fósil), o bien por producir subproductos tóxicos (residuos nucleares).

2.3 LA ENERGÍA ELÉCTRICA

La energía eléctrica es la transportada por la corriente eléctrica. Es la forma de energía más usada en las sociedades industrializadas debido a dos razones:

- Por su capacidad para transformarse fácilmente en otras formas de energía (lumínica, calorífica,…)

- Por su posibilidad de transportarse a largas distancias con bajos costes, de forma rápida y con rendimiento alto (no se pierde excesiva energía).

La energía eléctrica se puede conseguir de varias formas:

- Mediante transformaciones químicas (las pilas).

- A través del giro de un generador eléctrico mediante una turbina (es el caso de todas las centrales eléctricas salvo la fotovoltaica, diferenciándose en el método empleado para girar la turbina) y es la principal forma de producción de energía eléctrica.

- Recogiendo luz solar con un panel fotovoltaico (método empleado en las centrales solares fotovoltaicas).

Para poder usar la electricidad hay que transportarla desde las centrales productoras hasta los lugares donde se consume, y esto se hace mediante los cables eléctricos, y teniendo en cuenta que a mayor intensidad de energía los cables deben tener mayor sección y la energía eléctrica se pierde al transformarse en calor (choque de electrones y material del cable conductor), se debe aumentar el voltaje y disminuir la intensidad que nos permitirá evitar pérdidas por calentamiento y usar cables de menor sección (son más baratos), por este motivo la distribución de electricidad se hace a través de líneas de alta tensión. Para cambiar la tensión e intensidad de la corriente eléctrica se usa el transformador (elevador – sube la tensión y baja la intensidad-, reductor – baja la tensión y sube la intensidad)

2.4. LAS CENTRALES ELÉCTRICAS.

Son instalaciones capaces de producir energía eléctrica a gran escala. En ellas la corriente eléctrica se genera mediante un alternador compuesto de dos partes, una móvil, el rotor, y otra fija, el estator, que en la mayoría de centrales, se mueve con la ayuda de un elemento acoplado al eje del rotor, la turbina. Existen diferentes tipos según la fuente de energía que usan para mover el rotor; pueden ser fuentes convencionales (centrales hidráulicas o hidroeléctricas, térmicas y nucleares), y fuentes no convencionales (centrales eólicas, solares, mareomotrices y de biomasa).

2.4.1. CENTRALES TÉRMICAS DE COMBUSTIÓN:

Producen la electricidad a partir de la energía química almacenada en un combustible: petróleo, gas o carbón

2.4.2. CENTRALES TÉRMICAS NUCLEARES:

Producen la electricidad a partir de la energía almacenada en un átomo (uranio, plutonio…)

2.4.3. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS:

Producen la electricidad a partir de la energía mecánica del agua almacenada en un embalse.

2.4.4. CENTRALES SOLARES: transforman la energía luminosa procedente del sol en energía eléctrica. Existen dos tipos: la térmica y la fotovoltaica.

2.4.4.1. CENTRAL SOLAR TÉRMIC

2.4.4.2. CENTRAL SOLAR FOTOVOLTAICA.

2.4.5. CENTRALES EÓLICAS:

Producen la electricidad a partir de la energía del viento.

2.4.6. CENTRALES GEOTÉRMICAS:

Producen la electricidad a partir de la energía térmica almacenada en el interior de la corteza terrestre.