Medio ambiente y

energías renovables

Ing. Segundo Cruz Hoyos

LA ENERGÍA

Al mirar a nuestro alrededor se observa que as plantas crecen, los animales se trasladan y que las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía.

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 es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo .

¿ QUE ES LA ENERGÌA ?

Fuentes de energía

RENOVABLES

NO RENOVABLE

S

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Las Fuentes de energía no renovables son aquellas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración.

ENERGIA RENOVABLE

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Energía hidráulica

Energía eólica Energía geotérmica

Energía solar

Biomasa y energía mareomotriz

Ventajas

ENERGIA HIDRÀULICA

La Energía hidráulica es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y, posteriormente, en energía eléctrica en la central hidroeléctrica.

Es una fuente de energía limpia, sin residuos y fácil de almacenar. Además, el agua almacenada en embalses situados en lugares altos permite regular el caudal del río.

USOS O APLICACIONES

Permiten el almacenamiento de agua para abastecer fácilmente a actividades recreativas o sistemas de riego. Pueden regular el caudal del río evitando posibles riesgos de inundación en caso de crecida anormal.

Entre los usos más frecuentes de la energía hidráulica existen la generación eléctrica en centrales hidroeléctricas, situadas en presas, embalses o saltos de agua.

El agua embalsada puede servir para el abastecimiento a ciudades durante largos períodos de tiempo.

La energía eólica tiene su origen en el viento, es decir, en el aire en movimiento. El viento se puede definir como una corriente de aire resultante de las diferencias de presión en la atmósfera, provocadas en la mayoría de los casos, por variaciones de temperatura.

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energía a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. El impacto ambiental de este tipo de energía es además, generalmente, menos problemático que el de otras fuentes de energía.

ENERGÌA EÒLICA

OBTENCIÓN

La energía del viento se utiliza mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.

El uso más común de la energía eólica en la actualidad es generar electricidad. Turbinas enormes, a menudo construidas en campos llamados granjas de viento, proporcionan una parte de la energía mundial.

Bombeo de agua y riego Acondicionamiento y refrigeración de almacenesRefrigeración de productos agrarios

Calentamiento de agua Acondicionamiento de naves de cría de ganado Alumbrado y usos eléctricos diversos

USOS DE LA ENERGÍA EÓLICA

La energía nuclear es la energía en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un material. La energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones.

ENERGÍA NUCLEAR

La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energía debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear. En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un átomo más grande. Así es como el Sol produce energía. En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar átomos más pequeños, liberando energía

Energía geotérmica

Geotermia significa “Calor de la Tierra". Este calor fluye debido al movimiento de las placas tectónicas (zonas de subducción, expansión del suelo oceánico y Rif). El término energía geotérmica se utiliza actualmente para indicar la parte del calor de la tierra que puede o podría ser recuperado y explotado por el hombre.

VENTAJAS

Otro de los aspectos positivos es que genera bajos niveles de contaminación, sobre todo en relación a los combustibles fósiles.Una de las principales ventajas de esta fuente de energía es que está presente en todas partes del mundo, a diferencia del petróleo.

OBTENCIÓN Y USOS

La energía geotérmica es la energía obtenida a través del calor proveniente del interior de la tierra. Esta energía presenta como principales ventajas, el hecho de ser renovable y no contaminante para el medio ambiente, ya que se liberan menos gases de efecto invernadero a la atmósfera que otras fuentes de energía no renovables.

Los usos finales directos de energía geotérmica son muchos, entre las cuales se incluyen la calefacción y estufas, calentamiento de agua para el uso doméstico y de servicios, calefacción de los invernaderos, de ganado y las instalaciones de agricultura, el secado de productos agrícolas y la climatización del ambiente a través de los ciclos de absorción.

USOS DE LA Energía geotérmica

Su uso de este tipo de energía es en balnearios. La energía geotérmica es la responsable de producir las aguas termales, las que poseen grandes beneficios para la salud.

¿ Como se obtiene ?

Existen diversas formas de extraer esta energía desde debajo de la tierra, a continuación les presento algunas de las principales:

El primero es a través tubos que penetran en la tierra, por los cuales se introducen grandes cantidades de agua fría, que al entrar en contacto con el calor terrestre vuelve a subir en forma de vapor.

se denomina sistema binario, ya que son dos tubos los que ingresan en el interior de la Tierra, el agua caliente dentro de uno de los tubos toma contacto con el calor terrestre y en segundo lugar se la hace pasar por un “intercambiador de calor”, donde se calienta un segundo líquido, que puede ser isobutano. De esta manera el agua se transforma en vapor para hacer funcionar las turbinas.

En el segundo tiene un diseño similar, pero en lugar de usar vapor, se utiliza el agua muy caliente que cuando sube a la superficie se despresuriza en vapor y puede ser utilizado para accionar una turbina.

La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos.

Energía de la biomasa

La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.

Es la energía obtenida del movimiento de las mareas y las olas del mar. El Movimiento de mareas es generado por la interacción gravitatoria entre la Tierra y la Luna. Tal movimiento se utiliza para traspasar energía cinética a generadores de electricidad.

es la que se obtiene aprovechando las mareas: mediante su empalme a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica,.

Energía mareomotriz

Las presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe en la diferencia de altura (o pérdida de carga) entre las mareas altas y bajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho de un estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, la escasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales

Métodos de generación

de la energía

mareomotriz

Generador de la corriente de marea

hacen uso de la energía cinética del agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manera similar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinas eólicas. Este método está ganando popularidad debido a costos más bajos y a un menor impacto ecológico en comparación con las presas de marea, ya que esto ocasiona que el agua suba 10 metros a nivel del mar sobre lo normal.

Presa de marea

Es la energía que llega a la Tierra proveniente de la estrella más cercana a nuestro planeta: El Sol. Esta energía abarca un amplio espectro de Radiación Electromagnética, donde la luz solar es la parte visible de tal espectro. La energía solar es generada por la llamada Fusión Nuclear que es la fuente de vida de todas las estrellas del Universo.El hombre puede transformar la energía solar en energía térmica o eléctrica. En el primer caso la energía solar es aprovechada para elevar la temperatura de un fluido, como por ejemplo el agua, y en el segundo caso la energía luminosa del sol transportada por sus fotones de luz incide sobre la superficie de un material semiconductor produciendo el movimiento de ciertos electrones que componen la estructura atómica del material.

ENERGÍA SOLAR

Usos de la energía solar

Las instalaciones solares térmicas permiten aprovechar la energía del sol para elevar la temperatura de un fluido. Esta energía se puede emplear para suplir parte de las demandas térmicas de ciertos procesos industriales, sobre todo, aquellos que requieren temperaturas moderadas. Entre otros procesos destacan los siguientes: Limpieza, fermentación, fluidificación de grasas y aceites, pasteurización y secado.

De la misma manera, la refrigeración es otra de las aplicaciones de la energía solar. Para obtener frío se debe disponer de una fuente cálida, la cual puede proveerse a través de paneles solares instalados en el techo de una casa.

ENERGIA NO RENOVABLE

Son fuentes de energía no renovables aquellas que se encuentran en forma limitada en nuestro planeta y se agotan a medida que se les consume. Son fuentes de energía no renovables.

Energía nuclearCarbón Petróleo Gas natural

Es un combustible fósil, formado por la acumulación de vegetales durante el Periodo Carbonífero de la era Primaria de nuestro planeta. Estos vegetales a lo largo del tiempo han sufrido el encierro en el subsuelo terrestre, experimentando cambios de presión y temperatura, lo que ha posibilitado la acción de reacciones químicas que los han transformado en variados tipos de carbón mineral.

El carbón también se utiliza en la industria siderúrgica, en la metalúrgica, en los sistemas de calefacción central de turbinas eléctricas y en la producción de gas y otros combustibles sintéticos empleados en las centrales carboeléctricas.

Carbón

Es un aceite natural de origen mineral constituido por una mezcla de hidrocarburos. Estos hidrocarburos se producen por antiguos restos de organismos vegetales, organismos acuáticos y organismos vivos depositados en las profundidades de la corteza terrestre en forma de sedimentos.

La mayoría de los barcos funciona con pesados diesel o "fuel oil". Los aviones Jet utilizan Kerosén como combustible. La mayoría de los automóviles funcionan con gasolina (nafta). Los camiones y trenes diesel se mueven con gasolina diesel.

Petróleo

Es una mezcla de gases combustibles depositados en forma natural en el subsuelo de la Tierra y que poseen un gran poder calorífico. En ocasiones los yacimientos de gas natural se encuentran acompañados por yacimientos de petróleo. El principal componente del gas natural es el metano y en menor proporción los gases de etano, propano y butano.

El gas natural se usa para activar cocinas, hornos y marmitas, en condiciones de gran limpieza.

Gas natural

La energía nuclear es la energía en el núcleo de un átomo. La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energía debe ser liberada. Ésta energía se puede obtener de dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear.

ENERGÍA NUCLEAR

En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un átomo más grande. Así es como el Sol produce energía. En la fisión nuclear, los átomos se separan para formar átomos más pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear para producir electricidad.

OTRAS FORMAS DE

ENERGÌA

Energía mecánica

La energía mecánica (EM) es la energía que poseen los cuerpos cuando por su velocidad o posición son capaces de realizar un trabajo.

La energía puede encontrarse en dos estados que son: energía potencial y energía cinética.

EM = EP + EC La energía mecánica es la suma de la energía cinética y

potencial de un cuerpo. la energía mecánica puede utilizarse también para la

generación de energía eléctrica. Luego, esta energía eléctrica puede transformarse nuevamente en energía mecánica en los artefactos que utilizamos cotidianamente.

ENERGÍA CINÉTICA

La energía cinética (EC) es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo debido a su movimiento.Son ejemplos de energía cinética: un cuerpo que cae, un automóvil en movimiento una flecha que es disparada, una caída de agua, entre otros.

ENERGÍA POTENCIAL

La energía potencial (EP) es la energía que tiene un cuerpo que en virtud de su posición y estado, es capaz de realizar un trabajo.Son ejemplos de energía potencial: la cuerda enrollada de un reloj, un automóvil en la cima, un cuerpo suspendido en el espacio, una flecha lista para dispararse, el agua almacenada en una presa, entre otros.

La energía química es la energía acumulada en los alimentos y en los combustibles. Se produce por la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos, posibilita mover objetos o generar otro tipo de energía

Energía química

Energía eléctrica

es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla.

Usos

En las fábricas

La industria utiliza aproximadamente la mitad de la energía eléctrica, una cuarta parte de su consumo de energía

Energía metabólica

La energía metabólica o metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

Esta energía lo utilizan las células para crecer ,reproducirse mantener sus estructuras