Para entender que es la energía es necesario conocer que es un sistema material.
Un sistema material es una porción de materia que se aísla para su estudio. Pupitre, televisión, átomo...
Cualquier transformación de un sistema material se produce con una forma de energía. La energia no se puede ver, ni tocar, ni ocupa espacio pero si que se puede medir.
La capacidad de los sistemas materiales para producir transformaciones en ellos mismos u otros sistemas materiales. Algunas de estas transformaciones se pueden manifestar en forme de trabajo, variación de la temperatura o variación del movimiento.
1.1.-FORMAS DE ENERGIA.
-ENERGÍA MECÁNICA: Es la que tiene un cuerpo debida a su posición o a su movimiento. La energía mecánica puede ser de tres tipos: cinética, potencial gravitatoria o potencial elástica.
* Energía Cinética: es la asociada al movimiento de los cuerpos. Un objeto tiene energía cinética cuando está en movimiento.
* Energía potencial gravitatoria: es la que tiene un cuerpo situado a una determinada altura sobre el suelo. Un objeto tiene energía potencial gravitatoria porque se encuentra acierta altura.
* Energía potencial elástica: es la que tienen los cuerpos elásticos. Un objeto tensado tiene energía potencial elástica.
-ENERGÍA ELÉCTRICA: es la energía asociada a la corriente eléctrica. La corriente eléctrica se manifiesta cuando los electrones circulan por el interior de un material conductor.
-ENERGÍA RADIANTE O ELECTROMAGNÉTICA: es la energía que se transmite a través de radiaciones electromagnéticas como la luz del Sol, o los rayos X.
-ENERGÍA QUÍMICA: es la energía que se intercambia en las reacciones químicas. En una reacción química las sustancias iniciales se transforman en otras de composición diferente. Como una pila.
-ENERGÍA TÉRMICA: es la que se debe al movimiento de las partículas de una materia.
Un cuerpo que esta a una elevada temperatura tiene mas energia
térmica que uno que esta a baja temperatura.
-ENERGÍA NUCLEAR: es la energía almacenada en al núcleo de los átomos y se libera en las reacciones nucleares.
* Fisión: fragmentación de un núcleo de un átomo pesado. (Uranio)
*Fusión: unión de núcleos de átomos ligeros. (Hidrógeno)
1.2. LAS PROPIEDADES DE LA ENERGÍA.
Para aprovechar las diferentes formas de energía hay que saber Sus propiedades.
Las principales propiedades de la energía se relacionan con su capacidad de transferirse, transformarse y conservarse.
LAS PROPIEDADES DE LA ENERGÍA
La energía es capaz de pasar de un sistema material a otro. Ese traspaso se denomina transferencia de energía y da lugar a cambios en los sistemas materiales implicados.
LA TRANSFORMACION DE LA ENERGIA.
La energia puede mostrarse de varias formas y puede cambiar de una a otra.
A este proceso se le denomina transformación de la energia.
La energia total permanece constantemente en todas las transformaciones. El principio de conservación de la energia: La energia ni se crea ni se destruye, solo se transfiere o transforma.
Principio de conservación de la energia mecánica: La energia mecánica es igual a la suma de la energia potencial (gravitatoria o elástica) y la energia cinética.
Em=Ep+Ec=___Julios
En toda transformación de energia siempre hay una parte de ella que se pierde en forma de calor. Esto hace que en cada transformación la energia se degrade y pierda calidad.
1.3.-LA ENERGIA Y EL TRABAJO.
El trabajo es una manifestación de la energia. Cuando una fuerza produce un movimiento en un cuerpo se dice que se ha realizado un trabajo. El trabajo se representa con la W.
*El trabajo es el producto entre la fuerza aplicada sobre un sistema material y el espacio que este sistema material recorre.
W = F·s
F = Newtons
s = metros
La unidad de trabajo en el sistema internacional es el Julio (J)
1J=1N·1m
Cada vez que se realiza un trabajo se gasta energia, por eso usamos máquinas.
*Maquina: instrumento que disminuye el esfuerzo que necesitamos para efectuar un trabajo. Las maquinas necesitan energia para funcionar y producen y la transformación de una forma de energia en otra.
En todas las maquinas hay tres elementos:
*Fuerza resistente: Es la que se vence con la maquina.
*Punto de apoyo: Es el punto sobre el que se apoyan la fuerza motriz y la resistencia.
*Fuerza motriz: Es la fuerza que se aplica a la maquina para que funcione.
La unidad de trabajo en el sistema internacional es el Julio (J)
1J=1N·1m
Cada vez que se realiza un trabajo se gasta energia, por eso usamos máquinas.
*Maquina: instrumento que disminuye el esfuerzo que necesitamos para efectuar un trabajo. Las maquinas necesitan energia para funcionar y producen y la transformación de una forma de energia en otra.
En todas las maquinas hay tres elementos:
*Fuerza resistente: Es la que se vence con la maquina.
*Punto de apoyo: Es el punto sobre el que se apoyan la fuerza motriz y la resistencia.
*Fuerza motriz: Es la fuerza que se aplica a la maquina para que funcione.
Las fuentes energia son recursos naturales que utiliza el ser humano para conseguir energia que pueda ser aprovechable. La cantidad de energia disponible de estas fuentes se llama recurso energético.
A lo largo de la historia hemos ido necesitando mas energia y diferentes fuentes de esta. Con la revolución industrial las fuentes de energia se convirtieron en elementos fundamentales para la sociedad.
Desde el siglo XIX se empezó a generalizar la producción de energia a partir de combustibles fósiles. Primero fue el carbon y mas tarde el petróleo y el gas. Años mas tarde se empezó a usar energia nuclear y después se han ido investigando nuevas fuentes de energia.
Actualmente los problemas con las fuentes de energia hacen que se planteen nuevos cambios en la gestión de los recursos energéticos. Sin embargo el desarrollo económico de algunos países esta unido a un creciente consumo de energia.
Las principales fuentes de energia que hoy en día usamos son: el carbon, el petróleo, el gas natural, el uranio, el sol, el viento y el agua. El uso de otras fuentes como la biomasa o la energia geotérmica es poco habitual.
Las fuentes de energia pueden agruparse en renovables y no renovables.
2.1.-FUENTES DE ENERGIA NO RENOVABLES.
Las fuentes de energia no renovables don aquellas que existe una cantidad limitada y que al ser utilizadas se consumen y se agotan. La velocidad con la que se consumen es mayor que la que las regenera.
Las fuentes de energia no renovables mas usadas hoy en día son: el carbon, el petróleo, el gas natural y el uranio.
El carbon es una roca sedimentaria formada a partir de restos vegetales que poblaron la tierra hace muchos años. Estos vegetales por diversas condiciones se quedaron enterrados y fueron sometidos a altas temperaturas y presiones, que a lo largo de los años se ha convertido en carbon.
Hay cuatro tipos de carbón:
La energia de el carbon se utiliza principalmente para la producción eléctrica, para la calefacción y en la industria siderúrgica. La combustión del carbon aumenta los niveles de gases contaminantes en la atmósfera, y si se junta a otros podría dar lugar a la lluvia acida.
Las fuentes de energia no renovables mas usadas hoy en día son: el carbon, el petróleo, el gas natural y el uranio.
El carbon es una roca sedimentaria formada a partir de restos vegetales que poblaron la tierra hace muchos años. Estos vegetales por diversas condiciones se quedaron enterrados y fueron sometidos a altas temperaturas y presiones, que a lo largo de los años se ha convertido en carbon.
Hay cuatro tipos de carbón:
La energia de el carbon se utiliza principalmente para la producción eléctrica, para la calefacción y en la industria siderúrgica. La combustión del carbon aumenta los niveles de gases contaminantes en la atmósfera, y si se junta a otros podría dar lugar a la lluvia acida.
CARBÓN
Hay varios tipos de carbón:
LIGNITO
Carbón mineral que se forma por compresión de la turba.
Carbono varía entre el 60% y el 75%
TURBA
Material orgánico, de color pardo oscuro. Carbono: 59% (la que menos tiene)
HULLA
Tipo de carbón mineral que contiene entre un 45% y un 85% de carbono.
ANTRACITA
Carbón mineral de más alto rango y el que presenta mayor contenido en carbono, hasta un 95%.
El petróleo procede de la descomposición de grandes acumulaciones de algas y animales marinos que se quedaron enterrados y con el paso del tiempo han sido sometidos a elevadas presiones y temperaturas.
El petróleo se extrae de los yacimientos y debe ser sometido a muchos procesos para poder utilizarlo.
Estos procesos se les llama refinamiento, de este proceso se saca la gasolina, el gasoleo, el alquitrán y el fuel. La energia de la combustión del petróleo se utiliza en los medios de transporte y en calefacción. La evolución del petróleo y sus reservas son muy importantes para la economía mundial.
Es una mezcla de gases como el metano, el butano o el propano que se encuentran en el subsuelo en muchos casos donde el petróleo.
El gas natural es el combustible fósil menos contaminante y de mayor rendimiento. Su principal uso es domestico y en algunos medios de transporte, también en la industria.
El uranio es un elemento del que se obtienen grandes cantidades de energia mediante la fisión de su núcleo. La energia nuclear del uranio se utiliza principalmente para la producción de electricidad
La energia hidráulica es el aprovechamiento de la energia cinética y potencial de la corriente de los ríos y saltos de agua.
La energia solar es la energia térmica y radiante que llega directamente desde el sol a la tierra. Se puede aprovechar de dos maneras:
La energia eólica es la energia cinética del viento. Para su aprovechamiento se usan aerogeneradores capaces de transformarla en energia eléctrica
El viento no es una energia contaminante pero depende de la regularidad con la que sople el viento y ademas los aerogeneradores son caros y causan un gran impacto visual.
La energia de la biomasa es la energia química que se aprovecha de los compuestos orgánicos. El origen de la biomasa puede ser de residuos animales, vegetales, industrias agrícolas o la fracción orgánica de los residuos domésticos.
La biomasa puede usarse directamente para la combustión en el caso de la madera o someterla a procesos para convertirla en biogas o biodiesel. Estos biocombustibles serán utilizados para el uso domestico y medios de transporte.
La biomasa solo genera residuos biodegradables. Sin embargo su rendimiento es menor que el de los combustibles fósiles y contribuye a aumentar el efecto invernadero.
La energia geotérmica es la que produce el calor interno de la tierra. Para aprovecharla es necesario que se den temperaturas muy altas a poca profundidad, solo así es posible aprovechar el agua caliente o el vapor de agua de forma natural. Este tipo de energia se usa para calefacción o usos agrícolas.
La energia geotérmica es renovable y apenas produce residuos pero su aprovechamiento esta limitado a determinadas zonas. En algunas zonas el agua extraída puede estar contaminada.
Los recursos energéticos no se usan de la misma maneraen todos los lugares del planeta. Mucha de la población usa solamente madera y carbon como fuente de energia, pero en los países mas desarrollados usan la energia eléctrica.
Una central eléctrica es una instalación en la que se transforma en electricidad la energia procedente de una fuente de energia.
Existen diferentes tipos de centrales eléctricas según la fuente de enerfia utilizada para mocer las turbinas. La mas comunes son: hidroeléctricas, térmicas, nucleares, solares y eólicas.
GAS NATURAL
Es una mezcla de gases como el metano, el butano o el propano que se encuentran en el subsuelo en muchos casos donde el petróleo.
El gas natural es el combustible fósil menos contaminante y de mayor rendimiento. Su principal uso es domestico y en algunos medios de transporte, también en la industria.
URANIO
El uranio es un elemento del que se obtienen grandes cantidades de energia mediante la fisión de su núcleo. La energia nuclear del uranio se utiliza principalmente para la producción de electricidad
Se necesita muy poco uranio para hacer mucha electricidad y ademas hay mucho uranio, sin embargo el uso de esta energia deja residuos radiactivos difíciles de almacenar.
2.2- FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES.
Las fuentes de energia renovables son las que una vez utilizadas se renuevan de forma continua. No dependen de la extracción de ninguna sustancia y se consideran inagotables. Las fuentes de energia renovables mas usadas son: el agua, el sol, el viento, la biomasa y el calor interno de la tierra.
EL AGUA
*La energia hidráulica se usa principalmente para transformarla en energia eléctrica. En las centrales hidroeléctrica la energia potencial gravitatoria del agua embalsada se transforma en cinética cuando desciende y después en energia eléctrica.
*La energia hidráulica es una fuente de energia limpia y que no deja residuos. Pero la construcción de embalses tiene ventaja e inconvenientes; por un lado los embalses regulan el caudal de los ríos y son mecanismos de agua potable. Por otro lado causan un impacto importante porque para hacerlos hay que inundar zonas.
La energia que aprovecha las mareas y el movimiento de los océanos se llama maremotriz. Se utiliza para la producción eléctrica pero su aprovechamiento no esta muy explotado.
El agua de los océanos es una fuente limpia que no genera residuos, pero solo se puede explotar en algunas costas que reúnen las condiciones apropiadas para aprovecharla. Las instalaciones para aprovechar la energia maremotriz son muy costosas.
EL SOL
La energia solar es la energia térmica y radiante que llega directamente desde el sol a la tierra. Se puede aprovechar de dos maneras:
*Conversión fotovoltaica: Se transforma la energia radiante del sol en energia eléctrica mediante células fotovoltaicas.
*Conversión térmica: Se transforma la energia térmica del sol en energia térmica que se almacena en un fluido dentro de un colector. Se utiliza para obtener agua caliente de uso domestico y para calefacción.
La energia solar no contamina y no hace falta hacer costosas infraestructuras para su transporte, sin embargo depende de el clima y de las horas de insolación.
La energia solar no contamina y no hace falta hacer costosas infraestructuras para su transporte, sin embargo depende de el clima y de las horas de insolación.
EL VIENTO
El viento no es una energia contaminante pero depende de la regularidad con la que sople el viento y ademas los aerogeneradores son caros y causan un gran impacto visual.
LA BIOMASA
La biomasa puede usarse directamente para la combustión en el caso de la madera o someterla a procesos para convertirla en biogas o biodiesel. Estos biocombustibles serán utilizados para el uso domestico y medios de transporte.
La biomasa solo genera residuos biodegradables. Sin embargo su rendimiento es menor que el de los combustibles fósiles y contribuye a aumentar el efecto invernadero.
EL CALOR INTERNO DE LA TIERRA.
La energia geotérmica es la que produce el calor interno de la tierra. Para aprovecharla es necesario que se den temperaturas muy altas a poca profundidad, solo así es posible aprovechar el agua caliente o el vapor de agua de forma natural. Este tipo de energia se usa para calefacción o usos agrícolas.
La energia geotérmica es renovable y apenas produce residuos pero su aprovechamiento esta limitado a determinadas zonas. En algunas zonas el agua extraída puede estar contaminada.
3.- UTILIZACION DE LA ENERGIA.
Los principales usos de la energia en nuestra sociedad son la medicina, el transporte, el industrial y el domestico.
Un buen uso de la energia puede ayudar a las generaciones futuras y al planeta.
3.1.- LAS CENTRALES ELECTRICAS.
Generalmente funcionan así: Una "sustancia" (agua, vapor..) mueve una turbina con su energia cinética y en la turbina hay un imán que se mueve dentro de una bobina generando electricidad que se almacena en los cables de alta tensión.
Actualmente el consumo de la energia se basa en la utilización de los combustibles y generación de energia eléctrica. Eso conlleva dos problemas:
En nuestro país casi la mitad del consumo de el petróleo es para el transporte, esto provoca unas grandes emisiones de CO2 y un aumento de la contaminación en la atmósfera.
Medidas de ahorro domestico:
Reciclar los productos elaborados que consumimos ahorra energia porque reducimos el consumo de la energia que los fabrica.
3.2.-USO SOSTENIBLE DE LA ENERGIA.
*Agotamiento de los combustibles.
*La contaminación y la emisión de gases causantes del efecto invernadero.
*La contaminación y la emisión de gases causantes del efecto invernadero.
Las soluciones a estos problemas pasan por ahorrar y aprovechar mejor la energia y utilizar fuentes renovables.
AHORRO DE ENERGIA EN EL TRANSPORTE.
Algunos mecanismos de ahorro: motores que consuman menos, diseño de coches aerodinámicos, medios de transporte que funcionen con energías alternativas y usar medios de transporte públicos.
AHORRO DE ENERGIA EN EL HOGAR
*Aprovechar al máximo la luz del día, usar bombillas de bajo consumo y apagar las luces cuando no se usen.
*Usar electrodomésticos eficientes. (A)
*Aislar al máximo los edificios para evitar perdidas de energia; no abrir la ventana si tenemos puesto el aire acondicionado o la calefacción y poner un termostato que regule la climatización.
*Limitar el consumo del agua; ducharse, cerrar el grifo cuando no hace falta y poner los electrodomésticos de agua solo cuando estén llenos.
RECICLAJE DE RESIDUOS.
Con el reciclaje también se ahorra el consumo de materias primas, algunas de ellas no renovables como el petróleo y se evita un aumento de la contaminación medioambiental.
Un 90% de los residuos que generamos se consideran reciclables. Para ello es imprescindible colaborar en la recogida selectiva:
FRACCION TIPO DE CONTENEDOR RESIDUOS QUE INCLUYE
Vidrio Verde Botellas, frascos y botes
sin tapón
Envases Amarillo Plásticos, latas y tetra
bricks
Papel Azul Papel, periódicos revistas
y cartones
Fracción Marrón, verde Restos de comida y de
orgánica o naranja jardinería
Resto Puede adoptar Residuos no incluidos
diferentes colores en los apartados
anteriores
