Energias
1.1 LA ENERGÍA
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Al mirar a nuestro alrededor se observa que las 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 está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica.
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Energia Solar
La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando con el tiempo desde su concepción. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que puede hacer considerables contribuciones a resolver algunos de los más urgentes problemas que afronta la Humanidad.[1]
Las diferentes tecnologías solares se clasifican en pasivas o activas en función de la forma en que capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural.
SOL
Energia Nuclear
La energía nuclear o energía atómica es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica y mecánica a partir de reacciones atómicas, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos.[1] Así, es común referirse a la energía nuclear no solo como el resultado de una reacción sino como un concepto más amplio que incluye los conocimientos y técnicas que permiten la utilización de esta energía por parte del ser humano.
ENERGIA ELECTRICA
e denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.
Energia química és el potencial d’una substància química per experimentar una transformació a través d’una reacció química o, de transformar-se en una altres substàncies químiques. Formar o trencar enllaços químics implica energia, la qual pot o bé ser absorbida o evolucionar des d’un sistema químic. L’energia pot ser alliberada (o absorbida) per una reacció entre un conjunt de substàncies químiques és igual a la diferència entre la quantitat d’energia dels productes i dels reactius. Aquest canvi en energia és diu energia interna d’una reacció química.
El canvi d’energia interna d’un procés és igual al canvi de calor si es mesura sota condicions de volum constant, com en un calorímetre. Tanmateix sota condicions de pressió constant la calor mesurada no sempre és igual al canvi d’energia interna. El canvi de calor a pressió constant es diu canvi d’entalpia.
Un altre terme útil és la calor de combustió, que és l’energia alliberada en la reacció de combustió i sovint aplicada a l’estudi dels combustibles.Pels aliments vegeu energia dels aliments.
En química termodinàmica el terme usat per l’energia potencial és el potencial químic, i per la transformació química es fa servir sovint l’equació de Gibbs-Duhem.
Energía eólica
Energía eólica
Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transmutada en otras formas útiles para las actividades humanas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2011, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 238 gigavatios.[1] En 2011 la eólica generó alrededor del 3% del consumo de electricidad mundial.[2] En España la energía eólica produjo un 16% del consumo eléctrico en 2011.[3]
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Su principal inconveniente es la intermitencia del viento
Cómo se produce y obtiene
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión.
Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2 % de la energía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.
Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima que depende del aerogenerador que se vaya a utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s 4,4 km/h)ocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s (90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed".
La energía del viento es utilizada 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.
Un molino es una máquina que transforma el viento en energía aprovechable, que proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remotoEnergía primaria
Una fuente de energía primaria es toda forma de energía disponible en la naturaleza antes de ser convertida o transformada. Consiste en la energía contenida en los combustibles crudos, la energía solar, la eólica, la geotérmica y otras formas de energía que constituyen una entrada al sistema. Si no es utilizable directamente, debe ser transformada en una fuente de energía secundaria (electricidad, calor, etc.).
En la industria energética se distinguen diferentes etapas: la producción de energía primaria, su almacenamiento y transporte en forma de energía secundaria, y su consumo como energía final.
Así, por ejemplo, la energía mecánica de un salto de agua es transformada en electricidad y al llegar al usuario final ésta puede ser empleada para diferentes usos (iluminación, producción de frío y calor, etc). A nivel del usuario todas las formas de energía son, pues, sustituibles. Esta serie de transformaciones implican una cadena energética concreta, como por ejemplo la que se da en la cadena petrolífera: extracción, transporte, refinado y distribución. Cada transformación se caracteriza por su rendimiento, siempre inferior a 1 debido a las pérdidas inherentes al proceso.
El concepto se utiliza especialmente en estadística energética en el transcurso de la compilación de balances energéticos. Sin embargo, se suele identificar con energía primaria la energía que resulta de la primera transformación (como por ejemplo el calor nuclear, la electricidad eólica o hidráulica) y como energía final la que llega finalmente al usuario (en el contador) pues son para las que se dispone de datos.
Definiciones
...los recursos naturales disponibles en forma directa o indirecta que no sufren ninguna modificación química o física para su uso energético. Las principales fuentes normalmente consideradas por los balances energéticos de los países de América Latina y el Caribe son: petróleo, gas natural, carbón mineral, hidroelectricidad, leña y otros subproductos de la leña, biogás, geotérmica, eólica, nuclear, solar y otras primarias como el bagazo y los residuos agropecuarios o urbanos.Debe diferenciarse entre disponibilidad potencial y disponibilidad efectiva. Así, por ejemplo, una determinada cuenca hidrográfica tiene, por sus características físicas y la precipitación pluviométrica sobre ésta, un determinado potencial hidroeléctrico, pero si no se construye una central hidroeléctrica, esa energía no podrá ser aprovechada.
El considerar la hidroelectricidad como energía primaria es una convención, ya que en realidad lo que se dispone en una central hidroeléctrica es una energía mecánica que se transforma en electricidad a través de una modificación física. Lo mismo puede decirse de la energía nuclear, en la que los materiales radioactivos producen calor que luego es transformado en electricidad mediante turbinas y generadores, a través de procesos físicos como la evaporación del agua.
Complementariamente define a la Energía secundaria como:
... conjunto de productos energéticos que han sufrido un proceso de transformación química o física, que los hace más aptos para su utilización final. Por lo general se consideran como productos secundarios: fuel oil (también denominados petróleos combustibles o búnker), diésel oil (o gas oil), gasolinas (de diferentes octanajes, con o sin plomo), kerosen, gas licuado de petróleo (GLP), gasolina y keroseno de aviación, naftas, gas de refinería, electricidad, carbón vegetal, gases, coke, gas de alto horno.De estas definiciones se deriva que la Oferta total de energía se entiende como la cantidad de energía (primaria y secundaria) disponible para satisfacer las necesidades energéticas de un país, tanto en los procesos de transformación como en el consumo final.
Por tanto:
