ENERGÍA Y MEDIOAMBIENTE

1.- LA ENERGÍA Y SUS FORMAS

La energía se puede definir como la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios o transformaciones en otros cuerpos. La unidad de energía es el Julio.

Las máquinas transforman una forma de energía que reciben en su entrada en otra forma de energía que proporcionan a la salida.

2.- FUENTES DE ENERGÍA.-

  Las sociedades actuales requieren de grandes cantidades de energía para realizar todas sus actividades cotidianas: transporte, calefacción, obtención de electricidad para iluminación, máquinas, electrodomésticos, etc. Pero… ¿de dónde sale toda esta energía? 

     Nuestro planeta posee grandes cantidades de energía. La energía está presente en la naturaleza por todas partes. Sin embargo, uno de los problemas más importantes para el ser humano es conocer la forma de aprovechar dicha energía y transformarla en energía útil.

Una fuente de energía es todo aquel material o fenómeno de la naturaleza a partir del cual se puede obtener energía útil para ser aprovechada.

Las distintas fuentes de energía se agrupan principalmente en dos tipos, dependiendo de su posibilidad de regeneración:

    1) Fuentes de energía renovables: Son las fuentes de energía que se regeneran a un ritmo igual o         mayor al que se consumen. 

    2) Fuentes de energía no renovables: Se consumen a un ritmo más elevado al que se producen, y         terminarán agotándose. 

También se pueden diferenciar en función del impacto ambiental que generen: 

    1) Fuentes de energía limpias, son fuentes cuya obtención produce un impacto ambiental mínimo,         además no generan subproductos tóxicos o contaminantes.

    2) Fuentes de energía contaminantes, su obtención produce efectos negativos en el medio                     ambiente, algunas por su forma de obtención (minas, construcciones,..); otras en el momento de su         uso (combustible en general) y algunas producen subproductos altamente contaminantes ( residuos         nucleares).

Otra clasificación se hace en función de su grado de desarrollo en la sociedad: 

    a) Fuentes convencionales: son las que llevan más tiempo explotándose, las “tradicionales” (carbón,     petróleo, gas, energía nuclear y energía hidráulica).

    b) Fuentes alternativas: son las que aún están en estudio y desarrollo, por lo que su capacidad             energética aún no es demasiado alta (energía eólica, solar, geotérmica, etc.) 

Las principales fuentes de energía utilizadas actualmente por el ser humano son: combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural), combustibles nucleares (uranio, plutonio, etc.), saltos de agua (cascadas, presas, etc.), viento, sol, mareas, olas del mar, biomasa, biocombustibles, calor de la corteza terrestre, residuos sólidos urbanos (RSU), etc.

Clasificación de la energía

3.- LA ENERGÍA ELÉCTRICA

     

La energía eléctrica es la forma principal en la que consumimos la energía. Es la más utilizada actualmente debido a:

- Se puede transformar fácilmente en otras formas de energía.

- Se puede transportar a grandes distancias.

- Se puede obtener de fuentes muy diversas.

Para obtener electricidad es necesario utilizar una serie de máquinas denominadas generadores. El proceso más común para obtener electricidad es calentar agua a partir de una fuente de energía (carbón, fueloil, gas, etc). Se obtiene vapor ffde agua que se hace pasar por una turbina que a su vez hace girar un generador o alternador que produce corriente eléctrica. 

En el siguiente vídeo se presenta el proceso de generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica y ver la importancia que esta tiene en el día a día. 

EJERCICIO.- 

¿Qué tipo de transformación de energía logran los siguientes objetos? 

− Estufa eléctrica: Energía eléctrica en energía térmica. 

− Bombilla 

− Estufa de gas 

− Motor de un coche 

− Altavoz

− Pila 

− Placa solar para el agua 

− Aerogenerador

− Micrófono 

− Motor eléctrico

− Fuegos artificiales 

− Carbón en una caldera 

− Dinamo de una bici 

2.3. LAS CENTRALES ELÉCTRICAS 

La energía eléctrica se obtiene a partir de la transformación de diversas formas de energía primaria (combustible fósiles, hidráulica, nuclear, viento, etc.) en unas instalaciones denominadas centrales eléctricas. 

En todas las centrales eléctricas, excepto las fotovoltaicas, tiene lugar el mismo proceso: 

1) La energía primaria se transforma en energía cinética (movimiento) de un fluido (agua, vapor de agua o gas). 

2) El movimiento del fluido se transforma en el giro de un eje en una máquina denominada turbina. 

3) El giro del eje se transforma en energía eléctrica en una máquina denominada alternador. 

LA TURBINA En la turbina, el fluido incide con fuerza sobre unos álabes o paletas y provoca el giro del eje al que están sujetos. Las turbinas pueden ser de distintos tipos: hidráulicas, de vapor o de gas, dependiendo del tipo de fluido que circule por ellas (agua, vapor de agua o gas, respectivamente). El giro del eje de la turbina se aplica al alternador, que se encarga de producir electricidad.

 EL ALTERNADOR El alternador es una máquina eléctrica capaz de transformar el movimiento de giro transmitido por la turbina en energía eléctrica. 

El funcionamiento de los alternadores se basa en el llamado “principio de inducción electromagnética”, que establece que “si se desplaza un conductor en presencia de un campo magnético, se induce en él una fuerza electromotriz (f.e.m.) o tensión”. Igualmente, “si se somete un conductor fijo a un campo magnético variable (por el movimiento del imán que lo produce) también se induce en dicho conductor una fuerza electromotriz”.

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

La electricidad que llega a nuestras casas normalmente se genera a grandes distancias de nuestros hogares y suele pasar por un proceso de transporte y distribución.

Históricamente, en los comienzos de la electricidad las distribuciones eran muy cortas, ya que solían existir centrales de pequeño tamaño y potencia para los usuarios de alrededor, lo que no requería grandes distancias de cableado. El uso de la corriente alterna permitió gracias al transformador (inventado en 1884) transportar electricidad a grandes distancias, elevando el voltaje en la central y reduciéndolo en los puntos de utilización.

Manteniendo la misma potencia, al elevar el voltaje también se reduce la corriente del circuito y eso permite a las líneas de AT usar conductores se sección mucho mas delgada y también se minimizan las pérdidas eléctricas en el conductor.

Actualmente existen unas redes primarias de transporte a voltajes de 230 y 400 kV, estas redes recorren las centrales mas importantes y las subestaciones de las principales capitales, conectandolas entre si. En las centrales se suele generar la electricidad a tensiones de entre 6 y 25 kV, que posteriormente se eleva a la tensión de la red a la que se conecta. 

Las redes de 110 y 132 kV alimentan subestaciones secundarias en donde se reduce la alta tensión a media tensión a niveles normalmente de 20 o 25 kV y de 6, 11 y 15 kV en redes más antiguas. Las redes de media tensión recorren ciudades y pueblos ya que son las encargadas de alimentar los centros de transformación que reducen el nivel de voltaje a BT a tensiones de 130/230 V y 230/400 V, que corresponden a los antiguos voltajes de 127/220 y 220/380 V. Estas redes de BT son las que finalmente dan servicio a viviendas, locales e industrias.