Tema 3. La Energía.
¿Crees que la energía eléctrica la podemos almacenar?¿Y nunca te has preguntado cómo se produce ésta y cómo se distribuye?¿Qué piensas que se hace con la energía que no se gasta?¿Cuántos tipos de energías crees que existen?¿Y cómo podemos pasar de una a otra?Si eres capaz de resolver o responder a estas cuestiones, tienes un gran nivel de partida. En cambio, si te surgen dudas, este es tu tema. Al final de la lección serás capaz de resolver infinidad de preguntas que ahora te abordan.
En primer lugar os dejo unos apuntes bastante útiles a lo largo del tema, que os servirán para repasar y hacer las actividades propuestas.


La Energía Nuclear.
Se llama energía nuclear a aquella que se obtiene al aprovechar las reacciones nucleares espontáneas o provocadas por el ser humano. Estas reacciones se dan en algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo el más conocido de este tipo de energía la fisión del uranio-235 (235U), con la que funcionan los reactores nucleares. Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio, el plutonio, el estroncio o el polonio.
Los dos sistemas con los que puede obtenerse energía nuclear de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica. Tanto los materiales usados como el diseño de las instalaciones son completamente diferentes en cada caso.
Otra técnica, empleada principalmente en pilas de enorme duración para sistemas que requieren poco consumo eléctrico, es la utilización de generadores termoeléctricos de radioisótopos (GTR, o RTG en inglés), en los que se aprovechan los distintos modos de desintegración para generar electricidad en sistemas de termopares a partir del calor transferido por una fuente radiactiva.
La energía desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partículas subatómicas en movimiento. Esas partículas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energía térmica. Esta energía térmica se transforma en energía mecánica utilizando motores de combustión externa, como las turbinas de vapor. Dicha energía mecánica puede ser empleada en el transporte, como por ejemplo en los buques nucleares; o para la generación de energía eléctrica en centrales nucleares.
La principal característica de este tipo de energía es la alta cantidad de energía que puede producirse por unidad de masa de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocida por el ser humano. (Fuente: Wikipedia)
Un video que ilustra todo el proceso de producción de la energía nuclear es el siguiente:


La Energía Solar.
La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol. La radiación solar incidente en la Tierra puede aprovecharse, por su capacidad para calentar, o directamente, a través del aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía renovable y limpia, lo que se conoce como energía verde.
La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/ en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.
La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares) fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/ (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/ y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/.)
Os dejo unos videos de la energia solar térmica y la energía solar fotovoltaica.


La Energía Eléctrica.
Se 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 les pone en contacto por medio de un conductor eléctrico— y obtener trabajo. 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.
Su uso es una de las bases de la tecnología utilizada por el ser humano en la actualidad.
La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos.
Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de— que se desea utilizar, mediante las correspondientes transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa, gracias al motor eléctrico y a las distintas piezas mecánicas del aparato. (Fuente: Wikipedia)
Os dejo algunos vídeos relacionados con el tema, como el de un generador eléctrico y un motor eléctrico.


Energía de la Biomasa.
En términos energéticos, se puede utilizar directamente, como es el caso de la leña, o indirectamente en forma de biocombustibles (biodiésel, bioalcohol, biogás, bloque sólido combustible). Pero al igual que no consideramos al vino como biomasa, debe evitarse denominar como biomasa a los biocombustibles (nótese que el etanol puede obtenerse del vino por destilación): 'biomasa' debe reservarse para denominar la materia prima empleada en la fabricación de biocombustibles.
La biomasa podría proporcionar energías sustitutivas a los combustibles fósiles, gracias a biocombustibles líquidos (como el biodiésel o el bioetanol), gaseosos (gas metano) o sólidos (leña), pero todo depende de que no se emplee más biomasa que la producción neta del ecosistema explotado, de que no se incurra en otros consumos de combustibles en los procesos de transformación, y de que la utilidad energética sea la más oportuna frente a otros usos posibles (como abono y alimento, véase la discusión que para España plantea Carpintero, 2006).
Actualmente (2008), la biomasa proporciona combustibles complementarios a los fósiles, ayudando al crecimiento del consumo mundial (y de sus correspondientes impactos ambientales), sobre todo en el sector transporte (Estevan, 2008). Este hecho contribuye a la ya amplia apropiación humana del producto total de la fotosíntesis en el planeta, que supera actualmente más de la mitad del total (Naredo y Valero, 1999), apropiación en la que competimos con el resto de las especies. (Fuente:Wikipedia)
Os dejo un video sobre la energía de la biomasa.



Energías Renovables
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.
Os dejo un artículo sobre las energías renovables, muy interesante, así como un vídeo sobre las mismas confeccionado por alumnos de otro centro educativo.




Os dejo también una serie de enlaces muy buenos para entender todo sobre la Energía:
Os dejo la siguiente presentación sobre las principales centrales energéticas que existen.


Os dejo un vídeo sobre la construcción de un motor sencillo, con hilo de cobre esmaltado que se le da forma cilindrica o circular, dos imperdibles o clips que harán de sujeción, una pila y un imán. Nótese que la espiral que se construye con el hilo de cobre, uno de sus extremos tiene que estar lijado entero, mientras que el otro sólo estará lijado la mitad.


Las actividades que se proponen para este tema son las siguientes:
  1. Actividades sobre la Energía Eléctrica y las Centrales de Producción.
  2. Cuestiones sobre Energías Renovables.
  3. Cuestiones sobre Energía Térmica y Nuclear.
  4. Cuestiones y preguntas sobre la Energía y sus Transformaciones. (Fuente: IES Villalba Hervás)
  5. Actividad en una página web sobre cuestiones de la energía 1. (Página confeccionada por Julián Fuentes Gómez) Debéis descargar el archivo rar al escritorio o desktop -> Botón derecho del ratón y seleccionar "Extraer aquí" -> Abrir la carpeta "energía1" y hacer doble clic sobre el archivo index.htm y en el navegador Mozilla os saldrá la página con las actividades y la lectura.
  6. Actividad en una página web sobre cuestiones de la energía 2. (Página confeccionada por Julián Fuentes Gómez) Debéis descargar el archivo rar al escritorio o desktop -> Botón derecho del ratón y seleccionar "Extraer aquí" -> Abrir la carpeta "energía1" y hacer doble clic sobre el archivo index.htm y en el navegador Mozilla os saldrá la página con las actividades y la lectura.