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En
el latín es donde nos encontramos el origen etimológico de la palabra energía.
Más exactamente lo hayamos en el término energía, el cual a
su vez, según se ha determinado, procede de la palabra griega ένέρϒεια.
El concepto de energía está
relacionado con la capacidad de generar movimiento o
lograr la transformación de algo. En el ámbito económico y tecnológico, la
energía hace referencia a un recurso natural y
los elementos asociados que permiten hacer un uso industrial del mismo.
Por ejemplo: “El país tiene serios problemas
de energía por la falta de inversiones”, “Pómez es un jugador de mucha energía, capaz de cambiarle la fisonomía
al equipo”, “En la última semana, ya se ha
cortado la energía tres veces”.
Para la física, la
energía es una magnitud abstracta que está
ligada al estado dinámico de un sistema cerrado y que permanece invariable con
el tiempo. Se trata de una abstracción que se le asigna al estado de un sistema
físico. Debido a diversas propiedades (composición química, masa, temperatura,
etc.), todos los cuerpos poseen energía.
Un campo este, el de la física, que nos lleva a determinar
que en el mismo se produce la mención a diversos tipos de energía. En concreto,
tendremos que hacer frente a dos: la cuántica y la clásica.
Pueden detallarse diversos tipos de energía según el campo de
estudio. La energía mecánica, por ejemplo, es
la combinación de la energía cinética (que
genera a partir del movimiento) y la energía potencial (vinculada
a la posición de un cuerpo dentro
de un campo de fuerzas).
La energía también puede clasificarse según fuente. Se
llama energía no renovable a aquella que proviene de
fuentes agotables, como la procedente del petróleo, el carbón o el gas natural.
En cambio, la energía renovable es
virtualmente infinita, como la eólica (generada por la acción del viento) y la
solar.
La base del uso de estas mencionadas renovables es que se
opta por una energía que aprovecha fuentes naturales inagotables, como sería el
caso de la luz del Sol. De la misma forma apuesta también por una energía que
es capaz de regenerarse de modo natural y que, por tanto, no causa ningún daño
al medio natural.
Así, por ejemplo, en cada vez más hogares se está llevando a
cabo la instalación de placas solares con las que se recoge esa luz que
desprende el astro Rey y la misma se aprovecha para iluminar cualquier estancia
de la vivienda con lo que se disminuye de manera considerable el empleo de la
energía eléctrica.
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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 coloca en contacto por medio de
un conductor eléctrico) para obtener trabajo.
Energía luminosa
La energía lumínica o luminosa es la energía fracción percibida
de la energía transportada por la luz y que se
manifiesta sobre la materia de distintas
maneras, una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede
comportarse como una onda o como si fuera materia, pero lo más normal es que se
desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física.
Energía mecánica
La energía mecánica es la
energía que se debe a la posición y al movimiento de un
cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la
energía elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen
los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.
Energía térmica
Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma
de calor. Puede ser
obtenida de la naturaleza,
a partir de la energía térmica, mediante una reacción exotérmica, como la combustión de algún
combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante
energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico; o por
rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o
químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se
encuentra en forma de energía térmica, como la energía geotérmica o la energía
solar fotovoltaica.
La energía térmica se puede transformar utilizando un motor térmico, ya
sea en energía eléctrica, en una central termoeléctrica; o en trabajo mecánico,
como en un motor de automóvil, avión o barco.
La obtención de energía térmica implica un impacto ambiental.
La combustión libera dióxido de carbono (CO2) y
emisiones contaminantes. La tecnología actual en energía nuclear da lugar a residuos radiactivos que deben ser controlados.
Además deben tenerse en cuenta la utilización de terreno de las plantas generadoras
de energía y los riesgos de contaminación por accidentes en el uso de
los materiales implicados, como
los derrames de petróleo o de productos petroquímicos
derivados.
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
transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
El término eólico viene del latín Eólicos, perteneciente o
relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega.
La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos
impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada
principalmente para producir energía eléctrica mediante generalizadores. A
finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigantismo Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial,2
representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en
Dinamarca, 9% en España y Portugal,
y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007).
En el año 2008 el porcentaje aportado por la energía eólica en España aumentó
hasta el 11%.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. Sin embargo, el
principal inconveniente es su intermitencia.
Energía solar
La energía solar es la
energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.
La radiación solar que
alcanza la Tierra puede
aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la
radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las
llamadas energías renovables, particularmente del grupo no
contaminante, conocido como energía limpia o energía verde. Si bien, al final
de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo
contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
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/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la
conoce como irradiación.
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 irradiación directa normal fuera de la atmósfera, recibe
el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde
a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio
de 1308 W/m²).
Según informes de Algaracearen, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos
tercios de la población mundial en
2030.1
Energía nuclear
La energía nuclear es aquella que se libera como resultado
de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión
Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión
de núcleos atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una
gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas
involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior
se puede explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de la
genialidad del gran físico Albert Einstein.
Energía cinética
Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La
energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto
según la ecuación E = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del
mismo elevada al cuadrado. La energía asociada a un objeto situado a
determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se
deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.
Energía potencial
La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos
para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos
que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del
trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial
es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo
tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo
de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en
dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para
cualquier recorrido entre B y A.
Energía química
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
hidráulica
Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella
que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la
corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es
un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza
hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de
energía renovable.
Energía sonora
La energía sonora es aquella que se produce con la
vibración o el movimiento de un objeto, que hace vibrar también el aire
que lo rodea y esa vibración se transforma en impulsos eléctricos que en
el cerebro se
interpretan como sonidos.
Energía radiante
Es la energía que poseen las ondas electromagnéticas
como la luz visible, las ondas de radio, los rayos
ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La característica
principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de
soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones, estas
unidades llamadas fotones actúan también como partículas, debe ser como lo
plantease el físico Albert Einstein en su teoría de la
relatividad general.
Energía
fotovoltaica
Los sistemas de energía
fotovoltaica permiten la transformación de la luz solar en energía eléctrica,
es decir, la conversión de una partícula luminosa con energía (fotón) en una
energía electromotriz (voltaica).
El elemento principal de un sistema de energía fotovoltaica
es la célula fotoeléctrica,
un dispositivo construido de silicio (extraído de la arena común).
Energía de
reacción
En una reacción química el contenido energético de los
productos es, en general, diferente del correspondiente a los reactivos. Este
defecto o exceso de energía es el que se pone en juego en la
reacción. La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de energía luminosa,
eléctrica, mecánica,
etc.. pero habitualmente se manifiesta en forma de calor. El calor
intercambiado en una reacción química se llama calor de reacción y tiene un
valor característico para cada reacción. Las reacciones pueden entonces
clasificarse en exotérmicas o endotérmicas, según que haya desprendimiento o
absorción de calor.
Energía iónica
La energía de ionización es la cantidad de energía que se
necesita para separar el electrón menos fuertemente unido de un átomo neutro
gaseoso en su estado fundamental.
El petróleo como energía
Es un recurso natural no renovable y actualmente también es
la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido
puede presentarse asociado a capas de gas natural,
en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos
por los estratos superiores de la corteza terrestre.
El gas natural como energía
El gas natural es una fuente de energía no renovable formada
por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos de
petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque
su composición varía en función del
yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en
cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele contener otros
gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.
El carbón como
energía
El carbón es un tipo de roca formada por el elemento químico
carbono mezclado con otras sustancias. Es una de las principales fuentes de energía.
En 1990, por ejemplo, el carbón suministraba el 27,2% de la energía comercial
del mundo.
Energía
geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede ser
obtenida por el hombre mediante el
aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor
del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben
destacar el gradiente geotérmico, el calor radio génico, etc. Geotérmico viene
del griego geo,
"Tierra", y thermos,
"calor"; literalmente "calor de la Tierra".
Energía
mareomotriz
Es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la
diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra
y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol
sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede
aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o
descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para
obtener movimiento en un eje.
Energía
electromagnética
La energía electromagnética es la cantidad de energía
almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un
campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades de campo magnético y campo eléctrico.
En un punto del espacio la densidad de energía
electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado
de las intensidades de campo.
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.
Biomasa
La más amplia definición de BIOMASA sería considerar como
tal a toda la materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los
materiales procedentes de su transformación natural o artificial.
Clasificándolo de la siguiente forma:
·
Biomasa natural, es la que se produce
en la naturaleza sin la intervención humana.
·
Biomasa residual, que es la que genera
cualquier actividad humana, principalmente en los procesos agrícolas, ganaderos
y los del propio hombre, tal como,
basuras y aguas residuales.
·
Biomasa producida, que es la cultivada
con el propósito de obtener biomasa transformable en combustible, en vez de
producir alimentos, como la caña de azúcar en Brasil, orientada
a la producción de etanol para carburante.
Desde el punto de vista energético, la biomasa se puede
aprovechar de dos maneras; quemándola para producir calor o transformándola en
combustible para su mejor transporte y almacenamiento la naturaleza de la biomasa es muy variada, ya que depende
de la propia fuente, pudiendo ser animal o vegetal, pero generalmente se puede
decir que se compone de hidratos de carbono, lípidos y prótidos.
Siendo la biomasa vegetal la que se compone mayoritariamente de hidratos de
carbono y la animal de lípidos y prótidos.
Pudiéndose obtener combustibles:
·
Sólidos, Leña, astillas, carbón
vegetal.
Energía
hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica es la que se obtiene de la caída
del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento
de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural
disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere
construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes
turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes
sumas de dinero, por lo que
no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos,
aunque el coste de mantenimiento de una
central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central
hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales
centra la atención en estas
fuentes de energía renovables.
Energía
biovegetal
Un producto Biovegetal es la madera, y la
energía desprendida en su combustión ha sido utilizada por el hombre desde hace
siglos para calentarse y para cocinar sus alimentos. Pero actualmente existen
otros productos en grandes cantidades, los desechos, de los cuáles, como
resultado de su combustión, se obtendría una cantidad no poco importante de
energía.
Energía marina
Cuando algo se mueve, está realizando un trabajo, y para
realizar un trabajo es necesaria una energía. Si hay algo que esté en continuo
movimiento, ese algo es el mar. Observando desde lejos puede parecer muy
tranquilo, pero cuando nos acercamos a él comprobamos que su superficie se
mueve continuamente mediante ondulaciones que pueden ser muy suaves o pueden
convertirse en grandes olas que rompen estruendosamente al chocar contra los
acantilados. Los cuerpos que flotan son arrastrados de aquí para allá por
corrientes marinas. El nivel del mar tampoco está quieto, sino que sube y baja
dos veces al cabo del día, constituyendo así el fenómeno de las mareas, que en
ciertas zonas son tan acusadas que pueden cubrir y descubrir en pocas horas
grandes extensiones de terreno.
Así, todo este movimiento es reflejo de la energía
almacenada en el agua, y en
ciertos lugares donde el movimiento es mucho mayor, lógicamente, el contenido
en energía también será muy grande y tal vez se pueda aprovechar utilizando
dispositivos o aparatos ingeniosos y eficaces.
Los movimientos más importantes del mar podemos
clasificarlos en tres grupos: corrientes
marinas, ondas y olas y mareas.
Lan ondas y olas
y las corrientes marinas tienen origen en la energía solar, mientras que las
mareas son producidas por las atracciones del Sol y de la Luna.
Energía libre
Parte de la energía total de un cuerpo susceptible de
transformarse produciendo trabajo.
Energía magnética
Es la energía que desarrollan la tierra y los imanes
naturales. La energía magnética terrestre es la consecuencia de las corrientes
eléctricas telúricas producidas en la tierra como resultado de la diferente
actividad calorífica solar sobre la superficie terrestre, y deja sentir su acción en el
espacio que rodea la tierra con intensidad variable en cada punto.
Energía
calorífica
Se transmite de los cuerpos calientes a los frío
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Las fuentes de energía son
elaboraciones fijas más o menos complejas de las que el ser
Humano puede extraer energía para
realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo: el
viento, el agua y el sol, entre otros.
Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrió el fuego para calentarse y asar los alimentos, pasando por la Edad Media en la que se construían molinos de viento para
moler el trigo, hasta la época moderna en la que se puede obtener energía eléctrica fisionando el átomo, el hombre ha buscado incesantemente fuentes
de energía de las que sacar algún provecho para nuestros días, que han sido
los combustibles fósiles; por un lado el carbón para alimentar las máquinas de vapor industriales y de tracción ferrocarril así como los hogares, y por
otro, el petróleo y sus derivados en la industria y el transporte (principalmente el automóvil), si bien éstas convivieron con
aprovechamientos a menor escala de la energía eólica, hidráulicay la biomasa. Dicho modelo de desarrollo, sin embargo, está abocado al agotamiento
de los recursos fósiles, sin posible reposición, pues serían necesarios
períodos de millones de años para su formación.
La búsqueda de fuentes de
energía inagotables y el intento de los países
industrializados de fortalecer sus economías nacionales reduciendo su
dependencia de los combustibles fósiles, concentrados en territorios
extranjeros tras la explotación y casi agotamiento de los recursos propios, les
llevó a la adopción de la energía nuclear y en aquellos con suficientes recursos hídricos, al aprovechamiento hidráulico intensivo de sus cursos de agua.
·
Los problemas medioambientales
suscitados por la combustión de combustibles fósiles, como los episodios
de esmog de grandes urbes como Londres o
Los Ángeles, o el calentamiento global del planeta.
Las energías limpias son aquellas que son renovables y reducen drásticamente los impactos ambientales producidos,
entre las que cabe citar el aprovechamiento de:
·
La energía solar, el sol produce luz y calor. Todos
los seres vivos necesitan luz solar para vivir. Y en la actualidad se utiliza
la luz y el calor del sol para producir energía eléctrica, sobre todo en las
viviendas.
·
La energía eólica, antiguamente se usaba para mover los objetos, por ejemplo, los barcos
de vela. Actualmente lo utilizamos para producir electricidad. En las centrales
eólicas el viento mueve las aspas de los molinos y este movimiento se
transforma en electricidad.
·
Los combustibles: energía química, los combustibles son materiales que pueden arder. La leña, el carbón y
el gas natural son combustibles. Estos poseen energía química: cuando arden se
desprenden energía lumínica y calorífica. Esta energía puede transformarse en
movimiento cuando los combustibles se utilizan por el funcionamiento de un
motor.
Con respecto a las llamadas
energías alternativas (eólica, solar, hidráulica, biomasa,
mareomotriz y geotérmica), cabe señalar que su explotación a escala industrial,
es fuertemente contestada incluso por grupos ecologistas, dado que los impactos
medioambientales de estas instalaciones y las líneas de distribución de energía
eléctrica que precisan pueden llegar a ser importantes, especialmente, si como
ocurre con frecuencia (caso de la energía eólica) se ocupan espacios naturales
que habían permanecido ajenos al hombre.
Las fuentes de energía pueden ser
renovables y no renovables. Las renovables, como el Sol, permiten una explotación ilimitada, ya que la naturaleza
las renueva constantemente. Las no renovables como el carbón, aprovechan recursos naturales cuyas reservas
disminuyen con la explotación, lo que las convierte en fuentes de energía con
poco futuro, ya que sus reservas se están viendo reducidas drásticamente.
Clasificación
de las fuentes de energía
Las fuentes de energía se clasifican
en:
·
Renovables: Pueden utilizarse de manera continuada para producir energía, ya que
se regeneran fácilmente (biomasa) o porque son una fuente inagotable (solar).
Ejemplo de ellas son las siguientes:
·
Energía Hidráulica: obtenida a través
de un curso del agua.
·
Energía Eólica: Proviene del viento.
·
Energía Solar: Proviene de la luz del
sol como su nombre lo dice, esta puede ser transformada en dos tipos de
energía, la eléctrica y la térmica.
·
Energía Geotérmica: proviene del
calor interno de la tierra y también se puede transformar en energía eléctrica
o calorífica.
·
Energía Marítima: Proviene del
movimiento de subida y bajada del agua del mar.
·
Energía de ondas: Proviene del movimiento
ondulatorio de las masas de agua.
·
Energía de Biomasa: Proviene del
aprovechamiento energético del bosque o de sus residuos, de los residuos de la
agricultura, de la industria alimentaria o el resultado de las plantas de
tratamiento de aguas residuales o industriales.
·
No renovables: Una vez utilizadas tardan demasiado tiempo en regenerarse o bien nunca
se podrán regenerar, también se pueden regenerar utilizando algún producto
químico.
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