Tipos de Energía: Fuentes, Usos y Transformaciones

Aprovechamiento de la Energía a lo Largo de la Historia

El hombre ha aprovechado la energía de distintas formas. Por ejemplo, aprovechó los desniveles de los terrenos para el riego, utilizó la rueda hidráulica para moler los cereales y los molinos de viento para extraer el agua de los pozos. La máquina de vapor fue el primer motor mecánico conocido. Desde 1900 se introdujeron nuevos mecanismos que llevaron a la revolución industrial. Así, aumentaron las fuentes que nos permiten obtener energía proveniente de distintas fuentes, como el carbón, el gas y el petróleo.

Usos Cotidianos de la Energía

La energía la podemos utilizar durante la incorporación de alimentos y proteínas. La usamos para respirar el oxígeno que liberan las plantas por medio de la fotosíntesis.

Energía a Partir de Combustibles Fósiles

• Carbón: Se puede obtener calor, por medio del cual se obtiene electricidad. También se obtienen gases para la calefacción o procesos químicos.
• Petróleo: Se obtienen combustibles para aviación, motores a explosión y para calderas.
• Gas: Se obtiene calor, transformando la energía química en calorífica.

Ventajas y Desventajas de los Combustibles Fósiles

• Ventajas: Los utilizamos para muchas situaciones, como por ejemplo para los autos y hogares.
• Desventajas: Los combustibles no son renovables y contaminan el medio ambiente.

Energía Eólica

Se emplea en molinos para extraer agua de pozos. Produce electricidad y se puede transformar en energía eléctrica, mecánica y térmica. Los molinos se utilizan para extraer agua del suelo. Los aerogeneradores se diseñaron para obtener electricidad, iluminación, comunicación y uso de herramientas eléctricas en establecimientos rurales, escuelas, puestos de gendarmería, policía, etc.

Ventajas y Desventajas de la Energía Eólica

• Ventajas: No se requieren combustibles y no contamina.
• Desventajas: Las fuentes naturales están alejadas de los centros industriales y se debe transportar la electricidad a grandes distancias.

Energía Hidráulica: Influencia de la Gravedad Solar y las Mareas

La gravedad del Sol influye sobre la Tierra, de tal manera que la posición relativa del Sol, la Tierra y la Luna produce variaciones en la acción gravitatoria que llega a la Tierra, y esto produce las mareas. Es posible almacenar el agua durante la marea alta, cerrando las compuertas de un embalse cuando comienza la bajante, y luego usar la energía potencial del agua almacenada para accionar las turbinas.

Energía Geotérmica

La energía geotérmica es la que está almacenada en el interior de la Tierra. Para poder usarla, se hacen dos perforaciones: por una llega agua fría al magma; el agua pasa a través del magma, se calienta y pasa por la segunda perforación en forma de vapor.

Aplicaciones de la Energía Geotérmica en Argentina

En 1988 se instaló una central geotérmica ubicada en Neuquén que permite obtener una potencia de 670 kW. En Mendoza hay un amplio aprovechamiento geotérmico. En el noroeste argentino se busca información sobre el calor de la Tierra para poder usar la energía geotérmica de distintas formas.

Energía Solar: Ventajas y Desventajas

• Ventajas: Fotosíntesis, genera calor, produce energía eléctrica.
• Desventajas: Discontinuidad por la traslación de la Tierra, baja intensidad, su almacenamiento y su transporte.

Conversión de la Energía Solar

• Conversión Fototérmica: Es la transformación de la energía solar en térmica. Esto es transformado por colectores planos, que son una superficie plana de color negro que toma la energía radiante del Sol.
• Conversión Fotovoltaica: Es la conversión directa de radiación solar en electricidad. Esto es transformado por celdas solares que producen una corriente y una tensión que, por su bajo nivel, se conectan entre sí sobre un plano.

Sustancias Radiactivas

Una sustancia es radiactiva cuando los núcleos de los elementos son inestables, por ejemplo, uranio, plutonio, polonio, etc.

Fisión Nuclear

Cuando se rompe el núcleo de un átomo en dos partes, se desprende energía, radiactividad y emisión de neutrones; se produce una fisión nuclear.

Partículas Emitidas por Sustancias Radiactivas

Las sustancias radiactivas emiten partículas alfa, beta y rayos gamma.

• Alfa: Son núcleos de helio.
• Beta: Son electrones.
• Gamma: Son parecidos a los rayos X que se utilizan en la medicina.

Reactor Nuclear y sus Componentes

El reactor nuclear se encarga de controlar una reacción en cadena.

Partes de un reactor nuclear:

• Cámara central: Se introduce el combustible que produce energía calórica.
• Elemento de control: Regula la liberación de energía.
• Líquido refrigerante: Elimina el calor generado.
• Cámara del reactor: Contiene todos los elementos y protege el medio ambiente.

Isótopos Radiactivos en Medicina

Los isótopos radiactivos son empleados en distintos campos.

Ejemplos en Medicina:

• Yodo: Se usa para determinar la forma de las glándulas tiroides.
• Arsénico: Es un emisor de positrones.
• Sodio: Se utiliza para detectar la constricción de los vasos sanguíneos.
• Cromo: Detecta el volumen de los glóbulos rojos.
• Hierro: Mide la formación y duración de un glóbulo rojo.

Aplicaciones de la Energía Nuclear

Se emplea en la obtención de energía para la propulsión de buques mercantes y submarinos, en medicina, agricultura, para luchar contra los insectos y en las industrias.

Explosión Nuclear y sus Consecuencias

Se comienza a liberar energía desmedida hasta que se produce una explosión nuclear que puede producir mucho calor, ondas de choque devastadoras y radiaciones inestables.

Efectos de la Explosión Nuclear y la Lluvia Radiactiva

El uranio origina entre 80 y 100 isótopos radioactivos. La explosión nuclear produce calor, ondas de choque, etc., en donde los productos de la fisión son dispersados por el aire y pueden llover sobre parte de la Tierra. La lluvia radiactiva puede tener estroncio 90, que presenta el mayor riesgo de vida, ya que si cae sobre cultivos nos puede hacer mal tanto a los humanos como al ganado.

Fisión y Fusión Nuclear

La fisión nuclear es cuando el núcleo de los átomos se rompe en dos partes y desprende energía. La fusión nuclear es la unión de dos átomos de baja masa atómica. La más ventajosa es la fusión nuclear porque no tiene residuos que contaminen.

Fusión Nuclear: Definición y Proceso

Se llama fusión nuclear a la unión de dos átomos de baja masa atómica para formar otro de mayor masa. Cuando esto ocurre, se libera gran cantidad de energía. Se necesita que los núcleos choquen entre sí y deben alcanzar grandes velocidades; para esto, se necesitan grandes temperaturas. Esto ocurre en el Sol, donde ocurre la fusión de átomos de hidrógeno.