Energía

Es la capacidad de un cuerpo o sistema físico para realizar un trabajo o hacer que algo cambie.

Formas de energía

Energía mecánica:

• Energía cinética. Está presente cuando algo se mueve. E_c = 1/2m · v²
• Energía potencial. La poseen los cuerpos en razón de la posición en la que se encuentren respecto a una posición de referencia. E_p = m · g · h

Energía química.

Es un tipo de energía potencial acumulada en los enlaces de las sustancias. Se transforman en otras a través de las reacciones químicas. La combustión del carbón, del gas natural o de la gasolina son ejemplos de transformación de este tipo de energía. También lo son la energía de la que parten las pilas, baterías y acumuladores para proporcionar energía eléctrica.

Energía térmica

Se debe al movimiento vibratorio de las partículas de un cuerpo (cuanto más rápido vibren, más alta será la temperatura que alcance el cuerpo). La quema de combustibles fósiles y el efecto Joule en electricidad son ejemplos de esta forma de energía.

Energía radiante

Asociada a radiaciones electromagnéticas como la luz, las microondas, las ondas de radio y televisión, los rayos X, etc.

Energía nuclear

Es la energía almacenada en los núcleos de los átomos de algunos elementos como el uranio y el hidrógeno. Esta energía se libera en las reacciones de fisión y fusión nuclear.

En la fisión nuclear se bombardean con neutrones los núcleos “pesados” de algunos isótopos del uranio, consiguiendo su rotura o fisión. En la reacción nuclear de fusión, se trata de conseguir la unión de dos núcleos de un elemento “ligero”, como el deuterio (isótopo del hidrógeno).

En ambas se obtiene una gran cantidad de energía. Un ejemplo de aprovechamiento de la fisión nuclear son las actuales centrales eléctricas termonucleares. En cuanto a la segunda, el núcleo del Sol es un inmenso reactor nuclear de fusión.

Energía eléctrica

Está relacionada con las cargas eléctricas en movimiento (corriente eléctrica). Se genera, transporta y transforma en otros tipos de energía con gran facilidad. La energía suministrada por pilas, baterías, alternadores, placas fotovoltaicas, etc., son ejemplos de este tipo de energía.

Fuentes de energía

Son recursos naturales a partir de los cuales se obtienen las diferentes formas de energía.

Renovables

Son inagotables o se renuevan de forma continua en la naturaleza a medida que se consumen. Contaminan poco y los costes de explotación son relativamente bajos.

Tipos:

• Solar
• Eólica
• Hidráulica
• Biomasa
• Mareomotriz
• Geotérmica

No Renovables

Se agotan o no se renuevan a corto plazo. Sus reservas son limitadas y su explotación repercute de forma negativa sobre el medioambiente natural.

Tipos:

• Combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural)
• Uranio

Utilización

Convencionales

Proporcionan la mayor parte de la energía que se consume en los países industrializados. Su uso suele ser muy contaminante.

Tipos:

• Combustibles fósiles
• Hidráulica
• Uranio

Alternativas

Su explotación está menos extendida, pero su implantación está en constante crecimiento. Producen un bajo impacto ambiental.

Tipos:

• Solar
• Eólica
• Biomasa
• Mareomotriz
• Geotérmica

Fuentes de energía no renovables

Combustibles fósiles

Son el carbón, el gas natural y los derivados del petróleo. A partir de su combustión obtenemos energía térmica.

Tipos:

• Carbón. Es un combustible sólido de origen vegetal. Se formó a partir de la fosilización de restos vegetales enterrados y sometidos a grandes presiones en ausencia de oxígeno. Se utiliza, entre otras aplicaciones, en las centrales térmicas para la generación de energía eléctrica, y en sistemas de calefacción. Su extracción supone un gran deterioro del medio natural.
• Petróleo. Es un líquido oleoso bituminoso de origen natural formado a partir de restos vegetales y animales enterrados y descompuestos por acción de las bacterias. Está compuesto fundamentalmente por hidrógeno y carbono.
• Gas natural. Se trata de una mezcla de gases en la que el metano se encuentra en mayor proporción. Se obtiene a partir de la descomposición de la materia orgánica y se utiliza como combustible para usos domésticos e industriales.

Energía nuclear

Se trata de la energía que se obtiene a partir de las reacciones nucleares en ciertos átomos.

Tipos:

• Fisión nuclear. Consiste en la ruptura del núcleo pesado de un isótopo del uranio. Como consecuencia de esta ruptura, se libera energía térmica y se generan residuos radiactivos. Se aprovecha en las centrales termonucleares para producir energía eléctrica.
• Fusión nuclear. Se trata de la obtención de energía a partir de la energía térmica liberada cuando se unen núcleos atómicos pequeños para formar núcleos un poco más grandes. Está en proceso de investigación y se trata de una fuente de energía inagotable (renovable) y poco contaminante.

Fuentes de energía renovables

• Solar. Es una energía limpia y renovable. Procede del Sol y se puede transformar en electricidad en paneles fotovoltaicos y en campos de helióstatos (espejos que van girando), así como en energía térmica en colectores solares.
• Eólica. Se aprovecha la energía cinética del viento para producir energía mecánica en molinos o aerogeneradores y transformarla en electricidad.
• Hidráulica. En las centrales hidroeléctricas, el agua de los ríos se acumula en las presas y embalses y, al caer, mueve los álabes de una turbina y, finalmente, se transforma en energía eléctrica en el alternador.
• Geotérmica. Consiste en el aprovechamiento del calor interno de la Tierra para calentar agua o producir electricidad (central geotérmica).
• Mareomotriz. Las mareas provocan desniveles de agua que se aprovechan para almacenar agua en una presa, su salida se canaliza y se hace pasar a través de una turbina en la que se transforma en energía eléctrica.
• Biomasa. Se extrae de residuos forestales, ganaderos y agrícolas y del tratamiento de aguas residuales. La biomasa puede transformarse en combustibles, así como aprovecharse en la producción de energía eléctrica.

Energía y medioambiente

• Contaminación atmosférica debida a la emisión de gases nocivos.
• Vertidos contaminantes en los ríos, los acuíferos subterráneos y el mar, procedentes de actividades industriales sin control, agricultura intensiva, etc.
• Contaminación acústica debida al tráfico rodado, actividades industriales, maquinaria pesada de obras públicas, aviones, etc.
• Contaminación radiactiva procedente de los residuos de alta y baja actividad de las centrales nucleares, la medicina nuclear, etc.
• Incremento de la temperatura media de la Tierra por efecto invernadero debido a la emisión de CO₂.

Energía eléctrica

Está relacionada con las cargas eléctricas y se puede transportar mediante corriente eléctrica.

Generación de la corriente eléctrica

• A partir de transformaciones químicas, como, por ejemplo, en pilas y baterías.
• En generadores electrodinámicos, es decir, en dinamos o generadores de corriente continua y en alternadores o generadores de corriente alterna.
• Directamente a partir de la luz solar en los paneles fotovoltaicos.

Generador eléctrico

La electricidad se produce haciendo girar una bobina o bobinas de hilo de cobre en el seno de un campo magnético fijo (dinamo), o bien a través de un campo magnético giratorio cuyas líneas de fuerza magnéticas cortan las espiras de unas bobinas inmóviles (alternador).

Tipos

• Centrales convencionales: Térmicas de combustión, termonucleares e hidráulicas.
• Centrales no convencionales o alternativas: Eólicas, solares, geotérmicas, mareomotrices y de aprovechamiento de la biomasa.