TEMA 10: LA ENERGÍA ISABEL CORONADO ROMERO

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1 TEMA 10: LA ENERGÍA ISABEL CORONADO ROMERO

2 1. QUÉ ES LA ENERGÍA? Es una magnitud física que asociamos con la capacidad de producir cambios en los cuerpos. Los cambios pueden ser de dos tipos: Cambios físicos: modifican el estado, la forma, el tamaño, la posición, volumen, temperatura esto es las propiedades físicas de la materia. Ej: alfarero moldea arcilla, agua al fuego cambia de estado.. En estos casos la naturaleza de la materia no ha cambiado, sino que sigue siendo la misma. Cambios químicos: modifican las propiedades químicas de la materia, ya que varían su composición (una sustancia se transforma en otra). La energía se puede medir (es una magnitud) y se expresa mediante unidades. Unidades: Sistema Internacional Julio (J) Otras Caloría (Cal) 1cal =4,19J Kilowatio hora (KWh) 1KWh= J

3 1.1 CARACTERÍSTICAS DE LA ENERGÍA Puede ser almacenada y, por tanto, usada cuando mas convenga. Puede ser transportada. La energía puede pasar de un lugar a otro mediante un sistema que la traslade. Puede transformarse de unas formas de energía a otras que sean más útiles. Se transfiere. La energía puede pasar fácilmente de unos cuerpos a otros. Se conserva. La energía no se puede crear ni destruir, solo se transforma o se transmite de un cuerpo a otro (Principio de conservación de la energía). Se degrada. En los procesos de transformación de un tipo de energía en otra, se produce calor, que no es posible aprovechar, lo que supone que parte de la energía se pierde.

4 1.2 FORMAS DE ENERGÍA Energía Térmica: es la que se transfieren los cuerpos a causa de la diferencia de temperatura. Energía cinética: es la energía que posee un objeto que esta en movimiento. (Ec= ½ m v 2 ). Energía potencial: es la energía que tiene un objeto debido a la posición que ocupa en el espacio. (Ep=m g h). Energía mecánica: es la suma de la energía cinética y la energía potencial, es decir, la energía que poseen los cuerpos debido al hecho de moverse a una determinada velocidad, de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio o de ambas cosas a la vez. (Em= Ec+Ep). Energía química: es la que se desprende o se absorbe en las reacciones químicas. Energía interna: es la energía que poseen los cuerpos debido al movimiento de las moléculas o átomos que lo forman. Energía eléctrica: Es la que se produce por el movimiento de los electrones a través de un elemento conductor. Energía electromagnética: es la energía que transportan las ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio. Energía nuclear: es la energía que se libera en los procesos de fisión o fusión nuclear.

5 2. LAS FUENTES DE ENERGÍA Llamamos fuentes de energía a todo aquel medio natural o artificial del que podemos extraer energía y utilizarla. La cantidad de energía disponible de estas fuentes es lo que se llama recurso energético TIPOS DE FUENTES DE ENERGÍA Fuentes no renovables Son las que no se regeneran a escala de tiempo humana. Son de origen terrestre y se han formado durante procesos geológicos muy lentos a lo largo de millones de años. En la actualidad disponemos de unas reservas muy limitadas y se consumen muy rápidamente, por lo que se agotarán. Generan grandes impactos ambientales: cambio climático, residuos radiactivos Fuentes renovables Son las que se regeneran continuamente. Tienen su origen principalmente en el flujo continuo de energía del Sol. Producen menos impactos ambientales o impactos reversibles.

6 2.1 ORIGEN DE LA ENERGÍA Casi toda la energía de la que disponemos proviene del Sol. Esta energía crea una serie de fenómenos de los que podemos aprovechar su energía. ORIGEN FENÓMENO RECURSO ENERGÉTICO FUENTE DE ENERGÍA TIPO DE FUENTE DE ENERGÍA Ciclo del agua Agua E. Hidráulica Renovable Aire en movimiento Fotosíntesis Atracción gravitatoria Calor formación de la Tierra Restos seres vivos Elementos químicos Viento E. Eólica Renovable Sol E. Solar Renovable Biomasa (restos de seres vivos) Biomasa Renovable Mareas E. Maremotriz Renovable Calor interno de la Tierra Carbón/Petróleo/ Gas Natural E. Geotérmica Renovable E. Térmica No Renovable Uranio E. Nuclear No Renovables

7 3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES Hoy en día la mayor parte de la energía utilizada en el mundo procede de fuentes no renovables. Su empleo produce grandes problemas de contaminación atmosférica y un incremento del efecto invernadero, debido a la emisión de CO2 y otros gases. COMBUSTIBLES FÓSILES (Carbón, petróleo y gas natural) Origen: Se originaron hace millones de años por la acumulación de restos vegetales que quedaron enterrados en zonas poco profundas como pantanos y lagos (carbón) o la acumulación de microorganismos marinos, plancton, en el fondo del mar ( petróleo y gas natural). Al quedar enterrados por sucesivas capas de arena, arcilla y rocas, y bajo determinadas condiciones de presión y temperatura, dieron lugar a estos compuestos. Explotación: El carbón se extrae en minas a cielo abierto o en minas subterráneas, mientras que el petróleo y el gas natural se extraen en grandes plantas petrolíferas y tienen que ser transportados mediante oleoductos y grandes barcos petroleros o gaseoductos, que presentan un elevado riesgo de contaminación por accidentes. Posteriormente son procesados para poder utilizarlos. Usos: Carbón: centrales térmicas, uso domestico (calefacción, cocina ), como materia prima para obtener plásticos, fibras sintéticas, productos farmacéuticos Petróleo: combustible, materia prima para la fabricación de fertilizantes, plásticos, pinturas Gas natural: cocinas y calefacción, combustible y en centrales térmicas

8 3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES Cómo funcionan las centrales térmicas?

9 3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES URANIO El uranio es un elemento cuyos átomos son inestables y pueden romperse o fisionarse. Se extrae mediante minas Se utiliza como combustible en las centrales nucleares Las centrales nucleares no producen contaminantes atmosféricos; sin embargo generan una gran cantidad de residuos radiactivos, perjudiciales para la salud y el medio ambiente, lo que obliga a almacenarlos en lugares de alta seguridad durante centenares o miles de años. nvestigar/esquemas/resolucion800/nucle ar.swf

10 3. FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES CARBÓN PETROLEO GAS NATURAL URANIO ENERGÍAS NO RENOVABLES VENTAJAS DESVENTAJAS USOS -Combustible fósil más abundante -Su uso energético es fácil y barato -Tiene mayor poder calorífico que el carbón. -Fácil de extraer y de transportar -Contamina menos que el carbón y el petróleo -Fácil de transportar -Produce gran cantidad de energía -No contamina la atmósfera -La extracción puede ser peligrosa -Contamina Su combustión produce CO2 -Recursos son limitados -La extracción y el transporte pueden dañar el medio ambiente. -Contamina Su combustión produce CO2 -Requiere un gran procesado -Muy toxico -Los escapes pueden causar explosiones -Genera residuos contaminantes -Accidentes pueden liberar grandes cantidades de radiaccion Producción de: -Electricidad -Calor Producción de: -Electricidad -Gasolina y diesel -Calor -Productos químicos: fertilizantes, plásticos Producción de: -Electricidad -Calor (casas) -Combustible para automoviles Producción de: -Electricidad -Calor

11 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES La energía que se obtiene de fuentes renovables es limpia, respetuosa con el medio ambiente, inagotable y con emisiones casi nulas de dióxido de carbono y otros gases contaminantes. No obstante, también tiene inconvenientes y genera impactos ambientales. ENERGÍA HIDRÁULICA Esta energía se obtiene a partir de la energía cinética o potencial del agua en las centrales hidroeléctricas, centrales de bombeo o centrales minihidraulicas. swf

12 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES ENERGÍA SOLAR Esta energía llega desde el Sol a la tierra en forma de radiación electromagnética. Actualmente esta energía se puede aprovechar directamente por dos vías: Térmica: consiste en la utilización de la energía solar para calentar un fluido, generalmente agua, utilizando colectores. La energía obtenida se aplica fundamentalmente para obtener agua caliente y calefacción de uso domestico. En algunos casos, a altas temperaturas, también es posible obtener energía eléctrica

13 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES Fotovoltaica: permite la transformación directa de la energía del Sol en energía eléctrica por medio de unos dispositivos especiales llamados paneles fotovoltaicos.

14 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES CÓMO FUNCIONAN? on800/fotovoltaica.swf olucion800/termosolar.swf

15 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES ENERGÍA EÓLICA Es una forma de energía cinética producida por el movimiento del aire. El viento se origina por efecto de la radiación solar y es debido a las diferencias en la insolación de distintas zonas de la superficie terrestre. Esta energía puede ser utilizada directamente o transformada en otros tipos de energía. Los aparatos que se emplean para aprovechar la energía cinética del viento se llaman aerogeneradores. estigar/esquemas/resolucion800/eolica.swf

16 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES BIOMASA Es el conjunto de materia orgánica de origen animal o vegetal. Este tipo de fuente de energía se produce de tres maneras: Mediante el cultivo agrícola de especies de rápido crecimiento, que tienen un alto contenido energético: cardos, remolacha Aprovechando residuos de las actividades domésticas ( papel, cartón, restos de alimentos ), agrícolas (paja, malas hierbas ) ganaderas (excrementos, restos de animales ) y forestales (ramas, hojas ) Transformando química o biológicamente ciertas especies vegetales para convertirlas en productos energéticos como los biocombustibles Antes de proceder al tratamiento de la biomasa con fines energéticos es necesario someterla a una serie de procesos que faciliten su manipulación, transporte y almacenamiento. /unesa/html/saberein vestigar/esquemas/r esolucion800/inciner adora.swf

17 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES ENERGÍA GEOTERMICA Es la energía que proviene del calor almacenado en el interior de la Tierra. Esta energía esta limitada geográficamente a unas pocas regiones del planeta. Actualmente se aprovecha, por ejemplo, en zonas volcánicas o en zonas de aguas termales, para calefacción y climatización de piscinas.

18 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES ENERGÍA MAREMOTRIZ Es la energía que se obtiene del movimiento del agua del mar, principalmente por las mareas. Hay lugares en los que la diferencia del nivel del agua entre la marea alta y la marea baja es de varios metros. Esta diferencia de altura puede originar energía cinética utilizable para generar electricidad.

19 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES ENEERGÍAS RENOVABLES VENTAJAS DESVENTAJAS USOS BIOMASA -Fuente de energía ilimitada -Produce pocos residuos y estos son biodegradables -Menos contaminantes que los combustibles fósiles -Baja eficiencia -Gran volumen difícil de manejar y transportar Producción de calor, electricidad y biocombustibles HIDROELECTRICA -Fuente de energía ilimitada -Bajo coste de mantenimiento -No contamina -Ayuda a controlar las inundaciones - Grandes reservas de agua -Costes del transporte de la energía son elevados -Depende de las condiciones climáticas -Efectos negativos en el medio ambiente -Riesgo de inundaciones por rotura de la presa Producción de electricidad SOLAR -Fuente de energía ilimitada -No contamina -Bajo coste de mantenimiento -Disponibilidad esta influenciada por la latitud, estaciones, nubosidad -Requiere grandes aéreas de terreno Producción de calor y electricidad

20 4. FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES ENEERGÍAS RENOVABLES VENTAJAS DESVENTAJAS USOS EÓLICA -Muy eficiente -Fuente de energía ilimitada -Bajo coste de instalación y mantenimiento -No contamina -Se puede usar el suelo del área donde esta instalado -El viento es intermitente -Modifica el paisaje -Peligroso para las aves -Produce ruido Producción de electricidad GEOTÉRMICA -No contamina -No depende de las condiciones climáticas -Produce impactos ambientales -Su instalación es difícil y costosa Producción de calor y electricidad MAREMOTRIZ -Fuente de energía ilimitada -No contamina -No depende de las condiciones climáticas -Poco eficiente -Impactos ambientales negativos -Solo se puede usar en áreas costeras con determinadas características Producción de electricidad

21 5. EN RESUMEN, CÓMO PRODUCIMOS ENERGÍA ELÉCTRICA? Producir energía eléctrica es muy fácil solo necesitamos: TURBINA EJE GENERADOR RECURSO ELECTRICIDAD QUE USEMOS UNA FUENTE DE ENERGÍA RENOVABLE O NO RENOVABLE SOLO DEPENDE DE LA FUERZA QUE MUEVA LA TURBINA!!

22 6. PARA QUE USAMOS LA ENERGÍA? ALTA DEMANDA ENERGÉTICA DE LA SOCIEDAD ACTUAL

23 7. EL FUTURO DE LA ENERGÍA La situación energética actual necesita de medidas de carácter inmediato para: paliar los graves efectos que conlleva el uso inadecuado de los recursos energéticos garantizar el suministro Medidas Desarrollo de tecnologías permiten utilizar la energía de otras fuentes renovables, limpias y respetuosas con el medio ambiente y cuyas posibilidades de uso no sean limitadas. Concienciación ciudadana para conseguir que todos adquiramos hábitos de ahorro, así como una mayor eficiencia energética. ( Máximo aprovechamiento de la energía con la mínima utilización de los recursos) QUÉ PODEMOS HACER NOSOTROS?

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