ENERGÍA

El término energía  (del griego  νέργεια/energeia, actividad, operación; νεργóς/energos = fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.

En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

Energía como recurso natural.

En tecnología y economía, una fuente de energía es un recurso natural, así como la tecnología asociada para explotarla y hacer un uso industrial y económico del mismo. La energía en sí misma nunca es un bien para el consumo final sino un bien intermedio para satisfacer otras necesidades en la producción de bienes y servicios. Al ser un bien escaso, la energía es fuente de conflictos para el control de los recursos energéticos.

Es común clasificar las fuentes de energía según incluyan el uso irreversible o no ciertas materias primas, como combustibles o minerales radioactivos. Según este criterio se habla de dos grandes grupos de fuentes de energía explotables tecnológicamente:

Energías renovables:

Energía eólica

Energía geotérmica

Energía hidráulica

Energía mareomotriz

Energía solar

Energía cinética

Biomasa

Gradiente térmico oceánico

Energía azul

Energía termoeléctrica generada por termopares

Energía nuclear de fusión

Fuentes de Energías no renovables (o nuclear-fósil):

Carbón

Centrales nucleares

Gas Natural

Petróleo

Energía atómica o nuclear, que requiere de Uranio o Plutonio.

Energía renovable

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

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Energía eólica

Energía producida por el viento la cual esta ocasionada por las diferencias térmicas en la atmósfera. La energía eólica Ha sido siempre ejercida por el hombre en forma secundaria,

para la navegación y en 1a utilización local como los molinos de vientos. El viento es una fuente inagotable y no contaminante, pero es irregular y el sistema de almacenaje en baterías ha sido desarrollado, pero necesita mayor perfección.

El viento es una manifestación indirecta de la energía del sol, el 0.7 % de esta relación es transmitida en energía cinética de los vientos.

     La energía del viento se deriva del calentamiento diferencial de la atmósfera por

el sol, y las irregularidades de la superficie terrestre. Aunque sólo una pequeña parte de la energía solar que llega a la tierra se convierte en energía cinética del viento, la cantidad total es enorme. La potencia de los sistemas conversores de energía eólica es proporcional al cubo de la velocidad del viento, por lo que la velocidad promedio del viento y su distribución en un sitio dado son factores muy importantes en la economía de los sistemas. El recurso energético eólico es muy variable tanto en el tiempo como en su localización. La variación con el tiempo ocurre en intervalos de segundos y minutos (rachas), horas (ciclos diarios), y meses (variaciones estaciónales)

Energía solar

Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.

En lo que se refiere a aspectos técnicos de la energía solar, podemos observar dos vertientes:

Por un lado, tenemos la Energía Solar Fotovoltaica que, como veremos más adelante, es el aprovechamiento del efecto fotovoltaico para transformar la radiación solar en energía eléctrica. Por otro lado, la Energía Solar Térmica, que es la forma de aprovechar el calor solar directamente (sin transformaciones intermedias) para beneficio y disfrute del Ser Humano: calefacción, agua caliente, procesos industriales,… También hay que señalar la relevancia que tiene en nuestros días el aprovechamiento pasivo de la radiación que nos llega del sol, que consiste en aprovechar de una forma pasiva las cualidades tanto climáticas como lumínicas de la radiación solar para el acondicionamiento de espacios, con una visión arquitectónica y constructiva más respetuosa con el medio ambiente (y a la vez más inteligente), con la que se logrará ahorrar gran cantidad de energía.

Energía geotérmica

Él termino geotermia se refiere a la energía térmica producida en el interior de la tierra. El calor telúrico es conducido a través del manto hacia la superficie terrestre que asciende con un flujo promedio haciéndose difuso para las aplicaciones practicas, dado que existen

zonas anómalas en las cuales la variación de la temperatura es mayor; esto puede ser en las zonas volcánicas, o en contacto entre placas corticales. Los sistemas conectivos de agua subterránea captan dicho calor, alcanzando la superficie a través de rocas porosas o fallas geológicas.

Su aplicación práctica principal es la localización de yacimientos naturales de agua caliente, fuente de la energía geotérmica, para su uso en generación de energía eléctrica, en calefacción o en procesos de secado industrial. El calor se produce entre la corteza y el manto superior de la Tierra, sobre todo por desintegración de elementos radiactivos. Esta energía geotérmica se transfiere a la superficie por difusión, por movimientos de convección en el magma (roca fundida) y por circulación de agua en las profundidades. Sus manifestaciones hidrotérmicas superficiales son, entre otras, los manantiales calientes, los géiseres y las fumarolas. Los primeros han sido usados desde la antigüedad con propósitos terapéuticos y recreativos. Los colonos escandinavos en Islandia llevaban agua desde las fuentes calientes cercanas hasta sus viviendas a través de conductos de madera.

Energía biomasa

La biomasa, al igual que la eólica, proviene en última instancia de la energía solar convertida por la vegetación, por medio de la fotosíntesis en materia orgánica. Dicha conversión puede ser por combustión directa o por la transformación de la materia en otros combustibles.

La biomasa es materia viva que ha estado viva recientemente. Pueden ser un conjunto de materia biológicamente renovable, (madera, células, resto de comida), por extensión, la energía que proviene de la fermentación o la combustión, o sea del quemado de los desechos o por la fermentación de los desechos orgánicos que están sepultados. De las dos Formas se puede obtener gas o electricidad.

El término es utilizado con mayor frecuencia en las discusiones relativas a la energía de biomasa, es decir, al combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La energía de biomasa que procede de la madera, residuos agrícolas y estiércol, continúa siendo la fuente principal de energía de las zonas en desarrollo. Ejemplo en la provincia de Sichuan, en China, donde se obtiene gas a partir de estiércol.    Los combustibles derivados de la biomasa abarcan varias formas diferentes, entre ellas los combustibles de alcohol el estiércol y la leña.

El proceso de fermentación, tiene dos grupos esenciales de bacteria:

El primer grupo licua y transforma los compuestos en ácidos.

El segundo grupo fermenta los ácidos convirtiéndolos en gas metano.

Energía hidráulica

La energía hidráulica es una energía limpia, y autosuficiente, es la que se obtiene del aprovechamiento del movimiento del agua. En otras palabras, es la transformación

de la energía potencial y cinética de un curso de agua en energía eléctrica disponible. Esta 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, represas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad

Dentro de la energía hidráulica encontramos a la energía hidroeléctrica que no es renovable y se produce por medio del ciclo del agua con capacidad de transformación en dos tipos:

Mecánica: mediante motores eléctricos, necesarias para mover ascensores, grúas, etc.

Luminosa: mediante la descarga en los tubos fluorescentes y a su paso por el filamento de las ampolletas.

La energía hidroeléctrica se encuentra en un punto muy avanzado respecto al desarrollo tecnológico

Energía eléctrica obtenida por la fuerza hidráulica y de la siguiente manera funciona:

El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.

Energía mareomotriz

El Mar es una enorme reserva energética, por ocupar gran parte de la superficie del planeta. La energía de las mareas puede emplearse para producir electricidad. En el verano de 1966 se puso en marcha una planta de energía mareomotriz de 240.000 Kw. en el río Rance, un estuario del canal de la Mancha, en el noroeste de Francia. La marea ascendente del río fluye a través de un dique, mueve unas turbinas y luego queda retenida tras él. Cuando la marea desciende, el agua atrapada se libera, atraviesa el dique y mueve de nuevo las turbinas. Estas plantas de energía mareomotriz desarrollan su máxima eficiencia cuando la diferencia entre las mareas alta y baja es grande, como en el estuario de Rance, donde es de 8,5 metros. Las mareas altas mayores del mundo se producen en la bahía de Fundy en Canadá, donde hay una diferencia de unos 18 metros.

Se debe distinguir entre diversas formas de aprovechamiento de su energía: Mareas, Olas, Corrientes, Calor.

MAREAS

Se basa en el movimiento armónico de subida y bajada del agua, mediante turbinas colocadas en una presa que reciben dicho movimiento del agua. Cuando el rango (diferencia de alturas) supera los 5 metros, podemos hablar de competitividad en la producción energética, siendo esta la energía que se considera con mayor rentabilidad energética

OLAS

Se trata de aprovechar a través de bombas hidráulicas el movimiento de cuerpos oscilantes movidos por olas, o bien otro tipo de aprovechamiento, que se basa en que las olas llenan un depósito elevado, que al descargarse mueven unas turbinas hidráulicas situadas en la base.

Energía cinética

En un sistema físico, la energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema,

Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo.

Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de movimiento; es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.

Otro factor que influye en la energía cinética es la masa del cuerpo.

Gradiente térmico oceánico

El sol es la fuente de energía principal. El 66% de la radiación solar es absorbida por la superficie terrestre. Dos terceras partes de la superficie de nuestro planeta están cubiertas de agua. O sea que los mares y océanos almacenan una gran cantidad de energía. En el agua de los océanos la radiación solar penetra hasta una profundidad promedio de cien metros, pudiendo llegar en determinadas zonas del planeta a los mil metros. El gradiente térmico oceánico es la diferencia de

temperatura existente entre la superficie y las profundidades de los océanos.

Este gradiente térmico de los océanos puede ser utilizado para generar energía. Se puede obtener electricidad mediante una maquina térmica que utiliza el agua caliente de la superficie como fuente de calor y el agua mas fría de las profundidades como refrigerante. Por cuestiones de rendimiento ese gradiente térmico debe ser de al menos 20 grados, con lo que las zonas ecuatoriales y subtropicales son las adecuadas para este tipo de instalaciones.Energía azul

La energía azul o potencia osmótica es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río. El residuo en este proceso es únicamente agua salobre. Esta fuente de energía renovable presenta un gran potencial en regiones con ríos caudalosos:

Dos tecnologías complementarias, basadas en la utilización de membranas están actualmente en desarrollo: la ósmosis por presión retardada (PRO: pressure retarded osmosis) y la electrodiálisis inversa (RED: Reverse ElectroDialysis).

La Ósmosis por Presión Retardada utiliza tecnologías basadas en poner en contacto los dos fluidos(agua de rio y agua de mar) a través de una membrana específica que permite pasar el agua, pero no las sales. Esto genera una diferencia de presión que puede aprovecharse en una turbina. Una planta prototipo funciona desde el año 2009 en Tofte (Noruega) 1 , desarrollada por Statkraft, demostrando el potencial de esta fuente de energía renovable, que tiene la ventaja de basarse en tecnologías similares a las de Ósmosis Inversa, diferiendo fundamentalmente en el tipo de membrana a utilizar.

Energía termoeléctrica generada por termopares

Es una propiedad muy interesante de carácter termoeléctrica descubierta en 1821 por el físico alemán Thomas Johann Seebeck. Se conoce como efecto termoeléctrico o efecto Seebeck a la conversión de una diferencia de temperatura en electricidad. Esta es generada por la aplicación de calor a la unión de dos metales o semiconductores diferentes. Si se unen por ambos extremos dos alambres de distinto material (este circuito se denomina termopar), y una de las uniones se mantiene a una temperatura superior a la

otra, surge una diferencia de tensión que hace fluir una corriente eléctrica entre las uniones caliente y fría

Energía nuclear de fusión

La energía de fusión es la energía liberada por una reacción de fusión nuclear. Se puede emplear en la bomba de hidrógeno y como fuente de producción de energía eléctrica en un hipotético reactor, como se espera pueda ser utilizada en el futuro, al ser una energía mucho más limpia que la energía nuclear de fisión. El empleo de la energía de fusión está aún en fase experimental, existiendo importantes dudas sobre su viabilidad técnica y económica.

Fusión nuclear

En física, la fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor peso atómico. El nuevo núcleo tiene una masa inferior a la suma de las masas de los dos núcleos que se han fusionado para formarlo. La diferencia de masa es liberada en forma de energía. La energía que se libera varía en función de los núcleos que se unen y del producto de la reacción. La cantidad E de energía liberada corresponde a la fórmula E = mc² donde m es la diferencia de masa observada en el sistema entre antes y después de la fusión y c la velocidad de la luz.

Energía no renovable

Mediante las expresiones energía no renovable, o "energías convencionales", se alude a fuentes de energía que se encuentran en la naturaleza en cantidades limitadas, las cuales, una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse, ya que no existe sistema de producción o de extracción económicamente viable. De esta índole de energías existen dos tipos:

Combustibles fósiles

Combustibles nucleares

Combustibles fósiles

Los combustibles fósiles consisten en depósitos de organismos fósiles que en una ocasión estuvieron vivos. La materia orgánica se forma durante siglos. Los combustibles fósiles consisten principalmente en uniones de carbón e hidrogeno. Existen tres tipos de combustibles fósiles que pueden usarse para la provisión energética: carbón, petróleo y gas natural. Carbón es un combustible fósil que se ha formado durante millones de años por el deposito y caída a la tierra de material vegetal. Cuando estas capas se compactan y se calientan con el tiempo, los depósitos se transforman en carbón. El carbón es muy abundante en comparación con otros combustibles fósiles. Los analistas predicen en ocasiones que a nivel mundial el uso del carbón aumentara cuando haya escasez de petróleo. Los suministros actuales de carbón pueden durar del orden de 200 años o mas. El carbón generalmente se extrae de las minas. Desde mediados del Siglo 20, el uso del carbón se ha doblado. Desde 1996 su aplicación empieza a disminuir. Muchos

países dependen del carbón como fuente energética porque no pueden permitirse la utilización de petróleo o gas natural al ser mas costoso. La China e India son los mayores usuarios de carbón como fuente energética.

El petróleo es un liquido combustible fósil que se forma por los restos de microorganismos marinos depositados en el fondo del mar. Despues de millones de años los depósitos acaban en rocas y sedimentos donde el petróleo es atrapado en ciertos espacios. Se extrae mediante plataformas de explotación. El petróleo es el combustible mas usado. El petróleo crudo consiste en muchos compuestos orgánicos diferentes que se transforman en productos en un proceso de refinamiento. Se desarrolla en los coches, jets, carreteras, tejados y muchos otros usos. El petróleo no puede encontrarse de manera constante en cualquier parte de la tierra y consecuentemente es un recurso limitado a ciertas áreas geográficas provocando guerras entre los suministradores de petróleo. Por ejemplo, el caso de la guerra del Golfo en 1991.

El gas natural es un recurso fósil gaseado que es muy versátil, abundante y relativamente limpio si se compara con el carbón o petróleo. Al igual que el petróleo su origen procede de los microorganismos marinos depositados. Es una fuente de energía relativamente poco explotada y nueva. En 1999, se utilizaba mas carbón que gas natural. Sin embargo en la actualidad el gas natural empieza a ganar terreno en países desarrollados. De cualquier manera, la gente teme que al igual que el petróleo también el gas natural desaparecerá. Algunos científicos han previsto que esto ocurrirá a mediados o finales del siglo 21. El gas natural consiste fundamentalmente en metano (CH4). Se comprime en volúmenes pequeños en grandes profundidades en la tierra. Al igual que el petróleo, se extrae mediante perforación. Las reservas de gas natural están mas distribuidas a nivel mundial que el petróleo.

Combustible nuclear

Se denomina combustible nuclear a todo aquel material que haya sido adaptado para poder ser utilizado en la generación de energía nuclear.

El término combustible nuclear puede referirse tanto al material (físil o fusionable) por sí mismo como al conjunto elaborado y utilizado finalmente, es decir, los haces o manojos de combustible, compuestos por barras que contienen el material físil en su interior, aquellas configuraciones que incluyen el combustible junto con el moderador o cualquier otra.

El proceso más utilizado y conocido es la fisión nuclear. El combustible nuclear más común está formado por elementos fisibles como el uranio, generando reacciones en cadena controladas dentro de los reactores nucleares que se encuentran en las centrales nucleares. El isótopo utilizado más habitualmente en la fisión es el 235 U .

Los procesos de producción del combustible nuclear que comprenden la minería, refinado, purificado, su utilización y el tratamiento final de residuos, conforman en su conjunto el denominado ciclo del combustible nuclear.

WEBGRAFIA

http://www.lenntech.es/efecto-invernadero/combustibles-fosiles.htm#ixzz2TWPZq3UT

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_azul

http://ex-umbra-in-solem-editorial.blogspot.com/2012/07/energias-alternativas-el-gradiente.html

http://descubriendo.fisica.unlp.edu.ar/descubriendo/index.php/Energ%C3%ADa_Termoel%C3%A9ctrica

http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/energia-eolica.html?x=20070924klpcnafyq_251.Kes