Fundamentos y Clasificación de las Fuentes de Energía: De Fósiles a Nucleares
Conversiones y Unidades Fundamentales
- 1 J (Julio) = 0,24 cal (Calorías)
- 1 kW (Kilovatio) = 1 kW · 1 h = 1000 W · 3600 s = 3.600.000 J
- 1 kWh (Kilovatio-hora) = 864 kcal (Kilocalorías)
- 1 CV (Caballo de Vapor) = 75 kg·m/s
- 1 kp (Kilopondio) = 9,8 N (Newtons)
Conceptos Fundamentales de Energía y Potencia
Un Julio (J) es el trabajo realizado por una fuerza de un Newton (N) cuando se desplaza 1 metro (m).
Un Vatio (W) es la potencia de una máquina que desarrolla un trabajo de un Julio en un segundo.
Clasificación de las Fuentes de Energía
Los criterios de clasificación de las fuentes de energía son:
- Según su capacidad de renovación: Renovables y No Renovables.
- Según su origen: Fósiles y No Fósiles.
- Según su disponibilidad: Convencionales y No Convencionales.
- Según su forma de utilización: Primarias y Secundarias.
Fuentes de Energía Renovables
Energía Hidráulica
Variables utilizadas en cálculos hidráulicos:
- P: Potencia (en kg·m/s)
- C: Caudal (en L/s)
- h: Altura (en m)
Energía Fototérmica
(Sección sin contenido adicional en el documento original).
Energía Eólica
La masa de aire es igual al producto del volumen que ocupa por la densidad del aire.
El volumen se puede calcular multiplicando el área barrida por el desplazamiento realizado.
La energía cinética de esta masa de aire se calcula al desplazarse a una velocidad determinada.
La densidad de potencia es la potencia por unidad de superficie.
Fuentes de Energía No Renovables
El Carbón
El carbón es un combustible fósil sólido de color negro, formado a partir de grandes masas vegetales que, por procesos geológicos, quedaron acumuladas y sepultadas, experimentando un proceso de carbonización.
Hay explotaciones a cielo abierto y subterráneas.
Tipos de Carbones y su Contenido Energético
- Turba: 50% carbono, 4.000 kcal/kg.
- Lignito: 70% carbono, 5.000 kcal/kg.
- Hulla: 75% a 90% carbono, 7.000 kcal/kg.
- Antracita: 95% carbono, 8.000 kcal/kg.
El Petróleo
El petróleo es un aceite mineral natural. Está constituido por carbono e hidrógeno, combinados en forma de hidrocarburos.
El proceso de refinado se llama destilación fraccionaria continua: se calienta hasta 400ºC y se lleva a la torre de fraccionamiento.
Productos Obtenidos del Refinado
Los productos obtenidos incluyen:
- Productos gaseosos
- Gasolinas
- Queroseno
- Gasóleo
- Aceites pesados
- Residuos sólidos
Gas Natural
El gas natural es una mezcla de gases, principalmente metano, etano y propano.
Combustible Nuclear
Es cualquier material que contiene isótopos capaces de experimentar una reacción en cadena que pueda ser controlada fácilmente en un reactor nuclear.
Uranio: Es un material natural que se encuentra en cantidades limitadas en algunas rocas volcánicas y sedimentarias.
Reacciones Nucleares
Fisión Nuclear: Reacción en la que, al bombardear un núcleo pesado con neutrones, este pierde su estabilidad y se desintegra en dos o más núcleos más ligeros, liberando una gran cantidad de energía.
Fusión Nuclear: Es una reacción en la que dos núcleos ligeros se combinan para formar un núcleo más pesado, liberando energía.
Centrales Eléctricas
Una central eléctrica es una instalación capaz de convertir energía mecánica en energía eléctrica.
Una central térmica es una instalación donde la energía térmica se emplea para calentar agua hasta convertirla en vapor, el cual mueve una turbina.
Una central nuclear es una central térmica donde la caldera es un reactor nuclear.