Uso de la energia

La energía es imprescindible para todos los fenómenos que tienen lugar en el universo. Desde los movimientos de los planetas y de las estrellas, hasta las actividades que desarrollan los seres vivos, pasando por los movimientos tectónicos, el ciclo del agua y las corrientes marinas, necesitan energía.

1. Uso de la energía

La energía es una necesidad imprescindible para la actividad de todos los organismos vivos. Además, los seres humanos han utilizado desde siempre dos formas de energía:

   -La energía interna o endosomática, que corresponde al consumo de energía destinada al mantenimiento del organismo.

   -La energía externa o exosomática, que corresponde al resto del consumo energético. Es la energía que utilizamos para el funcionamiento de los numerosos aparatos y máquinas que nos permiten iluminar, calentar, transportar, etc.

2. Sistemas energéticos. Energía primaria y energía final.

Llamamos sistema energético al conjunto de procesos relacionados con la energía, desde sus fuentes originales hasta sus usos finales.

Se denomina energía primaria a la energía que entra en el sistema para satisfacer una demanda determinada. Esta energía sufre una serie de transformaciones en cadena hasta que es utilizada por el usuario; ésta es la energía final del sistema.

Se consideran fuentes de energía los recursos existentes en la naturaleza en forma de energía primaria que por sí mismos o mediante procesos tecnológicos proporcionan alguna forma de energía final útil para las necesidades humanas.

3. Fuentes de energía no renovables.

Son aquellas que se encuentran en cantidades finitas y se generan en ciclos muy lentos. Entre las fuentes de energía no renovables distinguimos:

  -Combustibles fósiles: se originan a partir de la descomposición de microorganismos, plantas o animales que quedaron enterrados hace millones de años.

  -Elementos radiactivos: se hallan en la corteza terrestre formando parte de algunos minerales. La pecblenda es un mineral que contiene uranio.

3.1. El petróleo.

El petróleo es una sustancia oleaginosa de color pardo negruzco compuesta por una mezcla de hidrocarburos.

Se originó hace millones de años, cuando las grandes masas de plancton y otros organismos marinos se depositaron en zonas ricas en nutrientes.

Mediante perforaciones se extrae en forma de crudo, a partir del cual tiene lugar el refino. Éste consiste en una destilación fraccionada del crudo que permite obtener diversosproductos; residuos sólidos, aceites pesados, fuelóleo, gasóleos, queroseno, gasolina, productos gaseosos.

3.2. El gas natural.

Al igual que el petróleo, se origina como consecuencia de los procesos de descomposición de la materia orgánica que tienen lugar en el interior de la Tierra. Corresponde a la fracción más ligera de hidrocarburos, que se obtiene en la descomposición, por lo que se encuentra en forma gaseosa. Está compuesto principalmente por metano, aunque también puede contener etano, propano, etc.

Se extrae mediante perforaciones y se transporta, habitualmente, por gasoductos, o bien licuado en grandes buques similares a los petroleros. Se almacena en grandes tanques de forma esférica denominados gasómetros.

El gas natural se utiliza directamente en los hogares como combustible para la calefacción y para cocinar.

3.3. El carbón.

El carbón se origino cuando grandes masas vegetales quedaron sepultadas bajo gruesas capas de sedimentos, un proceso de carbonización de la materia vegetal.

Se distinguen distintos tipos de carbón; Antracita 95% carbono, Hulla un 80%, Lignito 70%, Turba 50%.

Las centrales térmicas

Los combustibles descritos hasta el momento tienen una importancia decisiva en el funcionamiento de las centrales térmicas, que transforma la energía primera de estos combustibles en energía eléctrica. En éstas centrales la energía calorífica producida a partir de los combustibles se utiliza para calentar agua hasta obtener vapor. Este vapor mueve turbinas que comunican el movimiento a los turboalternadores, donde se genera la energía eléctrica.

3.4. Los minerales radioactivos.

Los minerales radioactivos contienen elementos químicos que se utilizan para obtener energía nuclear a partir de reacciones de fisión.

En las reacciones de fisión un núcleo pesado se bombardea con neutrones, y se escinde en dos núcleos más ligeros, liberando una gran cantidad de energía. L a fisión suele producirse con núcleos de uranio.

L a reacción de fisión es una reacción en cadena porque de la rotura de un núcleo se desprenden, además de energía, neutrones que son capaces de provocar la fisión de otros átomos.

 4. Impactos relacionados con las fuentes de energía no renovables.

El uso de las fuentes de energía no renovables causa fuertes impactos sobre el medio ambiente, tanto por las modificaciones y alteraciones que se producen en él, como por el efecto de su no renovabilidad y el peligro de escasez que se cierne sobre las próximas décadas.

5. Fuentes de energía renovables.

5.1. La energía hidráulica.

L a energía hidráulica es la que se produce por la caída de masas de agua al salvar un desnivel.

Las centrales hidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricas son construcciones destinadas a producir energía eléctrica mediante la energía hidráulica. Requieren una gran acumulación de agua y un desnivel; para ello se construyen los embalses y las presas, que retienes agua y crean un desnivel necesario para la caída del agua.

5.2. La energía solar.

La cantidad de energía del sol que recibe la Tierra en 30 minutos equivale a la energía eléctrica que consume la humanidad en un año.

La tecnología actual permite utilizar este gran potencial energético mediante aprovechamiento térmico, o bien, por conversión fotovoltaica.

Conversión fotovoltaica

Consiste en la transformación directa de la energía del sol en energía eléctrica. Para ello se utilizan paneles solares protegidos por un vidrio antirreflectante de gran trasparencias.

En el interior de estos paneles se localizan las células fotovoltaicas. Estas células están constituidas por una pequeña placa de silicio mono cristalino que actúa como un semiconductor.

5.3. La energía eólica.

Es la energía del viento. Desde hace siglos, el ser humano utiliza la energía eólica en la propulsión de embarcaciones de vela, para moler grano en los molinos de viento…

En la actualidad la energía eólica puede aprovecharse para producir energía eléctrica. Con ese objetivo funcionan los aerogeneradores, unas máquinas provistas de palas giratorias que se ponen en movimiento por acción del viento. Están acopladas a un alternador que convierte la energía mecánica en eléctrica.

5.4. La energía mareomotriz.

Se basa en el aprovechamiento de las corrientes de las mareas.

Para que este tipo de energía sea rentable deben darse dos condiciones básicas:

 -La diferencia del nivel de agua entre la pleamar y la bajamar debe ser muy grande.

-El relieve de la costa debe permitir la construcción de diques.

5.5. La energía geotérmica.

Es la energía térmica que procede del interior de la Tierra.

La variación de temperatura que se da con la profundidad se denomina gradiente geotérmico. Este gradiente suele ser de unos 3ºC cada 100 m., sin embargo, existen zonas concretas donde se produce una anomalía geotérmica y se observa un gradiente superior al habitual, debido principalmente al magnetismo regional y a la tectónica de placas.

5.6. La biomasa.

Se considera biomasa toda la materia orgánica generada en los procesos metabólicos de los seres vivos.

Durante siglos la biomasa ha sido utilizada como fuente de energía, ya que la leña era el recurso más importante empleado para obtener calor.

Otras transformaciones permiten obtener los biocombustibles:

  -Las fermentaciones aerobias generan alcoholes.

  -Las fermentaciones anaerobias producen el denominado biogás, cuyo principal componente es el metano.

7. Hacia un nuevo sistema energético mundial.

En la actualidad, el sistema energético mundial se caracteriza por:

-El predominio de fuentes de energía no renovables.

-Los importantes impactos ambientales que se derivan de la obtención y la utilización de las fuentes de energía.

-El desequilibrio en el uso de la energía. Los países desarrollados consumen una cantidad de energía superior a la de los países pobres.