Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables).
Energías no renovables:
Son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo, el gas natural y el carbón).
Al principio, el principal combustible de las máquinas de vapor era la leña, pero lo sustituyó el carbón cuando la demanda de energía aumentó y se hizo escasa la madera en los alrededores de las zonas industriales. Además de alimentar a las máquinas de vapor, se consumía para calefacción, la cocina y los procesos industriales. En los años veinte, generaba alrededor del 80% de la energía que consumía el mundo.
El carbón y la máquina de vapor impulsaron la revolución industrial donde mucha gente mejoró su nivel de vida pero tuvo sus desventajas.
Los humos de la combustión del carbón contaminaban el aire de las ciudades mucho más de lo que ocurre hoy.
A finales del siglo XIX, la aparición simultánea de tres tecnologías (máquina de combustión interna, perforación de pozos y la derivación de gasolina) abrió una alternativa a la máquina de vapor. El reemplazo del vapor por el petróleo en las maquinas y los hornos fue un gran paso. A parte de eso, la calidad del aire mejoró porque las ciudades se deshicieron del humo y el hollín de la combustión del carbón. (la contaminación de los motores de gasolina no se volvió problema hasta los años 60, con la proliferación de los automóviles).
En nuestros días, el petróleo cubre alrededor del 40% de la demanda de los energéticos del mundo. No obstante el carbono no ha quedado atrás, y es el principal fuente de energía para generar electricidad.
El gas natural, el tercero de los principales combustibles fósiles (luego de los hidrocarburos y el carbón), viene asociado al petróleo o aparece cuando se perforan los pozos petroleros. Está compuesto sobre todo de metano, que sólo produce dióxido de carbono y agua cuando se quema, así que produce menos contaminantes que el petróleo, y en ese sentido es más práctico.
Buena parte de la energía total consumida es electricidad, que se designa como fuente secundaria de energía, pues depende de alguna fuente primaria que impulse el generador.
La técnica más difundida para generar electricidad consiste en utilizar una fuente primaria de energía para poner agua en ebullición. El vapor a presión impulsa una turbina acoplada al generador; el sistema recibe el nombre de turbogenerador.
Se aprovecha cualquier forma de energía primaria para hervir el agua; las más comunes son el carbón, el petróleo y la energía nuclear, combustión de basura, la energía solar y la geotérmica.
La razón de que el petróleo, el carbón y el gas natural se llamen combustibles fósiles es porque provienen de los restos de los organismos vivos. Hace 200 a 500 millones de años, pantanos de agua dulce y mares someros, que mantenían abundante vegetación y fitoplancton, cubrían vastas áreas del globo. Las condiciones anaerobias de las capas inferiores de esas masas de agua impedían la respiración de los des componedores y por ende la putrefacción de los detritos. Entonces se acumularon grandes cantidades de materia orgánica, que al cabo de millones de años, quedó encerrada bajo capas de sedimentos y por la presión y el calor se convirtió en carbón, petróleo y gas natural.
Energía nuclear:
El objetivo de la tecnología nuclear es controlar reacciones atómicas de modo que liberen gradualmente energía térmica infrarroja. Al igual que en las plantas operadas con combustibles fósiles, esta energía sirve para poner agua en ebullición y producir vapor, que impulsa turbo generadores convencionales.
La energía nuclear comprende cambios atómicos por dos procesos: fisión o fusión. En la fisión, un átomo de un elemento pesado se divide en dos átomos de elementos diferentes. En la fusión, dos ´tomos ligeros se combinan y forman uno mayor que otro elemento.
En ambos casos, la masa de os productos es menor que la de los elementos iniciales. La masa perdida se convierte en energía, de acuerdo con la equivalencia de Einsten. La cantidad de energía liberada es enorme, La fusión o fisión súbita de un kilo de material libera la devastador energía explosiva de una bomba atómica.
Energías renovables:
Principios de la energía solar.
La energía solar procede de la reacciones termonucleares de fusión que ocurren en el sol, -muy importante- se quedan todos los subproductos químicos y radiactivos, la luz que llega a la tierra es energía radiante que va de la ultravioleta- que es bloqueada en gran parte por la capa de ozono- a la visible y la infrarroja (energía térmica). La mayor parte de la radiación solar se encuentra en la región de la luz visible del espectro.
La cantidad de energía solar que llega a la tierra es casi inconcebible. Según un cálculo solo 30 días de esa luz equivale a la energía de todos los combustibles fósiles del planeta, conocidos o no.
Tomar parte de esta energía no altera el equilibrio energético de la biosfera. La energía solar que absorben el agua y el suelo se convierten en calor y se pierde luego en el espacio.
Calentamiento solar del agua.
Los colectores solares que se emplean- que se llaman colectores de placa plana- consiste en una “caja” delgada y ancha con tapa de vidrio o plástico tranparente; el fondo es oscuro y sostiene los tubos que conducen el agua. Orientado al sol, el fondo se calienta conforme absorbe la luz- así como se calienta el pavimento oscuro- y la tapa translucida impide que el calor escape. El agua que circula por lo tubos se calienta y va al tanque de almacenamiento. El agua caliente se impulsa por medio de una bomba.
Calefacción solar.
Se utilizan también de placas planas para calefacción; sn baratos y es factible hacerlos en casa, porque solo es necesario hacer circular aire por la caja.
La mayor eficiencia se consigue si se construye la edificación de modo que funcione como colector solar. El principio básico consiste en situar las ventanas de lado del sol. En invierno la luz entra y caliente el interior. De noche se cierran cortinas o persianas para conservar el calor.
Producción solar de electricidad.
La energía solar también sirve para producir electricidad, por lo que es una alternativa del carbón y energía nuclear. Se cuenta con dos métodos viables: Las celdas fotovoltaicas y los canalones solares.
Celdas fotovoltaicas. La celda es solar mejor llamada celda fotovoltaica tiene la apariencia de una oblea con un cable arriba y otro abajo. Cuando la luz brilla en esta oblea, se genera una corriente eléctrica más o menos equivalente al flash de pila. Así, capta la luz y la convierte en electricidad en un solo paso.
Canalones solares. El futuro incluye centrales eléctricas basadas en el principio de aprovechar la energía solar para poner agua en ebullición y con el vapor impulsar turbogeneradores convencionales. Un sistema económico es el canalones solares, que recibe ese nombre porque los colectores son reflectores largos y ahondados inclinados hacia el sol. La curvatura del canalón es tal que la luz incidente se refleja en una tubería que corre por el centro y en la que circula aceite u otro liquido, que alcanza una temperatura muy elevada. El fluido caliente pasa por un sistema de intercambio térmico en el que hierve agua y se produce el vapor que impulsa el turbo generador. El segundo método es el de los estanques solares. Un estanque artificial se llena en parte con salmuera (agua cargada de sal) y luego se pone agua dulce. Como el agua salda es mucho más densa que esta permanece en el fondo y casi no se mezcla. La luz solar pasa por el agua dulce y la salmuera la absorbe y se calienta. El agua dulce funciona a modo de cobertor aislante que retiene el calor. El agua salada se hace circular por los sistemas de calefacción de los edificios o vaporiza fluidos con punto de ebullición bajos para impulsar turbogeneradores de poca presión.
Energía hidráulica.
Muy al principio de la edad tecnológica se descubrió que fuerza de gravedad e agua servía para hacer girar ruedas, que a su vez impulsaba maquinas para moler granos, cegar troncos y realizar otros labores pesados. La culminación moderna del concepto son las enromes presas hidroeléctricas, en las que en agua a presión al pie de las presas impulsa al pasar los turbogeneradores. La cantidad de electricidad producida es proporcional a la altura del agua. De lo que depende la presión- y al volumen que fluye.
La energía hidráulica es una fuente renovable que no contamina, pero construir las presas tare enormes desventajas, ecológicas, sociales y culturales.
Energía eólica.
El eje de la hélice engrana en un generador (en estos casos, el nombre turbina eólica, es más correcto que el de “molino de viento”).
Con la mejora en la confiabilidad y la eficiencia en las turbinas eólicas, el costo de la electricidad que producen a disminuido. Las fincas de viento, grupos de 50 o más de esas maquinas generan electricidad sostenible y que no contaminan hasta por / centavos de dólar el kilovatio, mas barato que las fuentes tradicionales.
Energía geotérmica.
En varias partes del mundo hay surtidores de los que brota el agua casi en ebullición. Ocurren cuando las rocas fundidas del interior están tan cerca de la superficie que caliente las aguas freáticas, como suele suceder en las regiones volcánicas. La base de la tecnología de la energía térmica esta en aprovechar este valor para calentar edificios o impulsar turbinas.
* México posee unos de los mayores proyectos de energía eólica del mundo. (Ventosa, Oaxaca)
El proyecto, denominado Central de Energía Eólica “Parques Ecológicos de México
Fotografía obtenida de (http://elpoderdemiami.com/2009/01/23/mexico-inaugura-parque-de-energia-eolica/)
Energías no renovables:
Son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo, el gas natural y el carbón).
Al principio, el principal combustible de las máquinas de vapor era la leña, pero lo sustituyó el carbón cuando la demanda de energía aumentó y se hizo escasa la madera en los alrededores de las zonas industriales. Además de alimentar a las máquinas de vapor, se consumía para calefacción, la cocina y los procesos industriales. En los años veinte, generaba alrededor del 80% de la energía que consumía el mundo.
El carbón y la máquina de vapor impulsaron la revolución industrial donde mucha gente mejoró su nivel de vida pero tuvo sus desventajas.
Los humos de la combustión del carbón contaminaban el aire de las ciudades mucho más de lo que ocurre hoy.
A finales del siglo XIX, la aparición simultánea de tres tecnologías (máquina de combustión interna, perforación de pozos y la derivación de gasolina) abrió una alternativa a la máquina de vapor. El reemplazo del vapor por el petróleo en las maquinas y los hornos fue un gran paso. A parte de eso, la calidad del aire mejoró porque las ciudades se deshicieron del humo y el hollín de la combustión del carbón. (la contaminación de los motores de gasolina no se volvió problema hasta los años 60, con la proliferación de los automóviles).
En nuestros días, el petróleo cubre alrededor del 40% de la demanda de los energéticos del mundo. No obstante el carbono no ha quedado atrás, y es el principal fuente de energía para generar electricidad.
El gas natural, el tercero de los principales combustibles fósiles (luego de los hidrocarburos y el carbón), viene asociado al petróleo o aparece cuando se perforan los pozos petroleros. Está compuesto sobre todo de metano, que sólo produce dióxido de carbono y agua cuando se quema, así que produce menos contaminantes que el petróleo, y en ese sentido es más práctico.
Buena parte de la energía total consumida es electricidad, que se designa como fuente secundaria de energía, pues depende de alguna fuente primaria que impulse el generador.
La técnica más difundida para generar electricidad consiste en utilizar una fuente primaria de energía para poner agua en ebullición. El vapor a presión impulsa una turbina acoplada al generador; el sistema recibe el nombre de turbogenerador.
Se aprovecha cualquier forma de energía primaria para hervir el agua; las más comunes son el carbón, el petróleo y la energía nuclear, combustión de basura, la energía solar y la geotérmica.
La razón de que el petróleo, el carbón y el gas natural se llamen combustibles fósiles es porque provienen de los restos de los organismos vivos. Hace 200 a 500 millones de años, pantanos de agua dulce y mares someros, que mantenían abundante vegetación y fitoplancton, cubrían vastas áreas del globo. Las condiciones anaerobias de las capas inferiores de esas masas de agua impedían la respiración de los des componedores y por ende la putrefacción de los detritos. Entonces se acumularon grandes cantidades de materia orgánica, que al cabo de millones de años, quedó encerrada bajo capas de sedimentos y por la presión y el calor se convirtió en carbón, petróleo y gas natural.
Energía nuclear:
El objetivo de la tecnología nuclear es controlar reacciones atómicas de modo que liberen gradualmente energía térmica infrarroja. Al igual que en las plantas operadas con combustibles fósiles, esta energía sirve para poner agua en ebullición y producir vapor, que impulsa turbo generadores convencionales.
La energía nuclear comprende cambios atómicos por dos procesos: fisión o fusión. En la fisión, un átomo de un elemento pesado se divide en dos átomos de elementos diferentes. En la fusión, dos ´tomos ligeros se combinan y forman uno mayor que otro elemento.
En ambos casos, la masa de os productos es menor que la de los elementos iniciales. La masa perdida se convierte en energía, de acuerdo con la equivalencia de Einsten. La cantidad de energía liberada es enorme, La fusión o fisión súbita de un kilo de material libera la devastador energía explosiva de una bomba atómica.
Energías renovables:
Principios de la energía solar.
La energía solar procede de la reacciones termonucleares de fusión que ocurren en el sol, -muy importante- se quedan todos los subproductos químicos y radiactivos, la luz que llega a la tierra es energía radiante que va de la ultravioleta- que es bloqueada en gran parte por la capa de ozono- a la visible y la infrarroja (energía térmica). La mayor parte de la radiación solar se encuentra en la región de la luz visible del espectro.
La cantidad de energía solar que llega a la tierra es casi inconcebible. Según un cálculo solo 30 días de esa luz equivale a la energía de todos los combustibles fósiles del planeta, conocidos o no.
Tomar parte de esta energía no altera el equilibrio energético de la biosfera. La energía solar que absorben el agua y el suelo se convierten en calor y se pierde luego en el espacio.
Calentamiento solar del agua.
Los colectores solares que se emplean- que se llaman colectores de placa plana- consiste en una “caja” delgada y ancha con tapa de vidrio o plástico tranparente; el fondo es oscuro y sostiene los tubos que conducen el agua. Orientado al sol, el fondo se calienta conforme absorbe la luz- así como se calienta el pavimento oscuro- y la tapa translucida impide que el calor escape. El agua que circula por lo tubos se calienta y va al tanque de almacenamiento. El agua caliente se impulsa por medio de una bomba.
Calefacción solar.
Se utilizan también de placas planas para calefacción; sn baratos y es factible hacerlos en casa, porque solo es necesario hacer circular aire por la caja.
La mayor eficiencia se consigue si se construye la edificación de modo que funcione como colector solar. El principio básico consiste en situar las ventanas de lado del sol. En invierno la luz entra y caliente el interior. De noche se cierran cortinas o persianas para conservar el calor.
Producción solar de electricidad.
La energía solar también sirve para producir electricidad, por lo que es una alternativa del carbón y energía nuclear. Se cuenta con dos métodos viables: Las celdas fotovoltaicas y los canalones solares.
Celdas fotovoltaicas. La celda es solar mejor llamada celda fotovoltaica tiene la apariencia de una oblea con un cable arriba y otro abajo. Cuando la luz brilla en esta oblea, se genera una corriente eléctrica más o menos equivalente al flash de pila. Así, capta la luz y la convierte en electricidad en un solo paso.
Canalones solares. El futuro incluye centrales eléctricas basadas en el principio de aprovechar la energía solar para poner agua en ebullición y con el vapor impulsar turbogeneradores convencionales. Un sistema económico es el canalones solares, que recibe ese nombre porque los colectores son reflectores largos y ahondados inclinados hacia el sol. La curvatura del canalón es tal que la luz incidente se refleja en una tubería que corre por el centro y en la que circula aceite u otro liquido, que alcanza una temperatura muy elevada. El fluido caliente pasa por un sistema de intercambio térmico en el que hierve agua y se produce el vapor que impulsa el turbo generador. El segundo método es el de los estanques solares. Un estanque artificial se llena en parte con salmuera (agua cargada de sal) y luego se pone agua dulce. Como el agua salda es mucho más densa que esta permanece en el fondo y casi no se mezcla. La luz solar pasa por el agua dulce y la salmuera la absorbe y se calienta. El agua dulce funciona a modo de cobertor aislante que retiene el calor. El agua salada se hace circular por los sistemas de calefacción de los edificios o vaporiza fluidos con punto de ebullición bajos para impulsar turbogeneradores de poca presión.
Energía hidráulica.
Muy al principio de la edad tecnológica se descubrió que fuerza de gravedad e agua servía para hacer girar ruedas, que a su vez impulsaba maquinas para moler granos, cegar troncos y realizar otros labores pesados. La culminación moderna del concepto son las enromes presas hidroeléctricas, en las que en agua a presión al pie de las presas impulsa al pasar los turbogeneradores. La cantidad de electricidad producida es proporcional a la altura del agua. De lo que depende la presión- y al volumen que fluye.
La energía hidráulica es una fuente renovable que no contamina, pero construir las presas tare enormes desventajas, ecológicas, sociales y culturales.
Energía eólica.
El eje de la hélice engrana en un generador (en estos casos, el nombre turbina eólica, es más correcto que el de “molino de viento”).
Con la mejora en la confiabilidad y la eficiencia en las turbinas eólicas, el costo de la electricidad que producen a disminuido. Las fincas de viento, grupos de 50 o más de esas maquinas generan electricidad sostenible y que no contaminan hasta por / centavos de dólar el kilovatio, mas barato que las fuentes tradicionales.
Energía geotérmica.
En varias partes del mundo hay surtidores de los que brota el agua casi en ebullición. Ocurren cuando las rocas fundidas del interior están tan cerca de la superficie que caliente las aguas freáticas, como suele suceder en las regiones volcánicas. La base de la tecnología de la energía térmica esta en aprovechar este valor para calentar edificios o impulsar turbinas.
* México posee unos de los mayores proyectos de energía eólica del mundo. (Ventosa, Oaxaca)
El proyecto, denominado Central de Energía Eólica “Parques Ecológicos de México
Fotografía obtenida de (http://elpoderdemiami.com/2009/01/23/mexico-inaugura-parque-de-energia-eolica/)
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