UD1_Recursos energéticos

CPPA CFGS – – Parte específica Tecnología Industrial UD 1: Recursos energéticos

IES “Luis Vélez Vélez de Guevara” Guevara”

UD1: LA ENERGÍA 1.

La energía

2.

Manifestaciones de la energía

3.

Transformaciones de la energía. Rendimiento

4.

Energías renovables

5.

Energías no renovables

1. La energía El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física se define como la capacidad para realizar un trabajo . En tecnología se refiere a un recurso natural y la tecnología asociada para explotarla y hacer un uso industrial o económico del mismo. Todos los cuerpos poseen energía debido a su movimiento, a su composición química, a su posición, a su temperatura, a su masa y a algunas otras propiedades. La energía se mide en las mismas unidades que el trabajo, que en el Sistema Internacional es el julio (J). Se define como el trabajo realizado por la fuerza de un newton en un desplazamiento de 1 metro. Un julio equivale a: 

1 newton · 1 metro



1 vatio · 1 segundo



1 culombio · 1 voltio

Otras equivalencias: equivalencias: 

1 w· h (vatio·hora) = 3.600 julios



1 kWh (kilovatio·hora) = 3.600.000 J (julios) = 3,6 MJ



1 caloría (cal) = 4,187 julios



1 caloría dietética (1 Cal) = 1.000 calorías = 4.187 julios



1 tonelada equivalente de petróleo (tep) = 41.840.000.000 J = 11.622 kWh



1 tonelada equivalente de carbón (tec) = 29.300.000.000 J = 8.138,9 kWh

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2. Manifestaciones de la energía La energía se define como la capacidad de realizar un trabajo. Energía y trabajo son equivalentes y, por tanto, se expresan en las mismas unidades. Sin embargo podemos distinguir diferentes tipos o manifestaciones de la energía.

2.1. Energía mecánica: La energía mecánica es la capacidad de realizar un trabajo que tiene un objeto por su posición o por su velocidad. Puede calcularse como la suma de los siguientes tipos: 

Energía cinética: La energía cinética es una magnitud escalar asociada al movimiento de cada una de las partículas del sistema. En el caso de la energía cinética de un cuerpo rígido que se desplaza a una velocidad v podemos determinarla por la expresión: Ec = 1/2·m·v2 m: masa del cuerpo v: velocidad del cuerpo



Energía potencial : asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas conservativo como por ejemplo: el campo gravitatorio. La energía potencial gravitatoria de un cuerpo de masa m en un campo gravitatorio constante viene dada por la siguiente expresión: Ep = m·g·h m: masa del cuerpo g: aceleración de la gravedad (9,8 m/s 2) h: altura del cuerpo También se puede considerar la energía potencial elástica o energía de deformación, debida a las deformaciones elásticas y asociada al campo de tensiones de un cuerpo deformable.

Epx = 1/2·K·x2 K: constante elástica del cuerpo (F= K·x) K· x) x: deformación sufrida por el cuerpo

2.2. Energía química Según la estructura química de la materia, ésta posee una determinada energía. Existen materiales capaces de liberar energía cuando se queman (es decir al reaccionar químicamente con el oxígeno) a partir de una determinada temperatura (temperatura (temperatura de ignición), y luego cambiar o transformar su estructura química. Éstos se llaman combustibles, y la liberación de la energía se conoce como energía química.


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Por extensión, se llaman también combustibles a las sustancias empleadas para producir la reacción nuclear en el proceso de fisión, cuando este proceso no es propiamente una combustión. La principal característica de un combustible es su poder calorífico, que es el calor desprendido por la combustión completa de una unidad de masa (kilogramo) de combustible sólido o de la unidad de volumen en el caso de combustibles gaseosos. El poder calorífico de la mayoría de combustibles se encuentra tabulado en condiciones normales de presión y temperatura (1 atmósfera y 0ºC), pudiéndose determinar el poder calorífico en otras condiciones de presión p y de temperatura t con la siguiente expresión: Pc(real) = Pc · p · [ 273 /(273 + t)]. De esta manera la energía de combustión queda determinada con: Q = E = Pc (real) · m (combustible sólido) Q = E = Pc (real) · V (combustible gaseoso) gaseoso)

2.3. Energía térmica La energía que tiene un cuerpo manifestada por el movimiento de las moléculas que lo forman se denomina energía térmica. Se considera al calor como el tránsito de energía térmica de un cuerpo a otro. El calor puede ser transferido entre objetos por diferentes mecanismos, entre los que cabe r eseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos los mecanismos anteriores se encuentran presentes en mayor o menor grado. 

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La conducción es el proceso que se produce por contacto térmico entre dos cuerpos, debido al contacto directo entre las partículas individuales de los cuerpos que están a diferentes temperaturas, lo que produce que las partículas lleguen al equilibrio térmico. Ejemplo: cuchara metálica en la taza de té. t é. La conducción pura se presenta sólo en materiales sólidos La convección sólo se produce en fluidos (líquidos o gases), ya que implica movimiento de volúmenes de fluido de regiones que están a una temperatura, a regiones que están a otra temperatura t emperatura.. El transporte de calor está inseparablemente ligado al movimiento delpropio medio. Ejemplo: los calefactores dentro de la casa. La convección siempre está acompañada de la conducción, conducción, debido al contacto directo entre partículas de distinta temperatura en un líquido o gas en movimiento. La radiación térmica es el proceso por el cual se transmite energía a través de ondas electromagnéticas. electromagnéticas. Implica doble transformación de la energía para llegar al c uerpo al que se va a propagar: primero de energía térmica a radiante y luego viceversa. Ej.: La energía solar.

El calor o cantidad de energía térmica intercambiada se mide en calorías, que es la cantidad de energía que hay que suministrar a un gramo de agua para elevar su temperatura de 14,5º a 15,5º C. El múltiplo más utilizado es la kilocaloría (kcal): 1 kcal = 1000 cal.


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Como el julio es la unidad de energía en el Sistema Internacional de Unidades, (S.I.), también conviene señalar que 1 cal = 4,184 J. Al recibir calor, calor, es decir incrementar incrementar su energía térmica, térmica, un cuerpo aumenta aumenta su temperatura. temperatura. La manera en que ésta aumenta depende de la naturaleza del cuerpo y se llama calor específico (c). El calor específico se define como la cantidad de calor que se le debe entregar a 1 gramo de sustancia para aumentar su temperatura en 1 grado Celsius. Matemáticamente, la definición de calor específico se expresa como: c



Q m T

Las unidades de calor específico son J/kgºK ó cal/gºC El calor específico del agua es aproximadamente 1 cal/gºC.

2.4. Energía nuclear La energía nuclear es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo la más conocida la fisión del uranio 235, con la que funcionan los reactores nucleares. Sin embargo, para producir este tipo de energía aprovechando reacciones nucleares pueden ser utilizados muchos otros isótopos de varios elementos químicos, como el torio 232, el plutonio 239, el estroncio 90 o el polonio 210. La principal característica de este tipo de energía es la alta cantidad de energía que puede producirse por unidad de masa de material utilizado en comparación con cualquier otro tipo de energía conocida por el ser humano. Los dos sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía nuclear aprovechable aprovechable de forma f orma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear. La fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor masa atómica. Mientras que la fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos, liberando cantidades sustanciales de energía. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica.

2.5. Energía eléctrica La energía eléctrica se manifiesta como una corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial o tensión que un generador esté aplicando en sus extremos.


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La energía eléctrica apenas existe libre en la naturaleza de manera aprovechable. El ejemplo más relevante y habitual de esta manifestación son las tormentas eléctricas. Sin embargo es una de las más utilizadas, una vez aplicada a procesos y aparatos de la más diversa naturaleza, debido fundamentalmente a su limpieza y a la facilidad con la que se le genera, transporta y convierte en otras formas de energía. Para contrarrestar todas estas virtudes hay que reseñar la dificultad que presenta su almacenamiento directo. La generación de energía eléctrica es una actividad humana básica, ya que está directamente relacionada con los requerimientos actuales del hombre. 

Potencia eléctrica: eléctrica: P = V · I



Energía eléctrica. E = V · I · t

3. Transformaciones Transformaciones de la energía. energía. Rendimiento Rendimiento La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable invariable con el tiempo, ti empo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía térmica en un calefactor. Una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de energía térmica (Q) a un sistema o una máquina, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔE) menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores, es decir: ΔE = Q + W

Donde se debe utilizar el criterio de signos técnico o termodinámico para el trabajo y el calor, en el que todo trabajo extraído de una máquina o sistema se considera positivo y todo calor que la máquina o el sistema desprenda al entorno se considera negativo. Podemos entender en general toda máquina o proceso como un dispositivo que transforma un tipo de energía en otra. Como ejemplos podemos considerar: 

Energía eléctrica a energía térmica: una plancha, un radiador, un t ermo de agua caliente,...

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Energía eléctrica a energía mecánica: un motor,...

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Energía mecánica a térmica: en el rozamiento,...

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Energía radiante a eléctrica: en una célula solar fotovoltaica,...

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Energía térmica a mecánica: en una turbina, en un misil,...

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Energía eléctrica a radiante: en una lámpara, un tubo fluorescente,...

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Energía nuclear a térmica: en un reactor de una central nuclear,...


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Energía térmica a mecánica: en un motor diesel o gasolina,...

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Energía radiante a térmica: en un colector de energía solar,...

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Energía química a eléctrica: en una pila, una batería,...

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Energía mecánica a eléctrica: en una dinamo, un alternador,...

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Energía química a térmica: en una estufa de gas, en una caldera,...

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Energía radiante a química: en la fotosíntesis,... f otosíntesis,...

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etc...

Aunque la energía energía no se pierde, pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley ley de la termodinámica. termodinámica. Así un sistema físico físico aislado puede puede cambiar su estado estado a otro con la misma misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable. Por ejemplo, un movimiento con fricción es un proceso irreversible por el cual se convierte energía mecánica en energía térmica. Esa energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario. Por otro lado, definimos el rendimiento térmico o eficiencia de una máquina térmica como una magnitud adimensional, dada por el cociente de la energía que deseamos obtener de dicha máquina y la energía que se debe transferir para su funcionamiento.  

E deseada E necesaria

Dependiendo del tipo de máquina térmica considerada, la transferencia de estas energías se realizará en forma de calor, Q, o de trabajo, W. Desde un punto de vista cotidiano, las máquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en pérdidas de energía y por lo tanto también de recursos económicos o materiales.

4. Energías renovables 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. Se conoce como energía primaria a la energía contenida en los combustibles crudos y otras formas de energía recibidas por un sistema como una entrada al sistema, mientras que energía secundaria es aquella que nosotros aprovechamos, ejemplos válidos de la primera serían el carbón o el petróleo y de la segunda tendríamos la electricidad o la gasolina. Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes o renovables y temporales o no renovables. Las segundas se tratarán en el siguiente apartado pero avanzamos que son aquellos recursos que no podemos reponer tras ser gastados.

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables. Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la www.iesluisvelez/blogs/tecnología

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hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello.

4.1. Energía hidráulica Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Se puede transformar a muy diferentes escalas, existiendo existiendo desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas. Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua de los mares, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan aprovechan la energía de los ríos para poner en f uncionamiento uncionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico. En España se utiliza un 15 % de esta energía para producir electricidad. La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como en el caso de las minicentrales hidroeléctricas, hasta 14.000 MW como en Paraguay y Brasil donde se encuentra la segunda mayor central hidroeléctrica del mundo (la mayor es la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia de 22.500 MW), la Itaipú que tiene t iene 20 turbinas de 700 MW cada una.

Ventajas e inconvenientes: 

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Se trata de una energía renovable y limpia, y de alto rendimiento energético. energético. La gran ventaja de la energía hidráulica es la eliminación de los costos de los combustibles. Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas mas largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Un poco de dióxido de carbón es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

No obstante son varios los inconvenientes de este tipo de central. 

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La constitución del embalse supone la inundación de importantes extensiones de terreno así como el abandono de pueblos. Provoca una destrucción de la naturaleza ya que las plantas hidráulicas pueden perjudicar a los ecosistemas acuáticos.


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La electricidad hidráulica también cambia los ecosistemas en el río abajo. El agua que sale de las turbinas típicamente no tiene mucho sedimento. Esto puede afectar en la destrucción de los costados de los ríos. Como las turbinas se abren y cierran muchas veces, la cantidad de agua que hay en el río cambia muchas veces también. Estos efectos combinados pueden cambiar los ecosistemas dramáticamente y matar mucha vida acuática.

4.2. Energía solar La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando.

4.2.1. Energía solar fotovoltaica Se denomina energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica. En entornos aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones meteorológicas o repetidores de comunicaciones, comunicaciones, se emplean las placas fotovoltaicas como alternativa económicamente viable.

4.2.2. Energía solar térmica Hablamos de energía solar térmica o energía termosolar consistente en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para producción de energía mecánica y a partir de ella, de energía eléctrica. En cuanto a la generación de agua caliente para usos el agua de consumo pasa directamente por los colectores solares. Un colector no es más que cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía irradiada por el sol y convertirla en energía térmica. La energía solar térmica también puede aprovecharse para generar electricidad en una central térmica solar. Ésta supone una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica. Constructivamente, es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 º C hasta 1000 º C, y obtener así un rendimiento www.iesluisvelez/blogs/tecnología

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aceptable en el ciclo termodinámico, que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, f luido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo dispositivo de orientación se denomina heliostato. Una importante ventaja de la energía solar es que permite la generación de energía en el mismo lugar de consumo mediante la integración arquitectónica.

4.3. Energía eólica La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales proporcionales (gradiente de presión). La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto, sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia. La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica. En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.


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Es una energía limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono. Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables. Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc. Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento.


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Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energía eólica no puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. Para evacuar la electricidad producida por cada parque eólico (que suelen estar situados además en parajes naturales apartados) es necesario construir unas líneas de alta tensión. Además de la evidente necesidad de una velocidad mínima en el viento para poder mover las aspas, existe también una limitación superior. superior. El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Otros inconvenientes son: ruido, “efecto discoteca”, conflicto con aves,…

4.4. Energía geotérmica La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra . Parte del calor interno de la Tierra (5.000 ºC) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar alcanzar temperaturas de ebullición, y, por tanto, t anto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor. El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable. En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos, de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Existen diferentes tipos de aprovechamiento de la energía geotérmica como son:

4.4.1. Energía geotérmica geotérmica de alta temperatura: La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad

4.4.2. Energía geotérmica geotérmica de temperaturas temperaturas medias: La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 °C. Por consiguiente, consiguiente, la conversión vapor-electricidad vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración.

4.4.3. Energía geotérmica geotérmica de baja temperatura: temperatura: Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 °C.


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4.4.4. Energía geotérmica geotérmica de muy baja temperatura: La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.


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Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón... Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de tanques de almacenamiento almacenamiento de combustibles. En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. En ciertos casos, emisión de CO2, con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.

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Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.

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No se puede transportar (como energía primaria).

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No está disponible más que en determinados lugares.

4.5. Energía mareomotriz La energía mareomotriz se debe a las fuerzas gravitatorias entre la Luna, la Tierra y el Sol, que originan las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa entre estos tres astros. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse en lugares estratégicos como golfos, bahías o estuarios utilizando turbinas hidráulicas hidráulicas que se interponen en el movimiento natural de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica. La energía producida por el movimiento de las olas es menos conocida y extendida que la mareomotriz, pero cada vez se aplica más. Algunos sistemas sistemas pueden ser un aparato aparato anclado anclado al fondo y con con una boya unida unida a él con un cable. El movimiento de la boya se utiliza para mover un generador. Otra variante sería tener la maquinaria en tierra y las boyas metidas m etidas en un pozo comunicado con el mar.

4.6. Biomasa La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en www.iesluisvelez/blogs/tecnología

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materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado. La biomasa se puede utilizar directamente, como es el caso de la leña, o indirectamente en forma de biocombustibles (biodiésel, (biodiésel, bioalcohol, biogás, bloque sólido combustible). La biomasa natural es la que se produce en la naturaleza sin intervención humana. Por ejemplo, las podas naturales de los bosques. Por otro lado la biomasa residual es el subproducto o residuo generado en las actividades agrícolas y ganaderas, así como residuos sólidos de la industria agroalimentaria y en la industria de transformación de la madera, así como residuos de depuradoras y el reciclado de aceites. Los cultivos energéticos son aquellos que están destinados la producción de biocombustibles. La basura es todo material considerado como desecho y que se necesita eliminar. De forma genérica se denominan Residuos Sólidos Urbanos o R.S.U. y, como en el caso de la biomasa, ésta puede aprovecharse de manera similar.

5. Energías no renovables Al hablar de energía energía no renovable renovable nos referimos referimos a aquellas aquellas fuentes de energía energía que se encuentran encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y que, una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse. Fuentes de energía no renovables son los combustibles combustibles fósiles y los combustibles nucleares. nucleares.

5.1. Combustibles fósiles Son combustibles fósiles el carbón, el petróleo y el gas natural. Provienen de restos de seres vivos enterrados hace millones de años, que se t ransformaron bajo condiciones condiciones adecuadas de presión y temperatura. El combustible fósil puede utilizarse ut ilizarse directamente, directamente, quemándolo para obtener calor y movimiento en hornos, estufas, calderas y motores. También pueden usarse para electricidad en las centrales térmicas o termoeléctri t ermoeléctricas, cas, en las cuales, con el calor generado al quemar estos combustibles se obtiene vapor de aire que, conducido a presión, es capaz de poner en funcionamiento un generador eléctrico, normalmente una turbina.

Ventajas y desventajas: 

Son muy fáciles de extraer.

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Gran disponibilidad.

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Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y resultan tóxicos para la vida. Se puede producir un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo.


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5.2. Combustibles nucleares Pueden ser combustibles nucleares el uranio y el plutonio. Son elementos químicos capaces de producir energía por fusión y explosión nuclear. La energía nuclear se utiliza para producir electricidad en las centrales nucleares. La forma de producción es muy parecida a la de las centrales termoeléctricas, aunque el calor no se produce por combustión, sino mediante la fisión de materiales.

Ventajas y desventajas: 

Produce mucha energía de forma continua a un precio razonable.

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No genera emisiones de gases de efecto invernadero durante su funcionamiento.

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Su combustible es limitado.

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Genera residuos radiactivos activos durante cientos de años.

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Puede ocasionar graves catástrofes medioambientales medioambientales en caso de accidente.

5.3. Centrales térmicas Una central térmica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. Este tipo de generación eléctrica es contaminante pues libera dióxido de carbono. Se llaman centrales clásicas o de ciclo convencional a aquellas centrales térmicas que emplean la combustión del carbón, gasóleo o gas natural para generar la energía eléctrica. Son consideradas las centrales más económicas y rentables, por lo que su utilización está muy extendida en el mundo económicamente avanzado y en el mundo en vías de desarrollo, a pesar de que estén siendo criticadas debido a su elevado impacto medioambiental.


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A continuación se muestra el diagrama diagrama de funcionamiento funcionamiento de una central térmica de carbón de ciclo convencional:

Los principales inconvenientes son de tipo medioambiental. El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes (en el caso del carbón) que pueden contener metales pesados. La emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se producen en las centrales térmicas tienen una incidencia importante sobre el medio ambiente. Además, sus emisiones emisiones térmicas y de vapor pueden pueden alterar el microclima microclima local local y afectan negativamente negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en estos. Una central nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear, que se caracteriza por el empleo de materiales fisionables fisionables que mediante reacciones nucleares proporcionan calor. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. Los dos sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía nuclear aprovechable aprovechable de forma f orma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear, siendo la fisión nuclear la utilizada en las centrales nucleares. Estas centrales constan de uno o varios reactores, que son contenedores (llamados habitualmente vasijas) en cuyo interior se albergan varillas u otras configuraciones geométricas de minerales con algún elemento fisionable, usualmente uranio, y en algunos combustibles también plutonio, generado a partir de la activación del uranio. En el proceso de fisión radiactiva, se establece una reacción que es sostenida y moderada mediante el empleo de elementos auxiliares dependientes del tipo de tecnología empleada. Las instalaciones nucleares son construcciones muy complejas por la variedad de tecnologías industriales empleadas y por la elevada seguridad con la que se les dota. www.iesluisvelez/blogs/tecnología

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Las características de la reacción nuclear hacen que pueda resultar peligrosa si se pierde su control y prolifera por encima de una determinada temperatura a la que funden los materiales empleados en el reactor, así como si se producen escapes de radiación nociva por esa u otra causa. La energía nuclear se caracteriza por producir, además de una gran cantidad de energía eléctrica, residuos nucleares que hay que albergar en depósitos aislados y controlados durante largo tiempo. A cambio, no produce contaminación atmosférica de gases derivados de la combustión que producen el efecto invernadero, ni precisan el empleo de combustibles fósiles para su operación. Sin embargo, las emisiones contaminantes indirectas derivadas de su propia construcción, de la fabricación del combustible y de la gestión posterior de los residuos no son despreciables. Un esquema de su funcionamiento:


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