Panorama Energético: Fuentes, Transformación y Aprovechamiento

Tecnología Tema 5: Energía

1. El Mapa de las Energías

Necesitamos mucha energía para crecer, movernos y realizar todas las actividades diarias. Casi toda la energía que tenemos procede del sol. Existen seis tipos principales de energía:

• Radiante: asociada a radiaciones electromagnéticas.
• Química: asociada a las reacciones químicas.
• Mecánica: asociada al movimiento.
• Térmica: asociada a la temperatura.
• Eléctrica: relacionada con las cargas eléctricas en movimiento.
• Nuclear: procedente de la desintegración de sustancias radiactivas.

Asimismo, hay distintos tipos de fuentes de energía:

• Biomasa: es la energía acumulada en los seres vivos.
• Combustibles fósiles: carbón, gas natural y petróleo.
• Energía eólica: es la energía debida al movimiento del aire.
• Energía fotovoltaica: la luz solar se transforma directamente en electricidad en los paneles fotovoltaicos.
• Energía geotérmica: en el subsuelo de algunas zonas hay focos de calor acumulado del interior de la Tierra.
• Energía hidráulica: es la energía que posee el agua embalsada en los pantanos.
• Energía nuclear: en las centrales nucleares, los núcleos de los átomos se rompen liberando mucho calor.

2. Unidades de Energía

La energía es la capacidad de un cuerpo o sistema para realizar cambios. No se crea ni se destruye, únicamente se transforma. Las unidades más utilizadas son:

• Julio (J): es la unidad del Sistema Internacional (SI). Como es muy pequeña, se suele utilizar el kilojulio (kJ), que son 1000 J.
• Kilocaloría (kcal): es una unidad de energía muy utilizada en procesos en los que interviene el calor.
• Kilovatio/hora (kWh): es la unidad que se usa para medir el consumo de energía.

2.1. ¿De dónde procede la energía?

Según su origen:

• Fuentes renovables: aquellas que son inagotables o que se renuevan a un ritmo mayor al que se consumen (hidráulica, solar, eólica, biomasa, maremotriz, geotérmica).
• Fuentes no renovables: aquellas que no se renuevan a corto plazo y, por tanto, se agotan (carbón, petróleo, gas natural, uranio).

Según su utilización:

• Convencionales: son las que proporcionan la mayoría de energía en los diferentes países (hidráulica, carbón, petróleo, gas natural, uranio).
• Alternativas: son aquellas cuya utilización está menos extendida que las anteriores (minihidráulica, solar, eólica, biomasa, maremotriz, geotérmica).

3. Generación, Transporte y Distribución

• Generación: la energía se consigue mediante transformaciones químicas, haciendo girar un generador eléctrico o recogiendo la luz con un panel fotovoltaico.
• Transporte y Distribución: para usar la electricidad es necesario llevar la corriente eléctrica desde las centrales hasta los lugares donde se consume. Se transporta por cables eléctricos. Cuanta más intensidad transportan, el cable debe tener más sección, lo que encarece el proceso y provoca pérdidas de energía durante el transporte. Para minimizar estas pérdidas, se aumenta el voltaje para conseguir la menor intensidad posible. Por esto, las torres se llaman torres de alta tensión.

4. Tipos de Centrales Eléctricas

4.1. Centrales Térmicas de Combustión

El combustible se quema en una caldera rodeada de tuberías por las que pasa agua. El agua se convierte en gas a alta temperatura y presión. El vapor hace mover una turbina que está en el mismo eje que un generador, el cual produce corriente eléctrica. Desventajas: Emite gases y partículas contaminantes a la atmósfera, acidifica los ríos y lagos, y contamina visualmente el paisaje.

4.2. Centrales Térmicas Nucleares

En el núcleo del reactor se fisionan (rompen) los núcleos de los átomos, generando calor. El agua se convierte en vapor y este mueve la turbina que está en el eje del generador, produciendo corriente eléctrica. Ventajas y desventajas: Si no se producen accidentes, es poco contaminante, pero calienta los ríos y lagos y presenta problemas de almacenamiento de los residuos radiactivos.

4.3. Centrales Hidroeléctricas

Se construye un embalse inundando un valle en la parte alta de un río. El agua es conducida desde la presa por un canal hasta llegar a la turbina, obligándola a girar. La turbina está situada en el eje del generador, que transforma la energía mecánica en eléctrica. Ventajas y desventajas: Es una energía limpia, pero tiene un impacto visual al inundar los valles y cambia la flora y fauna de estos.

4.4. Central Solar Térmica

La luz del sol se refleja en unos paneles situados hacia una torre central, por cuyo interior va una red de tuberías con agua. El agua se convierte en vapor y este impulsa la turbina que hace girar el generador, produciendo corriente eléctrica. Ventajas y desventajas: No tiene impacto atmosférico ni acuático, pero contamina visualmente el paisaje.

4.5. Central Solar Fotovoltaica

Los rayos solares inciden sobre los paneles fotovoltaicos, formados por células fotovoltaicas de silicio, que transforman directamente la luz solar en energía eléctrica. Genera corriente continua que, por medio de un convertidor, se transforma en alterna lista para el consumo.

4.6. Parques Eólicos

El viento hace que las aspas de los aerogeneradores giren. Estas están unidas a un sistema multiplicador de engranajes que está en el mismo eje que el generador, el cual produce corriente eléctrica. Desventajas: Produce ruido, muerte de algunas aves y contaminación visual.

4.7. Energía de la Biomasa

Se pueden usar como biomasa los residuos forestales o agrícolas, los cultivos energéticos o los residuos sólidos urbanos. Ventajas y desventajas: Emite CO2 y reduce la acumulación de residuos sólidos.

4.8. Energía Geotérmica

Mediante un pozo se introduce en el interior de la tierra agua que se recupera convertida en vapor debido al calor interno de la Tierra. El vapor mueve la turbina que, a su vez, hace girar el generador, produciendo corriente eléctrica. Desventajas: Produce vapores geotérmicos, contamina aguas próximas y tiene riesgo de hundimiento de las instalaciones.

4.9. Energía Maremotriz

Esta energía aprovecha el movimiento de la subida y bajada del agua durante las mareas. Una presa recoge el agua del mar cuando está la marea alta y, al bajar la marea, el agua en movimiento hace girar una turbina que, a su vez, hace girar el generador para producir electricidad. Desventajas: Altera la vida marina debido a los diques y contamina visualmente.