La energía y el problema energético.

Realizado por:• María José Bautista Jiménez.• Antonia Rodríguez Abellán.• Juan José Huescar González.

• Cristóbal Manda Pérez.• Brígida Requena Navarro.

Índice:

• La energía: Necesaria y escasa.• Los combustibles y el transporte.• El consumo energético doméstico.• Centrales eléctricas que utilizan combustibles

fósiles.• Energía nuclear, ¿problema o solución?• Fuentes renovables de energía.• Hacia una energía sostenible.

La energía: Necesaria y escasa

La energía es necesaria para el desarrollo económico de los países y para la mejora de la calidad de vida. Pero la energía es escasa y cara, por lo que es necesario adoptar medidas para el ahorro y el consumo eficiente de ésta. El consumo eficiente consiste en desarrollar las tareas con el mínimo consumo posible, para no malgastar la energía en actividades no necesarias.

Consumo energético por países

El problema energético

El principio de conservación y transformación de la energía nos dice que, en cualquier cambio, la suma de las energías presentes antes del cambio, es igual a la suma de las energías en que se han transformado después del cambio.

La degradación de la energía consiste en la perdida de energía útil, como sucede, por ejemplo, cuando la energía eléctrica suministrada a un motor, se transforma en energía mecánica útil, y parte de esta energía se pierde en forma de calor debido a los rozamientos.

Energía primaria y energía final

Se denomina energía primaria a la energía contenida en las fuentes de energía. Para que esta energía pueda ser utilizada, debe de pasar antes por una serie de transformaciones. La energía que se obtiene a partir de estos procesos, y que finalmente puede ser utilizada, se denomina energía final. También tenemos que tener en cuenta la energía que se pierde en estos procesos de transformación.

Energía primaria = Energía final + energía perdida en el transporte + energía perdida en otras operaciones

Los combustibles y el transporte

Los combustibles más utilizados son los combustibles fósiles, que son el petróleo, el carbón y el gas natural. Estos combustibles han sido la base de un extraordinario desarrollo social y económico, pero son energías no renovables y sus reservas son limitadas.

Transporte y energía Gracias a los combustibles fósiles,

de los cuales se obtienen, por ejemplo, el gasoil y la gasolina, han hecho que el sector del transporte sea uno de los más importantes en el mundo entero.

Esto, ha traído consigo consecuencias negativas, como el aumento de los gases de efecto invernadero que son provocados por la quema de estos combustibles.

Hacia un transporte inteligente

Las medidas que se pueden adoptar para un uso más eficiente de la energía en el transporte son:

Incremento de la utilización de medios de transporte como el tren y el autobús en desplazamientos interurbanos (dentro de la ciudad), o bicicletas para desplazamientos cortos.

Conducción eficiente de los vehículos: Velocidad adecuada, correcta utilización de marchas en los coches, etc.

Fabricación de vehículos que consumen menos combustible y que, por lo tanto, son menos contaminantes para el medio ambiente.

Desarrollo de combustibles alternativos al petróleo, como los biocombustibles o el gas natural, que contaminan menos.

Desarrollo de nuevos sistemas de propulsión, como el hidrógeno y la electricidad. En algunas ciudades europeas, ya circulan autobuses no contaminantes que funcionan con pilas de hidrógeno.

El consumo energético doméstico

Según su procedencia, la energía consumida en las viviendas españolas se distribuye del siguiente modo:

• La fuente principal de energía es el petróleo. Sus productos derivados (propano, butano, etc.) cubren la tercera parte de la energía consumida en las viviendas españolas.

• La utilización de la energía eléctrica cubre otra tercera parte del consumo energético doméstico.

• El gas natural es la fuente de energía que más ha incrementado su uso en los hogares durante los últimos años.

• El carbón como fuente de energía va desapareciendo de las viviendas españolas y apenas cubre actualmente el 1% de la demanda de energética.

El consumo energético de un hogar depende de diversos factores:

• La zona climática en que se encuentra. En algunos lugares no se necesita calefacción a lo largo del año. Casi el 10% de las viviendas españolas no tiene ningún sistema de calefacción.

• La calidad del aislamiento de paredes y ventanas. Un buen aislamiento reduce a la mitad el consumo energético en calefacción.

• El equipamiento del hogar, es decir, el número y tipo de electrodomésticos, televisores, ordenadores, etc., de que se dispone.

• El grado de eficiencia con que se utilizan los sistemas de calefacción y agua caliente y los equipamientos.

El ahorro de energía en casaEs fácil adoptar las medidas adecuadas para conseguir importantes reducciones en el consumo energético en las casas y contribuir así al ahorro global de energía.

• Instalaciones fijas de calefacción y agua caliente. La mayor parte del consumo energético doméstico se produce en los sistemas de calefacción y agua caliente. En consecuencia, es muy importante adoptar medidas de ahorro en ellos. Estas medidas pueden ser:

Un buen sistema de aislamiento de paredes y ventanas.

Elección de calderas de alto rendimiento energético.

Ajuste de la temperatura de calefacción a las necesidades reales. La instalación de válvulas termostáticas en los radiadores y de termostatos programables permite ahorros de más del 10% en el consumo. Una temperatura media de 20ºC es suficiente para tener comodidad.

Mantenimiento óptimo de los sistemas y de los aparatos.

Adopción de pautas de conducta adecuadas: ventilar diez minutos las habitaciones, ducharse en lugar de bañarse, etc.

• Equipamiento domestico. Lo integran los electrodomésticos, las fuentes de luz doméstica, ordenadores, televisores y equipos audiovisuales. Es necesario adoptar medidas de ahorro en todos los elementos del equipamiento:

Compra de electrodomésticos con etiquetas de eficiencia energética A, A+ o A++.

Compra de electrodomésticos adecuados a las necesidades reales de la vivienda. No tiene sentido comprar un electrodoméstico más grande o más potente de lo necesario que va a consumir mucha más energía.

Mantenimiento adecuado y limpieza de los electrodomésticos y de los equipos.

Sustitución de las lámparas de incandescencia por lámparas de bajo consumo.

Adopción de pautas de conducta adecuadas: no mantener abierto el frigorífico más tiempo del necesario, no dejar luces encendidas en habitaciones desocupadas, utilizar las lavadoras y los lavavajillas a plena carga y con programas de baja temperatura, no mantener “en espera” los televisores y equipos audiovisuales, etc.

• Aprovechamiento de energías renovables. Se pueden aprovechar las energías renovables mediante equipamientos específicos en los edificios. Los más importantes son paneles solares para aprovechar la energía solar, pequeños aerogeneradores para la energía eólica y calderas de biomasa. Se contribuye con ello a la eficiencia energética y al cuidado del medio ambiente.

Central eléctrica y termoeléctrica.

Centrales eléctricas: En ellas se distribuye la energía eléctrica mediante estaciones transformadoras a los usuarios.

Centrales termoeléctricas: Frecuentemente llamadas térmicas producen energía eléctrica a partir de la energía química de un combustible, que puede ser fósil, biomasa o residuos urbanos. Mas del 95% se produce por combustibles fósiles. Los mas utilizados son el petróleo, carbón y gas natural. EJ: en España en 2006 la energía provenía de :

1. 50%Gas natural

2. 38%carbón.

3. 12%Petróleo.

Las centrales termoeléctricas clásicas.

• Se denominan centrales termoeléctricas clásicas a las que utilizan combustibles fósiles como fuente primaria. La energía química contenida en los combustibles fósiles se transforma en energía térmica al quemarlos y se utiliza para calentar fluido. Parte de esta energía térmica se transforma en energía mecánica de rotación cuando el fluido caliente incide sobre los alabes de una turbina y la hace girar.

• El eje rotor de la turbina está acoplado al eje del alternador, que es un conjunto de espiras de cable en el interior de un campo magnético. El giro del alternador genera corriente eléctrica debido al fenómeno de la inducción electromagnética: la energía mecánica de rotación se transforma en energía eléctrica.

CENTRAL TERMOELÉCTRICA CLÁSICA

Ventajas de las centrales termoeléctricas.

• Su funcionamiento no depende de las condiciones meteorológicas.

• Es muy barata debido a su tecnología desarrollada y su fácil transporte.

Inconvenientes de las centrales termoeléctricas.

• El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes que pueden contener metales pesados.

• Al ser los combustibles fósiles una fuente de energía no renovable, su uso está limitado a la duración de las reservas y su rentabilidad económica.

• Afectan negativamente a los ecosistemas de los ríos debido a los vertidos de agua caliente en estos.

Centrales de gas natural de ciclo combinado.

En estas centrales hay dos circuitos, uno de gas natural y otro de vapor de agua, y dos

turbinas. La primera turbina, o turbina de gas, se mueve empleando el propio gas

natural como fluido. La segunda turbina, o de vapor, es movida por los gases calientes de

salida de la primera turbina generando también electricidad.

Las centrales de ciclo combinado son mas eficientes y menos contaminantes que las

convencionales. Mientras que el rendimiento en una central térmica convencional es inferior a 30%, el rendimiento den una

central de ciclo combinado supera el 40%. Son mas eficientes y menos contaminantes.

CENTRAL NUCLEAR.

• Una central nuclear es una central termoeléctrica en la que actúa como caldera un reactor nuclear. La energía térmica se origina por las reacciones nucleares de fisión en el combustible nuclear formado por un compuesto de uranio. El combustible nuclear se encuentra en el interior de una vasija herméticamente cerrada, junto con un sistema de control de la reacción nuclear y un fluido refrigerante, constituyendo lo que se llama un reactor nuclear. El calor generado en el combustible del reactor y transmitido después a un refrigerante se emplea para producir vapor de agua, que acciona el conjunto turbina-alternador, generando la energía eléctrica.

FISIÓN NUCLEAR.

• La fisión es la división de un núcleo atómico pesado (Uranio, plutonio, etc.)en dos o más fragmentos causado por el bombardeo de neutrones, con liberación de una enorme cantidad de energía y varios neutrones.

PROBLEMA NUCLEAR.

El riesgo de accidentes en las centrales nucleares, como el de Chernóbil en 1986. La radiación liberada en sucesos de este tipo afecta gravemente a todos los seres vivos durante períodos dilatados de tiempo, incluso zonas muy alejadas.

Los residuos nucleares producidos en las centrales se almacenan a largo plazo y mantienen una alta actividad radiactiva.

El riesgo de utilizar la tecnología nuclear para el desarrollo de armas.

LA SOLUCIÓN NUCLEAR.

Contaminan poco. No emiten óxidos de nitrógeno y azufre ni dióxido de carbono. No contribuyen al efecto invernadero ni a la contaminación atmosférica.

Generan energía a modo continuo y mas barata.

Permiten disminuir la dependencia del petróleo.

Su probabilidad de accidente es muy baja.

FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA

Las fuentes de energía renovables son aquellas cuyas reservas se consumen a un ritmo menor del que se renuevan

por la naturaleza. Las principales son el sol, la biomasa, la fuente hidráulica y el

viento.

EL SOL El sol es la fuente directa de la energía solar, pero además está en el origen de

las otras energías renovables. La energía solar se aprovecha desde dos puntos de

vista, el térmico y el fotovoltaico.

Tipos Energía solar térmica : la radiación solar

se concentra mediante espejos sobre un deposito para calentar un fluido a alta temperatura. Se utiliza en las centrales termoeléctricas solares para producir energía eléctrica.

Energía solar fotovoltaica :Las células fotovoltaicas convierten la energía eléctrica. Se aprovecha el efecto fotovoltaico: un material semiconductor genera un flujo de electrones cuando la luz incide sobre el.

LA BIOMASA• La biomasa es materia orgánica

de origen vegetal o animal que se puede aprovechar energéticamente de diversos modos. Los residuos agrícolas , ganaderos y forestales pueden utilizarse directamente como combustibles en centrales térmicas de biomasa para producir electricidad y en calderas domesticas para la calefacción y el agua caliente.

El aire• La humanidad ha utilizado

tradicionalmente la energía del viento para la navegación de vela y para mover aspas de los molinos . Actualmente se aprovecha la energía del viento para mover las palas de los aerogeneradores en los parques eólicos y producir energía.

El agua• En la actualidad, las centrales

hidroeléctricas aprovechan la caída del agua sobre los alabes de la turbina para producir energía eléctrica. Son útiles además para regular avenidas, asegurar un caudal mínimo en los ríos y para regular los regadíos.

Otras fuentes renovables de energía

• La energía mareomotriz es la energía que adquiere el agua del mar al subir su nivel por efecto de las mareas. El agua se embalsa mediante un dique con la marea alta ; con la marea baja se deja caer el agua para mover las turbinas y producir electricidad.

• La energía geotérmica es energía térmica acumulada en el subsuelo .

Ventajas y desventajas de las energías renovables

• Ventajas : • Tienen un impacto ambiental muy pequeño en

comparación con las energías no renovables .• Sus reservas no se agotan.• Disminuyen la dependencia energética. • Contribuyen al desarrollo científico.

• Desventajas :• Son muy caras.• No garantizan un suministro estable.• Tienen un porcentaje muy pequeño de la

demanda.

Es preciso avanzar hacia un modelo energético sostenible, un modelo en el que las generaciones actuales puedan cubrir sus necesidades energéticas garantizando un futuro a las próximas generaciones. Este modelo debe asegurar el cuidado y el respeto del modelo ambiente.

HACIA UNA ENERGÍA SOSTENIBLE

• Las vías para alcanzar un modelo de energía sostenible son:

• La eficiencia energética: el uso racional de la energía supone no gastar energía en actividades innecesarias y utilizar la energía minimizando las perdidas.

• El desarrollo tecnológico: el desarrollo de las tecnologías eficientes de consumo esta contribuyendo eficazmente al ahorro energético. También se desarrollan tecnologías para reducir el CO2.

• La potenciación de las energías renovables: la energías renovables, inagotables y con poco impacto ambiental, suponen aun una pequeña parte del suministro energético.

• El desarrollo de las nuevas energías: algunas energías, aun en fase experimental, pueden aportar una parte muy importante del consumo energético futuro.

Energía para el futuroEl hidrogeno como fuente de energía

• El hidrogeno es un combustible limpio porque solo genera agua como residuo. Su empleo en vehículos reduciría el consumo de petróleo y su emisión de C02.

• Se están desarrollando vehículos con motores de pilas de combustible.

La energía marina

• Se esta investigando la construcción de dispositivos que provechen la energía de las olas al pasar debajo de ellos.

• También hay instaladas centrales mareomotrices que aprovechan la subida de agua del mar con la marea alta.

La fusión nuclear• La fusión nuclear es la unión de dos núcleos atómicos ligeros en un núcleo mas

pesado. • La energía generada en la fusión nuclear es mayor para la misma masa de

combustible.• La fusión nuclear es el procedimiento por el que se genera energía en las

estrellas.

Bibliografía:

• Libro de CMC, 1º bachillerato.

• https://www.google.es/search?hl=es&rlz=1G1SMSN_ENUS410&q=imagenes+de+energia&um=1&ie=UTF-8&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi&ei=tmW6T5exCIjj8APw-szRCg&biw=1024&bih=673&sei=uGW6T5GRL4iv8gOzlKm7Cg#um=1&hl=es&rlz=1G1SMSN_ENUS410&tbm=isch&sa=1&q=ahorro+energia+en+casa&oq=ahorro+energia+en+casa&aq=f&aqi=g-S1&aql=&gs_l=img.3..0i24.2670.6913.0.7100.22.15.0.7.7.0.186.1125.13j1.14.0...0.0.FrJpDiGarTw&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_cp.r_qf.,cf.osb&fp=de4750b6ac021d50&biw=1024&bih=630

• https://www.google.es/search?um=1&hl=es&rlz=1G1SMSN_ENUS410&q=energia&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_cp.r_qf.,cf.osb&biw=1024&bih=673&ie=UTF-8&sa=N&tab=iw&ei=bW66T4r6L8el8QO2_Yi-Cg

Opinión personal:

• Tenemos que tener más conciencia sobre la utilización de las energías no renovables, ya que en un futuro estas se acabaran agotando si las malgastamos. Por otro lado tenemos que aprovechar más las energías renovables y su investigación. Como dice Steven Cawly, en un futuro no nos harán falta medios, si no conocimiento.