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ENERGÍAS

ENERGÍA MECANICA

Se Dice

Que la energía es el poder de generar una transformación o movimiento en una determinada cosa. El concepto, además, refiere al recurso que, gracias a la tecnología, puede tener aplicaciones industriales.

La mecanica se engloba en

odas aquellas cosas que funcionan por acción de un mecanismo o maquinaria. El término también se usa para describir el acto automático y el objeto que puede ocasionar consecuencias como choques o erosiones.

la capacidad de los cuerpos con masa para llevar a cabo un determinado esfuerzo o labor. Es importante recordar que la energía no se crea ni se destruye, sino que se conserva. La energía mecánica se mantiene constante en el tiempo gracias a la acción de fuerzas de carácter conservativo que trabajan sobre las partículas involucradas.

Entre los tipos de energía mecánica pueden mencionarse

Energía eólica

modalidad que surge por acción del viento

Energía hidráulica

provecha la energía potencial del movimiento de agua

Se conoce como energía mecánica a

a la clase de energía donde interviene tanto la posición como los movimientos de los cuerpos. Esto quiere decir que la energía mecánica es la sumatoria de las energías potenciales, cinéticas y la energía elástica de un objeto en movimiento.

ENERGÍA ELECTRICA

Sus funciones

También puede trasformarse en otros tipos de energía entre las que se encuentran energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

Esta energía resultante de una diferencia de potencial entre dos puntos y que permite establecer una corriente eléctrica entre los dos, para obtener algún tipo de trabajo.

Origen de la energía eléctrica

Está en las centrales de generación, determinadas por la fuente de energía que se utilice. Así, la energía eléctrica puede obtenerse de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas, térmicas, nucleares y mediante la biomasa o quema de compuesto de la naturaleza como combustible.

Causa

Es causada por el movimiento de las cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) en el interior de materiales conductores.

Se genera a partir de

Distribución

El último paso antes de obtener la electricidad en los hogares es el que corresponde a la distribución.

Transmisión

Una vez que se ha generado la energía eléctrica por alguna de las técnicas precedentes, se procede a dar paso a la fase de transmisión.

Generación

La energía eléctrica se obtiene en las centrales de generación, las cuales están determinadas por la fuente de energía que se utiliza para mover el motor.

Siguiendo el principio de conservación de la energía

indica que ésta no se crea ni se destruye, sólo se transforma de unas formas en otras, se explica que la energía eléctrica pueda convertirse en energía luminosa, mecánica y térmica.

ENERGÍA CINETICA

ES

La Energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. Ej.: El viento al mover las aspas de un molino.

ENERGÍA TERMICA

La energía térmica a partir de la fricción

Considera el ejemplo de un hombre que empuja una caja por un piso áspero a velocidad constante, como se muestra en la Figura 1. Puesto que la fuerza de fricción es no conservativa, el trabajo hecho no se almacena como energía potencial. Todo el trabajo realizado por la fuerza de fricción resulta en una transferencia de energía en energía térmica del sistema piso-caja. Esta energía térmica fluye como calor dentro de la caja y el piso. En última instancia eleva la temperatura de ambos objetos.

Energía térmica debida al arrastre

La fuerza de arrastre sobre un objeto en movimiento debida a un fluido como el aire o el agua es otro ejemplo de una fuerza no conservativa.

Cuanto más caliente está la sustancia, más se mueven sus moléculas, y por lo tanto mayor es su energía térmica. Por ejemplo, una taza de té caliente tiene energía térmica en forma de energía cinética de sus partículas que vibran. Cuando se vierte un poco de leche fría en su té caliente, parte de esta energía se transfiere desde el té caliente para las partículas de la leche fría. ¿Qué ocurre después? El té con leche está más frio debido a que pierde energía térmica del té hacia la leche para calentarla. La cantidad de energía térmica en un objeto se mide en julios (J), aunque luego veremos que se pueden usar otras unidades de medida como la caloría (cal).

Para recordar

No podemos hablar de energía térmica sin hablar de la temperatura. El calor y la temperatura no significan lo mismo

Se refiere a

La energía contenida en un sistema que es responsable de su temperatura. Una rama de la física, la termodinámica, estudia cómo el calor se transfiere entre diferentes sistemas y cómo se realiza un trabajo en el proceso (ve la primera ley de la termodinámica).

ENERGÍA HIDRAULICA

Se basa en

aprovechar la caída del agua desde cierta altura para producir energía eléctrica. Actualmente, el empleo de la energía hidráulica tiene uno de sus mejores exponentes: la energía minihidráulica, de bajo impacto ambiental.

Se obtiene a través

aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua o los saltos de agua naturales. En el proceso, la energía potencial, durante la caída del agua, se convierte en cinética y mueve una turbina para aprovechar esa energía.

provechando los recursos tal y como surgen en la naturaleza, por ejemplo una garganta o catarata natural, o bien mediante la construcción de presas. Desde hace siglos existen 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 común hoy en día la constituyen las centrales hidroeléctricas de las presas.

¿Cómo funcionan las centrales hidroeléctricas?

Otra manera de incrementar la altura del salto es derivando el agua por un canal de pendiente pequeña (menor que la del cauce del río), consiguiendo un desnivel mayor entre el canal y el cauce del río.

En el aprovechamiento de la energía hidráulica influyen dos factores: el caudal y la altura del salto. Para aprovechar mejor el agua, se construyen presas para regular el caudal en función de la época del año. La presa sirve también para aumentar el salto.

ENERGÍA SOLAR

Que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema fototérmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico).

SE DIVIDE EN:

conversión fotovoltaica

consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio).

conversión térmica de alta temperatura

consiste en transformar la energía solar en energía térmica almacenada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores.

Otros sistemas de energía nuclear

Con la invención de la pila química por Volta en 1800 se dio lugar a una forma compacta y portátil de generación de energía. A partir de entonces fue incesante la búsqueda de sistemas que fueran aún menores y que tuvieran una mayor capacidad y duración. Este tipo de pilas, con pocas variaciones, han sido suficientes para muchas aplicaciones diarias hasta nuestros tiempos. Sin embargo, en el siglo XX surgieron nuevas necesidades, a causa principalmente de los programas espaciales.

La fisión nuclear

En física nuclear, la fisión es una reacción nuclear, lo que significa que tiene lugar en el núcleo atómico. La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos como neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfa (núcleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energía).

Reacciones Nucleares

En 1896 Henri Becquerel descubrió que algunos elementos químicos emitían radiaciones.3 Tanto él como Marie Curie y otros estudiaron sus propiedades, descubriendo que estas radiaciones eran diferentes de los ya conocidos rayos X y que poseían propiedades distintas, denominando a los tres tipos que consiguieron descubrir alfa, beta y gamma.

ENERGÍA POTENCIAL

Esta conformana por

La capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo de acuerdo a la configuración que ostente en el sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí, es decir, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición de un cuerpo.

Subtema

Signo negativo

en la definición de la energía potencial es la fuerza ejercida por el campo de fuerza, por ejemplo, la gravedad, la fuerza del muelle, etc.

Función de la energía ponencial

Si una fuerza que actua sobre un objeto es una función de su posición solamente, se dice que es una fuerza conservativa, y se puede representar como una función de energía potencial, que para el caso de una dimensión, satisface la condición de derivada.

la capacidad que tiene un cuerpo para desarrollar una acción de acuerdo a cómo están configurados en el sistema de cuerpos que realizan fuerzas entre sí. En otras palabras, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición del cuerpo.

Energía Electromagnetica

Se conforma por

cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades del campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades del campo.

Energía de campos variables

En teoría cuántica de campos postula que la energía de un estado del espacio-tiempo cuántico en el que existen campos eléctromagnéticos viene dada por un operador hamiltoniano que puede escribirse en términos de los operadores de campo cuánticos. La forma precisa del operador hamiltoniano se puede obtener a partir de la densidad lagrangiana clásica del campo.

Conservación de la energía

Para justificar que la expresión (1b) representa la energía electromagnética, debemos examinar qué sucede con la conservación de la energía en presencia de cargas eléctricas en movimiento. Para ello consideraremos un sistema de partículas cargadas en el seno de un campo electromagnético. En esa situación los campos eléctrico y magnético satisfarán las ecuaciones de Maxwell en el vacío:

Energía electromagnética en mecánica cuántica

Energía Calorifica

Se denomina

La energía térmica (también energía calórica o energía calorífica) es la manifestación de la energía en forma de calor.

Estos materiales

átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Este movimiento implica que los átomos tengan una determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor, energía térmica o energía calorífica.

Transmisión de la energia

Transmisión de energía calorífica por convección

se produce cuando se trasladan las moléculas calientes de un lado a otro. Seria el caso del viento, capaz de mover moléculas con cierta energía calorífica de un lado a otro.

Transmision de energía térmica por conducción.

se experimenta cuando un cuerpo caliente está en contacto físico con otro cuerpo más frío. La energía se transmite siempre del cuerpo caliente al cuerpo frío. Si ambos cuerpos están a la misma temperatura no hay transferencia energética. Cuando tocamos un trozo de hielo con la mano parte de la energía térmica de nuestra mano se transfiere al hielo, por eso tenemos sensación de frío.

Transmisión de calor por radiación.

se transmite a través de ondas electromagnéticas. Es el modo con el que nos llega la energía térmica proveniente del Sol. El principal ejemplo de este caso lo encontramos en las instalaciones de energía solar térmica, que aprovechan la radiación solar para calentar agua. El agua caliente que se obtiene de estas instalaciones solares habitualmente se utiliza para calefacción y para usarla como agua caliente sanitária.

ENERGÍA MAREOMOTRIZ

Metodo de generación

Las primeras se pueden observar en el mar, incluso en ausencia del viento; son masas de agua que avanzan y se propagan en la superficie en forma de ondulaciones cilíndricas. Es bastante raro ver una onda marina aislada; generalmente se suceden varias y aparecen en la superficie ondulaciones paralelas y separadas por intervalos regulares. Cuando una barca sube sobre la cresta de la onda perpendicularmente a ella, la proa se eleva, y cuando desciende sobre el lomo, la proa se hunde en el agua. Es el característico cabeceo.

Se considera

una energía limpia y renovable. Dentro de sus ventajas el ser predecible y tener un suministro seguro con potencial que no varia de forma trascendental anualmente, solo se limita a los ciclos de marea y corrientes.

la energía desarrollada por las aguas del mar cuando están en movimiento.

Función

Las mareas son el resultado de la atracción gravitatoria ejercida por el Sol y la Luna sobre nuestro planeta. En algunos lugares el desnivel de las mareas alcanza con frecuencia varios metros entre la marea baja y la marea alta (bajamar y pleamar). Su utilización industrial sólo es posible en aquellas zonas costeras que reúnan determinadas condiciones topográficas y marítimas en las cuales el valor de amplitud del desnivel de las mareas sea comparable a una instalación hidroeléctrica de escasa altura de caída de agua, pero de considerable masa de ésta.

Consiste en

aprisionar el agua en el momento de la alta marea y liberarla, obligándola a pasar por las turbinas durante la bajamar y en algunas centrales también se aprovecha el proceso contrario para generar energía. La energía gravitatoria terrestre y lunar, la energía solar y la eólica dan lugar, respectivamente, a tres manifestaciones de la energía del mar: mareas, gradientes térmicos y olas. De ella se podrá extraer energía mediante los dispositivos adecuados.

Se aprovechan

embalsando agua del mar en ensenadas naturales y haciéndola pasar a través de turbinas hidráulicas.

ENERGÍA MAGNETICA

Qué es

s la energía que desarrolla la tierra y los imanes naturales basándose en la teoría del magnetismo. Es pocas palabras, es aquella que es generada por imágenes que provocan unos campos magnéticos permanentes, que a su vez generan energía.

Generador de energía magnética

El generador de es un dispositivo del cual a partir de la repulsión de los imágenes genera energía eléctrica renovable. El objetivo principal de este dispositivo es independizarnos del consumo de la energía eléctrica que proviene de las fuentes contaminantes, o mas bien de aquellas que no tienen un rendimiento tan constante a lo largo del año.

La densidad de la energía magnética

La unidad de densidad del sistema internacional de unidades es el tesla que está dado por donde B es la densidad de un flujo magnético generado por una carga que se mueve a una velocidad (V) a una distancia (R) Y Ur es el vector unitario el punto

Ejemplos de energía magnética

El triángulo de las bermudas pone loca a la brújula y provoca interferencia en la mayoría de los radios y aparatos electrónicos

El imán es atraído por el hierro

El polo norte con respecto a la brújula

ENERGÍA NUCLEAR

Es

Para poder aprovechar la energía nuclear presente en el núcleo de los átomos se puede hacer de dos formas

partiendo el núcleo de un átomo o fusionando el núcleo de dos átomos.

en el segundo fusión nuclear

En el primer caso lo llamamos fisión nuclear

Combustible nuclear

La gran mayoría de los reactores nucleares de potencia utilizan uranio enriquecido como combustible nuclear. El uranio es un elemento que se encuentra de forma natural que siguiendo un cierto proceso se logra enriquecerle para que sea más inestable. Que sea inestable significa que es más fácil de dividir, que es precisamente lo que se pretende hacer en un reactor nuclear.

Aplicaciones de la energía nuclear

Aunque la producción de energía eléctrica es la utilidad más habitual existen muchas otras aplicaciones de la energía nuclear en otros sectores. Estas aplicaciones pueden ser para uso civil o militar. Existen un gran número de tratados y acuerdos para regular estas actividades.

La energía en el núcleo atómico, es decir, la parte central de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un material.

ENERGÍA EÓLICA

ES AQUELLA:

La energía eólica es la energía obtenida a partir del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía para las actividades humanas.

SE DEFINE:

es la capacidad de transformar o poner en movimiento algo. Para la economía y la tecnología, la energía es un recurso natural con los diversos elementos asociados que permiten utilizarlo de manera industrial.

VENTAJAS

Hoy en día este tipo de energía es empleada en la movilización de embarcaciones recreativas y deportivas y para la generación de energía eléctrica. Los aerogeneradores son mecanismos empleados para la generación eléctrica, constan de aspas y un generador que transforma la energía cinética en energía eléctrica sin emitir gases contaminantes a la atmósfera.

DESVENTAJAS

Debido a los fenómenos de “hueco de tensión” los aerogeneradores pueden llegar a ocasionar una suspensión del servicio eléctrico para proteger la red. Con el fin de evitar este problema se rediseñaron los sistemas eólicos empleando alternadores de motores síncronos. Sin embargo, son costosos por lo que se prefiere blindar la red eléctrica antes que utilizarlos.