¿Qué es la energía? Parte 1

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  Para empezar el blog vamos a plantearnos una pregunta que sería la base de todo lo que vamos a ver: ¿Qué es la energía?
  La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.
  La unidad de medida de la energía en el Sistema Internacional es el Julio (J).
  Hay muchos tipos de energía, entre los cuales encontramos:
  
  
  -Energía mecánica: es la suma de la energía potencial (energía en función de la posición del cuerpo) más la energía cinética (energía en función del movimiento del cuerpo)
  
  
  
  -Energía térmica: es la provocada por la agitación de las moléculas que forman un cuerpo
  
  
  
  -Energía eléctrica: es la que es producida por movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) que se produce en el interior de materiales conductores.
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  -Energía química: es la que se origina por la reacción de dos o mas productos químicos, por ejemplo combustibles.
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  -Energía nuclear: es la que se libera al romperse (fisión nuclear) o unirse (fusión nuclear) los núcleos de los átomos de algunos elementos radioactivos, como el uranio.
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  -Energía radiante o electromagnética: Es la energía que se transporta en forma de ondas electromagnéticas, como por ejemplo la luz o las ondas de radio.
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¿Que es la energía? Parte 2

La energía posee unas características importantes:

-Se transfiere, es decir, puede pasar de unos cuerpos a otros. Por ejemplo la energía eléctrica se transmite por materiales conductores, o la energía calorífica se puede transmitir por Conducción (dos metales en contacto), Convección (el calor de un radiador a través del aire) o Radiación (el calor del Sol)

-La energía se transforma. Con esto decimos que una forma de energía puede convertirse en otra. Por ejemplo, la energía eléctrica puede convertirse en energía mecánica al enchufar un ventilador.

-Puede ser transportada, es decir, puede pasar de un lugar a otro, en forma de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas), mediante tendidos eléctricos...

-Se puede almacenar, en pilas, baterías, pantanos etc.

-La energía se conserva. Permanece constante cuando pasa de un cuerpo a otro o cuando una forma de energía se transforma en otra. Esta característica se conoce como el principio de conservación de la energía: la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

-La energía se degrada. Una vez que se usa la energía en una transformación determinada, pierde parte de su utilidad. Decimos entonces que la energía se ha degradado o ha perdido calidad. Por ejemplo, una resistencia eléctrica produce calor, pero es muy difícil

volver a convertir ese calor en energía eléctrica.

Para concluir, este es un video que explica de forma práctica el principio de conservación de la energía

Generación de la energía para consumo y tipos

-Según su obtención, la energía que se emplea para uso humano se puede dividir en energía primaria o energía secundaria

La energía producida a partir de los recursos naturales disponibles en forma directa, como la energía hidráulica, eólica y solar, al igual que la que se produce después de atravesar por un proceso minero, como por ejemplo, el petróleo, el gas natural, el carbón mineral, sin sufrir un proceso de transformación, se denomina energía primaria.

La energía secundaria se refiere a los productos resultantes de las transformaciones o elaboración de recursos energéticos naturales (primarios) o, en determinados casos, a partir de otra fuente energética ya elaborada (por ejemplo, alquitrán).
La electricidad, toda la amplia gama de derivados del petróleo, el carbón mineral, y el gas natural, son fuentes energéticas secundarias.

-Además, la energía para consumo se puede dividir en renovable o no renovable, en función de qué clase de recursos consuma.

Fuentes energéticas no renovables:

-Carbón
-Petróleo
-Gas natural
-Fuente nuclear de energía (los núcleos atómicos) 

Fuentes energéticas renovables:

-Fuente hidráulica de energía (ríos y olas)
-Fuente solar de energía (el sol)
-Fuente eólica de energía (el viento)
-Energía oceánica (las mareas)
-Fuente orgánica de energía (la biomasa)

Energías renovables

La energía renovable es la energía que se obtiene de fuentes naturales inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.  Actualmente, está cobrando mayor importancia a causa del agravamiento del efecto invernadero y el calentamiento global, ya que este tipo de energías no produce gases de efecto invernadero durante el proceso de obtención de la energía.

-Energía hidráulica
La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico.

-Energía solar térmica
Se trata de recoger la energía del sol a través de paneles solares y convertirla en calor el cual puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. 

-Biomasa

Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.

-Energía solar
Utilizando paneles fotovoltaicos o receptores la energía lumínica puede transformarse en energía eléctrica.
Se puede diferenciar entre receptores activos y pasivos en que los primeros utilizan mecanismos para orientar el sistema receptor hacia el Sol -llamados seguidores- y captar mejor la radiación.
Una importante ventaja de la energía solar es que permite la generación de energía en el mismo lugar de consumo mediante la integración arquitectónica en edificios. Así, podemos dar lugar a sistemas de generación distribuida en los que se eliminen casi por completo las pérdidas relacionadas con el transporte y la dependencia energética.

-Energia 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. Se obtiene mediante unas turbinas eólicas que convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a través de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico.
Hay quienes consideran que la eólica no supone una alternativa a las fuentes de energía actuales, ya que no genera energía constantemente cuando no sopla el viento. Es la intermitencia uno de sus principales inconvenientes.

-Energía geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida  mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar.

-Energía marina
El movimiento del agua en los océanos del mundo crea un vasto almacén de energía cinética o energía en movimiento. Esta energía se puede aprovechar para generar electricidad que alimente las casas, el transporte y la industria.

Este es un vídeo-resúmen con las ventajas y las desventajas de estas energías

Energías no renovables

Cuando hablamos de energías no renovables nos referimos a fuentes de energía que se encuentran en la naturaleza en cantidades limitadas, y que una vez que se hayan agotado las reservas, esos recursos no se pueden producir de manera artificial.

Existen dos tipos de estos recursos, los combustibles fósiles y los nucleares.

Los combustibles fósiles son aquellos materiales que se formaron a partir de la biomasa de hace millones de años, transformada en materiales de alto contenido en energía química mediante complicados procesos geológicos.

Hay tres tipos de combustibles fósiles:
 -El carbón: es un mineral que se formó a partir de los restos vegetales prehistóricos. Esos restos bajo los efectos del calor, la presión y la falta de oxígeno, tomaron la estructura que hoy presentan. La importancia del carbón radica en su poder como combustible y en el hecho de constituir la materia prima fundamental en la elaboración de diversos artículos. Las primeras máquinas de vapor, como barcos y trenes se movieron gracias a este material. Hoy en día el carbón es materia prima para la elaboración de plástico, colorantes, perfumes y aceites.
 -El petróleo: es un líquido oleoso compuesto de carbono e hidrógeno. Se encuentra en profundidades que varían entre los 600 y los 5.000 metros. Este recurso ha sido usado por el ser humano desde la Antigüedad: los egipcios usaban petróleo en la conservación de las momias. El petróleo tiene múltiples y variadas aplicaciones. Además de ser un combustible, también constituye una materia prima fundamental en la industria, pues a partir del petróleo se pueden elaborar fibras, caucho artificial, plásticos, jabones, asfalto, tintas de imprenta, caucho para la fabricación de neumáticos, nafta, gasolina y un sin número de productos.
 -El gas natural: está compuesto por metano (compuesto químico hecho de átomos de carbono e hidrógeno). Se encuentra bajo tierra, habitualmente en compañía de petróleo. Se extrae mediante tuberías, y se almacena en contenedores de aluminio. Luego se distribuye a través de gasoductos. Como es inodoro, al extraerlo se mezcla con una sustancia que le da un fuerte y desagradable olor. De este modo, las personas pueden darse cuenta de que existe escape.

Estos combustibles se pueden quemar para obtener calor, movimiento o electricidad, mediante las centrales térmicas.

La principal ventaja de estos combustibles es su facilidad de extracción y su precio, pero sus desventajas son, por un lado que las reservas son limitadas, y por el otro lado que al quemarlos se producen gases de efecto invernadero.

Los combustibles nucleares son aquellos elementos químicos adecuados para realizar con ellos la fisión nuclear (por ejemplo uranio, plutonio, etc)

Se puede obtener electricidad a partir de estos combustibles mediante una central nuclear.

Sus principales ventajas son que producen electricidad ininterrumpidamente durante bastante tiempo y no emiten gases de efecto invernadero, pero sus desventajas, a parte de que las reservas son limitadas es que se producen residuos nucleares con una gran toxicidad en el proceso de obtención de la electricidad.

Transporte de combustibles fósiles en España

Cuando hablamos del transporte de la energía debemos distinguir entre dos tipos: el transporte de la propia energía eléctrica y el transporte de los combustibles necesarios para producirla en el caso de las energías no renovables.

-Transporte de combustibles fósiles: en el caso de España este transporte tiene una gran importancia, ya que somos un país dependiente de este tipo de combustibles (prácticamente no tenemos producción propia y los tenemos que importar de países extranjeros)
En el caso del gas natural, la gran mayoría llega a España a través de los gasoductos que pasan por el estrecho de Gibraltar procedentes de Argelia, mientras que otra parte llega a través de barcos que transportan gas licuado. El petróleo llega a España a través de barcos petroleros.
Una vez en España, el petróleo y el gas se distribuye a través de la red de gasoductos y oleoductos.

Red de gasoductos en España

Red de oleoductos en España

Transporte de la energía eléctrica en España

Ya hemos hablado de la producción de la electricidad, pero una vez que la hemos producido, hay que plantearse cómo hacerla llegar a los centros de consumo.

La distribución de la energía eléctrica desde las centrales hasta los centros de consumo se realiza a través de la red de transporte.
Parte de la red de transporte de energía eléctrica son las líneas de transporte. Una línea de transporte es el medio mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandes distancias. Está constituida tanto por el conductor (cables de acero, aluminio o cobre), como por sus elementos de soporte (torres y postes)

Torres de alta tensión

Interesa que la pérdidas en el transporte, fundamentalmente por efecto Joule, sean las menos posibles.
Para redudir las pérdidas se disminuye la intensidad de la corriente transformándola en otra de alta tensión.
Actualmente, la distribución de la energía eléctrica se realiza mediante corriente alterna, que permite la utilización de los transformadores para elevar y reducir el voltaje. A la salida de la central eléctrica la tensión es de unos 4 000 V y, mediante un transformador elevador, se lleva hasta unos 400 000 V para ser transportada por una línea de alta tensión. En las cercanías de las ciudades se instalan estaciones de transformación con transformadores reductores para bajar la tensión hasta unos 15 kV. En algunos edificios se sitúan subestaciones que pasan la tensión a 380 V para ser utilizada en las viviendas a 220 V.

Red de transporte

Las líneas de transporte tienen incidencia en el medio ambiente, tanto por su impacto paisajístico (visual) como por los peligros de electrocución, choque de las aves o de los propios campos electromagnéticos que se generan.