La Energía
Al mirar a nuestro alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se trasladan y que las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas actividades tienen en común que precisan del uso de la energía.
La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.
La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera.
La energía es una magnitud cuya unidad de medida en el S.I. es el julio (J). La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios a su alrededor. Uno de los principios de la energía es que: la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
De esta manera hay diferentes formas de energía:
Energía cinética: es aquella que poseen los cuerpos que se encuentran en movimiento.
Energía potencial: es la que tienen los cuerpos que se encuentran a una altura o tensión determinadas.
Energía térmica: es la agitación de los átomos que forman un cuerpo, es decir, el calor que posee ese cuerpo.
Energía luminosa: la que poseen los cuerpos que emiten luz.
Energía sonora: es aquella que producen los cuerpos al vibrar y emitir ondas.
Energía química: es aquella que posee la materia y que se transforma por reacciones químicas.
Energía atómica o nuclear: la que liberan átomos pesados al fusionarse o fisionarse.
Energía eléctrica: la poseen los átomos con carga, es decir, aquellos en los que el número de electrones es distinto al de protones. Esto se produce por el movimiento de los electrones a través de los átomos. Esta forma de energía se puede transformar fácilmente en las formas de energía más necesarias, y también es fácil de transportar sin perder apenas energía.
Transformaciones de la energía:
La Energía se encuentra en constante transformación, pasando de unas formas a otras. La energía siempre pasa de formas más útiles a formas menos útiles.
El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.
Unas formas de energía pueden transformarse en otras. En estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se convierte en calor o energía térmica.
Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor; pero, éste no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice, entonces, que el calor es una forma degradada de energía. Son ejemplos:
La energía eléctrica, al pasar por una resistencia.
La energía química, en la combustión de algunas sustancias.
La energía mecánica, por choque o rozamiento.
Se define, por tanto, el Rendimiento como la relación (en % por ciento) entre la energía útil obtenida y la energía aportada en una transformación.
R=(Energía útil)/(Energía total)×100=%
Las Fuentes de energía
Las Fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades.
El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía". Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".
Fuentes de energía renovables
Las Fuentes de energía renovables son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.
Existen varias fuentes de energía renovables, como son:
Energía mareomotriz (mareas)
Energía hidráulica (embalses)
Energía eólica (viento)
Energía solar (Sol)
Energía de la biomasa (vegetación)
La Energía mareomotriz es la producida por el movimiento de las masas de agua provocado por las subidas y bajadas de las mareas, así como por las olas que se originan en la superficie del mar por la acción del viento.
La Energía hidráulica es la producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y, posteriormente, en energía eléctrica en la central hidroeléctrica.
La Energía eólica es la energía cinética producida por el viento. Se transforma en electricidad en unos aparatos llamados aerogeneradores (molinos de viento especiales).
La Energía solar es la 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).
La 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.
La 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).
La Energía de la biomasa es la que se obtiene de los compuestos orgánicos mediante procesos naturales. Con el término biomasa se alude a la energía acumulada en la materia orgánica de la vegetación, que se puede recuperar por combustión directa o transformando esa materia en otros combustibles, como alcohol, metanol o aceite. También se puede obtener biogás, de composición parecida al gas natural, a partir de desechos orgánicos.
Fuentes de energía no renovables
Las Fuentes de energía no renovables son aquellas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración.
Existen varias fuentes de energía no renovables, como son:
Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural)
La energía nuclear (fisión y fusión nuclear)
Los Combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) son sustancias originadas por la acumulación, hace millones de años, de grandes cantidades de restos de seres vivos en el fondo de lagos y otras cuencas sedimentarias.
El Carbón es una sustancia ligera, de color negro, que procede de la fosilización de restos orgánicos vegetales. Existen 4 tipos: antracita, hulla, lignito y turba. El carbón se utiliza como combustible en la industria, en las centrales térmicas y en las calefacciones domésticas.
El Petróleo es el producto de la descomposición de los restos de organismos vivos microscópicos que vivieron hace millones de años en mares, lagos y desembocaduras de ríos. Se trata de una sustancia líquida, menos densa que el agua, de color oscuro, aspecto aceitoso y olor fuerte. El petróleo tiene, hoy día, muchísimas aplicaciones, entre ellas: gasolinas, gasóleo, abonos, plásticos, explosivos, medicamentos, colorantes, fibras sintéticas, etc. De ahí la necesidad de no malgastarlo como simple combustible. Se emplea en las centrales térmicas como combustible, en el transporte y en usos domésticos.
El Gas natural tiene un origen similar al del petróleo y suele estar formando una capa o bolsa sobre los yacimientos de petróleo. Está compuesto, fundamentalmente, por metano
. El gas natural es un buen sustituto del carbón como combustible, debido a su facilidad de transporte y elevado poder calorífico y a que es menos contaminante que los otros combustibles fósiles.
La Energía nuclear es la energía almacenada en el núcleo de los átomos, que se desprende en la desintegración de dichos núcleos.
Una central nuclear es un tipo de central eléctrica en la que, en lugar de combustibles fósiles, se emplea uranio que se fisiona en núcleos de átomos más pequeños y libera una gran cantidad de energía, la cual se emplea para calentar agua que, convertida en vapor, acciona unas turbinas unidas a un generador que produce la electricidad.
Las reacciones nucleares de fisión en cadena se llevan a cabo en los reactores nucleares, que equivaldrían a la caldera en una central eléctrica de combustibles fósiles.
La Energía nuclear de fisión se obtiene al bombardear, con neutrones a gran velocidad, los átomos de ciertas sustancias; algunos de estos neutrones alcanzan el núcleo atómico y lo rompen en dos partes. Se libera una gran cantidad de energía y algunos neutrones. Estos neutrones pueden chocar contra otros núcleos, que se romperán produciendo más energía y más neutrones que chocarán contra otros núcleos. Esto es una reacción en cadena.
Para que esta reacción en cadena se produzca, es necesario usar sustancias que se desintegren fácilmente, es decir, sustancias radiactivas. Estas sustancias son muy peligrosas para el hombre si no se manejan con las precauciones adecuadas.
La Energía nuclear de fusión será, probablemente, la fuente de energía del futuro. Es la misma reacción que produce la energía en las estrellas. El calor y la luz que nos llegan del Sol se producen en reacciones de fusión nuclear.
En la fusión nuclear se unen átomos pequeños para formar otros de mayor tamaño. En el proceso se liberan grandes cantidades de energía, mucho mayores que en la fisión. Esta energía no produce residuos radiactivos.
El problema de la energía
Todos los seres vivos, para sobrevivir, deben consumir energía. En el caso de los animales, la energía la dan las reacciones químicas de los alimentos que toman.
También las plantas usan la energía solar para producir las moléculas complejas que necesitan para la vida.
Siempre se trata de captar y consumir energía, y no se puede consumir más energía de la que se capta, a no ser que se disponga de un almacén de reservas de energía. Los animales, por ejemplo, al captar más energía de la que necesitan la almacenan en células grasas y, en las épocas de escasez pueden sobrevivir mientras esas reservas no se agoten.
El hombre es el único ser vivo que capta y consume más energía de la que necesita.
Primero se descubrió el calor de una hoguera ayudaba a sobrevivir en el invierno, y desde ahí se ha consumido más energía.
Más adelante se utilizó la energía de los animales para el transporte.
Si la unidad de medida de la energía fuese la cantidad de energía que consume un hombre al cabo de un año, el hombre prehistórico consumiría una unidad energética al año, tras el descubrimiento del fuego consumiría diez o doce unidades energéticas al año y con la posesión de un caballo alcanzaría las veinte unidades energéticas al año.
Durante siglos, el consumo de energía se mantuvo en unas veinte o treinta unidades al año, hasta que se empezó a inventar máquinas.
A principios del siglo XVIII el consumo energético medio podía ser de unas sesenta u ochenta unidades.
Hasta que se inventó la máquina de vapor, por la cual se pudo realizar mucho más trabajo, aunque hacía falta consumir mucha más energía.
Con el descubrimiento de la electricidad, el consumo energético se disparó hasta alcanzar unas quinientas o mil unidades al año por persona.
Con el tiempo las fuentes de carbón dieron signos de agotamiento, se buscaron otras y se encontró el petróleo, lo que provocó el auge del automovilismo.
Todo esto ha provocado que el consumo actual de una persona ascienda a cincuenta mil unidades energéticas al año, es decir, tanto como cincuenta mil hombres prehistóricos antes de descubrir el fuego.
Si tenemos en cuenta que en épocas prehistóricas habría unos pocos millones de personas y hoy en día somos más de cinco mil millones, llegamos a la conclusión de que el consumo energético de la Humanidad es hoy cincuenta millones de veces mayor que hace diez mil años.
Y conforme progresamos, cada vez requerimos más energía, en una escalada que no parece mostrar indicios de detenerse.
7 medidas para ahorrar energía en el hogar:
1. Utiliza únicamente bombillas de bajo consumo. Son más caras, pero duran cuatro veces más y consumen muchos menos. Según el profesor de ingeniería industrial Keith A. Woodbury, el 9% de la electricidad que consumimos es destinada a la iluminación; podemos ahorrar entre 30 y 40 euros al año con este tipo de bombillas.
2. Utiliza alargadores con interruptor y apágalo cada noche. Algunos aparatos eléctricos tales como el cargador del móvil consumen electricidad incluso cuando no se están usando o están en stand by. Se calcula que este gasto supone al año un 15% del total de la cuenta con la compañía eléctrica.
3. Regula la temperatura de la nevera. No introduzcas alimentos envasados que estén sin abrir ni conserves cosas que vas a acabar tirando, porque la nevera necesita más energía para refrigerar más masa. Tampoco metas cosas que todavía están calientes. Limpia las bobinas del condensador, que normalmente están en la parte trasera de la nevera. Asegúrate de que las gomas aislantes que hay en la puerta están bien conservadas. Lo puedes comprobar introduciendo una linterna y cerrando la puerta mientras estés a oscuras en la cocina.
4. No desperdicies el agua, y mucho menos el agua caliente. Regula la temperatura del calentador de forma que no tengas que rebajar luego en la ducha el agua caliente con agua fría. No estés bajo la ducha más tiempo del imprescindible y cierra el grifo mientras te enjabonas. Puedes introducir una botella de agua llena dentro de la cisterna del inodoro para que baje menos caudal cada vez que tiras de la cadena. Usar la lavadora con agua fría también supone un ahorro considerable, pues es necesaria mucha electricidad para calentar el agua con una resistencia. Si tienes que comprarte una lavadora, puedes considerar la opción de comprarte una biotérmica. Esas lavadoras toman el agua caliente directamente de tu red de agua potable; el agua es así calentada por la caldera de tu casa, y no por la resistencia eléctrica de la lavadora, con el cual el ahorro es considerable.
5. Cuando debas comprar electrodomésticos nuevos, cómpralos con etiqueta energética A o superior. Salen algo más caros, pero el ahorro de energía que conllevan durante su vida útil lo compensa rápidamente.
6. Utiliza termostatos programables. Permiten regular el tiempo y la temperatura y te ofrecen un ahorro de más de 100 euros al año.
7. Mantén la calefacción en 22º. No es necesario estar en mangas de camisa en casa durante el invierno. Abrígate y ahorra energía.

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