NATURALES de 5º: TEMA 5

LA ENERGÍA

Como información al alumnado y a los padres y madres, pongo los objetivos, los criterios de evaluación y los contenidos de esta unidad: TEMA 5

1.- ¿QUÉ ES LA ENERGÍA?
A menudo observamos cambios en los objetos que nos rodean: una tostada se quema en el tostador, una bombilla se enciende e ilumina una habitación, un automóvil comienza a moverse ... Todos estos cambios ocurren gracias a la energía.

Por tanto, que la energía es la causa de que ocurran cambios.

PARA SABER MÁS

Tipos de energía

Los principales son:

• Energía mecánica. Es la que tienen los cuerpos debido a su movimiento. Por ejemplo. un martlllo en movimiento tiene energla, pues puede clavar un clavo. los cuerpos que están elevados también tienen energía mecánica.
• Energía sonora. Es la que transporta el sonido. Por ejemplo un sonido muy intenso puede hacer vibrar los cristales de una ventana o puede Incluso romperlos.
• Energía luminosa. Es la que tiene la luz. Puede usarse. por ejemplo. para hacer funcionar una calculadora solar.
• Energía calorífica o térmlca. Es la energía que se transmite en forma de calor. Por ejemplo una tostadora transmite energía calorífica hacia la tostada.
• Energía electrica. Es la energía que transporta la corriente eléctrica en un circuito.
• Energía química. Es la energía que tienen algunas sustancias como los combustibles.
• Energía nuclear. Es la que tienen algunas sustancias como el urano o el plutonio. El camino de la electricidad, desde la central a nuestras casas

Energía eólica

Energia nuclear

Energía solar

Energía hidráulica

Propiedades de la energía

La energía tiene algunas propiedades que nos resultan muy útiles, como las siguientes:

• La energía se transfiere. Es decir, puede pasar de unos objetos a otros. Así, una raqueta en movimiento posee energía mecánica. Cuando golpea la bola, le transfiere energía y la bola también adquiere energía mecánica.

• La energía se puede almacenar. Las pi las y las baterías, por ejemplo, almacenan energía.

• La energía se transporta. Es decir, se puede trasladar de unos lugares a otros. Así, la energía eléctrica se transporta mediante cables y el combustible se transporta mediante camiones.

• La energía se t ransforma. Es decir, se transforma de unos tipos en otros. Por ejemplo, la energía química del combustible se transforma en energía mecánica en un coche. La energía eléctrica

se transforma fáci lmente en otros tipos de energía: mecánica, luminosa, sonora .. . Por eso resulta tan útil

AUTOEVALUACIONES
AUTOEVALUACIÓN 1. LA ENERGÍA Y SUS FORMAS
AUTOEVALUACIÓN 2: LA ENERGÍA, TIPOS Y FUENTES
REPASO 1. LA ENERGÍA
REPASO 2. LA ENERGÍA
REPASO 3. LA ENERGÍA
REPASO 4. LA ENERGÍA

REPASO 5. LA ENERGÍA

2.- LAS FUENTES DE ENERGÍA

Renovables o agotables
Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (agotables). En principio, las fuentes permanentes son las que tienen orígen solar, de hechos todos sabemos que el Sol permanecerá por más tiempo que la especie humana. Aún así, el concepto de renovabilidad depende de la escala de tiempo que se utilice y el ritmo de uso de los recursos. Así pues, los combustibles fósiles se consideran fuentes no renovables ya que la tasa de utilización es muy superior al ritmo de formación del propio recurso. En la tabla siguiente os proporcionamos información sobre las fuentes de energía primaria que se utilizan actualmente. Completad las dos últimas columnas, marcando con una cruz la casilla correspondiente. ¿Renovable o Agotable?

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 energías se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".

2- Energías renovables

Son fuentes en que la energía disponible existe en cantidades ilimitadas, de modo que no se agotan a medida que se van utilizando. El Sol, el viento, las caídas de agua y la biomasa son ejemplos de fuentes de energía renovables.

Existen varias fuentes de energía renovables, como son:

Energía mareomotriz (mareas)
Energía geotérmica (calor de la tierra)
Energía hidráulica (embalses)
Energía eólica (viento)
Energía solar (Sol)
Energía de la biomasa (vegetación)

2.1- 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.

2.2- Energía geotérmica
Es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. La energía geotérmica puede hacer uso de las aguas termales que se encuentran a poca profundidad y que emanan vapor. Otra fuente de energía geotérmica es el magma (mezcla de roca fundida y gases), aunque no existen recursos tecnológicos suficientes para una explotación industrial del mismo.

La energía geotérmica, tiene distintas aplicaciones, entre las que se cuentan: Calefacción de viviendas, Usos agrícolas, Usos industriales, Generación de electricidad.

2.3- 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.

2.4- Energía eólica
La Energía eólica es la energía cinética producida por el viento. se transforma en electricidad en unos aparatos llamados aerogeneradores (molinos de viento especiales).

2.5- Energía solar
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).

2.6 Energía de la biomasa
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 solar, convertida en materia orgánica por 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.

3- Energías 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)

3.1- 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.

A- 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.

B- 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, formada por una mezcla de hidrocarburos (compuestos químicos que sólo contienen en sus moléculas carbono e hidrógeno).
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.

C- 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 (CH4). 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.

3.2- 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-235, un isótopo del elemento uranio que se fisiona en núcleos de átomos más pequeños y libera una gran cantidad de energía (según la ecuación E = mc2 de Einstein), 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.

Tabla fuentes de energía (energía primaria)

Fuentes	Característica	R	A
Energía fósil	Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida (carbón)o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres vivos que vivieron hace millones de años. En el caso del carbón se trata de bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petróleo y el gas natural de grandes masas de plancton marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos casos la materia orgánica se descompuso parcialmente por falta de oxígeno, de forma que quedaron almacenadas moléculas con enlaces de alta energía.
Energía hidráulica	La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que arrastran un generador eléctrico.
Energía de la biomasa	La biomasa, desde el punto de vista energético, se considera como el conjunto de la materia orgánica, de origen vegetal o animal, que es susceptible de ser utilizada con finalidades energéticas. Incluye también los materiales procedentes de la transformación natural o artificial de la materia orgánica.
Energía solar	La captación de la radiación solar sirve tanto para transformar la energía solar en calor (térmica), como para generar electricidad (fotovoltaica).
Energía geotérmica	Parte del calor interno de la Tierra (5.000ºC) llega a la corteza terrestre. 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 nuclear	El núcleo atómico de elementos pesados como el uranio, puede ser desintegrado (fisión nuclear) y liberar energía radiante y cinética. Las centrales termonucleares aprovechan esta energía para producir electricidad mediante turbinas de vapor de agua.
Energía gravitacional	La atracción del Sol y la Luna que origina las mareas puede ser aprovechada para generar electricidad.

R=renovable; A=agotable

Aunque parezca increíble, actualmente la humanidad, sobre todo una parte de ésta (el Norte), devora los combustibles fósiles a un ritmo 100.000 veces más rápido que el de su velocidad de formación.

3.- PROBLEMAS DEL USO DE LA ENERGÍA

La mayor parte de la energía que utilizamos en la vida cotidiana es de dos tipos:

Energía eléctrica, se emplea en los hogares, en industria,,,,
Energía de los combustibles, se emplea en el transporte y en la calefacción.

El uso de la energía causa problemas, como el agotamiento de los recursos y la contaminación, que es el origen, a su vez, del calentamiento global, la lluvia ácida y la aparición de residuos radiactivos.

El agotamiento de los recursos

Los combustibles fósiles son fuentes de energía no renovables, por lo que en un futuro se agotarán, para evitar el agotamiento de combustibles fósiles, es fundamental ahorrar energía, ademas de utilizar energías renovables, como la solar y la eólica.

El calentamiento global
La tierra se calienta gracias a la energía que recibe del Sol. A su vez, la Tierra emite parte de esa energía al espacio. Sin embargo, algunos gases de la atmósfera, como el dióxido de carbono, impiden que esa energía escape y la devuelven de nuevo a la superficie terrestre. Como consecuencia, la temperatura del planeta es cálida y adecuada para los seres vivos. A este fenómeno se le llama efecto invernadero, porque la atmósfera actúa como el vidrio de un invernadero: hace que se caliente el interior.
En los últimos años ha aumentado mucho la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera debido al consumo de combustibles fósiles. Como consecuencia, la temperatura del planeta se está elevando. A esto se le llama calentamiento global. Los científicos prevén que este calentamiento puede tener graves consecuencias.

La lluvia ácida
Cuando se queman carbón o combustibles derivados del petróleo, con el humo se emiten a la atmófera aglunas sustancias que se disuelven en el agua de lluvia y dan lugar a la lluvia ácida.

Los residuos radiactivos
Se producen en las centrales nucleares y se almacenan en ellas.

Conflictos bélicos/tensiones sociales

Los principales yacimientos de combustibles fósiles están concentrados en lugares muy determinados del planeta, no están en todos lados. El control y explotación de esos yacimientos es causa de conflictos, guerras y tensiones sociales que cada día podemos ver en los medios de comunicación. Muchas de las guerras en los últimos años han sido causadas por el control de esos recursos energéticos, de los que dependen muchos países.

Desequilibrio social

A las evidentes diferencias entre países ricos y pobres hemos de sumar otro dato: La cuarta parte de la población mundial consume las 3/4 partes del total de la energía primaria (producida por los combustibles fósiles) en el mundo.

Ante este panorama la pregunta que nos hacemos es lógica ¿no existe alternativa? por supuesto que sí: las energías renovables, que aprovechan fuentes de energía naturales y no fósiles.

4.- DESARROLLO SOSTENIBLE
Mahatma Gandhi decía: "La tierra nos ofrece lo suficiente para cubrir las necesidades de todos, pero no para la avaricia de unos cuantos"