TRAB GRUPAL DE FISICA - CATARI PERALTA
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FACULTAD : De Ingeniería y Arquitectura CARRERA : Ingeniería de Sistemas e Informática CICLO : III CURSO : Física Aplicada TÍTULO DE LA MONOGRAFÍA: La Energía y sus Transformaciones INTEGRANTES : - CATARI VILCA, Valentín Timoteo - PERALTA QUEDENA, Andrés Johan.
Transcript of TRAB GRUPAL DE FISICA - CATARI PERALTA
FACULTAD : De Ingeniería y Arquitectura
CARRERA : Ingeniería de Sistemas e
Informática
CICLO : III
CURSO : Física Aplicada
TÍTULO DE LA MONOGRAFÍA:
La Energía y susTransformaciones
INTEGRANTES :
- CATARI VILCA, Valentín
Timoteo
- PERALTA QUEDENA, Andrés
Johan.
LIMA – PERÚ
1
DEDICATORIA
Este trabajo lo dedicamos A Dios, por brindarnos la dicha
de la salud, bienestar físico y espiritual, a nuestros
maestros que nos guían, acompañan, nos asesoran y nos
facilitan la consecución de aprendizajes para el logro de
capacidades y a nuestros familiares más cercanos, por su
apoyo incondicional, paciente y perseverante, que
permanentemente nos llena de optimismo y nos compromete
lograr el anhelado Título Profesional, para luego entrar al
servicio de la sociedad.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos en primer lugar a la Universidad TELESUP , ya
que gracias a su Visión de brindar estudios virtuales para
aquellos que como nosotros no podemos asistir a las clases
presenciales y regulares, nos brinda la oportunidad de
cumplir con una meta anhelada, la cual es culminar nuestra
formación académica, en segundo Lugar a los Catedráticos
que nos acompañan y nos orientan con profesionalismo, eso
inspira en nosotros la responsabilidad de estudiar y lograr
las capacidades suficientes para luego ser competentes al
ejercer nuestra profesión.
2
3
ÍNDICE
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTOS
INTRODUCCIÓN...........................................3
CAPITULO I: ENERGIA Y TRABAJO
1.- ENERGIA Y TRABAJO...............................51.1.- ENERGIA.......................................51.2.- TRABAJO:......................................61.3.- CALOR:........................................7
CAPITULO II: FORMAS DE ENERGIA
2.- FORMAS DE ENERGIA...............................92.1. ENERGÍA MECÁNICA:..............................9
a) Energía Cinética...............................9b) Energía Potencial..............................9
2.2. LA ENERGÍA TÉRMICA O CALORÍFICA................102.3. ENERGIA QUIMICA................................112.4. ENERGIA NUCLEAR................................132.5. ENERGIA RADIANTE O ELECTROMAGNETICA ..........142.6. ENERGIA ELÉCTRICA ............................17
CAPÍTULO III: TRANSFORMACIONES DE ENERGIAS
3.- TRANSFORMACIONES DE ENERGIA3.1.- DEGRADACION DE LA ENERGIA.....................183.2.- CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA ..................203.3.-TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS EN LOS SERES VIVOS ....................................................213.4.- LAS FUENTES DE ENERGÍA .....................22
3.3.1. ENERGÍAS NO RENOVABLES .................223.3.2. ENERGÍAS RENOVABLES .....................23
3.5.- USO RACIONAL DE LA ENERGÍA: UN PROBLEMA DE ACTUAL DEBATE MUNDIAL ...........................24
CONCLUSIONES...........................................26
4
BIBLIOGRAFÍA...........................................28
5
INTRODUCCIÓN
Energía es la capacidad de producir trabajo o calor. El
trabajo es una magnitud física que se define como la fuerza
multiplicada por el espacio. Requiere, por tanto, fuerzas y
desplazamientos (que es lo que hay en los mecanismos de las
máquinas). El calor es lo que permite aumentar la
temperatura de algo.
Estos conceptos son complejos, por lo mismo lo explicaremos
de una manera más sencilla de comprender en los capítulos
de este trabajo.
Desde un punto de vista técnico, la energía es lo que se
necesita para que funcionen las máquinas. Las máquinas
tienen elementos que se mueven. Para conseguir esos
movimientos necesitamos desarrollar fuerzas.
En una grúa, por ejemplo, hay fuerzas que sirven para mover
pesos. Para que funcione una grúa, habrá que alimentarla
con energía.
Cualquiera de las máquinas que el hombre fabrique
necesitará energía para funcionar. Por ejemplo un auto de
juguete necesita una pila que le suministre la energía que
necesita para moverse. Lo mismo le pasará a cualquier
6
máquina que fabriquemos, necesitará energía para poder
funcionar.
La energía también puede usarse para calentar algo. Por
ejemplo cuando ponemos agua en una cafetera para hacer un
café, necesitaremos suministrarle energía o el agua no
hervirá. Esa energía se la suministra el fuego que ponemos
debajo.
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.
En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en
ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún
trabajo externo, la suma de las energías cinética y
potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con
el nombre de Principio de conservación de la energía
mecánica.
La Energía puede manifestarse de diferentes maneras: en
forma de movimiento (cinética), de posición (potencial), de
calor, de electricidad, de radiaciones electromagnéticas.
7
También es debemos destacar que actualmente se está
promoviendo el uso racional de la energía debido a que
podría generarse una crisis energética a nivel mundial.
8
CAPITULO I
ENERGIA Y TRABAJO
1. ENERGIA Y TRABAJO
En la vida cotidiana se hace uso frecuente de las
palabras energía y trabajo, pero ¿qué significan?
1.1.- ENERGIA
En determinadas condiciones, los cuerpos (objetos,
plantas, animales o personas) poseen energía. La energía
se puede entender como la posibilidad que tiene un
cuerpo de producir algún cambio, acción o efecto en sí
mismo o sobre otro cuerpo. Tales cambios pueden ser
movimiento, calentamiento, o alteraciones en el estado
de dichos cuerpos. La energía interviene en todos los
cambios que ocurren en el Universo, y se precisa para
calentar, iluminar, deformar, mover, y para que la vida
sea posible.
Se llama energía a la capacidad que tiene un cuerpo de
producir algún tipo de cambio en sí mismo o en otro
cuerpo.1
Por tanto, los cuerpos poseen energía, y dicha energía
les permitiría ser capaces de producir cambios o efectos
en sí mismos o en otros cuerpos. Ahora bien, para
1 ENDESA EDUCA, La Energía, en: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/i.-la-energia-y-los-recursos-energeticos
9
desencadenar ese cambio, la energía que acumula un
cuerpo debe ser liberada, o transferida a otro cuerpo.
Se puede decir que hay dos formas de transferir la
energía entre los cuerpos, o dicho de otra forma, que la
energía produce dos tipos de acciones o cambios sobre
los cuerpos: trabajo y calor.
Ejemplo 1:
Las personas poseen energía (obtenida de los alimentos).
Esta energía tiene la posibilidad de producir un cambio
en una caja (su movimiento), cuando sea transferida a
la caja mediante la aplicación de una fuerza. (Figura
1).
Ejemplo 2:
Un bolígrafo situado a una cierta altura posee energía,
que se puede liberar dejándolo caer. La energía liberada
provoca un efecto en el bolígrafo, que es su cambio de
posición debido a su caída. (Figura 2)
1.2.- TRABAJO.
10
El trabajo es una de las formas de transferir la energía
de un cuerpo a otro. Consiste en aplicar una fuerza
sobre un cuerpo para conseguir su movimiento. El trabajo
se define como:
TRABAJO = FUERZA x DESPLAZAMIENTO
(El trabajo se mide en Julios (J), la fuerza en Newtons (N), y el
desplazamiento en metros (m).)
Es decir:
Para que la energía se transfiera o libere en forma de
trabajo, es necesario ejercer una fuerza que produzca un
cambio en forma de desplazamiento. Fuerza y movimiento
son los elementos fundamentales del trabajo. Si no
existe fuerza, desplazamiento, o ninguno de ellos, no
puede existir trabajo.
Ejemplo:
Para elevar una piedra por una pendiente, una persona
debe ceder parte de su energía a la piedra en forma de
trabajo (aplicación de una fuerza suficiente para
desplazar la piedra pendiente arriba). La piedra ha
recibido energía en forma de trabajo, que puede liberar
de nuevo para rodar pendiente abajo (Figura 3 y 4)
11
Figura 3 Figura 4
1.3.- CALOR
Otra de las formas de transferir la energía entre los
cuerpos es en forma de calor. “El calor representa la
cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como
consecuencia de una diferencia de temperatura entre
ambos”.2
“El calor es una cantidad de energía y es una expresión
del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.
Cuando el calor entra en un cuerpo se produce
calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los
objetos más fríos poseen algo de calor porque sus átomos
se están moviendo.”3
Ejemplo 1:2 PROFESOR EN LINEA, Calor y energía térmica, en http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Calorenergiatermica.htm 3 PROFESOR EN LINEA, Calor y Temperatura, en: http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Calor_y_Temperatura.htm
12
La energía del Sol se transfiere al agua del mar en
forma de calor, incrementando su temperatura (es decir,
calentándola).
Ejemplo 2:
Al frotar las manos, parte de nuestra energía se
transfiere en forma de movimiento a las manos (trabajo),
y parte se transfiere en forma de calor.
Además, el calor aparece en casi todas las trasferencias
o transformaciones de energía como un efecto indeseado,
que provoca degradaciones y pérdidas de energía. Lo
veremos más adelante
Figura 5
13
CAPITULO II
FORMAS DE ENERGIA
2. FORMAS DE ENERGIA
Como ya se ha estudiado antes, los cuerpos poseen
energía. Ahora bien, la energía que contienen los
cuerpos puede manifestarse de formas muy diversas.
Por ejemplo, la energía que posee una pila no será del
mismo tipo que la energía que posee una hoguera.
Algunas de las formas de la energía más sencillas son
las siguientes:
2.1. ENERGÍA MECÁNICA. (Em)
Se trata de la energía que poseen los cuerpos debido a
su posición y/o a su movimiento. Tiene dos componentes:
Energía Cinética y Energía Potencial
2.1.1. ENERGÍA CINÉTICA (Ec): es la energía que posee un
cuerpo por el hecho de estar en movimiento. Depende de
la masa (m) y la velocidad (v) a la que se desplace el
cuerpo:
EC = 1/2 * m * v2
14
2.1.2. ENERGÍA POTENCIAL (Ep): Es la energía de un
cuerpo debido a su posición dentro de un campo de
fuerzas determinado.
En el caso del campo gravitatorio terrestre, sería la
energía de un cuerpo debido a la altura h en la que se
encuentre:
EP = m * g * hDonde g = gravedad = 9.8 m/s2
Se cumple que la energía mecánica es la suma de la
energía cinética más la energía potencial: (Gráfico5)
Em = Ec + Ep
Figura 6
2.2. LA ENERGÍA TÉRMICA O CALORÍFICA.
La energía térmica o calorífica es la energía presente
en un cuerpo debido a su temperatura. La energía térmica
se debe al movimiento vibratorio de las partículas que
forman la materia (a mayor temperatura, las partículas
15
que forman el cuerpo se mueven (o vibran) con mayor
velocidad, por lo que tendrán más energía).
La energía térmica o calorífica se transfiere de un
cuerpo que está a mayor temperatura a un cuerpo que está
a menor temperatura, en forma de calor. Existen tres
formas de transferencia del calor cuerpos: conducción,
convección y radiación. (Figura 7)
Figura 7
La energía calorífica por radiación se transmite a
través de ondas electromagnéticas. Es el modo con el que
nos llega la energía calorífica proveniente del Sol.
La transmisión de la energía calorífica por conducción
se experimenta cuando un cuerpo caliente está en
contacto físico con otro cuerpo más 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 calorífica de
16
nuestra mano se transfiere al hielo, por eso tenemos
sensación de frío.
La transmisión de la energía calorífica por convección
se produce cuando se trasladan las moléculas calientes
de un lado a otro. Sería el caso del viento.
La energía se mide en Julios (J) según el sistema
internacional, aunque cuando se trata de energía
calorífica también se suelen utilizar las calorías (cal)
que corresponde a la cantidad de energía que se necesita
para elevar un grado centígrado un gramo de agua. Una
caloría equivale a 4.18 julios.
2.3. ENERGIA QUIMICA
Es la energía almacenada en los enlaces químicos que
mantienen unidos los átomos y moléculas de la materia.
Dicha energía se libera al reaccionar dos o más
productos químicos para formar otro distinto.
Podemos mencionar algunos ejemplos, como: digestión de
los alimentos por parte de los seres vivos, combustión
del carbón, petróleo, gas, o madera, utilización de
pilas y baterías en circuitos eléctricos, etc. (Figura
8)
17
La energía química, en definitiva, es una de las tantas
manifestaciones de la energía. Si bien este tipo de
energía está siempre presente en la materia, sólo se
manifiesta cuando se registra una alteración de ésta.
Cuando hablamos de energía química es inevitable que,
además de determinar qué es y para qué se utiliza,
hagamos referencia al conjunto de ventajas que ofrece.
Se trata de los beneficios que aporta y que son los que
han motivado que en distintas áreas se apueste de manera
contundente por ella:
Cuenta con un elevado rendimiento.
Ofrece un mínimo nivel de emisiones de carácter
contaminante.
Gracias a ella se lleva a cabo la creación de una gran
diversidad de productos importantes para nuestro día a
día. Entre ellos destacaríamos los artículos de
limpieza para el hogar o incluso para lo que es la
higiene personal.
18
De la misma manera, no hay que pasar por alto que la
energía química está permitiendo en estos momentos la
investigación y desarrollo de nuevos medicamentos,
gracias a los cuales se puede hacer frente de manera
contundente a ciertas enfermedades.
Todo ello sin olvidar que también a través de ella se
están acometiendo nuevos proyectos y dispositivos que
tienen como claro objetivo el lograr purificar el
agua.
Está permitiendo que se descubran novedosos
materiales.
No obstante, los detractores de la energía química,
frente a ese conjunto de ventajas citadas, no dudan en
exponer también los contras que tiene hacer uso de
aquella. En concreto, habitualmente señalan que causa un
grave daño al medio ambiente pues lo contamina y que
algunos de los componentes que utiliza son tóxicos. Es
decir, la muestra como una forma de energía nada
ecológica, sino todo lo contrario.
Los automóviles, los aviones y millones de máquinas se
movilizan gracias a la energía química desprendida
durante la combustión del carbón o del petróleo. La
configuración de los motores, con sus cilindros y otros
elementos, resulta clave en todo el proceso.
19
Este tipo de energía incluso es la que posibilita los
viajes al espacio exterior, lo que demuestra su
importancia en diversos ámbitos del accionar humano.
2.4. ENERGIA NUCLEAR
Se trata de la energía presente en los núcleos de los
átomos de la materia. Se puede liberar mediante las
reacciones nucleares de fisión (ruptura de núcleos) y
fusión (unión de núcleos). (Figura 9)
La energía nuclear se utiliza principalmente para
producir energía eléctrica Generalmente, esta energía
(que se obtiene en forma de calor) se aprovecha para
generar energía eléctrica en las centrales nucleares,
aunque existen muchas otras aplicaciones de la energía
nuclear.
Actualmente sólo se aprovecha la energía atómica por
fusión de núcleos de uranio en las centrales atómicas.
(Figura 10)
20
Figura 9 Figura10
2.5. ENERGIA RADIANTE O ELECTROMAGNETICA
Es la energía presente en las ondas electromagnéticas y
las radiaciones (luz, ondas de radio, rayos - X,
microondas, infrarrojos, ultravioleta, etc.).
La característica principal de esta energía es que se
puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte
material alguno.
Un caso particular es la energía luminosa, que es la
energía contenida en la luz solar.
La energía es la capacidad para producir un trabajo,
provocar cambios físicos, químicos y naturales. Debido a
estos cambios, la energía se manifiesta de diferentes
maneras como la nuclear, atómica, térmica, eléctrica,
química y radiante.
La energía radiante llamada también como energía
electromagnética, es aquella que se transmite por medio
de una partícula elemental llamada fotón, interactúa con
21
la materia para transferir una cantidad fija de energía.
Partícula que está presente en las ondas
electromagnéticas, en los rayos gama, en los rayos
ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), las
ondas de radio, la luz visible (espectro
electromagnético), hasta en la luz y el calor del sol.
Este tipo de energía siempre se encuentra en movimiento,
viajando a una velocidad de 300mil kilómetros por
segundo en el espacio, formando ondas con diversas
longitudes y frecuencias.
Los rayos gamas, producen la desintegración de los
átomos de materiales naturales o artificiales, es decir,
fabricados por el hombre. Debido a su alto poder, la
radiación gama es parte de un proceso ionizante que
extrae los electrones de sus estados ligados al átomo,
penetrando al núcleo de las células, causando un daño
grave e irreversible.
Figura 11. Generador de energía radiante
22
Los rayos X en cambio, es un tipo de radiación
electromagnética que es capaz de atravesar cuerpos, a
diferencia de los rayos gama, estos no penetran al átomo
para destruirlo sino que produce una desaceleración de
electrones para que se pueda producir la película
fotográfica que comúnmente se conoce.
Figura 12
Otro tipo de radiación que es parte integrante de los
rayos solares, son los rayos ultravioleta, cuyo nombre
proviene de su longitud de onda que el ojo humano
percibe como color violeta. Puede provocar efectos,
hasta daños en la salud como cáncer en la piel, ceguera,
entre otras, además de que la luz negra UV puede es
aplicada a la ciencia forense para detectar restos de
fluidos.
Luz visible o espectro visible es la región del espectro
electromagnético que el ojo humano alcanza a percibir.
El ojo llega a percibir la longitud de la onda de este
23
espectro entre unos 400 y 700 metros, logrando ver los
colores de la luz que se ordenan como en el arco iris.
La energía que emiten todos los cuerpos calientes es
llamada radiación infrarroja, mencionada en películas de
espías que utilizan en dispositivos nocturnos, los rayos
infrarrojos también están presentes en muchas
actividades cotidianas como en un control remoto, en
conexiones inalámbricas y otras fibras ópticas.
Por último las ondas de microondas que son empleadas en
el popular equipo doméstico, también radares,
televisiones y móviles. Estos mismos aparatos también
emiten las ondas de radio, las cuales se propagan a lo
largo del espectro electromagnético.
La energía radiante se encuentra en nuestro alrededor,
desde el color de los objetos hasta aparatos domésticos
comunes, no contamina, ni modifica el ambiente, es parte
de él ya que proviene del sol. Esta energía nos acompaña
en la vida diaria, pero es hoy en día que se ha
desarrollado diversos tipos de técnicas, herramientas,
dispositivos y tecnología para aprovecharla.
2.6. ENERGIA ELÉCTRICA
24
Energía asociada a la corriente eléctrica (cargas
eléctricas en movimiento). Se trata de la forma de
energía más versátil, ya que se puede transformar en
otras formas de energía muy fácilmente.
Es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en
el interior de los materiales conductores. Esta energía
produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico
y magnético. Ej.: La transportada por la corriente
eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al
encender una bombilla.
Figura 13
25
CAPITULO III
TRANSFORMACIONES DE ENERGIA
3. TRANSFORMACIONES DE ENERGIA
Los cuerpos poseen energía en formas muy diversas. Pues
bien, la energía se encuentra en constante
transformación. Todas las formas de energía son
convertibles, pasando de unas a otras.
Ejemplos:
• Al arder la madera, la energía química de la misma
se transforma en térmica y luminosa.
• Al girar las aspas de un aerogenerador, la energía
mecánica del viento se transforma en energía
eléctrica.
3.1. DEGRADACION DE LA ENERGIA
Tanto cuando se produce trabajo como calor, la energía
fluye de un sistema a otro y normalmente cambia de un
tipo de energía a otro tipo. En los procesos
tecnológicos se producen un conjunto de transformaciones
energéticas. Tener una idea de estas transformaciones es
interesante, porque en muchos casos la energía se está
transformando en algo que no es útil para nosotros. En
ese caso hablamos de pérdidas que harán disminuir el
rendimiento del proceso. Por ejemplo, cuando quemamos
leña en la chimenea para calentarnos, no toda la energía
26
calienta la casa, parte se va por la chimenea con el
humo.
Transformaciones energéticas de una pila:
Se transforma en
En una Pila hay pérdida de calor
(La pila se calienta)
Transformaciones energéticas que se producen en un motor
eléctrico:
Se transforma en
En una Motor hay pérdida de calor
(El Motor se calienta)
Transformaciones energéticas que se producen en el motor de
un coche:
27
ENERGIA QUIMICA
ENERGIA ELECTRICA
ENERGIA TERMICA
ENERGIA QUIMICA
ENERGIA QUIMICA
ENERGIA ELECTRICA
ENERGIA QUIMICA
ERGIA ELECTRICA
ENERGIA QUIMICA
ENERGIA MECANICAENERGIA QUIMICA
ENERGIA TERMICA ENERGIA
ELECTRICA
ENERGIA TERMICA
ENERGIA MECANICA
Se transforma en
Se transforma en
Hay perdidas de Calor Hay
perdidas de Calor
(Parte de la energía se va (El Motor se Calienta) Con los
gases de combustión)
Transformaciones energéticas que se producen en una
resistencia eléctrica:
Se transforman en
En una Resistencia
Transformaciones energéticas que se producen en un
generador eléctrico:
Se transforman en
En un Generador
3.2. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
“Cuando se usa la energía esta se transforma de un tipo
en otro, por tanto no se gasta Pero no todos los tipos
de energía son igualmente aprovechables. En la práctica,
28
ENERGIAELECTRICA CALOR
ENERGIA MECANICA
ENERGIA ELECTRICA
cuando usamos la energía es como si se gastara, porque
se transforma en un tipo que no es aprovechable”.4
Figura 14
En la mayor parte de los casos el problema es el
calor. Parte de la energía que usamos para hacer
funcionar las cosas se transforma en calor. Es fácil
transformar cualquier tipo de energía en calor, pero
al revés es difícil. La energía eléctrica se
transforma en movimiento y calor en un motor, pero ese
calor que produce es muy difícil de utilizar.
Parte de la energía que se invierte en hacer funcionar
algo se va en otras cosas que no nos interesan.
Excepto cuando el efecto térmico es el buscado, la
emisión de calor es lo que hace bajar el rendimiento
de las máquinas. Pero incluso cuando buscamos el
calor, podemos tener pérdidas. Por ejemplo, en una
4 IESVILLABLANCA, Energía, en: http://ies.villablanca.madrid.educa.madrid.org/web/departamentos/tecnologia/t10_energia_breve.pdf
29
calefacción de gasoil, no toda la energía se
transforma en calor dentro de la casa, una parte muy
importante se va por la chimenea con el humo. Hay un
tipo de centrales eléctricas llamadas de ciclo
combinado en las que se intenta aprovechar el calor
que se va con los gases de combustión para obtener
energía eléctrica. Gracias a ello, son centrales de
alto rendimiento.
Recordemos que hay una ley general que dice que la
cantidad de fuerza que hay en la entrada del mecanismo
multiplicada por la cantidad de movimiento (de
desplazamiento) que hay en ese lado es igual a la
fuerza multiplicada por el movimiento en la salida.
Ese producto que se conserva a ambos lados del
mecanismo está relacionado con la energía. Sin
embargo, esa es una situación ideal, en la realidad,
parte de la energía mecánica de la entrada se
transforma en calor, porque los mecanismos rozan y se
calientan, de forma que el producto de la fuerza por
el movimiento en la salida es siempre menor que en la
entrada en la realidad.
3.3. TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS EN LOS SERES VIVOS
En los seres vivos se producen diversas
transformaciones de energía necesarias para las
funciones esenciales.
30
El conjunto de todas las transformaciones energéticas
que tienen lugar en el interior de un organismo vivo
se denomina metabolismo. Es un proceso que permite el
mantenimiento, crecimiento y reproducción del
organismo.
Los alimentos aportan la energía necesaria para el
correcto funcionamiento del metabolismo de todo ser
vivo.
Las necesidades energéticas de una persona dependen de
sus características físicas, edad, sexo, actividad
desarrollada, etc.
Aunque la unidad de energía en el SI es el joule, para
algunas aplicaciones, como las transformaciones
energéticas en los seres vivos, se utilizan otras
unidades como la kilocaloría. La kilocaloría equivale
a 4186 joule y se puede tener una idea de su valor a
través de su antigua definición referida a la cantidad
de energía que debe intercambiar 1 kilogramo de agua
para variar su temperatura en un grado Celsius.
Es muy difícil hacer un cálculo exacto, sin embargo la
Organización Mundial de la Salud ha estimado que las
necesidades energéticas diarias de una persona en edad
escolar son de 50 Kcal por kg de peso. Es decir que un
niño o joven de 50 kg necesita una cantidad de energía
31
de aproximadamente 2500 Kcal diarias para una adecuada
alimentación
3.4. LAS FUENTES DE ENERGÍA
Las fuentes de energía son los recursos naturales de
los que se puede obtener energía. Por ejemplo se puede
obtener energía del viento, del petróleo, del sol,
etc. Todas ellas son fuentes de energía.
Según la posibilidad de agotamiento de sus fuentes,
las energías se pueden clasificar en no renovables y
renovables.
3.4.1 ENERGÍAS NO RENOVABLES
Las energías no renovables, son aquellas en las que la
cantidad disponible de la fuente depende del uso que
se hace. Cuanto más se usan, queda menos para usos
futuros.
Las fuentes de energías no renovables son agotables.
Ejemplos de energías no renovables:
Petróleo
Carbón
Gas natural
Energía nuclear
Este tipo de recursos cuando se usan se van gastando.
Si quemamos un kilogramo de carbón, nunca lo
recuperaremos. Tanto el carbón como el petróleo o el
32
gas natural se llaman combustibles fósiles. Se
formaron por la descomposición de residuos orgánicos
durante millones de años en el interior de la tierra,
sometidos a altas presiones y temperaturas. La
formación natural de estos combustibles es tan lenta
que cada vez queda menos en el planeta ya que se usan
muchísimo.
3.4.2. ENERGÍAS RENOVABLES
Las energías renovables, son aquellas en las que la
cantidad de energía disponible en sus fuentes no
depende de la cantidad que se usa. Esto puede ser
debido a que sean inagotables, o porque pasado un
tiempo se regeneren.
Ejemplos de energías renovables:
Solar que es la energía que se puede obtener del
Sol
Eólica que tiene el viento como fuente
Mareomotriz que usa la subida y bajada de las
mareas para obtener energía
Hidráulica que es la energía que se puede obtener
en los saltos de agua de los embalses
Geotérmica que aprovecha que el interior de la
tierra está muy caliente para obtener energía
Energía de biomasa que usa restos biológicos, como
por ejemplo leña, para obtener la energía
33
Por ejemplo la energía solar de que dispondremos en el
futuro, no depende de la que usemos en el presente. En
el caso de la energía hidráulica la cosa es un poco
más compleja. La energía hidráulica es la del agua
almacenada en los embalses que al vaciarse es capaz de
mover generadores eléctricos. Si la usamos, el embalse
se va vaciando, de manera que en ese embalse queda
menos energía almacenada. Pero con el tiempo, volverá
a llover y el pantano volverá a llenarse. La energía
se renovara en poco tiempo, no como en las no
renovables
3.5. USO RACIONAL DE LA ENERGÍA: UN PROBLEMA DE ACTUAL
DEBATE MUNDIAL
La producción de energía es uno de los aspectos
decisivos para el desarrollo y crecimiento de toda
sociedad, especialmente de las sociedades
industrializadas.5
Los debates sobre su producción y uso racional se han
convertido en una problemática mundial pendiente de
5 UNESCO, Energía I en: http://www.ccpems.exactas.uba.ar/CDs/CDEnergia/I/contents/energia/crisis_energetica/fuentes_energia/fuentes_energia_home.htm.
34
una pronta resolución, dado que se podría generar una
lucha por la subsistencia.
El excesivo uso de la fuentes energéticas y los modos
de utilizarla, no siempre equitativos, generan
preocupación permanente y es por esto que se habla de
la crisis energética. Es un problema mundial que
requiere de estrategias de resolución en manos de
distintos organismos oficiales, políticos,
científicos, asociaciones ambientalistas y de todos
los ciudadanos. Esta inquietud genera diversas
hipótesis, algunas controvertidas, otras más
pesimistas que optimistas, pero todas forman parte de
este debate actual.
En nuestro país, algunas de las opciones se dirigen a
la búsqueda de mayores recursos en el área de
hidrocarburos (gas natural) y a su posible sustitución
en algunos usos.
Existen además propuestas centradas en un mayor
desarrollo de las llamadas energías no convencionales.
En ese sentido un grupo de entidades propone estudios
para lograr entre otros:
Masificar el Uso del gas natural
Un plan de desarrollo eólico
Un plan de desarrollo de pequeñas centrales
hidráulicas.
35
El desarrollo del resto de fuentes alternativas,
como la geotérmica, la mareomotriz, la captura de
metano de rellenos, adoptando para cada una
criterios de sustentabilidad social, ambiental y
económica.
Pero también, todos los ciudadanos pueden contribuir
de alguna manera con el cuidado de la energía
eléctrica de uso diario. Algunas recomendaciones para
tener en cuenta pueden ser las siguientes:
Cada casa tiene un promedio de 14,6 lámparas
incandescentes. El 15% de ellas tiene un consumo
superior a los 200 wh por día. Si se reemplazan dos
lámparas comunes por otras de bajo consumo, el
ahorro sería de 150 wh por día, es decir 4,5 kwh
por mes.
Las lámparas de bajo consumo son más costosas que
las comunes pero gastan 4 veces menos energía y
duran entre 5 y 10 veces más.
Las luces de los frentes de las casas pueden
accionarse mediante células fotoeléctricas para
evitar que estén encendidas innecesariamente toda
la noche.
Conviene planchar toda la ropa de una vez, no dejar
la plancha enchufada ya que es uno de los
electrodomésticos que más energía utiliza: una hora
de planchado equivale a 20 horas de televisión, a 7
36
horas de computadora, a 10 horas de una lámpara
común o a 50 horas de una lámpara de bajo consumo.
Es conveniente mantener apagados los
electrodomésticos como el reproductor de DVD, las
videograbadoras, los equipos de música cuando no
están en uso, porque siempre hay un consumo mínimo
de energía.
37
CONCLUSIONES
1. La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para
producir algún efecto, mediante la realización de un
trabajo o la transferencia de calor. La energía es ese
“algo” que fluye de aquí para allá entre los cuerpos,
de forma que cuando se transfiere de un cuerpo a otro,
se producen cambios en ellos (movimiento, calor, luz,
reacciones químicas, cambio de estado, etc.).
2. La energía puede manifestarse de seis formas
distintas: energía mecánica, calorífica o térmica,
eléctrica, química, nuclear y radiante
electromagnética.
3. La energía permite que en un cuerpo o en un conjunto
de cuerpos natural o artificial se produzca algún tipo
de cambio o transformación.
4. Una de las propiedades fundamentales de la energía es
su posibilidad de transmitirse de un sistema a otro o
aun entre partes del mismo sistema.
5. La energía no se crea ni se destruye, sino que se
transforma de una manifestación en otra, aunque la
cantidad total no cambia.
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6. Durante sus transformaciones, la energía sufre un
proceso de degradación. Esto significa que, aunque se
tenga la misma cantidad de energía y se cumpla la ley
de conservación, puede ocurrir que se convierta en una
energía menos útil.
7. Las máquinas han posibilitado al hombre la utilización
del viento, el agua y otros recursos naturales como
fuentes para obtener energía.
8. Las fuentes de energía son los recursos naturales de
los que se puede obtener energía. Según la posibilidad
de agotamiento de sus fuentes, las energías se pueden
clasificar en no renovables y renovables.
9. La producción de energía es uno de los aspectos
decisivos para el desarrollo y crecimiento de toda
sociedad, especialmente de las sociedades
industrializadas,
10. Los debates sobre la producción y uso racional de
la energía se han convertido en una problemática
mundial pendiente de una pronta resolución, dado que
se podría generar una lucha por la subsistencia.
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