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Cuadernillo 01 completo

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Eficiencia Energética

Publié dans : Ingénierie
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Cuadernillo 01 completo

  1. 1. Autoridades Presidencia de la Nación Dra. Cristina Fernández de Kirchner Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios Arq. Julio De Vido Secretaría de Energía Ing. Daniel Omar Cameron Dirección General de Cooperación y Asistencia Financiera Dra. Marta Zaghini Diseño Editorial Synergia 360 Colaboradores Ing. Alicia Baragati Lic. Juana Ajuria Guerra de Arizaga Dra. Andrea Griffo Lic. Fernando Pino Ing. Hernán Iglesias Furfaro Lic. Graciela Misa Lic. Rodrigo Gómez Iza Srta. María Paula Güimil Srta. Verónica Viana Sr. Daniel Castaldo
  2. 2. Hoy la electricidad es una de las formas de energía más coti-dianas en nuestras vidas. Gracias a ella podemos disfrutar de una infinidad de progresos tecnológicos que están detrás de su desarrollo y aplicación. Pero esta cotidianeidad no necesariamente implica el conocimiento de cómo ésta se produce y su estrecho vínculo con los recursos natu-rales que permiten generarla. Ello exige que la electricidad sea utilizada en forma responsa-ble, eficiente y racional, pensando en las comodidades de hoy y en el bienestar de la sociedad del mañana. A partir de su confianza en los niños y en su rol de protagonis-tas dentro de su familia y en la sociedad, la Secretaría de Energía decide contribuir mediante el presente recurso didáctico a una de las funciones más importantes de la escuela: brindar herramien-tas para desarrollar en los alumnos aquellas capacidades que se consideran necesarias para llegar a ser ciudadanos responsables y de pleno derecho. Acercándoles a Uds., que realizan la noble tarea de formar a las jóvenes generaciones, estas herramientas que espe-ramos sirvan como instrumento de cambio. La Secretaría de Energía les desea un trabajo fructífero. ESTIMADOS DOCENTES
  3. 3. CUADERNILLO 1 PROGRAMA SOBRE EL USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA “HAGAMOS CLICK, CUIDEMOS LA ENERGIA”
  4. 4. Contenido 14 15 16 17 18 20 1. La Energía. Definiciones Básicas 2. 10 11 La Energía. Bases Conceptuales 1.1 Antecedentes generales del programa 1.2 Objetivo 1.3 Hacer Click: Una invitación a la toma de conciencia y a la acción. 2.1 ¿Qué es la Energía? 2.2 Formas de Energía 2.3 Propiedades de la Energía 2.4 Transferencia de Energía 2.5 Las fuentes de Energía 2.6 Energías No Renovables 2.7 Energías Renovables
  5. 5. 7 28 29 3. La Energía y el Hombre 3.1 Edad de Piedra 3.1.1 El Paleolítico 3.1.2 El Neolítico 3.2 Edad de los metales 3.3 De los Griegos y los Romanos al Vapor 38 39 41 44 45 46 La Energía Eléctrica 4. 4.1 ¿Qué es la electricidad? 4.2 Bibliografia 5. 3.4 Dominando la Energía del Calor 3.5 La era de la Electricidad 3.6 La Tercera Revolución Industrial y la era de la Información 30 Electricidad: Una energía que proviene de la Naturaleza 4.3 El largo viaje de la electricidad 4.4 ¿Como llega hasta nuestras casas? 4.5 Una energía con múltiples usos 4.6 El consumo de energía eléctrica 31 33 35 47
  6. 6. LA ENERGÍA EL PROGRAMA 01
  7. 7. 1.1 Antecedentes Generales del programa Hoy la electricidad es una de las formas de energía más cotidianas en nuestras vidas. El Programa Nacional de Uso Racional y disfrutar de una infinidad de progresos tec-nológicos Eficiente de la Energía (PRONUREE), creado me-diante que están detrás de su desarrollo y apli-cación. Pero esta cotidianeidad no necesariamente el Decreto Nº 140/2007 del 21 de diciem-bre de 2007, declaró de interés y prioridad nacio-nal el uso racional y eficiente de la energía, así implica el conocimiento de cómo ésta se produce y su estrecho vínculo con los recursos naturales que permiten generarla. como también lo caracterizó como una actividad permanente e imprescindible de la política ener-gética. Ello exige que la electricidad sea utilizada en El PRONUREE tiene por objetivo mejorar forma responsable, eficiente y racional, pensando en las comodidades de hoy y en el bienestar de la sociedad del mañana. la eficiencia energética de los distintos sectores de consumo de energía, siendo la Secretaría de Energía el organismo ejecutor del mismo. A partir de su confianza en los niños y en su En particular, a lo que en materia de educa-ción se refiere, el citado decreto establece entre rol de protagonistas dentro de su familia y en la sociedad, la Secretaría de Energía decide contri-buir las acciones a desarrollar en el corto plazo, la de iniciar mediante las gestiones el presente necesarias recurso para didáctico el desarrollo a una de una campaña masiva de educación, concienti-zación de las funciones más importantes de la escuela: brindar herramientas para desarrollar en los alum-nos e información a la población en general y aquellas capacidades que se consideran nece-sarias para llegar a ser ciudadanos responsables y a los niños en edad escolar en particular, a fin de transmitir la naturaleza de la energía, su impacto de en la pleno vida derecho. diaria y Acercándoles la necesidad a de Uds., adoptar que realizan pautas de la noble consumo tarea prudente de formar de a la las misma. jóvenes generaciones, Es así que la Secretaría de Energía tomó la iniciativa de realizar un Programa educativo sobre el Uso Responsable y Eficiente de la Energía destinada a la comunidad educativa, buscando desarrollar en el niño nuevas conductas y actitudes relacionadas a los temas energéticos, es decir, despertar una con-ciencia responsable en la utilización de la energía, a partir del conocimiento de su origen y el impacto que ejerce su generación sobre los recursos natura-les que la proveen. La comprensión y aplicación de estos conceptos implicarán una mayor disponibilidad en el tiempo de dichos recursos si se logra finalmente una actitud responsable en el uso de la energía eléctrica. Esto no es otra cosa que el concepto de sostenibi-lidad, es decir asegurar de la mejor manera posible el abastecimiento de energía a las generaciones futuras a partir del cuidado de los recursos que hoy utilizamos.
  8. 8. 11 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. El programa. 1.2 OBJETIVO El objetivo de los presentes cuadernillos es concientizar y sensibilizar a la comunidad edu-cativa en general acerca de la importancia de ha-cer un uso responsable, racional y eficiente de la energía, y llevar adelante un proceso de difusión de buenas prácticas relacionadas con su uso, con el fin de contribuir a lograr una modificación de valores y conductas de los ciudadanos en lo que a esta temática se refiere. Se espera aportar a los docentes de nivel pri-mario las bases conceptuales que le permitan instrumentar en forma efectiva y práctica, los li-neamientos del Programa Educativo sobre el USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA que han sido cita-dos precedentemente. El hacer Click remite directamente a la necesi-dad de tomar conciencia (hacemos click cuando nos damos cuenta de algo) y a una de las acciones más elementales que podemos llevar adelante con el objetivo de usar racional, responsable y eficien-temente la energía que consumimos: apagar aque-llos artefactos que no estamos utilizando. El material está articulado en dos Cuadernillos. CUADERNILLO Nº 1 Hagamos Click, Cuidemos la Energía Uso Responsable de la Energía: Bases conceptua-les, dirigido a docentes de escuelas primarias. Este cuadernillo brinda las bases teóricas y el marco conceptual de las diferentes fuentes de energía y su transformación. Acerca a los alumnos al tema de la energía, par-tiendo de conceptos básicos, por ejemplo: qué es la energía, qué es la electricidad y cómo se obtiene a partir de sus diferentes fuentes, y el estrecho vinculo que ha existido históricamente entre el desarrollo de la humanidad y el de la energía, etc. También muestra mediante mapas, los lugares de Argentina donde se produce la electricidad y como llega a la población, detallando la ubicación de las cen-trales eléctricas y las líneas de transporte. La intención es que el docente disponga de la to-talidad de la información básica referente a los temas a abordar en el aula. 1.3 HACER CLICK: UNA INVITA-CIÓN A LA TOMA DE CONCIENCIA Y A LA ACCIÓN.
  9. 9. CUADERNILLO Nº 2 Hagamos Click, Cuidemos la Energía Uso Responsable y Agentes de Cambio. Guía y Actividades. Este cuadernillo aporta las bases conceptuales y de reflexión sobre la responsabilidad social, y por qué asumirla en el uso de la energía, en el uso de los recursos naturales y en el cuidado del medio-ambiente. Además presenta una guía con recomen-daciones sobre el uso de electrodomésticos, para que los alumnos puedan trasladar dichos conceptos a sus familias. Así mismo, contiene actividades prácticas y jue-gos, para desarrollar en el aula, buscando fomentar la investigación, y el aprovechamiento de los recur-sos naturales. La intención es brindar al docente herramientas que faciliten y ayuden a fijar el proceso de aprendi-zaje, a través del juego y actividades grupales. Conclusión: En resumen, la presencia de este material en la escuela (Cuadernillo 1 y 2) representará un pe-queño aporte, que podrá dar lugar a la organiza-ción de actividades conjuntas de toda la escuela: por ejemplo, podrá establecerse una semana del uso responsable de la energía o una semana del análisis de la energía solar. La escuela podrá convocar a las familias para hacerlas protagonistas en este proceso de apren-dizaje, que nos compromete a todos. Finalmente, Hagamos Click, cuidemos la ener-gía, es una iniciativa que procura que alumnos de escuelas primarias, se sientan parte de la compleja red de relaciones entre la sociedad y la naturaleza, y tomen conciencia de que las acciones propias tie-nen efecto y repercuten en el ambiente.
  10. 10. LA ENERGÍA DEFINICIONES BÁSICAS 02
  11. 11. 2.1 ¿Qué es la Energía? ¿Qué sucedería si en nuestra ciudad desaparecieran todas La palabra Energía proviene del griego (energeia): las formas y fuentes de Energía? No habría electricidad, ni gas, ni fuego y prácticamente todo dejaría de funcionar en los hogares, escuelas, hospitales, oficinas, etc. (lavarropas, planchas, ventiladores, estufas, etc.). No funcionarían los medios de trans­porte sin gas y petróleo. que significa actividad, operación y/o (energos)= fuerza de acción o fuerza trabajando. En todas las acciones co­tidianas que llevamos a cabo necesitamos realizar algún trabajo, sea al levantarnos, peinarnos, correr, jugar, traba­jar, etc. La Energía es la capacidad de producir algún tipo de trabajo, como por ejemplo poner un cuerpo en movi­miento, o bien elevarlo, calentarlo, transformarlo, etc. Su unidad de medida es el Joule (J). La energía se obtiene de recursos naturales. Ésta puede ser transformada en distintas formas de energía (eléctrica, térmica, etc.) para luego ser utilizadas en nues­tra vida diaria. La Energía es un tópico de enorme relevancia para la actividad humana, en la medida en que per­mite el desarrollo de la vida en la tierra y sostiene la actividad económica. 2.2 Formas de Energía La Energía se manifiesta de diferentes maneras recibiendo distintos nombres según las acciones y los cambios que puede provocar. A continuación se des­criben las cinco formas en que se presenta: ENERGÍA MECÁNICA ENERGÍA QUÍMICA ENERGÍA ELÉCTRICA ENERGÍA NUCLEAR ENERGÍA CALÓRICA O TÉRMICA
  12. 12. La energía tiene 4 propiedades básicas. Así, habrá que tener en cuenta que la Energía: 15 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas. 2.3 Propiedades de la energía Energía Química Es aquella Energía que posee la materia en vir­tud de sus propiedades, su estructura y su composición. Si bien esta energía está siempre presente en la materia solo se manifiesta cuando se produce una alteración de ésta. Esta alteración es producida por reacciones químicas como las que suceden cuando se quema un combustible, cuando nuestro organismo procesa los alimentos que inge­rimos, o cuando una pila funciona. Energía Mecánica Es la capacidad que tiene un cuerpo, o con­junto de ellos, de realizar un movimiento provocado por su energía potencial, cinética, o ambas (por ejemplo: el agua de una cascada (Energía Potencial) al caer mueve las hélices de la turbina hidráulica (Energía Cinética). Energía Potencial: Es la energía que posee un cuer­po en virtud de la posición que ocupa en un campo gravitatorio. Un ladrillo sostenido a una cierta altura del piso, tiene energía potencial debido a su posición en relación al suelo. Energía Cinética: Es la energía que posee un cuer­po en movimiento asociado a la velocidad con la que se desplaza. Por ejemplo, el aire al moverse o el agua en su cauce por el río. Energía Calórica o Térmica Los cuerpos están formados por partículas que están en constante movimiento. La energía térmica de un cuerpo se debe al movimiento de estas partículas. La trans­ferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se realiza en forma de calor. Al entregar calor a un cuerpo, las partículas que lo con­forman incrementan su movimiento produciendo un aumen­to de su temperatura y, consecuentemente, un incremento de su energía térmica. Energía Eléctrica Es producida por la atracción y repulsión de campos magnéticos de los átomos de los cuerpos. Se transforma en diferentes formas de energías según su uso: energía calórica (estufa), energía luminosa (foco de luz), energía mecánica (motor). Energía Nuclear Es la energía que se libera en las reaccio­nes nucleares. Estas reacciones pueden ser de fisión nuclear, cuando se rompe un átomo, o de fusión nu­clear, cuando dos átomos se unen. El proceso de fisión nuclear es el que se cumple en las centrales nucleares para obtención de energía eléctrica. Propiedades de la Energía E E E E
  13. 13. 2.4 Transferencia de Energía Hay tres formas de transferir Energía de un cuerpo a otro, que son:
  14. 14. 2.5 Las fuentes de Energía Desde sus comienzos, la humanidad ha utilizado los diferentes recursos energéticos que hay en la naturaleza. Para obtener energía se tiene que partir de algún cuerpo o materia que la tenga almacenada. A estos cuerpos se les llama fuentes de energía. Las cantidades disponibles de estas fuentes son lo que llamamos y conocemos por recursos energéticos. En función del origen de los mismos las energías pue­den clasificarse según su disponibilidad o utilización: a) Según la disponibilidad: Energías no renovables: Son aquellas que existen de forma limitada en la naturaleza y se agotan a medida que se van utilizando. Las más comunes son el car­bón, petróleo, el gas natural y el uranio. Energías renovables: Son aquellas que son inago­tables ya que se producen de forma continua. Están causadas por fenómenos físicos de gran envergadura. Son así la energía solar, hidráulica, eólica, biomasa y oceánica. b) Según su forma de utilización: Energías primarias: Se obtienen directamente de la naturaleza, como el carbón, el petróleo, el gas natural, el uranio natural, la energía hidráulica, la eólica, la so­lar o la biomasa. Son las que no han sido sometidas a ningún proceso de transformación. Energías secundarias: Se obtienen a partir de las primarias mediante procesos de transformación de Energía, es el caso de la electricidad. Energía útil: Es la que es transformada finalmente en el servicio energético deseado. Por ejemplo, para iluminar, es posible utilizar una lámpara que transfor­ma energía en luz. Sin embargo no toda la Energía eléctrica es transformada en luz, sino que parte es di­sipada en forma de Energía calórica. La Energía efec­tivamente transformada en luz es la que se conoce como Energía útil. El Viento El Agua La Biomasa La Geotérmica 17 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas. Energías Renovables El Sol
  15. 15. Oferta de generación de Energía Eléctrica de Argentina. Fuentes de Energía utilizadas por nuestro país. 2.6 Energías No Renovables Son aquellas que se encuentran en la naturaleza en cantidad limitada. Son insustituibles, ya que una vez agotadas, no existe sistema de producción que se corresponda con los tiempos de la vida humana. En su gran mayoría son combustibles fósiles cuya formación demora millones de años. Fue el primer combustible fósil en ex­plotarse, y base del sistema energético industrial en muchos países durante años. Luego de la Segunda Guerra Mundial, el carbón perdió protagonismo debido a que el petróleo y el gas aumentaron su presencia y participación en el mercado energético. Nuclear Hidráulico Importación Gas Natural Fuel Oil Gas Oil Carbón En la actualidad el carbón representa un 25% en el abastecimiento total de energía mundial. En 1968 representaba un 68% de la Energía mundial, contra un 3% del petróleo y un 1% del gas natural. Se genera por el depósito de restos vegetales y animales en zonas húmedas. Se originan turberas, con capas de sedimentos que se van comprimiendo al acumularse, aumentando de esta manera su negrura, dureza, densidad y contenido en carbono. Carbón Fuente: Secretaría de Energía de la Nación Importación 2% Año 2010 [en %] Térmica 57% 40% 9% 6% 2% Hidráulica 35% Nuclear 6%
  16. 16. El 80 % de las reservas mundiales de este recurso energético se encuentran concentradas en unos pocos países (Arabia Saudita, Venezuela, Irán, Irak, Kuwait, Emiratos Árabes, etc.). Se esti­ma que, de mantenerse la tendencia de consu­mo actual, las reservas mundiales de petróleo se agotarían en aproximadamente 40 años. El petróleo y el gas natural Son originarios de sedimentos orgánicos mari-nos acumulados en mares poco profundos y tranquilos, donde con el correr de los años se han transformado en hidrocarburos, por acción de bacterias, la presión, y la temperatura. Previa a la explotación de un yacimiento de gas o petróleo se hace una exploración, la cual puede de­morar varios años. Una vez localizado el yacimiento y tomada la decisión de explotarlo, hace falta la infraes­tructura necesaria. Para su producción final es necesario un proceso de refinación, donde se se para la mezcla de hidrocarburos en que se presenta el petróleo. Detallamos a continuación los productos que se obtienen y su utilización: PETRÓLEO: RESERVAS MUNDIALES El transporte del petróleo se realiza mediante oleoductos y barcos petroleros, y los subproductos se obtienen en destilerías y se transportan a través de cañerías, ferrocarriles, camiones y barcos. La extracción del carbón se lleva a cabo mediante explotaciones subterráneas y a cielo abierto. Son reservas mucho más abundantes que las de petróleo y gas natural. Se estima que la canti­dad de reservas mundiales tendrá una duración de abastecimiento de 200 años. Es aplicable en generación de electricidad, in­dustria siderúrgica, fabricación de cemento, y en otras aplicaciones industriales. 19 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas. Petróleo 25% 20% 15% 10% 5% – Año 2010 – [%] 0% Arabia Saudita Venezuela Irán Irak Kuwait Federación Rusa Nigeria Resto del mundo Libia Kasajztán Emiratos Arabes Unidos %
  17. 17. El sol está en el origen de todas las energías renovables: Fuente de la energía eólica: Provoca en la Tierra las diferencias de presión que dan origen a los vientos. Fuente de la energía hidráulica: Ordena el ciclo del agua, causa la evaporación que provoca la formación de las nubes y, por tanto, las lluvias. Fuente de la biomasa: Sirve a las plantas para su vida y crecimiento. Se producen en forma continua y son inagotables a escala humana. Los diferentes tipos de energía renova­bles que se encuentran en la naturaleza son: Hidráulica Solar Mareomotriz Undimotriz Biomasa Eólica Geotérmica Son fuentes de abastecimiento energético ami­gables con el medioambiente, ya que sus efectos negativos con el entorno son infinitamente menores comparados con los impactos ambientales que produ­cen las energías convencionales, como pueden ser las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y otros gases contaminantes producidos por la quema de combusti­bles fósiles (petróleo, gas y carbón). Otra ventaja de las energías renovables es que por sus características pueden aprovecharse para la producción de calor o electricidad en zonas rurales y aisladas a las cuales sería muy costoso o inaccesible llegar con la red eléctrica y/o de gas natural. Puede encontrarse en yacimientos asociados al petróleo, o de gas natural preponderantemente. Su transporte es más costoso que el del petróleo. Se realiza mediante gasoductos y barcos metaneros. Las mayores reservas de gas natural en el mundo se encuentran en Medio Oriente, Asia Central y Euro-pa Oriental, donde Rusia e Irán se destacan al concen­trar el 46% de las reservas mundiales. Se estima que el recurso se agotará en aproximadamente 60 años. La Energía Nuclear La energía nuclear se obtiene del proceso de fisión del URANIO. Se estima que las reservas mundiales de este mineral son suficientes para abastecer la generación nuclear de electricidad durante 85 años aproximadamente. 2.7 Energías Renovables Energía Hidráulica La energía hidráulica se obtiene a partir de la energía potencial y cinética contenida en las masas de agua que transportan los ríos, provenientes de la llu­via y del deshielo. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica que transmite la energía a un generador, el cual la convierte en energía eléctrica. La energía eléctrica que pueden produ­cir depende del caudal de agua y de la altura del salto. De modo que, para varias combinaciones de salto y caudal, se puede obtener la misma potencia. El desnivel puede ser generado por una represa o dique y el agua en su cantidad necesaria es con­ducida hasta la turbina. Gas Natural
  18. 18. 21 La disponibilidad de la energía solar varía de­pendiendo de las estaciones del año y del ciclo diario. También influyen las condiciones atmosféricas, sobre todo la nubosidad, ya que ésta es determinante en la cantidad y calidad de la energía captable. La conversión térmica consiste en captar la ener­gía de la radiación solar para obtener calor que pueda aprovecharse para calentar agua, calefaccionar am­bientes o para generar energía eléctrica. Para ello se utilizan dos tipos de equipos: los cap­tadores planos y los captadores de concentración. USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas. Energía Solar Indiscutiblemente, las reservas ener­géticas futuras del mundo se encuentran en el sol. Es fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el hombre conoce. El sol es una de las pocas estrellas que irradia energía con un nivel constante. Son múltiples las aplicaciones de esta forma de energía: Calefacción de viviendas. Producción y acumulación de agua caliente. Cocción de alimentos. Accionamiento de equipos eléctricos. Conversión Térmica Ellos utilizan la radiación di­recta y difusa, por lo tanto pueden funcionar aún en días nublados. La energía de la radiación solar es esencialmente la energía de los fotones que la componen. Para utilizarla debe convertirse en calor o electricidad .Para esto son posibles dos tipos de conversión: Captadores de Concentración Están basados en el fenómeno óptico de la reflexión, ellos utilizan solo la radiación directa, es decir, funcionan solo con cielo despejado. En Argentina y en el mundo muchas fa­milias del ámbito rural utilizan calefones sola­res, cocinas y hornos solares, bandejas deshi­drata doras de frutas y verduras. De esta manera se dispone de alimentos de es­tación fuera de la estación de cosecha. Captadores Planos La conversión Térmica se realiza según Tubo Absorbente Reflectores Parabólicos Tuberías dos tipos de procesos: Agua Caliente Paneles Solares Agua Fría
  19. 19. Los captadores planos se usan preferentemente para calefacción solar, calentamiento de agua, secado, etc. En cambio el captador de concentración se utiliza para obtener calor industrial, refrigeración, aire acondicionado, motores termodinámicos. En la actualidad es una fuente de suministro eléctrico con un bajo impacto en el medio ambiente. Las celdas fotoeléctricas o fotopilas transforman directamente la luz solar en electricidad. Para que este equipo funcione es necesaria la ex­posición a la energía proveniente de la luz solar. No se registra este proceso de conversión sin luz directa del sol, es decir de noche. Cuando está nublado o llueve, suministran entre un 10 y 50 % de su potencia. Las fotopilas se presentan en forma de células redondas o cuadradas de color azul. Un grupo de célu­las constituyen un módulo. Estos módulos pueden for­mar un grupo cuando se los coloca en forma conjunta y sobre un soporte. Su instalación se realiza con la cara de la fotopila hacia el norte y orientada al sol. Por otro lado, como estos dispositivos no pro­ducen corriente cuando no reciben luz solar, es ne­cesario almacenar en baterías la energía para poder utilizarla durante la noche o en los días nublados. Conversión Fotovoltaica Dentro de la materia de una fotopila existen cargas eléctricas preparadas para circular y generar una corriente al recibir los rayos solares. La luz solar llega a la fotopila Se transmite la energía a sus cargas eléctricas Éstas se ponen en movimiento y se ordenan. Circulan por el conductor y generan una corriente eléctrica.
  20. 20. USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas. Energía Mareomotriz La energía de las mareas se transforma en electricidad en las denominadas centrales ma­reomotrices que funcionan como un embalse tradicio­nal de río. El lugar ideal para instalar una central mareomo­triz es un estuario, una bahía o una ría donde la di­ferencia de marea se registra fácilmente. La cons­trucción de una de estas centrales es solo posible en lugares que tienen una diferencia mínima de 5 metros entre la marea alta y la baja. 23
  21. 21. Energía de las olas Energía de la Biomasa También llamada energía undimotriz, es la energía producida por el movimiento de las olas. Es me­nos conocida y extendida que la mareomotriz, pero cada vez se utiliza en mayor medida. Las olas se originan por efectos del sol y la acción del viento en mares y océanos. Éstas encierran una enorme cantidad de energía cinética. El sistema consiste en un aparato anclado al fondo y con una boya unida a él por un cable. El movimiento de la boya se utiliza para mover un generador. Otra alternativa consiste en un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre sus partes. La potencia de todos los sistemas hidráulicos de un elemento se transporta mediante un solo cable a una base situada en el lecho oceánico. Varios elementos se pueden interconectar a una misma base para unir su potencia de generación y trasladar la energía producida mediante un sólo cable submarino hacia la costa. La biomasa es el nombre dado a cualquier materia orgánica de origen vegetal y animal como resul­tado del proceso de Fotosíntesis. La energía de la biomasa proviene de la energía almacenada en el material vegetal tales como madera y residuos de procesos agrícolas, y los residuos de origen animal o industrial. Los vegetales al realizar la fotosíntesis, utilizan la energía del sol para formar sustancias orgánicas. Des­pués los animales incorporan y transforman esa energía al alimentarse de las plantas. Los productos de dicha transformación, que se consideran residuos, pueden ser utilizados como recurso energético. Con la llegada de los combustibles fósiles, este recurso energético perdió importancia en el mundo in­dustrial. En la actualidad los principales usos que tiene son domésticos. Existen diferentes tipos de biomasa que pueden ser utilizados como recurso energético, clasificados segun el material empleado como fuente de energía:
  22. 22. USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas. a) Biomasa Natural: Se produce en la naturaleza sin ninguna interven­ción humana, residuos o subproductos con alto poder energético, como por ejemplo las hojas, ramas, etc. El problema que presenta este tipo de biomasa es la necesaria gestión de la adquisición y transporte del recurso al lugar de utilización. b) Biomasa Residual Seca: Se generan en las actividades agrícola gana­dera forestal y en la industria maderera y agroalimentaria. Estos residuos todavía pueden ser utilizados y considerados subproductos. (el aserrín, la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, etc.) c) Biomasa residual húmeda: Formada por los vertidos llamados biode­gradables, es decir, las aguas residuales urbanas e industriales y los resi­duos ganaderos (principalmente guano). Como por ejemplo los residuos de fabricación de aceites. d) Cultivos energéticos: Cultivos de plantas de crecimiento rápido desti­nadas únicamente a la obtención de energía. Estos cultivos los podemos dividir en: Cultivos ya existentes como los cereales, 1 oleaginosas, remolacha, etc. Lignocelulósicos forestales 2 (chopo, sauces, etc.). Lignocelulósicos herbáceos como el 3 cardo (Cynara cardunculus). 4 Otros cultivos como la papa. 25 ANAERÓBICA ANAERÓBICA
  23. 23. Energía Eólica Energía Geotérmica El viento es el resultado de la energía solar. El sol calienta de diferente manera diversas zonas terrestres; las diferencias de presión atmosférica que se originan son las que producen el viento. Durante nuestro pasado reciente, la energía eó-lica ha sido usada con gran frecuencia para bombear el agua en pozos y aún son comunes las aspas de tela de este tipo de instalaciones en lugares de la Pampa Argentina. El principio de esta energía es aprovechar la ener-gía propia del viento, para transformarla posteriormen­te en energía eléctrica. Es aquella derivada del calor almacenado en el interior de la tierra. La temperatura del núcleo de la tierra es mucho más elevada que la de la superficie, alcanzando temperaturas de hasta 4000ºC. La diferencia de tempera­tura entre el núcleo y la superficie da lugar a un flujo de calor, transfiriéndose la energía térmica por conducción. Existen zonas donde la diferencia de temperatu­ra entre la superficie y un punto interior de la corteza terrestre es muy elevada. Éstas reciben el nombre de yacimientos geotérmicos y generalmente se ubican en áreas volcánicas. La energía mecánica que brinda el movimiento del aire es transformada en energía eléctrica por medio de aerogeneradores. La potencia que entrega un aerogene­rador depende de la velocidad del viento y el tamaño de la hélice. Cuanto mayor sea la superficie barrida por la hélice, más energía será capaz de recoger y transformar. Si se pretende obtener una potencia eléctrica eleva­da es necesario instalar una granja eólica. Ésta se forma con un grupo de molinos que trabajan conjuntamente y vierten la energía convertida a una estación transforma­dora común. Conversión de la Energía Eólica
  24. 24. 032 LA ENERGÍA Y EL HOMBRE BASES CONCEPTUALES
  25. 25. Como vimos en las páginas anteriores, con la evolu­ción de la humanidad también han ido evolucionando los usos y aplicaciones que podemos darle a la energía. 3.1 Edad de Piedra Durante la Edad de Piedra el hombre descubrió el fuego, la domesticación de animales, las armas de caza y el arado. 3.1.1 El Paleolítico El primer período de la Edad de Piedra no tiene un comienzo temporalmente especificado. En ese mo­mento el hombre obtenía su alimento de la caza y de la recolección de algunos frutos y plantas. Durante esta época se realizaron descubrimientos básicos que favorecieron la expansión y la posibilidad de supervivencia de los humanos. El fuego abrió una fuente de energía (práctica­mente ilimitada) llamada energía química, contenida en las sustancias vegetales. Luego del descubrimiento del fuego el hombre hizo más notable su presencia. Descubrió la herra­mienta de caza de una piedra puntiaguda. Ésto permi­tió al hombre un uso mucho más eficiente de su propia energía muscular, concentrando en un punto toda la energía de su brazo.
  26. 26. 29 3.1.2 El Neolítico El período Neolítico comenzó aproximadamente a partir del 10.000 A.C. Fue una época de florecimiento de la humanidad, donde se produjeron los primeros asentamientos permanentes y el descubrimiento de los metales. Fue en esta época donde el hombre aprendió a encender el fuego sin depender de su generación por causas naturales. Ésto se basó, en el roce de dos pe­dazos de madera secos. Este hecho permitió los futu­ros traslados de los hombres a lugares lejanos. Fue a partir de aquí que el hombre comenzó a colonizar la mayor parte del planeta y desarrolló el conocimiento y la aplicación de las técnicas o de las ventajas de la cocción de alimentos. 3.2 Edad de los metales El inicio de esta etapa fue alrededor del año 9500 a.c. Luego de la revolución cultural y social de años anteriores se abrió paso al desarrollo de las primeras civilizaciones que comenzaron a esta­blecer sus asentamientos en climas cálidos lo que implicaba un rápido crecimiento de las plantas. El descubrimiento del arado y el uso de la energía animal aumentaron extraordinariamente la eficiencia de la agricultura. Los animales domésticos no eran única­mente una fuente de energía en forma de comida sino que, además, se usaban sustituyendo al hombre en ta­reas agrícolas (bueyes). Hacia el 5000 A.C. el hombre aprende a utilizar la energía del viento para desplazarse por los ríos y los mares, con el descubrimiento de la navegación a vela. Hacia el año 3.500 a.c. se estima que la rueda comenzó a utilizarse con su forma actual. Esto per­mitió que se redujeran considerablemente la energía implementada laboralmente y se abrieron nuevas for­mas de comunicación entre ciudades. El cambio de herramientas de piedra a metálicas hizo que se incrementara la eficiencia de la energía de las per­sonas y de los animales. Un gran avance se logró cuando se fabricó por pri­mera vez un metal duro: el bronce, que surgió combi­nando dos metales blandos, el estaño y el cobre.” Éste transformó las herramientas de piedra y los re­cipientes, antes de barro, para la cocción de alimentos, haciendo así más eficiente el uso de la energía. USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía y el Hombre
  27. 27. 3.3 De los Griegos y los Romanos al Vapor El perfeccionamiento en el uso de la energía que provenía de la domesticación de plantas y animales, el desarrollo de la metalurgia (en especial la del hierro), la expansión de la energía hidráulica por toda Europa y el desarrollo de navíos de propulsión a vela son los hechos fundamentales acontecidos durante este pe­ríodo de tiempo. en las viejas civilizaciones de Egipto y Mesopotamia, para elevar el agua a un nivel superior y luego distribuirla en forma de regadío. La extensión de sistemas de este tipo fue iniciada por los romanos. También fueron los romanos los que iniciaron el uso de la energía hidráulica en trabajos como la mo­lienda de granos (maíz, trigo, etc.) Asimismo se dio una progresiva extensión de la energía eólica que facilitaba los usos de la misma en otras tareas como el tratamiento de la lana. La energía eólica conocida desde siempre en forma de molinos de viento no llegó a Europa hasta el siglo XII, popularizándo­se su uso durante la Edad Media. La utilización de la energía hidráulica y eólica fue fuertemente impulsada durante el siglo XVII por la agri­cultura y la ganadería. El caballo y el arado fueron realmente los descubri­mientos que revolucionaron la época. La aplicación de la energía muscular del caballo a las tareas de cultivo y las nuevas herramientas agrícolas incrementaron el nivel de productividad de la energía biológica (comida). El progre­sivo desarrollo de la energía eólica e hidráulica contribuyó Estos primeros descubrimientos y su posterior per­feccionamiento favorecieron la explosión de un fenóme­no cultural y de especulación científica sin precedentes que abrió las puertas a nuevos usos de la energía y a su aprovechamiento tecnológico. Hacia el año 600 a. C., el filósofo griego Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana, se obtenían pequeñas cargas que atraían pequeños objetos, y frotando mucho tiempo po­día causar la aparición de una chispa. Había descubierto la electricidad estática. El nombre en griego del ámbar (elektron) se utilizó para nombrar al fenómeno y la ciencia que lo estudiaría: electricidad. El éxito del Imperio Romano se basó en la fabrica­ción del hierro, que luego se aplicó en la elaboración de armas y la construcción del arado. La elaboración de este metal se hizo posible mediante el descubrimiento y el uso del carbón de madera. El aprovechamiento de la energía hidráulica se inició
  28. 28. 31 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía y el Hombre El desarrollo de nuevas técnicas energéticas y la presencia de una fuente abundante de energía, permitieron modificar la vida del hombre positiva­mente. Durante la incipiente Revolución Industrial en los siglos XVII y XVIII se produjeron inventos y des­cubrimientos vinculados al desarrollo de la energía térmica mediante el uso del vapor que condujeron sin solución de continuidad desde los rudimentarios primeros aparatos sin aplicación práctica a la inven­ción del motor universal que llegó a implantarse en todas las industrias y a utilizarse en el transporte, desplazando los tradicionales motores, como el ani­mal de tiro, el molino o la propia fuerza del hombre. La deforestación producida por el consumo cre­ciente de madera, inició la inquietud de su reem­plazo, que fue logrado lentamente introduciendo el carbón mineral, convirtiéndose así en un nuevo su­ministro de energía. Este pasó así a ser la principal fuente primaria de energía alcanzando su momen­to cumbre de utilización a principios del siglo XVIII, cuando se creó la máquina a vapor. A partir del año 1629 se empezaron a dar los pri­meros pasos que desembocarían en la máquina de vapor. Ese año el italiano Giovanni Branca inventa la al desarrollo de las industrias alimenticias. Los medios utilizados en el transporte terrestre se limitaban al empleo de la energía de equinos. El perfec­cionamiento de los instrumentos de arreo de las cabalga­duras y el normal uso de la rueda más eficiente permitió el arrastre de carros y carricoches. Los desarrollos más importantes en el transporte se produjeron con el aprove­chamiento de la energía del viento para la navegación. 3.4 Dominando la Energía Calórica: La era del Vapor Carbón, vapor y Revolución Industrial El fuego, fue utilizado por nuestros antepasados como fuente de calor y de protección. Luego el ca­lor sirvió para la producción de energía en forma de mo­vimiento. Años después la energía calórica se aprove­chó para multiplicar la potencia disponible del hom-bre, permitiendo incrementar sus cosechas, alimentar más gente y producir más bienes, como he­rramientas y objetos de todo tipo, así como una gran facilidad en el transporte de mercancía o personas. turbina de vapor. A partir de 1698, el inglés Thomas Savery desarrolla una máquina de vapor extractora de agua, motivado por una de las preocupaciones más importante en el siglo XVII que era la extracción de agua de las minas de carbón inundadas, las cua­les no podían ser explotadas. Para la misma época comienzan a darse tam­bién los primeros descubrimientos que sentarían las bases del desarrollo de la era de la electricidad. En el año 1600 el científico inglés William Gilbert publi­có su libro De Magnete, en donde utiliza la palabra latina electricus, derivada del griego elektron, que significa ámbar, para describir los fenómenos descu­biertos por los griegos. A través de sus experiencias clasificó los materiales en eléctricos (conductores) y aneléctricos (aislantes) y estableció las diferencias entre los fenómenos magnéticos y los eléctricos. En 1712, Thomas Newcomen fabricó la Máquina de Newcomen, también llamada máquina de vapor at­mosférica. Años después en 1763, James Watt, un ingenie­ro escocés, aplicó a la Máquina de Newcomen una genial idea que hizo multiplicar por 3 la eficiencia.
  29. 29. Sentadas las bases de la máquina de vapor por Watt se inició un rápido perfeccionamiento que consistió en aumentar la presión y temperatura del funcionamien­to de las calderas que suministraban vapor a los cilin­dros. Luego se logró incrementar el número de efectos, lo que significaba aprovechar más aún la expansión del vapor. Aunque el mayor desarrollo se logró en 1884 con la turbi­na creada por el británico Charles Par-sons. Consistía en un disco con álabes, entre los cuales pasaba el vapor a presión, que con­vertía la energía, contenida en éste, en un movimiento cir­cular. Esta turbina podía alcanzar la extraordinaria velocidad de 18.000 rpm, y era capaz de desarrollar una potencia superior a los 5 CV. La turbina fue uti­lizada por primera vez, en el año 1891, en estaciones eléctricas y plantas similares, y tuvo una gran impor­tancia en el primer desarrollo de la electricidad ya que sirvió de base para la posterior creación de la turbina combinada y la de condensación. La necesidad de desarrollar, fabricar y utilizar las máquinas de vapor cambiaron radicalmente las for­mas de trabajo y a todo el conjunto de la socie­dad. La necesidad de fabricar más y más herramien­El primer sector de la economía que sintió los efectos del vapor fue el artesano e industrial. La pri­mera industria que se adaptó de manera inme­diata al cambio energético producido por la energía me­cánica del vapor fue la textil. Rápidamente, el vapor comenzó a ser utilizado en navegación. Inicialmente tenían un sistema de nave­gación mixto (vela y vapor). A finales del siglo tas y máquinas fue posible gracias a la existencia de una fuente de energía más barata: El carbón. Todas las actividades de la sociedad fueron afectadas por el carbón, y la máquina de vapor, mo­dificando en muchos aspectos su calidad y forma de vida. Durante el siglo XIX explotó la Revolución In­dustrial, fue en esta época donde la energía se tras­ladó a todos los aspectos de la vida.
  30. 30. XIX el vapor comenzaba a desplazar claramente a la vela en todas las rutas marítimas del mundo. Luego se comenzó a fabricar gas a partir del car­bón, esto introdujo la distribución de energía a través de tubería en muchas áreas urbanas de Gran Breta­ña, extendiéndose luego a toda Europa. La fi­nalidad de este gas era la iluminación de viviendas y el fuego para las cocinas. A partir del año 1880 la necesidad de genera­ción de electricidad hizo necesario construir máqui­nas de vapor a alta velocidad para hacer funcionar con eficien­cia la dínamo (convierte la energía mecá­nica rotativa en energía eléctrica). fuerza electromotriz, el Volt (símbolo V), castellanizado como Voltio, recibió ese nombre en su honor. Durante 1831 y 1832, Michael Faraday descubrió que un conductor mecánico moviéndose en un campo magnético generaba una diferencia de potencial. Apro­33 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía y el Hombre 3.5 La era de la electricidad El desarrollo de la era de la electricidad no hu-biera sido posible sin la existencia de una fuente de energía abundante, como el carbón y sin el desarrollo de los in­genios movidos a vapor. Paralelamente al desarrollo de la era del vapor, en 1747 el norteamericano Benjamín Franklin inicia sus experimentos sobre la electricidad, defendiendo la hipótesis de que las tormentas eran un fenómeno eléctrico y propone un método efectivo para demos­trarlo. Su teoría se publicó en Londres y se ensayó en Inglaterra y Francia antes incluso de que él mismo ejecutara su famoso experimento con una cometa en 1752. Inventó el pararrayos y presentó la llamada teoría del fluido único para explicar los dos tipos de electricidad atmosférica, la positiva y la negativa. En el año 1800 el físico italiano Alessandro Volta inventa la pila, precursora de la batería eléctrica. Con un apilamiento de discos de cinc y cobre, separados por discos de cartón humedecidos con un electrolito, y unidos en sus extremos por un circuito exterior, Vol­ta logró, por primera vez, producir corriente eléctrica continua a voluntad. La unidad de tensión eléctrica o
  31. 31. vechando esto, construyó el primer generador electro-magnético, el disco de Faraday, empleando un disco de cobre que giraba entre los extremos de un imán con forma de herradura, generándose una pequeña corrien­te continua. La dínamo fue el primer generador eléctri­co apto para uso industrial, pues fue el primero basado en los principios de Faraday. En 1833 el inventor estadounidense Samuel Mor-se realizó la primera demostración pública de su telé­grafo creando de esta manera la relación entre el nuevo mundo de la electricidad y las telecomunicaciones. Los principios generales de la electricidad desa­rrollados por Volta y Faraday permitieron la in­troducción de generadores (dínamos) y motores eléc­tricos, perfec­cionados a partir de la segunda mitad del siglo XIX. El ingeniero belga Zénobe Gramme reinventó el diseño al proyectar los primeros generadores comerciales a gran escala, que operaban en París en torno a 1870. Su dise­ño se conoce como la dínamo de Gramme. En 1876 el escocés-estadounidense Alexander Graham Bell, inventa el teléfono. A partir de 1880 el uso de la electricidad se ex­pandió de manera global, en aquellos países que sus capacidades lo permitieron. El 21 de octubre de 1879 el inventor norteameri­cano Thomas Alva Edison, considerado como uno de los mayores inventores de todos los tiempos consiguió que su primera bombilla estuviera encendida durante 48 horas ininterrumpidas. Así la iluminación a gas tuvo la competencia de la electricidad. De esta manera se accedió a la iluminación de las ciudades durante la noche. En 1879 también, el ingeniero alemán, Ernst Von Siemens presenta la primera locomotora eléctrica, pro­duciendo una verdadera revolución en el sistema de transportes. El Metro de Londres, por ejemplo, que fun­cionaba con locomotoras de vapor desde 1863, aplicó la tracción eléctrica para permitir líneas a más profundi­dad sin tantos requisitos de ventilación desde 1890. Con la demostración en 1894 de la comunicación inalámbrica por medio de ondas de radio, llevado a cabo
  32. 32. 35 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía y el Hombre por Nikola Tesla y Guillermo Marconi, sumado a la creación del cine en 1895, de los hermanos Lumière, se puede afirmar que ya por 1899 la electricidad se convertiría también en un pilar central para el desarrollo de una de las mayores creaciones de la civilización mo­derna: los medios de comunicación masiva. 3.6 LA TERCERA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL Y LA ERA DE LA INFORMACIÓN La electrificación no solo fue un proceso técni­co, sino un verdadero cambio social de implicaciones extraordinarias, comenzando por el alumbrado y si­guiendo por todo tipo de procesos industriales (motor eléctrico, metalurgia, refrigeración...) y de comunica­ciones (telefonía, radio). Así la industria eléctrica creció con la sociedad de consumo de masas, que depende fuertemente de la utilización doméstica de la electricidad con la apari­ción de los electrodomésticos. En 1923 el ingeniero ruso Vladimir Zworkyn crearía la televisión tal y como hoy la conocemos. La segunda mitad del siglo XX se caracterizó, entre otras cosas, por la denominada Revolución Científico-técnica de la tercera revolución industrial, con avances de las tecnologías (especialmente la electrónica y la me­dicina) y las ciencias, que ha dado lugar al desarrollo de una numerosísima serie de inventos (dependientes de la electricidad y la electrónica en su diseño y funcionamien­to) que transformaron la vida social. En 1941 se construye la primera computadora electrónica funcional de la que se tiene noticia: la ale­mana Z3 de Konrad Zuse, destruida por los bombar­deos aliados en 1943. La utilización comercial de este tipo de aparatos, que revolucionaron la gestión de la información y toda la vida social, económica y cientí­fica, tuvo que esperar a los años cincuenta, para su desarrollo en Estados Unidos. El desarrollo de las telecomunicaciones e inter­net permite hablar de una sociedad de la información en la que la energía eléctrica es esencial. Únicamente puede comparársele en importancia con el desarrollo de los motores de combustión dependiente del pe­tróleo (que también es ampliamente utilizado, como los demás combustibles fósiles, en la generación de electricidad). Ambos procesos exigieron cantidades cada vez mayores de energía, lo que está provocan­do en la actualidad un agotamiento de los recursos energéticos derivados del petróleo, un deterioro medioambiental a nivel mundial y la búsqueda de nuevas fuentes de Energía.
  33. 33. 04 ENERGÍA ELÉCTRICA
  34. 34. Generalmente entendemos por electricidad a lo que hace funcionar las lamparitas eléctricas, la televi­sión, la tostadora y muchas otras cosas. La Electricidad es una forma de energía. Pero para entender realmente el concepto tenemos que comenzar por conocer que son los átomos. Los átomos son partículas muy pequeñas, no visibles a simple vista que están compuestos por pro­tones, electrones y neutrones. El centro de un átomo, llamado núcleo, contiene a los protones y neutrones. Los electrones giran alrededor del núcleo. Estos componentes tienen una propiedad llamada carga eléctrica: la de los protones es positiva, la de los electrones negativa, y los neutrones tienen carga eléctri­ca neutra. Los protones y electrones, al tener carga de distinto signo, se atraen entre sí. En cambio, las partícu­las que tienen cargas del mismo signo se repelen. Este fenómeno se denomina fuerza eléctrica. Al aplicarse una diferencia de potencial eléctrico (llamado voltaje) se genera una fuerza que puede em­pujar a los electrones de un átomo a otro. Este movi­miento de electrones se llama corriente eléctrica. La misma se mide en Ampere (A). El producto matemático de la corriente eléctri­ca por la diferencia de potencial (voltaje) aplicada a un circuito eléctrico se denomina potencia eléctrica y su unidad es el Watt (W). Esta magnitud representa la cantidad de energía eléctrica consumida por unidad de tiempo. 4.1 ¿Qué es la electricidad? Electrón Núcleo (Protones + Neutrones) Circulación de la Corriente Eléctrica Pila: Genera una diferencia de Potencial Eléctrico.
  35. 35. 4.2 Electricidad: Una energía que proviene de la Naturaleza La electricidad es un fenómeno natural que está pre­sente en muchos ámbitos de la vida. Sin embargo, para aprovecharla como forma de energía debe obtenerse ar­tificialmente transformando alguna forma de energía (el sol, el viento, el movimiento del agua, el calor, un combus­tible fósil, etc.) en electricidad. Este proceso se realiza en las centrales eléctricas. Este proceso se realiza en las centrales eléctri­cas. Existen diferentes tipos de Centrales de acuerdo a cuál es la fuente de energía de la que se provee para generar Energía eléctrica. Estas son: Nuclear, Térmica, Hidroeléctrica, Eólica, Solar, Fotovoltáica. Generalmente, todas las centrales de producción de electricidad se basan en dos elementos clave que son necesarios para conseguir esa transformación: la turbina, que transforma el movimiento producido por la fuente energía en energía mecánica, y el genera-dor, que convierte la energía mecánica de la turbina en electricidad. 39 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / Energía Eléctrica
  36. 36. El viento y el paso del agua hacen girar a los álabes del aerogenerador y de la turbina hidráulica respectivamente.
  37. 37. USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / Energía Eléctrica 4.3 El largo viaje de la electricidad. La electricidad necesita un sistema de transporte para llegar hasta los centros de consumo. Este transporte se realiza mediante una extensa red de líneas eléctricas que conectan las centrales eléctricas con los puntos de consu­mo distribuidos por todo el territorio. Esta parte del camino de la electricidad recibe el nombre de TRANSPORTE. En función de la cantidad de energía a transportar y de la distancia a recorrer, cada parte de la red conduce la electricidad a una tensión u otra. El voltaje de la ener­gía eléctrica, una vez generada, es elevado a alta tensión para reducir las pérdidas de energía que se producen en el transporte, y posteriormente se va transformando a media y baja tensión para acercarla al consumidor final a través de las redes de distribución. En función de su voltaje existen: Las líneas de Extra-Alta tensión (EAT): 500.000 V. Se utilizan para transportar grandes cantidades de ener­gía a muy largas distancias. Las líneas de alta tensión (AT), entre 380.000 y 132.000 V. Se utilizan para transportar grandes cantida­des de energía a largas distancias. Las líneas de media tensión (MT), entre 132.000 y 1.000 V. Y las líneas de baja tensión (BT), que llevan la ener­gía hasta el punto de consumo, a una tensión inferior a los 1.000 V, ya que los equipos domésticos y algunos indus­triales funcionan con un voltaje de 380 o 220 V. Generación Transporte Subestación Transformadora Red de Distribución Consumo Doméstico Consumo Industrial Distribución Centrales Eléctricas 41
  38. 38. Líneas Eléctricas en Extra-Alta Tensión YACYLCEC 280 Km ENECOR 300 MVA 1 Est. Transformadoras TRANSNEA 1.449 Km 887 MVA 16 Est. Transformadoras LITSA 591 Km 450 MVA 1 Est. Transformadoras TRANSENER 8.798 Km 10850 MVA 31 Est. Transformadoras TRANSBA 6005 Km 4967 MVA 83 Est. Transformadoras Estación Transformadora Líneas Tensión Tensión Países Limtrofes (IGN) Límite Provincial Áreas Distro Cuyo Transba Transcomahue - Epen Transnea Transnoa Transpa TRANSCOMAHUE S.A 448 Km 310 MVA 8 Est. Transformadoras TRANSNOA 3.585,45 Km 1836 MVA 54 Est. Transformadoras DISTROCUYO 1.205,21 Km 1305 MVA 12 Est. Transformadoras TRANSCOMAHUE-EPEN 764,4 Km 11 Est. Transformadoras TRANSPA 2.073,90 Km 1574 MVA 18 Est. Transformadoras PICO TRUNCADO PUERTO DESEADO Fuente: ATEERA - Asociación de Transportistas de Energía Eléctrica de la Argentina - Mapa Vigente.
  39. 39. USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / Energía Eléctrica Centrales Generadoras de Electricidad 43 Centrales de Generación Eléctrica Térmica Hidroeléctrica Nuclear Solar Límites internacionales Límite Provincial Provincias Países Limítrofes Fuente: AGEERA - Asociación de Generadores de Energía Eléctrica de la República Argentina - Mapa Vigente.
  40. 40. 4.4 ¿Cómo llega hasta nuestras casas?. 4.5 Una energía con múltiples usos. Una vez transportada la energía llega hasta las empresas distribuidoras de energía eléctrica que se ocupan de la transformación de electricidad de alta tensión a media tensión en las subestaciones. De allí realizan la distribución de media tensión hasta los transformadores locales. En ellos se realiza una nueva modificación de media tensión a baja tensión para que podamos usar la energía en nuestras casas. . En la industria, casi la mitad de la energía que se consume es eléctrica La electricidad se utiliza tanto como fuente impulsora de los motores eléctricos de las máquinas y propios de cada sector, como para calentar los contenidos de tanques, depósitos o calderas. aparatos En el transporte, el tranvía, el subte o el tren son los medios de transporte eléctricos po r excelencia. Actualmente se están diseñando vehículos eléctricos dirigidos sobre todo a usos urbanos, así como vehículos denominados “híbridos” en los que el motor eléctrico se combina con un motor de explosión, de forma que disfruta de las ventajas de ambas fuentes de Energía es decir, Energía eléctrica y combustible. Con un simple enchufe de . corriente eléctrica puede recargarse la batería. , . , , Muchos comercios utilizan también energía eléctrica como los restaurantes por ejemplo que utilizan hornos eléctricos cafeteras y microondas Al igual que en el sector doméstico la electricidad es también la principal fuente de iluminación y permite obtener calor y frío con equipos de climatización.
  41. 41. 45 USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / Energía Eléctrica Nuestra sociedad demanda en cada instante elec­tricidad para producir bienes en las fábricas, desarro­llar la actividad de comercios y empresas y también para alimentar la vida de los hogares. Como la energía eléctrica no es almacenable, a lo largo del día se van produciendo cambios en la curva de demanda. En su conjunto, nuestra sociedad demanda más energía en algunos momentos del día: son las llamadas horas pico. Durante estas horas, es más costoso producir la electricidad porque es nece­sario que funcionen las centrales de producción más caras, que son también las que más CO2 (carbono) emiten. Además, todo el sistema eléctrico tiene que dimensionarse para poder atender la demanda en este reducido número de horas. En invierno las horas pico del sistema se producen por la mañana y por la tarde/noche, mientras que en verano tienen lugar en las horas centrales del día, coincidiendo con las horas de mayor temperatura. A las 6.00 hs. de la mañana se produce un incremento de la demanda eléctrica, con el inicio de la jornada laboral. Posteriormente, entre las 11.00 hs. y las 12.00 hs., en los días de invierno, se alcanza un valor máximo de demanda, ya que en estos momentos la actividad de las empresas de servicios es máxima y en los hogares co­mienza la utilización de hornos y cocinas. Entre las 19.00 hs. y las 20.00 hs. de los días de invierno, se alcanza otro valor máximo de demanda, por la confluencia de la actividad co­mercial con el aumento de la ocupación de los hogares. En verano, además de la punta de la tarde/noche se produce otro máximo de demanda en las horas centrales del día, entre las 14.00 hs. y las 16.00 hs., como conse­cuencia del uso de cocinas, lavavajillas y televisión, a los que se suman los equipos de aire acondicionado. A las horas de menor consumo se las denomina horas valle y se corresponden con las horas nocturnas, 4.6 El consumo de energía eléctrica. CONSUMO HORARIO EN UN DÍA DE INVIERNO POR SECTORES (MW) 20.000 17.500 15.000 12.500 10.000 7.500 5.000 0 Hs. s MW PICO 2.500
  42. 42. coincidiendo con la menor actividad de todos los sectores de consumo. De esta manera cuando encendemos la luz o co­nectamos un aparato eléctrico se pone en marcha un sofisticado sistema que comienza en las centrales, donde se genera la energía eléctrica y que termina en nuestras casas. Para que este proceso funcione y la electricidad llegue hasta nuestras casas en el momento preciso en el que hacemos uso de ella, se tiene que operar el sistema en tiempo real, todos los días del año, las 24 horas del día, y mantener en constante equilibrio la generación y el consumo. Ésto es debido a que la energía eléctrica, como se dijo anteriormente, no se puede almacenar en grandes cantidades y, por esta razón, tiene que generarse en cada momento la cantidad precisa que se necesita. Por este motivo es fundamental transmitir a las generaciones futuras la necesidad que tenemos de hacer un uso responsable y eficiente de la energía (tema éste que abordaremos con detalle en el próxi­mo Módulo) ya que cuidando la energía estamos ayu­dando a proteger la naturaleza. ¡CUIDEMOS LA ENERGÍA! Todas las actividades que se pongan en práctica en la escuela y las recomendaciones que aquí se formulen, apoyadas en el concepto de cuidado del medioambiente, respeto a la naturaleza y res-peto a las generaciones futuras, generarán un cambio de cultura, un nuevo enfoque y nuevas actitudes acerca del uso de la electricidad. Todo ello apuntando a implantar el concepto de desarrollo sostenible como condición bá-sica e indispensable para el sostenimiento de la humanidad.
  43. 43. • Secretaria de Energía, República Argentina, Ministerio de Planificación Federal Inversión Pública y Servicios. • Programa Educativo Uso Racional de la Energía y Desa­rrollo de Nuevas Fuentes EUREF Provincia de Neuquén. • Ente Provincial de Energía del Neuquén -EPEN- Con­sejo provincial de Educación • Programa Educativo Enchúfate: UNESA, España. • Cómo ahorrar energía: Agencia andaluza de la energía, España. • Manual Práctico Consumo Eficiente y Responsable de la energía en el hogar CETAP S.A. • Consejo Mundial de la Energía: World Energy Council WEC. • Revista de ADEERA (Asociación de Distribuidores de Energía Eléctrica de la República Argentina). • Asociación de Generadores de Energía Eléctrica de la República Argentina: AGEERA. • Asociación de Transportistas de Energía Eléctrica de la República Argentina: ATEERA. • Compañía Argentina del Mercado Eléctrico Mayo­rista – CAMMESA. • Edenor S.A., Empresa Distribuidora Norte. • Edesur S.A., Empresa Distribuidora Sur. • Endesa, Empresa de electricidad de España. • Gas Natural Fenosa, Unión FENOSA S.A. • Comisión Nacional de Energía de Chile. • BP, British Petroleum. • IEA, International Energy Agency, World Energy Outlook 2010. • Dirección General de Cultura y Educación. Diseño Curricular para la Educación Primaria. Primer Ciclo Vo­lumen 1 / Dirección General de Cultura y Educación - 1a ed. - La Plata: Dir. General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires, 2008. • Diseño Curricular para la Escuela Primaria: Primer ciclo de la escuela primaria, Educación general básica. Dirigido por Silvia Mendoza. 1º edición Buenos Aires: Secretaria de Educación del Gobierno de la Ciudad Au­tónoma de Buenos Aires. Dirección General de Planea­miento. Dirección de curricula, 2004. Bibliografía

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