cuadernillo 01 completo
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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
Autoridades
Synergia 360
Diseño Editorial
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
Colaboradores
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
CUADERNILLO 1
PROGRAMA SOBRE EL USO RESPONSABLEDE LA ENERGÍA“HAGAMOS CLICK, CUIDEMOS LA ENERGIA”
Contenido
14
15
16
17
18
20
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
1. La Energía. Definiciones Básicas2.
7
28
29
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
3. La Energía y el Hombre
38
39
41
44
45
46
La Energía Eléctrica4.
Bibliografia5.
4.1 ¿Qué es la electricidad?
4.2
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
3547
LA ENERGÍAEL PROGRAMA
01
Hoy la electricidad es una de las formas de energía más cotidianas en nuestras vidas.
disfrutar de una infinidad de progresos tec-nológicos que están detrás de su desarrollo y apli-cación. Pero esta cotidianeidad no necesariamente implica el conocimiento de cómo ésta se produce y su estrecho vínculo con los recursos naturales que permiten generarla.
Ello exige que la electricidad sea utilizada en forma responsable, 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 protagonistas dentro de su familia y en la sociedad, la Secretaría de Energía decide contri-buir mediante el presente recurso didáctico a una de las funciones más importantes de la escuela: brindar herramientas para desarrollar en los alum-nos aquellas capacidades que se consideran nece-sarias para llegar a ser ciudadanos responsables y de pleno derecho. Acercándoles a Uds., que realizan la noble tarea de formar a las jóvenes generaciones,
1.1 Antecedentes Generales delprograma
El Programa Nacional de Uso Racional y Eficiente de la Energía (PRONUREE), creado me-diante 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 como también lo caracterizó como una actividad permanente e imprescindible de la política ener-gética. El PRONUREE tiene por objetivo mejorar la eficiencia energética de los distintos sectores de consumo de energía, siendo la Secretaría de Energía el organismo ejecutor del mismo.
En particular, a lo que en materia de educa-ción se refiere, el citado decreto establece entre las acciones a desarrollar en el corto plazo, la de iniciar las gestiones necesarias para el desarrollo de una campaña masiva de educación, concienti-zación e información a la población en general y a los niños en edad escolar en particular, a fin de transmitir la naturaleza de la energía, su impacto en la vida diaria y la necesidad de adoptar pautas de consumo prudente de la misma.
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.
11USO 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 1Hagamos 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.
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.
LA ENERGÍADEFINICIONES BÁSICAS
02
2.1 ¿Qué es la 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.
¿Qué sucedería si en nuestra ciudad desaparecieran todas
las formas y fuentes de Energía?La palabra Energía proviene del griego (energeia): 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.
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:
2.2 Formas de Energía
ENERGÍA MECÁNICA ENERGÍA QUÍMICANERGÍA QUÍMIC ENERGÍA ELÉCTRICA ENERGÍA NUCLEARENERGÍA CALÓRICA
O TÉRMICA
La energía tiene 4 propiedades básicas. Así, habrá que tener en cuenta que la Energía:
15USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas.
2.3 Propiedades de la energíaEs aquella Energía que posee la materia en vir
tud 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 Química
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 Calórica o Térmica
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 Mecánica
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 Eléctrica
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.
Energía Nuclear
Propiedades de la Energía
E
E
E
E
Hay tres formas de transferir Energía de un cuerpo a otro, que son:
2.4 Transferencia de Energía
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
17USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas.
Energías RenovablesEl Sol
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.
2.6 Energías No Renovables Fue el primer combustible fósil en ex
plotarse, 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.
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
Nuclear
Hidráulico
Importación
Gas Natural
Fuel Oil
Gas Oil
Carbón
Importación2%
Año 2010[en %]
Térmica57%
40%
9%6%
2%
Hidráulica35%
Nuclear6%
Oferta de generación de Energía Eléctrica de Argentina. Fuentes de Energía utilizadas por nuestro país.
Fuente: Secretaría de Energía de la Nación
Nuclear
Hidráulico
Importación
Gas Natural
Fuel Oil
Gas Oil
Carbón
Importación2%
Año 2010[en %]
Térmica57%
40%
9%6%
2%
Hidráulica35%
Nuclear6%
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.
Para su producción final es necesario un proceso de refinación, donde se se
El petróleo y el gas naturalSon 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 la mezcla de hidrocarburos en que se presenta el petróleo.
Detallamos a continuación los productos que se obtienen y su utilización:
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.
19USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas.
Petróleo
25%
20%
15%
10%
5%
0%
Arabia Saudita
Venezuela Irán IrakKuwait
Federación RusaLibia
KasajztánNigeria
Resto del mundo
Emiratos Arabes Unidos
PETRÓLEO: RESERVAS MUNDIALES – Año 2010 – [%]
%
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:
HidráulicaSolarMareomotrizUndimotrizBiomasaEólicaGeotérmica
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.
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.
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
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
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.
21USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas.
Energía Solar Indiscutiblemente, las reservas ener
géticas 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 laenergía de los fotones que la componen. Para utilizarladebe convertirse en calor o electricidad .Para esto sonposibles dos tipos de conversión:
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 deshidratadoras de frutas y verduras.
De esta manera se dispone de alimentos de estación fuera de la estación de cosecha.
Captadores de ConcentraciónCaptadores Planos
Tubo Absorbente
Reflectores Parabólicos
Tuberías
La conversión Térmica se realiza según dos tipos de procesos:
Agua Caliente
Agua Fría
Paneles Solares
Los captadores planos seusan preferentemente para calefacción solar,calentamiento de agua,
secado, etc.En cambio el captador deconcentración se utiliza
para obtener calorindustrial, 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 mateaa ria de una fotopila existen cargas eléctricas preparadaspara circular y generar una corriente al recibir los rayos solares.
La luz solar llega a la fotopilaoo
Se transmite la energía a sus cargas eléctricasss
Éstas se ponen en movimiento y se ordenan.
Circulan por el conductor y generan una corriente eléctrica.
Dentro de la mateaa ria de una fotopila existen cargas eléctricas preparadaspara circular y generar una corriente al recibir los rayos solares.
La luz solar llega a la fotopilaoo
Se transmite la energía a sus cargas eléctricasss
Éstas se ponen en movimiento y se ordenan.
Circulan por el conductor y generan una corriente eléctrica.
USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía. Definiciones Básicas.
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.
Energía Mareomotriz
23
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:
Energía de las olas Energía de la Biomasa
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, oleaginosas, remolacha, etc.1Lignocelulósicos forestales (chopo, sauces, etc.).2Lignocelulósicos herbáceos como el cardo (Cynara cardunculus).3Otros cultivos como la papa.4
25
ANAERÓBICA ANAERÓBICA
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.
Energía Eólica Energía Geotérmica
Conversión de la Energía Eólica
0203LA ENERGÍA Y EL HOMBRE
BASES CONCEPTUALES
Durante la Edad de Piedra el hombre descubrió el fuego, la domesticación de animales, las armas de caza y el arado.
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.
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.
3.1 Edad de Piedra
3.1.1 El Paleolítico
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.
29
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.
3.1.2 El Neolítico
3.2 Edad de los metales
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.
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
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
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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
El fuego, fue utilizado por nuestros antepasados como fuente de calor y de protección. Luego el ca lor 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 he rramientas y objetos de todo tipo, así como una gran facilidad en el transporte de mercancía o personas.
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 VaporCarbón, vapor y Revolución Industrial
USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía y el Hombre
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 at mosférica.
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.
Sentadas las bases de la máquina de vapor por Watt se inició un rápido perfeccionamiento que consistió en aumentar la presión y temperatura del funcionamien to de las calderas que suministraban vapor a los cilin dros. 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 turbi na creada por el británico Charles Par-sons. Consistía en un disco con álabes, entre los cuales pasaba el vapor a presión, que con vertía 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 for mas de trabajo y a todo el conjunto de la sociedad. La necesidad de fabricar más y más herramien
El primer sector de la economía que sintió los efectos del vapor fue el artesano e industrial. La primera industria que se adaptó de manera inme diata 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 nave gación 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 In dustrial, fue en esta época donde la energía se tras ladó a todos los aspectos de la vida.
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 car bón, esto introdujo la distribución de energía a través de tubería en muchas áreas urbanas de Gran Breta ña, 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 eficien cia 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. Apro
33USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / La Energía y el Hombre
3.5 La era de la electricidadEl 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 in genios 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
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 in troducción de generadores (dínamos) y motores eléc tricos, 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 escocésestadounidense Alexander Graham Bell, inventa el teléfono.
A partir de 1880 el uso de la electricidad se ex
pandió 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
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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 provocan
do 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.
04ENERGÍA ELÉCTRICA
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?
ElectrónNúcleo
(Protones +
Neutrones)
Circulación de la Corriente Eléctrica
Pila:Genera una diferencia de Potencial Eléctrico.
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.
39USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / Energía Eléctrica
El viento y el paso del aguahacen girar a los álabes delaerogenerador y de la turbinahidráulica respectivamente.
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.
Generación
Transporte
Subestación Transformadora
Red deDistribución
ConsumoIndustrial
ConsumoDoméstico
Distribución
Centrales Eléctricas
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.
USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / Energía Eléctrica41
Líneas Eléctricas en Extra-Alta Tensión
Estación TransformadoraLíneas
Tensión TensiónPaíses Limtrofes (IGN)Límite Provincial
ÁreasDistro CuyoTransbaTranscomahue - EpenTransneaTransnoaTranspa
LITSA591 Km450 MVA1 Est. Transformadoras
TRANSENER8.798 Km10850 MVA31 Est. Transformadoras
TRANSBA6005 Km4967 MVA83 Est. Transformadoras
TRANSCOMAHUE S.A448 Km310 MVA8 Est. Transformadoras
TRANSCOMAHUE-EPEN764,4 Km11 Est. Transformadoras
TRANSPA2.073,90 Km1574 MVA18 Est. Transformadoras
Fuente: ATEERA - Asociación de Transportistas de Energía Eléctrica de la Argentina - Mapa Vigente.
DISTROCUYO1.205,21 Km1305 MVA12 Est. Transformadoras
TRANSNOA3.585,45 Km1836 MVA54 Est. Transformadoras
YACYLCEC280 Km ENECOR
300 MVA1 Est. Transformadoras
TRANSNEA1.449 Km887 MVA16 Est. Transformadoras
PICOTRUNCADO PUERTO
DESEADO
USO RESPONSABLE DE LA ENERGÍA / Energía Eléctrica
Centrales Generadoras de Electricidad
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Límites internacionalesLímite ProvincialProvinciasPaíses Limítrofes
Centrales de Generación EléctricaTérmica
Hidroeléctrica
Nuclear
Solar
Fuente: AGEERA - Asociación de Generadores de Energía Eléctrica de la República Argentina - Mapa Vigente.
4.5 Una energía con múltiples usos.
4.4 ¿Cómo llega hasta nuestras casas?.
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.
.
aparatos
En la industria, casi la mitad de laenergía que se consume es eléctricaLa electricidad se utiliza tanto comofuente impulsora de los motores eléctricos de las máquinas y propios de cada sector, como paracalentar los contenidos de tanques, depósitos o calderas.
En el transporte, el tranvía, el subte o el tren son los medios de transporte eléctricos por 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 Energíaes decir, Energía eléctrica y combustible.
Con un simple enchufe de corriente eléctrica
puede recargarse la batería..
, . ,
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Muchos comercios utilizan también energía eléctrica como los restaurantes por ejemplo que utilizan hornos eléctricoscafeteras y microondas Al igual que en el sector domésticola electricidad es también la principal fuente de iluminacióny permite obtener calor y frío con equipos de climatización.
45USO 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 energíaeléctrica.
0
CONSUMO HORARIO EN UN DÍA DE INVIERNO POR SECTORES (MW)
Hs.
MW PICO
s
2.500
12.500
5.000
15.000
7.500
17.500
20.000
10.000
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.
• 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
