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ELECTROSTÁTICA:
La electrostática es la rama de la Física que estudia las interacciones entre cuerpos
cargados eléctricamente que se encuentran en reposo. En este tema estudiaremos
los fundamentos y leyes que gobiernan la electricidad y descubriremos que la carga
eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia, al igual que lo es la masa. Esto
nos permitirá, en temas posteriores, estudiar qué ocurre cuando las cargas se
encuentran en movimiento.
A pesar de su aparente irrealidad (ya que una carga no puede mantenerse inmóvil
flotando en el espacio), la electrostática posee una gran aplicación ya que no solo
describe aproximadamente situaciones reales, sino porque sirve de fundamento para
otras situaciones electromagnéticas. En el campo de la electrostática aparecen el
principio de superposición, la ley de Gauss, el potencial eléctrico, la ecuación de
Laplace… todos los cuales se utilizan más adelante.
La electrostática se subdivide en dos situaciones:
Electrostática en el vacío
Supone que las cargas están inmóviles flotando en el espacio.
Electrostática en medios materiales
Supone que las cargas se encuentran en el interior o en la superficie de
medios materiales. A su vez, éstos se suelen clasificar en dos tipos:
Conductores
Son aquellos materiales (típicamente metálicos) que permiten el movimiento
de cargas por su interior. En electrostática esto implica que las cargas se
encuentran en equilibrio ya que pudiendo moverse no lo hacen.
Dieléctricos
Son aquellos materiales (típicamente plásticos) que no permiten el
movimiento de cargas por su interior. En electrostática esto implica la
existencia de cargas ligadas, que no pueden abandonar los átomos a los que
pertenecen.
Aunque en la mayoría de los casos prácticos consideraremos cargas dentro de
medios materiales, la electrostática en el vacío es válida como fundamento de todo
lo que sigue, puesto que estos son vacío en su mayor parte.
ELECTRODINÁMICA:
Al contrario de lo que ocurre con la electrostática, la electrodinámica se caracteriza
porque las cargas eléctricas se encuentran en constante movimiento. La
electrodinámica se fundamenta, precisamente, en el movimiento de los electrones o
cargas eléctricas que emplean como soporte un material conductor de la corriente
eléctrica para desplazarse.
Todos los cuerpos conocidos en la naturaleza, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos,
se componen de átomos o moléculas de elementos químicos simples o compuestos.
Las moléculas del agua que tomamos para aliviar la sed,
por ejemplo, están formadas por dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).
Formación de una molécula
de agua
En un vaso de agua están presentes miles de millones de moléculas formadas por
esos dos elementos químicos.
Todos los átomos o moléculas simples se componen de un
núcleo formado por protones y neutrones, y alrededor de ese
núcleo gira constantemente una nube de electrones situados
en una o en varias órbitas, según el elemento químico de que
se trate, de forma similar a como giran los planetas alrededor
del sol. Es decir, que cada átomo viene siendo un sistema solar
en miniatura, tal como se puede ver en la ilustración del átomo
de cobre (Cu), que aparece a la izquierda.
Los protones de los átomos poseen siempre carga eléctrica
positiva, los neutrones carga neutra y los electrones carga
eléctrica negativa.
La cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo neutro siempre es igual a
la de los electrones que se encuentran girando en sus respectivas órbitas. Un átomo
en estado neutro tiene el mismo número de cargas negativas que positivas.
Ahora bien, un átomo puede ganar o ceder electrones
de su última órbita empleando medios químicos o
eléctricos y convertirse así en un ión negativo o positivo
del elemento de que se trate, exceptuando los átomos
de los gases nobles.
En ese caso podemos decir que se trata del ión de un
elemento determinado como pudiera ser, por ejemplo,
hidrógeno (H), cobre (Cu), zinc (Zn), plomo (Pb), etc.
Cuando el átomo cede o pierde electrones se convierte en un ión positivo o catión,
pues la cantidad de protones con carga positiva superará a la de los electrones con
carga negativa. Si por el contrario, el átomo en lugar de ceder electrones los capta o
gana en su última órbita, se convierte en un ión negativo o anión, al ser superior la
cantidad de electrones con carga negativa en relación con la carga positiva de los
protones agrupados en el núcleo. Es necesario aclarar que el máximo de electrones
que puede contener la última capa u órbita de un átomo son ocho.
ELECTROMAGNETISMO:
El electromagnetismo es la rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos
eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por
Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk
Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que
relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes
materiales que son conocidas como ecuaciones de Maxwell. Los conceptos
relacionados a la teoría incluyen la corriente eléctrica, polarización eléctrica y
polarización magnética.
El electromagnetismo es una teoría de campos. Las explicaciones y predicciones
que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición
en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos
macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en
movimiento. Se utiliza los campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las
sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir,
aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes
respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los
fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecánica
Cuántica o Física Moderna.
ELECTROSCOPIO
Un electroscopio es un instrumento antiguo utilizado para detectar carga y medir
potencial eléctrico. Si la esfera metálica de la parte superior se pone en contacto con
un conductor cargado, las delgadas hojas de metal (láminas de oro o aluminio)
adquirirán el mismo potencial que el conductor. La carga en las hojas será
proporcional a la diferencia de potencial entre ellas y la caja. La fuerza de repulsión
que existirá entre las hojas, debido a sus cargas idénticas, puede medirse
observando el valor de la desviación de un escala.
También es posible cargar un electroscopio por inducción en la misma forma que la
esfera de la ilustración, un electroscopio cargado puede emplearse para detectar la
presencia de cargas, así como para determinar su signo. Imagine que una barra con
cargas negativas se acerca al electroscopio cargado negativamente, la barra repele
electrones adicionales abajo hacia las hojas se desviaran menos.
CARGA ELÉCTRICA
La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Existen dos clases distintas, que
se denominan cargas positivas y negativas. Estas tienes dos cualidades
fundamentales:
Cargas iguales se repelen.
Cargas distintas se atraen.
Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de
adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que
una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).
Coulomb ideó un método ingenioso para hallar como depende de su carga
la fuerza ejercida por o sobre un cuerpo cargado. Para eso se basó en
la hipótesis de que si un conductor esférico cargado se pone en contacto con un
segundo conductor idéntico, inicialmente descargado, por razones de simetría la
carga del primero se reparte por igual entre ambos. De este modo dispuso de un
método para obtener cargas iguales a la mitad, la cuarta parte, etc., de cualquier
carga dada. Los resultados de sus experimentos están de acuerdo con la conclusión
de que la fuerza entre dos cargas puntuales, q y q', es proporcional al producto de
éstas. La expresión completa de la fuerza entre dos cargas puntuales
FORMAS DE ELECTRIZACIÓN DE LOS CUERPOS
El término electrizado es un sinónimo que se le asigna a un cuerpo cargado
eléctricamente, electrizar un cuerpo no es más que lograr el reacomodo de los
electrones que se encuentran en la superficie de un cuerpo haciéndolos pasar a
otros.
Su estrechamiento o movilidad está estrechamente ligada al material del que está
constituido el objeto. Por ejemplo si el material del que se compone el objeto es
madera, vidrio, papel, plástico, o agua destilada, las partículas cargadas no se
desplazarán fácilmente por el objeto mas que en la región que es sometida al
proceso de electrización, ya que esos materiales se consideran aislantes o malos
conductores de la electricidad.
Básicamente se conocen tres formas de electrización o procesos para cargar
eléctricamente un cuerpo: por frotamiento o fricción, por contacto o conducción y por
inducción.
PROCESO DE ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO O FRICCIÓN
Cuando ponemos un cuerpo cargado en contacto con un conductor se puede dar
una transferencia de carga de un cuerpo al otro y así el conductor queda cargado,
positivamente si cedió electrones o negativamente si los ganó.
EJEMPLO
Una mascada o pañuelo de seda contra un peine o varilla de plástico, la mascada
atrae electrones del material de plástico, por lo que este último queda con una carga
positiva, mientras que la seda gana electrones y queda electrizada negativamente
debido al exceso de electrones que contiene después del frotamiento.
PROCESO DE ELECTRIZACIÓN POR CONDUCCIÓN O CONTACTO
Es necesario que el cuerpo previamente electrizado entre en contacto con un cuerpo
neutro para que se lleve a cabo el proceso de electrización por contacto o
conducción. Esto sucede porque, al entrar los cuerpos en contacto, los electrones se
transfieren del material que contiene un exceso de electrones al otro.
La distribución uniforme de la carga en el material que originalmente se encontraba
en estado neutro dependerá mucho de que este sea un buen conductor de la
electricidad.
PROCESO DE ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN
Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro.
Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una
interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado
de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto
a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. En este proceso de
redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero
en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente Decimos
entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado
induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
LEY DE COULOMB
Charles Agustín Coulomb, el más grande físico francés en cuyo honor la unidad de
carga eléctrica se denomina coulomb, nació en Francia en 1736.
La mayor aportación de Coulomb a la ciencia fue en el campo de la electrostática y
el magnetismo, en 1777 inventó la balanza de torsión con la cual, midió con
exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas. Con este invento, Coulomb pudo
establecer el principio, conocido ahora como Ley de Coulomb: la fuerza entre las
cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas individuales e
inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa.
Coulomb murió en 1806, cinco años después de convertirse en presidente del
Instituto de Francia (antiguamente la Academia de Ciencias de París). Su
investigación sobre la electricidad y el magnetismo permitió que esta área de la
física saliera de la filosofía natural tradicional y se convirtiera en una ciencia exacta.
La ley de Coulomb establece el valor de una fuerza electrostática. Esta fuerza
depende de las cargas enfrentadas y de la distancia que hay entre ellas.
El valor de la fuerza electrostática viene dada por la fórmula:
Dónde:
-F= fuerza electrostática que actúa sobre cada carga Q1 y Q2
- k = constante que depende del sistema de unidades y del medio en el cual se
encuentran las cargas
- r = distancia entre carga
CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica es una corriente de electrones que atraviesa un material.
Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan
con facilidad de un átomo a otro.
Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un
átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.
Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es
necesario una fuente de energía externa.
Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con
diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el
cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo. Ver
la figura
Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se
toma por convención (Ver teoría del Fluido de Benjamín Franklin) que el sentido de
la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN SERIE, EN PARALELO Y MIXTOS.
Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más operadores
conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor.
Dicho de otra forma, en este tipo de circuitos para pasar de un punto a otro (del polo
- al polo +), la corriente eléctrica se ve en la necesidad de atravesar todos los
operadores.
En los circuitos conectados en serie podemos observar los siguientes efectos:
A medida que el número de operadores receptores que conectamos aumenta
(en nuestro caso lámparas), observaremos como baja su intensidad luminosa.
Cuando por cualquier causa uno de ellos deja de funcionar (por avería,
desconexión, etc.), los elementos restantes también dejarán de funcionar, es decir,
cada uno de ellos se comporta como si fuera un interruptor.
En los circuitos en serie se cumplen las siguientes condiciones:
La intensidad que circula por el circuito es siempre la misma.
La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias de los
receptores.
El voltaje total del circuito es la suma de los voltajes de cada receptor.
Un físico muy famoso en el estudio de la electricidad y de los circuitos eléctricos
fue Ohm.
Circuito en serie
Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores
conectados en distintos cables. Dicho de otra forma, en ellos, para pasar de un
punto a otro del circuito (del polo - al polo +), la corriente eléctrica dispone de varios
caminos alternativos, por lo que ésta sólo atravesará aquellos operadores que se
encuentren en su recorrido.
En los circuitos conectados en paralelo podemos observar los siguientes efectos:
Los operadores (en este caso lámparas) funcionan con la misma intensidad
luminosa.
La desconexión o avería de un operador no influye en el funcionamiento del
resto.
Circuito en paralelo
Los circuitos mixtos son aquellos que disponen de tres o más operadores
eléctricos y en cuya asociación concurren a la vez los dos sistemas anteriores,
en serie y en paralelo.
En este tipo de circuitos se combinan a la vez los efectos de los circuitos en serie
y en paralelo, por lo que en cada caso habrá que interpretar su funcionamiento.
Circuito con un timbre en serie con dos ampolletas en paralelo
LEY DE OHM
El ohmio (también ohm) es la unidad de medida de la resistencia que oponen los
materiales al paso de la corriente eléctrica y se representa con el símbolo o letra
griega Ω (omega).
El ohmio se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica
una columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección transversal de 1
mm2, a una temperatura de 0º Celsius.
Esta ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente eléctrica,
como son la intensidad (I), la diferencia de potencial o tensión (V) y la resistencia
(R) que ofrecen los materiales o conductores.
La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por
un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial
aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar
matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación:
Donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas , tenemos que:
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).
MOTORES ELÉCTRICOS Y TRANSFORMADORES
MOTOR ELÉCTRICO
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía
mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores
eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía
eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados
en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos
regenerativos.
Podemos desmontar un motor para ver cómo está hecho. Dentro encontraremos los
siguientes componentes:
• Bobina: La bobina está hecha de alambre de cobre - porque es un conductor
excelente. Está bobinado en una armadura. La bobina se convierte en un
electroimán cuando pasa por ella la corriente.
• Armadura: La armadura apoya la bobina y puede ayudar a hacer el electroimán
más fuerte. Esto hace que el motor sea más eficiente.
• Imanes permanentes: Hay dos imanes permanentes. Producen un campo
magnético estable de modo que la bobina dé vueltas cuando pasa la corriente.
Algunos motores tienen electroimanes en vez de imanes permanentes. Éstos están
hechos de más bobinas de alambre de cobre.
• Conmutador: Cada extremo de la bobina está conectado a una de las dos mitades
del conmutador. El conmutador cambia los contactos cada media vuelta.
• Cepillos: Los cepillos presionan en el conmutador. Mantienen contacto con el
conmutador aunque gire. La corriente fluye dentro y fuera del motor a través de los
cepillos.
• Matriz de acero: La matriz hecha de material magnético une los dos imanes
permanentes y, en efecto, los convierte en un solo imán en forma de herradura. Los
motores comerciales usan a menudo un imán de herradura.
Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los
generadores y de los motores. El primero es el principio de la inducción descubierto
por el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se
mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de
otro conductor por el que circula una corriente de intensidad variable, se establece o
se induce una corriente eléctrica en el primer conductor. El principio opuesto a éste
fue observado en 1820 por el físico francés André MarieAmpère. Si una corriente
pasa a través de un conductor situado en el interior de un campo magnético, éste
ejerce una fuerza mecánica sobre el conductor.
TRANSFORMADOR
Un transformador es una máquina estática de corriente alterno, que permite variar
alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la
frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.
Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada
en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones
deseadas, en el devanado secundario.
La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido
posible el desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización
práctica y económica del transporte de energía eléctrica a grandes distancias.
ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía eléctrica es una fuente de energía renovable que se obtiene mediante
el movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) que se
produce en el interior de materiales conductores (por ejemplo, cables metálicos
como el cobre).
El origen de la energía eléctrica está en las centrales de generación, determinadas
por la fuente de energía que se utilice. Así, la energía eléctrica puede obtenerse
de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas, térmicas, nucleares y mediante la
biomasa o quema de compuesto de la naturaleza como combustible
ENERGÍAS ALTERNATIVAS
Energía solar
La idea de aprovechar la energía solar no es novedosa. Fue a partir
de fines de 1970 que se tuvo la tecnología para hacerlo posible. El
proceso básico es simple. Los paneles solares concentran la luz
solar que cae sobre ellos y la convierten en energía. Esto se logra
de varias maneras y depende del objetivo; ya sea electricidad para
una región o agua caliente para una piscina. El mayor obstáculo de
la energía solar es el precio de la instalación. El equipo solar cuesta
mucho más que un equipo tradicional de energía. Lleva muchos
años de uso ver que la inversión valió la pena. A pesar del costo, la energía solar
permite que se pueda complementar la energía en las ciudades. En zonas rurales,
donde el costo del tendido de los cables eléctricos aumenta, la energía solar es la
mejor opción de electricidad.
Energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica utiliza la energía del agua que cae para hacer girar turbinas
y generar electricidad. La energía que se genera de esta forma depende del control
de un curso de agua, como por ejemplo un río, a menudo con una presa. La energía
hidroeléctrica tiene varias ventajas. Es casi obvio que es renovable. Los
generadores impulsados por agua no producen emisiones. El flujo de agua,
controlado dentro de la planta hidroeléctrica, determina la cantidad de electricidad
producida para generar la energía necesaria.
Aproximadamente el 20% de la electricidad mundial
proviene de esta fuente. Entre los principales usuarios
de la energía hidroeléctrica se encuentran Noruega,
Rusia, China, Canadá, Estados Unidos y Brasil.
Combustible de biomasa
"Biomasa" define casi cualquier residuo vegetal,
desperdicio de madera, desperdicio agrícola y de
vertedero de basura, así como también determinados
cultivos que se utilizan como combustible. Estos
desperdicios provienen de industrias como las madereras, la industria de la
construcción, las papeleras; los desperdicios agrícolas provienen del cultivo de la
tierra; e incluso los desperdicios sólidos provienen de vertederos de basura
municipales y el gas metano generado en estos vertederos. Además, algunos
céspedes pueden cultivarse para la obtención de biocombustibles a partir de la
fermentación. En todo el mundo, el combustible de biomasa, principalmente los
productos derivados de la madera, se quema en forma paralela al carbón en plantas
de energía eléctrica de combustión de carbón. Los biocombustibles representan el
otro uso principal de la biomasa. El etanol puede utilizarse de forma aislada o como
un agregado a la gasolina. La mayoría de los vehículos de Brasil funcionan con
etanol. El biodiesel, hecho de aceite vegetal, grasa animal y grasa de restaurantes,
bien puede reemplazar al combustible diesel estándar. También puede utilizarse en
una mezcla. El mayor productor y usuario de biodiesel es Alemania.
Aunque al quemase produce dióxido de carbono, el combustible de biomasa se
considera como "carbono neutral". Desde hace millones de años, los combustibles
fósiles liberan CO2 y crean una carga adicional de CO2 en la atmósfera. El CO2
liberado por la combustión de la biomasa es absorbido por las plantas cultivadas
para producirlo. Sin embargo, los combustibles fósiles todavía se utilizan en la
producción de combustible de biomasa que impulsa la maquinaria agrícola y
abastece los camiones cargados con troncos, y se utiliza en otros pasos del
proceso. En este momento, el combustible de biomasa no es verdaderamente
carbono neutral. Aunque, en general, disminuye las emisiones de CO2, que es un
paso en la dirección correcta.
Energía eólica
Los pequeños molinos de viento eran frecuentes en todo el mundo hasta ser
reemplazados por los motores de vapor y, posteriormente, por la electricidad. El
interés por las grandes turbinas de viento aumentó a partir de la crisis del petróleo
de 1970. Para 1980 los molinos de energía eólica, hileras de turbinas, comenzaron
a verse en las zonas rurales de todo el mundo. Entre los principales usuarios de la
energía eólica se encuentran Alemania, Estados Unidos, Dinamarca y España, e
India y China como prometedores usuarios de la energía eólica.
Las gigantes turbinas de viento generan energía cuando el viento hace girar sus
enormes paletas. Las paletas están conectadas a un generador que produce
electricidad. Los grandes parques eólicos pueden cumplir con las necesidades
básicas de energía de una empresa de servicios públicos. Los parques eólicos más
pequeños y los molinos de viento individuales pueden abastecer hogares, antenas
parabólicas y bombas de agua. Tal como ocurre con la energía solar, la construcción
de los parques eólicos requiere una gran inversión inicial que no se amortiza con
rapidez.
Energía geotérmica
La energía geotérmica toma fuentes naturales, tales como aguas termales y chorros
de vapor, y las utiliza para producir electricidad o suministrar agua caliente a una
región. Las plantas de energía geotérmica envían el vapor que llega a la superficie
de la Tierra hacia turbinas. Las turbinas giran e impulsan generadores que producen
electricidad. La primera planta generadora de energía geotérmica por vapor se
inauguró en Larderello, Italia, en 1904. Esta planta todavía se encuentra en
funcionamiento. Los Estados Unidos, Islandia, Las Filipinas, El Salvador, Rusia,
Kenia y El Tíbet se encuentran entre los 24 países que utilizaron 8,900 megavatios
de electricidad generados por instalaciones geotérmicas en 2005. La calefacción
geotérmica directa utiliza agua caliente de la superficie de la Tierra, como por
ejemplo aguas termales, para calefaccionar hogares y otros edificios. En 2005,
alrededor de 16,000 megavatios de energía
provinieron de fuentes geotérmicas
directas, en aproximadamente 72 países.
Energía nuclear
La energía nuclear se presentó como una
alternativa para los combustibles fósiles en
1970. Las plantas realizaban fisiones
nucleares en un entorno controlado, lo que producía energía. Los bajos costos del
combustible equilibraron la inversión financiera necesaria para crear las plantas de
energía nuclear, y esto tenía como consecuencia electricidad a más bajo costo. A
pesar de los graves accidentes en la planta Three Mile Island en Pensilvania y en
Chernobil, Ucrania, la energía nuclear sigue siendo una fuente viable de energía en
muchos lugares. Las plantas de energía nuclear suministran el 16% de la energía
del mundo en 70 países. Son una fuente importante de energía para países sin
muchos recursos de combustibles fósiles. Francia y Japón tienen programas
particularmente activos de energía nuclear. Las plantas ahora incorporan múltiples
sistemas de seguridad para evitar fusiones del núcleo y la liberación de sustancias
radiactivas. Todavía resta preocupación acerca del desecho del combustible que se
consume, que podría ser utilizado para fabricar armas nucleares.
Energía oceánica
Una planta de energía mareomotriz captura
la energía del flujo de las mareas que
entran y salen de las bahías o estuarios.
Una presa especial denominada presa de
contención separa el área de las mareas en
cuencas superiores e inferiores. Las
turbinas dentro de la presa de contención
giran a medida que el agua fluye de una
cuenca hacia la otra, según la dirección de la marea. Las turbinas impulsan un
generador que, luego, produce electricidad.
La instalación de una planta mareomotriz es costosa, por lo tanto, la planta debe ser
capaz de generar energía suficiente como para que la inversión valga la pena. Esto
sucede únicamente cuando hay una diferencia de al menos 5 m (16 pies) entre la
marea alta y la baja. Cualquier diferencia menor no genera la energía suficiente
como para que la planta mareomotriz resulte viable desde el punto de vista
financiero. Sólo aproximadamente 40 lugares en todo el mundo cumplen con estos
criterios. La planta mareomotriz más conocida es La Rance Station en Bretaña,
Francia. Entre otros lugares se encuentran la Planta Annapolis Royal en Nueva
Escocia, Canadá, y también plantas en Rusia, China, India y Gales.