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Formas de energía

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  • 1. Formas de Energía
  • 2. Energía mecánicaLa definición de la energía mecánica es la suma de lasenergías cinética y potencial asociadas a una masa enun campo gravitatorio. En ausencia de otras fuerzas laenergía mecánica de un cuerpo en órbita se mantieneconstante los conceptos que se asocian directamenteson de energía mecánica cinética como propiedad dela masa debida a la tendencia a mantener su estadode movimiento y que implica una mayor resonanciade la masa o sincronización con la vibración de laglobina.
  • 3. Definición de la energía mecánica potencial como propiedad deuna masa por encontrarse en un punto de la estructura reticularde la materia, globina con simetría radial o campo gravitatorio.En el primer caso se habla también de energía cinética y en elsegundo de energía potencial o energía gravitacional.La razón de que la energía mecánica sea constante esconvencional o derivada de principio de conservación de laenergía. Si el sistema es cerrado y solo se contemplan dosmanifestaciones de la energía, la suma de ambas ha de serconstante.A la transformación o transferencia de energía le llamamostrabajo.
  • 4. Consideremos un objeto que se mueve ciertodesplazamiento “d”, bajo la acción de una fuerza“F”, constante. El trabajorealizado por la fuerza sedefine como el producto de la magnitud de la fuerza que actúa en dirección del desplazamiento y la magnitud del desplazamiento con la formula w=fd
  • 5. Energía eléctricaEs una de las formas de energía mas empleada en lavida cotidiana.Gracias a la energía eléctrica podemos usar unordenador, iluminar nuestra habitación además entremuchas otras cosas.
  • 6. Energía químicaLa energía química es la que se produce enlas reacciones químicas. Una pila o unabatería poseen este tipo de energía.En la actualidad, la energía química es laque mueve los automóviles, los buques ylos aviones y, en general, millones demáquinas. Tanto la combustión del carbón,de la leña o del petróleo en las máquinasde vapor como la de los derivados delpetróleo en el estrecho y reducido espaciode los cilindros de un motor de explosión,constituyen reacciones químicas.
  • 7. El carbón y la gasolina gasificada secombinan con el oxígeno del aire,reaccionan con él y se transforman suave ylentamente, en el caso del carbón, oinstantánea y rápidamente, en el caso de lagasolina dentro de los cilindros de losmotores. Las mezclas gaseosas inflamadasse dilatan considerable y rápidamente y enun instante comunican a los pistones delmotor su energía de traslación, su fuerzaviva o de movimiento.Si se rodeasen el carbón o la leña, la gasolinay el petróleo de una atmósfera de gas inerte,por ejemplo nitrógeno gaseoso, nilos primeros arderían ni los últimosexplotarían en los cilindros. El nitrógeno noreacciona con aquellos cuerpos y las mezclasde gasolina y nitrógeno ni arden ni explotan.
  • 8. Finalmente, hay que mencionar la más reciente yespectacular aplicación de la energía química paralograr lo que durante muchos siglos constituyó susueño: el viaje de ida y vuelta al espacio exterior y a laLuna, así como la colocación de distintos tiposde satélites artificiales en determinadas órbitas.
  • 9. Energía Luminosa o radiante
  • 10. Es la energía que poseen las ondas electromagnéticas.Viaja por el espacio a 300,000 kilómetros por segundo.Se haya en estado de movimiento.Se propaga formando ondas, sin necesidad de soporte materialalguno.Algunas formas de energía radiante son: la luz solar, los rayosultravioleta y rayos X.Se transmite por unidades llamadas fotones. La energía radiante, al chocar contra la materia puede ser:- Reflejada (es la que no penetra a la materia sino que "rebota") -Transmitida (la que penetra a la materia y viaja a través de ella)- Absorbida (la que penetra a la materia y se queda en ésta).Generalmente es cambiada a otra forma de energía, como laque absorben las hojas y la transforman en energía química.
  • 11. Energía SolarLa energía solar es la energía obtenida a partir delaprovechamiento de la radiación electromagnéticaprocedente del Sol.La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharsepor medio de captadores que mediante diferentestecnologías (células fotovoltaicas, helióstatos, colectorestérmicos) pueden transformarla en energía eléctrica otérmica. Es una de las llamadas energías renovables oenergías limpias.
  • 12. La radiación es aprovechable en sus componentes directa ydifusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es laque llega directamente del foco solar, sin reflexiones orefracciones intermedias. La difusa es la emitida por labóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenosde reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubesy el resto de elementos atmosféricos y terrestres.La radiación directa puede reflejarse y concentrarse parasu utilización, mientras que no es posible concentrar la luzdifusa que proviene de todas las direcciones.Según informes de Greenpeace, la energía solarfotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios dela población mundial en 2030
  • 13. Energía solar térmicaLos sistemas fototérmicos convierten la radiaciónsolar en calor y lo transfieren a un fluido de trabajo. Elcalor se usa entonces para calentar edificios, agua,mover turbinas para generar electricidad, secargranos o destruir desechos peligrosos. Los ColectoresTérmicos Solares se dividen en tres categorías:
  • 14. Colectores de baja temperatura. Proveen calor útil atemperaturas menores de 65 ºC mediante absorbedoresmetálicos o no metálicos para aplicaciones tales comocalentamiento de piscinas, calentamiento doméstico de aguapara baño y, en general, para todas aquellas actividadesindustriales en las que el calor de proceso no es mayor de 60 ºC,por ejemplo la pasteurización, el lavado textil, etc.Colectores de temperatura media. Son los dispositivos queconcentran la radiación solar para entregar calor útil a mayortemperatura, usualmente entre los 100 y 300 ºC. En estacategoría se tiene a los concentradores estacionarios y a loscanales parabólicos, todos ellos efectúan la concentraciónmediante espejos dirigidos hacia un receptor de menor tamaño.Tienen el inconveniente de trabajar solamente con lacomponente directa de la radiación solar por lo que su utilizaciónqueda restringida a zonas de alta insolación.Colectores de alta temperatura. Existen en tres tipos diferentes:los colectores de plato parabólico, la nueva generación de canalparabólico y los sistemas de torre central. Operan atemperaturas superiores a los 500 ºC y se usan para generarelectricidad y transmitirla a la red eléctrica; en algunos paísesestos sistemas son operados por productores independientes yse instalan en regiones donde las posibilidades de días nubladosson remotas.
  • 15. Ventajas y desventajas de la energía solarSon muchas las ventajas que se nos presentan y a las cuáles no prestamosla suficiente atención, la más importante de todas es que este tipo deenergía no contamina.Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde eltendido eléctrico no llega (campo, islas), o es dificultoso y costoso sutraslado.Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son de fácilmantenimiento, lo que facilita su elección.El coste disminuye a medida que la tecnología va avanzando (el costo delos combustibles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez haymenos).Pero además, el nivel de radiación de esta energía fluctúa de una zona aotra, y lo mismo ocurre entre una estación del año y otra, lo que puede serno tan atractivo para su consumidor.Cuando se decide utilizar la energía solar para una parte importante de lapoblación , se necesitan grandes extensiones de terreno, lo que dificultaque se escoja este tipo de energía.Además, otra de las desventajas, es que inicialmente requiere una fuerteinversión económica a la que muchos consumidores no están dispuestos aarriesgarseSe debe complementar este método de convertir energía con otros.Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados,energía que no se aprovecha para desarrollar
  • 16. Energía EólicaEnergía eólica es la energía obtenida del viento, esdecir, la energía cinética generada por efecto de lascorrientes de aire, y que es transmutada en otrasformas útiles para las actividades humanas.En la actualidad, la energía eólica es utilizadaprincipalmente para producir energía eléctricamediante aerogeneradores.La energía eólica es un recurso abundante, renovable,limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases deefecto invernadero al remplazar termoeléctricas a basede combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipode energía verde. Su principal inconveniente es la intermitencia delviento.
  • 17. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas deaire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreasadyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente depresión.Los vientos son generados a causa del calentamiento no uniforme de lasuperficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de laenergía proveniente del sol se convierte en viento. De día, las masas de airesobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a lasáreas vecinas situadas sobre las masas continentales.Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto elaire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto másliviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares,océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejadopor el aire caliente
  • 18. Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocerlas variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos,la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo,la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valoresmáximos ocurridos en series históricas de datos con unaduración mínima de 20 años. Es también importante conocer lavelocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía delviento, es necesario que este alcance una velocidad mínima quedepende del aerogenerador que se vaya a utilizar pero que sueleempezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s (14,4 km/h),velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s(90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed"
  • 19. La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinaseólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica enenergía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionardirectamente las máquinas operatrices, como para la producción deenergía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión,(que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de controly de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores.En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistemamecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmenteun alternador, que produce energía eléctrica. Para que suinstalación resulte rentable, suelen agruparse en concentracionesdenominadas parques eólicos.
  • 20. Energía hidráulicaEs la energía que se obtiene de la caída del aguadesde cierta altura a un nivel inferior lo que provocael movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. Lahidroelectricidad es un recurso natural disponible enlas zonas que presentan suficiente cantidad de agua.
  • 21. La energía potencial, durante la caída, se convierte encinética. El agua pasa por las turbinas a granvelocidad, provocando un movimiento de rotaciónque finalmente se transforma en energía eléctrica pormedio de los generadores.
  • 22. PRESASMOLINO
  • 23. ENERGÍA DE BIOMASA
  • 24. La Energía de la biomasa es la que se obtiene de loscompuestos orgánicos mediante procesos naturales.Con el término biomasa se alude a la energía solar,convertida en materia orgánica por la vegetación, quese puede recuperar por combustión directa otransformando esa materia en otros combustibles,como alcohol, metanol o aceite. También se puedeobtener biogás, de composición parecida al gasnatural, a partir de desechos orgánicos.
  • 25. Ventajas: Es una fuente de energía limpia y con pocosresiduos que, además son biodegradables. También, seproduce de forma continua como consecuencia de laactividad humana.Inconvenientes: Se necesitan grandes cantidades deplantas y, por tanto, de terreno. Se intenta "fabricar" elvegetal adecuado mediante ingeniería genética. Surendimiento es menor que el de los combustibles fósiles yproduce gases, como el dióxido de carbono, que aumentanel efecto invernadero.
  • 26. Energía mareomotrizLa energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando lasmareas, mediante su empalme a un alternador se puede utilizarel sistema para la generación de electricidad, transformando asíla energía mareomotriz en energía eléctrica, una formaenergética más segura y aprovechable. Es un tipo de energíarenovable, en tanto que la fuente de energía primaria no seagota por su explotación, y es limpia ya que en la transformaciónenergética no se producen subproductos contaminantesgaseosos, líquidos o sólidos. Sin embargo, la relación entre lacantidad de energía que se puede obtener con los mediosactuales y el coste económico y ambiental de instalar losdispositivos para su proceso han impedido una penetraciónnotable de este tipo de energía.
  • 27. Otras formas de extraer energía del mar son: las olas (energíaundimotriz), de la diferencia de temperatura entre la superficie ylas aguas profundas del océano, el gradiente térmico oceánico;de la salinidad, de las corrientes marinas o la energía eólicamarina.Métodos de generaciónLos métodos de generación mediante energía de marea puedenclasificarse en estas tres:Generador de la corriente de mareaLos generadores de corriente de marea Tidal Stream Generators(o TSG por sus iniciales inglés) hacen uso de la energía cinéticadel agua en movimiento a las turbinas de la energía, de manerasimilar al viento (aire en movimiento) que utilizan las turbinaseólicas. Este método está ganando popularidad debido a costosmás bajos y a un menor impacto ecológico en comparación conlas presas de marea.
  • 28. Presa de mareaLas presas de marea hacen uso de la energía potencial que existe enla diferencia de altura (o pérdida de carga) entre las mareas altas ybajas. Las presas son esencialmente los diques en todo el ancho deun estuario, y sufren los altos costes de la infraestructura civil, laescasez mundial de sitios viables y las cuestiones ambientales.Energía mareomotriz dinámicaLa energía mareomotriz dinámica es una tecnología de generaciónteórica que explota la interacción entre las energías cinética ypotencial en las corrientes de marea. Se propone que las presas muylargas (por ejemplo: 30 a 50 km de longitud) se construyan desde lascostas hacia afuera en el mar o el océano, sin encerrar un área. Seintroducen por la presa diferencias de fase de mareas, lo que lleva aun diferencial de nivel de agua importante (por lo menos 2.3metros) en aguas marinas ribereñas poco profundas con corrientesde mareas que oscilan paralelas a la costa, como las queencontramos en el Reino Unido, China y Corea. Cada represa generaenergía en una escala de 6 a 17 GW.
  • 29. Energía geotérmicaSe llama energía geotémica a la que se encuentra enel interior de la tierra en forma de calor, comoresultado de:La desintegración de elementos radiactivos.El calor permanente que se originó en los primerosmomentos de formación del planeta
  • 30. Esta energía se manifiesta por medio de procesosgeológicos como volcanes en sus fases póstumas, losgeíseres que expulsan agua caliente y las aguas termales.CONVERTIR A ENERGIA ELECTRICALa conversión de la energía geotérmica en electricidadconsiste en la utilización de un vapor, que pasa a través deuna turbina que está conectada a un generador,produciendo electricidad.El principal problema es la corrosión de las tuberías quetransportan el agua caliente.
  • 31. USOSBalnearios: Aguas termales que tienen aplicacionespara la salud.Calefacción y agua caliente.Electricidad.Extracción de minerales: Se obtienen de losmanantiales azufre, sal común, amoniaco, metano yácido sulfídrico.Agricultura y acuicultura: Para invernaderos ycriaderos de peces.
  • 32. Energía nuclearLa energía nuclear es una forma deenergía. Es aquella que se libera comoresultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso deFisión (división de núcleos atómicospesados) o por Fusión (unión de núcleosatómicos muy livianos).En las reacciones nucleares se libera unagran cantidad de energía debido a queparte de la masa de las partículasinvolucradas en el proceso, se transformadirectamente en energía.
  • 33. La energía nuclear puede prevenir muchas de lasconsecuencias en el medio ambiente que provienendel uso de los combustibles fósiles. Una ventaja muyimportante de la energía nuclear es que evita unamplio espectro de problemas que aparecen cuandose quema los combustibles fósiles (carbón, petróleo ogas). Esos problemas probablemente exceden los quese originan por otra actividad humana. Uno de ellos yque ha recibido especial atención es el“calentamiento global”, el cual es responsable delcambio del clima del planeta; las llamadas lluviasácidas, que destruyen bloques y matan a decenas demiles de americanos cada año.
  • 34. Fisión nuclearEs una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de unnúcleo pesado al ser bombardeado por neutrones de ciertavelocidad. A raíz de esta división el núcleo se separa en dosfragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberaciónde 2 ó 3 nuevos neutrones y de una gran cantidad de energía(200 MeV) que se transforma finalmente en calor.Los neutrones que escapan de la fisión, al bajar su energíacinética, se encuentran en condiciones de fisionar otros núcleospesados, produciendo una Reacción Nuclear en Cadena. Cabeseñalar, que los núcleos atómicos utilizados son de Uranio - 235.El proceso de la fisión permite el funcionamiento de losReactores Nucleares que actualmente operan en el mundo.
  • 35. Fusión nuclearLa fusión nuclear ocurre cuando dos núcleos atómicos muylivianos se unen, formando un núcleo atómico más pesadocon mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energíastan elevadas que en la actualidad se estudian formasadecuadas para mantener la estabilidad y confinamientode las reacciones.La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos sepuede obtener utilizando energía térmica o bien utilizandoaceleradores de partículas. Ambos métodos buscan que lavelocidad de las partículas aumente para así vencer lasfuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momentode la colisión necesaria para la fusión.Para obtener núcleos de átomos aislados, se utilizan gasessobrecalentados que constituyen el denominado PlasmaFísico. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues setratan de gigantescas estructuras de mezclas de gasescalientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar.
  • 36. PLANTAS DE ENERGÍA EN MÉXICO
  • 37. La Comisión Federal de Electricidad es la empresa delEstado que se encarga de la generación, transmisión,distribución y comercialización de energía eléctrica enel país.La capacidad de generación cuenta con 177 centralesgeneradoras de energía, lo que equivale a 49,854 MW(Megawatts), incluyendo a aquellos productoresindependientes que por ley están autorizados paragenerarla.
  • 38. La capacidad instalada se integra con todas las formas degeneración; las termoeléctricas representan el 44.80% de lageneración, en tanto las hidroeléctricas el 22.17%, seguidas de lascarboeléctricas que generan el 5.22% del total de la electricidaden el pais, mientras que las nucleoeléctricas contribuyen con el2.74%, con menor capacidad están las Geotermoeléctricas con1.92% de generación total y las Eoloeléctricas con sólo 0.171%. Uncaso especial son los productores independientes que producenun alto porcentaje en relación con las otras formas degeneración, ya que aportan el 22.98% de la capacidad instalada,según la misma CFE.
  • 39. La generación de energía tiene varias fuentes, la primera de ellas y lamás antigua son las hidroeléctricas, entre las más importantes porsu capacidad de generación se encuentran la de Chicoasén,en Chiapas, Manuel Moreno Torres, que genera 2,400 MW, la delMalpaso en Tecpatán, Chiapas, El Infiernillo, en La Unión, Guerrero,que produce 1,000 MW, le sigue Aguamilpa, en Tepic, Nayarit, la cuales capaz de generar 960 MW. El sistema cuenta también con laHidroeléctrica Belisario Domínguez, o Angostura, en Chiapas quegenera 900 MW, La Hidroeléctrica Leonardo Rodríguez Alcaine,conocida como “El Cajón”, produce actualmente 750 MW desdeSanta María del Oro en Nayarit. Otra de gran importancia es la quese encuentra en Choix, enSonora que lleva el nombre de LuisDonaldo Colosio, conocida también como Huites, la cual genera ensu máxima capacidad 422 MW.
  • 40. Por su parte, las Termoeléctricas más importantes son la de Tuxpan,en Veracruz que tiene 2,200 MW de capacidad de generación de energíaeléctrica, la de Tula Hidalgo, que produce 1546 MW, seguida de lade Manzanillo, con 1,200 MW,Las Geotermoeléctricas tienen menos presencia en el sistema eléctriconacional, aunque destacan tres unidades de Cerro Prieto en Mexicali, BajaCalifornia, produciendo 220 MW y 180 MW, respectivamente.Las Carboeléctricas sólo son dos, y se ubican en Nava, Coahuila, cada una delas cuales genera 1,200 y 1,400 MW.Sólo existe una Nucleoeléctrica, la de Laguna Verde en AltoLucero, Veracruz, y que por sí misma genera 1,365 MW.
  • 41. Fuentes primarias de energíaEnergía primariaSe denomina energía primaria a los recursos naturalesdisponibles en forma directa (como la energía hidráulica,eólica y solar) o indirecta (después de atravesar por unproceso minero, como por ejemplo el petróleo el gasnatural, el carbón mineral, etc.) para su uso energético sinnecesidad de someterlos a un proceso de transformación.Se refiere al proceso de extracción, captación o producción(siempre que no conlleve transformaciones energéticas)de portadores energéticos naturales, independientementede sus características.Las energías primarias serian: petróleo crudo, gas natural(en condiciones de consumo residencial pasa a serconsiderado energía secundaria), biomasa, carbón, hídrico,leña. Energía nuclear, biogás, eólica, solar, geotermia ehidráulica.
  • 42. El consumo energético se incrementó desde que Españainició su industrialización, pero alcanzó su mayor auge apartir de la década de 1960 como consecuencia de laaceleración del desarrollo urbano e industrial y deltransporte. Se basó inicialmente en el carbón (primerarevolución industrial) y después en el petróleo, que es hoy lafuente de energía de consumo mayoritario, seguida por elcarbón y la energía nuclear.
  • 43. Fuentes secundarias de energíaSe denomina energía secundaria a los productos resultantes de lastransformaciones o elaboración de recursos energéticos naturales(primarios) o en determinados casos a partir de otra fuente energética yaelaborada (por ej. Alquitrán). El único origen posible de toda energíasecundaria es un centro de transformación y, el único destino posible uncentro de consumo.Este proceso de transformación puede ser físico, químico o bioquímicomodificándose así sus características iniciales.Son fuentes energéticas secundarias la electricidad, toda la amplia gamade derivados del petróleo, el carbón mineral, y el gas manufacturado (ogas de ciudad).El grupo de los derivados del petróleo incluye una amplia variedad deproductos energéticos útiles que se obtienen a partir del procesamientodel petróleo en las refinerías, entre los cuales se encuentran las gasolinas,los combustibles diesel (gasóleos) y otros.
  • 44. Uso racional de la energíaSe puede comprender como la eficiencia energética,es el conjunto de acciones que permiten optimizar elbuen aprovechamiento de la energia. Esto se puedelograr a través de la implementación de diversasmedidas e inversiones a nivel tecnológico, de gestióny de hábitos culturales en la comunidad.
  • 45. Es usar bien la energía, es ahorrar sin perder en calidad devida o en calidad de producción, muestra de ello es laintroducción de nueva tecnología o el cambio de conductaen las personas, como por ejemplo, desenchufar y apagartodos los artefactos eléctricos que no se estén usando,utilizar la lavadora con carga completa, una vez hervida elagua guardarla en el termo y así muchos ejemplos que sepueden aplicar en el día a día, y que nos permiten ser máseficientes.
  • 46. El uso inteligente y eficiente de la energía permite, ademásde ahorrar, disminuir la dependencia energética; reducir lacontaminación; mejorar la calidad de vida y aliviar el bolsillode los consumidores.
  • 47. BIOGRAFÍABIOMASAhttp://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/biomasa.htmRADIANTEhttp://csjenergiaradiante.blogspot.mx/p/caracteristicas-de-la-energia-radiante.htmlPLANTAS DE ENERGÍA EN MÉXICOhttp://www.explorandomexico.com.mx/about-mexico/6/106/

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