1. La Energía: Necesaria y Escasa

La energía hace funcionar el mundo: la industria, el transporte de personas y mercancías, el alumbrado público, etc.

Energía primaria: Es la contenida en las fuentes de energía.

Para que esta energía esté disponible para el consumo, deben realizarse diversas operaciones de transformación y transporte.

Energía final: Es la que se utiliza en los puntos de consumo.

Energía primaria = energía final + energía perdida en transporte + energía perdida en otras operaciones.

2. Los Combustibles Fósiles y el Transporte

Los combustibles fósiles son el petróleo, el carbón y el gas natural. Son restos de organismos que vivieron hace millones de años. Casi el 90% de la energía consumida proviene de la combustión de estos materiales.

Inconvenientes:

• Las reservas son limitadas.
• Su impacto ambiental ha sido muy negativo.

Transporte y energía: El sector del transporte es el que más energía consume, sobre todo gasolina y gasóleo.

Consecuencias negativas:

• Mayor dependencia del petróleo.
• Se ha incrementado la emisión de gases de efecto invernadero.

Hacia un Transporte Inteligente

Las medidas que se pueden adoptar para un uso más eficiente de la energía en el transporte son:

• Incremento de la utilización de medios de transporte público.
• Conducción eficiente de los vehículos.
• Fabricación de combustibles alternativos (biocombustibles o el gas natural).
• Desarrollo de nuevos sistemas de propulsión (hidrógeno y la electricidad).

3. El Consumo Energético Doméstico

El consumo energético doméstico representa casi la quinta parte de la energía consumida en España.

Según su procedencia:

• El petróleo: Sus productos derivados cubren la tercera parte.
• La energía eléctrica: Cubre otra tercera parte.
• El gas natural: Es la fuente de energía que más ha incrementado en su uso.
• El carbón: Como fuente de energía va desapareciendo de las viviendas españolas y apenas cubre actualmente el 1% de la demanda energética.

El consumo energético depende de:

• La zona climática en que se encuentra.
• La calidad del aislamiento de paredes y ventanas.
• El equipamiento del hogar.
• El grado de eficiencia con que se utilizan los equipamientos.

El Ahorro de Energía en Casa

Hay que adoptar medidas para reducir el consumo energético en casa.

Instalaciones fijas de calefacción y agua caliente:

• Un buen sistema de aislamiento de paredes y ventanas.
• Elección de calderas de alto rendimiento energético.
• Ajuste de la temperatura de calefacción.
• Mantenimiento óptimo de los sistemas y de los aparatos.
• Adopción de pautas de conducta adecuadas.

Equipamiento doméstico:

• Compra de electrodomésticos con etiquetas de eficiencia energética A.
• Compra de electrodomésticos adecuados a las necesidades reales.
• Mantenimiento adecuado de los equipos.
• Lámparas de bajo consumo.
• Pautas de conducta adecuadas:
  • No dejar las luces encendidas.
  • Utilizar lavadoras y lavavajillas a plena carga.

Aprovechamiento de energías renovables:

Paneles solares, aerogeneradores para la energía eólica y calderas de biomasa.

4. Centrales Eléctricas que Utilizan Combustibles Fósiles

La electricidad es una forma de energía limpia, cómoda y muy versátil. Es la forma de energía más utilizada en la vida cotidiana. Se produce a gran escala en las centrales eléctricas, a partir de la energía química de un combustible.

Central Termoeléctrica Clásica

1. En los quemadores se queman combustibles.
2. La caldera donde se calienta el agua y se transforma en vapor.
3. El vapor mueve la turbina, que transmite su giro al alternador en el que se genera la energía eléctrica.
4. Transformador.
5. Alternador.
6. En el condensador el vapor se convierte de nuevo en agua.
7. Torre de refrigeración.

Ventajas:

• Su funcionamiento no depende de las condiciones meteorológicas.
• La tecnología en la que se basan está muy desarrollada.
• Además, la unidad de energía que produce es mucho más barata que la misma unidad producida en otros tipos de centrales.

Inconvenientes:

• Emiten grandes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera.
• Causantes de la lluvia ácida.
• Las centrales de carbón generan grandes cantidades de residuos sólidos.

5. La Energía Nuclear: ¿Problema o Solución?

La energía nuclear es la energía liberada en la fisión de elementos pesados, como el uranio y el plutonio. Casi la tercera parte de la energía eléctrica consumida en el mundo procede de la energía nuclear.

Las Centrales Nucleares

1. Reactor.
2. La energía liberada por la fisión nuclear se aprovecha en el generador de vapor para convertir agua en vapor.
3. Alternador.
4. Este vapor mueve la turbina que transmite su giro al alternador en el que se genera la energía eléctrica.
5. Transformador.
6. Condensador.
7. El vapor es enfriado en la torre de enfriamiento y en el condensador para incorporarlo de nuevo en el circuito de agua-vapor.

El Problema Nuclear. Motivos de Rechazo

• El riesgo de accidentes en las centrales nucleares. La radiación liberada afecta a todos los seres vivos durante mucho tiempo.
• Los residuos nucleares producidos en las centrales se almacenan en depósitos especiales, pero mantienen una alta actividad radiactiva durante mucho tiempo.
• El riesgo de utilizar la tecnología nuclear para el desarrollo de armas.

La Solución Nuclear

• Las centrales nucleares son poco contaminantes. No emiten óxidos de nitrógeno y azufre ni dióxido de carbono. Por tanto, no contribuyen al efecto invernadero ni a la contaminación atmosférica.
• Generan energía de modo continuo y a menores costes.
• Permiten disminuir la dependencia del petróleo.
• En una central dotada de las adecuadas medidas de seguridad, la probabilidad de que ocurra un accidente es muy baja.

Los Residuos Radiactivos

Son productos de desecho que contienen sustancias radiactivas. Se generan en las centrales nucleares y en otras instalaciones con materiales radiactivos.

Es necesario almacenarlos en lugares donde su actividad radiactiva no sea perjudicial para las personas.

Los residuos de baja y media actividad se almacenan en instalaciones subterráneas a poca profundidad.

Los residuos de alta actividad se almacenan en formaciones geológicas de gran estabilidad a varios cientos de metros bajo la superficie.

6. Fuentes Renovables de Energía

Las fuentes renovables de energía son aquellas cuyas reservas se consumen a un ritmo menor del que se renuevan por la naturaleza.

El Sol

El sol es la fuente directa de energía solar, pero además está en el origen de las otras energías renovables. La energía de la biomasa procede del proceso de la fotosíntesis que captura energía solar. El Sol calienta la tierra y el agua dando lugar a diferencias de presión que originarían el viento, y evapora el agua de los océanos posibilitando el ciclo del agua, y por tanto la fuente hidráulica.

Energía Solar Térmica

• De baja temperatura: La energía solar se aprovecha para calentar un fluido en un colector solar. Es adecuada para proporcionar agua caliente en edificios pequeños.
• De alta temperatura: La radiación solar se concentra mediante espejos sobre un depósito para calentar un fluido a alta temperatura. Se utiliza en centrales termoeléctricas solares para producir energía.

Energía Solar Fotovoltaica

Las células fotovoltaicas convierten la energía eléctrica. Se aprovecha el efecto fotovoltaico: un material semiconductor genera un flujo de electrones cuando la luz incide sobre él.

La Biomasa

La biomasa es materia orgánica de origen vegetal o animal que se puede aprovechar energéticamente de diversos modos. Los residuos agrícolas, ganaderos y forestales pueden utilizarse directamente como combustibles en centrales térmicas de biomasa para producir electricidad. La fermentación de determinados residuos produce biocarburante para sustituir a los derivados del petróleo.

El Aire

La humanidad ha utilizado tradicionalmente la energía del viento (vela, molinos). Actualmente se usa para mover las palas de los aerogeneradores en los parques eólicos y producir energía eléctrica.

El Agua

En la actualidad, las centrales hidroeléctricas aprovechan la caída del agua sobre los álabes de la turbina para producir energía eléctrica. Son útiles además para regular avenidas, asegurar un caudal mínimo en los ríos y para regular los regadíos. Aunque es una fuente energética no contaminante, la destrucción de embalses sí tiene impacto ambiental.

Otras Fuentes Renovables de Energía

• Energía mareomotriz: Es la energía que adquiere el agua del mar al subir su nivel por efecto de las mareas. El agua se embalsa mediante un dique con la marea alta; con la marea baja se deja caer para mover turbinas y producir electricidad.
• La energía geotérmica es la acumulada en el subsuelo.

Ventajas de las Energías Renovables:

• Tienen un impacto ambiental muy pequeño, son poco contaminantes y apenas producen gases de efecto invernadero.
• Sus reservas no se agotan.
• Disminuyen la dependencia energética.
• Contribuyen al desarrollo científico y tecnológico del país.

Desventajas de las Energías Renovables:

• Son muy caras.
• No garantizan un suministro estable ya que depende de las condiciones meteorológicas.
• Cubren aún un porcentaje muy pequeño de la demanda energética total.

7. Hacia una Energía Sostenible

El modelo actual de desarrollo económico, basado en el consumo de combustibles fósiles, no es sostenible. El consumo global de energía se duplicará, si se mantiene el ritmo actual, en 35 años y se triplicará en 55. Las reservas de petróleo, gas, carbón se van agotando. El consumo de combustibles fósiles genera cada año una mayor cantidad de contaminantes y de gases de efecto invernadero.

Es preciso avanzar hacia un modelo energético sostenible.

Las Vías para Alcanzar un Modelo de Energía Sostenible son:

1. La eficiencia energética: La UE estima que se podría ahorrar el 20% de la energía consumida con pautas de conducta adecuadas.
2. El desarrollo tecnológico: Bombillas de bajo consumo, materiales aislantes, coches eléctricos e híbridos, paneles solares para viviendas, motores de explosión de bajo consumo, etc.
3. La potenciación de las energías renovables: Contribuye a rebajar la emisión de gases de efecto invernadero y a disminuir la dependencia energética de los combustibles fósiles.
4. El desarrollo de nuevas energías: Entre ellas merecen especial atención el hidrógeno y la fusión nuclear.

La Energía del Futuro

• El hidrógeno como fuente de energía: El hidrógeno es un combustible limpio porque solo genera agua como residuo. Actualmente se están desarrollando vehículos con motores de pilas de combustible, en las que el hidrógeno reacciona con oxígeno dando lugar a una corriente eléctrica. Los problemas son el almacenamiento y la distribución.
• La energía marina: Se investiga la construcción de dispositivos que aprovechen la energía de las olas al pasar. También hay instaladas centrales mareomotrices que aprovechan la subida del agua del mar con la marea alta. El inconveniente es el fuerte impacto ambiental.
• La fusión nuclear: Es la unión de dos núcleos atómicos ligeros en un núcleo más pesado. La energía generada en la fusión nuclear es mayor. La energía liberada en la obtención de un gramo de helio equivale a 7,4 toneladas de petróleo. Es una energía limpia que tendría muy poco impacto ambiental y escasos residuos. La proporción de deuterio contenida en el agua del mar asegura que no habría problemas de agotamiento de reservas. Es preciso vencer mediante temperaturas de millones de grados la repulsión eléctrica entre los núcleos que se van a fusionar. Se investiga en reactores experimentales, aún no se ha logrado producir en cantidades rentables.