Convesionales
También llamadas no renovables. Actualmente son aquellas que proporcionan la parte más
importante de energía consumida en los piases industrializados. Estos
combustibles, una vez usados no se pueden restituir. Un ejemplo de este tipo de
energía es: el carbón, el petróleo, el gas natural, el
uranio y el agua de una presa.
La ventaja principal
de las energías no renovables es que producen mucha cantidad de energía por
unidad de tiempo y también que hay una distribución regular de fuentes de
energía por todo el planeta.
Pero
en consecuencia por uso excesivo y prolongado puede llegar a generar problemas
ambientales con el efecto invernadero, en cual consiste en la elevación
de temperatura que experimenta la atmósfera terrestre a causa de la presencia
de ciertos gases llamados gases de invernadero, emitidos en las reacciones de
combustión. Estos gases son: dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H20),
metano (CH4), monóxido de dinitrógeno (N2O), ozono (O3).
Energía Química
Desde su existencia la humanidad ha utilizado reacciones químicas
para producir energía. Desde las más rudimentarias, de combustión de madera o
carbón, hasta las más sofisticadas, que tienen lugar en los motores de los
modernos aviones o naves espaciales.
Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de un
desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de energía.
El fuego es el signo visible de
una reacción química, la sustancia que arde se combina con el oxígeno del aire.
Sólo los gases pueden arder con llama. Por tanto, para que un combustible
sólido o líquido despida Flama, se debe antes gasificarlo.
Una sustancia solo empieza a
arder cuando se calienta a una determinada temperatura, la
llamada TEMPERATURA DE IGNICIÓN. En la combustión se produce calor,
que mantiene una temperatura por encima de la ignición, de manera que la
reacción pueda continuar. Si la temperatura se torna lo bastante alta como para
que la sustancia empiece a gasificarse, aparece el fenómeno luminoso del que
hemos estado hablando, el fuego.
La llama para producirla es
necesario la combustión de un cuerpo á una temperatura superior á 500 grados,
siendo tanto más brillante cuanto más elevada es la temperatura, y que una
llama no será brillante si no tiene cuerpos sólidos interpuestos, el hidrógeno
es un gas combustible, pero su luz pálida no puede servir para alumbrar como no
contenga carbono, cuerpo también combustible, como sabemos, que encontrándose
en la llama en estado sólido por descomponerse de su combinación con el
hidrógeno, produce el brillo, que será el mayor cuando los dos cuerpos estén en
las proporciones convenientes, sin esceso ninguno de ellos; por esto, el
hidrógeno bi-carbonado produce la llama con el brillo mayor, siempre que tenga
el oxígeno que necesita para arder. De aquí deduciremos que los cuerpos que
produzcan hidrógenos carbonados serán los que se han de emplear en el
alumbrado, siendo mas á propósito los que dan el bi-carbonado puro ó menos
mezclado con otros gases: estos cuerpos son sólidos, líquidos, ó el mismo gas
fabricado para el efecto.
Esta forma de iluminación es una de las más antiguas, con la
evolución el hombre ha ido cambiando sus formas de iluminación, en cuento a la
producción de luz generada por el fuego, ejemplos de este tipo de iluminación
son:
Las fogatas
Este tipo de fuego por su organización permite una
combustión completa con un mínimo mantenimiento sí sé a armado
correctamente.
Las velas
Es
una fuente de iluminación consistente en una mecha que asciende por el interior
de una barra de combustible sólido, como puede ser la cera, la grasa o la parafina,
las velas emiten una luminiscencia
aproximada de 12lum/m2. La llama de una vela tiene una
temperatura de color de 1 800K.
Alumbrado por líquidos
Los aceites llamados grasos son
los que se emplean para el alumbrado, como el de oliva, el de pescado, el de colza y
algunos vegetales más, que producen buenos aceites para alumbrar. Por mucho
tiempo ha sido el aparato destinado á quemar el aceite un recipiente de forma
cualquiera, en el que entra parte de una mecha que por su capilaridad hacia
llegar el líquido como en las bujías al punto donde el calor producía la
descomposición, y de este modo ardía; en la actualidad aún se sigue este método
en los antiguos velones, candiles, lamparillas y otros aparatos: pero en ellos
la luz no es brillante por falta de aire en el interior de la llama, como
sucede en las velas, siendo la combustión incompleta y produciéndose mal olor y
tufo. A este método siguió el de las mechas en forma de cinta, ó
chatas, pero se remedió poco el inconveniente.
Argand estudió el alumbrado por líquidos, y la primera modificación importante que
hizo, fue producir una corriente de aire en el interior de las llamas, formando
la mecha circular; teniendo además en cuenta que la luz no es más que un hogar
donde se quema combustible, ocurrió la adición de una chimenea para tener la
conveniente renovación de aire sobre la llama, y con esto quedó resuelto el
problema de producir luz de mucha intensidad con la misma cantidad de
combustible que en los antiguos aparatos la producía débil y con mal olor.
Lámpara solar
Otra lámpara de recipiente
inferior, es la llamada solar. Consiste en un recipiente A, en donde
se pone el aceite por un orificio C; una cubierta H S H se
coloca encima de la parte superior de este recipiente A, dejando espacio
para que el aire entre por unos agujeros H que lleva en toda su
circunferencia, al interior de la chimenea F, que va unida á la misma
cubierta; la mecha es anular, y recibe también aire en su centro por el
tubo B que le toma en los agujeros D; como el recipiente es
ancho, baja poco el nivel del aceite, y así puede la capilaridad de la mecha
suplir por algunas horas la disminución de altura; estas lámparas tienen la
particularidad de que la cubierta deja paso á la llama por un
orificio S estrecho; de modo que como tienen que pasar por este
orificio el aire quo entra por B y por H y los gases
combustibles, se mezclan bien y la combustión es completa, resultando una llama
larga y brillante; son por lo tanto estas lámparas de muy buen efecto, teniendo
solo el inconveniente de necesitar siempre la mecha bastante larga para que
entre en el aceite aunque se encuentre bajo, ó de lo contrario tener que añadir
aceite con frecuencia. Para arreglar la mecha hay en P un botón para
hacer girar toda la cubierta, y en este caso un apéndice E que lleva
esta, tropieza con alguno de los varios L que tiene el anillo, que
pone la torcida en movimiento y la hace subir ó bajar.
Lámpara de queroseno
Son dispositivos de iluminación a
base de combustible líquido, principalmente el queroseno. Fueron
objetos muy útiles en tiempos en que aún no se disponía de energía
eléctrica, especialmente en zonas rurales. Su forma es variada y han existido,
con el correr de los tiempos, diferentes modelos cuyos diseños se relacionaban
con la aplicación y el lugar en donde iban a ser empleados.
Su funcionamiento es sencillo.
Lleva una carga de queroseno de aproximadamente 1/2 a 1 litro (según el tamaño de depósito que posea). En
dicho depósito está sumergido el extremo de una mecha que se empapa con el
combustible y cuyo otro extremo sale al exterior a través de una ranura que se encuentra en la tapa (generalmente a
rosca) que cierra el depósito de combustible por la parte superior del mismo.
Esta ranura se halla provista de una cremallera que se acciona por un pequeño volante, para
permitir subir o bajar el lienzo y así regular su parte expuesta al exterior
(es decir: el segmento de mecha que entra en combustión) y de esta forma,
adecuar el tamaño de la llama, y
consecuentemente la mayor o menor cantidad de luz a suministrar, evitando la
producción de humo. Como la mecha se va desgastando, es necesario ir subiéndola
por medio de este sistema para que se mantenga encendida. Al cabo de un tiempo
de uso la mecha se termina quemando totalmente, siendo necesario reemplazarla.
Posee además una cubierta de vidrio que la protege del viento a la vez que
mantiene la llama firme y la luz brillante. Para encenderla, se retira
momentáneamente dicha cubierta.
Este modelo aún continúa siendo
utilizado en zonas rurales o en lugares que no poseen otro tipo de energía para
generar luz.
Mechas
Las mechas se hacen de un cuerpo
fibroso, que forme entre sus hilos conductos capilares por donde ascienda el
líquido combustible al punto donde el calor de la llama le descomponga para
arder: ningún cuerpo mejor que el algodón llena las condiciones que necesita la
mecha, y para que los conductos capilares en ella no estén interrumpidos, ni se
deben tejer ni torcer los hilos que la forman, siendo fácil comprender que el
encerar las mechas ó impregnarlas de un cuerpo cualquiera que las quite su
capilaridad, será un mal sistema. La mecha en todas las lámparas se encuentra
dentro de un tubo, y de él se saca á medida que se va gastando; pero debe arder
solo á la distancia de una línea ó poco mas, de donde sale, es decir, que ha de
quedar sin carbonizarse una porción de ella fuera del tubo que la contiene,
pues de lo contrario se calienta este tubo hasta producir la descomposición del
aceite, el cual se marcha sin arder en estado de gas, produciendo mal olor y
tufo, habiéndose observado que en tal caso es también menos intensa la luz, de
modo que se produce peor efecto con mayor gasto de combustible: se consigue que
la mecha no arda hasta el borde del tubo que la contiene haciendo salir el
aceite muy cerca de este mismo borde, ó mejor hasta pasarle y derramarse; pues
llegando en mucha cantidad no se puede descomponer todo el aceite, y evita que
se queme la mecha.
Aparatos para mover las mechas.
Fig.1 Fig. 2
Los medios que se emplean para
mover las mechas y hacerlas salir del tubo que las contiene á medida que se van
gastando, son varias: uno muy usado consiste en adaptarla mecha circular ó
chata á un anillo A(fig. 1) por medio de otro B de mayor
diámetro, ó por un medio cualquiera; este anillo va unido por la
espiga C á una barrita dentada D que entra en una
caja F, donde está unida al piñón R que se mueve por el
botón H; la mecha está colocada en el espacio S entre dos
tubos N y P concéntricos, y sube ó baja dando vueltas al
botón. Este aparato se varía de muchos modos, pues unas veces está todo dentro
del tubo que recibe el aceite, otras la espiga C está unida
á D por la parte superior, y otras se suprime C y se une el
anillo de la torcida á la misma barra D, haciendo largo el
recipiente S donde se coloca esta barra, para poderle cerrar por la
parte inferior y que no se salga el aceite. Otro método empleado también con
frecuencia consiste en un tubo A (fig. 2), que tiene en su parte exterior
una canal en forma de hélice; la mecha contenida en un anillo por medio de
otro, ó de cualquier manera, envuelve este tubo A y está colocada
dentro de otro tubo H exterior; el anillo tiene un
saliente O en su interior que entra en la canal de A, y
otro R que entra en una canal recta S que tiene el
tubo H; haciendo girar este tubo H uniéndole á la galería que
lleva la chimenea, ó por unos salientes L como en las lámparas
solares (837), el anillo sube porque, arrastrado por el tubo H, tiene el
saliente O que seguir la dirección de la canal de A, y por
tanto la torcida se eleva: el mismo tubo H lleva por lo menos otra
canal como S para que el aceite llegue fácilmente á la torcida, y el
aparato se adapta á todas las lámparas con las pequeñas variaciones que exige
cada caso particular. El diámetro interior de estos tubos A, que es por
donde llega el aire al centro de la llama, no es indiferente, pues se ha visto
que para consumir igual cantidad de aceite se produce una luz más intensa
cuanto menor sea este diámetro, no siendo en exceso, pues nunca debe tener
menos de 7 á 8 milímetros ó 4 líneas.
ENERGIAS ALTERNATIVAS
Son las energías que se
encuentran directamente en la naturaleza y son inagotables, aunque en estos
tiempos ya hay muchas que son escasas. Estas energías no contaminan al medio
ambiente. Un ejemplo de este tipo de energías es: la energía
solar, la eólica, la hidráulica, la de las mareas, la de las olas, la
geotérmica y la de biomasa. Se consideran energías limpias porque no
contaminan. Dependen de la inclinación del sol, la fuerza del viento, del nivel
del mar... todo esto hace que no estén repartidas uniformemente por todo el
planeta.
ENERGÍA SOLAR
Se puede considerar el origen de
casi todas las demás energías. De las energías renovables es la que tiene más
futuro y la que va a durar por más tiempo y la que seguro que no se va a
agotar.
La aplicación principal de la
energía solar es el calentamiento de agua para el uso de casa. Esto se produce
gracias a unos plafones solares que se colocan en la parte superior del
edificio; tienen una capa de vidrio que permite la entrada de las radiaciones
del sol. Por el interior de los plafones circula agua fría, la cual se
calentará a medida que las radiaciones aumenten, entonces esta agua, pasara a
depositarse en un tanque.
La energía solar se convierte en
energía eléctrica por las células fotovoltaicas (solares).
Por otra parte, el flujo de energía luminosa que llega de
forma natural a cada metro cuadrado de superficie terrestre, de forma directa o
indirecta mediante el reflejo en la Luna, es como sigue:
• Pleno sol, cielo despejado: 100 000 lm.
• Cielo nublado: 10 000 lm.
• Salida/puesta del Sol: 500 lm.
• Luna llena: 0,25 lm.
• Cielo nublado: 10 000 lm.
• Salida/puesta del Sol: 500 lm.
• Luna llena: 0,25 lm.
La luz natural al igual que las
demás tiene el poder de ser reflejadas,
el reflector de algunos colores de pinturas, expresado en tanto por ciento de
la luz incidente, es: blanco puro (87%), amarillo (70%), aluminio (70%), verde
claro (66%), azul cielo (58%), gris acero (30%), carmelita (9%), tinta negra
(4%). La cantidad de luz que transmiten algunos materiales, expresada en tanto
por ciento de la luz incidente: cristal claro (91%), vidrio nevado (22%), teja
translúcida de verde oscuro (12%).
ENERGÍA HIDRÁULICA
Se utiliza principalmente para
producir energía eléctrica. La energía potencial del agua en su nivel más alto
se va perdiendo a medida que el nivel del agua disminuye; el agua gana energía
cinética, la cual llega a una turbina de rotación que acciona un generador y
produce energía eléctrica.
En estas transformaciones siempre
hay pérdidas de energía térmica.
ENERGÍA DE LAS MAREAS
En lugares de la costa se puede
aprovechar la energía de las olas del mar construyendo una presa o barrera.
Cuando hay marea alta la presa se abre y cuando la marea baja la presa se
cierra. Cuando el nivel de agua baja, se deja salir el agua que hace girar una
turbina que acciona un generador y produce electricidad.
ENERGÍA EÓLICA
Esta energía se consigue obtener
mediante unos aerogeneradores. La energía del viento se utiliza para hacer
girar una turbina que moverá un generador para producir la electricidad. Para
que esto ocurra la velocidad del viento tiene que ser entre 5 y 25m/s.
En España el parque eólico de
Tarifa (Cádiz) se ha convertido en uno de los más eficaces del mundo. Tiene 250
aerogeneradores y suministra electricidad a 25.000 casas.
La energía eólica también tiene
inconvenientes para el medio ambiente: muchas aves quedan atrapadas entre las
turbinas y mueren, se producen alteraciones del paisaje y producen ruido.
LA BIOMASA
La biomasa es el conjunto de
plantas y materiales orgánicos de los cuales podemos obtener energía. La leña
está considerada una de las primeras fuentes de energía conocidas. Hoy en día
es peligroso el consumo de leña como combustible ya que existe un gran peligro
de deforestación de los bosques. Por eso se suele utilizar materiales orgánicos
y plantas con un rápido crecimiento para el uso como combustible.
La basura de materia orgánica,
agrícola, industrial o doméstica contiene energía que puede ser utilizada para
quemar o para fermentar en ausencia de aire en biogeneradores. De ésta manera
se obtiene un gas llamado biogás que se utiliza como combustible en muchos
países de mundo, principalmente en países europeos.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica consiste en
aprovechar la energía térmica del interior de la Tierra. El interior de la
Tierra es caliente como consecuencia de la fusión de las rocas. Se han
encontrado rocas a más de 200ºC. El agua caliente también sale al exterior por
grietas de las rocas.
La utilización de esta energía se
puede hacer:
Utilizando directamente el agua
caliente que sale de la Tierra y se conduce a las casas para el uso doméstico.
Mediante una central geotérmica.
Ésta central aprovecha el agua caliente de las rocas. Para hacerlo se introduce
agua fría al interior de la Tierra, entonces se pone en contacto con las rocas
calientes y se hace subir a la superficie mediante una bomba. Ésta agua será
utilizada para producir electricidad.
Hay centrales geotérmicas en
Japón, Italia y EUA.
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