Aspectos a tratar

• Obtención de energía útil

• Eficiencia energética y potencia

• Ahorro de energía y preservación del medio ambiente

Obtención y utilización de energía

1. Caracterizar los conceptos de energía útil, disipación y degradación de energía, fuentes renovables de energía, potencia y eficiencia energética.

2. Exponer las ventajas y las limitaciones de las fuentes renovables de energía.

3. Ilustrar la importancia para la vida práctica de los conceptos de potencia y eficiencia energética.

4. Argumentar la necesidad del “ahorro“ de energía a nivel mundial y, en particular, en nuestro país.

5. Exponer en qué consisten las direcciones principales de “ahorro” de energía y proponer medidas concretas para el “ahorro” de energía en la casa, la escuela y la comunidad.

6. Resolver problemas prácticos utilizando los conceptos de potencia y eficiencia energética.

Camino de la energía (1)Fuentes primarias

Sol -TierraAgotables Renovables

Combustibles fósiles: petróleo, carbón, gas natural, etc.

Solar, hidráulica, eólica, biomasa, geotérmica, etc.

Generalmente las fuentes primarias de energía no se utilizan directamente en la forma en que se encuentran en la naturaleza, para su utilización ellas deben ser transformadas. Cuando nos referimos a la energía eólica, nuclear, eléctrica, no estamos en presencia de nuevas formas de energía. Por ejemplo cuando nos referimos a la eólica estamos indicando el nombre del elemento del cual procede la energía, que en última instancia se presenta en forma cinética. Por tal motivo tanto la energía eólica, solar, biomasa, son fuentes de energía..

Camino de la energía (2)Fuentes intermedias

Química EléctricaBiológica

alimentos refinería de petróleo central eléctrica

Los productos derivados de la transformación de las energías primarias se conocen como “fuentes energéticas intermedias”. Con el empleo de maquinarias y diversas tecnología los seres humanos emplean las fuentes intermedias de energía para satisfacer sus necesidades. Con este propósito se emplea la energía que posee algún cuerpo para transmitirla a otro cuerpo de modo que se obtenga el efecto útil que se desee.

Camino de la energía

Consumo final

calor Trabajooleoducto

Secado

cocción

calentamiento

maquinarias

transporte

transporteSon las que aparecen en el mercado energético, que son las utilizadas por los consumidores. Dentro de estas de encuentran: empresas de gas, estaciones de abastecimiento de combustibles, empresa eléctrica, etc. Esta energía se emplea en elevar la temperatura o en realizar trabajo.

Direcciones de las propuestas de ahorro de energía

En el proceso de “generación” y

transmisión de energía

Aumentar la eficiencia

En la utilización de la energía

1. Aumentar la eficiencia durante el proceso de transformación de la energía de formas menos aprovechables a otras formas más aprovechables, así como durante la transmisión, evitando la disipación de energía en los procesos intermedios.

2. Aumentar la eficiencia durante la utilización de la energía que se degrada innecesariamente, ya sea por el empleo eficiente o necesario de los equipos.

Energía útil

Es la parte de la energía disponible que se aprovecha para el fin destinado.

Aerogenerador

E (Sol)

Ec (viento)

Ec (eléctrica)

No toda la energía que se pone en juego para producir determinados cambios en los sistemas se emplea en estos. La parte de la energía que provoca los cambios para los que se puso en juego se denomina energía útil y la que provoca cambios que no responde a lo que se pretendía se conoce como energía disipada.

Energía disipada

útil - 5 % (se emplea en iluminar)

disipada - 95%

Energía disponible - 100 % Es la parte de la energía disponible que no se emplea

en producir los cambios deseados.

Cuando se realiza un proceso determinado la energía disminuye, o sea, una parte de la energía disponible se transforma en energía útil, pero el resto no se puede usar.

Por ejemplo: En la bombilla incandescente la eficiencia es de un 5%, esto quiere decir que de la energía disponible al inicio se aprovecha en la iluminación (efecto útil) el 5 % y el 95% se disipa o emplea en el calentamiento del aire circundante, del vidrio de la bombilla, del socket etc, que no son el fin para el que se fabrica la bombilla. Este calor se disipa al medio y no es posible aprovecharlo, la energía se ha degradado.

Caracteriza la proporción entre la energía útil obtenida en un sistema y la energía disponible que se le entrega.

Eficiencia energética

Hacer un uso eficiente de la energía significa que a partir de cierta cantidad inicial de energía se produzca la mayor cantidad de cambios posibles en los sistemas.Este concepto surgió a partir de las máquinas empleadas por los hombres que hacían más productivo el trabajo durante la época de la Revolución industrial. Muy ligado al concepto de eficiencia se encuentra el de rendimiento, este es muy útil para valorar la eficiencia energética en un proceso dado, y relaciona los cambios útiles que es posible realizar a partir de cierta cantidad de energía disponible.

Potencia

P =E

tP ---rapidez con que se transmite y transforma la energía

E ---energía transmitida

t ---intervalo de tiempo

Unidad en el SI: watt (W)

1W =1 J

1 sEn el proceso de obtención de energía útil no solo se tiene en cuenta la eficiencia, además se toma en cuenta la rapidez con que se realizan los cambios. La magnitud física que caracteriza la rapidez , con que se transforma y transmite la energía recibe el nombre de potencia..

¿Cuáles son los problemas a los que hoy ha de hacer frente la humanidad?

Problemas globales

Cumbre de Río. En 1992 se celebra en Río de Janeiro (Brasil) la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo. Su objetivo es el de establecer los problemas ambientales existentes y proponer soluciones a corto, medio y largo plazo.

En la Cumbre de la Tierra (Río de Janeiro, 1992) Fidel expresó:«…Las sociedades de consumo son las responsables fundamentales de la atroz destrucción del medio ambiente. Ellas nacieron de las antiguas metrópolis y de políticas imperiales que, a su vez, engendraron el atraso y la pobreza que hoy azotan a la mayoría de la humanidad. Con sólo el 20 % de la población mundial, ellas consumen las dos terceras partes de los metales y las tres cuartas partes de la energía que se produce en el mundo. Han envenenado los mares y los ríos, han contaminado el aire, han debilitado y perforado la capa de ozono, han saturado la atmósfera de gases que alteran las condiciones climáticas con efectos» catastróficos que ya empezamos a padecer... "

Contaminación ambiental

Urbanización creciente

Explosión demográfica

La guerra y la paz

Algunos de los problemas globales

Fuentes renovables de energía

panel solar fotovoltaico

Aquellas cuya disponibilidad se repite en el tiempo según períodos fijos o variables, y en cantidades no necesariamente constantes.

hidroeléctrica

aerogeneradores

región termal

Una de las principales fuentes de contaminación ambiental se produce en el proceso de generación y transmisión de electricidad mediante el empleo de combustibles fósiles y nucleares, Por tales motivos, se propone que se produzcan transiciones energéticas y se sustituyan por fuentes de energía renovables basadas en energías limpias, que procedan fundamentalmente del Sol.

El petróleo crudo nacional y el gas acompañante

Fuentes priorizadas

Revolución energética en Cuba

Termoeléctrica cubana, quema crudo nacional

Al triunfo de la Revolución existía en el país una bajo nivel de electrificación, solo el 56 % de la población contaba con este servicio.

Fuentes priorizadas

Utilización de paneles solares en las escuelas cubanas

Revolución energética en Cuba

Desarrollo de las tecnologías para el uso generalizado de las fuentes renovables de energía, con un peso progresivo en el balance energético nacional.

Un ejemplo de la voluntad política del estado cubano lo constituye el empleo de los paneles solares fotovoltaicos en las escuelas, consultorios del médico de la familia y poblados ubicados en zonas de difícil acceso y que no estaban incorporados al sistema energético nacional, no contaban con los beneficios que reporta la electricidad.

Uso racional de la energía

Desarrollo de una cultura de ahorro y de tecnologías de alta eficiencia.

Revolución energética en Cuba

Ahorrar energía además de ser una necesidad económica, es un imperativo problema medioambiental, debido a la grave situación que enfrenta hoy la humanidad y los que tendrá que enfrentar en los próximos años, producto del impacto ambiental del sistema energético contemporáneo. Ahorrar energía significa hacer un uso racional, consumir las cantidades de energía imprescindibles para satisfacer nuestras necesidades.

Por un futuro sostenible

Fidel Castro, en la cumbre de la Tierra expresó: “Utilícese toda la ciencia necesaria para un desarrollo sostenido, sin contaminación. Páguese la deuda ecológica y no la deuda externa. Desaparezca el hambre y no el hombre”. Fidel CastroPensar globalmente, actuar individual, local y globalmente para salvar al planeta por un futuro sostenible.

“Es aquel que satisface las necesidades de las generaciones presentes, sin

comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus

propias necesidades”

Desarrollo sostenible

En 1992 se celebra en Río de Janeiro (Brasil) la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo. Su objetivo es el de establecer los problemas ambientales existentes y proponer soluciones a corto, medio y largo plazo. El instrumento fue firmado por los jefes de Estado y otros representantes de alto rango de 154 países, incluido el nuestro. El documento entró en vigor el 21 de marzo 1994 y ya a mediados de 1998, unos 175 estados habían ratificado o se habían adherido a la Convención.

El ciclo de la energía

Desarrollo Socioeconómico

Servicios Energéticos

Iluminación, transporte,

refrigeración, etc.

Su

min

istr

o d

e E

nerg

ía

Portadores

Energía Final

Desechos

Conversión local

Transformaciones

EFICIENCIAS

TransporteDistribución

De

ma

nd

a de

En

ergía

TecnologíaCulturaHábitos

Trabajo

Medio Ambiente

• En un sistema solo una pequeña parte de la energía que posee se emplea en los propósitos para lo que se puso en juego, esta energía es útil, la otra parte es disipada.

• Las direcciones principales en que deben estar dirigidas las campañas de ahorro de energía son: aumentar la eficiencia en los procesos de generación y transmisión de la energía, y aumentar la eficiencia en la utilización de la energía, consumiendo solo la necesaria.

• La magnitud física que caracteriza la rapidez con que se transforma y transmite la energía recibe el nombre de potencia.

• Las fuentes renovables de energía son aquellas cuya disponibilidad se repite en el tiempo según períodos fijos o variables, y en cantidades no necesariamente constantes.

• Cuba se encuentra inmersa en una revolución energética, en la misma se destacan como fuentes priorizadas de energía: el petróleo y el gas nacional, y las fuentes de energía renovables.

aunque se considera que la utilización industrial del petróleo comenzó en 1859 con la perforación del primer pozo Titusville, Pensilvania, por Edwin L. Draque, en realidad el descubrimiento y utilización del petróleo se remonta aproximadamente al año 3800 a.n.e.

útil

disipada

eficiencia

potencia

energética

degradación

Busca el significado de estas palabras y empléalas en la redacción de un párrafo que esté vinculado con el tema abordado.

1. Valdés Castro, Pablo. Valdés Castro, Rolando y Sifredo Barrios, Carlos: Física. Octavo grado. Editorial Pueblo y Educación, 2002.

2. Valdés Castro, Pablo y otros: Enseñanza de la física elemental. Editorial Pueblo y Educación,2002

3. Ahorro de energía y respeto ambiental. Bases para un futuro sostenible.(Libro del PAEC para la enseñanza media) Editorial , 200

4. Tabloide del curso de Universidad para todos “Hacia una conciencia energética”