Este documento describe varias fuentes de energía renovables como la biomasa, energía solar, eólica, geotérmica, energía del mar, celdas de hidrógeno y energía nuclear. Explica qué es cada fuente de energía, sus componentes y aplicaciones principales. También analiza el papel de la energía solar en la sociedad moderna y sus beneficios en los sectores ambiental, tecnológico e industrial.

1. Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos
Ingeniería Mecánica
Nombre del Alumno: _CARRILLO_____CORRO____________JOSE JOAQUIN____
Apellido Paterno Apellido Materno Nombre(s)
No. Control: 15081428 Semestre: OCTAVO Grupo: AM
COATZACOALCOS VER A 27 DE MAYO DEL 2019
Nombre de la Asignatura:
MANTENIMIENTO
Periodo:
Enero- junio 2019
Nombre del Docente: CRUZ MARTINEZ VICTOR
Apellido Paterno Apellido Materno Nombre(s)
TECNOLOGÍAS MODERNAS PARA EL USO
RACIONAL Y EFICIENTE DE LA ENERGÍA
Asignatura

2. Contenido
INTRODUCCIÓN................................................................................................................ 1
3. 1 Biomasa como fuente de energía................................................................................... 2
¿Qué es la biomasa?.......................................................................................................... 2
Tipos de biomasa .............................................................................................................. 3
Biomasa natural. ............................................................................................................... 3
Biomasa residual (seca y húmeda).................................................................................... 3
Biomasa aplicada en la tecnología.................................................................................... 4
Ventajas Y Desventajas .................................................................................................... 5
3. 2 La energía solar en la sociedad moderna....................................................................... 7
Energía solar… ................................................................................................................. 7
¿Cómo se produce energía eléctrica por medio de la luz solar?....................................... 7
¿Cuáles son los componentes que necesito para poder generar energía eléctrica por medio
de la conversión de la luz solar?............................................................................................ 8
Cable a utilizar:................................................................................................................. 8
Arrancador:....................................................................................................................... 8
Inversor u Ondulador:....................................................................................................... 8
Baterías: ............................................................................................................................ 8
La energía solar en el ámbito social contemporáneo........................................................ 9
Sector ambiental. .............................................................................................................. 9
Sector tecnológico............................................................................................................. 9

3. Sector industrial..............................................................................................................10
3. 3 Fundamentos y aplicaciones de la energía Eólica. ......................................................11
¿Qué es la energía eólica?............................................................................................... 11
Fundamentos de la energía eólica...................................................................................11
Componentes: .................................................................................................................12
Aplicaciones la energía eólica. .......................................................................................13
• Venta de electricidad eólica.......................................................................................... 13
Bombas hidráulicas mediante energía eólica..................................................................14
Electrificación de viviendas mediante energía eólica.....................................................14
• Otras aplicaciones de la eólica doméstica ....................................................................14
3. 4 Energía Geotérmica. ....................................................................................................15
¿Qué es la energía geotérmica? ......................................................................................15
¿Cómo se forma? ............................................................................................................15
¿Cómo se puede aprovechar esta energía? .....................................................................16
¿Dónde se puede explotar? ............................................................................................. 16
3. 5 Energías del Mar (Maremotriz, SETO, entre otras).....................................................18
• Mareas (energía maremotriz): ......................................................................................18
Olas (energía undimotriz):.............................................................................................. 19
• Gradientes de temperatura ........................................................................................19
Ventajas de la energía del mar........................................................................................20

4. Desventajas de la energía del mar...................................................................................20
3. 6 Celdas de hidrogeno.....................................................................................................21
3. 7 Energía Nuclear. ..........................................................................................................22
¿Qué es la energía nuclear? ............................................................................................ 22
• Fisión nuclear ...............................................................................................................23
• Fusión nuclear ..............................................................................................................23
Funcionamiento de un reactor nuclear de agua ligera. ...................................................24
CONCLUSIÓN...................................................................................................................26
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................27

5. 1
INTRODUCCIÓN
La energía en nuestro mundo, fue evolucionando junto al desarrollo humano, adaptándose
siempre de acuerdo a las necesidades que en la vida diaria se veían inmersas. Más sin embargo
no siempre su implementación fue la más acertada, el uso de la energía para que pueda ser
eficaz en la implementación debe de considerar aspectos relevantes como: Producción,
Eficiencia, El medio ambiente y La economía. Estos factores son las limitantes para que un
sistema de generación de energía pueda considerarse como un buen sistema de producción.
Si bien es cierto que las fuentes de energía que no son renovables cumplen con la mayor
eficiencia la transformación de la materia, es de suma importancia que sea cuestión de estudio
lo factores económicos y ambientales. Es a raíz de estos que se han implementado los sistemas
de generación de energía alternativa. Estos sistemas buscan aprovechar las fuentes que nuestra
naturaleza nos proporciona para poder transformarla en energía que aprovechamos en
actividades de la vida cotidiana.

6. 2
3. 1 Biomasa como fuente de energía.
¿Qué es la biomasa?
La biomasa es toda sustancia orgánica renovable de origen tanto animal como vegetal. La
energía de la biomasa proviene de la energía que almacenan los seres vivos. En primer lugar,
los vegetales al realizar la fotosíntesis, utilizan la energía del sol para formar sustancias
orgánicas. Después los animales incorporan y transforman esa energía al alimentarse de las
plantas. Los productos de dicha transformación, que se consideran residuos, pueden ser
utilizados como recurso energético.
Desde principios de la historia de la humanidad, la biomasa ha sido una fuente energética
esencial para el hombre. Con la llegada de los combustibles fósiles, este recurso energético
perdió importancia en el mundo industrial. En la actualidad los principales usos que tiene son
domésticos.

7. 3
Tipos de biomasa
Existen diferentes tipos de biomasa que pueden ser utilizados como recurso energético. Se
divide la biomasa en cuatro tipos diferentes: biomasa natural, residual seca y húmeda y los
cultivos energéticos.
Biomasa natural.
Es la que se produce en la naturaleza sin ninguna intervención humana. El problema que
presenta este tipo de biomasa es la necesaria gestión de la adquisición y transporte del
recurso al lugar de utilización. Esto puede provocar que la explotación de esta biomasa sea
inviable económicamente.
Ilustración. 2 Biomasa natural (en donde no interviene la mano del
hombre, son procesos naturales)
Biomasa residual (seca y húmeda).
Son los residuos que se generan en las actividades de agricultura (leñosa y herbácea) y
ganadería, en las forestales, en la industria maderera y agroalimentaria, entre otras y que
todavía pueden ser utilizados y considerados subproductos. Como ejemplo podemos considerar
el serrín, la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, etc.

8. 4
Ilustración. 3 biomasa seca (Izquierda) y residual (derecha)
Cultivos energéticos.
Estos cultivos se generan con la única finalidad de producir biomasa transformable en
combustible. Estos cultivos los podemos dividir en:
1. Cultivos ya existentes como los cereales, oleaginosas, remolacha, etc.
2. Lignocelulósicos forestales (chopo, sauces, etc.).
3. Lignocelulósicos herbáceos como el cardo Cynara cardunculus.
4. Otros cultivos como la pataca.
Ilustración. 4 Algunas especies ocupadas en
cultivos energéticos
Biomasa aplicada en la tecnología
En la actualidad la tecnología aplicada a la biomasa está sufriendo un gran desarrollo.

9. 5
La investigación se está centrando en los siguientes puntos:
1. En el aumento del rendimiento energético de este recurso
2. En minimizar los efectos negativos ambientales de los residuos aprovechados y de
las propias aplicaciones.
3. En aumentar la competitividad en el mercado de los productos
4. En posibilitar nuevas aplicaciones de gran interés como los biocombustibles
Ilustración. 5 Central Biomasica
Ventajas Y Desventajas
• La utilización de la biomasa con fines energéticos tiene las siguientes ventajas
medioambientales:
• Disminución de las emisiones de CO2
• Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovable tengamos que
proceder a una combustión, y el resultado de la misma sea agua y CO2, la cantidad
de este gas causante del efecto invernadero, se puede considerar que es la misma
cantidad que fue captada por las plantas durante su crecimiento. Es decir, que no
supone un incremento de este gas a la atmósfera.
• No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas.

10. 6
• Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un
reciclaje y disminución de residuos.
Y por desventajas tenemos que…
• Tiene un mayor coste de producción frente a la energía que proviene de los
combustibles fósiles
• Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de la biomasa
en comparación con los combustibles fósiles.
• Producción estacional.
• La materia prima es de baja densidad energética lo que quiere decir que
ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de transporte y
almacenamiento.
• • Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización.

11. 7
3. 2 La energía solar en la sociedad moderna.
Energía solar…
Es la energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión;
Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan
con la atmósfera y la superficie terrestres.
La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que
la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37
× 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que
parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible
en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión
de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera.
¿Cómo se produce energía eléctrica por medio de la luz solar?
El fundamento de la energía solar fotovoltaica es el efecto fotoeléctrico o fotovoltaico, que
consiste en la conversión de la luz en electricidad. Este proceso se consigue con algunos
materiales que tienen la propiedad de absorber fotones y emitir electrones. Cuando estos
electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada
como electricidad.

12. 8
¿Cuáles son los componentes que necesito para poder generar energía eléctrica por medio de la
conversión de la luz solar?
Cable a utilizar:
Lo recomendable es utilizar solamente cables de cobre en la instalación de energía solar
fotovoltaica, éstos se pueden dividir en rígido y flexible. Se recomienda el uso del cable flexible
por su manejo a la hora de la instalación.
Arrancador:
La función principal del arrancador es la de apagar el inversor cuando no haya demanda
de energía y arrancarlo cuando exista, con ello va alargar la vida útil del inversor.
Inversor u Ondulador:
La función principal del inversor es la de convertir una corriente continua, procedente de
baterías o de la célula fotovoltaica, en una corriente alterna. El inversor fabricará una salida de
corriente, normalmente a 220V (aunque también los hay a 380V).
Baterías:
Las baterías son elementos indispensables de un sistema fotovoltaico debido al
requerimiento de electricidad durante la noche y días nublados. Estos dispositivos tienen la
función de almacenar la corriente suministrada por los paneles fotovoltaicos a lo largo del día
y suministrar energía en las horas de ausencia de luz solar.
Placas fotovoltaicas (Células fotovoltaicas): En una célula fotovoltaica, la luz excita
electrones entre capas de materiales semiconductores de silicio. Esto produce corrientes
eléctricas.

13. 9
La energía solar en el ámbito social contemporáneo.
Sector ambiental.
El uso de las energías alternativas trae consigo varios beneficios, pero entre las principales
razones por las cuales fueron desarrolladas es para la disminución del efecto que tiene el uso de
combustibles sobre el medio ambiente.
Actualmente gracias a los esfuerzos realizados en materia energética para encaminar al país
hacia un desarrollo sustentable, en los últimos 10 años México ha logrado disminuir tanto la
intensidad energética como la intensidad de emisiones (emisiones de CO2 en kg/PIB en $*) tal
que en el 2004 se redujo la emisión de CO2 hasta poco menos de 0.235 KG CO2 a diferencia de
las creadas en 1995 que fue de casi 0.255 kg de CO2.
Entre las aportaciones ambientales más evidentes se encuentran las producidas en el hogar,
como es el caso de la iluminación, cuando se permite la entrada de la iluminación natural (luz
solar) que evita la necesidad de encender lámparas o bien otro caso es el uso de celdas solares que
permiten el almacenamiento de energía propia para la generación de energía eléctrica, calefacción
de vivienda, calentamiento de agua, actividades agrícolas durante el secado de productos etc.
Sector tecnológico
Con el paso del tiempo cientos de avances tecnológicas van modificando nuestra forma de
vida. Estos avances tienen un objetivo en común, el bienestar de los que habitamos planeta. Existen
infinidad de avances que la ciencia va a logrando a través de los años.
Gracias a estas contribuciones hoy la energía que ofrece el sol puede ser transformada en forma
de luz y calor, reduciendo el consumo de energía eléctrica y calorífica provenientes de fuentes
tradicionales. Es importante señalar que la utilización de esta iniciativa sería un gran paso para la
humanidad, estudios revelan que la energía que el sol arroja en un año es cuatro mil veces superior

14. 10
a la que se consume en el planeta. Cabe destacar que para el año 2030 se estima que dos tercios de
la energía consumida por la población mundial podrían originarse por tecnologías de energía solar
fotovoltaica.
Sector industrial
El uso de la energía solar se puede aprovechar en muchas industrias, ya sea a través de la energía
térmica solar o la energía fotovoltaica solar. Estas energías limpias tienen una importante
contribución para un suministro energético fiable, limpio, seguro y rentable basado en fuentes de
energía renovables. Al conjunto de elementos colectores pueden integrarse en los techos de las
naves industriales o instalarse en terrenos disponibles. La aplicación de estas nuevas tecnologías
en la industria tiene grandes ventajas; la utilización de los paneles solares para calentar agua
supone un importante ahorro económico, un alto rendimiento y escaso mantenimiento, tiene una
vida útil de 15 a 20 años, no existe dependencia energética de terceros y tienen un funcionamiento
silencioso.
Ilustración. 8 Implementación de la energía
solar en la industria.

15. 11
3. 3 Fundamentos y aplicaciones de la energía Eólica.
¿Qué es la energía eólica?
La energía eólica es una fuente de energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar
electricidad. El principal medio para obtenerla son los aerogeneradores, “molinos de viento” de
tamaño variable que transforman con sus aspas la energía cinética del viento en energía mecánica.
La energía del viento puede obtenerse instalando los aerogeneradores tanto en suelo firme como
en el suelo marino
Fundamentos de la energía eólica
El dispositivo utilizado para aprovechar la energía contenida en el viento y transformarla en
energía eléctrica es la turbina eólica. Una turbina eólica obtiene su potencia de entrada
convirtiendo la energía cinética del viento en un par o fuerza de giro, la cual actúa sobre las palas
o hélices de su rotor. Para la producción de electricidad la energía rotacional es convertida en
eléctrica por el generador que posee una turbina, en este caso, llamado aerogenerador.
Existen diversos tipos de aerogeneradores, dependiendo de su potencia, la disposición de su eje
de rotación, el tipo de generador entre otras muchas maneras de clasificarlos dependiendo de sus
componentes, su configuración o la cantidad de energía generada.
Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos o
plantas de generación eólico. La distancia de uno de otro está en función del impacto ambiental y
de las turbulencias 53 generadas por el movimiento de las palas.
Aparte de las características del viento, la cantidad de energía que pueda ser transferida depende
de la eficiencia del sistema y del diámetro del rotor. Las mejores Aero turbinas que se construyen
actualmente tienen un índice global de eficiencia, tomando en cuenta la del rotor y el generador,
de casi 35%

16. 12
Componentes:
Torre: Soporta la góndola y el rotor. Tiene una altura de entre 40 a 60 metros, ya que la
velocidad del viento aumenta según nos alejamos del nivel del suelo, a lo largo de ella hay una
escalera para acceder a la góndola.
Sistema de orientación: Está activado por el controlador electrónico, vigila la dirección del
viento utilizando la veleta y su velocidad con un anemómetro.
Controlador electrónico: Es un ordenador que controla continuamente las condiciones del
aerogenerador y del mecanismo de orientación. En caso de cualquier anomalía detiene el
aerogenerador y avisa al ordenador del operario de mantenimiento de la turbina.
Góndola: Contiene los componentes clave del aerogenerador, el multiplicador y el generador
eléctrico. El personal de servicio puede acceder al interior de la góndola desde la torre.
Palas del rotor: Capturan la energía del viento y la transmiten hacia el rotor. Cada pala mide
entre 25 a 35 metros de longitud y su diseño es muy parecido al del ala de un avión, construido de
material resistente y ligero.
Rotor: El rotor es donde la energía cinética del viento se convierte en energía rotativa, está
acoplado al eje de baja velocidad del generador. En un aerogenerador moderno de 1 MW el rotor
gira muy lento, a unas 19 a 30 revoluciones por minuto (r.p.m.), está dotado de un freno
aerodinámico que detiene el rotor cuando la velocidad del viento puede ser peligrosa para el
equipo.

17. 13
Freno: Está equipado con un freno de disco mecánico de emergencia, que se utiliza en caso de
fallo del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la turbina.
Multiplicador: Permite que el generador gire a una velocidad más elevada que la de la turbina
(normalmente entre 750 y 1500 rpm), para que su tamaño sea reducido (está alojado en la góndola).
Generador eléctrico: En los aerogeneradores modernos la potencia máxima suele estar entre
800 y 1.500 kW
Ilustración. 9 Algunas especies ocupadas en cultivos energéticos
Aplicaciones la energía eólica.
• Venta de electricidad eólica
La producción de electricidad mediante energías renovables está subvencionada en España, y
suponen una inversión garantizada por el Estado. Aproveche ahora la posibilidad de convertir los
recursos naturales y ecológicos en una inversión segura y rápidamente amortizable

18. 14
Bombas hidráulicas mediante energía eólica
El bombeo mediante el sistema eólico, al igual que el sistema fotovoltaico, es la forma más
sencilla y económica para hacer llegar el agua a las regiones agrarias aisladas de la red eléctrica,
empleando la tecnología más apropiada para el desarrollo de la agricultura.
Electrificación de viviendas mediante energía eólica
Las energías renovables ofrecen la posibilidad de disponer de electricidad de forma gratuita tras
una inversión inicial.
• Otras aplicaciones de la eólica doméstica
El uso de la energía eólica, es el de molino. Un aerogenerador se conecta directamente a una
carga, sustituyendo su generador eléctrico, y su función más tendida es el bombeo de agua. Estos
molinos constan de muchas palas, de 15 a 40, que consiguen aprovechar mucho mejor el viento a
bajas velocidades. Arrancan desde los 4,8 km/h hasta los 28 km/h, manteniendo una capacidad de
rotación constante interesante para tener una cantidad de agua continua, aprovechando tanto los
vientos fuertes como los débiles y evitando instalar grandes depósitos de agua.

19. 15
3. 4 Energía Geotérmica.
¿Qué es la energía geotérmica?
La energía geotérmica es la que produce el calor interno de la Tierra y que se ha concentrado
en el subsuelo en lugares conocidos como reservorios geotermales, que, si son bien manejados,
pueden producir energía limpia de forma indefinida.
¿Cómo se forma?
En la mayoría de los casos, el magma no sale al exterior, pero es capaz de calentar grandes
zonas subterráneas.
Esta fuente de calor, el magma, es uno de los principales elementos de un sistema geotermal,
pero hacen falta dos más para generar un reservorio: un acuífero y un sello. El acuífero es una
formación rocosa permeable, es decir, que permite que el agua u otros fluidos las traspasen. Y el
sello, es otra capa de rocas, pero impermeable. Estos tres elementos deben ir montados uno sobre
el otro, la fuente de calor, encima el acuífero y sobre ellos, la tapa. Es como una olla a presión.
Entonces, imagina esto. Llueve. El agua se desliza por la superficie terrestre y penetra hacia el
subsuelo a través de las fallas y rocas fracturadas, que funcionan como verdaderas cañerías. El
agua queda atrapada en los acuíferos, por donde va circulando y calentándose, pero no puede salir

20. 16
al exterior en su totalidad, porque está cubierta por una capa de roca impermeable que le impide
su paso. Cuando estas condiciones se dan, estamos frente a un reservorio geotermal.
Los geiseres y las aguas termales son algunos ejemplos de lo que sucede cuando parte de estas
aguas calientes o vapor salen a la superficie. Al igual que en nuestra olla, es posible que parte del
vapor se escape de la tapa, aunque a temperaturas muchísimo más altas, superior a los 150°C, y
eso los convierte en una enorme fuente de energía.
En algunas ocasiones, no existen fuentes de agua natural (como lluvia o nieve) para generar
este circuito. En ese caso, se puede inyectar el agua de forma artificial, y el fenómeno que se
producirá es el mismo.
¿Cómo se puede aprovechar esta energía?
La energía geotérmica se puede usar de forma directa, para calefacción de hogares, temperar
invernaderos y criaderos de peces, deshidratar vegetales, secar madera, entre otras aplicaciones.
Esta energía también puede usarse de forma indirecta, para producir electricidad. Generalmente,
la fuerza que genera el vapor se aprovecha para impulsar una turbina capaz de mover un generador
eléctrico.
¿Dónde se puede explotar?
En nuestro planeta existen lugares reconocidos por su gran actividad geotermal. El más extenso
de ellos es el llamado “Cinturón de Fuego del Pacífico”, una zona de 40.000 kilómetros en forma
de arco que corona al océano que le da su nombre. Chile es uno de los países que está inserto en
este circuito de fuego, lo que posiciona a nuestro país como un territorio de gran potencial para la
generación de energía geotérmica.

21. 17
Chile tiene más de 150 volcanes activos y un número equivalente de centros volcánicos
inactivos que muestran actividad geotérmica. Existen dos zonas volcánicas principales dentro de
los andes chilenos: la Zona Volcánica Norte (17ºS - 28ºS) y la Zona Volcánica Centro-Sur (33ºS -
46ºS). En la actualidad, la Cadena Andina representa una de las provincias geotérmicas sin explotar
más grandes del mundo.

22. 18
3. 5 Energías del Mar (Maremotriz, SETO, entre otras)
Los mares y los océanos son inmensos colectores solares, de los cuales se puede extraer energía
de orígenes diversos.
• Mareas (energía maremotriz):
La influencia gravitacional de los cuerpos celestes sobre las masas oceánicas provoca mareas.
Las mareas pueden tener variaciones de varios metros entre la bajamar y la pleamar. La mayor
diferencia se da en la Bahía de Fundy (Nueva Escocia) en la que la diferencia llega a ser de 16m.
Para aprovechar las mareas se construyen presas que cierran una bahía y retienen el agua a un lado
u otro, dejándola salir en las horas intermareales.
Nunca podrá ser una importante fuente de energía a nivel general porque pocas localidades
reúnen los requisitos para construir un sistema de este tipo. Por otra parte, la construcción de la
presa es cara y alterar el ritmo de las mareas puede suponer impactos ambientales negativos en
algunos de los más ricos e importantes ecosistemas como son los estuarios y las marismas.

23. 19
Olas (energía undimotriz):
La interacción de los vientos y las aguas son responsables del oleaje y de las corrientes marinas.
Se han desarrollado diversas tecnologías experimentales para convertir la energía de las olas
en electricidad, aunque todavía no se ha logrado un sistema que sea económicamente rentable.
• Gradientes de temperatura
La radiación solar incidente sobre los océanos, en determinadas condiciones atmosféricas, da
lugar a los gradientes térmicos oceánicos. La temperatura del agua es más fría en el fondo que en
la superficie, con diferencias que llegan a ser de más de 20ºC.
En algunos proyectos y estaciones experimentales se usa agua caliente de la superficie para
poner amoniaco en ebullición y se bombea agua fría para refrigerar este amoniaco y devolverlo al
estado líquido. En este ciclo el amoniaco pasa por una turbina generando electricidad.

24. 20
Este sistema se encuentra muy poco desarrollado, aunque se ha demostrado que se produce más
electricidad que la que se consume en el bombeo del agua fría.
desde el fondo. También es importante estudiar el impacto ambiental que tendría bombear tanta
agua fría a la superficie.
Ventajas de la energía del mar
• El periodo de vida de una central maremotriz es largo.
• Es una fuente inagotable y de bajo coste.
• Presenta grandes expectativas de futuro, pues los mares ocupan el 70% de la superficie
del planeta.
• Es importante para la economía de los países en vías de desarrollo.
Desventajas de la energía del mar
• Se originan algunos problemas medioambientales: los diques provocan desequilibrios
en los ecosistemas marinos.
• Pocas zonas marítimas son adecuadas para el emplazamiento y la explotación de esta
energía.
• Tiene un rendimiento moderado, debido a la intermitencia y discontinuidad de esta
energía.
• Las instalaciones corren serio peligro ante las arremetidas del mar (tifones, tsunamis,
etc.)

25. 21
3. 6 Celdas de hidrogeno.
Pila de combustible, también llamada célula de combustible o celda de combustible, es un
dispositivo electroquímico en el cual un flujo continuo de combustible y oxidante sufren una
reacción química controlada que da lugar a los productos y suministra directamente corriente
eléctrica a un circuito externo.
Se trata de un dispositivo electroquímico de conversión de energía similar a una batería, pero
se diferencia de esta, en que está diseñada para permitir el abastecimiento continuo de los reactivos
consumidos; es decir, produce electricidad de una fuente externa de combustible y de oxígeno u
otro agente oxidante en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía que
posee una batería. Además, los electrodos en una batería reaccionan y cambian según cómo esté
de cargada o descargada; en cambio, en una celda de combustible los electrodos son catalíticos y
relativamente estables.
El proceso electroquímico que tiene lugar es de alta eficiencia y mínimo impacto ambiental. En
efecto, dado que la obtención de energía en las pilas de combustible está exenta de cualquier
proceso térmico o mecánico intermedio, estos dispositivos alcanzan eficiencias mayores que las
máquinas térmicas, las cuales están limitadas por la eficiencia del Ciclo de Carnot. La eficiencia
energética de una pila de combustible está generalmente entre 40-60%, o puede llegar hasta un
85% en cogeneración si se captura el calor residual para su uso. Por otra parte, dado que el proceso
no implica la combustión de los reactivos, las emisiones contaminantes son mínimas.

26. 22
3. 7 Energía Nuclear.
¿Qué es la energía nuclear?
La energía nuclear es la energía en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más
pequeñas en que se puede dividir un material. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de
partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que
mantiene unidos neutrones y protones.
La energía nuclear se puede utilizar para producir electricidad. Pero primero la energía debe ser
liberada. Esta energía se puede obtener de dos formas: fusión nuclear y fisión nuclear. En la fusión
nuclear, la energía se libera cuando los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un
átomo más grande. Así es como el Sol produce energía. En la fisión nuclear, los átomos se separan
para formar átomos más pequeños, liberando energía. Las centrales nucleares utilizan la fisión
nuclear para producir electricidad.
Cuando se produce una de estas dos reacciones físicas (la fisión nuclear o la fusión nuclear) los
átomos experimentan una ligera pérdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran
cantidad de energía calorífica como descubrió el Albert Einstein con su famosa ecuación E=mc2.
Aunque la producción de energía eléctrica es la utilidad más habitual existen muchas otras
aplicaciones de la energía nuclear en otros sectores: como en aplicaciones médicas,
medioambientales, industriales o militares (bomba atómica).

27. 23
• Fisión nuclear
Para poder obtener energía manipulando los núcleos de uno o varios átomos podemos hacerlo
de dos formas distintas: uniendo núcleos de átomos distintos (entonces hablamos de fusión
nuclear) o partiendo núcleos de un determinado átomo (caso de la fisión nuclear)
En energía nuclear llamamos fisión nuclear a la división del núcleo de un átomo. El núcleo se
convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de la masa original más dos
o tres neutrones.
La suma de las masas de estos fragmentos es menor que la masa original. Esta 'falta' de masas
(alrededor del 0,1 por ciento de la masa original) se ha convertido en energía según la ecuación de
Einstein (E=mc2). En esta ecuación E corresponde a la energía obtenida, m a la masa de la que
hablamos y c es una constante, la de la velocidad de la luz: 299.792.458 m/s2.
La fisión nuclear puede ocurrir cuando un núcleo de un átomo pesado captura un neutrón (fisión
inducida), o puede ocurrir espontáneamente debido a la inestabilidad del isótopo (fisión
espontánea).
• Fusión nuclear
La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos ligeros, en general
el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar otro núcleo más pesado.

28. 24
Generalmente esta unión va acompañada con la emisión de partículas (en el caso de núcleos
atómicos de deuterio se emite un neutrón). Esta reacción de fusión nuclear libera o absorbe una
gran cantidad de energía en forma de rayos gamma y también de energía cinética de las partículas
emitidas. Esta gran cantidad de energía permite a la materia entrar en estado de plasma.
Las reacciones de fusión nuclear pueden emitir o absorber energía. Si los núcleos que se van a
fusionar tienen menor masa que el hierro se libera energía. Por el contrario, si los núcleos atómicos
que se fusionan son más pesados que el hierro la reacción nuclear absorbe energía.
No confundir la fusión nuclear con la fusión del núcleo de un reactor, que se refiere a la fusión
del núcleo del reactor de una central nuclear debido al sobrecalentamiento producido por la
deficiente refrigeración. Durante el accidente nuclear de Fukushima, en los medios de
comunicación se utilizaba esta expresión frecuentemente.
Funcionamiento de un reactor nuclear de agua ligera.
El principio básico del funcionamiento de una central nuclear se basa en la obtención de energía
calorífica mediante la fisión nuclear del núcleo de los átomos del combustible. Con esta energía
calorífica, que tenemos en forma de vapor de agua, la convertiremos en energía mecánica en una
turbina y, finalmente, convertiremos la energía mecánica en energía eléctrica mediante un
generador.

29. 25
El reactor nuclear es el encargado de provocar y controlar estas fisiones atómicas que generarán
una gran cantidad de calor. Con este calor se calienta agua para convertirla en vapor a alta presión
y temperatura.
El agua transformada en vapor sale del edificio de contención debido a la alta presión a que está
sometido hasta llegar a la turbina y hacerla girar. En este momento parte de la energía calorífica
del vapor se transforma en energía cinética. Esta turbina está conectada a un generador eléctrico
mediante el cual se transformará la energía cinética en energía eléctrica.
Por otra parte, el vapor de agua que salió de la turbina, aunque ha perdido energía calorífica
sigue estando en estado gas y muy caliente. Para reutilizar esta agua hay refrigerarla antes de
volverla a introducir en el circuito. Para ello, una vez ha salido de la turbina, el vapor entra en un
tanque (depósito de condensación) donde este se enfría al estar en contacto con las tuberías de
agua fría. El vapor de agua se vuelve líquido y mediante una bomba se redirige nuevamente al
reactor nuclear para volver a repetir el ciclo.
Por este motivo las centrales nucleares siempre están instaladas cerca de una fuente abundante
de agua fría (mar, río, lago), para aprovechar esta agua en el depósito de condensación. La columna
de humo blanco que se puede ver saliendo de determinadas centrales es el vapor de agua que se
provoca cuando se este intercambio de calor.

30. 26
CONCLUSIÓN
Los problemas que plantea el uso de combustibles fósiles para satisfacer la creciente demanda
de energía han obligado a buscar otras fuentes de aprovisionamiento. Las sociedades deben hacer
frente a la carestía del petróleo, la vulnerabilidad del suministro o las amenazas del calentamiento
global y el agotamiento de estos combustibles. La biomasa es un recurso renovable que se produce
de forma descentralizada y su empleo con fines energéticos puede dar utilidad al suelo laborable
que progresivamente se está dejando baldío. A partir de ella se puede obtener una gran variedad
de productos que se adaptan a todos los campos de utilización actual de los combustibles
tradicionales. Mediante procesos específicos se obtiene toda una serie de combustibles sólidos,
líquidos o gaseosos que pueden utilizarse para cubrir las necesidades energéticas de confort,
transporte, cocina, industria y electricidad, o servir de materia prima para la industria.

31. 27
BIBLIOGRAFÍA
1. www.miliarium.com/Monografias/Energia/E_Renovables/Biomasa/Bioma sa.asp
2. www.educasitios2008.educ.ar/aula156/biomasa/
3. Solar
4. http://www.amt-solar.com/index.php/es/fotovoltaica/energia-fotovoltaica
5. http://www.soliclima.es/energia-eolica
6. http://es.scribd.com/doc/56656119/Fundamentos-de-La-Energia-Eolica1#scribd
7. “Fundamentos de la generación eléctrica mediante energía eólica”.PDF
8. http://www.cega.ing.uchile.cl/cega/index.php/es/informacion-de-interes-
9. /ique-es-la-energia-geotermica
10. http://www.rinconeducativo.org/pontealdiaenenergia/fichas_renovables_ene
rgia_del_mar.html
11. http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_combustible
12. http://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear