El documento resume los conceptos básicos de energía, trabajo y fuerza. Explica las diferentes fuentes de energía primaria renovables y no renovables, así como las transformaciones de energía primaria a energía final. También analiza la evolución histórica del consumo de energía humano y las previsiones de consumo mundial de energía para 2010.

1. Paloma Román Gómez LA ENERGÍA

2. 1. FUERZA, TRABAJO Y ENERGÍA Fuerza: Es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo o de producir una deformación en un cuerpo. Trabajo: Proceso en el que al aplicar una fuerza sobre un objeto este se desplaza o se deforma. Energía: Es la capacidad para realizar un trabajo F – Fuerza en Newton m – masa del cuerpo en Kg. a – aceleración en m/s 2 F= m*a T = F*e T – Trabajo en Julios F – Fuerza en Newton e – espacio en m T = E

3. 1.1. UNIDAD DE ENERGÍA EN EL S.I. La unidad básica es el Julio Si la energía que posee un cuerpo se pone de manifiesto realizando un trabajo, el valor de este trabajo será una medida de la energía que posee. Una cantidad de energía de un Julio, tiene la capacidad de realizar un trabajo de un Julio (trabajo realizado al desplazar un objeto un metro al aplicarle una fuerza de 1 newton) T – Trabajo en Julios E – Energía en Julios T = E

4. 1.2. OTRAS UNIDADES DE ENERGÍA Medir el consumo o producción de energía en forma de electricidad Kw h Kilovatio hora Se utiliza 3,6 x 10 Julios 6 Cal Caloría 4,18 Julios Medir el consumo o producción de energía en forma de calor T Termia 4,18 x 10 Julios 6 Medir el consumo o producción de energía en forma de calor en grandes cantidades Se utiliza Se utiliza TEP Tonelada equivalente de petróleo (energía producida en la combustión de 1 tonelada de petróleo) 4,18 x 10 Julios Medir grandes cantidades de consumo o producción de energía y para comparar entre sí distintas energías TEC Tonelada equivalente de carbón (energía producida en la combustión de 1 tonelada de carbón) Medir grandes cifras de producción y consumo de energía Se utiliza 3,344 x 10 Julios 10 10 Se utiliza

5. 1.3. POTENCIA Potencia: Representa la capacidad de realizar un trabajo por segundo Unidades de medida P = T/t P – Potencia en watio T – Trabajo en Julios t – Tiempo en segundos Cw Caballo de vapor Kw Kilovatio 736 watios 1000 watios Describe la potencia de una máquina Describe la potencia de una máquina en el sistema inglés Múltiplo del watio H.p. Hoorse Power 746 watios

6. 1.4. MANIFESTACIONES DE ENERGÍA Energía mecánica : relacionada con el movimiento de una masa (E. cinética) o debida a que sobre dicha masa actúa una fuerza dependiente de su posición (E. potencial). Energía cinética: Es la que posee un cuerpo debido a su movimiento Energía potencial: Es la que posee un cuerpo debido a la posición que ocupa dentro de un campo de fuerzas. Energía eléctrica: Asociada a un flujo de cargas eléctricas o a su acumulación Energía térmica: Asociada a estados de movimiento de los átomos o moléculas que forman a la materia Energía química: Resultante de la interacción de electrones de dos o más átomos, que se combinan para producir compuestos químicos más estables. Energía electromagnética: Asociada a la propagación de la radiación electromagnética. Energía sonora: Permite la transmisión de sonidos Energía nuclear: Resultante de la interacción de partículas subatómicas, con la formación de núcleos más estables.

7. 1.5. TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS La conversión de los distintos tipos de energía está determinada por los Principios de la Termodinámica: Primer Principio Segundo Principio LA ENERGÍA NI SE CREA NI SE DESTRUYE SÓLO SE TRANSFORMA No se puede obtener algo por nada, sólo se puede llegar a un intercambio equivalente LA ENERGÍA SE DEGRADA CONTÍNUAMENTE EN FORMA DE ENERGÍA TÉRMICA Ni siquiera se puede lograr un cambio equivalente, sólo se puede perder, ya que hay cambios irrecuperables

8. 1.6. ENERGÍA PRIMARIA Y FINAL FUENTES DE ENERGÍA PRIMARIA ENERGÍA INTERMEDIA ENERGÍAS FINALES Fuentes naturales de energía, aprovechables por el ser humano Formas concretas de energía, que utiliza directamente el ser humano para cubrir sus necesidades. son son ejemplos Fuentes renovables Combustibles fósiles Combustibles nucleares Fuentes renovables Combustibles fósiles Combustibles nucleares Sistema de transformación ejemplos Pérdidas

9. 1.7. SISTEMAS ENERGÉTICOS Conjunto de procesos realizados sobre la energía desde sus fuentes originarias hasta sus usos Engloba: - Proceso de captura o extracción de la energía primaria - Proceso de transformación en energía secundaria - Transporte de los recursos energéticos secundarios - Consumo de la energía

10. 1.8. RENDIMIENTO DE LOS SISTEMAS ENERGÉTICOS Rendimiento es la relación que existe entre el trabajo útil realizado y la energía aportada para realizar dicho trabajo. = E u / E s – Rendimiento en tantos por uno E u – Energía útil empleada para realizar un trabajo E s – Energía suministrada a la máquina El rendimiento se encuentra relacionado con la potencia En una máquina con rendimientos sucesivos el rendimiento total se obtiene multiplicando los sucesivos rendimientos t = 1 * 2 * 3 t = E u / E s E u = t *E s = (E u /t) / (E s /t) = P u / P s

11. 2. FUENTES DE ENERGÍA: RENOVABLES Y NO RENOVABLES FUENTE PRIMARIA DE ENERGÍA RENOVABLE FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES Aquella cuyo periodo de recuperación es inferior a un año y medio y es compatible con un modelo de desarrollo sostenible Aquellas que no son renovables ni representan un modelo de desarrollo sostenible

12. 2.1 FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES Son aquellas que se producen de forma continua, son inagotables a escala humana y de bajo impacto ambiental. Diferenciamos: SOLAR EÓLICA MAREMOTRIZ GEOTÉRMICA BIOMASA

13. 2.1 FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES Son formas de energía almacenadas en la Tierra en tiempos geológicos pasados, que se encuentran en forma limitada en el planeta cuyas reservas disminuyen a medida que son consumidas (no se generan a escala humana) Diferenciamos: COMBUSTIBLES FÓSILES - CARBÓN PETRÓLEO GAS NATURAL COMBUSTIBLES NUCLEARES

14. 3. COSTES Y BENEFICIOS SOCIALES

15. 3. COSTES Y BENEFICIOS SOCIALES

16. 4. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA A LO LARGO DE LA HISTORIA A lo largo de la historia se observa que el nivel del consumo energético ha ido aumentando con el nivel de desarrollo de las sociedades. Se pueden diferenciar dos fases en el consumo de la energía dependiendo de la época histórica: Fase preindustrial Antes del descubrimiento de la máquina de vapor Después del descubrimiento de la máquina de vapor Fase actual Hombre cazador Se disponía de la energía de los alimentos y la de la combustión de leña Hombre agrícola primitivo Se cultiva la tierra, se aprovecha la energía animal Hombre agrícola adelantado Se cultiva la tierra, se aprovecha la energía animal y se dispone de carbón, energía hidráulica y eólica Hombre industrial Hombre industrial adelantado Hombre tecnológico Se utiliza la máquina de vapor Se utiliza la mayor parte de la energía en forma de electricidad Hombre actual

17. 4.1. CONSUMO HUMANO DE ENERGÍA A LO LARGO DE LA HISTORIA

18. 4.2. EVOLUCIÓN DE LA DEMANDA MUNDIAL DE ENERGÍA

19. 5. CONSUMO MUNDIAL DE ENERGÍA FINAL POR FUENTES ENERGÉTICAS (2004)

20. 5.1. ABASTECIMIENTO Y PRODUCCIÓN DE ENERGÍA POR ÁREAS EN 2004

21. 5.2. DESGLOSE OCDE EN 2004 (MTep)

22. 5.3. PREVISIÓN DEL CONSUMO MUNDIAL DE ENERGÍA PARA EL AÑO 2010