Este documento describe diferentes tipos y fuentes de energía, incluyendo energías renovables y no renovables. Explica que la energía puede transformarse de una forma a otra pero no se crea ni destruye. También discute los impactos ambientales de las fuentes de energía y la importancia del desarrollo sostenible.

1. Fuentes de
energía y
sostenibilidad
María Diez Revilla
nº8
Física & Química 4ºA

2. Energía
La energía es una propiedad de los sistemas materiales que les
permite experimentar y producir cambios.
Distinguimos distintos También algunos
tipos de energía según nombres hacen
las propiedades del referencia a las fuentes
sistema: de donde procede esta
energía:
*Química
*Energía cinética
*Eléctrica
*Energía solar
*Nuclear
•Energía eólica
*Térmica
•...

3. Cualquier forma que presente la energía puede incluirse en una de
estas dos clases:
• Energía cinética: está asociada al movimiento, como por ejemplo
una moto que se encuentra en movimiento o la energía de las
partículas en movimiento de un gas.
• Energía potencial: es la asociada a la posición, como la energía del
agua embalsada en una presa o la energía almacenada en un
resorte o la energía de las cargas eléctricas.
La energía adopta diversas formas y puede transformarse de unas en
otras.
En todo cambio, físico o químico, se produce una transformación
energética.

4. Principio de conservación de la
energía:
“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Por tanto, la
energía total del universo se mantiene constante .”
La degradación de la energía es la perdida de energía útil, ya
que esta se conserva en los cambios, pero tiende a
transformarse en energía térmica, que es una forma de
energía menos aprovechable.
El rendimiento energético, r , es el cociente entre la energía útil y la
energía suministrada. Se expresa en porcentaje.
r = Energía útil . 100
Energía suministrada

5. Fuentes NO
renovables de
energía
Se denominan fuentes de
energía no renovables a
aquellas cuyas reservas se
consumen a un ritmo mayor del
que son repuestas por la
naturaleza.
Forman parte de este grupo los
combustibles fósiles, como el
carbón, el petróleo o el gas
natural, y los minerales de
uranio.

6. Carbón
El carbón es una roca sedimentaria, formada durante millones de años a
partir de residuos vegetales.
Tiene un valor energético de 30000 kJ/kg, y según su contenido de
carbono, se distinguen distintos tipos:
- Antracita: más de 90%
- Hulla: del 75% al 90%
- Lignito: del 60% al 75%
- Turba: menos de 60%
Las dos primeras se utilizan en la industria siderúrgica, y las dos restantes
como combustibles en las centrales térmicas.

7. Petróleo
El petróleo es un aceite mineral que ha
producido la naturaleza a lo largo de
millones de años a partir de restos de
organismos.
Su poder energético está en torno a 40000
kJ/kg. Desplazó al carbón como primer
combustible por su facilidad de
extracción, la ausencia de residuos sólidos y
su uso en los motores de explosión.
El petróleo crudo es una mezcla de
sustancias, y mediante la destilación
podemos obtener combustibles como
propano, butano, gasolinas… Es la base de
la petroquímica, porque sus derivados se
utilizan en la producción de
plásticos, pinturas o perfumes entre otras
muchas cosas.

8. Gas natural
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos, cuyo componente
mayoritario es el metano (más de 90%).
Tiene un gran poder energético, ya que 1m³ de gas nos proporciona
aproximadamente la misma energía que 0.9 kg de petróleo. Y a su vez su
combustión solo genera como residuos CO2 y H2O, por lo que se le
considera poco contaminante aunque la emisión de dióxido de carbono
contribuya al efecto invernadero.
La utilización de esta fuente va aumentando, y existe una gran red de
canalización para hacerlo llegar a todas las industrias y domicilios.

9. La energía nuclear
Esta energía se obtiene mediante la fisión nuclear o la fusión nuclear.
•Fisión nuclear: la fuente de energía utilizada es un isótopo del uranio,
denominado U-235 y es utilizado en los reactores nucleares de fisión
actualmente en funcionamiento, aunque otros utilizan plutonio como elemento
para fisionar, obtenido a partir del uranio en el mismo reactor.
Al desintegrar 1g de uranio 235 generamos 7,2 • 1010 J de energía, equivalentes
a 1,7 t de petróleo.
Para poder utilizar el uranio se enriquece hasta alcanzar una mayor
concentración de núcleos de U-235 y para ello se requieren 8 kg de uranio
empobrecido para obtener un 1kg de uranio enriquecido al 3% que ya puede
utilizarse en los reactores nucleares.
Este proceso convierte agua en vapor, que mueve una turbina solidaria con un
generador eléctrico. Las reservas conocidas de uranio son suficientes para varias
decenas de años.

10. Fusión nuclear: los átomos de deuterio y
tritio, ambos isótopos del hidrógeno son
actualmente la fuente de energía
conocida.
Proporciona una mayor energía que la
fisión para la misma masa de combustible .
La fusión de 1g de helio a partir del
deuterio proporciona mas de 3,1 •1011 J, lo
que equivale a 7,4 t de petróleo.
Este proceso es muy común en la
naturaleza, las estrellas generan así la
energía.
Todavía no existen centrales nucleares que
utilicen este método, ya que se necesitan
temperaturas desorbitadas para conseguir
que los núcleos atómicos se fusionen, pero
de llegar a existir sería una fuente
inagotable a la vez que poco
contaminante y llegaría a cubrir las
necesidades energéticas de la
humanidad.

11. Ventajas e
inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
- La energía procedente de estas - Las reservas de estos combustibles
fuentes es barata y fácil de fósiles son limitadas.
obtener. - La combustión de carbón y
petróleo libera a la atmósfera gases
- La tecnología requerida para el nocivos, como los que producen
aprovechamiento de la energía lluvia ácida.
está muy desarrollada. - Las emisiones de CO2 contribuyen
al efecto invernadero.
- Los reactores nucleares de fisión
producen residuos radioactivos de
larga duración y difíciles de
almacenar.

12. Fuentes renovables
de energía
Las fuentes renovables de energía
son aquellas cuyas reservas se
consumen a un ritmo menor del
que son repuestas por la
naturaleza.
Las mas importantes de este
grupo son la biomasa, el sol, la
fuente hidráulica y la fuente
eólica, aunque se están
desarrollando otras muchas
utilizando el agua del mar o la
energía que posee la tierra ya
que estas fuentes son el futuro.

13. La biomasa
La biomasa es materia orgánica de origen vegetal o animal. La energía que
contiene fue la primera que utilizó el hombre.
Podemos aprovechar esta energía de distintas maneras:
-De forma indirecta como combustible de los residuos agrícolas, ganaderos y
forestales.
- Transformando los residuos naturales en combustible biogás mediante
fermentaciones producidas por microorganismos.
- Obteniendo biocarburantes mediante cultivos de vegetales adecuados.
Tales como el bioetanol o el biodiésel pueden sustituir a la gasolina y el
gasóleo en los motores de explosión.
- Quemando residuos urbanos en incineradoras, que pueden calentar agua o
producir energía eléctrica.

14. El sol
La energía solar es la energía radiante que llega directamente del sol.
La Tierra recibe cada año del sol una cantidad de energía 4000 veces mayor que
la consumida por la humanidad en ese tiempo. Sin embargo, su
aprovechamiento ha necesitado de un importante desarrollo tecnológico
realizándose principalmente de tres formas.
Fotovoltaica Térmica de baja Térmica de alta
temperatura temperatura
Las células
fotovoltaicas Se basa en el Se basa en la
convierten calentamiento de concentración de la
directamente la un fluido en un radiación solar
energía solar en colector solar. Se mediante espejos
energía eléctrica. aprovecha para para calentar un
Se usa en tener agua caliente fluido a alta
calculadoras por en edificios. temperatura. La
ejemplo, y producción de vapor
prescindimos del uso mueve la turbina de
de pilas. un generador
eléctrico.

15. Fuente hidráulica y
eólica
Las fuentes hidráulica y eólica son actualmente las fuentes renovables que más
energía producen, ya que su tecnología está suficientemente desarrollada
consecuentemente la más utilizada.
La energía hidráulica es la La energía eólica es la energía
energía potencial de una cinética del viento. Se ha utilizado
masa de agua embalsada tradicionalmente en los molinos
en una presa natural o de viento y en la navegación de
artificial. Se aprovecha vela. Actualmente, se utiliza en los
principalmente en las aerogeneradores para producir
centrales hidroeléctricas energía eléctrica.
para producir energía
eléctrica.

16. Otras fuentes
renovables
Tienen una contribución escasa a la producción
energética global, en determinados lugares pueden
llegar a ser importantes.
• La energía geotérmica es la energía térmica
acumulada en el subsuelo. Cuando los focos calientes
están a poca profundidad, se aprovecha para inyectar
agua fría en el subsuelo, que se transforma en agua
caliente o en vapor. El vapor puede mover la turbina de
un alternador.
• La energía del mar se aprovecha de diversas maneras:
- La energía maremotriz es la energía potencial que
adquiere el agua marina al subir su nivel por efecto de
las mareas.
- La energía undimotriz es energía cinética de las
corrientes marinas.
- la energía maremotérmica se debe a la diferencia de
temperatura entre las aguas superficiales y profundas.

17. Ventajas e inconvenientes de las
fuentes NO renovables de energía
VENTAJAS INCONVENIENTES
• Sus reservas son prácticamente • Los conocimientos y la tecnología
inagotables. necesarios para su uso están en
• Su impacto sobre el ambientes algunos casos poco
es, en general, más reducido que el desarrollados, por lo que su
de las fuentes no renovables. contribución al consumo total de
• Tienen carácter autóctono: la energía es aún reducida (aunque
energía se produce cerca de las tecnologías solar y eólica han
donde se consume, por lo que avanzado mucho).
disminuye la dependencia • Una unidad de energía es, en
energética. muchos casos, más cara obtenida a
• Su uso favorece el desarrollo de la partir de fuentes renovables que
tecnología necesaria para su obtenida de fuentes no renovables.
aprovechamiento, lo que a su vez • La producción de algunas, como
fomenta el desarrollo tecnológico la eólica o la hidráulica, depende
en otras áreas. de condiciones meteorológicas.

18. La contaminación
atmosférica
La contaminación atmosférica es la presencia en el aire de sustancias gaseosas,
líquidas o sólidas, perjudiciales para las personas, el resto de los seres vivos y el
entorno. Las radiaciones también suelen ser consideradas como tal.
Las sustancias contaminantes pueden tener origen natural, como pueden ser
erupciones volcánicas, o de origen artificial, debido a la actividad humana.
Los efectos producidos por estas sustancias son:
• Óxidos de azufre y nitrógeno, que producen irritaciones, afecciones, retrasos en
las plantas, corrosiones de metales… Además contribuye a la lluvia ácida.
• Monóxido de carbono, que es tóxico e incluso mortal el grandes
concentraciones.
• Ozono en la troposfera, que produce irritaciones y afecciones.
•** El dióxido de carbono no es contaminante y no produce daños, pero el
aumento de su concentración contribuye al efecto invernadero.

19. La lluvia ácida
La reacción de los óxidos de azufre con el vapor de agua en las capas altas de la
atmósfera producen ácido sulfúrico (H2SO4). De la misma manera, los óxidos de
nitrógeno producen ácido nítrico (HNO3). Estos ácidos mezclados con el vapor de
agua precipitan en forma de lluvia, una lluvia que altera crecimientos en la
naturaleza, disuelve metales, contamina cadenas alimentarias, deteriora
monumentos…
El deterioro de la capa de ozono
El ozono (O3) de la estratosfera absorbe el 90% de la radiación ultravioleta que
llega a la Tierra procedente del Sol, y protege a los seres vivos de sus efectos
perjudiciales.
Los gases CFC (clorofluorocarbonos), componentes habituales de aerosoles y
circuitos de refrigeración, reaccionan con el ozono y destruyen su molécula.
En los Polos Norte y Sur esta disminución de la concentración de ozono se
incrementa cada primavera por motivos meteorológicos, creando los conocidos
agujeros de ozono.

20. El efecto invernadero
Los principales gases de efecto invernadero (GEI) son el dióxido de
carbono generado al quemar combustibles fósiles, y el metano
originado en pantanos, estiércol, escapes de gas natural…
Este calentamiento puede causar un aumento de las precipitaciones
en zonas húmedas, aridez en zonas secas, fusión de hielos polares con
sus consiguientes consecuencias…
El incremento de las
emisiones de gases de
efecto invernadero causa un
aumento de la temperatura
media de la Tierra (15ºC) o
calentamiento global, que
está desembocando en un
cambio climático.

21. Desarrollo sostenible
El problema energético
- La degradación de la energía es el origen químico del problema. La
energía transferida mediante calor no puede transformarse íntegramente
en otras formas de energía. Por ello es necesario extraer nuevas
cantidades de energía.
- El agotamiento de las fuentes de energía, se consumen a un ritmo mayor
del que necesita la naturaleza para reponerlas. La extinción del
petróleo, el gas y el carbón será real en poco tiempo.
- La demanda creciente de energía a nivel mundial. Las reservas se
consumen cada vez a un ritmo mayor, y éstas solo las poseen pocos
países. Esto a producido importantes crisis energéticas, con repercusiones
importantes en todos los países.
Energía y medioambiente
El actual modelo económico a tenido efectos
medioambientales negativos. Los hábitos de consumo
generalizados para intentar mejorar la situación y
respetar el medioambiente son:
-Reciclar los residuos
- El ahorro energético
- El aprovechamiento de fuentes de energía menos
contaminantes.

22. Energía y desarrollo sostenible
Un crecimiento entre el desarrollo económico y el mantenimiento del medioambiente
exige:
• Sostenibilidad ambiental: en las explotaciones se impone el principio de precaución “no
se deben realizar actividades productivas hasta que no se demuestre que no son dañinas”.
• Sostenibilidad social: la organización de la sociedad debe respetar el medioambiente y
asegurar una distribución equilibrada de los recursos energéticos.
• Sostenibilidad económica: las actuaciones humanas sobre el entorno deben ser
económicamente rentables y viables.
Medidas para una utilización sostenible de la energía
- Ahorro energético: no malgastar la energía y conseguir un uso equilibrado de ella.
- Diversificación de las fuentes energéticas: así obtendremos energía de distintas fuentes y
conseguiremos un uso equilibrado.
- Impulso de las energías renovables: que favorecen el desarrollo tecnológico y son más
respetuosas con el medioambiente.
- Desarrollo de energías autóctonas propias del país. Cercanas al consumidor y así no
dependeríamos del exterior.
Contribución de la ciencia al desarrollo sostenible
- Desarrollo de nuevas energías, tales como el hidrógeno y la fusión nuclear, que
solucionarían el problema de necesidad energético.
- Mejora de las tecnologías de producción de la energía, con avances científicos y nuevos
métodos que han posibilitado un mejor aprovechamiento.
- Desarrollo de métodos de ahorro y eficiencia energéticos mediante el diseño de
aparatos que optimizan el uso de las energías.
- Disminución del impacto ambiental del uso de la energía, como investigaciones entorno
al dióxido de carbono y su eliminación para ayudar a disminuir el efecto invernadero.

23. FIN