Energía y Combustibles: Tipos, Usos y Sistemas de Transformación

Nuestra sociedad utiliza grandes cantidades de energía que se destinan a actividades como:

• Funcionamiento de todo tipo de máquinas y aparatos domésticos.
• Acondicionamiento de viviendas, locales y espacios públicos mediante el suministro e instalaciones de alumbrado, calefacción, agua.
• Extracción y la transformación de materias como metales y plásticos, y la elaboración posterior de los productos que se fabrican con estos materiales.

Tipos de Energía

Energías Renovables

Recursos ilimitados:

• Energía solar: Sol.
• Energía hidráulica y maremotriz: Agua.
• Energía eólica: Viento.
• Energía geotérmica: Temperatura de la tierra.
• Energía muscular: Músculos de las personas y animales.
• Energía de biomasa: Materia orgánica.

Energías No Renovables

Recursos limitados o escasos:

• Energía de combustible fósil: Gas natural, petróleo, carbón.
• Energía nuclear: Uranio.

Combustibles

Son sustancias de origen orgánico, como el carbón o la madera, que al combinarse con oxígeno experimentan un cambio llamado combustión. Se produce una gran liberación de calor, pero para iniciar la combustión es necesario aportar una mínima cantidad de energía.

Combustibles Fósiles

• Carbón: Mineral que se extrae por medio de trabajos de minería. Se utiliza en centrales térmicas para producir electricidad y en la siderúrgica para obtener hierro y aceros.
• Petróleo: Es una mezcla de hidrocarburos que se separan en refinerías para obtener butano, propano, gasolinas. Es escaso.
• Gas natural: Similar al petróleo, a veces mezclado con esta materia orgánica. Constituido por gas metano.

Combustibles Alternativos

Residuos sólidos urbanos y agrícolas, y los biocarburantes obtenidos a partir de alcoholes y aceites de girasol, remolacha u otros.

Uso de Máquinas Térmicas y Motores

Sistemas de calefacción, calentadores, hornos o cocinas utilizan quemadores y calderas para modificar la temperatura del ambiente. La mayoría de los vehículos utilizan motores de combustión para moverse. La producción de electricidad se puede hacer moviendo generadores eléctricos con turbinas de vapor o por medio de motores de combustión.

Máquina de Vapor

El uso de la máquina de vapor impulsó la maquinaria de las fábricas. La máquina de vapor utiliza la energía de combustibles como la leña y el carbón, que se queman en la caldera y transmiten su calor en un circuito cerrado de agua hasta conseguir vapor de agua a presión. Este vapor producía un movimiento de vaivén en un émbolo, y por medio de diferentes piezas mecánicas se conseguía el movimiento giratorio y continuo en la rueda motriz. Los avances alcanzados con la máquina de vapor permitieron el desarrollo de las turbinas de vapor y los motores de combustión que actualmente utilizamos.

Motor de Combustión Interna: Motor de 4 Tiempos

Están constituidos por un bloque con unos agujeros llamados cilindros. En su interior se desplaza un pistón o émbolo que, mediante una biela, hace girar el cigüeñal y el eje del motor. Pueden ser de gasolina o diésel. El movimiento de bajada del pistón se consigue al reaccionar el aire y el combustible dentro del cilindro.

En el motor diésel, el combustible es inyectado después de comprimir el aire, lo cual produce la explosión sin que sea necesaria la bujía.

1. Admisión: Cuando el pistón baja en el cilindro, entra aire y gasolina.
2. Compresión: Se cierran las válvulas, el pistón sube y comprime la mezcla.
3. Explosión: La chispa de la bujía inflama la mezcla que lanza el pistón hacia abajo.
4. Escape: Al subir el pistón, empuja los gases hacia el exterior.

Motor de 2 Tiempos

Motor más sencillo, no dispone de válvulas, suele ser de un solo cilindro y está refrigerado por el aire exterior por medio de las aletas.

Cilindrada

En un motor de combustión interna, la cilindrada total es la suma de los volúmenes de los cilindros.

Relación de Compresión

Transporte

• Carreteras: Vías de comunicación destinadas a facilitar el desplazamiento de vehículos rodados. Según la importancia y las características, las carreteras se clasifican en autopistas, autovías, vías rápidas y carreteras convencionales.
• Vía férrea: El conjunto de elementos que conforman el sitio mediante el cual se desplazan los trenes.
• Puertos: Espacios donde los barcos y las embarcaciones pueden estar en contacto con tierra para realizar las operaciones de carga y descarga de mercancías y el tráfico de viajeros.
  • Según el origen: Natural y artificial.
  • Por la ubicación: Marítimo, fluvial y lacustre.
  • Por su función: Pesquera, de refugio, comerciales, militares y deportivos.
• Aeropuertos: Áreas definidas de tierra o agua destinadas total o parcialmente a la llegada, salida y movimiento en superficie de aeronaves.