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La energía eléctrica está en todos lados.

Somos una sociedad “eléctrica”. Adonde quiera que mires podrás encontrar gente hablando en sus teléfonos celulares, manejando carros, utilizando computadoras, haciendo comida, encendiendo o apagando luces y muchas otras cosas más. ¿Puedes imaginar un día de tu vida sin electricidad? Incluso si pudiéramos dejar apagado el teléfono todo el día, leer un libro en lugar de ver la televisión, tendríamos que caminar hasta la escuela o el trabajo o llegar a la casa antes que caiga la noche si nos quedáramos totalmente sin electricidad.

Pero eso sería un caos, imagina los hospitales sin electricidad, los centros comerciales, las grandes fábricas e incluso las escuelas. ¿Cómo funcionaría todo esto sin electricidad?

Las fuentes de energía renovable son una gran ventaja para nuestra voraz necesidad de energía. En realidad, en la actualidad ya utilizamos bastantes fuentes de energía renovable como por ejemplo hidroeléctricas, energía eólica (generada por aire), y el sol. En el siguiente artículo vamos a revisar un poco cuál es la forma en que se aprovecha en la actualidad estas fuentes de recursos.

 

La fuerza del viento.

Los barcos a vela en la antigüedad y los molinos de viento son una muestra de como la fuerza del viento se ha usado desde siglos atrás. sin embargo, en la actualidad se están convirtiendo en otra fuente de energía natural que no se agota. Poco a poco empiezan a aparecer turbinas de viento en algunos lugares, estas turbinas tienen un mecanismo que transforma la fuerza del viento en electricidad. Las aspas de la turbina giran a medida que el viento las golpea lo que a su vez permite que los mecanismos internos en la estructura transfieran esa fuerza a los generadores de energía.

El viento siempre va a soplar sea que lo utilicemos o no, pero existen técnicas para hacer este tipo de generadores más eficientes. Por ejemplo, la mayoría de los generadores eólicos o de viento en la actualidad tienen una altura superior a los 310 pies. Esto se debe a que entre más alto se encuentra el generador más fuerza de viento recibirá y a esas alturas no hay mucha turbulencia.

En otros países podemos hallar cientos de estos generadores ubicados en lugares estratégicos que permiten generar electricidad y proveer de la misma a poblaciones pequeñas o medianas. El concepto de una finca ganadera en donde produce carne y leche para el consumo humano también se está trasladando al concepto de “finca eléctrica”, es decir, terrenos “sembrados” de turbinas de viento que producen electricidad para vender.

Plantas hidroeléctricas.

En Guatemala es posiblemente el tipo de generadores de energía que más tenemos. Basta con mencionar la hidroeléctrica Chixoy, que produce buena parte de la energía que necesitamos en todo el país. También hay otras plantas ubicadas en lugares estratégicos en todo el país que utilizan la fuerza del agua para generar energía.

Si alguna vez te has parado frente a una corriente de agua o un río muy fuerte, de darás cuenta de la velocidad y fortaleza del agua. Hidroeléctrica viene de la palabra “hidro” que significa agua y obviamente eléctrica, que está relacionado Ar electricidad. Aproximadamente el 20% de la electricidad mundial se produce mediante hidroeléctricas.
Debido a que este es un recurso natural, la mayoría de electricidad de esta clase se genera a través de grandes represas. Una represa se construye alrededor o en el paso de un gran río por ejemplo, en donde exista una elevación suficientemente grande como para que el agua caiga con mucha fuerza para que mueva los grandes generadores.

A medida que el agua cae hacia abajo de una represa, las turbinas adentro de la misma se mueven algo así como cuando se mueve la rueda de una bicicleta en movimiento. Las turbinas están conectadas a los generadores y de esta manera es que se produce la electricidad que luego viaja por líneas de transmisión hacia las casas o edificios en cualquier lugar.

El agua en sí misma no se ve afectada por las turbinas, sin embargo hay algunas preocupaciones con la producción de energía eléctrica por este medio. Por ejemplo, las represas pueden distorsionar las corrientes naturales de agua, que a su vez puede provocar problemas con las comunidades o vegetación que encuentre en su camino. Sin embargo, las plantas de energía eléctrica son bastante seguras siempre y cuando el agua no deje de fluir y no genera contaminación como si lo hacen las plantas que operan con carbón mineral o petróleo.

Energía solar.

Por último pero no por ello menos importante, tenemos la que es posiblemente la mayor fuente de energía disponible en la actualidad y nos referimos a la luz solar. Sin lugar a dudas, la energía solar es la fuente de energía más importante de la tierra. sin embargo todavía hay medios para transformar el calor de la luz solar en energía eléctrica que pueda ser utilizada muchas horas después que el sol se ha ocultado. La energía solar mantiene el planeta tierra cálido, lo que hace que la vida pueda existir en nuestro mundo, también provee comida para las plantas a través de la fotosíntesis la cual luego es utilizada como energía o fuente de energía para nuestras propias necesidades. La cadena alimenticia depende mucho de la energía solar porque las plantas transforman la energía solar en alimento mismo que luego es consumido por animales y seres humanos en ese orden.

Existen dos formas por las que podemos aprovechar la energía solar. Por un lado la energía solar pasiva, la cual es recolectada de forma “pasiva” a través de la absorción. La fotosíntesis es uno de los ejemplos. Por otro lado la energía solar activa es cuando utilizamos la energía y la enfocamos o la almacenamos utilizando artefactos tecnológicos.


La energía solar pasiva también puede ser almacenada diseñando edificios que contengan paneles solares u otras estructuras para maximizar la absorción de la luz solar. Es como pararnos afuera de un día soleado con una chaqueta, inmediatamente recibiremos todo el calor posible.
Cuando la energía solar se recolecta de forma activa, los artefactos son puestos en algún lugar en donde reciban el máximo de luz solar pero todavía van un paso más lejos porque convierten esa energía solar en electricidad. La electricidad luego se almacena o se usa de forma inmediata. La fuerza de la luz solar puede ser incrementada de forma considerable si se recolecta en 1 a mucho más grande y luego se concentra en lugares pequeños y específicos.

Es la misma manera en que trabajan las antenas de satélite, estas recolectan las señales de televisión enviadas vía satélite y las envían directamente a tu televisor.

¿Cuál es lo mejor acerca de la energía solar?
Siempre está allí, no tenemos que preocuparnos porque se apague el sol. Pero también tiene sus dificultades, y una de ellas es que es muy caro recolectarla, almacenarla y luego transportarla.

En resumen.

Nuestra sociedad es muy dependiente de la electricidad, nos provee electricidad en las casas, los carros, aparatos eléctricos y mucho más. Gracias a Dios, existen muchas fuentes de recursos que podemos utilizar para la producción eléctrica. Algunos de ellos son el viento, el agua y la luz solar, todos estos son ejemplos de fuentes de energía renovable y con costos de producción bastante razonables.
Los generadores de electricidad eólicos y las represas hidroeléctricas generan electricidad a través de aspas que dan vuelta con la fuerza del agua o el viento y al hacerlo producen energía eléctrica que luego es transportada hacia nuestros hogares. Por otro lado, las estructuras de energía solar usualmente se quedan afuera “inerte” esperando que les llegue la luz solar para luego almacenarla o transportarla a su destino final.
La energía solar puede ser recolectada de forma pasiva cuando por ejemplo, un panel solar recibe la luz y la transfiere a un aparato electrónico; se le llama recolección activa cuando esa misma energía en lugar de gastarse en ese momento se almacena para un uso futuro.
Los paneles solares pueden ser organizados en una enorme área con la finalidad de recibir más luz solar y a su vez transmitir más energía a muchos más lugares.

 

Tareas

Te invitamos a hacer las siguientes tareas, pero todas en compañia de una persona adulta. EDU-24 no asume ninguna responsabilidad por los resultados de los experimentos.

 

Tarea 1: Fabrica tu propio generador de energía electríca.

En este vídeo alojado en YouTube el autor nos explica como hacer nuestro propio generador de energía electríca para encender una bombilla. Los pasos son sencillos pero debemos conseguir un motorcito como el de la imagen, esa puede ser la parte más dificil.

Ahora contesta lo siguiente:

¿Cómo se genera la energía electríca?

  • ¿Cómo se genera la energía electríca con este dispositivo?
  • ¿Qué aprendiste al observar el vídeo?
  • ¿Por qué se enciende la luz al girar las ruedas del CD?
  • ¿Cómo hiciste el experimento? ¿Qué pasos diste? ¿Qué recursos utilizaste? (Debes enviar como prueba una fotografía de tu persona frente al prototipo que fabricaste).
  • ¿Cuáles son los resultados que obtuviste? ¿Se encendió la luz? ¿Qué fallos hubo y como los resolviste?
  • ¿Se puede generar energía a partir de este dispositivo? ¿Cómo lo mejorarías?

 

Tarea 2: Enciende una bombilla con una batería alcalina

Para hacer este experimento es mucho más simple. Se trata de cerrar un circuito utilizando papel de aluminio el cual es un material conductor. Para lograrlo necesitarás lo siguiente:

  • Una batería alcalina grande o pequeña.
  • Una tira de papel aluminio como el que verás en el vídeo.
  • Una bombilla que puede ser cualquier bombilla que encuentras en tu casa pero de preferencia una de las que traen las linternas.

Ponemos la bombilla encima del papel aluminio y el otro extremo del papel aluminio lo pegaremos a la bombilla, asegúrate que la parte positiva de la bombilla esté tocando también el positivo de la batería, el lado externo de la bombilla recibirá la corriente y la encenderá.
Pero como una imagen vale más que mil palabras es mejor que veas el corto vídeo de 30 segundos.

 

 

 

  • ¿Por qué se enciende la luz al hacer contacto entre el papel aluminio, la bateria y la bombilla?
  • ¿Qué sabías de las bombillas, las baterias y el aluminio antes de hacer el experimento?
  • Una bateria o pila alcalina, ¿almacena electricidad?
  • ¿Cómo se puede “extraer” la electricidad de una pila alcalina?
  • ¿Cuáles fueron los pasos que seguiste para encender la bombilla? ¿Qué materiales usaste? ¿Qué pasos diste primero, segundo, etc.?
  • ¿Qué sucedió? ¿Se encendió la bombilla? ¿Qué problemas tuviste?
  • ¿Se puede extraer energía de una bateria o pila alcalina?

 

Tarea 3. Aplastar un envase de soda con agua!

Materiales necesarios:

  • Un envase de aluminio de cualquier marca de soda
  • Agua
  • Un recipiente de agua fria, mejor si tiene hielo o ha sido dejada en el refrigerador un tiempo.
  • Pinzas
  • Estufa

Aplastar un envase de soda con agua es algo peligroso por lo que este experimento debes hacerlo en compañía de un adulto. Lo primero que vamos a hacer es tomar un envase vacío de cualquier bebida de soda, de los que se fabrican con aluminio. No se podrá usar ninguno de vidrio o plástico.

Le vamos a echar un poquito de agua adentro del envase vacío de soda y lo pondremos a calentar al fuego. Cuando el envase de soda o el agua mejor dicho, comience a hervir y a evaporarse, con mucho cuidado y con unas pinzas le daremos vuelta al envase de soda y lo sumergiremos en un recipiente que tiene agua fría. Entre más frías del agua mejor. El envase de soda deberá aplastarse automáticamente.

 

  • ¿Qué sucede si sumergimos un envase de soda de alumnio caliente,  en agua fria?
  • ¿Qué sabes de la forma en que funciona el aire caliente y frio cuando se juntan?
  • ¿Es posible “aplastar” un envase de soda de alumnio con el aire y agua?
  • ¿Cuáles fueron los pasos que seguiste para encender la bombilla? ¿Qué materiales usaste? ¿Qué pasos diste primero, segundo, etc.?
  • ¿Qué ocurrió?
  • ¿Se aplastó el envase? ¿Hubo problemas? ¿Cómo los resolviste?

 

Cuando rellenas el recipiente grande con agua fría y luego colocas dentro el envase de soda de aluminio, con el orificio hacia abajo se produce una reacción bastante interesante. Cuando el agua dentro de la envase de soda se calentó hasta hervir empezó a sacar un vapor que hizo que el aire saliera del envase. Mientras el envase estaba lleno de vapor de agua caliente y los sumergirte dentro del envase o recipiente con agua fría al invertirlo, el agua fría provocó que el vapor del agua dentro del envase se condensar a, creando un vacío dentro del mismo. La baja presión extrema de ese vacío dentro del envase de soda hizo posible que el aire que está afuera en el ambiente “aplaste” el envase de soda.

Usualmente, la presión del aire adentro de un envase de soda cuando está vacío es el mismo que la presión externa. De todas formas, en este experimento, el aire fue expulsado fuera de él en base y reemplazado por vapor de agua. Cuando el vapor de agua se condensó, la presión dentro del envase se convirtió en una presión mucho menor que la que había afuera. Por lo tanto el aire externo o la presión del aire externo hizo que el envase se aplaste por si solo.
¿Por qué estando vacío el envase y al ponerle agua no ocurrió lo mismo? Porque el agua no puede desplazar al aire tan rápido como lo hizo el vapor.

 

marzo 2, 2019

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