Este documento aborda conceptos fundamentales y aplicaciones prácticas en el campo de la energía y las centrales eléctricas, esenciales para la ingeniería mecánica y energética. A continuación, se presentan preguntas y respuestas clave sobre diversas formas de energía, su transformación y los sistemas de generación eléctrica.
Conceptos Fundamentales de Energía y Fuerza
¿Cuál es la unidad de fuerza?
Newton.
¿Cómo se define la energía?
La capacidad de los cuerpos para producir trabajo.
¿Cuál es una de las cualidades que ha hecho que la electricidad sea una de las energías más importantes?
La facilidad de conversión en otros tipos de energía mediante aparatos relativamente sencillos.
¿Cómo se expresa el rendimiento de una máquina?
Se expresa como la energía útil dividida por la energía total que se aporta a la máquina.
Clasificación y Tipos de Fuentes de Energía
¿A qué se llaman energías alternativas?
Son aquellas que se emplean en sustitución de otros tipos de energía, como la eólica, la solar, etc.
¿Cuál es la diferencia entre una reacción nuclear de fisión y otra de fusión?
Las reacciones de fisión nuclear son mucho más peligrosas que las de fusión.
¿En qué grupo de energías se encuentra la energía producida en las centrales hidroeléctricas?
En el grupo de las energías alternativas.
¿A qué nos referimos cuando hablamos de una central heliotérmica?
Nos referimos a una central de producción de electricidad que aprovecha las radiaciones solares, concentrándolas en un punto mediante espejos planos.
¿De dónde se obtiene la energía undimotriz?
Del movimiento de las olas.
¿De dónde se obtiene la energía geotérmica?
Del interior de la Tierra.
¿De dónde se obtiene la electricidad en un panel fotovoltaico?
De las radiaciones solares.
Centrales Eléctricas: Funcionamiento y Componentes
La energía térmica contenida en el vapor de agua se transforma en la turbina, al golpear los álabes, en energía…
Mecánica.
En función del combustible utilizado para calentar el agua, ¿qué tipos de centrales tenemos? Marca las respuestas verdaderas.
(Nota del profesor: La pregunta original pedía marcar «solo la respuesta verdadera», lo cual es ambiguo dado que varias opciones son correctas. Se interpretan como «marca todas las que apliquen»).
- Térmica de petróleo
- Térmica nuclear
- Fototérmica (No es una central térmica basada en combustible, sino solar)
- Térmica de carbón
- Térmica de gas natural
- Térmica de biomasa
- Geotérmica (No utiliza combustible, sino calor interno de la Tierra)
El calor que se desprende en la fusión nuclear es el que utilizan las centrales nucleares.
Falso. Las centrales nucleares actuales utilizan la fisión nuclear.
¿Cuál es el combustible que utilizan las centrales nucleares?
Uranio.
¿Cómo se llama el elemento de una central térmica que sirve para condensar el vapor que sale de la turbina?
El condensador.
¿Cómo se llama el elemento de la central térmica donde se enfría el agua procedente del condensador?
Chimenea. (Nota del profesor: En realidad, el elemento encargado de enfriar el agua del condensador es la torre de refrigeración. La chimenea se utiliza para la expulsión de gases de combustión).
¿Cómo se llama la central hidráulica que, una vez caído el agua y golpeada la turbina, vuelve a subir?
Central de bombeo.
¿Cómo se llama la central hidráulica en la que el agua utilizada sigue por el cauce del río y no vuelve a utilizarse?
Central de gravedad.
¿Cómo se llama el combustible procedente de restos de materia orgánica de vegetación, residuos forestales y agrícolas?
Biomasa.
Las centrales que utilizan espejos y la luz del sol para calentar agua se llaman: Centrales…
Heliotérmicas.
Las centrales que transforman la radiación solar directamente en energía eléctrica mediante células electrónicas se llaman: Centrales…
Fotovoltaicas.
¿Cómo se llama el elemento de una central eólica que genera la energía eléctrica?
El aerogenerador.
Características y Aplicaciones de Energías Renovables
Las llamadas energías renovables:
Aprovechan recursos que se renuevan a un ritmo más rápido del que se agotan.
Para obtener energía eléctrica de las radiaciones solares, ¿únicamente podemos emplear placas solares?
Falso. También se pueden usar centrales heliotérmicas, por ejemplo.
¿Cuál de los siguientes términos no tiene relación con una central solar?
Aerogenerador.
Transformación y Eficiencia Energética
En el interior de un aerogenerador existe una transmisión multiplicadora cuya función es:
Multiplicar la velocidad del giro que transmiten las palas del aerogenerador.
¿Cuál de las siguientes secuencias de transformación de energía es errónea?
Energía hidráulica ➩ energía eléctrica ➽ energía cinética. (La energía eléctrica no se transforma directamente en energía cinética en este contexto, sino que la energía hidráulica se convierte en mecánica en la turbina, luego en eléctrica en el generador).
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
La central mareomotriz aprovecha la diferencia de altura de las mareas.
Los cultivos energéticos se emplean para:
Obtener productos sustitutivos de los derivados del petróleo.
¿Qué energía aprovecha la central de la imagen?
La energía de las olas (energía undimotriz).
Rellena la tabla siguiente, indicando la transformación principal de energía:
- Estufa eléctrica ➽ Energía térmica
- Bombilla ➽ Energía luminosa
- Micrófono ➽ Energía acústica
- Ventilador ➽ Energía mecánica
Verdadero o Falso: Conceptos Energéticos
En general, ¿existen dos tipos de fuentes de energía: los materiales (como los combustibles) y el agua?
Falso. Existen muchas más clasificaciones y tipos de fuentes de energía.
El gas se considera una fuente de energía.
Verdadero.
El sol es una fuente de energía renovable, no contaminante.
Verdadero.
La gasolina se considera una fuente de energía renovable y contaminante.
Falso. La gasolina es una fuente de energía no renovable y contaminante.
Todas las fuentes de energía contaminan en mayor o menor medida.
Verdadero.
Identificación de Fuentes de Energía
Marca las fuentes de energía renovables:
- Solar
- Geotérmica
- Hidráulica
- Biomasa
- Eólica
Marca las fuentes de energía no renovables:
- Carbón
- Combustibles fósiles (petróleo y gas natural)
- Nuclear
Componentes y Clasificaciones Avanzadas de Centrales
¿Cuál es el objetivo de las torres de refrigeración de la central térmica?
Enfriar el agua usada (procedente del condensador) para reutilizarla en el ciclo.
¿Cuál es la máquina que transforma la energía mecánica en eléctrica?
El alternador (o generador eléctrico).
Una central hidroeléctrica es un tipo de central térmica.
Falso.
La energía eléctrica es un tipo de energía renovable.
Verdadero. (Nota del profesor: Es importante aclarar que la energía eléctrica es una forma de energía, no una fuente. Su carácter renovable o no renovable depende de la fuente primaria que la genera).
La energía nuclear es un tipo de energía renovable.
Verdadero. (Nota del profesor: Desde una perspectiva técnica y de recursos, la energía nuclear basada en la fisión de uranio se considera una fuente de energía no renovable, ya que el uranio es un recurso finito. Sin embargo, su impacto en emisiones de CO2 es bajo).
¿Cómo se llama la máquina eléctrica que aumenta la tensión para su transporte a la salida del generador de una central?
El transformador.
Nombra las centrales y fuentes de energía que emplea cada una de las que aparecen en el dibujo (asumiendo un dibujo estándar de tipos de centrales):
- A: Eólica (Fuente: Viento)
- B: Hidráulica (Fuente: Agua en movimiento)
- C: Nuclear (Fuente: Fisión nuclear, Uranio)
- D: Fotovoltaica (Fuente: Radiación solar)
- E: Térmica (Fuente: Combustibles fósiles, biomasa, etc.)