Download Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o

ELEMENTOS CONSITUTIVOS DE LA CIENCIA

Conceptos:
Proporcionan el vocabulario básico y las ideas fundamentales de la ciencia.
(velocidad, fuerza, masa)

Las relaciones entre los conceptos:
Estas relaciones pueden ser:
 restringidas como en la caída libre (d α t2).
 De aplicación general como la ley de la gravitación universal.

Existe una parte de la ciencia que damos por supuesta como la gramática,
la lógica o las matemáticas.
Un concepto no tiene ninguna utilidad, ni siquiera puede definirse si no tiene
relación con otros.
Una ley o una generalización no dice nada de no haber reglas de lingüística y
matemáticas que relacionen los conceptos que en ellas se emplean.
Esta estrecha relación entre las distintas partes de la ciencia explica que todo
avance científico particular, permanezca como en periodo de prueba hasta ser
absorbido por la ciencia como tal.
El desarrollo de una ley o conjunto de ellas puede compararse a una corriente de
agua en la que puede haber, aparte del frente principal que avanza, remansos o
pequeñas corrientes que retroceden.
Es importante para la ciencia que los investigadores individuales no se desanimen
por el panorama de esta lucha lenta y encuentren recompensa en el avance día a
día en su trabajo, con la esperanza de ver surgir inesperadamente la luz que
ilumine sus horizontes.
RELACIÓN CON VALORES, ACTITUDES Y HABILIDADES.
DIDÁCTICA
Didácticamente es importante partir de:1


1
Vivencias de los alumnos.
Aspectos de su interés.
Holton, Gerald y Duane H. D. Roller. Fundamentos de Física Moderna. Reverté, S. A. México,
1972.

Que le permita estar activo.
Las sesiones deben contener: inicio, desarrollo y término o conclusión.
El inicio contiene:
 diagnóstico de las percepciones de los alumnos. Este diagnóstico puede
elaborarse a partir de preguntas, donde es importante conocer las
respuestas de los alumnos para determinar sus preconceptos. En esta
parte y en las siguientes se deberá hacer énfasis en las diferentes
representaciones que pueden aportar los alumnos.
 Discusión de las respuestas proporcionadas por ellos.
 Presentación de experiencias de aprendizaje o vivencias para establecer
un conflicto cognitivo.
Añadir capítulos 1 y 2, págs. 15 a 34, de:
Cetto, Ana María, et. al. El mundo dela física 1. Ed. Trillas. México, 1990.
ENERGÍA
FUENTES
CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA
TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA
TRABAJO Y CALOR: Dos procesos de intercambio de energía.
FUENTES
Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de
las que el hombre puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u
obtener alguna utilidad. Por ejemplo el viento, el agua, el sol , etc...
Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrió el fuego para calentarse y
asar los alimentos , pasando por la Edad Media en la que construía molinos de
viento para moler el trigo, hasta la época moderna en la que se puede
obtener energía
eléctrica fisionando
el átomo ,el
hombre
ha
buscado
incesantemente fuentes de energía de las que sacar algún provecho para nuestros
días, han sido los combustibles fósiles; por un lado el carbón para alimentar
las máquinas de vapor industriales y de tracción ferrocarril así como los hogares, y
por otro, el petróleo y sus derivados en la industria y el transporte (principalmente
el automóvil), si bien éstas convivieron con aprovechamientos a menor escala de
la energía eólica, hidráulica, la biomasa Dicho modelo de desarrollo, sin embargo,
está abocado al agotamiento de los recursos fósiles, sin posible reposición pues
serían necesarios períodos de millones de años para su formación.
La búsqueda de fuentes de energía inagotables y el intento de los países
industrializados de fortalecer sus economías nacionales reduciendo su
dependencia de los combustibles fósiles, concentrados en territorios extranjeros
tras la explotación y casi agotamiento de los recursos propios, les llevó a la
adopción de la energía nuclear y en aquellos con suficientes recursos hídricos, al
aprovechamiento hidráulico intensivo de sus cursos de agua.
A finales del siglo XX se comenzó a cuestionar el modelo energético imperante por
dos motivos:

Los
problemas
medioambientales
suscitados
por
la
combustión
de
combustibles fósiles, como los episodios de Esmog de grandes urbes como
Londres o Los Ángeles, o el calentamiento global del planeta.

Los riesgos del uso de la energía nuclear, puestos de manifiesto en accidentes
como Chernóbil.
Las energías limpias son aquellas que reducen drásticamente los impactos
ambientales producidos, entre las que cabe citar el aprovechamiento de:

El Sol: energía solar

El viento: energía eólica

Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica

Los mares y océanos: energía mareomotriz

El calor de la Tierra : energía geotérmica

El átomo: energía nuclear

La materia orgánica: biomasa
Todas ellas renovables, excepto la energía nuclear, por ser su combustible
principal, el uranio, un mineral.
Con respecto a las llamadas energías alternativas (eólica, solar, hidráulica,
biomasa, mareomotriz y geotérmica), cabe señalar que su explotación a escala
industrial, es fuertemente contestada incluso por grupos ecologistas, dado que los
impactos medioambientales de estas instalaciones y las líneas de distribución de
energía eléctrica que precisan pueden llegar a ser importantes, especialmente, si
como ocurre con frecuencia (caso de la energía eólica) se ocupan espacios
naturales que habían permanecido ajenos al hombre.
Las fuentes de energía pueden ser renovables y no renovables. Las renovables,
como el Sol, permiten una explotación ilimitada, ya que la naturaleza las renueva
constantemente. Las no renovables como el carbón, aprovechan recursos
naturales cuyas reservas disminuyen con la explotación, lo que las convierte en
fuentes de energía con poco futuro, ya que sus reservas se están viendo
reducidas drásticamente.
Clasificación de las fuentes de energía. Las fuentes de energía se clasifican en: Renovables: Pueden utilizarse de manera continuada para producir energía, bien
porque se regeneran fácilmente (biomasa) o porque son una fuente inagotable
(solar) - No renovables: Una vez empleadas no vuelven a regenerarse.
En México contamos con presas de gran capacidad que permiten el almacenamiento de
agua que se emplea en centrales hidroeléctricas para abastecer de energía a numerosas
poblaciones en el territorio nacional. Actualmente contamos con 20 presas cuyas
capacidades, en promedio, van de 1127 millones de m3 a 20217 millones de m3, la
capacidad de algunas de ellas se muestra en la tabla 3.2 y en la figura 3.4 la ubicación y
nombre de las principales presas en México.
Energía en México
En México el suministro de energía se realiza a través de centrales que transforman la
energía de diferentes fuentes en eléctrica, fundamentalmente se tienen hidroeléctricas,
carboeléctricas, nucleoeléctricas, termoeléctricas. A continuación, en la figura se muestra
la distribución geográfica de las principales centrales que proporcionan energía.
Fig. Centrales eléctricas de acuerdo al origen de la fuente de energía
(http://www.elbalero.gob.mx/explora/html/atlas/energia.html)
Fig. 3.4 Mapa de las presas en México
(http://www.elbalero.gob.mx/explora/html/atlas/presas.html)
CAPACIDAD DE LAS PRESAS EN MÉXICO
Presas
Capacidad en millones de m 3
La Angostura (Belisario Domínguez)
20 217
Nezahualcoyotl (Malpaso)
14 028
Chicoasén (Manuel Moreno Torres)
11 883
Infiernillo
11 860
Presidente Miguel Alemán (Temascal)
9 106
Internacional La Amistad
7 000
Aguamilpa
7 000
Miguel de la Madrid (Cerro de oro)
5 380
Internacional Falcón
4 908
Álvaro Obregón (Oviachic)
4 200
Presidente Adolfo López Mateos (Humaya)
4 064
Lázaro Cárdenas (El Palmito)
4 438
Miguel Hidalgo (El Mahone)
4 030
Presidente Plutarco Elías Calles
3 676
Comedero
3 400
La Boquilla
3 336
Bacurato
2 900
Adolfo Ruiz Cortines
1 376
Solís
1 127
Vicente Guerrero (Las Adjuntas)
5 283
Tabla 3.2 Capacidad en volumen de agua de diferentes presas.
En la figura se muestra la distribución a lo largo de la República Mexicana de las
centrales geotermoeléctricas.
Fig. 3.6 Centrales geotermoeléctricas en México
(http://www.elbalero.gob.mx/explora/html/atlas/presas.html)
El campo de Cerro Prieto se encuentra localizado a 30 km al sur de la ciudad de
Mexicali, es el campo geotérmico de líquido dominante más grande del mundo y su
explotación ha sido también una de las más exitosas.
UNA INTERPRETACIÓN DEL CICLO DE LA ENERGÍA
Figura. Distintos tipos de energía y sus transformciones (tomado de
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/SANTIAGO_DEL_ESTERO/madrefertil/imagenes/graficos/energia.gif)
Uso de la energía y su aprovechamiento racional
Podemos preguntarnos ahora: ¿usamos adecuada y eficientemente la energía?,
¿cuándo y cuánto desperdiciamos? Frecuentemente dejamos prendidas las luces
en casa sin que las necesitemos, aparatos electrodomésticos, la computadora,
dejamos encendida la televisión aunque no estemos mirándola o dejamos
encendido el motor del automóvil aunque no estemos circulando; desperdiciamos
energía también en casi todos los desechos de alimentos que no consumimos
completamente. En todo este desperdicio de energía también generamos
contaminación. Si el hombre utiliza adecuadamente la energía, si le da un uso más
racional a los recursos naturales, crearemos en él un hábito y habrá desarrollado
actitudes positivas hacia el buen uso de la energía y su aprovechamiento y hacia
la conservación del ambiente.
PIB
Nº
País
(nominal), PIB
(nominal),
2006
(estimado)
millones de $US
millones de $US
1
Estados Unidos
13 244 550
13 770 309
2
Japón
4 367 459
4 302 091
3
Alemania
2 897 032
3 080 553
4
China
2 630 113
3 051 243
5
Reino Unido
2 373 685
2 660 658
6
Francia
2 231 631
2 401 443
7
Italia
1 852 585
1 993 724
8
Canadá
1 269 096
1 266 404
9
España
1 225 750
1 359 110
10
Brasil
1 067706
1 177 706
11
Rusia
979 048
1 166 560
12
Corea del Sur
888 267
942 975
13
India
886 867
984 210
14
México
840 012
897 315
179
Santo Tomé y
79
90
2007
Príncipe
180
Kiribati
60
62
Tabla PIB de 2006-2007. Fuente: Fondo Monetario Internacional, World Economic
Outlook Database, abril de 2007.
Consumo de energía
El consumo de energía de una persona en su vida cotidiana va desde la energía
que adquiere de los alimentos, la que emplea para cocer los alimentos, la que del
alumbrado de su casa, la que consume la plancha, la lavadora, la televisión y
hasta la energía que consumen todos los demás aparatos eléctricos y electrónicos
domésticos.
En la gráfica se muestra la cantidad de energía que algunos aparatos
electrodomésticos utilizan por año y su costo correspondiente de acuerdo a los
promedios nacionales. Por ejemplo, un refrigerador utiliza casi cinco veces la
cantidad de electricidad que un televisor normal.
Consumo de energía de aparatos electrodomésticos tomada del artículo Ahorro de energía de U.
S. Departamento of Energy. Energy Efficiency and Renewable Energy.
Las personas gastan energía en el transporte, en una sala de cine o en el teatro,
cuando van a los estadios a ver un partido de juego, cuando van a una arena a ver
la lucha libre o una pelea de box.