Ingeniería

Energía con movimiento.

  • Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
  • Área de participación: Ingeniería
  • Asesor: MARISA CALLE MONROY
  • Equipo [ ]: José Miguel León Sánchez(Chichen-itzá) , Karla Cristina Hernández Jiménez(Chichen-itzá) , Saúl Vladimir Rodríguez Pérez(Chichen-itzá)

Resumen

Pregunta de Investigación

¿Como diseñar y ensamblar un sistema de energía por movimiento?

Planteamiento del Problema

La energía eléctrica se ha convertido un recurso indispensable para el ser humano , esta ha aumentado de precio en un 40% por kilowatt, ya que las compañías que lo suministran cada vez generan mas.

Este aumento del precio de la energía eléctrica conlleva a un mayor consumo de combustibles fósiles los cuales han sido sobre explotados durante los últimos años.

Esta sobre explotación se ha convertido en un problema que aqueja diariamente a millones de personas.

Esta contaminación masiva se debe al carbón, el combustóleo, y el gas natural que son los principales combustibles fósiles que se utilizan para la generación de energía eléctrica, estos gases contaminan al medio ambiente por sus componentes como metano, etano, butano y algunos  gases inertes como nitrógeno, helio y dióxido de carbono.

Por esta y otras razones es necesario tomar precauciones ya que podrían generar enfermedades respiratorias, gastrointestinales , entre otras, empeorando la calidad de vida, provocando la extinción de algunas especies.

Antecedentes

La electricidad es una forma de energía muy utilizada en todos los ámbitos de la sociedad, sin embargo, para muchos es un misterio cómo se genera. De forma resumida se dice que la electricidad proviene de las denominadas centrales de generación, las cuales la obtienen de diferentes fuentes de energía primaria.
Las centrales de generación
Las centrales de generación son instalaciones capaces de obtener energía final, la electricidad, a partir de diferentes tipos de fuentes de energía primaria. Tradicionalmente, este tipo de centrales generan la electricidad a partir de energías no renovables, como el carbón, el gasóleo o el gas natural. Con el avance de las tecnologías y la aparición de una mayor preocupación por el desarrollo sostenible, surgieron otro tipo de centrales de generación basadas en energías renovables.
Los tipos de centrales están directamente relacionados con la energía primaria que utilizan para generar la electricidad. Así, podemos distinguir entre centrales de ciclo combinado, que emplean gas natural o los parques eólicos, que aprovechan el viento para generar electricidad. Estos son sólo dos ejemplos, pero los tipos son tan abundantes como tipos de energía primaria existen: carbón, gas natural, gasóleo, radiación solar, viento, mareas, biomasa, etc.
Cómo se genera la electricidad
La manera más habitual de producir electricidad se basa en transformar la energía contenida en la energía primaria en energía mecánica a través de diferentes procesos para poder, con ayuda de un generador, convertir esta energía en electricidad.
Cada central de generación tiene sus propias características para obtener la electricidad, lo que dificulta explicar de forma resumida su origen. Por ese motivo, a continuación, se muestra de forma general las principales características de los diferentes tipos:
• Central de carbón, gasóleo y gas natural: este tipo de centrales obtienen la electricidad mediante la combustión de combustibles fósiles. El calor generado calienta agua a alta presión que mueve una turbina que está conectada a un generador eléctrico donde se obtiene la electricidad.
• Central de ciclo combinado de gas natural: es una instalación similar a la anterior, pero de mayor eficiencia ya que posee dos circuitos conectados a un generador. Uno de ellos, sigue el mismo funcionamiento explicado en el punto anterior, y el otro se trata de un ciclo agua-vapor que emplea el calor remanente de los gases de la combustión.
• Central nuclear: es un tipo de central en la que el agua se calienta a alta presión mediante el calor liberado en la fisión nuclear. Ese vapor a presión, al igual que los casos anteriores, moverá una turbina conectada a un generador eléctrico.
• Central de biomasa: estas instalaciones tienen el mismo funcionamiento que las centrales de combustibles fósiles. La diferencia fundamental está en el tipo de combustible empleado. Estas centrales usan biomasa, un combustible de origen renovable.
• Central hidráulica: este tipo de instalaciones suele estar situada en embalses donde se acumula el agua. La electricidad se obtiene mediante el giro de las turbinas, conectadas a un generador, que se mueven mediante el agua almacenada que cae desde gran altura.
• Parque eólico: estas centrales están formadas por aerogeneradores. Estos molinos eólicos poseen unas aspas, que sería equivalente a las turbinas de las otras centrales, y un generador. La electricidad se genera orientando las palas al viento para que éste las mueva.
• Huerto solar: es el nombre que recibe las centrales que generan la electricidad a partir de la radiación solar. Este caso es el único que no emplea la energía mecánica, sino que genera la electricidad a través de una serie de reacciones químicas que se producen en los paneles solares.
• Central geotérmica: emplea el calor del interior de la tierra para calentar agua a alta temperatura y presión, la cual se encarga de mover una serie de turbinas conectadas a un generador. Estas centrales se instalan en zonas donde el suelo alcanza altas temperaturas a bajas profundidades.
• Central mareomotriz: estas instalaciones están todavía investigación para mejorar su eficiencia, aunque existen ya algunas situadas en océanos con grandes mareas como el océano Atlántico. El funcionamiento se basa en utilizar las corrientes de las mareas para movilizar una turbina conectada a un generador.
• Parque undimotriz: esta central, aun todavía en fase de desarrollo muy temprana, genera la electricidad utilizando el movimiento de las olas de mar para mover las turbinas.
Podemos concluir que la generación de la electricidad es un proceso muy variado dependiendo de la energía primaria utilizada y que aunque las centrales de carbón, gasóleo, gas natural, nucleares e hidráulicas son las más extendidas en todo el planeta, actualmente, se está potenciando especialmente el uso de energía primaria renovable para disminuir la contribución de la generación de electricidad al cambio climático.
Combustibles fósiles usados para la generación de electricidad
La decisión sobre qué tecnología usar y qué tipo de central eléctrica construir depende de muchos factores, entre otros: el propósito de la central, la capacidad requerida y la disponibilidad de combustible. En términos de emisiones de contaminantes atmosféricos, el combustible es uno de los elementos más importantes a considerar. En el cuadro se presentan los combustibles de uso más común por tipo de central eléctrica.

se muestra la proporción relativa de contaminantes emitidos durante la generación de electricidad a partir de la quema de combustibles fósiles, tomando como valor de referencia el carbón. Por tanto, para cada contaminante, se ha asignado un valor de 100% a las emisiones generadas a partir del carbón. Se dice que el gas natural es el “más limpio” de los tres tipos de combustible fósil porque genera emisiones brutas (previas al uso de equipos de control poscombustión) considerablemente menores. Las emisiones de NOX dependen en gran medida de la configuración del encendido, el tipo de quemadores, la temperatura de la flama y, hasta cierto punto, el contenido de nitrógeno del combustible, aunque se forman NOX incluso cuando el combustible no contiene nitrógeno.

Además de los contaminantes indicados en la gráfica 3.1, las centrales eléctricas que queman combustibles fósiles emiten otros contaminantes como los compuestos orgánicos, que incluyen compuestos orgánicos volátiles (COV), compuestos orgánicos semivolátiles y compuestos orgánicos condensables. También se producen emisiones de algunos compuestos metálicos (en este informe sólo se considera el mercurio), otros gases de efecto invernadero aparate del CO2—como el metano y el óxido nitroso— y algunos compuestos halogenados.
Carbón
El carbón, combustible fósil de uso más común para la generación de energía eléctrica, es una compleja combinación de compuestos orgánicos y materia mineral inorgánica.
Combustóleo
El combustóleo, aceite combustible residual derivado de la destilación del petróleo crudo, es el combustible líquido más utilizado para la generación de electricidad.
Gas natural
Después del carbón y el combustóleo, el gas natural es el tercer tipo de combustible más usado para la generación de energía eléctrica. Además de metano —su principal componente (85-90%)—, el gas natural contiene propano, etano, butano, algunos gases inertes como nitrógeno, helio y dióxido de carbono, y cantidades traza de otros gases.
La exposición prolongada a un contaminante puede reducir en varios años la esperanza de vida de un ser humano. La contaminación es un factor de riesgo para la salud de las personas, llegando a producir enfermedades y otros trastornos.
El aumento de los niveles de contaminación en las ciudades se ha visto reflejado en un incremento en los ingresos hospitalarios y en el registro de más casos de enfermedades cardiovasculares y pulmonares.
Según la Organización Mundial de la Salud la mortandad ha aumentado a causa de la contaminación ambiental. Afirma que la polución es uno de los primeros riesgos para la salud.
Hay una conexión muy directa entre los cambios ambientales que surgen del calentamiento global y las grandes amenazas a la salud. La emisión de dióxido de carbono y otros contaminantes son causantes ahora -2014- de que aproximadamente siete millones de personas mueran prematuramente en el mundo cada año. Esa cifra es mayor que el número de muertes prematuras por sida y malaria combinadas. (Fuente).
Algunos investigadores han relacionado de forma directa a la diabetes con la contaminación. Sus explicaciones se basan en el contacto humano con los bisfenoles, empleados en componentes eléctricos, y con otros productos derivados de los plásticos. Según los expertos, estos contaminantes afectan a los mecanismos de regulación y producción de insulina.
Algunas de las enfermedades que causa la contaminación atmosférica:
• Enfermedades respiratorias como la neumonía, bronquitis, asma
• Enfermedades virales: fiebre amarilla, hepatitis, dengue.
• Los niveles altos de contaminación en el aire relacionados con las partículas PM2.5, que despiden los motores Diesel de los coches, provoca enfermedades del sistema circulatorio.
• El Grupo Español de Cáncer de Pulmón alerta que “la alta tasa de contaminación en las ciudades incrementa un 20% el riesgo de padecer cáncer de pulmón”. El número de muertes por esta enfermedad ha aumentado un 8% en las poblaciones más contaminadas de España.
• Se considera que la contaminación del aire afecta más a países industrializados. Pero no es así porque un 80% de las muertes en el mundo, por esta contaminación, se producen en países donde existe la pobreza. Las comunidades más vulnerables y pobres utilizan las energías que más contaminan, como el carbón, el estiércol y la leña, para cocinar o calentarse dentro de sus hogares.
Enfermedades causadas por otro tipo de contaminación:
• Se ha demostrado que la contaminación por radiactividad provoca mareos, vómitos, pérdida del cabello hasta cáncer.
• La contaminación por ruido es una de las causas más señaladas a la hora de diagnosticar enfermedades nerviosas y psicológicas. La contaminación acústica también provoca algunos trastornos de la salud como el insomnio, dolores de cabeza, ataques al corazón y el mal de tinitas o acuíferos.
• Millones de personas, alrededor del mundo, no tienen acceso al agua potable. Las infecciones causadas por agua en mal estado producen enfermedades mortales. La contaminación del agua y las sequías son caldo de cultivo para organismos portadores de afecciones como la malaria, que convive con severas crisis alimentarias. Vivir en condiciones insanas y la falta de agua potable ha provocado que millones de personas mueran al año en el mundo, la mitad de ellos son niños.
• La mitad de los habitantes de los países en desarrollo sufren enfermedades provocadas de forma directa o indirecta por aguas contaminadas. La ONU afirma que al año mueren cerca de 1.8 millones de niños a causa de enfermedades trasmitidas por el agua. No sólo afecta a la salud de las personas, la contaminación incide en los ecosistemas y en la vida de los animales y plantas.
Las poblaciones más pobres no poseen la capacidad de protegerse contra la contaminación por no tener acceso a un sistema sanitario adecuado o a medicinas.
Desde Inspiración llevamos adelante proyectos en comunidades que viven en la pobreza, para que las desigualdades sociales no sean un obstáculo al desarrollo social y económico.
En la actualidad, los océanos del mundo están altamente contaminados. Los desechos producidos por la actividad industrial durante las últimas décadas han sido vertidos irracional y descontroladamente en el mar, llevando los niveles de contaminación más allá de cualquier cálculo estimado

Los mamíferos marinos son los más afectados por estos contaminantes debido a su capacidad para almacenarlos en la grasa corporal a lo largo de su vida, utilizando estas reservas contaminadas durante ayunos prolongados, preñez o lactación.

Los niveles de estos contaminantes varían según la especie y la población de donde provengan, lo que indica una relación directa entre el nivel de intoxicación de estos animales y la contaminación presente en el medio ambiente que los rodea.
Vertidas en el mar se encuentran sustancias tales como el cobre, mercurio y plomo, además de radicales químicos derivados del petróleo como hidrocarburos halogenados (HCH) y bifenilos policlorados (Pubs), los cuales han sido encontrados en los tejidos de diferentes animales.
Asimismo, la exposición permanente de los mamíferos marinos a contaminantes en el mar está produciendo una nueva generación de animales con cuadros de inmunodeficiencia, alteraciones hormonales, síndromes reproductivos, intoxicaciones y neoplasias.
Las especies de mamíferos marinos más contaminadas (por Pubs) alrededor del mundo incluyen a la orca (Orcinas orca) cuyos niveles de concentración son los más altos jamás reportados en un animal vivo.

Estos se registraron en una orca hembra varada en la costa oeste de Estados Unidos, se reveló que contenía más de 1000 ppm. de Pubs en sus tejidos, más de cuatro veces los niveles tóxicos encontrados en la misma especie y otros mamíferos marinos.

Delfines nariz de botella (Turcios truncas) registran en sus cuerpos una concentración promedio de 296 ppm, la foca de la bahía o común (Poca vitelina) cuyos individuos en el Atlántico Norte presentaban concentraciones de 205 ppm, las ballenas blancas (Delphinapterus leucas) cuyos restos han sido declarados desechos tóxicos por el gobierno canadiense por contener mas de 80 y 200 ppm de PCBs además de otras toxinas.
¿Qué será de nuestro futuro si no detenemos la Contaminación Ambiental ?
La gran cantidad de comercio de pieles de animales, huesos, pieles, etc. A través de medios ilegales prevalece en todo el mundo. La prohibición o el control total sobre estas actividades a través de leyes y reglamentos existen pero aun así estas actividades singuen trabajando ilegalmente. Así que la protección de la vida silvestre y su hábitat natural es uno de los muchos problemas ambientales críticos que sufre el planeta hoy en día. El problema requiere un enfoque integral y una acción conjunta de todo el mundo.
La sostenibilidad del Medio Ambiente es la reposición periódica de los recursos naturales utilizados. Una vez que cae un árbol para la industria del papel, entonces es necesario volver a plantar un árbol para compensar la pérdida. Manteniendo así los recursos naturales sanos y salvos durante un largo plazo a fin de que no se verán afectados. Varias iniciativas como esta por parte de empresas y organizaciones de todo el mundo.
El crecimiento alarmante de la población del mundo ha puesto una enorme presión sobre los recursos naturales que ha afectado a la salud de la tierra y el medio ambiente, aumentando la contaminación del ambiente. Si los recursos continúan agotándose este nivel alarmante estamos condenando a las futuras generaciones a enfrentarse a una escasez mundial de recursos. La sostenibilidad natural tiene como objetivo evitar que esto suceda y salvar el medio ambiente del mundo.
Lo que necesita el planeta para proteger el medio ambiente a través de la prevención y protección. Necesitamos que nuestro consumo no afecte los recursos del planeta, de tal manera que estén disponibles para las generaciones futuras. Lo que hacemos hoy con el medio ambiente afectará a las futuras generaciones y si queremos que las generaciones futuras vivan con alegría y prosperidad, debemos tomar la acción ahora de lo contrario será demasiado tarde.
El calentamiento global causará gran efecto durante un largo plazo que podría ser desastroso para la tierra y sus habitantes. Incluso un ligero aumento de la temperatura puede ser devastadora. La Tierra es nuestro hábitat, un planeta precioso en el que nuestra supervivencia depende de la naturaleza, entonces si no hay vida en la naturaleza por lo tanto, los seres humanos tampoco podrán sobrevivir. Si el entorno sigue degradante como ahora entonces el tiempo no está lejos cuando nuestros nietos o hijos de sus hijos no podrán vivir en el mismo entorno que disfrutamos hoy en día. Ha habido muchas organizaciones y programas en marcha en todo el mundo para contrarrestar la contaminación del medio ambiente.
La creación de organismos independientes de protección del medio ambiente en varios países son algunas de las iniciativas emprendidas en todo el mundo. Nosotros, los seres humanos hemos vivido con nuestro entorno natural, incluyendo flora y fauna durante siglos. Nuestro instinto no debe permitir que la naturaleza con la que hemos compartido todo, como el alimento, hogar y todo lo que anhelamos desde hace siglos sea destruida por nuestra culpa. La Tierra es un lugar donde podemos vivir en una relación simbiótica con otras especies una leve alteración en este equilibrio puede afectar a nuestra propia existencia.
“El uso de energía se refiere al consumo de energía primaria antes de la transformación en otros combustibles finales, lo que equivale a la producción nacional más las importaciones y las variaciones de existencias, menos las exportaciones y los combustibles suministrados a barcos y aviones afectados al transporte internacional”, explica el Banco Mundial (BM) al mostrar el consumo de energía de cada país, en función de los datos de la Agencia Internacional de la Energía.
Los países que están al tope son, por supuesto, potencias económicas. En ese sentido, no hay demasiadas sorpresas. Lo único que cabe resaltar es que el BM aún no difundió los últimos datos provenientes de China, algo que no es menor, ya que en la medición anterior el gigante asiático ocupaba el primer lugar (con un consumo, en 2011, de 2.727.727 kilotones o kilotoneladas), algo que se explica por varios factores, pero principalmente por su poderosa economía, importante población y amplio territorio.
Así, todos los datos dejan entrever que China sigue primero en la lista. Luego aparecen los EEUU, que según los últimos datos exhibidos por el BM, los cuales datan de 2012, consumen 2.132.446 kilotones. Le siguen Japón (451.500 kilotones) y Alemania (307,381).
Sin embargo, estos son datos que ilustran el consumo en términos absolutos. Pero hay otra forma de calcularla: una medida per cápita, de modo de tener en cuenta a la cantidad de población.
En este sentido, es Islandia (18.775 kilotones) al que está al tope del consumo, seguido por Luxemburgo (7.684) y Canadá (7.270). EEUU (6.794), el segundo en consumo absoluto, aparece en cuarto lugar al contabilizarse mediante el consumo per cápita.
Los principales 10 países consumidores de energía:
1) China
2) Estados Unidos
3) Japón
4) Alemania
5) Corea del Sur
6) Canadá
7) Francia
8) Reino Unido
9) México
todo surge con la luz. Así por ejemplo, la Biblia inicia con la siguiente frase: Dios dijo: “Hágase la luz”. Y la luz se hizo. Así mismo, la teoría del Big Bang la señala como el primer instante físico de la creación del universo. De ahí en adelante, la historia ha ido mostrando como la luz, tanto en el día como en la noche, es una necesidad.

Sin embargo, la sobreexposición a la luz eléctrica está causando estragos en la salud humana. Dolor de cabeza, estrés y de posibles accidentes de tráfico son las consecuencias, según un estudio de la Universidad Nacional. No obstante, es en la vida animal donde se paga un precio más alto.

Andrea González, bióloga de la Universidad de Caldas, señala que decenas de especies de aves e insectos están en peligro a causa de este tipo de contaminación. “Muchas aves migratorias se ven atraídas por la luz de las grandes ciudades en la noches. Al desviarse de su rumbo terminan alterando sus ciclos migratorios o pueden incluso morir en la ciudad, ya que no están adaptadas”.

Por otro lado, los tiempos de reproducción de los insectos, por ejemplo, se ven modificados y en el caso particular de las larvas, los períodos de crecimiento se retrasan o adelantan lo cual trastorna los procesos naturales.

En Colombia el consumo de energía eléctrica ha aumentado. De acuerdo con un estudio de la empresa XM, filial de la estatal Interconexión Eléctrica S.A (ISA), entre julio de 2011 y junio de 2012 la demanda de energía eléctrica creció 3,1 por ciento, mientras que en los primeros seis meses de 2012 registró un crecimiento de 2,7 por ciento.

Igualmente, según la EPM, una persona promedio usa 38KVh (Kilovatios hora mes). Esto quiere decir que una familia de cuatro personas tiene un consumo medio mensual de cerca de 152 KVh. El problema de un gasto excesivo y poco responsable de la energía eléctrica es la contaminación lumínica, la cual no resulta tan perceptible como otro tipo de contaminación.

La contaminación lumínica es el brillo o resplandor del cielo nocturno, producido por la difusión de la luz artificial. Como consecuencia, la oscuridad de la noche disminuye y desaparece progresivamente el brillo de las estrellas y otros cuerpos celestes. Esta se presenta cuando hay un uso excesivo de la luz artificial. De esta manera, ciudades como Las Vegas, con sus grandes anuncios de neón, son un caso ilustrativo de esta problemática.

Sin embargo, no solo las luces que provienen de la publicidad son las responsables de este tipo de contaminación. William Enrique Cepeda, Ingeniero geógrafo de la Sociedad Geográfica de Colombia, afirmó durante la IV Reunión Interinstitucional de Ciencias de la Tierra, que “la causa principal de la contaminación lumínica es el uso de la red eléctrica de alumbrado público, que no tiene pantallas diseñadas para enviar la luz en forma dirigida a donde se necesita y evitar su dispersión hacia el cielo, se ha convertido en una práctica habitual de las nuevas urbanizaciones”.

Se pierden los corredores biológicos

González explica que no solo la luz está causando daños en las ciudades. Vallas, pasacalles y publicidad ilegal afecta los corredores biológicos que se encuentran en la urbe, lo cual termina afectando al medioambiente como tal.

En Bogotá, por ejemplo, de acuerdo con la Secretaria Distrital de Ambiente, los constructores, principalmente, se han encargado de inundar ciertos sectores de la ciudad con publicidad, la cual no solo destruye los corredores biológicos, sino que genera contaminación visual. Las localidades de Suba y Usaquén son las más afectadas.

Objetivo

Diseñar y ensamblar un sistema de energía por movimiento colocado sobre una placa delgada de Nylamid en el suelo.

Justificación

El saber diseñar y ensambla un sistema de energía por movimiento ayudara a sustituir la energía de combustibles fósiles.

Además este sistema producirá energía de una manera bastante sencilla y eficiente, el sistema funcionará cuando una persona pisa una plata de Nylamid y este movimiento producirá 5 voltios que se utilizarán para iluminar algunos postes de luz en las calles.

El propósito de este proyecto es reducir el uso de estos combustibles al momento de generar la energía eléctrica y no contaminar el ambiente durante la producción de esta.

En la actualidad se ha incrementado el uso de energía eléctrica la cual ha aumentado su precio a un 40% por kilowatt ya que las compañías que la suministran cada vez que generan más.

Este aumento de precio de la energía eléctrica conlleva a un mayor consumo de combustibles fósiles los cuales han sido sobreexplotados durante los últimos años.

Hipótesis

Si logramos diseñar y ensamblar un sistema de energía por movimiento entonces podremos suministrar energía algunos postes de luz.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

-2 placas de Nylamid de 12 cm x 30 cm, 6 cm x 1.2 cm, 30 cm x 6 cm

-16 resortes industriales

-1 bateria recargable

-1 trozo de aluminio de 30 cm x 2 cm

-1 foco

-1 kg de cemento

Procedimiento:

  1. Unir todas las placas de Nylamid con cemento hasta formar un rectángulo.
  2. Colocar dentro el resorte y  baterías de forma que sean una pieza.
  3. Colocar el trozo de aluminio a una distancia de 10 cm del resorte
  4. Conectar todo a la pila recargable
  5. Pisar sobre las placas colocadas de forma en la que se unieron para generar energía.

 

Galería Método

Resultados

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Bibliografía

Daños al medio ambiente disponible en http://sostenibilidad.semana.com/actualidad/articulo/abuso-energia-electrica-causa-danos-medio-ambiente/28974 consultado el 23 de enero de 2018

Animales afectados por la contaminación disponible en http://www.info7.mx/seccion/los-animales-mas-afectados-por-la-contaminacion/352564 consultado el 23 de enero de 2018

Consecuencias de la contaminación disponible en http://www.monografias.com/trabajos101/consecuencias-contaminacion-atmosferica/consecuencias-contaminacion-atmosferica.shtml consultado el 23 de enero de 2018

Combustibles fósiles usado en la generación de electricidad disponible en http://www2.cec.org/site/PPE/es/fossil-fuels consultado el 23 de enero de 2018

Contaminación ambiental disponible en https://contaminacionambiental.net/futuro-contaminacion-ambiental/ consultado el 23 de enero de 2018

Como se genera la electricidad disponible en https://twenergy.com/a/como-se-genera-la-electricidad-666 consultado el 23 de enero de 2018

Países principales en uso de electricidad https://www.infobae.com/2014/11/14/1608716-el-mapa-del-dia-los-paises-que-consumen-mas-energia/ consultado el 23 de enero de 2018

Precauciones por la contaminación https://www.inspiraction.org/cambio-climatico/contaminacion/enfermedades-causadas-por-la-contaminacion consultado el 23 de enero de 2018



Energía con movimiento.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

La electricidad es una forma de energía muy utilizada en todos los ámbitos de la sociedad, sin embargo, para muchos es un misterio cómo se genera. De forma resumida se dice que la electricidad proviene de las denominadas centrales de generación, las cuales la obtienen de diferentes fuentes de energía primaria.

Las centrales de generación

Las centrales de generación son instalaciones capaces de obtener energía final, la electricidad, a partir de diferentes tipos de fuentes de energía primaria. Tradicionalmente, este tipo de centrales generan la electricidad a partir de energías no renovables, como el carbón, el gasóleo o el gas natural. Con el avance de las tecnologías y la aparición de una mayor preocupación por el desarrollo sostenible, surgieron otro tipo de centrales de generación basadas en energías renovables. 

Los tipos de centrales están directamente relacionados con la energía primaria que utilizan para generar la electricidad. Así, podemos distinguir entre centrales de ciclo combinado, que emplean gas natural o los parques eólicos, que aprovechan el viento para generar electricidad. Estos son sólo dos ejemplos, pero los tipos son tan abundantes como tipos de energía primaria existen: carbón, gas natural, gasóleo, radiación solar, viento, mareas, biomasa, etc.

Cómo se genera la electricidad

La manera más habitual de producir electricidad se basa en transformar la energía contenida en la energía primaria en energía mecánica a través de diferentes procesos para poder, con ayuda de un generador, convertir esta energía en electricidad.

Cada central de generación tiene sus propias características para obtener la electricidad, lo que dificulta explicar de forma resumida su origen. Por ese motivo, a continuación, se muestra de forma general las principales características de los diferentes tipos:

  •  Central de carbón, gasóleo y gas natural: este tipo de centrales obtienen la electricidad mediante la combustión de combustibles fósiles. El calor generado calienta agua a alta presión que mueve una turbina que está conectada a un generador eléctrico donde se obtiene la electricidad.
  •  Central de ciclo combinado de gas natural: es una instalación similar a la anterior, pero de mayor eficiencia ya que posee dos circuitos conectados a un generador. Uno de ellos, sigue el mismo funcionamiento explicado en el punto anterior, y el otro se trata de un ciclo agua-vapor que emplea el calor remanente de los gases de la combustión.
  •  Central nuclear: es un tipo de central en la que el agua se calienta a alta presión mediante el calor liberado en la fisión nuclear. Ese vapor a presión, al igual que los casos anteriores, moverá una turbina conectada a un generador eléctrico.
  • Central de biomasa: estas instalaciones tienen el mismo funcionamiento que las centrales de combustibles fósiles. La diferencia fundamental está en el tipo de combustible empleado. Estas centrales usan biomasa, un combustible de origen renovable.
  •  Central hidráulica: este tipo de instalaciones suele estar situada en embalses donde se acumula el agua. La electricidad se obtiene mediante el giro de las turbinas, conectadas a un generador, que se mueven mediante el agua almacenada que cae desde gran altura.
  •  Parque eólico: estas centrales están formadas por aerogeneradores. Estos molinos eólicos poseen unas aspas, que sería equivalente a las turbinas de las otras centrales, y un generador. La electricidad se genera orientando las palas al viento para que éste las mueva.
  •  Huerto solar: es el nombre que recibe las centrales que generan la electricidad a partir de la radiación solar. Este caso es el único que no emplea la energía mecánica, sino que genera la electricidad a través de una serie de reacciones químicas que se producen en los paneles solares.
  •  Central geotérmica: emplea el calor del interior de la tierra para calentar agua a alta temperatura y presión, la cual se encarga de mover una serie de turbinas conectadas a un generador. Estas centrales se instalan en zonas donde el suelo alcanza altas temperaturas a bajas profundidades.
  •  Central mareomotriz: estas instalaciones están todavía investigación para mejorar su eficiencia, aunque existen ya algunas situadas en océanos con grandes mareas como el océano Atlántico. El funcionamiento se basa en utilizar las corrientes de las mareas para movilizar una turbina conectada a un generador.
  • Parque undimotriz: esta central, aun todavía en fase de desarrollo muy temprana, genera la electricidad utilizando el movimiento de las olas de mar para mover las turbinas.

Podemos concluir que la generación de la electricidad es un proceso muy variado dependiendo de la energía primaria utilizada y que aunque las centrales de carbón, gasóleo, gas natural, nucleares e hidráulicas son las más extendidas en todo el planeta, actualmente, se está potenciando especialmente el uso de energía primaria renovable para disminuir la contribución de la generación de electricidad al cambio climático.

Combustibles fósiles usados para la generación de electricidad

La decisión sobre qué tecnología usar y qué tipo de central eléctrica construir depende de muchos factores, entre otros: el propósito de la central, la capacidad requerida y la disponibilidad de combustible. En términos de emisiones de contaminantes atmosféricos, el combustible es uno de los elementos más importantes a considerar. En el cuadro se presentan los combustibles de uso más común por tipo de central eléctrica.
se muestra la proporción relativa de contaminantes emitidos durante la generación de electricidad a partir de la quema de combustibles fósiles, tomando como valor de referencia el carbón. Por tanto, para cada contaminante, se ha asignado un valor de 100% a las emisiones generadas a partir del carbón. Se dice que el gas natural es el “más limpio” de los tres tipos de combustible fósil porque genera emisiones brutas (previas al uso de equipos de control poscombustión) considerablemente menores. Las emisiones de NOX dependen en gran medida de la configuración del encendido, el tipo de quemadores, la temperatura de la flama y, hasta cierto punto, el contenido de nitrógeno del combustible, aunque se forman NOX incluso cuando el combustible no contiene nitrógeno.

Además de los contaminantes indicados en la gráfica 3.1, las centrales eléctricas que queman combustibles fósiles emiten otros contaminantes como los compuestos orgánicos, que incluyen compuestos orgánicos volátiles (COV), compuestos orgánicos semivolátiles y compuestos orgánicos condensables. También se producen emisiones de algunos compuestos metálicos (en este informe sólo se considera el mercurio), otros gases de efecto invernadero aparate del CO2—como el metano y el óxido nitroso— y algunos compuestos halogenados.

Carbón

El carbón, combustible fósil de uso más común para la generación de energía eléctrica, es una compleja combinación de compuestos orgánicos y materia mineral inorgánica.

Combustóleo

El combustóleo, aceite combustible residual derivado de la destilación del petróleo crudo, es el combustible líquido más utilizado para la generación de electricidad.

Gas natural

Después del carbón y el combustóleo, el gas natural es el tercer tipo de combustible más usado para la generación de energía eléctrica. Además de metano —su principal componente (85-90%)—, el gas natural contiene propano, etano, butano, algunos gases inertes como nitrógeno, helio y dióxido de carbono, y cantidades traza de otros gases.

La exposición prolongada a un contaminante puede reducir en varios años la esperanza de vida de un ser humano. La contaminación es un factor de riesgo para la salud de las personas, llegando a producir enfermedades y otros trastornos.

El aumento de los niveles de contaminación en las ciudades se ha visto reflejado en un incremento en los ingresos hospitalarios y en el registro de más casos de enfermedades cardiovasculares y pulmonares.
Según la Organización Mundial de la Salud la mortandad ha aumentado a causa de la contaminación ambiental. Afirma que la polución es uno de los primeros riesgos para la salud.

Hay una conexión muy directa entre los cambios ambientales que surgen del calentamiento global y las grandes amenazas a la salud. La emisión de dióxido de carbono y otros contaminantes son causantes ahora -2014- de que aproximadamente siete millones de personas mueran prematuramente en el mundo cada año. Esa cifra es mayor que el número de muertes prematuras por sida y malaria combinadas. (Fuente).

Algunos investigadores han relacionado de forma directa a la diabetes con la contaminación. Sus explicaciones se basan en el contacto humano con los bisfenoles, empleados en componentes eléctricos, y con otros productos derivados de los plásticos. Según los expertos, estos contaminantes afectan a los mecanismos de regulación y producción de insulina.

Algunas de las enfermedades que causa la contaminación atmosférica:

  • Enfermedades respiratorias como la neumonía, bronquitis, asma
  • Enfermedades virales: fiebre amarilla, hepatitis, dengue.
  • Los niveles altos de contaminación en el aire relacionados con las partículas PM2.5, que despiden los motores Diesel de los coches, provoca enfermedades del sistema circulatorio.
  • El Grupo Español de Cáncer de Pulmón alerta que “la alta tasa de contaminación en las ciudades incrementa un 20% el riesgo de padecer cáncer de pulmón”. El número de muertes por esta enfermedad ha aumentado un 8% en las poblaciones más contaminadas de España.
  • Se considera que la contaminación del aire afecta más a países industrializados. Pero no es así porque un 80% de las muertes en el mundo, por esta contaminación, se producen en países donde existe la pobreza. Las comunidades más vulnerables y pobres utilizan las energías que más contaminan, como el carbón, el estiércol y la leña, para cocinar o calentarse dentro de sus hogares.

Enfermedades causadas por otro tipo de contaminación:

  • Se ha demostrado que la contaminación por radiactividad provoca mareos, vómitos, pérdida del cabello hasta cáncer.
  • La contaminación por ruido es una de las causas más señaladas a la hora de diagnosticar enfermedades nerviosas y psicológicas. La contaminación acústica también provoca algunos trastornos de la salud como el insomnio, dolores de cabeza, ataques al corazón y el mal de tinitas o acuíferos.
  • Millones de personas, alrededor del mundo, no tienen acceso al agua potable. Las infecciones causadas por agua en mal estado producen enfermedades mortales. La contaminación del agua y las sequías son caldo de cultivo para organismos portadores de afecciones como la malaria, que convive con severas crisis alimentarias. Vivir en condiciones insanas y  la falta de agua potable ha provocado que millones de personas  mueran al año en el mundo, la mitad de ellos son niños.
  • La mitad de los habitantes de los países en desarrollo sufren enfermedades provocadas de forma directa o indirecta por aguas contaminadas. La ONU afirma que al año mueren cerca de 1.8 millones de niños a causa de enfermedades trasmitidas por el agua. No sólo afecta a la salud de las personas, la contaminación incide en los ecosistemas y en la vida de los animales y plantas.

Las poblaciones más pobres no poseen la capacidad de protegerse contra la contaminación por no tener acceso a un sistema sanitario adecuado o a medicinas.

Desde Inspiración llevamos adelante proyectos en comunidades que viven en la pobreza, para que las desigualdades sociales no sean un obstáculo al desarrollo social y económico.

En la actualidad, los océanos del mundo están altamente contaminados. Los desechos producidos por la actividad industrial durante las últimas décadas han sido vertidos irracional y descontroladamente en el mar, llevando los niveles de contaminación más allá de cualquier cálculo estimado

 

Los mamíferos marinos son los más afectados por estos contaminantes debido a su capacidad para almacenarlos en la grasa corporal a lo largo de su vida, utilizando estas reservas contaminadas durante ayunos prolongados, preñez o lactación.

Los niveles de estos contaminantes varían según la especie y la población de donde provengan, lo que indica una relación directa entre el nivel de intoxicación de estos animales y la contaminación presente en el medio ambiente que los rodea.

Vertidas en el mar se encuentran sustancias tales como el cobre, mercurio y plomo, además de radicales químicos derivados del petróleo como hidrocarburos halogenados (HCH) y bifenilos policlorados (Pubs), los cuales han sido encontrados en los tejidos de diferentes animales.

Asimismo, la exposición permanente de los mamíferos marinos a contaminantes en el mar está produciendo una nueva generación de animales con cuadros de inmunodeficiencia, alteraciones hormonales, síndromes reproductivos, intoxicaciones y neoplasias.

Las especies de mamíferos marinos más contaminadas (por Pubs) alrededor del mundo incluyen a la orca (Orcinas orca) cuyos niveles de concentración son los más altos jamás reportados en un animal vivo.

Estos se registraron en una orca hembra varada en la costa oeste de Estados Unidos, se reveló que contenía más de 1000 ppm. de Pubs en sus tejidos, más de cuatro veces los niveles tóxicos encontrados en la misma especie y otros mamíferos marinos.

Delfines nariz de botella (Turcios truncas) registran en sus cuerpos una concentración promedio de 296 ppm, la foca de la bahía o común (Poca vitelina) cuyos individuos en el Atlántico Norte presentaban concentraciones de 205 ppm, las ballenas blancas (Delphinapterus leucas) cuyos restos han sido declarados desechos tóxicos por el gobierno canadiense por contener mas de 80 y 200 ppm de PCBs además de otras toxinas.

¿Qué será de nuestro futuro si no detenemos la Contaminación Ambiental ?

La gran cantidad de comercio de pieles de animales, huesos, pieles, etc. A través de medios ilegales prevalece en todo el mundo. La prohibición o el control total sobre estas actividades a través de leyes y reglamentos existen pero aun así estas actividades singuen trabajando ilegalmente. Así que la protección de la vida silvestre y su hábitat natural es uno de los muchos problemas ambientales críticos que sufre el planeta hoy en día. El problema requiere un enfoque integral y una acción conjunta de todo el mundo.

La sostenibilidad del Medio Ambiente es la reposición periódica de los recursos naturales utilizados. Una vez que cae un árbol para la industria del papel, entonces es necesario volver a plantar un árbol para compensar la pérdida. Manteniendo así los recursos naturales sanos y salvos durante un largo plazo a fin de que no se verán afectados. Varias iniciativas como esta por parte de empresas y organizaciones de todo el mundo.

El crecimiento alarmante de la población del mundo ha puesto una enorme presión sobre los recursos naturales que ha afectado a la salud de la tierra y el medio ambiente, aumentando la contaminación del ambiente. Si los recursos continúan agotándose este nivel alarmante estamos condenando a las futuras generaciones a enfrentarse a una escasez mundial de recursos. La sostenibilidad natural tiene como objetivo evitar que esto suceda y salvar el medio ambiente del mundo.

Lo que necesita el planeta para proteger el medio ambiente a través de la prevención y protección. Necesitamos que nuestro consumo no afecte los recursos del planeta, de tal manera que estén disponibles para las generaciones futuras. Lo que hacemos hoy con el medio ambiente afectará a las futuras generaciones y si queremos que las generaciones futuras vivan con alegría y prosperidad, debemos tomar la acción ahora de lo contrario será demasiado tarde.

El calentamiento global causará gran efecto durante un largo plazo que podría ser desastroso para la tierra y sus habitantes. Incluso un ligero aumento de la temperatura puede ser devastadora. La Tierra es nuestro hábitat, un planeta precioso en el que nuestra supervivencia depende de la naturaleza, entonces si no hay vida en la naturaleza por lo tanto, los seres humanos tampoco podrán sobrevivir. Si el entorno sigue degradante como ahora entonces el tiempo no está lejos cuando nuestros nietos o hijos de sus hijos no podrán vivir en el mismo entorno que disfrutamos hoy en día. Ha habido muchas organizaciones y programas en marcha en todo el mundo para contrarrestar la contaminación del medio ambiente.

La creación de organismos independientes de protección del medio ambiente en varios países son algunas de las iniciativas emprendidas en todo el mundo. Nosotros, los seres humanos hemos vivido con nuestro entorno natural, incluyendo flora y fauna durante siglos. Nuestro instinto no debe permitir que la naturaleza con la que hemos compartido todo, como el alimento, hogar y todo lo que anhelamos desde hace siglos sea destruida por nuestra culpa. La Tierra es un lugar donde podemos vivir en una relación simbiótica con otras especies una leve alteración en este equilibrio puede afectar a nuestra propia existencia.

“El uso de energía se refiere al consumo de energía primaria antes de la transformación en otros combustibles finales, lo que equivale a la producción nacional más las importaciones y las variaciones de existencias, menos las exportaciones y los combustibles suministrados a barcos y aviones afectados al transporte internacional”, explica el Banco Mundial (BM) al mostrar el consumo de energía de cada país, en función de los datos de la Agencia Internacional de la Energía.

Los países que están al tope son, por supuesto, potencias económicas. En ese sentido, no hay demasiadas sorpresas. Lo único que cabe resaltar es que el BM aún no difundió los últimos datos provenientes de China, algo que no es menor, ya que en la medición anterior el gigante asiático ocupaba el primer lugar (con un consumo, en 2011, de 2.727.727 kilotones o kilotoneladas), algo que se explica por varios factores, pero principalmente por su poderosa economía, importante población y amplio territorio.

Así, todos los datos dejan entrever que China sigue primero en la lista. Luego aparecen los EEUU, que según los últimos datos exhibidos por el BM, los cuales datan de 2012, consumen 2.132.446 kilotones. Le siguen Japón (451.500 kilotones) y Alemania (307,381).

Sin embargo, estos son datos que ilustran el consumo en términos absolutos. Pero hay otra forma de calcularla: una medida per cápita, de modo de tener en cuenta a la cantidad de población.

En este sentido, es Islandia (18.775 kilotones) al que está al tope del consumo, seguido por Luxemburgo (7.684) y Canadá (7.270). EEUU (6.794), el segundo en consumo absoluto, aparece en cuarto lugar al contabilizarse mediante el consumo per cápita.

Los principales 10 países consumidores de energía:

1) China

2) Estados Unidos

3) Japón

4) Alemania

5) Corea del Sur

6) Canadá

7) Francia

8) Reino Unido

9) México

todo surge con la luz. Así por ejemplo, la Biblia inicia con la siguiente frase: Dios dijo: “Hágase la luz”. Y la luz se hizo. Así mismo, la teoría del Big Bang la señala como el primer instante físico de la creación del universo. De ahí en adelante, la historia ha ido mostrando como la luz, tanto en el día como en la noche, es una necesidad.

Sin embargo, la sobreexposición a la luz eléctrica está causando estragos en la salud humana. Dolor de cabeza, estrés y de posibles accidentes de tráfico son las consecuencias, según un estudio de la Universidad Nacional. No obstante, es en la vida animal donde se paga un precio más alto.

Andrea González, bióloga de la Universidad de Caldas, señala que decenas de especies de aves e insectos están en peligro a causa de este tipo de contaminación. “Muchas aves migratorias se ven atraídas por la luz de las grandes ciudades en la noches. Al desviarse de su rumbo terminan alterando sus ciclos migratorios o pueden incluso morir en la ciudad, ya que no están adaptadas”.

Por otro lado, los tiempos de reproducción de los insectos, por ejemplo, se ven modificados y en el caso particular de las larvas, los períodos de crecimiento se retrasan o adelantan lo cual trastorna los procesos naturales.

En Colombia el consumo de energía eléctrica ha aumentado. De acuerdo con un estudio de la empresa XM, filial de la estatal Interconexión Eléctrica S.A (ISA), entre julio de 2011 y junio de 2012 la demanda de energía eléctrica creció 3,1 por ciento, mientras que en los primeros seis meses de 2012 registró un crecimiento de 2,7 por ciento.

Igualmente, según la EPM, una persona promedio usa 38KVh (Kilovatios hora mes). Esto quiere decir que una familia de cuatro personas tiene un consumo medio mensual de cerca de 152 KVh. El problema de un gasto excesivo y poco responsable de la energía eléctrica es la contaminación lumínica, la cual no resulta tan perceptible como otro tipo de contaminación.

La contaminación lumínica es el brillo o resplandor del cielo nocturno, producido por la difusión de la luz artificial. Como consecuencia, la oscuridad de la noche disminuye y desaparece progresivamente el brillo de las estrellas y otros cuerpos celestes. Esta se presenta cuando hay un uso excesivo de la luz artificial. De esta manera, ciudades como Las Vegas, con sus grandes anuncios de neón, son un caso ilustrativo de esta problemática.

Sin embargo, no solo las luces que provienen de la publicidad son las responsables de este tipo de contaminación. William Enrique Cepeda, Ingeniero geógrafo de la Sociedad Geográfica de Colombia, afirmó durante la IV Reunión Interinstitucional de Ciencias de la Tierra, que “la causa principal de la contaminación lumínica es el uso de la red eléctrica de alumbrado público, que no tiene pantallas diseñadas para enviar la luz en forma dirigida a donde se necesita y evitar su dispersión hacia el cielo, se ha convertido en una práctica habitual de las nuevas urbanizaciones”.

Se pierden los corredores biológicos

González explica que no solo la luz está causando daños en las ciudades. Vallas, pasacalles y publicidad ilegal afecta los corredores biológicos que se encuentran en la urbe, lo cual termina afectando al medioambiente como tal.

En Bogotá, por ejemplo, de acuerdo con la Secretaria Distrital de Ambiente, los constructores, principalmente, se han encargado de inundar ciertos sectores de la ciudad con publicidad, la cual no solo destruye los corredores biológicos, sino que genera contaminación visual. Las localidades de Suba y Usaquén son las más afectadas.

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography

Daños al medio ambiente disponible en http://sostenibilidad.semana.com/actualidad/articulo/abuso-energia-electrica-causa-danos-medio-ambiente/28974 consultado el 23 de enero de 2018

Animales afectados por la contaminación disponible en http://www.info7.mx/seccion/los-animales-mas-afectados-por-la-contaminacion/352564 consultado el 23 de enero de 2018

Consecuencias de la contaminación disponible en http://www.monografias.com/trabajos101/consecuencias-contaminacion-atmosferica/consecuencias-contaminacion-atmosferica.shtml consultado el 23 de enero de 2018

Combustibles fósiles usado en la generación de electricidad disponible en http://www2.cec.org/site/PPE/es/fossil-fuels consultado el 23 de enero de 2018

Contaminación ambiental disponible en https://contaminacionambiental.net/futuro-contaminacion-ambiental/ consultado el 23 de enero de 2018

Como se genera la electricidad disponible en https://twenergy.com/a/como-se-genera-la-electricidad-666 consultado el 23 de enero de 2018

Países principales en uso de electricidad https://www.infobae.com/2014/11/14/1608716-el-mapa-del-dia-los-paises-que-consumen-mas-energia/ consultado el 23 de enero de 2018

Precauciones por la contaminación https://www.inspiraction.org/cambio-climatico/contaminacion/enfermedades-causadas-por-la-contaminacion consultado el 23 de enero de 2018