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La energía · La electricidad

Obtención de energía eléctrica y ahorro energético

Cuando conectas el cargador de tu celular al tomacorriente, la electricidad llega al instante. Pero antes de eso hizo un viaje larguísimo: se produjo en una central, a veces a cientos de kilómetros, y recorrió cables y torres hasta tu casa. En la Ciudad de Panamá o en Colón, buena parte de esa electricidad viene del agua de embalses como el lago Bayano. ¿Cómo se fabrica esa electricidad y cómo podemos gastar menos de ella?

Centrales eléctricas

Al pedalear una bicicleta con dinamo, el giro de la rueda hace girar un pequeño imán y el faro se enciende sin pilas. Las centrales eléctricas hacen lo mismo en grande: aprovechan el movimiento del agua, del viento o del vapor para producir la electricidad que abastece a una ciudad.

Ilustración de una central eléctrica: a la izquierda las energías de partida (agua, viento, Sol, carbón y uranio), en el centro una central con turbina, generador y torre de refrigeración, y a la derecha la electricidad que llega por un tendido hasta una casa. Energía de partida Central eléctrica Electricidad agua viento Sol carbón, uranio turbina generador

En Panamá hay muchas centrales hidroeléctricas, como Bayano y Fortuna, junto con centrales térmicas, parques solares y el parque eólico de Penonomé. Casi todas siguen la misma idea: algo hace girar una turbina y la turbina mueve un generador.

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¿Qué es una central eléctrica? Explica con tus palabras qué se hace en ella: ¿de dónde sale la electricidad que produce?

¿Qué es una central eléctrica? Explica con tus palabras qué se hace en ella: ¿de dónde sale la electricidad que produce?

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En una central térmica pasan estas cosas, pero desordenadas: el vapor mueve una turbina; se quema carbón; el generador produce electricidad; el calor calienta agua y la…

En una central térmica pasan estas cosas, pero desordenadas: el vapor mueve una turbina; se quema carbón; el generador produce electricidad; el calor calienta agua y la convierte en vapor.

  1. a) Ordena la cadena desde el principio hasta el final.
  2. b) ¿Qué tipo de energía tiene guardada el carbón antes de quemarse?
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Una central nuclear calienta agua como una central térmica, pero sin quemar nada. a) ¿Qué «combustible» usa una central nuclear? b) Indica una ventaja y un inconveniente…

Una central nuclear calienta agua como una central térmica, pero sin quemar nada.

  1. a) ¿Qué «combustible» usa una central nuclear?
  1. b) Indica una ventaja y un inconveniente de este tipo de central.
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Energías renovables y no renovables

Aerogenerador: el viento mueve sus tres palas, que hacen girar el generador situado en la góndola, en lo alto de la torre. Es una central de energía renovable. viento góndola (generador) pala torre Aerogenerador: energía renovable (viento) El viento no se agota, pero no siempre sopla
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En una central hidroeléctrica hay un embalse con agua almacenada en altura, como en la figura. Explica de dónde saca la energía esta central y qué aparato se mueve…

En una central hidroeléctrica hay un embalse con agua almacenada en altura, como en la figura.

presa embalse altura ?

Explica de dónde saca la energía esta central y qué aparato se mueve cuando el agua cae.

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Observa el aerogenerador de la figura: ¿Qué mueve las aspas de un aerogenerador? ¿Qué energía aprovecha una central eólica? ¿En qué tipo de lugares crees que se instalan…

Observa el aerogenerador de la figura:

¿Qué mueve las aspas de un aerogenerador? ¿Qué energía aprovecha una central eólica? ¿En qué tipo de lugares crees que se instalan estos molinos?

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Las placas solares de los techos y de los satélites producen electricidad sin moverse ni hacer ruido, como la de la figura. ¿Qué energía reciben y en qué la transforman?

Las placas solares de los techos y de los satélites producen electricidad sin moverse ni hacer ruido, como la de la figura.

¿Qué energía reciben y en qué la transforman?

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Clasifica estas fuentes de energía en renovables y no renovables: el Sol, el viento, el carbón, el agua de un embalse, el gas natural y el uranio. Explica qué diferencia…

Clasifica estas fuentes de energía en renovables y no renovables: el Sol, el viento, el carbón, el agua de un embalse, el gas natural y el uranio. Explica qué diferencia hay entre los dos grupos.

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Indica una ventaja y un inconveniente de cada una de estas centrales: la eólica y la solar. Piensa en lo que ocurre los días sin viento y por las noches.

Indica una ventaja y un inconveniente de cada una de estas centrales: la eólica y la solar. Piensa en lo que ocurre los días sin viento y por las noches.

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Un valle con un río caudaloso quiere producir su propia electricidad y duda entre una represa hidroeléctrica y una central térmica de gas. a) Indica una ventaja de cada…

Un valle con un río caudaloso quiere producir su propia electricidad y duda entre una represa hidroeléctrica y una central térmica de gas.

  1. a) Indica una ventaja de cada opción.
  2. b) Indica un inconveniente de cada opción.
  3. c) ¿Cuál elegirías tú para el valle? Justifica tu elección con las respuestas anteriores.
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El viaje de la electricidad hasta casa

En una ciudad como David, la electricidad sale de la central, pasa por torres de alta tensión y llega a los tomacorrientes de tu habitación.

Viaje de la electricidad: la central eléctrica produce la corriente, los cables de alta tensión de las torres metálicas la transportan a larga distancia y llega a los tomacorrientes de las casas. 1. Central 2. Alta tensión 3. Tomacorriente
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Ordena estas etapas del viaje de la electricidad hasta tu casa: los tomacorrientes de tu cuarto, la central eléctrica, los cables de las torres de alta tensión. Explica…

Ordena estas etapas del viaje de la electricidad hasta tu casa: los tomacorrientes de tu cuarto, la central eléctrica, los cables de las torres de alta tensión. Explica qué pasa en cada etapa.

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Describe el viaje completo de la electricidad desde el agua embalsada de una represa hasta la lámpara de tu mesita de noche, nombrando todos los pasos: qué se mueve al…

Describe el viaje completo de la electricidad desde el agua embalsada de una represa hasta la lámpara de tu mesita de noche, nombrando todos los pasos: qué se mueve al caer el agua, qué aparato genera la corriente y cómo llega hasta la casa.

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Un pueblo quiere abastecerse solo con paneles solares. a) ¿Qué problema tendrá por la noche y en los días muy nublados? b) Propón dos soluciones para tener luz también…

Un pueblo quiere abastecerse solo con paneles solares.

  1. a) ¿Qué problema tendrá por la noche y en los días muy nublados?
  2. b) Propón dos soluciones para tener luz también en esos momentos.
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En la naturaleza casi no encontramos electricidad «suelta» lista para usar, salvo los rayos: hay que fabricarla transformando otras energías. a) Escribe la cadena…

En la naturaleza casi no encontramos electricidad «suelta» lista para usar, salvo los rayos: hay que fabricarla transformando otras energías.

  1. a) Escribe la cadena completa de transformaciones de una central térmica, desde la energía guardada en el carbón hasta la electricidad.
  2. b) Explica con esa cadena por qué decimos que la electricidad es muy cómoda de usar pero siempre hay que «pagarla» con otra energía.
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La familia de Nadia instala paneles solares en el techo, pero sigue conectada a la red eléctrica. a) ¿Por qué no se desconectan del todo de la red? b) ¿Qué crees que…

La familia de Nadia instala paneles solares en el techo, pero sigue conectada a la red eléctrica.

  1. a) ¿Por qué no se desconectan del todo de la red?
  2. b) ¿Qué crees que pasa con la energía que les sobra al mediodía de un día soleado?
  3. c) ¿Qué ventaja tiene quedarse conectados a la red además de tener paneles?
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Potencia y consumo: cuánto gasta cada aparato

Una plancha de $1{,}000\ \text{W}$ calienta en segundos, mientras que un cargador de celular de $10\ \text{W}$ apenas se tibia en toda la noche. ¿Qué magnitud mide qué tan rápido consume energía cada aparato, y cómo influye en lo que pagas en la factura de la luz?

Gráfica de potencia frente a tiempo: el área del rectángulo, potencia por tiempo, representa la energía consumida en watts-hora, con un foco encendido como ejemplo. P t Potencia (W) Tiempo (h) Energía (Wh) E = P · t
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Una bombilla LED de $10\ \text{W}$ da la misma luz que una bombilla antigua de $60\ \text{W}$. a) ¿Cuál gasta menos energía para dar la misma luz? b) ¿Cuántas veces…

Una bombilla LED de $10\ \text{W}$ da la misma luz que una bombilla antigua de $60\ \text{W}$.

  1. a) ¿Cuál gasta menos energía para dar la misma luz?
  2. b) ¿Cuántas veces gasta más la antigua que la LED?
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En la sala de una casa hay $5$ bombillos encendidos. a) Si son antiguos, de $60\ \text{W}$ cada uno, ¿qué potencia gastan en total? b) Si se cambian por bombillos LED de…

En la sala de una casa hay $5$ bombillos encendidos.

  1. a) Si son antiguos, de $60\ \text{W}$ cada uno, ¿qué potencia gastan en total?
  2. b) Si se cambian por bombillos LED de $10\ \text{W}$, que dan la misma luz, ¿qué potencia total gastan ahora?
  3. c) ¿Cuánta potencia se ahorra con el cambio?
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Ahorro energético

Escala simplificada de etiqueta energética con tres clases: A gasta poco (barra corta), D gasta medio (barra intermedia) y G gasta mucho (barra larga). A gasta poco D gasta medio G gasta mucho Consumo de energía mayor
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¿Por qué apagar la luz al salir de una habitación ahorra energía, aunque el bombillo sea pequeño? Explícalo pensando en el tiempo que pasa encendido.

¿Por qué apagar la luz al salir de una habitación ahorra energía, aunque el bombillo sea pequeño? Explícalo pensando en el tiempo que pasa encendido.

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El televisor apagado con el control remoto se queda con una lucecita roja encendida: es el consumo en espera o «stand-by». a) ¿Crees que gasta energía aunque parezca…

El televisor apagado con el control remoto se queda con una lucecita roja encendida: es el consumo en espera o «stand-by».

  1. a) ¿Crees que gasta energía aunque parezca apagado? Justifica tu respuesta.
  1. b) ¿Cómo conseguirías que no gastara nada sin desarmar el televisor?
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Los electrodomésticos llevan una etiqueta energética con una letra, de la A (los que menos gastan) a la G (los que más), como la de la figura. a) Entre dos…

Los electrodomésticos llevan una etiqueta energética con una letra, de la A (los que menos gastan) a la G (los que más), como la de la figura.

A B C D E F G gasta menos gasta más
  1. a) Entre dos refrigeradoras del mismo tamaño, una de clase A y otra de clase F, ¿cuál comprarías pensando en la factura de la luz?
  2. b) La de clase A cuesta más al comprarla; ¿por qué puede salir a cuenta a la larga?
  3. c) ¿Por qué la eficiencia importa tanto justo en la refrigeradora, que está enchufada las $24$ horas del día?
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Redacta un plan de ahorro energético para tu colegio con cuatro medidas (piensa en luces, aire acondicionado, computadoras y persianas). a) Explica por qué cada medida…

Redacta un plan de ahorro energético para tu colegio con cuatro medidas (piensa en luces, aire acondicionado, computadoras y persianas).

  1. a) Explica por qué cada medida ahorra energía.
  2. b) ¿Cuál de tus medidas crees que ahorrará más? Razona la respuesta.
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Impacto ambiental de la electricidad

Producir electricidad también deja huella en el ambiente. ¿Todas las centrales contaminan igual?

Energías renovables en la matriz eléctrica

Ningún país usa un solo tipo de central: combina varias. La proporción de cada una se muestra muy bien en un gráfico circular, y con porcentajes puedes calcular cuánta energía aporta cada fuente.

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Andrea dice: «Deberíamos producir toda la electricidad con energías renovables». Bruno responde: «No se puede, porque el Sol y el viento a veces fallan». a) Explica en…

Andrea dice: «Deberíamos producir toda la electricidad con energías renovables». Bruno responde: «No se puede, porque el Sol y el viento a veces fallan».

  1. a) Explica en qué tiene razón cada uno.
  2. b) Nombra dos formas de guardar o conseguir energía para los momentos en que fallan el Sol y el viento.
  3. c) ¿Con qué opinión estás más de acuerdo? Argumenta tu respuesta.
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Una región produce su electricidad así: un $40\ \%$ en centrales hidroeléctricas, un $30\ \%$ en centrales eólicas, un $20\ \%$ en centrales solares y un $10\ \%$ en una…

Una región produce su electricidad así: un $40\ \%$ en centrales hidroeléctricas, un $30\ \%$ en centrales eólicas, un $20\ \%$ en centrales solares y un $10\ \%$ en una central térmica. Observa la gráfica:

% 10 20 30 40 0 40 % hidroeléctrica 30 % eólica 20 % solar 10 % térmica
  1. a) ¿Qué porcentaje de la electricidad es renovable?
  2. b) Si la región produce $2000\ \text{GWh}$ al año, ¿cuántos $\text{GWh}$ corresponden a la eólica?
  3. c) ¿Cuántos $\text{GWh}$ renovables produce en total?
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Vuelve al principio: la electricidad de tu tomacorriente se fabrica en una central transformando otra energía, viaja por alta tensión hasta tu casa y siempre cuesta energía; por eso apagar y usar aparatos eficientes importa.

Resumen

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