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ELECTRICIDAD
¿QUÉ ES ELECTRICIDAD?
La electricidad se puede definir como una forma de energía originada por el movimiento
ordenado de electrones. Dependiendo de la energía que se quiera transformar en
electricidad, será necesario aplicar una determinada acción. Es una de las principales
formas de energía usadas en el mundo actual. Sin ella no existiría la iluminación
conveniente, ni comunicaciones de radio y televisión, ni servicios telefónicos, y las
personas tendrían que prescindir de aparatos eléctricos que ya llegaron a constituir parte
integral del hogar. La electricidad es una manifestación de la materia, producida por el
átomo y sus pequeñas partículas llamadas electrones y protones. Estas partículas son
demasiado pequeñas para verlas, pero existen en todos los materiales.El protón tiene
carga positiva.El electrón tiene carga negativa.
FORMAS DE GENERAR ELECTRICIDAD.
1) POR FROTAMIENTO (Carga Estática)
Una carga eléctrica se produce cuando se frotan uno con otro dos pedazos de ciertos
materiales; por ejemplo, se da, una varilla de vidrio o cuando se peina el cabello. Estas
cargas reciben el nombre de electricidad estática, la cual se produce cuando un material
transfiere sus electrones a otro.Todos estamos familiarizados con los efectos de la
electricidad estática, incluso algunas personas son más susceptibles que otras a su
influencia creamos electricidad estática, cuando frotamos un bolígrafo con nuestra ropa.,
comprobamos que el bolígrafo atrae pequeños trozos de papel. Lo mismo podemos decir
cuando frotamos vidrio con seda.
2) POR REACIONES QUIMICAS
Las substancias químicas pueden combinarse con ciertos metales para iniciar una
actividad química en la cual habrá transferencia de electrones produciéndose cargas
eléctricas. El proceso se basa en el principio de la electroquímica. Un ejemplo es la pila
húmeda básica. Cuando en un recipiente de cristal se mezcla acido sulfúrico con agua
(para
formar
un
electrolito) el acido sulfúrico se separa en componentes químicos de hidrogeno (H) y sulfato
(SO4), pero debido a la naturaleza de la acción química, los átomos de hidrógeno son iones
positivos (H+) y (SO4-2). El número de cargas positivas y negativas son iguales, de manera
que toda la solución tiene una carga neta nula. Luego, cuando se introducen en la solución
barras de cobre y zinc, estas reaccionan con ella.
3) POR PRESION (PIEZOELECTRICIDAD)
Cuando se aplica presión a algunos materiales, la fuerza de la presión pasa a través del
material a sus átomos, desalojando los electrones de sus orbitas y empujándolos en la
misma dirección que tiene la fuerza. Estos huyen de un lado del material y se acumulan en
el lado opuesto. Así cesa la presión, los electrones regresan a sus órbitas. Los materiales se
cortan en determinad formas para facilitar el control de las superficies que habrán de
cargarse; algunos materiales reaccionaran a una presión de flexión en tanto que otros
responderán a una presión de torsión. Piezoelectricidad es el nombre que se da a las
cargas eléctricas producidas por el efecto de la presión. El efecto es más notable en los
cristales, por ejemplo sales de Rochelle y ciertas cerámicas como el titanato de bario.
La piezoelectricidad es un fenómeno presentado por determinados cristales que al ser sometidos a tensiones
mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de potencial y cargas
eléctricas en su superficie. Este fenómeno también se presenta a la inversa, esto es, se deforman bajo la acción
de fuerzas internas al ser sometidos a un campo eléctrico. El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible: al
dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su forma.
Los materiales piezoeléctricos son cristales naturales o sintéticos que no poseen centro de simetría. El efecto de
una compresión o de un cizallamiento consiste en disociar los centros de gravedad de las cargas positivas y de
las cargas negativas. Aparecen de este modo dipolos elementales en la masa y, por influencia, cargas de signo
opuesto en las superficies enfrentadas.
Pueden distinguirse dos grupos de materiales: los que poseen carácter piezoeléctrico de forma natural (cuarzo,
turmalina) y los llamados ferroeléctricos, que presentan propiedades piezoeléctricas tras ser sometidos a una
polarización (tantalio de litio, nitrato de litio, berlinita en forma de materiales monocristalinos y cerámicas o
polímeros polares bajo forma de microcristales orientados).
4) POR CALOR
Debido a que algunos materiales liberan fácilmente sus electrones y otros materiales los
acepta, puede haber transferencia de electrones, cuando se ponen en contacto dos metales
distintos, por ejemplo: Con metales particularmente activos, la energía calorífica del
ambiente a temperatura normal es suficiente para que estos metales liberen electrones.
Los electrones saldrán de los átomos de cobre y pasaran al átomo de cinc. Así pues, el cinc
adquiere un exceso de electrones por lo que se carga negativamente. El cobre, después de
perder electrones tiene una carga positiva. Sin embargo, las cargas originadas a la
temperatura ambiente son pequeñas, debido a que no hay suficiente energía calorífica
para liberar más que unos cuantos electrones.
Pero si se aplica calor a la unión de los dos metales para suministrar más energía,
liberaran mas electrones. Este método es llamado termoelectricidad. Mientras mayor sea
el calor que se aplique, mayor será la carga que se forme. Cuando se retira la fuente de
calor, los metales se enfrían y las cargas se disparan.
5) POR LUZ
La luz en sí misma es una forma de energía y muchos científicos la consideran formada
por pequeños paquetes de energía llamados fotones. Cuando los fotones de un rayo
luminoso inciden sobre un material, liberan energía. En algunos materiales la energía
procedente de los fotones puede ocasionar la liberación de algunos electrones de los
átomos. Materiales tales como potasio, sodio, cesio, litio, selenio, germanio, cadmio y
sulfuro de plomo, reaccionan a la luz en esta forma. El efecto fotoeléctrico se puede usar de
tres maneras:
1.Fotoemisión: La energía fotónica de un rayo de la luz puede causar la liberación de
electrones de la superficie de un cuerpo que se encuentran en un tubo al vació. Entonces una
placa recoge estos electrones.
2.Fotovoltaica: La energía luminosa que se aplica sobre una de dos placas unidas, produce la
transmisión de electrones de una placa a otra. Entonces las placas adquieren cargas opuestas en
la misma forma que una batería.
3.Fotoconducción: La energía luminosa aplicada a algunos materiales que normalmente son
malos conductores, causa la liberación de electrones en los metales, de manera que estos se
vuelven mejores conductores.
6) POR MAGNETISMO
Todos conocemos los imanes, y los han manejado alguna que otra vez. Por lo tanto, podrá
haber observado que, en algunos casos, los imanes se atraen y en otro caso se repelen. La
razón es que los imanes tienen campos de fuerza que actúan uno sobre el otro
recíprocamente.La fuerza de un campo magnético también se puede usar para desplazar
electrones. Este fenómeno recibe el nombre de magnetoelectricidad; a base de este un
generador produce electricidad. Cuando un buen conductor, por ejemplo, el cobre se hace
pasar a través de un campo magnético, la fuerza del campo suministrara la energía
necesaria para que los átomos de cobre liberen sus electrones de valencia. Todos los
electrones se moverán en cierta dirección, dependiendo de la forma en que el conductor
cruce el campo magnético, el mismo efecto, se obtendrá si se hace pasar el campo a lo largo
del conductor. El único requisito es que haya un movimiento relativo entre cualquier
conductor
y
un
campo
magnético.
7) ELECTRICIDAD HIDRÁULICA POR ACCIÓN DE AGUA
De todos las energías enunciadas anteriormente, la empleada para producir electricidad
en grandes cantidades es la magnética.Su producción se basa en el hecho de que, al mover
un conductor (material con gran movilidad de electrones) en presencia de un imán (campo
magnético), en el conductor se produce un movimiento ordenado de electrones, como
consecuencia de las fuerzas de atracción y repulsión originadas por el campo magnético.En
esta forma de producción de electricidad se basa el funcionamiento de los alternadores,
motores y dinamos.
Alternador: Dispositivo capaz de transformar el movimiento rotativo en electricidad.
(Produce Corriente Alterna)
Motor: Dispositivo capaz de transformar la electricidad en movimiento rotatorio
Dinamo: Dispositivo capaz de transformar el movimiento rotativo en electricidad.
(Produce Corriente Continua)
Turbina: Dispositivo mecánico que transforma, la energía cinética de un fluido, en
movimiento rotativo y viceversa
8) ELECTRICIDAD POR AIRE
Es una causa del movimiento de grandes masas de aire, Ese viento se puede recoger por
grandes hélices o molinos, conectados a un rotor.La clave de la conversión de la energía
contenida en movimiento giratorio está en un diseño muy cuidadoso, tanto de las palas de
la hélice como del multiplicador, que convierte su rotación lenta en un giro muy rápido. El
engranaje multiplicador convierte el movimiento lento de la hélice en un giro rápido para
activar el generador.El tamaño de las palas también está en relación con la cantidad de
energía que producirá el molino.
9) ELECTRICIDAD POR ENERGIA SOLAR
Se puede generar electricidad a partir de la energía solar por varios procedimientos. En el
sistema termal la energía solar se usa para convertir agua en vapor en dispositivos
especiales. En algunos casos se usan espejos cóncavos que concentran el calor sobre tubos
que contienen aceite. El aceite alcanza temperaturas de varios cientos de grados y con él
se
calienta agua hasta ebullición. Con el vapor se genera electricidad en
turbinas clásicas
A)
B)
C)
D)
El agua fría entra a través de una entrada
En un tanque de almacenamiento con aislamiento
Desde allí fluye a través de un panel
Que absorbe la radiación solar
En nuestra región se desarrolla un proyecto de planta solar, en donde tiene por objeto la
generación de energía eléctrica a partir de la energía del sol, y alimentará al Sistema
Interconectado Nacional con 2.4 MW en su primera etapa.
En la provincia de Herrera, exactamente en el Parque Nacional Sarigua, a 20 kilómetros
con la Carretera Panamericana, está ubicada la primera Planta Solar Fotovoltaica, que
administrará la Empresa de Generación Eléctrica- EGESA.
Esta iniciativa es el primer paso, para un desarrollo potente e importante que el país va a
tener a futuro con el desarrollo de estas energías renovables, no convencionales, la
energía solar sin duda es una de ellas. EGESA está dando este puntapié inicial con un
proyecto de estas características.
La planta solar Sarigua se compone de 11 mil 886 paneles fotovoltaicos con una potencia
instalada de 2.4 MW y una potencia nominal de 2.35MW
.
Ocupa una superficie de 5 Hectáreas de terreno llano, instalándose los paneles en filas y la
conexión de la planta al Sistema Interconectado Nacional será en diciembre-2012.
Este importante logro en nuestra política energética, es donación de la Empresa italiana
Enel Green Power. Esta donación es recibida por el Gobierno Panameño, a través de la
Empresa de Generación Eléctrica EGESA, quien invertirá un millón de dólares, para la
construcción de una línea de 8 kilómetros, desde el sitio del proyecto hasta el punto de
interconexión con la red de distribución en el Pueblo de Parita.
Por qué en Sarigua?
Parita, al igual que la zona de desarrollo del Parque Nacional Sarigua, conforman el arco
seco de la región de Azuero, donde la estación seca es dura y prolongada, con una duración
de hasta 7 meses,
con lluvias poco frecuentes y de corta duración.
Mediciones de estaciones meteorológicas próximas, destacan que en Sarigua la radiación
solar promedio es de 8 horas por día, brindando un abundante recurso solar de 5.83
Kilovatios hora por metro cuadrado diariamente. La vida útil de un proyecto de este tipo,
alcanza los 30 años.
Se decidió desarrollar en Sarigua debido que la energía solar fotovoltaica al igual que otras
energías renovables, constituye frente a los combustibles fósiles, una fuente inagotable de
energía limpia, además de contribuir al autoabastecimiento energético nacional.
Supone la disminución de consumo de energías convencionales contaminantes. No en
vano, genera créditos de carbono de acuerdo al Protocolo de Kyoto, concretamente, la
Planta Solar Sarigua reducirá 2.255 toneladas de CO2 por año.
En los últimos años, la política energética ha pasado a un plano aún más relevante dentro
de la estrategia del Gobierno Nacional.
En este sentido, Panamá está diversificando su matriz energética, dando apertura a
fuentes como el viento, sol y el gas natural.