La necesidad de energía es una constatación desde el comienzo de la vida misma. Un organismo para crecer y reproducirse precisa energía, el movimiento de cualquier animal supone un gasto energético, e incluso el mismo hecho de la respiración de plantas y animales implica una acción energética. En todo lo relacionado con la vida individual o social está presente la energía.
La obtención de luz y calor está vinculada a la producción y al consumo de energía. Ambos términos son imprescindibles para la supervivencia de la tierra y consecuentemente de la vida vegetal, animal y humana.
El ser humano desde sus primeros pasos en la tierra, y a lo largo de la historia, ha sido un buscador de formas de generación de esa energía necesaria y facilitadora de una vida más agradable. Gracias al uso y conocimiento de las formas de energía ha sido capaz de cubrir necesidades básicas: luz, calor, movimiento, fuerza, y alcanzar mayores cotas de confort para tener una vida más cómoda y saludable.
Palabras clave: Energía, movimiento, Luz y Calor
The need for energy is a realization from the very beginning of life itself. An organism to grow and reproduce requires energy, the movement of any animal is an energy expenditure, and even the fact of the breathing of plants and animals implies an energetic action. In everything related to individual or social life energy is present.
Obtaining light and heat is linked to the production and consumption of energy. Both terms are essential for the survival of the earth and consequently of plant, animal and human life.
The human being from his first steps on earth, and throughout history, has been a searcher for ways to generate that necessary energy and facilitator of a more pleasant life. Thanks to the use and knowledge of the forms of energy has been able to cover basic needs: light, heat, movement, strength, and reach higher levels of comfort to have a more comfortable and healthy life.
Keywords: Energy, movement, Light and Heat
Concepto de energía: Energía es la aptitud de producir algún tipo de trabajo o poner algo en movimiento.
Distintas formas de energía:
La energía mecánica es la empleada para hacer mover a otro cuerpo. Ésta se divide a su vez en dos energías: la energía potencial(es la que poseen los cuerpos debido a la posición en que se encuentran, es decir, un cuerpo en altura tiene más energía potencial que un cuerpo en la superficie del suelo) y energía cinética (es la que poseen los cuerpos debido a su velocidad).
La energía potencial hidráulica es la que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas.
Energía calórica o térmica: es la que se trasmite entre dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura. Unos de los fines para que se utiliza la energía calórica es para causar movimiento de diversas máquinas.
La energía química es la que generan los alimentos y los combustibles, o, más exactamente, la contenida en las moléculas químicas y que se desarrolla en una reacción química. Conocemos el resultado del alimento en nuestro cuerpo: desarrollamos energía para realizar diferentes trabajos. La energía procedente del carbón, de la madera, del petróleo y del gas en combustión, hace funcionar motores y proporciona calefacción.
La energía radiante o lumínica es aquella que más frecuentemente vemos en forma de luz y que nos permite ver las cosas alrededor de nosotros.
Energía eléctrica (o electricidad): es la que se produce por el movimiento de electrones a través de un conductor. Se divide a su vez en energía magnética (energía de los imanes), estática y corriente eléctrica.
La energía nuclear o atómica es la que procede del núcleo del átomo, la más poderosa conocida hasta el momento.
Energía eólica es aquella que se obtiene a través del viento, gracias a la energía cinética generada por el efecto corriente de aire. La energía eólica se caracteriza por ser una energía abundante, renovable y limpia.
La energía solar es obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol, la radiación solar que alcanza nuestro planeta también puede aprovecharse por medio de captadores que mediante diferentes tecnologías (células fotovoltaicas, helióstatos, colectores térmicos) puede transformarse en energía térmica o eléctrica y también es una de las calificadas como energías limpias o renovables.
La energía geotérmica corresponde a la energía que puede ser obtenida en base al aprovechamiento del calor interior de la tierra
Energía mareomotriz: Es la resultante del aprovechamiento de las mareas, se debe a la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna y que como resultante da la atracción gravitatoria de esta última y del sol sobre los océanos.
Trasformaciones de la energía
1- La energía química se transforma en energía eléctrica utilizando una pila, durante este proceso, cuando se produce el calentamiento de la pila, decimos que hay pérdidas de calor.
2- La energía química se transforma en energía térmica por medio de calderas de combustión, incluso cuando quemamos leña.
3- La energía eléctrica se puede transformar en energía mecánica mediante el calentamiento del motor, en este caso también se producen pérdidas de calor.
4-La energía eléctrica se transforma en calor, un ejemplo cotidiano son las placas de calor o bombas de calor.
5- Energía mecánica a energía eléctrica.
6- A partir de la energía hidráulica y eólica obtenemos energía mecánica.
7- Gracias a la energía solar obtenemos energía eléctrica.
8- Energía nuclear se transforma en las centrales nucleares en energía térmica.
9- La energía hidráulica de un río cambia a energía mecánica, por medio de mecanismos que accionan molinos de piedra para moler grano.
10- La energía potencial contenida en una botella de refresco (gas y líquido comprimido), se libera transformándose en energía cinética que chorrea el líquido con fuerza.
11- La energía térmica de los combustibles fósiles se transforma en energía cinética mediante su combustión en un motor para mover un vehículo.
12- La energía mareomotriz (aprovechamiento de las mareas), se convierte en energía eléctrica mediante dínamos.
13- Energía cinética a potencial
13.- Energía potencial a cinética
¿Cómo se genera energía eléctrica a través de energía mecánica?
La energía sustentable es aquella que, a diferencia de la tradicional (cara, contaminante y en algún momento agotable), se puede obtener de fuentes "renovables" como el sol, el aire o el agua de lluvia. Hay otros métodos de generar energía, como por ejemplo: una polea.
Una polea es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza, para mover o levantar cosas pesadas. Consiste en una rueda suspendida, que gira alrededor de un eje, con un canal o garganta en su borde por donde se hace pasar una cuerda o cadena.
La polea de correa es de mucha utilidad para acoplar motores eléctricos a otras máquinas (compresores, taladros, ventiladores, generadores eléctricos, sierras...) pues permite trasladar un movimiento giratorio de un eje a otro. Con este tipo de poleas se construyen mecanismos como el multiplicador de velocidad, la caja de velocidad y el tren de poleas.
En mi caso la utilicé para conectarla a un motor eléctrico, transmitir fuerza y lograr generar energía.
Ley física que permite convertir energía mecánica en energía eléctrica:
Ley de Conservación de la Energía: “La energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, pero la cantidad total de energía nunca cambia.”
Demostrar la producción de energía eléctrica haciendo uso de los conocimientos adquiridos en la materia de mecánica, llevar a la práctica la construcción de una polea que conectada a un motor eléctrico y haciendo uso de la fuerza puede encender dos focos LED, esto con la intención de demostrar las transformaciones de la energía y conocer las alternativas que se pueden poner en práctica para satisfacer las necesidades humanas sin repercutir negativamente en el medio ambiente.
| Cantidad | Descripción |
| 1 | Motor eléctrico |
| 2 | Foco LED color |
| 1 | Cable |
| 2 | CD |
| 1 | Circulo de cartón. Cm de radio |
| 1 | Banda |
| 1 | Tornillo de 2 pulgadas |
| 1 | Clavo galvanizado de 2 pulgadas |
| 3 | Tuercas |
| 4 | Rondanas |
| 1 | Abrazadera |
| 1 | Base de madera |
| 1 | Barra de silicón |
| 1 | Pistola de silicón |
| Cinta de aislar |
Conseguir dos CDs y cortar un círculo de cartón 5mm más pequeño que la circunferencia del mismo, posteriormente pegar una cara del cartón a un CD y hacer lo mismo con el reverso, (utilizar mucho silicón caliente para que no se despegue).
En el centro del círculo de cartón hacer una perforación del tamaño de un tornillo de 2 pulgadas y con el mismo tornillo comprobar que el disco de vueltas sin complicaciones.
Con ayuda de un taladro hacer un agujero a la base de madera; en esa perforación insertar un tornillo de 2 pulgadas con una tuerca ya puesta, y cuando esté adentro colocar otra tuerca pero del lado contrario, posterior a esto meter una rondana para que quede bien fijo.
Hacer una perforación en la placa plástica de los CDs para poder colocar un clavo, se necesitará nuevamente ayuda del taladro.
Después meter el centro del Disco en el tornillo que ya estaba sujeto a la base de madera, reforzarlo con otro tornillo y una rondana, esto le dará soporte y no permitirá que se mueva de manera inapropiada.
Para la conexión del motor: es necesario dejar los cables sin plástico únicamente en la parte de las puntas, logrando que quede el alambre libre.
Amarrar cada cable en los conectores del motor
Unir los focos LED a los cables pero por el lado contrario.
Sujetar el motor a 5 cm del CD en la base
Como siguiente paso colocar la banda elástica entre los CDs de modo que quede en el espacio del cartón y paso siguiente unirlo con el motor
Comenzar a dar vuelta a la polea para que los focos LED se enciendan.
El generador que aquí propongo también puede ser utilizado para otros fines, aparte de encender un foco LED. Por ejemplo; se puede hacer funcionar un reloj, un radio pequeño, etc.
Este experimento genera energía limpia ya que utiliza la fuerza, es decir, energía mecánica para así generar energía eléctrica.
Dependiendo de la velocidad con la que hagas girar el sistema obtendrás una corriente y un voltaje determinados, cuanto más rápido gira mayor será el voltaje.
Si hacemos girar el motor eléctrico en un sentido a la corriente que genera, este tendrá una polaridad (polo positivo y polo negativo, siempre). Mientras que si se invierte el sentido, dicha polaridad se invertirá también.
Cualquier motor eléctrico que tiene imanes permanentes puede producir electricidad de la misma forma que un generador común produce energía, al girar uno de estos motores hace que las bobinas internas giren más allá de los imanes, esto induce una corriente eléctrica.
Profesor en línea. (2015). Energía es vida: Tipos o formas de energía. Recuperado de: http://www.profesorenlinea.com.mx/fisica/EnergiaTiposde.htm
Tipos de Energía. (2012). Recuperado de: http://tiposdeenergia.info/tipos-de-energia/
Laura, (2013). Transformaciones de energía. Recuperado de: http://fisica.laguia2000.com/general/transformaciones-de-energia http://fisica.laguia2000.com/general/transformaciones-de-energia#ixzz3oIztf7L17 http://10ejemplos.com/10-ejemplos-de-transformacion-de-energia
Wikipedia, (2016). Conservación de la energía. Recuperado de:
https://es.wikipedia.org/wiki/Conservaci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa
[a] Profesor Investigador de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo.
[b] Alumno de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo.