Usos de la energía térmica

La energía geotérmica es el calor que se genera dentro de la Tierra. (Se trata de un recurso renovable que puede ser aprovechado por el hombre. A unos 2.900 kilómetros por debajo de la corteza terrestre, o superficie, se encuentra la parte más caliente de nuestro planeta: el núcleo. Una pequeña parte del calor del núcleo procede de la fricción y la atracción gravitatoria que se formó cuando la Tierra se creó hace más de 4.000 millones de años. Sin embargo, la gran mayoría del calor de la Tierra se genera constantemente por la desintegración de isótopos radiactivos, como el potasio-40 y el torio-232.        Los isótopos son formas de un elemento que tienen un número diferente de neutrones que las versiones regulares del átomo del elemento.

Las aguas termales de Chaudes Aigues (Francia) han sido una fuente de ingresos y energía para la ciudad desde el año 1300. Los turistas acuden a la ciudad por sus balnearios de élite. La energía geotérmica de baja temperatura también suministra calor a hogares y empresas.    Estados Unidos inauguró su primer sistema de calefacción geotérmica de distrito en 1892 en Boise (Idaho). Este sistema sigue suministrando calor a unos 450 hogares.     Energía geotérmica coproducida La tecnología de energía geotérmica coproducida se basa en otras fuentes de energía. Esta forma de energía geotérmica utiliza el agua que se ha calentado como subproducto en los pozos de petróleo y gas.    En Estados Unidos se producen cada año unos 25.000 millones de barriles de agua caliente como subproducto. En el pasado, esta agua caliente se desechaba simplemente. Recientemente, se ha reconocido como una fuente potencial de aún más energía: su vapor puede utilizarse para generar electricidad que se utilizará inmediatamente o se venderá a la red.    Uno de los primeros proyectos de energía geotérmica coproducida se inició en el Centro de Pruebas de Campos Petrolíferos de las Montañas Rocosas, en el estado norteamericano de Wyoming.

¿Cuáles son las fuentes de energía térmica?

La energía química es la energía almacenada en los enlaces de los átomos y las moléculas. Las baterías, la biomasa, el petróleo, el gas natural y el carbón son ejemplos de energía química. La energía química se convierte en energía térmica cuando la gente quema madera en una chimenea o quema gasolina en el motor de un coche.

La energía gravitatoria es la energía almacenada en la altura de un objeto. Cuanto más alto y pesado es el objeto, más energía gravitatoria se almacena. Cuando una persona baja en bicicleta por una colina empinada y coge velocidad, la energía gravitatoria se convierte en energía de movimiento. La energía hidráulica es otro ejemplo de energía gravitacional, en la que la gravedad obliga a bajar el agua a través de una turbina hidroeléctrica para producir electricidad.

La energía radiante es la energía electromagnética que viaja en ondas transversales. La energía radiante incluye la luz visible, los rayos X, los rayos gamma y las ondas de radio. La luz es un tipo de energía radiante. La luz del sol es energía radiante, que proporciona el combustible y el calor que hacen posible la vida en la Tierra.

La energía térmica, o calor, es la energía que proviene del movimiento de los átomos y las moléculas de una sustancia. El calor aumenta cuando estas partículas se mueven más rápido. La energía geotérmica es la energía térmica de la tierra.

Ejemplos de energía química

La energía térmica renovable es la tecnología de captación de energía térmica de una fuente de energía renovable para su uso inmediato o para su almacenamiento en una batería térmica para su uso posterior. La forma más popular de energía térmica renovable es el sol y la energía solar se recoge mediante colectores solares para calentar agua, edificios, piscinas y diversos procesos. Otro ejemplo de energía térmica renovable es un sistema geotérmico o de bomba de calor geotérmica (GHP), en el que la energía térmica almacenada en el suelo durante el verano se extrae de la tierra para calentar un edificio en otra estación. Este sistema de ejemplo es “renovable” porque la fuente de energía térmica excedente es un proceso que se repite de forma fiable cada temporada de verano.

La energía solar se ha utilizado durante siglos para calentar viviendas y producir agua caliente antes de que se descubriera el gas natural de bajo coste. Ganó atención durante y después del embargo de petróleo de 1973, cuando los ingenieros investigaron formas de producir energía térmica a partir de una fuente renovable en lugar de combustibles fósiles.

La historia de la utilización del suelo como fuente de calor es más reciente y ha cobrado protagonismo en los últimos años, especialmente en las zonas rurales donde la calefacción por gas natural puede no estar disponible. La corteza exterior de la Tierra es una batería térmica que mantiene una temperatura media que es la misma que la temperatura media del aire en ese lugar. Esta “temperatura media del suelo” es una combinación en equilibrio de la ganancia solar del sol, la ganancia térmica del núcleo de la tierra y la pérdida de calor por conducción, evaporación y radiación. El gráfico de la derecha muestra un mapa de la “temperatura media del suelo” en lugares de Estados Unidos[1].

Cuál es la principal fuente de energía térmica

La energía térmica, o energía del calor, es una de las energías más accesibles de experimentar. Conocemos el calor del sol, el placer de bañarse en aguas termales calientes y el confort de una bebida caliente en un frío día de invierno. Estos ejemplos parecen similares, pero son muy diferentes entre sí: no se puede beber el sol ni tomar el sol bajo una taza de té.

Los sólidos, los líquidos y los gases están formados por moléculas y átomos que se mueven y chocan entre sí. Este movimiento se conoce como energía cinética, y este movimiento, o vibración, desprende energía térmica.

La convección es el movimiento de calor entre un objeto y un fluido. Cuando ponemos nuestro cazo con agua fría en la hoguera, se produce una transferencia de energía térmica al producirse corrientes de convección en el agua. El agua calentada es menos densa y sube, mientras que el agua fría, más densa, se hunde en el fondo de la olla y luego se calienta en las corrientes de convección.

La conducción es la transferencia interna de calor a través de un objeto o entre objetos que están en contacto. Un objeto con una temperatura más alta ve fluir su energía térmica hacia un objeto con una temperatura más baja. Volvamos a nuestra sartén. La conducción significa que el calor fluye a través de la sartén hasta su mango, calentándolo. Muchas ollas y sartenes son de metal porque los metales conducen bien el calor.