Definición, usos y ventajas de la energía térmica

La energía térmica se trata de una manifestación energética muy común. Esta puede ser aprovechada por los seres humanos con diversos fines. No obstante, para sacar su máximo provecho es necesario dominar y conocer su naturaleza. Por ello, damos algunas pautas sobre la misma a continuación.

Qué es la energía térmica

Es una manifestación energética que se ha estado utilizando con la finalidad de obtener un recurso renovable y natural que no afecte el medio ambiente dado que en los últimos años ha existido un problema global relacionado con el calentamiento global y la disminución tanto de recursos como de especies, a causa de algunas actividades humanas como  la fabricación de químicos y la producción de energía por medio de gases y derivados del petróleo.

El ejemplo más claro de energía térmica es la que se obtiene por medio del sol que es la principal fuente renovable. Ésta llega a la tierra en forma de luz y calor, se captura, almacena y transforma a través de diversas tecnologías para producir no sólo este tipo de energía sino que también la energía eléctrica.

Hay otros medios de obtenerla; como por ejemplo con el agua sometida a temperaturas altas, se produce y se recoge en un tanque de almacenamiento, luego se retira y se distribuye. El agua sea caliente así como fría, debe entrar y salir  a través de difusores ubicados en la parte interna de un tanque especial para este uso. Usualmente el agua más fría (y más densa) se ubica en la parte inferior y el agua más caliente en la parte superior. Una termoclina se formará entre ambos.

La inversión en este tipo de energía es más barata y rentable en muchos sentidos, ya que los equipos utilizados para poder almacenar la energía cuestan menos que los que se utilizan en procesos químicos como los de iones de litio. Lo que se necesita es tener agua almacenada en  un tanque de plástico.

Definición de la energía térmica

Se puede decir que es un tipo de energía que se obtiene por medio de la generación de calor. Es la producida debido al movimiento de partículas dentro de un sistema. Los objetos calientes tienen más energía térmica que los fríos. Esta se transfiere como calor, pasando de objetos más cálidos a objetos más fríos.

Un buen ejemplo para entender esta teoría es hacer que un líquido esté en contacto con un panel solar. El líquido absorberá la energía producida por el calor de los rayos del sol, ya que las moléculas del agua inicialmente más fría se calientan y se vuelven más activas, lo que finalmente produce un efecto de burbujeo.

Si bien es cierto que la mayoría de la energía térmica producida proviene del uso de combustibles basados ​​en carbono, existe un alza en los suministros alternativos de esta energía como el aprovechamiento de la luz solar.

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Se puede tomar también como la energía resultante de algunos procesos industriales. Algunos desechos pueden contener propiedades que poseen un alto valor calorífico, puede suceder en fábricas de alimentos donde se utilizan aceites de cocina que producen altas temperaturas constantes.

energía térmica que es y como se calcula

Ejemplos

Tiene la principal ventaja de que no necesita de ninguna intervención de algún tipo de químico. Esta energía se obtiene de diferentes maneras, sea por calor residual de un proceso industrial, calor solar o inclusive con el vapor.

Actualmente, se obtiene en plantas de energía solar que es almacenada también durante la noche. Combinan varios tipos de tecnologías las cuales con el pasar de los años han mejorado significativamente. Esto es una muy buena noticia para los que están preocupados por el medio ambiente. Ya están quedando en desuso otros medios para obtener energía, pero sin embargo la energía eléctrica y este tipo de energía por luz solar son las más populares. La energía eólica ha estado menos solicitada ya que la inversión es mucho mayor en comparación con las otras.

Otra forma de obtener este tipo de energía es por medio de un proceso o tecnología especial que se ha puesto en marcha en algunos países de primer mundo. Se trata de producir energía mediante el aprovechamiento de las diferencias de temperatura entre las aguas de la superficie del océano y las aguas oceánicas profundas.

Esto es posible gracias a que la energía del sol calienta las aguas superficiales del océano, ello sucede principalmente en las regiones tropicales que pueden ser mucho más cálidas que las aguas profundas. Esta diferencia de temperatura se puede utilizar para producir electricidad y también con ello se busca una nueva forma de desalinizar el agua del océano.

El agua de la superficie que ya se encuentra caliente es bombeada a través de un evaporador. El fluido vaporizado acciona una turbina o generador, se transforma nuevamente en un líquido en un condensador enfriado con agua fría del océano bombeada desde las profundidades del océano. Durante este proceso se puede usar el agua condensada para producir agua desalinizada.

El Laboratorio de Energía Natural de Hawái es una de las instalaciones de prueba líderes en el mundo para este tipo de tecnología, en parte gracias a su ubicación geografica. Esta instalación comenzó a funcionar a mediados de los años noventa pero fue a partir del año 2015 cuando comenzó a suministrar electricidad a la población local.

El almacenamiento de energía térmica (TES) se refiere a la tecnología que permite su transferencia y almacenamiento o, alternativamente, la energía del hielo o del aire frío o agua. Este método está integrado en nuevas tecnologías que complementan soluciones energéticas como la solar y la hidráulica.

Esta tecnología busca cambiar la manera en que los usuarios generan y consumen la gran cantidad de energía por calefacción y también por refrigeración que a su vez consume gran cantidad de energía como la eléctrica o la que se genera a partir de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural.

Utilizando TES se pueden solucionar muchos problemas tanto a corto como a largo plazo, proporciona tanto calefacción y refrigeración almacenado en colectores solares o distribuyendo agua fría o aire del subsuelo para enfriar. Aún hay científicos e ingenieros que están trabajando en encontrar  nuevas soluciones de almacenamiento de esta energía para reemplazar los sistemas HVAC impulsados ​​por combustibles fósiles.

Como dato curioso se puede mencionar que también puede obtenerse con el uso de estiércol. Algunos ganaderos acumulan grandes cantidades de este material ya que las bacterias cuando se alimentan del mismo empiezan a generar su propio calor.

ventajas y desventajas de la energía térmica

Cálculo energía térmica

Se considera que posee energía potencial cómo energía cinética. La fórmula utilizada para realizar cálculos de este tipo de energía es la siguiente:

Q = mc ΔT

La letra Q se refiere a la energía térmica.

La letra M es la masa de la sustancia

La letra C es el calor específico

ΔT es la diferencia de temperatura

La unidad de energía térmica es Joules expresada con la letra J en mayúscula.

Ventajas de la energía solar térmica

El uso de plantas solares ha comprobado ser un medio altamente exitoso de producir energía a partir de energía solar. Diferentes tecnologías están involucradas en estos centros para poder controlar, regular y monitorear la transferencia de calor.

La energía eólica y la energía fotovoltaica son las energías renovables de menor costo, pero solo suministran energía cuando hace viento o hace sol. En el caso de la energía eólica se ha vuelto un poco más difícil ya qu,e el cambio climático también ha afectado el curso natural de las corrientes de aire.

En un principio puede que la inversión para instalar paneles solares sea vista como algo costoso; pero con ello se puede almacenar la energía solar de forma más económica y durante largos períodos de tiempo. A largo plazo se podrá ver que es una buena decisión e inversión. De esta manera se puede suministrar energía en cualquier momento que se necesite invariablemente de si es de día o de noche.

Es posible ver que en las grandes ciudades algunas edificaciones incluyan en sus fachadas y en los techos una extensión de paneles solares que son especialmente instalados para dotar de toda la energía necesaria a la infraestructura. Es una buena forma de ser sustentables; y además de lograr que el edificio sea más eficiente en la dotación de energía para sus residentes.

Principalmente se reducen los costos operativos que se requieren para la producción de otros tipos de energía. La energía que se obtiene por el viento y la energía fotovoltaica están en rápido desarrollo ya que muchos son los países que se han comprometido a buscar una solución para no afectar al medio ambiente por medio de las energías renovables.

Si algunos gobiernos del mundo considerasen los beneficios a largo plazo deberían realizar mayor cantidad de inversión en la obtención de este tipo de energía. Al momento de su distribución masiva a toda la población sería mucho más rentable para ambas partes ya que por kilovatio se pagaría una cantidad mucho menor. El desarrollo de nuevos métodos y la actualización a estos mismos será más rápido en el futuro cercano gracias al interés y esmero de muchos científicos e ingenieros.

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