Generación de energía eléctrica
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Autores: Julián Dajczgewand y Mariano Poisson
Responsable disciplinar: Silvia Blaustein
Área disciplinar: Física
Temática: Generación de energía eléctrica
Nivel: Secundario, ciclo básico
Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar
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Propósitos generales
● Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
● Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
● Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
Las energías renovables son aquellas que se obtienen de fuentes naturales inagotables, ya sea por la gran cantidad de energía que contienen como por su capacidad de regenerarse por medios naturales. Ejemplos de este tipo de fuentes de energía pueden ser la energía hidráulica, la solar, la eólica, la geomotriz y la mareomotriz, entre otras.
Se llaman fuentes de energía no renovables a aquellas que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada, y esto ocasiona que una vez que se utilizan, ya no se puede recuperar el producto inicial. Ejemplos de estas energías son la energía obtenida a partir de los combustibles fósiles y la obtenida a partir de los combustibles nucleares.
A estas fuentes de producción de energía podría sumarse un tema adicional: con referencia a investigaciones actuales sobre el tema, algunos científicos creen que la fusión nuclear generará la energía suficiente en el futuro para todo el planeta con el mínimo consumo de combustible.
Objetivo de las actividades
Que los alumnos estudien los distintos tipos de fuentes energéticas conocidas en la actualidad. Como se sabe, estos pueden separarse en dos grandes grupos, según su origen: las fuentes renovables y las no renovables.
Actividad 1:
1. Dividan el curso en 8 grupos. Cada grupo deberá elaborar una presentación de 5 diapositivas con el programa Impress de sus equipos portátiles, sobre una de las fuentes mencionadas en la introducción.
a) Los siguientes puntos son preguntas generales y links que ayudarán a cada grupo a realizar la investigación necesaria.
Grupo 1: energía hidráulica
¿Cuál es el recurso natural aprovechado por una represa hidroeléctrica?
¿Qué tipo de energía es la aprovechada?
¿Cómo se transforma esta energía en energía eléctrica?
¿Cuántas represas hidroeléctricas están en funcionamiento en la actualidad en nuestro país?
¿Cuánto es la potencia promedio que producen?
Busquen sus principales ventajas y desventajas
Link recomendado: Central hidroeléctrica
Grupo 2: energía solar
¿Qué es una celda fotovoltaica?
¿Cuál es el recurso natural aprovechado por las celdas solares?
¿Cuáles son los distintos tipos de energía solar que pueden aprovecharse?
¿Qué tipo de energía es la aprovechada en cada uno de los casos anteriores?
¿Cómo se transforman estas energías en energía eléctrica?
Busquen sus principales ventajas y desventajas.
Link recomendado: Célula fotoeléctrica
Grupo 3: energía eólica
¿Cuál es el recurso natural aprovechado por la energía eólica?
¿Qué tipo de energía es la aprovechada?
¿Cómo se transforma esta energía en energía eléctrica?
¿Cuál es la potencia promedio producida por un aerogenerador?
¿Cuántos molinos serían necesarios para abastecer el consumo de energía de Buenos Aires?
Links recomendados: ¿Cuánta potencia desarrolla un aerogenerador? (I), ¿Cuánta potencia desarrolla un aerogenerador? (II)
Grupo 4: energía geotérmica
¿Cuál es el recurso natural aprovechado por una central geotérmica?
¿Qué tipo de energía es aprovechada?
¿Cómo se transforma esta energía en energía eléctrica?
¿A qué profundidades se trabaja?
¿Cuáles son las temperaturas a las que se encuentra el vapor de agua a esas profundidades?
Links recomendados: Energía geotérmica, Manual de Buenas Prácticas – Energía geotérmica, Energía geotérmica: ¿dónde y quiénes la utilizan?
Grupo 5: energía mareomotriz
¿Qué fenómeno de la naturaleza se utiliza para obtener este tipo de energía?
¿Cuál es fenómeno físico que da origen a las mareas?
¿Qué tipo de energía es aprovechada?
¿Cómo se transforma esta energía en energía eléctrica?
¿Cuánto es la potencia promedio que se genera a partir de esa energía?
Links recomendados: Energía mareomotriz, Energía mareomotriz en TextosCientíficos.com
Grupo 6: energía de combustibles fósiles
¿Qué tipo de combustibles fósiles se utilizan?
¿Qué tipo de energía es aprovechada?
¿Cómo se transforma esta energía en energía eléctrica?
¿La utilización genera daños ambientales?
¿Cómo se obtienen los combustibles fósiles?
Links recomendados: Combustible fósil, Combustibles fósiles, Inge Thiel
Grupo 7: energía de fisión nuclear
¿Cuál es el recurso natural aprovechado por una central nuclear?
¿Qué tipo de energía es aprovechada?
¿Cómo se transforma esta energía en energía eléctrica?
¿Qué país posee más centrales nucleares? ¿Cuántas?
¿Cuáles son los riesgos de utilizar este tipo de energía?
Links recomendados: Fisión nuclear, Reactores nucleares, Energía nuclear
Grupo 8: energía de fusión nuclear
¿Qué combustible es necesario en el proceso de la fusión nuclear?
¿Es un recurso renovable?
¿Qué se obtiene de la fusión de dos átomos de hidrógeno?
¿Cuánta energía se necesita para una fusión?
¿Cuánta energía se libera en el proceso?
¿Cuáles son los problemas actuales para la producción de este tipo de energía?
Links recomendados: Fusión nuclear, Reacciones nucleares, La fusión nuclear argentina
Actividad 2:
1. Investiguen los diferentes procesos y leyes físicas que están involucrados en la producción de energía. Para eso, divididos en los grupos que formaron en la Actividad 1, realicen un diagrama indicando los distintos tipos de energía que están involucrados en la generación de electricidad y los procesos por los cuales estas se transforman en energía eléctrica.
A continuación hay un ejemplo relacionado con la energía solar (noten que en el diagrama los distintos tipos de energía están recuadrados, mientras que los procesos están contenidos dentro de las flechas).
Ejemplo: Energía solar termoeléctrica
Links recomendados: 1, 2, 3 y 4
Actividad 3:
1. Expongan lo investigado en las actividades 1 y 2. Para eso, cada grupo puede utilizar un proyector o subir las distintas presentaciones al servidor, para que todos los alumnos puedan observar las diapositivas mientras se realizan las exposiciones.
a) Entre todos, debatan sobre cuál es el método de generación eléctrica más conveniente, teniendo en cuenta factores económicos, ambientales y sociales.