¿Qué es la energía térmica?
La energía térmica es aquella que contiene un cuerpo y que le dota de temperatura. Al entrar en contacto con otros cuerpos, existe un trasvase de calor, una transmisión térmica que cambiará el estado calorífico de los dos elementos.
Puede haber muchos ejemplos y pronto los veremos, pero lo básico del concepto de energía térmica es que el calor es el flujo mediante el que se da todo el proceso.
¿Cómo funciona la energía térmica?
La energía térmica funciona a través del trasvase térmico. Si un cuerpo está muy caliente, sus partículas internas serán inestables y se moverán a gran velocidad. Si entra en contacto con otro cuerpo, irá perdiendo calor y sus partículas irán estabilizándose, al tiempo que ocurrirá lo contrario en el segundo cuerpo. Para entender cómo funciona la energía térmica es conveniente referirnos a los distintos tipos de transmisión. Así pues, el calor puede trasladarse de un cuerpo a otro por:
- Radiación. Las ondas electromagnéticas hacen que el calor se propague al aire. Hay ejemplos muy ilustrativos, como un simple radiador. También el sol produce radiación que puede ser aprovechada a través de paneles solares para obtener energía térmica.
- Conducción. La conducción se da cuando un cuerpo es más caliente que otro hasta que, por contacto, sus temperaturas llegan a ser iguales. El proceso de conducción no puede darse si los dos cuerpos parten con la misma temperatura.
- Convección. En este caso, existe un desplazamiento de las partículas calientes en un espacio más frío. Un ejemplo es el aire cálido.
¿Cómo se transforma la energía térmica?
La energía térmica se transforma a través de motores o sistemas mecánicos. Sirvan ejemplos el motor de un coche o los paneles solares. En este último caso, la luz solar se refleja en el revestimiento de silicio del panel. Al tener los electrones de la radiación carga negativa, les atrae la carga positiva del silicio y así el calor solar se transmite al sistema.
Usos y ejemplos de energía térmica
Como hemos visto, las fuentes de energía térmica pueden ser muy diversas. Ahora vamos a ejemplificar con situaciones y objetos cotidianos:
- Agua hervida. Es uno de los ejemplos más claros y didácticos. Si ponemos una cazuela con agua a calentar en la cocina, a medida que aumenta el calor del líquido se acelera el proceso.
- Naturaleza. La propia naturaleza y, claro está, dentro de ella el sol, son ejemplos claros de fuentes de energía térmica. El ejemplo de las placas solares puede hacerse extensivo a cualquier otro objeto, aunque no esté preparado para transformar la energía.
- Calentador. Los calentadores y calderas para agua caliente sanitaria, también utilizan la energía calorífica para producir calor. Ya sea a través de las conducciones de ACS o calefacción, es uno de los usos más frecuentes que se le da a la energía térmica.
- Procesos exotérmicos. Se trata de una reacción química mediante la que se genera energía en forma de calor o, bien, de luz. El ejemplo más ilustrativo es la quema de cualquier combustible.
- Reacción nuclear. Otro de los usos y ejemplos de la energía térmica es la reacción nuclear. Se da cuando se produce la fusión del núcleo, es decir, cuando dos átomos de la misma carga se combinan para que su núcleo resulte más pesado. Durante el proceso, se liberan enormes cantidades de energía.
- Rozamiento. El rozamiento es uno de los ejemplos más ilustrativos sobre energía térmica. Al frotarse las manos se produce un aumento de calor por rozamiento, así como cuando se taladra, la broca se calienta a veces a temperaturas elevadas.
Tipos de energía térmica limpia
Podemos considerar dos tipos principales de energía térmica limpia. Por un lado, la energía solar térmica y, por el otro, la energía geotérmica.
En cuanto a la energía térmica procedente del sol, también llamada energía solar, ya hemos comentado a grandes rasgos el funcionamiento de los paneles solares. Es un tipo de energía que puede usarse tanto para viviendas como para empresas. Se trata de uno de los tipos de energía renovable con más seguidores en la actualidad, tanto entre especialistas como entre usuarios. Las inversiones en I+D para obtener los mejores resultados cada vez son más frecuentes por parte de empresas que saben el potencial de una energía totalmente verde. A diferencia de la energía hidráulica, por ejemplo, que no puede considerarse completamente verde, la solar produce electricidad sin que existan en el proceso agentes químicos de ningún tipo. Además, no genera residuos tóxicos y, lo que es más importante, alivia al planeta de la dependencia de los combustibles fósiles. El petróleo tiene un límite, y la energía térmica solar se posiciona como una de las soluciones más interesantes a corto, medio y largo plazo.
Por su parte, la energía geotérmica se obtiene del calentamiento interior de la tierra. Tiene puntos en común con la energía solar térmica y con la hidráulica, ya que la energía cinética está presente en todo el proceso, solo que en este caso es el calor de las capas inferiores del planeta el que entre en juego para lograr energía.
El calor que genera la tierra es tomado por generadores, pasando a convertirse en energía mecánica. Cuando se procesa en las plantas geotérmicas, se genera la electricidad. Es un tipo de energía limpia y renovable, cuyo ejemplo más relevante está en Islandia; la central Hellisheiði Power Station tiene la capacidad de proporcionar 300 MW. En el mundo hay medio millar de centrales geotérmicas, aunque por el momento ninguna en España.
Ventajas y desventajas de la energía térmica
Las ventajas y desventajas de la energía térmica dependen de cómo se produzca. Si se obtiene de fuentes como el sol, los beneficios son evidentes:
- No origina impacto medioambiental. La energía producida por el sol es totalmente limpia, no deja huella medioambiental ni rastros de dióxido de carbono.
- Es barata. Hay razones puramente medioambientales para la instalación de sistemas de energía térmica solar, pero también económicas, ya que los rayos del sol, obviamente, no cuestan dinero.
- No origina ruidos ni molestias. Al contrario que otros sistemas de energía, la térmica que proviene de fuentes renovables o inagotables, es más eficiente también en cuanto al ruido que produce, el mantenimiento que necesita, en suma, el sistema resulta más cómodo tanto a los usuarios como a los vecinos que puedan encontrarse en las inmediaciones.
Las desventajas de la energía térmica solo se producen cuando esta se transforma mediante medio no limpios, por ejemplo, la energía nuclear o plantas térmicas no verdes. En este último caso, los gases calientes son responsables del efecto invernadero. En el caso de las centrales nucleares, además de los riesgos potenciales, existe impacto medioambiental al producirse residuos tóxicos nucleares.
¿Qué es un horno solar?
Un horno solar es uno de los sistemas más ventajosos cuando nos referimos a energía térmica. Se trata de un sistema que se sirve de la energía del sol, pero en vez de utilizar paneles solares utiliza reflectores parabólicos cuya temperatura puede llegar a los 3500 ºC.
A partir del funcionamiento de un horno solar, puede no solo generarse electricidad, también es posible fundir metales pesados, como el acero. Una de las estructuras de aprovechamiento solar más impresionantes del mundo está en los Pirineos franceses, concretamente en Font-Romeu-Odeillo-Via.
Centrales térmicas en España
En nuestro país existen decenas de centrales térmicas, situadas en la práctica totalidad de las comunidades autónomas. En 2005, generaban el 60% de energía eléctrica en España. Sin embargo, la fuente energética ha ido modificándose. Por ejemplo, el carbón como combustible para centrales térmicas ha ido dando paso a otros combustibles, como el gas. De hecho, cerrar las centrales térmicas de carbón fue un trámite que dio comienzo en 2010.
Las razones son varias, entre ellas el precio del carbón respecto al gas y, también, las emisiones contaminantes de este combustible fósil. Un ejemplo es la central térmica de As Pontes de A Coruña, Galicia. Es una de las más potentes de España, con 2338 MW, combinando ciclos de gas natural y carbón. Pero también es de las más contaminantes, por lo que la compañía responsable de su explotación ha tenido que verse forzada a retirar el carbón del ciclo combinado hasta que sea sustituido totalmente.
La energía térmica puede aprovecharse de muchas maneras. Lo importante es que se aúnen eficiencia y respeto al medio ambiente. Tanto para la instalación de paneles solares, como de cualquier otro sistema que se sirva de la energía térmica, es necesario contar con profesionales especializados.
Especialmente en el ámbito de los montajes de paneles solares para empresas, las compañías que se dedican a estas instalaciones han crecido exponencialmente. También las que se dedican a pequeñas instalaciones térmicas, como paneles solares domésticos, han proliferado. Por eso hay que saber elegir bien antes de hacer instalar sistemas de capación térmica, sea solar o de cualquier otro tipo.
Si tienes previsto montar sistemas de solares en tu casa o empresa, contacta exclusivamente con técnicos que te aseguren un aprovechamiento óptimo. Como ya queda claro, la energía térmica puede obtenerse a través de muchas fuentes. La tendencia es que los combustibles fósiles sean cada vez más relegados en favor de las fuentes más limpias.