Electricidad: usos y conversión

 

¿Para qué usamos la electricidad?

Debido a su capacidad de adaptación, en el mundo moderno no existe ninguna actividad económica que no utilice la electricidad.

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Fundamental en las fábricas.

En las fábricas

La electricidad tiene muchos usos en las fábricas: se utiliza para mover motores, para obtener calor y frío, para procesos de tratamiento de superficies mediante electrólisis, etc.

Una circunstancia reciente es que la industria no sólo es una gran consumidora de electricidad, sino que, gracias a la cogeneración, también empieza a ser productora.

En el transporte

Gran parte del transporte público (y dentro de él los ferrocarriles y los metros) emplea energía eléctrica. No obstante, se lleva ya tiempo trabajando en versiones eléctricas de los vehículos de gasolina, pues supondrían una buena solución para los problemas de contaminación y ruido que genera el transporte en las ciudades. Incluso es posible (aunque no habitual) emplear la electricidad para hacer volar un avión.

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El aparato de la izquierda, diseñado por la NASA y AeroVironment, convierte energía solar en energía mecánica para volar como un aeroplano, usando la electricidad.

El avión está diseñado para moverse a unos 30 km de altura, a una velocidad de 40 km/h. Tiene un peso de 700 kg, incluyendo unos 100 kg de carga útil. Se cree que podrá sustituir a los satélites en muchas aplicaciones (teledetección y telecomunicaciones).

 

En la agricultura

Especialmente para los motores de riego, usados para elevar agua desde los acuíferos, y para otros usos mecánicos.

En los hogares

La electricidad se utiliza en los hogares para usos térmicos (calefacción, aire acondicionado, agua caliente y cocina), en competencia con otros combustibles como el butano, el gasóleo, el carbón y el gas natural, siendo la única energía empleada para la iluminación y los electrodomésticos.

Ver:  Instalación eléctrica en el hogar

En el comercio, la administración y los servicios públicos

De manera similar a como se utiliza en el hogar, en estos sectores se ha ampliado su uso con la cada vez mayor aplicación de sistemas de procesamiento de la información y de telecomunicaciones, que necesitan electricidad para funcionar.

En medicina

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Electricidad y medicina.

"Tendencias", una revista electrónica de Ciencias, publicó el 14 de marzo de 2008 lo siguiente:

"Aceleran la curación de heridas utilizando la electricidad

"Un equipo de científicos ha descubierto que aplicando señales eléctricas a las heridas se puede controlar el proceso natural de las células que actúan en estas situaciones, lo que significa que es posible dirigir el movimiento celular y la manera de curar las lesiones. Este equipo ha conseguido identificar los genes y moléculas que las células utilizan para detectar los campos eléctricos que “emiten” las heridas.”

Historia

El uso de la electricidad para tratar dolores de cabeza, parálisis, epilepsia y otras muchas dolencias se remonta a la Antigua Roma, donde se utilizaban peces con forma de manta (rayas) que poseen un aguijón con el que liberan descargas eléctricas.

Sin embargo, la literatura médica señala al alemán Johan Gottlob Kruger como el primer científico que teorizó sobre la posible utilidad de la electricidad en el ámbito médico, particularmente para recuperación de miembros paralizados.

Otro de los pioneros en este campo fue el físico norteamericano Edward Bancroft (1744-1820), quien probó descargas eléctricas como método terapéutico para pacientes con gota, dolor, parálisis, dolores de cabeza y fiebres.

El científico inglés George Adams (1.750-1.795) publicó a su vez en 1784 un trabajo sobre medicina y electricidad titulado Essay on Electricity: Explaining the Theory and Practice of that Useful Science, and the Mode of Applying it to Medical Purposes. En aquella época incluso se pensó en resucitar a los muertos a través de descargas eléctricas.

En el siglo XX proliferan distintos sistemas que supuestamente producen efectos terapéuticos mediante la electricidad. Min Zhao es autor de diversos artículos sobre las ventajas de la electricidad para tratamiento de enfermedades de la córnea, la división celular y determinados tratamientos vasculares.

¿Cómo la usamos?

La electricidad debe ser convertida en otras formas de energía para que se pueda realizar un trabajo útil. Hay cuatro formas de convertir la electricidad para su uso: Se puede convertir en movimiento, en calor o frío, en luz y en energía química.

Pero también se emplea para amplificar y procesar señales portadoras de información, en la gran rama de la electricidad aplicada que llamamos electrónica.

Conversión de la electricidad en movimiento: los motores eléctricos

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Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica y se encuentran en todas partes: en las locomotoras del ferrocarril, el compresor del refrigerador o en un mecanismo del reproductor de video. Se pueden construir en todos los tamaños imaginables, y son mucho más adaptables, silenciosos y menos contaminantes que los motores de vapor o de explosión, gasolina o diesel.

A la izquierda: Un motor eléctrico clásico desmontado, que permite ver sus partes fundamentales.


¿Cómo funciona un motor eléctrico?

Un motor eléctrico no es más que un generador funcionando a la inversa, que absorbe corriente eléctrica para producir movimiento.
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Conversión de la electricidad en energía térmica: calor y frío

electricidadUsos006 La electricidad puede utilizarse para producir calor y frío: calefacción, refrigeración, aire acondicionado, agua caliente y cocina.

La gran resistencia que opone un cable muy fino al paso de la corriente eléctrica genera calor. Esta propiedad se usa en todo tipo de estufas y radiadores. Los hornos de microondas son algo más sofisticados: la corriente eléctrica induce la formación de ondas de alta frecuencia al pasar por un magnetrón.

Para producir frío, la electricidad debe seguir un camino distinto: un motor eléctrico que hace funcionar un compresor, parte de un circuito cerrado de circulación de un gas. El gas comprimido, al expandirse en otro compartimiento del circuito, roba calor de su entorno (por ejemplo, del interior de un frigorífico), provocando un enfriamiento. El gas es nuevamente comprimido y cede el calor que robó al exterior del aparato. El ciclo expansión-compresión prosigue indefinidamente.

 

Conversión de la electricidad en luz: iluminación

Existen dos métodos de producir luz a partir de la electricidad:

Las lámparas de incandescencia utilizan la propiedad de algunos materiales de emitir luz cuando la corriente eléctrica los calienta a elevadas temperaturas. Esto ocurre en el filamento de las ampolletas convencionales. Por desgracia, el proceso emite tanta luz como calor, por lo que es poco eficiente. electricidadUsos007

electricidadUsos008 Las lámparas de fluorescencia aprovechan la propiedad de ciertos materiales de emitir luz cuando incide sobre ellos un flujo de electrones. El proceso es mucho más "frío" que en el caso anterior y, por lo tanto, más eficiente.

 

Conversión de la electricidad en energía química: electrólisis

La corriente eléctrica separa el sulfato de cobre en sus componentes. El cobre liberado es atraído por la carga eléctrica de la placa de metal y se deposita sobre ella como una fina capa de cobre metálico. electricidadUsos009

 

La electricidad sirve para procesar información: electrónica

Además de convertirse fácilmente en cualquier tipo de energía final que deseemos —movimiento, calor y frío, luz y energía química—, la electricidad es el vehículo imprescindible para transmitir, amplificar y procesar señales en radios, televisores, computadores y, en general, en todos los aparatos que soportan nuestra sociedad de la información.

Esto se consigue construyendo circuitos eléctricos de la complejidad requerida. Los circuitos reciben una señal de entrada —puede ser una onda de radio o una pulsación del teclado de un computador— y proporcionan una señal de salida modificada.

La modificación más simple puede ser amplificar la señal, para que una onda de radio débil que llega a nuestra cadena de música se convierta en un potente sonido saliendo de los altavoces. Entonces decimos que el circuito funciona como amplificador.

Algunas modificaciones más complejas de la señal de entrada, permiten realizar diversos cálculos. El ejemplo más sencillo es un circuito con dos interruptores en serie y otro que los coloca en paralelo. Ambos procesan la información de manera diferente y se llaman puertas lógicas ("puertas" con lógicas o comportamientos diferentes).

En la práctica, el procesado de información requiere de interruptores ultrarrápidos, capaces en encenderse y apagarse millares de veces por segundo. Esta es la función que cumplen los transistores.

Un paso más consiste en imprimir millones de transistores unidos por conexiones muy complejas sobre capas de materiales conductores. Entonces tenemos un chip.

Conectando a su vez millares de chips, y con la programación adecuada, podemos procesar las entradas de información al sistema de la manera que deseemos. El caso más simple puede ser sumar 1+1, obteniendo de salida "2". Los ordenadores más complicados son capaces de digerir millones de datos de presión, temperatura, velocidad del viento, etc., procedentes de distintos lugares, así como proporcionar mapas de pronósticos del tiempo a dos o tres días vista. electricidadUsos010

 

Ver: Imanes

Fuente Internet:

http://www.unesa.net/unesa/html/sabereinvestigar/largoviaje/usamos.htm

http://www.epec.com.ar/PaginaOficial/La%20electricidad.pdf

http://www.tendencias21.net/Aceleran-la-curacion-de-heridas-utilizando-la-electricidad_a1097.html

Ver, en Internet:

http://www2.ubu.es/ingelec/ingelect/HistI.pdf