Enciendes la luz y llega electricidad que se produjo hace una fracción de segundo en una central a cientos de kilómetros: quizá un parque eólico, quizá una central de gas. En esta unidad sigues la energía de punta a punta: qué es y cómo se transforma, de qué fuentes sale, cómo funcionan las centrales y la red, cuánto gasta tu casa y cómo se diseña una casa que casi no necesita calefacción. Mira el mapa completo antes de empezar y vuelve aquí siempre que te pierdas. El bloque marcado con ⊕ es de ampliación, para 1.º de Bachillerato.
La energía es la capacidad de producir cambios: mover, calentar, iluminar. No se crea ni se destruye: se transforma, y en cada transformación una parte se pierde, casi siempre como calor.
Formas, unidades y transformaciones · 5 conceptos
El viento, cinética; el embalse, potencial
1 kWh = 3,6 MJ
Potencia por tiempo
La bombilla: eléctrica → luminosa
η = útiltotal, siempre menos de 1
Renovables, no renovables y el mix · 4 conceptos
Sol, viento, agua, biomasa, mareas, geotermia
Carbón, petróleo, gas natural, uranio
En 2024, el 56,8 % renovable
El viento no se enciende cuando quieres
Cómo se produce y llega la electricidad · 5 conceptos
Lo que tienen casi todas
Vapor a presión: de un 33 a un 58 % aprovechado
P = ρ · g · Q · h · η
El viento, al cubo; el panel, sin turbina
A 400 000 V para perder poco
Consumo, factura y ahorro · 5 conceptos
W y kWh
Punta, llano y valle
Potencia, energía, impuesto e IVA
Salta si pasas de lo contratado
LED, regleta, el valle, la etiqueta
Ahorro de energía en los edificios · 5 conceptos
Entra el sol bajo del invierno
Tapa el sol alto del verano
Una U pequeña: se escapa poco calor
Muros gruesos y fachadas claras
De la A a la G, en kWh/m² al año
1.º de Bachillerato · 4 conceptos
La punta, al anochecer en invierno
Lo marca la más cara que entra
Bombeo y baterías
Unos 1600 kWh al año por kWp en Murcia
¿Por dónde empiezo? Por el bloque 1. Las ramas van en orden: primero qué es la energía y cómo se transforma, luego de dónde sale, cómo se produce la electricidad y cómo llega a casa, cuánto gastamos y cómo ahorrar, y al final cómo se diseña un edificio que casi no gasta. Si estás en 1.º de Bachillerato, termina con el mercado eléctrico.
Lo que vas a usar en toda la unidad, en una hoja. Las cifras de las centrales son las mismas que las del laboratorio.
| Qué | Fórmula | Unidades |
|---|---|---|
| Energía consumida | E = P · t | kW · h = kWh; 1 kWh = 3,6 MJ |
| Rendimiento | η = E útilE total | sin unidades; en %, por 100 |
| Rendimiento en cadena | η = η1 · η2 · η3 | se multiplican |
| Central térmica | P = ṁ · PCI · η | kg/s · MJ/kg = MW |
| Hidroeléctrica | P = ρ · g · Q · h · η | ρ = 1000 kg/m³, g = 9,81 m/s²; sale en W |
| ⊕ Eólica | P = ½ · ρ · A · v³ · Cp | ρ del aire = 1,225 kg/m³; Cp nunca pasa de 0,59 |
| Fotovoltaica | P = G · A · η | G en W/m² (a pleno sol, unos 1000) |
| Coste | coste = E · precio | kWh · €/kWh |
| CO₂ | CO₂ = E · factor | kWh · g/kWh; carbón 820, gas 490, eólica 11 |
Suena el despertador, enciendes la luz, desayunas una tostada y coges el autobús. En diez minutos has usado energía eléctrica, luminosa, química (la de la tostada y la del gasóleo) y cinética (la del autobús). Es la misma energía cambiando de forma, una y otra vez. ¿Se gasta? ¿Adónde va?
La energía es la capacidad de un cuerpo o de un sistema para producir cambios: moverse, calentarse, iluminar, deformarse. En el Sistema Internacional se mide en julios (J).
La energía es siempre la misma, pero se presenta de maneras distintas según lo que la produce. Estas son las que más vas a usar:
| Forma | La tiene… | Ejemplo |
|---|---|---|
| Cinética | lo que se mueve | el viento, el agua de un río, un coche |
| Potencial | lo que está en alto (o un muelle estirado) | el agua de un embalse |
| Térmica | lo que está caliente | el vapor de una caldera |
| Química | las sustancias, en sus enlaces | el carbón, la gasolina, los alimentos, una pila |
| Eléctrica | las cargas que se mueven por un circuito | la que llega por el enchufe |
| Radiante (luminosa) | la luz y las demás radiaciones | la del sol |
| Nuclear | el núcleo de los átomos | el uranio de una central nuclear |
El julio es pequeño: subir un libro de un kilo a una estantería de un metro cuesta unos 10 J. Por eso la electricidad se cuenta en kilovatios hora (kWh), que es lo que gasta un aparato de 1000 W funcionando una hora. Lo que gasta un aparato depende de su potencia (lo deprisa que usa la energía, en vatios, W) y del tiempo que funciona:
| Unidad | Dónde se usa | Equivale a |
|---|---|---|
| julio (J) | la del Sistema Internacional | 1 W durante 1 s |
| kilovatio hora (kWh) | la factura de la luz | 1 kWh = 3 600 000 J = 3,6 MJ |
| caloría (cal) | la etiqueta de los alimentos (en kcal) | 1 cal = 4,18 J |
| tonelada equivalente de petróleo (tep) | las estadísticas de un país | 1 tep = 11 630 kWh |
La energía no se crea ni se destruye: se transforma (es el principio de conservación). Pero en cada transformación una parte acaba como calor que ya no sirve para lo que queríamos: una bombilla incandescente se calienta, un motor también. La parte que sí aprovechamos, comparada con la que entra, es el rendimiento:
Una central eléctrica es una cadena de transformaciones. En una hidroeléctrica, el agua del embalse tiene energía potencial; al bajar por la tubería gana velocidad (cinética), mueve la turbina (mecánica) y la turbina mueve el alternador, que da la electricidad:
Y el diagrama de Sankey dibuja adónde va la energía: de lo que entra en una central térmica de carbón, solo un 38 % sale como electricidad; el resto se va en calor.
El diagrama de Sankey de la central de carbón del laboratorio: el ancho de cada banda es proporcional a la energía.
La energía no se gasta: se transforma. Lo que se «pierde» es la parte que acaba como calor que no aprovechamos. Por eso ningún aparato ni ninguna central tiene un rendimiento del 100 %.
Cubren las tres ideas del bloque: las formas, las unidades y las transformaciones con su rendimiento.
1. ¿Qué forma de energía guarda una pila nueva, todavía sin usar?
2. La nevera de una casa gasta 2,5 kWh en una semana. ¿Cuántos megajulios (MJ) son?
3. Une cada aparato con la transformación que hace. Pulsa uno de la izquierda y luego su pareja de la derecha.
4. Un radiador de 1500 W está encendido 2 horas. ¿Cuántos kWh gasta?
5. Un motor eléctrico recibe 800 J de electricidad y da 600 J de energía mecánica. ¿Qué rendimiento tiene, en %?
6. Ordena estas cantidades de energía de menor a mayor. Cuidado con las unidades.
En 2024 el viento volvió a ser la primera fuente de electricidad de España, y más de la mitad de la luz que encendimos salió de fuentes que no se agotan. Pero en la Región de Murcia, con todo su sol, la mayor parte de la electricidad todavía sale de quemar gas. ¿De dónde viene la energía que usamos, y por qué no es toda renovable?
Una fuente de energía es un recurso natural del que se obtiene energía útil. Es renovable si se repone a la escala de la vida humana (el sol, el viento, el agua, la biomasa) y no renovable si se agota porque tardó millones de años en formarse (el carbón, el petróleo, el gas natural) o porque es un mineral escaso (el uranio).
| Fuente | Tipo | A favor | En contra |
|---|---|---|---|
| Carbón | no renovable | barato y fácil de almacenar | el que más CO₂ suelta; contamina el aire |
| Petróleo y gas natural | no renovables | mucha energía en poco volumen; el gas se enciende rápido | CO₂; hay que importarlos |
| Uranio (nuclear) | no renovable | mucha energía y casi sin CO₂ | residuos radiactivos durante miles de años |
| Agua (hidráulica) | renovable | se enciende cuando hace falta; dura décadas | los embalses inundan valles; depende de la lluvia |
| Viento (eólica) | renovable | barata y limpia | no sopla siempre; impacto en el paisaje y en las aves |
| Sol (solar) | renovable | abundante en el sur de España; los paneles, en cualquier tejado | de noche, nada; ocupa mucho suelo |
| Biomasa | renovable | aprovecha restos de poda y del campo | suelta humo; hay que replantar lo que se quema |
| Geotérmica y mareas | renovables | constantes y limpias | solo en pocos sitios del mundo |
El mix es el reparto de la electricidad de un país entre sus fuentes. Estos son los datos de Red Eléctrica de 2024:
Sumando todas las renovables, en 2024 el 56,8 % de la electricidad de España fue renovable. En la Región de Murcia el reparto es muy distinto: el ciclo combinado (gas) produjo el 45,8 %, la solar fotovoltaica el 32,8 %, la cogeneración (fábricas que hacen a la vez calor y electricidad) el 15,2 % y la eólica el 4,4 %; la parte renovable fue el 39 %, su récord. En el valle de Escombreras, en Cartagena, hay varias centrales de ciclo combinado, y cada año se instalan más paneles en los campos y en los tejados de la región. Además, la región consume más electricidad de la que produce: en 2024 generó 8081 GWh y gastó 9215.
Fuente: Red Eléctrica, «El sistema eléctrico español», nota de prensa de la Región de Murcia (18-3-2025) y REData, datos de 2024. Ojo al leer la nota: su titular, «un tercio» (33,2 %), es solo la parte solar.
Una central es gestionable si se puede encender y apagar cuando hace falta: el gas, el carbón, el agua de un embalse. La eólica y la solar no lo son: producen cuando hay viento o sol, no cuando lo pedimos. Por eso una red con muchas renovables necesita almacenar energía (centrales de bombeo, baterías) o tener centrales de respaldo.
Y no todas contaminan igual. El CO₂ que suelta cada kWh, contando todo su ciclo de vida (construirla, el combustible, desmontarla), según el IPCC:
| Carbón | Ciclo combinado | Biomasa | Solar FV | Hidráulica | Nuclear | Eólica |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 820 | 490 | 230 | 48 | 24 | 12 | 11 |
Las renovables no se agotan y casi no sueltan CO₂, pero el viento y el sol no se encienden cuando queremos. Por eso el reto no es solo poner más paneles y molinos: es tener energía a todas horas.
En «Centrales», pulsa «Compara las once»: verás cuáles son renovables, cuáles se pueden encender cuando hace falta y cuánto CO₂ suelta cada una.
Cubren las tres ideas del bloque: renovables y no renovables, el mix y gestionables o no.
1. ¿Cuál de estas fuentes no es renovable?
2. Une cada fuente con la forma de energía que aprovecha.
3. Un colegio gasta 500 kWh en una semana. Si toda esa electricidad saliera de una central de ciclo combinado (490 g de CO₂ por kWh), ¿cuántos kilos de CO₂ serían?
4. Rellena los huecos:
5. Según Red Eléctrica, ¿qué fuente produjo más electricidad en España en 2024?
6. La Región de Murcia tiene más horas de sol que casi toda Europa y, aun así, en 2024 solo el 39 % de su electricidad fue renovable (en España, el 56,8 %). ¿Por qué crees que pasa? Propón dos medidas para subir esa cifra.
Una central nuclear, una de gas y un embalse no se parecen en nada por fuera. Por dentro, sin embargo, casi todas hacen lo mismo: hacer girar una rueda con palas que mueve un alternador, como la dinamo de una bicicleta pero del tamaño de un autobús. Lo único que cambia es qué empuja esa rueda: vapor, gas caliente, agua o viento.
Una central eléctrica es una instalación que transforma otra forma de energía en electricidad. En casi todas, la energía mueve una turbina y la turbina, un alternador; la solar fotovoltaica es la excepción: convierte la luz en electricidad sin nada que gire.
Una central térmica de carbón, del laboratorio. Abajo, su cadena de transformaciones.
En las térmicas se calienta agua hasta hacer vapor a mucha presión: quemando carbón, biomasa o gas, o con la fisión del uranio en una nuclear. El vapor mueve la turbina, se enfría en el condensador y vuelve a la caldera. Ese enfriamiento es la gran pérdida: entre la mitad y dos tercios de la energía sale como calor por el agua de refrigeración o por las torres. Una térmica de carbón aprovecha un 38 %; una nuclear, un 33 %; un ciclo combinado llega al 58 % porque usa dos turbinas: una de gas y otra de vapor, que aprovecha el calor de los humos de la primera.
En una hidroeléctrica, el agua del embalse baja por la tubería forzada y mueve la turbina. Su potencia depende del caudal (cuánta agua pasa cada segundo) y del salto (la altura que cae). Con 100 m³ por segundo y 100 m de salto da 88,3 MW:
Un aerogenerador frena el viento con sus palas; un multiplicador sube las vueltas y el generador, dentro de la góndola, da la electricidad. Su potencia crece con el cubo de la velocidad del viento: con el doble de viento, ocho veces más. Arranca con 3 m/s y se para por seguridad por encima de 25 m/s. Los paneles fotovoltaicos convierten la luz directamente en electricidad continua, y un inversor la pasa a alterna.
La hidroeléctrica: potencial → cinética → mecánica → eléctrica.
La eólica, con la góndola por dentro.
Junto a la central, una subestación eleva la tensión a 220 000 o 400 000 V: con más tensión, para la misma potencia hace falta menos corriente, y los cables se calientan mucho menos. Las torres de alta tensión forman la red de transporte, que gestiona Red Eléctrica. Cerca de las ciudades, otras subestaciones bajan la tensión para la red de distribución, y los centros de transformación del barrio la dejan en los 230 V del enchufe.
Casi todas las centrales terminan igual: turbina → alternador → transformador. Lo que las distingue es lo que mueve la turbina y cuánta energía se pierde por el camino: las térmicas pierden más de la mitad en calor; la hidroeléctrica, muy poca.
En «Centrales», elige cualquiera de las once y míralas por dentro, moviéndose. Cambia el caudal y el salto de la hidroeléctrica o el viento del aerogenerador y mira cómo cambian la potencia y el diagrama de Sankey.
Cubren las cuatro ideas del bloque: las partes comunes, las térmicas, las renovables y la red.
1. ¿Qué central no tiene turbina?
2. Una minicentral en un río aprovecha un salto de 50 m con un caudal de 20 m³/s y un rendimiento de 0,9. ¿Qué potencia da, en MW?
3. Ordena lo que pasa en una central térmica de carbón, del carbón a tu casa.
4. Un aerogenerador como el del laboratorio (palas de 90 m de diámetro, Cp = 0,45) recibe viento de 8 m/s. Con P = ½ · ρ · A · v³ · Cp y ρ = 1,225 kg/m³, ¿qué potencia da, en MW?
5. ¿Por qué la electricidad viaja por las torres a 400 000 V y no a los 230 V del enchufe?
6. La térmica del ejemplo baja la marcha y quema 40 kg de carbón por segundo (25 MJ/kg, rendimiento 0,38). ¿Qué potencia eléctrica da ahora, en MW?
Cada mes llega a casa la factura de la luz, y casi nadie sabe leerla. ¿Por qué pagas aunque estés de vacaciones? ¿Por qué salta el automático si enciendes el horno y la vitro a la vez? ¿De verdad gasta la tele apagada? En este bloque aprendes a leer la factura y a bajarla.
El consumo de un aparato es la energía que usa: su potencia (en W o kW) por el tiempo que funciona (en horas), en kWh. La potencia contratada es la máxima que puedes usar a la vez; si la pasas, salta el limitador.
La potencia viene en la etiqueta de cada aparato. Lo que gasta depende también de cuánto tiempo funciona: el frigorífico tiene poca potencia, pero está enchufado las 24 horas.
| Aparato | Potencia | Uso típico | Al día |
|---|---|---|---|
| Bombilla LED | 9 W | 5 h | 0,045 kWh |
| Televisor | 100 W | 4 h | 0,4 kWh |
| Frigorífico (clase A) | 17 W de media | 24 h | 0,41 kWh |
| Lavadora | 1000 W | 1 h | 1 kWh |
| Aire acondicionado | 1200 W | 4 h | 4,8 kWh |
| Horno | 2000 W | 20 min | 0,67 kWh |
Muchos aparatos gastan aunque estén «apagados» con el piloto encendido: es el consumo en espera. Una consola que gasta 10 W en espera todo el año son casi 88 kWh, lo mismo que la lavadora en tres meses.
Lo que gasta al mes cada aparato de la casa del laboratorio (la parte clara de cada barra es la espera).
La tarifa doméstica (la 2.0TD) cobra dos cosas. El término de potencia: los kW contratados por los días del mes, gastes o no. Y el término de energía: los kWh gastados, más caros en las horas en que todo el país gasta más. Los tramos, de lunes a viernes, son estos (el fin de semana, todo es valle):
Después se suman el impuesto eléctrico (un 5,11 %), el alquiler del contador y el IVA (un 21 %). Los precios del laboratorio son de ejemplo, parecidos a los de una tarifa regulada de 2025: la de verdad cambia cada hora.
Si lo que enciendes a la vez pasa de la potencia contratada, el limitador (el ICP) corta la luz. Contratar más potencia evita los cortes, pero el término de potencia sube todos los meses. La solución barata: no encender a la vez lo que más gasta.
El horno (2000 W) y la vitro (1800 W) a la vez son 3,8 kW: con 3,45 kW contratados, salta.
Lo que gasta un aparato es E = P · t: importa la potencia, pero también las horas. Para ahorrar, gasta menos (aparatos eficientes, sin espera) y gasta cuando es más barato (en valle).
En «Tu casa», pulsa las acciones de ahorro y mira cómo baja la factura. Cambia las horas de cada aparato y lo que enciendes a la vez, y prueba el reto de bajar a 3,45 kW sin que salte el limitador.
Cubren las ideas del bloque: el consumo, la factura y sus tramos, el limitador y el ahorro.
1. Una bombilla incandescente de 60 W y una LED de 9 W dan la misma luz. ¿Adónde van los otros 51 W de la incandescente?
2. Un aire acondicionado de 1200 W funciona 4 h al día durante 30 días. Si el kWh cuesta 0,15 €, ¿cuánto cuesta ese mes de aire, en €?
3. Una videoconsola gasta 10 W en espera, las 24 horas, todo el año. ¿Cuántos kWh al año son?
4. Rellena los huecos con los tramos de la tarifa 2.0TD:
5. Un mes gastas 60 kWh en punta (a 0,22 €) y 150 kWh en valle (a 0,09 €). ¿Cuánto es el término de energía, en €?
6. Tienes 3,45 kW contratados. Con el horno (2000 W) encendido, pones la vitrocerámica (1800 W). ¿Qué pasa?
Las casas antiguas de la huerta y del campo murciano tenían los muros muy gruesos, encalados de blanco, con ventanas pequeñas y un patio o una parra delante. Nadie tenía aire acondicionado, y dentro se estaba fresco en agosto. No era casualidad: era arquitectura bioclimática antes de que existiera la palabra.
La arquitectura bioclimática diseña los edificios para aprovechar el clima del lugar (el sol, la sombra, el viento, el terreno) y estar a gusto gastando la menor energía posible en calefacción y en refrigeración.
En España, el sol de mediodía está siempre hacia el sur, y su altura cambia con las estaciones. En Murcia (latitud 38°) sube 28,6° en el solsticio de invierno y 75,5° en el de verano. Por eso las ventanas grandes, al sur, dejan entrar el sol bajo del invierno, y un alero encima tapa el sol alto del verano. Al oeste pasa lo contrario: el sol de las tardes de verano entra bajo y de lleno, cuando más calor hace.
Con un alero de 0,7 m, la ventana al sur está en sombra el 100 % en verano y solo el 15 % en invierno.
El calor se escapa por los muros, la cubierta, las ventanas, el suelo y el aire que se renueva. Lo que deja pasar cada metro cuadrado se mide con la transmitancia, U (en W/m²K): cuanto más pequeña, mejor aísla. Un muro de ladrillo sin aislar tiene una U de 1,82; con una capa de aislante de grosor e (en m) baja mucho:
| Muro | U | Vidrio | U |
|---|---|---|---|
| Sin aislar | 1,82 | Simple | 5,7 |
| Con 4 cm de aislante | 0,59 | Doble | 2,8 |
| Con 8 cm | 0,35 | Doble bajo emisivo | 1,6 |
| Con 12 cm | 0,25 | Triple | 0,8 |
La energía que necesita un edificio al año por cada metro cuadrado se resume en una letra, de la A (la mejor) a la G. En el laboratorio la escala es simplificada, para comparar decisiones; el certificado de verdad lo hace un técnico con programas oficiales.
La casa de partida, en Murcia.
Su letra: G.
La energía más barata es la que no hace falta gastar. Con las ventanas al sur y un alero, aislamiento, buenos vidrios, colores claros, inercia y ventilación de noche, una casa en Murcia pasa de la G a la A.
En «Bioclimática», mueve las ventanas de norte a sur, pon y quita el alero, cambia el aislamiento y el vidrio y mira cómo cambia la letra. Prueba también Burgos: allí manda el frío.
Cubren las ideas del bloque: la orientación y el sol, el aislamiento y la inercia, el color y la ventilación.
1. En España, ¿hacia dónde conviene que miren las ventanas más grandes de una casa?
2. Une cada decisión con lo que consigue.
3. A un muro de ladrillo se le pone una capa de 8 cm de aislante. Con la fórmula del apartado 5.2, ¿qué U tiene ahora, en W/m²K? (Ojo: e en metros)
4. Rellena los huecos:
5. ¿Por qué las casas de muros muy gruesos están frescas en verano aunque fuera haga 38 °C?
6. Piensa en tu instituto: ¿hacia dónde miran las ventanas de tu clase?, ¿pasáis calor o frío? Propón dos mejoras bioclimáticas que no cuesten mucho y explica por qué funcionarían.
Un domingo de primavera a mediodía, con mucho sol y viento, el precio de la electricidad en el mercado puede caer a 0 €. Ese mismo martes a las nueve de la noche puede pasar de 100 € por MWh. La electricidad es la misma: lo que cambia es qué centrales hacen falta a cada hora.
En el mercado eléctrico mayorista, cada hora las centrales ofertan cuánta electricidad pueden dar y a qué precio. Las ofertas se ordenan de la más barata a la más cara (orden de mérito) hasta cubrir la demanda, y la última que entra fija el precio para todas: es un mercado marginalista.
La demanda de España baja de madrugada, sube por la mañana y, en invierno, tiene su punta al anochecer, cuando se encienden luces y calefacciones. Primero entran la nuclear (que no puede subir y bajar deprisa) y las renovables que haya ese día; lo que falta lo ponen la hidráulica (que guarda su agua para las horas más caras), lo almacenado y, al final, el ciclo combinado. Si sobra, se guarda o se tira (vertido).
Un martes de invierno con viento medio y el parque de partida del laboratorio, parecido al español. Abajo, el precio de cada hora.
Las renovables ofertan a casi 0 €: no pagan combustible. El gas oferta caro: paga el gas y los derechos de CO₂. Así que cuando el sol y el viento cubren casi todo, el precio cae; cuando hace falta el gas, el gas marca el precio de toda la electricidad de esa hora. En el día del gráfico, el 55 % de la energía fue renovable, se soltaron 88 721 t de CO₂ y el precio medio fue de 89 €/MWh.
| Eólica y solar | Nuclear | Hidráulica | Almacenado | Ciclo combinado | Carbón |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 5 | 60 | 75 | 110 | 150 |
Las centrales de bombeo suben agua cuando sobra electricidad y la dejan caer cuando falta; recuperan unas tres cuartas partes. Las baterías hacen lo mismo en horas. Y con el autoconsumo, una casa o una fábrica pone paneles en su tejado: cada kW de paneles (kWp) da en Murcia unos 1600 kWh al año, y lo que no se gasta se vierte a la red a cambio de un descuento en la factura.
El precio de la luz no lo pone la central más barata ni la media: lo pone la más cara que hace falta a esa hora. Más renovables y más almacenamiento hacen que el gas haga falta menos horas.
En «La red», mueve la hora y mira quién marca el precio. Después prueba los retos: un verano muy renovable, un día sin viento sin carbón o la luz barata de un domingo.
Cubren las ideas del bloque: el viento al cubo, el rendimiento en cadena, el precio marginal y el autoconsumo.
1. Un parque eólico trabaja con viento de 5 m/s. Al día siguiente sopla a 10 m/s y los aerogeneradores no llegan a su tope. ¿Cuántas veces más potencia dan?
2. La caldera de una central rinde 0,90, la turbina 0,40 y el alternador 0,95. ¿Qué rendimiento tiene la central entera, en %?
3. A una hora entran la eólica (oferta 0 €), la nuclear (5 €), la hidráulica (60 €) y un poco de ciclo combinado (110 €). ¿A qué precio cobra la eólica su electricidad?
4. Una familia de Murcia pone 4 kWp de paneles en su tejado. Si cada kWp da 1600 kWh al año, ¿cuántos kWh producirá en un año?
5. El reactor de una central nuclear da 2900 MW térmicos y la central rinde 0,33. ¿Cuántos MW eléctricos da?
6. Ordena las ofertas del laboratorio como entran en el mercado: de la primera (la más barata) a la última.
Veinte preguntas que mezclan los seis bloques, en cinco partes. Casi nada se parece a lo que ya hiciste: situaciones nuevas, datos de tu región y cuentas de la vida real. La parte E es de 1.º de Bachillerato. Si fallas una, el comentario te dice a qué bloque volver.
1. Lanzas una pelota hacia arriba: mientras sube va frenando, arriba se queda quieta un instante y luego cae cada vez más deprisa. ¿Qué le pasa a su energía?
2. Cargas un patinete eléctrico por la noche y por la mañana vas con él al instituto. ¿Qué cadena de transformaciones hay desde el enchufe hasta la rueda?
3. De cada 50 kJ que libera la gasolina al arder dentro de un coche, solo 12,5 kJ acaban empujando las ruedas; el resto calienta el radiador y sale por el tubo de escape. ¿Qué rendimiento tiene ese motor, en %?
4. Une cada unidad con el sitio donde la encontrarías.
5. Una noche de enero, sin una gota de viento, a las nueve todo el mundo enciende la calefacción a la vez. ¿Qué centrales pueden subir su producción en pocos minutos?
6. Una planta solar del Campo de Cartagena tiene 50 000 m² de paneles que convierten el 20 % de la luz. Una mañana de marzo llegan 600 W/m². ¿Cuántos megavatios entrega en ese momento?
7. Un parque de aerogeneradores de 30 MW funciona a tope. Si un hogar medio necesita de media 0,4 kW, ¿a cuántos hogares abastece en ese momento?
8. Ordena estas instalaciones de la que menos CO₂ suelta por cada kWh (contando su ciclo de vida) a la que más.
9. Una familia contrata 5,75 kW para no quedarse a oscuras. El término de potencia cuesta 0,10 € por kW y día. ¿Cuánto paga por ese término en un mes de 30 días, sin haber encendido nada?
10. Un asado pasa 45 minutos en un horno de 2000 W. ¿Qué apuntará el contador?
11. El frigorífico viejo de tu abuela (clase E) gasta 350 kWh al año; uno nuevo de clase A, 150. Si el kWh cuesta 0,15 €, ¿cuánto ahorraría al año cambiándolo?
12. Rellena los huecos:
13. Se construyen dos viviendas idénticas, una en Burgos y otra en Sevilla. ¿Qué diferencia esperas en lo que necesitan?
14. El ático de un bloque tiene la azotea pintada de negro y en agosto es un horno. ¿Qué haría bajar más la temperatura del piso de abajo?
15. Une cada acristalamiento con su transmitancia U (W/m²K).
16. La biblioteca municipal de tu pueblo tiene una pared entera de cristal mirando al oeste, y por las tardes de junio no hay quien estudie. Propón dos soluciones y di por qué funcionan.
17. A pie de presa, el agua cae 120 metros por la tubería y pasan 40 metros cúbicos cada segundo. Con turbinas que rinden un 90 %, ¿cuántos megavatios entrega la central? (g = 9,81)
18. A las cuatro de la madrugada, la demanda se cubre entre los molinos, los reactores y un poco de agua embalsada; las centrales de gas siguen paradas. Con las ofertas del laboratorio, ¿a cuánto se paga el megavatio hora?
19. Una racha triplica la velocidad del aire que llega a las palas de un molino, de 3 a 9 m/s, sin que el molino llegue a su máximo. ¿Por cuánto se multiplica lo que produce?
20. Un domingo de abril a mediodía sobra tanta electricidad solar que se tira y el precio cae a cero. ¿Qué la aprovecharía mejor?
Las empresas pagan a auditores para que les digan dónde se les va la energía y cómo gastar menos. Tú vas a hacer lo mismo con tu casa o con tu aula: apuntar lo que hay, medir lo que gasta, calcular lo que cuesta y proponer mejoras con números. Al final, presentarás un informe que podría bajar la factura de verdad.
Haz la auditoría energética de tu casa o de tu aula: el inventario de aparatos con su potencia y sus horas, el consumo de un mes en kWh, la factura calculada como en el bloque 4, la letra bioclimática aproximada con el laboratorio y tres mejoras con lo que ahorran en kWh, en euros y en CO₂.
No es un tema nuevo: es juntar lo que ya sabes. El consumo es E = P · t (bloque 1), las cuentas de la factura y el ahorro son las del bloque 4, la casa se mira como en el bloque 5 y el CO₂ sale del bloque 2.
| Parte | Qué tiene que cumplir |
|---|---|
| Inventario | Al menos 12 aparatos, con su potencia (de la etiqueta), cuántos hay y las horas al día que funcionan. |
| Medidas | Dos aparatos medidos con un medidor de enchufe, uno de ellos en espera. |
| Cuentas | El consumo de un mes y la factura calculada; compárala con una factura real si la tienes. |
| El edificio | La orientación de las ventanas (con la brújula del móvil), el vidrio y, si se sabe, el aislamiento; su letra en el laboratorio. |
| Mejoras | Tres, cada una con lo que ahorra al año en kWh, en € y en kg de CO₂. |
Así queda el inventario de la casa del laboratorio. El tuyo, con tus aparatos y tus horas.
No abras nunca el cuadro eléctrico ni toques cables: las potencias se leen en las etiquetas y los consumos con un medidor que se enchufa y en el que se enchufa el aparato. En el instituto, las medidas siempre con el profesor delante. Pide permiso en casa antes de apuntar los datos de la factura.
Un medidor de consumo de enchufe (los venden por pocos euros), el móvil con su brújula y un termómetro si quieres ver dónde hace más calor o más frío.
Una hoja de cálculo con una fila por aparato (W, horas, kWh al día y al mes) y el simulador de centrales y energía, en «Tu casa» y en «Bioclimática».
Una presentación o un póster con el gráfico de lo que gasta cada aparato, la factura y las tres mejoras.
⏱ 1 sesión (y casa)
Recorre la casa o el aula y apunta cada aparato, su potencia y cuántas horas funciona al día. No olvides lo que está siempre enchufado: el router, el frigorífico, los cargadores.
Entrega: la tabla del inventario.
⏱ 1 sesión
Con el medidor, mide dos aparatos: uno funcionando y otro apagado con el piloto encendido. Compara lo medido con la etiqueta.
Entrega: las dos medidas con una foto del medidor.
⏱ 1-2 sesiones
El consumo de un mes, repartido en punta, llano y valle, y la factura con sus términos. Mete los datos en «Tu casa» del laboratorio y compara.
Entrega: la hoja de cálculo y la factura calculada.
⏱ 1 sesión
Tres mejoras, por lo menos una del edificio (bioclimática) y otra de hábitos. Para cada una, lo que ahorra al año en kWh, en € y en CO₂, y lo que cuesta.
Entrega: la tabla de mejoras con sus cuentas.
⏱ 1 sesión
Cuenta en cinco minutos qué gasta más, cuánto se paga y qué propones. Defiende tus números.
Entrega: el informe y la presentación.
Cuatro preguntas como las que te harán al presentar. Respóndelas después de la fase 3.
1. El medidor dice que la aspiradora tiene 900 W y en tu casa se usa media hora al día. ¿Cuántos kWh gasta al día?
2. El microondas marca 3 W apagado, con el reloj encendido, las 24 horas. ¿Cuántos kWh gasta al año solo por estar enchufado?
3. Tu factura calculada sale 40 € y la real, 65 €. ¿Qué es lo más probable?
4. ¿Cuál de estas mejoras ahorra sin gastar dinero?
5. Tu familia piensa poner paneles en el tejado. ¿Qué datos de tu auditoría necesitas para saber cuántos kWp poner y si compensa?
Mete tu inventario en «Tu casa» del laboratorio (cambia las horas y añade tus aparatos) y comprueba tu factura antes de presentar.
▶ Abrir «Tu casa» en el simuladorSi lo haces en 1.º de Bachillerato, añade a la memoria el estudio de una instalación de autoconsumo: los kWp, lo que produciría cada mes, qué parte gastarías a la vez y cuánto ahorrarías con los precios del mercado de un día real.