Què és l'energia elèctrica? Tipologies i aplicacions

L'electricitat és una forma d'energia que sorgeix de la diferència en el potencial elèctric entre dos punts específics, aconseguida en enllaçar-los a través d'un conductor elèctric. Aquest contacte genera un corrent elèctric, que implica la transferència de càrregues negatives (electrons) a través d'un material conductor, generalment un metall. Aquest flux es desplaça des del lloc de generació i/o emmagatzematge fins al punt de consum. Amb freqüència, l'energia elèctrica generada es transforma en altres manifestacions energètiques, com pot ser la lluminosa, mecànica o tèrmica.

La generació d'energia elèctrica engloba tots els processos que possibiliten la conversió de les fonts d'energia primària, presents a l'entorn natural, en energia elèctrica utilitzable. LL’augment exponencial en el consum d'energia experimentat en les darreres dècades ha portat a un increment significatiu en la producció d'energia elèctrica, una tendència que s'espera que continuï creixent en els propers anys. En aquest sentit, l'Agència Internacional de l'Energia (AIE) projecta un augment del 60 % en el consum d'energia a nivell mundial durant les properes tres dècades.

Davant la creixent demanda d'energia i en un món cada vegada més preocupat pel medi ambient i els efectes climàtics associats a les emissions de CO₂, el debat al voltant dels mètodes de generació d'energia elèctrica ha adquirit una gran rellevància, sobretot pel que fa a aquelles provinents de fonts d'energia renovable.

Tipus d'energia elèctrica segons la seva forma

Si parlem dels tipus d'energia elèctrica, hi ha diverses classificacions per organitzar-los en funció de criteris diferents. Si es pren com a element diferenciador les formes que adquireix l'energia, en podem distingir tres tipus: 

L'energia estàtica és el resultat de l'acumulació de càrrega elèctrica en una zona específica, normalment a la superfície dels objectes. Aquest fenomen passa quan els electrons es desplacen d'una superfície a una altra a través del contacte, especialment en materials aïllants. Quan dues superfícies aïllants entren en contacte, poden acumular càrrega elèctrica, donant lloc al que un objecte tingui una càrrega positiva (per perdre electrons) i un altre una càrrega negativa (per guanyar electrons).

Entre les seves aplicacions, hi ha diversos usos pràctics, com ara la xerografia per a impressió làser, on carrega el tambor fotosensible i atrau el tòner. També s'utilitza en filtres d'aire per millorar l'eficiència de filtració en atraure partícules amb càrrega elèctrica. En laplicació de pintures automotrius, l'electricitat estàtica assegura una distribució uniforme de les partícules de pintura, assolint un acabat d'alta qualitat.

Al costat oposat, hi ha l'energia dinàmica. Els electrons s'alliberen d'una substància, en general, a l'interior d'un generador elèctric. Aquest procés pot involucrar diverses fonts d'energia, com ara la combustió de combustibles fòssils, l'energia hidroelèctrica i l'energia eòlica, entre d'altres. L'alliberament d'electrons crea un flux de càrrega elèctrica. Existeixen dos tipus d'energia dinàmica: el corrent altern i el corrent continu. 

L'electricitat dinàmica té diverses aplicacions, com ara els circuits elèctrics, on és essencial per al funcionament d'electrodomèstics, sistemes automotrius i altres dispositius. Els sistemes de transmissió d'electricitat on s'empra corrent altern per transmetre electricitat eficientment des de centrals elèctriques a llargues distàncies.

Finalment, l'energia electromagnètica es manifesta a través de les ones de camps elèctrics i magnètics que es propaguen a l'espai, movent-se a la velocitat de la llum. L'àrea on existeixen aquestes ones s'anomena camp electromagnètic. Tot i que el sol és la principal font natural d'energia electromagnètica, les activitats humanes també generen significatives quantitats de radiació electromagnètica artificial en el nostre entorn.

Alguns dels entorns on trobem energia electromagnètica són: les línies de mitjana i alta tensió, els transformadors elèctrics, alguns electrodomèstics com les neveres, els assecadors de cabell. També hi és present l'energia electromagnètica en dispositius electrònics com ara ordinadors, sistemes d'alarma, ràdios, televisors, telèfons mòbils i sense fil, microones, wifi o bluetooth.

Mètodes per generar energia elèctrica

La manera com s'adquireix l'energia no és l'únic mètode que existeix per classificar els diversos tipus d'energia elèctrica. Existeixen diferents mètodes de generació d'energia elèctrica per al consum que també ens serveixen per diferenciar-los i que s'engloben en dos grans grups: 

Generació d'energia elèctrica renovable:  

Les energies renovables provenen de fonts naturals, com la força del vent, l'energia de l'aigua o la calor solar. Són fonts inagotables i respectuoses amb el medi ambient. A Espanya, el 46 % de l'energia que s'utilitza és renovable. Alguns exemples de fonts renovables inclouen:

• Energia eòlica: es genera a través d'aerogeneradors en parcs eòlics, que transformen l'energia cinètica del vent en electricitat. Tot i que és inagotable, la seva estabilitat està subjecta a les condicions atmosfèriques.
• Energia solar: s'obté quan la llum solar incideix sobre panells solars, generant electrons i creant un flux d'electricitat. Els panells solars intel·ligents ajusten la seva orientació per seguir la trajectòria del sol, augmentant l'eficiència. 
• Energia hidroelèctrica: utilitza la força de l'aigua en moviment per generar electricitat mitjançant turbines hidràuliques. Tot i que és una font renovable, demandada i sostenible, requereix una infraestructura més gran a causa de la construcció de dics o preses.

Generació d'energia elèctrica no renovable: 

Les fonts d'energia no renovables es caracteritzen per utilitzar recursos naturals limitats per generar electricitat. Aquestes fonts solen ser menys accessibles, ja que estan concentrades en ubicacions específiques del planeta. Es classifiquen en dos grups principals segons el seu mètode d'extracció:

• Combustibles fòssils: aquest tipus d'energia s'obté mitjançant la combustió de recursos com el petroli, el carbó o el gas natural. Tot i que la tendència actual apunta cap a una disminució de la dependència d'aquests combustibles fòssils per avançar en la descarbonització, encara exerceixen un paper important en la matriu energètica.
• Combustibles nuclears: la fissió nuclear és el procés més comunament utilitzat per generar energia nuclear, alliberant una gran quantitat d'energia. Tanmateix, aquest procés genera residus nuclears radioactius, la qual cosa representa un desafiament important i controvertit.

Curiositats sobre l'energia elèctrica

Hi ha moltes espècies d'animals que utilitzen l'energia elèctrica per caçar. Ornitorrincs, equidnes i abellots representen exemples extraordinaris d'animals terrestres amb la capacitat de percebre camps elèctrics, que utilitzen per detectar preses o per comunicar-se. 

La primera ciutat d'Espanya que es va il·luminar amb energia elèctrica va ser Girona, l'any 1886. Durant la sessió del 4 de desembre de 1885, l'Ajuntament de Girona va decidir instal·lar un nombre determinat de làmpades d'incandescència. En lloc d'optar per la instal·lació de màquines de corrent continu, es va decidir adoptar les dinamos de corrent altern. 

L'electricitat és present al nostre cos. L'electricitat és fonamental per al batec del cor, ja que impulsa la contracció dels músculs en aquest òrgan. Aquesta interacció elèctrica es pot visualitzar clarament mitjançant una màquina d'ECG, que mostra una línia amb pics regulars a la pantalla.

Així és, l'electricitat s'ha integrat de manera fonamental en les nostres vides diàries, permetent-nos accedir a energia elèctrica a la nostra llar les 24 hores del dia. Facilita diverses activitats quotidianes, des de cuinar i utilitzar dispositius electrònics, fins a gaudir d'entreteniment. En aquest context, el consum d'energia a nivell mundial és constant i creixent. Per això, resulta essencial adoptar un enfocament responsable i eficient en l'ús de l'electricitat.