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Columnas de agua oscilante: dispositivos de energía undimotriz

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Página 116 de Colección Nanahuatzin. De lo humano y lo comunitario.   Libro de Educación Telesecundaria Grado 3°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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  1. El aire comprimido y succionado por la columna de agua acciona la turbina. 2) Columpio de Arquímedes, oscilantes, desbordamiento, flotantes y de presión diferencial. 3) Se enfocó en fuentes como la nuclear. 4) Son previsibles, sirven de respaldo. 5) 1 276 844 km² oceánicos; 687 531 km² terrestres. 6) 65% oceánico, 17 estados y 3 294 km de costa.
📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 116

Colección Nanahuatzin. De lo humano y lo comunitario. Libro de Educación Telesecundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

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Ejercicio 1

Explica cómo funcionan las columnas de agua oscilante para generar electricidad según los diagramas.

  1. En la fase de oleaje alto, las olas embisten el dique y el agua interior sube de nivel, comprimiendo el aire dentro de la columna de aire.
  2. El aire comprimido fluye hacia la turbina y la hace girar, generando electricidad.
  3. En la fase de oleaje bajo, las olas se retiran del dique, el agua interior baja de nivel y succiona el aire.
  4. El aire succedido vuelve a accionar la turbina, que sigue generando electricidad en ambos sentidos del flujo.
Respuesta

El movimiento vertical de la columna de agua comprime y succiona el aire, el cual acciona una turbina que produce electricidad.

2
Ejercicio 2

Identifica los demás dispositivos que aprovechan la energía de las olas mencionados en el texto.

  1. Se leen los dispositivos enumerados en el primer párrafo.
  2. Se listan: columpio de Arquímedes, convertidores oscilantes de olas, dispositivos de desbordamiento, convertidores flotantes y convertidores sumergidos de presión diferencial.
Respuesta

Columpio de Arquímedes, convertidores oscilantes de olas, dispositivos de desbordamiento, convertidores flotantes y convertidores sumergidos de presión diferencial.

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Ejercicio 3

¿Por qué el desarrollo de la energía undimotriz se frenó en sus inicios?

  1. El estudio y desarrollo inició a finales de la década de 1960.
  2. El progreso fue limitado porque el enfoque se centró en otras fuentes de energía, como la nuclear.
  3. Actualmente se retoma con dispositivos más eficientes, de menor impacto ambiental y económicamente rentables.
Respuesta

Porque el enfoque se centró en otras fuentes de energía, como la nuclear.

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Ejercicio 4

Según la conclusión, ¿qué ventaja tienen las energías mareomotriz y undimotriz?

  1. El movimiento de las mareas es previsible.
  2. Las características del oleaje en las playas también son previsibles.
  3. Por ello pueden servir como respaldo de las energías eólica y solar, que son intermitentes.
Respuesta

Son previsibles y pueden servir de respaldo para las energías eólica y solar.

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Ejercicio 5

Con los datos de México, calcula la superficie oceánica y de tierra firme considerando un territorio de 1\,964\,375 \, \text{km}^{2} y 3\,294 \, \text{km} de costa.

  1. Superficie oceánica: 0{,}65 \times 1\,964\,375 \, \text{km}^{2}.
  2. 0{,}65 \times 1\,964\,375 = 1\,276\,843{,}75 \, \text{km}^{2}.
  3. Superficie terrestre: 0{,}35 \times 1\,964\,375 \, \text{km}^{2}.
  4. 0{,}35 \times 1\,964\,375 = 687\,531{,}25 \, \text{km}^{2}.
  5. Verificación: 1\,276\,843{,}75 + 687\,531{,}25 = 1\,964\,375 \, \text{km}^{2}.
Respuesta

\approx 1\,276\,844 \, \text{km}^{2} oceánicos y \approx 687\,531 \, \text{km}^{2} terrestres.

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Ejercicio 6

¿Qué potencial tiene México para aprovechar la energía mareomotriz y undimotriz?

  1. México tiene una extensa superficie oceánica que abarca 65% de su territorio.
  2. Cuenta con 17 estados con salida al mar y 3\,294 km de costa.
  3. Por ello existe potencial para instalar generadores y desarrollar tecnología propia.

Respuesta orientativa: México posee un amplio litoral (3\,294 km) y 17 estados con salida al mar, lo que le permite instalar generadores mareomotrices y undimotrices y desarrollar tecnología propia con bajo impacto ambiental.

Contenido de la página

Columnas de agua oscilante

Otros diseños que aprovechan la energía del movimiento de las olas son el columpio de Arquímedes, los convertidores oscilantes de olas, los dispositivos de desbordamiento, los convertidores flotantes y los convertidores sumergidos de presión diferencial. Aunque el estudio y desarrollo de la energía undimotriz se inició a finales de la década de 1960, su progreso fue limitado debido al enfoque en otras fuentes de energía, como la nuclear. Sin embargo, en la actualidad existen diversos dispositivos en desarrollo para explorar formas más eficientes, que generen menos impacto ambiental y sean económicamente rentables.

Diagrama 1 (fase de oleaje alto): Las olas embisten el dique → el agua interior sube de nivel y comprime el aire → el aire comprimido acciona la turbina → la turbina genera electricidad.

Diagrama 2 (fase de oleaje bajo): Las olas se retiran del dique → el agua interior baja de nivel y succiona el aire → el aire succedido acciona la turbina → la turbina genera electricidad.

En conclusión, las energías mareomotriz y undimotriz son fuentes confiables de generación de energía debido a la previsibilidad del movimiento de las mareas y las características del oleaje en las playas. Estas fuentes pueden servir como respaldo para las energías eólica y solar. México cuenta con una extensa superficie oceánica que abarca 65% de su territorio, mientras que 35% restante corresponde a tierra firme. Con 17 estados que tienen salida al mar y 3 294 km de costa, el país tiene el potencial para aprovechar esta forma de energía con la instalación de generadores y el desarrollo de tecnología propia.

Ejemplos resueltos

Si el agua sube y comprime el aire, ¿qué le ocurre a la turbina?

El aire comprimido fluye hacia la turbina, la hace girar y esta genera electricidad.

Tabla

Dispositivo undimotriz Principio de acción
Columpio de Arquímedes Balanceo del agua en un brazo
Convertidor oscilante de olas Movimiento oscilatorio del agua
Dispositivo de desbordamiento Desbordamiento del agua sobre el dique
Convertidor flotante Flotación con movimiento vertical
Convertidor sumergido de presión diferencial Diferencia de presión bajo el agua
Columna de agua oscilante Compresión/succión de aire por columna de agua

Diagramas (2)

flowchart LR
    A[Olas embisten el dique] --> B[El agua interior sube de nivel]
    B --> C[Comprime el aire]
    C --> D[El aire comprimido acciona la turbina]
    D --> E[La turbina genera electricidad]
flowchart LR
    A[Olas se retiran del dique] --> B[El agua interior baja de nivel]
    B --> C[Succiona el aire]
    C --> D[El aire succedido acciona la turbina]
    D --> E[La turbina genera electricidad]

Fórmulas y ecuaciones

Superficie oceánica = 0{,}65 \times \text{territorio total}

Superficie terrestre = 0{,}35 \times \text{territorio total}

0{,}65 \times 1\,964\,375 = 1\,276\,843{,}75 \, \text{km}^{2}

0{,}35 \times 1\,964\,375 = 687\,531{,}25 \, \text{km}^{2}

Glosario (4)

Energía undimotriz
Energía obtenida del movimiento de las olas del mar.
Energía mareomotriz
Energía obtenida del movimiento periódico de las mareas.
Columna de agua oscilante
Dispositivo que convierte el vaivén del agua en compresión de aire para mover una turbina.
Turbina
Aparato con aspas que gira por el flujo de un fluido y genera energía eléctrica.

Preguntas para practicar

¿Cómo generan electricidad las columnas de agua oscilante?

Las olas hacen subir y bajar el agua de la columna, lo que comprime y succiona un aire que, al pasar por una turbina, la hace girar y producir electricidad.

¿Por qué México tiene potencial para estas energías?

Porque el 65% de su territorio es oceánico, tiene 17 estados con salida al mar y 3 294 km de costa, lo que favorece la instalación de generadores y tecnología propia.

Temas y conceptos clave

Energía undimotrizDispositivos de captación de olasEnergías mareomotriz y undimotriz en MéxicoColumna de agua oscilanteAire comprimidoTurbinaColumpio de ArquímedesConvertidor oscilantePrevisibilidad de mareas
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Figuras de la página (2)

Diagrama 3D de fase de oleaje alto: las olas embisten el dique, el agua interior sube y comprime el aire, que acciona la turbina que genera electricidad.
Figura 1 image
Diagrama 3D de fase de oleaje bajo: las olas se retiran, el agua baja de nivel y succiona el aire, que acciona la turbina generadora.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo generan electricidad las columnas de agua oscilante?
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¿Qué es la energía undimotriz y cómo se aprovecha?
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¿Por qué México tiene potencial para la energía de las olas?
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📌 Antes de leer esto
  • • Energía cinética y potencial
  • • Concepto de turbina y generación eléctrica
  • • Porcentajes y multiplicación de decimales
Siguiente tema sugerido
Energía eólica y solar como fuentes complementarias
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Columnas de agua oscilante

Otros disenos que aprovechan la energía del movimiento de las olas son el columpio de Arquímedes, los convertidores oscilantes de olas, los dispositivos de desbordamiento, los convertidores fotantes y los convertidores sumergidos de presión diferencial. Aunque el estudio y desarrollo de la energia undimotriz se inició a finales de la década de 1960, su progreso fue limitado debido al enfoque en otras fuentes de energia, como la nuclear. Sin embargo, en la actualidad existen diversos dispositivos en desarrollo para explorar formas más eficientes,que generen menos impacto ambiental y sean económicamente rentables.

En conclusión, las energías mareomotriz y undimotriz son fuentes confables de generación de energa debido a la previsibilidad del movimiento de las mareas y las características del oleaje en las playas. Estas fuentes pueden servir como respaldo para las energias eólica y solar. México cuenta con una extensa superficie oceánica que abarca 65% de su territorio, mientras que 35% restante corresponde a tierra firme. Con 17 estados que tienen salida al mar y 3 294 km de costa, el pais tiene el potencial para aprovechar esta forma de energía con la instalación de generadores y el desarrollo de tecnologia propia.

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