Al mirar a nuestro alrededor se
observa que las plantas crecen, los animales se trasladan y que las máquinas y
herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas actividades tienen
en común que precisan del concurso de la energía.
La energía es una propiedad
asociada a los objetos y sustancias, ésta
se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza como
en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo,
deformarlo o calentarlo.
Esta también está presente en los
cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de
agua mediante la corriente eléctrica.
1. FORMAS DE ENERGÍA
La energía puede manifestarse de
diferentes maneras: en forma de movimiento (cinética), de posición (potencial),
de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnéticas, etc. Según sea el
proceso, la energía se denomina:
o Energía térmica
o Energía eléctrica
o Energía radiante
o Energía química
o Energía nuclear
a) Energía térmica
La energía térmica se debe al
movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja
temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura.
La transferencia de energía
térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina
calor.
b) Energía eléctrica
La energía eléctrica es causada
por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales
conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, tres efectos: luminoso,
térmico y magnético. Ej.: La transportada por la corriente eléctrica en
nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla.
c) Energía radiante
La energía radiante es la que
poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los
rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojo (IR), etc. La característica
principal de esta energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad
de soporte material alguno. Ej.: La energía que proporciona el Sol y que nos
llega a la Tierra en forma de luz y calor.
d) Energía química
La energía química es la que se
produce en las reacciones químicas. Una pila o una batería poseen este tipo de
energía. Ej.: La que posee el carbón y que se manifiesta al quemarlo.
e) Energía nuclear
La energía nuclear es la energía
almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones
nucleares de fisión y de fusión, ej.: la energía del uranio, que se manifiesta
en los reactores nucleares.
2. FUENTES DE ENERGÍA
Las fuentes de energía son los
recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener
energía utilizable en sus actividades.
El origen de casi todas las
fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía".
Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no
renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".
2.1 Fuentes de energía renovables
Las fuentes de energía renovables
son aquellas que, tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o
artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se
mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.
Existen varias fuentes de
energía renovables, como son:
Energía mareomotriz (mareas)
Energía hidráulica (embalses)
Energía eólica (viento)
Energía solar (Sol)
a) Energía hidráulica
La energía hidráulica es la
producida por el agua retenida en embalses o pantanos a gran altura (que posee
energía potencial gravitatoria). Si en un momento dado se deja caer hasta un
nivel inferior, esta energía se convierte en energía cinética y,
posteriormente, en energía eléctrica en la central hidroeléctrica.
Ventajas: Es una fuente de
energía limpia, sin residuos y fácil de almacenar. Además, el agua almacenada
en embalses situados en lugares altos permite regular el caudal del río.
Inconvenientes: La construcción
de centrales hidroeléctricas es costosa y se necesitan grandes tendidos
eléctricos. Además, los embalses producen pérdidas de suelo productivo y fauna
terrestre debido a la inundación del terreno destinado a ellos. También
provocan la disminución del caudal de los ríos y arroyos bajo la presa y
alteran la calidad de las aguas.
b) Energía Eólica
La energía eólica es la energía
cinética producida por el viento. se transforma en electricidad en unos
aparatos llamados aerogeneradores (molinos de viento especiales).
Ventajas: Es una fuente de
energía inagotable y, una vez hecha la instalación, gratuita. Además, no
contamina: al no existir combustión, no produce lluvia ácida, no contribuye al
aumento del efecto invernadero, no destruye la capa de ozono y no genera
residuos.
Inconvenientes: Es una fuente de
energía intermitente, ya que depende de la regularidad de los vientos. Además,
los aerogeneradores son grandes y caros.
c) Energía Solar
La energía solar es la que llega
a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos
ultravioleta principalmente) procedente del Sol, donde ha sido generada por un
proceso de fusión nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede
realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema
fototérmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico).
La conversión térmica de alta
temperatura consiste en transformar la energía solar en energía térmica
almacenada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos
llamados colectores.
La conversión fotovoltaica
consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía
eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células
fotovoltaicas (de silicio o de germanio).
Ventajas: Es una energía no
contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados.
Inconvenientes: Es una fuente
energética intermitente, ya que depende del clima y del número de horas de Sol
al año. Además, su rendimiento energético es bastante bajo.
IMPLICACIONES DE LA OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LA
ENERGÍA EN LAS ACTIVIDADES HUMANAS
Implicaciones
de la obtención y aprovechamiento de la energía en las actividades humanas
La
utilización de la energía ha mejorado la "habitabilidad" en las
ciudades al aumentar el nivel de confort por medio de la calefacción y de la
iluminación, al posibilitar ciertas transformaciones físico-químicas como el
cocinar, la obtención de metales y el cocido de materiales cerámicos y vítreos,
o al incrementar el rendimiento de nuestro esfuerzo muscular por medio de
motores aplicados a máquinas o a vehículos. Junto a ello se han originado unos
efectos indeseados -y a menudo desconocidos y minimizados- que están afectando
seriamente a la sostenibilidad del modo de uso de la energía.
La
forma como utilizamos la energía también afecta las posibilidades de mantener
un desarrollo de nuestra sociedad. Si consumimos demasiado poca energía,
deberemos consumir demasiado esfuerzo para cubrir las necesidades básicas, y no
podremos dedicar el esfuerzo necesario para desarrollarnos. Pero si consumimos
demasiada energía, el coste (monetario, ambiental o de recursos) de este
excesivo consumo nos obligará a dedicarle un esfuerzo adicional que no podremos
orientar hacia el desarrollo que perseguimos.
Las
formas de energía que se han utilizado para las actividades básicas
desarrolladas en el medio urbano de nuestro entorno han ido evolucionando con
el tiempo. El cocinar -que se hizo casi exclusivamente con leña durante muchos
siglos- se ha ido realizando además con carbón en ciertos lugares (en fogones
abiertos, en hornos y en cocinas "económicas"), con petróleo, gas
(ciudad obtenido a partir del carbón, la leña o el petróleo, o butano y natural
en tiempos más modernos) o electricidad en nuestras tierras, pero también se ha
empleado estiércol o los rayos solares en otras culturas.
La
calefacción se ha conseguido con leña (en chimeneas o diversos tipos de
estufas), carbón, petróleo, gas y electricidad, pero también con residuos como
el serrín (en estufas), la paja (en los purgatorios, conducciones de aire
caliente bajo el suelo), el orujo (en los braseros) o la energía solar ya sea
con sistemas pasivos, activos o mixtos.
Para
la iluminación se han utilizado aceites, grasas, carburos, ceras, petróleo, gas
y electricidad de la red o fotovoltaica. Ciertas actividades mecánicas -como la
molienda del grano de los cereales- se han efectuado además de manualmente, por
medio de animales, de ruedas hidráulicas o de molinos de viento por lo que es
frecuente aún hoy encontrar calles y plazas con nombres que lo recuerdan (del
molino, de las muelas, de la acequia).
El
suministro de agua a las ciudades se ha conseguido por medio de la gravedad
(canalizaciones), por medio de ruedas hidráulicas movidas por los ríos y las
mareas, o por medio de bombas accionadas por vapor, gas o electricidad.
Para
el transporte colectivo de personas o de mercancías se utilizaron animales de
tiro durante siglos,seguidos de vehículos propulsados por motores de vapor (a
carbón), por motores eléctricos (a partir de pilas al principio y de baterías
posteriormente, o alimentados por cables externos como en metros, tranvías y
trolebuses), de gas (natural, licuados del petróleo, u obtenidos por la
pirólisis de residuos vegetales como las cáscaras de almendra en los llamados
"gasógenos"), o tirados por cables (como los funiculares y el famoso
tranvía de San Francisco).
Como
puede verse, no hay un determinismo tecnológico respecto a las fuentes y
técnicas a utilizar. Las situaciones actuales son producto de las decisiones
tomadas a lo largo de la historia en cuanto el tipo y la calidad de las prestaciones,
los costes económicos directos y "externos", la salubridad, la
contaminación y la asignación de los recursos energéticos entre otros factores.
A
título de ejemplo, citemos diversos casos de prohibición de ciertas fuentes en
ciudades a lo largo de la historia. En Inglaterra la hulla fue prohibida por
los problemas sanitarios causados por el humo que producía, y la leña lo fue
por la prioridad que tenía para la marina mercante. El carbón y otros
combustibles sólidos similares en París se prohibieron por el problema que
originaban las cenizas en las basuras. En situaciones de contaminación
demasiado elevada, se prohíben ciertos tipos de combustibles en muchas
ciudades. En España los vehículos particulares no pueden utilizar los GLP como
lo hacen ciertos vehículos públicos. Lo curioso es que en los domicilios
particulares podemos almacenar bombonas con GLP pero no la gasolina que
almacenamos en los vehículos particulares.
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