lunes, 17 de marzo de 2014

LA IMPORTANCIA DE LA ENERGÍA EN NUESTRO PLANETA

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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