ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ENERGIA
A través de los años de la evolución evolución de las sociedades humanas se emplearon diversas fuentes de energía, las cuales fueron reemplazadas a medida que se descubrían nuevas fuentes mas eficientes. El sol es la primera y principal fuente de energía de nuestro planeta, y es quien posibilita el desarrollo de toda forma de vida, incluyendo a la humana. a primera fuente de energía no solar que utilizaron las sociedades humanas fue la misma fuerza humana. !"s tarde al dominarse el fuego, empezó a usarse la leña #fuente de energía vegetal$. uego se logró la domesticación de algunos animales de tiro o de carga, que sirvieron para algunas tareas agrícolas o en el transporte. %urante la edad antigua algunas civilizaciones empezaron a utili utiliza zarr la energ energía ía eólic eólica a en la navega navegaci ción. ón. En la prime primera ra revolu revoluci ción ón indus industri trial al alcan alcanzó zó gran gran importancia la utilización del carbón para permitir el funcionamiento de las m"quinas de vapor. uego este fue reemplazado por el petróleo, petróleo, durante el segundo impulso industrial industrial y hasta en la actualidad actualidad sigue siendo la principal fuente energética. %ura %urant nte e este este siglo sigloy y a finale finales s del del ante anterio riorr, se comen comenzó zó a utili utilizar zar las import importan antes tes propie propieda dade des s energéticas del gas natural, así como en las <imas décadas se inició el desarrollo serio de fuentes de energía alternativas. El hombr hombre, e, a lo largo largo de su histo historia ria evolu evolutiv tiva a ha reali realiza zado do median mediante te su propi propio o esfue esfuerzo rzo físic físico o actividades que consumían energía, apoy"ndose adicionalmente en los animales domésticos como los caballos, bueyes, etc. 'asta la llegada de la (evolución )ndustrial, la utilización de sistemas mec"nicos para proporcionar energía se limitaban a los molinos de viento o de agua. *ualquier aplicación de estas tecnologías para la realización de traba+os resultaba de poco rendimiento. %e las fuentes de energía, la primera y m"s importante de las utilizadas por el hombre fue la leña, gracias a la abundancia de bosques que proliferaban por todas partes del mundo. tras fuentes puntuales solamente se utilizaban allí donde eran accesibles, tales como filtraciones superficiales de petróleo, carbón o asfaltos. Esta Esta comenzó comenzó a utilizar utilizarse se en la edad media para fabrica fabricarr carbón carbón vegetal vegetal con cuyas cuyas menas se obten obtenía ían n metale metales, s, y que que poste posterio riorme rmente nte vendr vendría ía a ser sust sustitu ituido ido por por el carbó carbón n minera minerall en los los principios de la revolución industria Aplicación Aplicación pr"ctica pr"ctica de la energía. energía. %urante el primer tercio del siglo -)-, aproimadamente hacia /012345, se pudo avanzar en la aplicación pr"ctica de la m"quina de vapor, que daría comienzo a la era contempor"nea6 se trataba de la primera herramienta que no utilizaba fuerzas o tracción de origen animal, y que comenzó a emplearse emplearse industrialmente. industrialmente. 7unto con la llegada y desarrollo de los motores de combustión combustión interna y la utilización del gas para calefacción y alumbrado, se produ+eron grandes avances en la generación pr"ctica de energía eléctrica. A partir de la m"quina de vapor se producirían producirían cambios en la evolución tecnológica, económica económica y social, de niveles sorprendentes en comparación con toda la historia precedente. a crecientes demandas de energía..
a nueva sociedad que nació de la (evolución )ndustrial tra+o también nuevas demandas de energía. *on la m"quina de vapor aparecieron inventos revolucionarios que me+oraron los medios de transporte, como la locomotora que 8eorge 9tephenson construyó en /012. 9in embargo, a pesar de que este sistema de locomoción era seguro y eficaz, consumía grandes cantidades de carbón para convertir la energía calorífica en mec"nica6 el rendimiento que producía era inferior a un /:. A&n hoy día se consume gran cantidad de energía para producir un rendimiento muy inferior6 por e+emplo, una central eléctrica que utilice carbón o petróleo rinde menos del ;5:, y en el caso de un motor de combustión interna incluso menos del 15:. Esta pérdida de rendimiento es a causa de las leyes físicas6 la energía que no utilizamos #o no somos capaces de aprovechar$ no se pierde sino que se transforma6 en los casos de combustión interna, por e+emplo, el resto de energía que no aprovechamos se disipa en forma de calor.
CONCEPTO DE ENERGÍA La energía es la capacidad de producir algn !ipo de !ra"a#o o poner algo en $o%i$ien!o . 9i bien el término puede definirse desde una variedad amplia de enfoques, lo cierto es que todos ellos guardan alg&n tipo de relación con la definición provista. El concepto de energía est" relacionado con la capacidad de generar $o%i$ien!o o lograr la transformación de algo. En el "mbito económico y tecnológico, la energía hace referencia a un recurso na!ural y los elementos asociados que permiten hacer un uso industrial del mismo.
&OR'AS DE ENERGÍA La energía (uí$ica= Es la energía almacenada dentro de los productos químicos. os combustibles como la madera, el carbón, y el petróleo, son claros e+emplos de almacenamiento de energía en forma química. >ambién es la energía producida en las reacciones químicas.
La energía !)r$ica= Es el efecto de las partículas en movimiento. Es la energía que se desprende en forma de calor. oda sustancia se compone de moléculas, estas moléculas est"n en constante movimiento. *uanto mas caliente est" algo, es porque mas r"pido se est"n moviendo las moléculas.
La energía $ec*nica= %entro de la energía mec"nica hay dos !ipos de energia mec"nica= la energía cinética y la energía potencial. a suma de ambas siempre se mantiene constante y es igual a la energía mec"nica #salvo en sistemas en los que act&en fuerzas no conservativas$. ?n e+emplo de esta forma de energía es la energía de las olas. a energía cinética es la energía que tiene un cuerpo en movimiento. *uanto mas r"pido se mueven, m"s energía cinética posen. a cantidad de energía cinética que tiene un cuerpo, depende de la masa que esta en movimiento y de la velocidad a la que se desplaza esa masa. ?n e+emplo de aprovechamiento de la energía cinética, es el viento #con la energia eolica$, que también se puede aprovechar en el mar, como con la energía e+lica o,,s-ore.
a energía potencial es la energía almacenada, la energía que mide la capacidad de realizar traba+o. *ualquier ob+eto que esté situado a cierta altura tiene energía potencial gravitatoria.
La energía elec!ro$agn)!ica= Es la energía debida a la presencia de un ca$po elec!ro$agn)!ico, y es proporcional a la suma de los cuadrados de los valores del campo eléctrico, y del campo magnético, en un punto del espacio.
La energía lu$inosa o lu$ínica = 9e manifiesta y es transportada por ondas luminosas. 9in ella no habría vida en la >ierra. @o debe confundirse con la energía radiante. Es una forma de energía electromagnética. 9e puede transformar en energía eléctrica, mediante el efecto fotoeléctrico, y esto es la energía solar ,o!o%ol!aica .
La energía sonora= %e entre las distintas ,or$as de energías, es la energía transportada por ondas sonoras. a energía sonora es otro efecto de las moléculas en movimiento, procede de la energía vibracional del foco sonoro. La energía nuclear o atómica es la que procede del núcleo del átomo, la más poderosa conocida hasta el momento. Se le llama también energía atómica, aunq ue este término en la actualidad es considerado incorrecto. Esta energía se obtiene de la transformación de la masa de los átomos de uranio, o de otros metales pesados. Aunque la energía nuclear es la descubierta más recientemente por el hombre, en realidad es la más antigua la lu! del Sol " demás estrellas, pro#iene de la energía nuclear desarrollada al con#ertirse el hidrógeno en helio.
DE&INICIÓN ENERGÍAS RENO.A/LES 9e definen como formas de energía que tienen una fuente pr"cticamente inagotable con respecto al tiempo de vida de un ser humano en el planeta, y cuyo aprovechamiento es técnicamente viable. %entro de estos tipos de energía se encuentran= la solar, la eólica #viento$, la minihidr"ulica #ríos y pequeñas caídas de agua$, la biomasa #materia org"nica$, la geotermia #calor de las capas internas de la >ierra$ y la océanica, principalmente. as energías renovables ofrecen la oportunidad de obtener energía &til para diversas aplicaciones, su aprovechamiento tiene menores impactos ambientales que el de las fuentes convencionales y poseen el potencial para satisfacer todas nuestras necesidades de energía presentes y futuras. Adem"s, su utilización contribuye a conservar los recursos energéticos no renovables y propicia el desarrollo regional.
DE&INICIÓN ENERGÍAS NO RENO.A/LES se refiere a aquellas fuentes de energía que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse, ya que no eiste sistema de producción o etracción viable. %entro de las energías no renovables eisten dos tipos de combustibles= •
os combustibles fósiles = pe!r+leo0 car"+n 1 gas na!ural2
•
a energía nuclear 2
DE&INICIÓN CO'/3STI/LES &ÓSILES Se llaman combustibles fósiles a aquellas materias primas emplea en combustión que se han formado a partir de las plantas y otros organismos vivos que existieron en tiempos remotos en la Tierra. El carbón en todas sus variedades, el petróleo y el gas natural son por distintas de presentarse estos productos.
El carbón, el lignito y la turba, por e+emplo, tienen su origen en los restos oce"nicos de "rboles y plantas de bosques que se hundieron en el agua de pantanos, se pudrieron como consecuencia de la acción del agua y las bacterias, se fueron cubriendo poco a poco de capas sucesivas de fangos que solidificaron y se convirtieron en rocas. El petróleo, por su parte, procede probablemente de la composición bacteriana de restos animales y vegetales #principalmente plancton$ en grasas, que eistían en las proimidades de lagos y mares. Al depositarse en el fondo de éstos, o al ser cubiertos por las aguas, lo fueron también por capas de sedimentos, descomponiéndose y dando origen a productos combustibles en estado liquido, como el petróleo o el gas natural. El carbón, el petróleo y el gas natural son compuestos org"nicos, formados fundamentalmente por hidrocarburos. A partir de ellos se obtienen otros combustibles derivados y subproductos que son luego empleados como materias primas en diversos procesos químicos org"nicos.
DE&INICIÓN ENERGÍAS ALTERNATI.AS ?n concepto similar, pero no idéntico es el de las energías alternativas= una energía alternativa , o m"s precisamente una fuente de energía alternativa es aquella que puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovación. 9eg&n esta definición, algunos autores incluyen la energía nuclear dentro de las energías alternativas, ya que generan muy pocos gases de efecto invernadero. as energias alternativas son fuentes de obtencion de energias que serian una alternativa a otras tradicionales y producirian un impacto ambiental minimo, sin destuccion del medio ambiente,ademas renovables,lo que ha dado un positivo resultado a la escasez de fuentes de energia convencionales en todo el mundo, estas han sido investigadas y desarrolladas con algunas intensidades en las ultimas decadas. Algunas de ellas son= •
Eólica= producida por el movimiento del viento.
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9olar = utiliza la radiación solar.
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8eotérmica = ?so del agua que surge ba+o presión desde el subsuelo.
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iomasa= ?tiliza la descomposición de residuos org"nicos.
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'idr"ulica= %erivada de la evaporación del agua.
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!areomortriz= %erivada de las corrientes maritimas.
DE&INICIÓN DE /IO'ASA 4 /IOCO'/3STI/LE
/io$asa= es cualquier materia org"nica obtenida a partir de vegetales o de animales. En "mbito domestico los recursos de la biomasa son los obtenidos de residuos agrícolas y forestales, los desechos sólidos municipales, residuos industriales, terrestres y acu"ticos y los productos que se cultivan &nicamente con fines energéticos. a biomasa puede ser convertida a otras formas de energía utilizable y es una atractiva alternativa de petróleo por varias razones. En primer lugar, es un recurso renovable que esta m"s uniformemente distribuidos sobre la superficie de la >ierra y son fuentes de energía, y que podrían ser eplotados usando tecnologías m"s favorables al medio ambiente. (esiduos de la agricultura y la silvicultura, y, en particular, los residuos de f"bricas de papel, son los recursos m"s comunes utilizados como la biomasa para la generación de electricidad y de energía, incluidos en los procesos industriales de calor y de vapor, así como para una variedad de productos de base biológica. El uso de los combustibles líquidos como el etanol y el biodiésel, que est" actualmente en derivados principalmente de cultivos agrícolas, est" aumentando de forma espectacular.
/ioco$"us!i"le= os biocombustibles contienen componentes derivados a partir de biomasa, es decir, organismos recientemente vivos o sus desechos metabólicos. os biocomponentes actuales proceden habitualmente del az&car, trigo, maíz o semillas oleaginosas. >odos ellos reducen el volumen total de *1 que se emite en la atmósfera, ya que lo absorben a medida que crecen y emiten pr"cticamente la misma cantidad que los combustibles convencionales cuando se queman. Energia química
Energia termica
Energia potencial
Energia mec"nica
Energia cinetica
Energia electromagnética
Energia lumínica
Energia sonora
Energia nuclear