Hacia un concepto de la energía

Uno de los conceptos mas complejos de definir por lo abstracto del tema es el correspondiente a la energía, ya que como veremos a continuación hacemos referencia a un conjunto de fenómenos: para la física energía es la capacidad que tiene un cuerpo de hacer un trabajo: y en la cotidianidad la energía tiene muchas interpretaciones, usamos el concepto de energía de muchas formas algo así como para definir la energía que requiere un artefacto para funcionar, la energía que necesitamos para poder realizar nuestras diferentes actividades diarias o a veces solemos decir “necesito energía para funcionar” o también “No hay energía para que funciones la TV” etc.,. De igual forma vemos como la energía es un ciclo en la naturaleza: “ La energía de la fusión nuclear en el Sol produce un flujo incesante de radiación electromagnética, que llega a la Tierra para producir el movimiento de la atmósfera y los océanos. Parte de esta energía radiante la transforman las plantas, mediante la fotosíntesis, en energía química. Al ingerir alimentos, usamos esta energía almacenada en todas nuestras actividades. Los combustibles fósiles provienen de la energía química almacenada por espacio de millones de años. Nos sirven para producir energía mecánica, así como para transformar de nuevo esta energía en energía electromagnética, es decir, en luz. La energía en el interior de la Tierra hace que se desplacen las placas tectónicas.” (1)

Como se puede apreciar hay diferentes expresiones que hacen que el termino se confunda, así que vamos a dedicar esta entrada a ver las diferentes formas de energía, su uso que hace hoy la tecnología, sus posibilidades dentro  de un planeta que sufre una grave crisis energética debido al uso indiscriminado de los combustibles y que sin embargo tiene un enorme potencial  en otro tipo de energías no convencionales y en la cual visualizamos un gran desarrollo hacia el futuro. Hoy nuestra tecnología depende en gran medida del petróleo, pero estamos en la capacidad de empezar a desarrollar otro tipo de energías mas limpias, mas baratas y con optimo rendimiento.

FORMAS DE ENERGIA

El ser humano necesita energía para realizar cualquier actividad, para mantener sus constantes vitales, mandar órdenes al cerebro a través de los nervios, renovar sus células, etc.
Además de la energía necesaria para el funcionamiento de su cuerpo, tiene que aplicarla también para poder ver cubiertas sus necesidades de alimentación, bienestar, etc. Esto lo realiza a través de los músculos, de los cuales se puede obtener una energía muy limitada cuando se aplica a la realización de muchas tareas.

Para los hombres primitivos, el disponer solamente de esta energía tan escasa, limitaba sus posibilidades de desarrollo y subsistencia. Con el paso del tiempo, fue aprendiendo de la naturaleza y aplicando algunos recursos de ella y pudo así conseguir un mejor bienestar. Creó diversos utensilios y herramientas como palancas, planos inclinados, etc., que le hicieron más fácil la realización de los
trabajos.
También utilizó los animales domésticos, para ayudarle a realizar distintas labores, máquinas de pequeña potencia (poco trabajo en un determinado tiempo) y rendimiento bajo e incluso se utilizó al propio hombre para cubrir las necesidades energéticas. En las sociedades antiguas, la mayoría de los hombres eran esclavos o siervos de una minoría.
Con el desarrollo industrial se empezaron a aplicar nuevas fuentes de energía, tales como los combustibles fósiles, y otras fuentes ya conocidas desde la antigüedad, como el viento, la madera, el agua, etc. La transformación de energía en otra más adecuada se realiza por medio de mecanismos y útiles. Al conjunto de estas piezas y mecanismos, que transforma una energía en otra, se denomina máquina. En el mundo actual, y debido al alto bienestar de las sociedades desarrolladas, el consumo de energía es grandísimo; nos desplazamos en vehículos que aprovechan la energía térmica o eléctrica; la cocción de alimentos necesita calor que procede de algún gas o de la energía eléctrica y, como éstas, existen innumerables aplicaciones donde la energía está presente. (2)

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: (3)

• Energía térmica
• Energía eléctrica
• Energía radiante
• Energía química
• Energía nuclear

– Energía térmica o calorífica:

Es la energía asociada a la transferencia de calor de un cuerpo a otro. Para que se transfiera calor es necesario que exista una diferencia de temperaturas entre los dos cuerpos. El calor es energía en tránsito. Todos los materiales no absorben o ceden calor del mismo modo, pues unos materiales absorben el calor con mayor facilidad que otros. Ese factor depende del llamado calor específico del material C e.
Cada material tiene su propio calor específico. Ejemplo: Madera Ce = 0’6 y Cobre Ce = 0’094

Esto significa que para que un gramo de madera suba su temperatura un grado debe absorber 0’6 cal y para que ocurra lo mismo para un gramo de cobre debe absorber 0’094 cal.

– La Energía eléctrica

Es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla.

Es la energía asociada a la corriente eléctrica, es decir, a las cargas eléctricas en movimiento. Es la de mayor utilidad por las siguientes razones …

– Es fácil de transformar y transportar
– No contamina allá donde se consuma
– Es muy cómoda de utilizar

– Energía radiante:

Es la energía que se propaga en forma de ondas electromagnéticas (luz visible, infrarrojos, ondas de radio, ultravioleta, rayos X,…), a la velocidad de la luz. Parte de ella es calorífica. Un caso particular conocido es la energía solar.

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.

– Energía química:

Es la energía que almacenan las sustancias químicas, la cual se suele manifestar en otras formas (normalmente calor) cuando transcurre una reacción química. Está energía está almacenada, en realidad, en los enlaces químicos que existen entre los átomos de las moléculas de la sustancia.
Los casos más conocidos son los de los combustibles (carbón, petróleo, gas, …).

De igual forma esta energía está presente 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.

– 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.

Esta energía mantiene unidos los protones y neutrones en el nucleo. Cuando estos elementos se unen o dividen se libera. Se conocen dos tipos de reacción nuclear Fisión nuclear: los núcleos de átomos pesados (como Uranio o Plutonio) se dividen para formar otros más ligeros. Este se emplea comercialmente.
Fusión nuclear: Se unen núcleos ligeros para formar otros más pesados. Está en fase experimental.

FUENTES DE ENERGIA

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".

• Renovables: Pueden utilizarse de manera continuada para producir energía, bien porque se regeneran fácilmente (biomasa) o porque son una fuente inagotable (solar)
• No renovables: Una vez utilizadas tardan muchísimo tiempo en regenerarse.

Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (agotables). En principio, las fuentes permanentes son las que tienen origen solar. Aun así, el concepto de renovabilidad depende de la escala de tiempo que se utilice y el ritmo de uso de los recursos. Así pues, los combustibles fósiles se consideran fuentes no renovables ya que la tasa de utilización es muy superior al ritmo de formación del propio recurso. (4)

Evaluacion:

Reace la siguiente actividad de completar la lectura para que complementes tus ideas sobre la energía:

Complete: http://dl.dropbox.com/u/20611524/Prueba%20energia.htm

Fuentes:

(1) http://www.revista.unam.mx/vol.1/num2/art2/

(2) http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:-pkK-fr9I9IJ:iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/09/formas-de-energia.pdf+formas+de+energia&hl=es&pid=bl&srcid=ADGEESjC4ClHx3ZzT4nEvcN6SjOyaRg17B7mIKd16BBryGij7tKqa-FdbjeVe6yADITGbt3xpmbVQEchGQ7Zd40i5z-icK1xBLnYfrbpfHbWBNw7SkP_YV4quTLeaEn9ZjZObYKZPXBp&sig=AHIEtbRx0N2vxpkdEe-bjUiR2X7Atwydyg

(3) http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/formas.htm

(4) http://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_energ%C3%ADa