¿Qué es la energía?
El hombre, desde su existencia, ha necesitado la energía para sobrevivir. Pero… ¿qué es?
¿Por qué tiene tanta importancia la energía? ¿Por qué es importante el ahorro energético?
La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, la energía es la capacidad de hacer funcionar las cosas.
Energía es una palabra que proviene de los vocabolos griegos en y ergon , que significan "en acción".
El concepto de energía es fundamental para la ciencia, aunque su importancia recién comenzó a perfilarse a partir de la obra de James Watt (Revolución industrial).
Las fuentes de energía
La energía existe en la naturaleza, pero para aprovecharla y así mejorar nuestra calidad de vida hace falta transformarla.
Para obtener energía se tiene que partir de cuerpos o materia que los tengan almacenados, (como el sol, el viento o el carbón) que se denominan fuentes de energía.
Las cantidades disponibles de estas fuentes de energía son lo que conocemos por recursos energéticos.
Existen diferentes maneras de clasificar los recursos energéticos:
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Energias renovables. Son aquellas que son inagotables, ya que se producen de forma continua, fomentando así el desarrollo sostenible. Son así la energía solar, hidráulica, eólica, biomasa, geotérmica y oceánica.
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Energias no renovables. Son aquellas que existen de forma limitada en la naturaleza y se agotan cuando se van utilizando.
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Las más comunes son el carbón, petróleo, el gas natural y el uranio.
Según la disponibilidad de las fuentes de energía:
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Energías primarias. Se obtienen directamente de la naturaleza como el carbón, el petróleo, el gas natural, el uranio natural, la energía hidráulica, la eólica, la solar o la biomasa. Son las que no han sido sometidas a ningún proceso de transformación.
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Energías secundarias. Llamadas también finales, se obtienen a partir de las primarias mediante procesos de transformación de energía, es el caso de la electricidad.
Energías útiles. Son las que realmente adquiere el consumidor a través de los aparatos que utiliza, como la energía química, mecánica, calorífica…
Según la forma de utilización de los recursos energéticos:
Los combustibles fósiles
El carbón
Durante millones de años los grandes dépositos de restos de seres vivos, formados principalmente por restos de helechos gigantescos y de animales marinos, acumulados bajo la superficie de la Tierra, se fueron transformando en inmensos depósitos de combustible fósiles. La energía química de esos seres vivos almacenada en los combustibles fósiles fue creando una gigantesca reserva. La brusca liberación de esa energía por parte del hombre (combustión) significó una explosión de desarrollo tecnológico y de crecimiento.
El primer combustible fósil utilizado por el hombre fue el carbón.
El carbón es una roca de origen sedimentario, proveniente de la descomposición de antiguos restos vegetales, con un alto contenido de carbono. De acuerdo con su propiedades los carbones se agrupan con la siguiente clasificación:
Antracita: Es el mejor de los carbones y muy poco contaminante. Arde con dificultad pero desprende mucho calor y poco humo. Es negro, brillante y muy duro. Es el carbón de mayor contenido de carbono y el de mayor poder calorífico. Su combustión es limpia y se lo utiliza sobre todo en centrales termoeléctricas. Su poder calorífico es superior a las 8000 cal/g
Hulla: Se origina por la compresión del lignito. Es dura, quebradiza y de color negro. Comprende una variedad de carbones con distintos contenidos de impurezas. Se lo utiliza en siderurgia, en algunas industrias y en centrales termoeléctricas. Su poder calorífico es mayor que 7000 cal/g.
Lignito: Se forma una vez comprimida la turba. En el se pueden reconocer algunas estructuras vegetales, contiene más agua y menos carbón. Se trata de un carbón con alto contenido de impurezas y bajo poder calorífico (entre las 3000 y 6000 cal/g.)
Turba: Las plantas, al descomponerse, forman una capa llamada turba. Es el carbón más "joven" con el mayor contenido de impurezas y el menor poder calorífico, de entre 2500 y 5000 cal/g).
Turba
Hulla
Lignito
Antracita
El carbón se extrae de las minas, las cuales pueden estar ubicadas en la superficie o ser subterráneas. La extracción de carbón de las minas subterráneas es una actividad riesgosa, que requiere de distintas técnicas y maquinarias con el fin de disminuir peligros como los derrumbes producidos por la presión sobre las paredes, las filtraciones de agua y la formación de grisú, mezcla explosiva de polvo de carbón y gas metano. Existen diferentes tipos de minas de carbón: a cielo abierto, poco profundas, en galerías y yacimientos de gran profundidad.
Extracción del carbón
Vapor y humo salen de las torres de enfriamiento y de las chimenea de la central eléctrica Robert W. Schrer, la estructura que emite más gases de efecto invernadero de todos los Estados Unidos. Aquí se queman cada año más de 10 millones de toneladas de carbón. “Los ambientalistas no creen a la historia del carbón limpio”. ¿Y como no darles la razón? Se puede echar un vistazo a West Virginia, donde para extraer carbón se han borrado enteras montañas de los Apalaches y los ácidos tiñen de naranja a las aguas de los ríos. O se puede ir en el centro de Pequín donde a menudo el aire es más denso que en el sector para fumadores de un aeropuerto. En China la contaminación atmosférica, causada principalmente por la combustión del carbón, provoca más de un millón de muertes prematuras por año. Para no hablar de la multitud de víctimas provocadas por accidentes en las minerías, en China y otros lugares. El carbón, para usar un eufemismo de economistas, está lleno de “externalidades” , es decir impone pesados costos a la sociedad. Es la fuente de energía más contaminante y dañina pero bajo muchos aspectos es también la más económica. A hoy, es indispensable. El problema no es si el carbón puede volverse “limpio”: no puede. Debemos preguntarnos si es posible obtener un carbón bastante limpio para no provocar más desastres a nivel local ni cambiamientos devastadores del clima global.
¿Existe el carbón limpio?
El petroléo
Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.
El petróleo es un combustible fósil originado por la transformación de restos de organismos vivos y de diversas algas del plancton.
Está constituido por una mezcla de carbono e hidrógeno en proporciones variables, algo de agua e impurezas minerales.
Producción y Refinación
Las refinerías de petróle transforman los crudos de petróleo en productos como GASES LICUADOS (GLP), NAFTA, KEROSENE, LUBRICANTES, ASFALTOS. La CNP (Compañia Nativa de Petróleos) en la provincia de Buenos Aires es la primera de Latino America (1906) mientras que la refinería de La Plata, construida en 1923, es una entre las 10 más grandes del planeta. Se encuentran refinerías en las localidades de Bahía Blanca, Salta, Luján de Cuyo, Neuquén, etc.... pero no alcanzan a producir la cantidad que pide el mercado.
La industria del petróleo posee cuatro segmentos o etapas:
1_ EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
2_ TRANPORTE DE MATERIAS PRIMAS (CRUDO, GAS Y PRODUCTOS)
3_ REFINACIÓN DEL CRUDO Y TRATAMIENTO DEL GAS
4_ COMERCIALIZACIÓN
en Argentina
Antes de ser utilizados el petróleo crudo es sometido a una serie de transformaciones para obtener los productos finales como naftas y diversos plásticos.
Se distinguen:
DESTILACIÓN PRIMARIA
CRACKING
REFORMADO
SÍNTESIS
DEPURACIÓN
En los yacimientos de petróleo es común encontrar cierta cantidad de gas natural que aflora al perforar el pozo. Pero es más común encontrarlo en la naturaleza como elemento único de un yacimiento, aunque también puede obtenerse gas ascociado al carbón.
El gas natural es una mezcla de
hidrocarburos gaseos y líquidos.
Está compuesto principalmente por:
METANO
ETANO
PROPANO
photo: Gasoductos en Mexico
El gas que se obtiene de un yacimiento puede ser utilizado directamente para el consumo cuando no contiene hidrocarburos líquidos; en caso contrario necesita ser tratado previamente para eliminar los contaminantes.
El gas que se libera al perforar un pozo petrolero se reinyecta en el yacimiento para facilitar la salida del petróleo o se lo usa como fuente de energía.
El gas natural
Las formas de energía
Generalmente se distinguen ocho formas fundamentales de energía:
E. Eléctrica: Se origina en las fuerzas electromagnéticas de atracción y repulsión que existen entre los cuerpos con carga eléctrica
E. Química: Se encuentra en las uniones entre los átomos que forman las moléculas de las sustancias. Se libera cuando se rompen estas uniones.
E. Gravitatoria: Es la forma de energía almacenada en un objeto cualquiera sometido a la influencia de la gravedad terrestre.
E. Térmica o Calórica: Se transfiere de los objetos más calientes a los más fríos.
E. Elástica: Es la forma de energía acumulada al comprimir las moléculas de un material (como una cinta elástica)
E. Radiante: Se manifiesta como radiaciones electromagnéticas; se debe a que muchos cuerpos emiten energía al medio que los rodea.
E. Cinética: Depende del movimiento y de la masa del cuerpo.
E. Nuclear: Es la forma de energía liberada al romperse o también al unirse los nucleos de los átomos.