Definición y áreas de interés Proyecto
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L a G r a n E n c i c l o p e d
i a I l u s t r a d a d e l P r o y e c t o S a l ó n H o
g a r
Energía
El concepto de energía es uno de los más
importantes tanto en la ciencia contemporánea como en la
práctica de la ingeniería. El término energía es relativamente
reciente pero hoy se encuentra no sólo en todas las ramas de la
ciencia, sino en casi todos los aspectos de la sociedad humana.
Es evidente que la energía desempeña un papel importante en el
mundo actual, lo cual justifica su estudio. El Sol da energía en
forma de luz, los alimentos contienen energía y ésta mantiene la
vida. La energía es quizás, el concepto científico más popular;
con todo, es uno de los más difíciles de definir.
Represa de Carraizo en Trujillo Alto
Fuente de energía
Hay energía en las personas, los lugares y las cosas, pero
únicamente se observa sus efectos cuando se transfiere de un
lugar a otro o cuando se transforma de una forma en otra. La
combinación de energía y materia constituye el Universo.
La energía y sus formas
El vocablo energía es uno de los términos utilizados en
Física que más se nombra en la vida diaria. Expresiones
como crisis energética, costo de la energía,
aprovechamiento de la energía, energías renovables y no
renovables son de uso frecuente en el lenguaje cotidiano.
Pero ¿qué es la energía? La noción de energía esta
íntimamente relacionada con todos aquellos eventos o
fenómenos que implican cambios o transformaciones en un
objeto o sistema de objetos, tales como cambios de
velocidad, cambios de posición, cambios de composición o
cambios de estado físico. Estos cambios o
transformaciones dan origen a formas de energía.
Energía: es la capacidad que tienen
determinados cuerpos para generar fuerzas que
puede producir un trabajo mecánico.
Transformaciones y Conservación
de la Energía Numerosos hechos comprueban que en
la Naturaleza se están verificando continuamente
transformaciones de unas formas de energía en otras. Si
en cualquier proceso donde se producen transformaciones
de energía se miden las cantidades de energía que
intervienen en cada transformación, se puede comprobar
que cada vez que aparece cierta cantidad de energía de
una forma determinada, desaparece una cantidad
equivalente de energía de otra o varias formas o
recíprocamente.
A pesar de que la energía se puede transformar de una
forma u otra la cantidad total de energía no cambia.
Este hecho ha sido demostrado reiteradamente por
experimentos y se le considera junto con la cantidad de
movimiento, una de las leyes fundamentales de la física.
Ley de Conservación de la
Energía: la cantidad total de energía del
Universo es constante: Ni se crea ni se destruye,
únicamente se transforma.
Transferencia de Energía
Un objeto que posee energía puede transferir parte de
ella a otro objeto. Por ejemplo la energía del viento
puede ser transferida en parte a un molino o a un barco
de vela, poniéndolo en movimiento.
Degradación de la Energía
Cada vez que se produce una transformación de energía,
parte de ella se pierde en forma de calor inútil, que se
difunde en el Universo y perdura para siempre, pero que
jamás es recuperable. Se demuestra que a medida que la
energía va siendo utilizada para promover cambios en la
materia, va perdiendo capacidad para ser empleada
nuevamente.
Barco de vapor
Desarrollo
Económico y energía
Desde que el hombre descubrió el
fuego y utilizó su energía para la producción de
calor y luz, existe una estrecha relación entre el
progreso económico de los pueblos y la energía que
consumen. Durante muchos años y aproximadamente hasta
inicios del siglo XVIII, la economía de los pueblos se
fundamentó en la agricultura y la energía que procedía
fundamentalmente del esfuerzo muscular de hombres y
animales, así como la fuerza motriz procedente del
viento, el agua y el vapor. A partir del siglo XVIII se
inicia lo que comúnmente se denomina revolución
industrial y las energías citadas son reemplazadas por
la energía procedente de los combustibles tales como el
carbón mineral, el gas natural, el gasoil y la gasolina.
Se inicia así una era de progreso para la humanidad. Es
tal la importancia actual de los combustibles,
especialmente los que se derivan del petróleo, que el
progreso tecnológico y el bienestar de un país se mide
por el consumo de energía “per cápita”, o sea, la
energía consumida por cada habitante durante un año.
Producción de energía
Se refiere a la producción de petróleo, que es en la
actualidad la primera fuente de energía para la
industria. Desde los inicios de la explotación petrolera
hasta la creación de la O.P.E.P
(Organización de Países Exportadores de Petróleo)
en 1960, la única preocupación de las Compañías
encargadas de explotar y comerciar el producto era la de
producir petróleo sin limitación alguna, obtener
mercados para la venta a bajos precios y conservar los
clientes. Los beneficios obtenidos por los países dueños
de esta riqueza natural eran mínimos y las reservas
petroleras iban en agotamiento creciente.
La O.P.E.P. , que
inicialmente estuvo formada por cinco países productores
(Arabia Saudita, Venezuela
, Irán, Irak y Kuwait), se encargó de limitar la
producción, para preservar las existencias, y fijar los
precios, para obtener beneficios satisfactorios.
El consumo de energía
Se refiere al consumo de petróleo como fuente de
energía para la industria. Los grandes consumidores de
energía son los países industrializados (EEUU, Japón y
países de Europa Occidental). La producción
descontrolada de energía y la demanda de consumo cada
vez mayor por parte de los países industrializados,
conduce al agotamiento de las reservas minerales de este
recurso natural no renovable. Cada uno de los habitantes
de los países desarrollados usa unas diez veces más
energía que una persona de un país no desarrollado.
Crisis
Energética
Debido a la explotación irracional de que fue objeto el
petróleo por parte de las Compañías Transnacionales
encargadas de su extracción y comercialización y a la
creciente demanda de energía por parte de los países
industrializados, las reservas de este mineral
decrecieron, por lo que algunos países productores
integrante de la O.P.E.P
., reaccionaron en defensa de sus intereses y
nacionalizaron la explotación del mineral. A su vez
redujeron la producción y exportación, lo cual trajo
como consecuencia el aumento de los precios del petróleo.
Estos hechos, unidos a otros de carácter político,
dieron origen a lo que ha venido designándose con el
nombre de crisis energética,
cuya problemática se extiende hasta la actualidad.
La energía es el elemento
vital de las naciones modernas y el pilar de las
condiciones de vida elevadas, economías
complejas y seguridad nacional
.
Fuentes de energía
Hace poco más de un siglo las principales fuentes de
energía eran la fuerza de los animales y la de los
hombres y el calor obtenido al quemar la madera. El
ingenio humano también había desarrollado algunas
máquinas con las que aprovechaba la fuerza hidráulica
para moler los cereales o preparar el hierro, o la
fuerza del viento en los barcos de vela o los molinos de
viento. Pero la gran revolución vino con la máquina de
vapor , y desde entonces, el gran desarrollo de la
industria y la tecnología han cambiado, drásticamente,
las fuentes de energía que mueven la moderna sociedad.
Ahora, el
desarrollo de un país está ligado a un creciente consumo
de energía de combustibles fósiles como el
petróleo, carbón y gas natural. De ellos depende la
mayor parte de la industria y el transporte en la
actualidad. Entre los tres suponen casi el
90% de la energía comercial
empleada en el mundo . Un combustible fósil esta
compuesto por los restos de organismos que vivieron hace
millones de años.
Estos combustibles han permitido un
avance sin precedentes en la historia humana, pero son
fuentes de energía que se llaman
no renovables . Esto significa que cantidades que
han tardado en formarse miles de años se consumen en
minutos y las reservas de estos combustibles van
disminuyendo a un ritmo creciente. El volumen de energía
que se consume diariamente para realizar las tareas más
cotidianas y rutinarias es inmenso. Esta actitud choca
frontalmente con una realidad: los recursos energéticos
se agotan.
Fuentes alternas de Energía
Petróleos no convencionales
Son aceites pesados, muy viscosos, y arenas petrolíferas
que contienen aceite asfáltico y bituminoso. Los
principales yacimientos se encuentran en la República
Bolivariana de Venezuela, en la llamada “Faja
petrolífera del Orinoco” y en Alberta, Canadá. En el
futuro se aumentará el rendimiento de explotación de
este aceite pesado para convertirlo en petróleo liviano.
Carbón
Es un tipo de roca formada por el elemento químico
carbono mezclado con otras sustancias. Es una de las
principales fuentes de energía. Según las presiones y
temperaturas que los hayan formado distinguimos
distintos tipos de carbón: turba,
lignito, hulla (carbón bituminoso) y antracita .
A más altas las presiones y temperaturas, se origina un
carbón más compacto y rico en carbono y con mayor poder
calorífico.
Reservas de carbón
Este mineral, como fuente de energía alterna,
puede ser aprovechado especialmente para hacer funcionar
plantas térmicas de energía eléctrica. El carbón es el
combustible fósil más abundante en el mundo. Los mayores
depósitos de carbón están en América del Norte, Rusia y
China , cuyas reservas representan el 86% de la reserva
total mundial. En Venezuela los principales yacimientos
se encuentran en el occidente del país.
Reservas de Carbono a Nivel Mundial
Orimulsión
Orimulsión
Es un combustible, de invención venezolana, constituido
por una emulsión de agua en crudos extrapesados.
Actualmente se utiliza en Europa y Asia, y se mercadea
activamente en países de América. Por ser económico y
fácil de transportar compite con el carbón y los
combustibles derivados del petróleo para la generación
de calor y los combustibles derivados del petróleo para
la generación de calor y electricidad. En Venezuela toda
la orimulsión producida se destina a la exportación
debido a las grandes disponibilidades de energía
hidroeléctrica e hidrocarburos.
Las vastas reservas de Venezuela (42 mil millones de
toneladas métricas de petróleos extrapesados) garantizan
el suministro confiable de Orimulsión hasta más allá del
siglo XXII.
Gas Natural
Está formado por un pequeño grupo de hidrocarburos:
fundamentalmente metano
con una pequeña cantidad de propano y butano. El propano
y el butano se separan del metano y se usan como
combustible para cocinar y calentar, distribuidos en
bombonas. El metano se usa como combustible tanto en
viviendas como en industrias y como materia prima para
obtener diferentes compuestos en la industria química
orgánica. El metano se distribuye normalmente por
conducciones de gas a presión (gasoductos). En Venezuela
las reservas de gas natural son de orden de 5,3 billones
de metros cúbicos, ocupando en este aspecto el primer
lugar en Latinoamérica y el quinto lugar en el mundo.
Energía nuclear de fisión
Esta energía se produce si el núcleo de un átomo
pesado, como el uranio , se divide en dos o más
fragmentos cuando en su interior penetra otra partícula
especialmente un neutrón, en cuyo caso se libera una
enorme cantidad de energía en forma de calor. En
concreto se usa el isótopo 235 del uranio que es
sometido a fisión nuclear
en los reactores. En este proceso el núcleo del átomo de
uranio (U-235) es bombardeado por neutrones y se rompe
originándose dos átomos de un tamaño aproximadamente
mitad del de uranio y liberándose dos o tres neutrones
que inciden sobre átomos de U-235 vecinos, que vuelven a
romperse, originándose una reacción en cadena.
La fisión controlada del U-235 libera una gran cantidad
de energía que se usa en la planta nuclear para
convertir agua en vapor. Con este vapor se mueve una
turbina que genera electricidad.
El riesgo de accidente grave en una
central nuclear bien construida y manejada es muy bajo,
pero algunos de estos accidentes, especialmente el de
Chernobyl (1986), han hecho que en muchos países la
opinión pública mayoritariamente se haya opuesto a la
continuación o ampliación de los programas nucleares.
Actualmente existen en el mundo numerosos reactores
nucleares que utilizan la energía producida por fisión.
La mayoría de baja potencia y se utilizan para la
producción de energía eléctrica, así como impulsar
barcos submarinos.
Los principales inconvenientes de la utilización de la
energía nuclear de fisión a gran escala son, una parte,
los altos costos de producción, y por la otra, los
peligros que puede producir, tales como la contaminación
atmosférica provocando efectos nocivos como el cáncer y
la leucemia.
La industria nuclear produce residuos radiactivos muy
peligrosos que duran miles de años, que constituye un
inconveniente que no ha sido resuelto completamente
desde el punto de vista tecnológico.
