Fuentes de energía
La física nos enseña que no puede realizarse ningún trabajo sin un consumo de energía. Trabajo y energía son dos magnitudes físicas estrechamente relacionadas y la vida requiere energía.
En la evolución humana sobre el planeta encontramos la forma como el ser humano ha obtenido la energía para su existencia. Su primera fuente es el alimento que se procesa y permite el consumo de energía que requiere la vida diaria, por simple que sea. Cualquier movimiento de una masa (trabajo) requiere energía. Si el hombre no quiere ser la fuente de energía con su esfuerzo, la busca en los animales (caballos, bueyes…), los cuales a su vez la obtienen de su alimento.
En las ciudades, hasta hace unos cuantos años, uno de los sistemas de transporte de los objetos era la tracción animal. Ante esta situación, los grupos defensores de los animales protestaron y lograron su prohibición. La energía animal fue reemplazada por la humana y ahora se ven los recicladores cargando enormes carretas y bicitaxis movidos por la energía de los más jóvenes o necesitados.
Sabemos que la energía no se crea ni se destruye, se transforma. Los seres humanos han buscado fuentes de energía su alrededor, al tiempo que progresaban en el conocimiento de los elementos, las propiedades y las consecuencias de los procesos de manejo y uso de las diferentes fuentes de energía útil para realizar trabajos en el sentido de la magnitud física.
En su historia, e hombre necesitó alimentarse y calentarse en los inviernos; para ello tuvo que indagar en los alrededores que lo circundaban y buscar fuentes de energía. Las encontró en los bosques, en las plantas comestibles y en los animales. Luego, su avance en los conocimientos de la naturaleza le permitió desarrollar la agricultura, para lo cual diseñó y elaboró herramientas. Clasificó, entendió y con su propia energía y la del medio ambiente dominó y explotó la “tierra”. Todo ello supuso consumo de energía de una forma u otra. En ese proceso modificó su hábitat y mejoró su calidad de vida.
Ha sido un largo proceso de milenios de diálogo entre el hombre y la naturaleza, el cual le permitió entender mejor el mundo circundante y a su vez le proveyó de recursos de todo tipo para acelerar y generar nuevas realidades.
El hombre encontró los metales y los usó para su vida en múltiples formas creativas. Después halló sustancias con gran poder energético al ser combustibles y liberar su energía potencial. Descubrió que el agua, fundamental para la vida, era también una fuente de energía y ejecutó obras maravillosas, usando la energía potencial que resulta simplemente de aprovechar las diferentes altitudes en las cuales se encuentra el agua y la diferencia con el punto en el cual va a usarse. Transportó el agua utilizando la gravedad. Navegó usando el viento y diseñando sistemas para dirigir esa energía y pudo realizar trabajos superiores a su misma capacidad “natural”.
Usó el agua y el fuego para cocinar sus alimentos. Para conseguir fuego permanente, encontró la madera de los árboles circundantes. Así descubrió que había elementos de mayor y mejor capacidad de combustión. Entre los materiales combustibles halló el carbón, uno de los más poderosos para producir energía calórica para cocinar y para generar luz.
Combinando carbón y agua pudo dominar el vapor como fuente de energía para mover grandes masas por tierra y mar. Encontró así la gran capacidad de la energía cinética, la energía de los cuerpos en movimiento. De allí obtuvo como fuente principal la energía hidráulica. Logró transformar la energía potencial del carbón en energía eléctrica.
Con las diferentes formas de energía logró desarrollar máquinas, herramientas y tecnologías que le permitieron descubrir nuevas fuentes. En el último siglo encontró que en lo profundo del planeta se había concentrado una gran energía, producto de presiones y temperaturas acumuladas por millones de años, y logró extraer combustibles fósiles en forma líquida, como petróleo, o gaseosa, como gas combustible. Usó esta energía para combustión que moviera máquinas en tierra, mar y aire. De esta manera, transformó energía potencial en energía cinética. También empleó esa energía proveniente de los combustibles fósiles para generar energía eléctrica.
Como todo en la evolución del ser humano, en las últimas décadas se ha acelerado la búsqueda y se han encontrado y analizado otras fuentes de energía para satisfacer la creciente e insaciable demanda de energía para la vida del hombre sobre la Tierra. Así se encontró la energía atómica, que mantiene unidos los átomos del universo, y que puede ser utilizada para transformar la energía potencial atómica en energía calórica o eléctrica, e incluso en energía destructiva.
En toda esta larga historia del hombre buscando, transformando y usando energía de sus diferentes fuentes, recientemente miró que a su alrededor la más fuerte, abundante y perceptible forma de energía: la energía solar, que es la fuente principal de la actividad, el trabajo y la vida en nuestro mundo planetario. De igual forma, ha visto otras fuentes aprovechables sin mayor esfuerzo, como son el viento y las mareas.
La química le permitió desarrollar otras fuentes de energía y sistemas de guardar energía acumulada en baterías, con diferentes elementos de la tabla periódica. Ha buscado transformarla en energía eléctrica que impulse sus vehículos en la Tierra e incluso hasta para viajes espaciales.
El ser humano no solo ha encontrado fuentes múltiples de energía, sino su uso y capacidad de transformación. Su utilización varía en la forma, el precio y la cantidad equivalente de unas y otras. Cómo transformar esas fuentes en formas de energía utilizables es el esfuerzo realizado en las últimas décadas con relativo éxito.
A continuación, mostraré los requisitos y los efectos indeseados del uso de las diferentes fuentes de energía. Una de las formas más útiles y usadas es la energía en forma de energía eléctrica, cuya transformación requiere un costoso y difícil proceso a partir de otras fuentes.
Carlos Torres H.
Diciembre, 2022