La ley de conservación de la energía dice: "la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma", así cuando pensamos que la energía desapareció, en realidad sólo se ha convertido en otra de sus formas.
Toda la materia posee energía debido a su composición, movimiento y temperatura, entre muchas otras propiedades que la física y la química se han ocupado de estudiar minuciosamente. Incluso aquellos objetos que se permanecen en reposo contienen cierto grado de energía.
Qué es la energía
La energía es la capacidad de realizar un esfuerzo y producirlo un efecto sobre aquello en que se aplica. Existen muchas clases de energía y muchas maneras de aprovecharla para nuestro bien (y por desgracia también para el mal).
La energía puede transformarse de una forma a otra y para cuantificarse se utiliza el concepto trabajo.
La energía puede presentarse de diferentes formas, según el tipo de cambios en los que participa.
La energía mecánica es la que tienen los cuerpos por estar en movimiento y por la posición en la que se encuentren.
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| Por ejemplo, la energía con que cae un martillo para golpear un objeto. |
La energía potencial es la posee un cuerpo, átomos o partículas según la posición en la que se encuentre.
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| Por ejemplo, la posición del arco elevado. |
La energía cinética es la que poseen los cuerpos en movimiento.
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| Por ejemplo, al momento del impacto la persona u objeto sale volando y se emplea la energía cinética. |
La energía eléctrica se produce por las cargas eléctricas en movimiento a través de los circuitos eléctricos.
Las transformaciones que requieren energía para producirse se llaman transformaciones químicas.
Las transformaciones que, por el contrario, proporcionan energía, se llaman transformaciones químicas exotérmicas.
Transformaciones de la energía
Los cambios que se dan en la naturaleza son ocasionadas por la energía que se encuentra en diversas formas. La energía siempre pasa de de formas más útiles a formas menos útiles. Por ejemplo, en un volcán la energía interna de las rocas fundidas puede transformase en energía térmica produciendo gran cantidad de calor; las piedras lanzadas por el aire y la lava en movimiento poseen energía mecánica; se produce la combustión de muchos materiales, liberando energía química y alterando el ecosistema donde se encuentra el volcán.
La fotosíntesis, ese proceso tan complejo, se resume
-en términos energéticos- en una transformación de la energía luminosa (los rayos del Sol) en energía química, presente en los enlaces que unen moléculas de la glucosa formada.
En la vida diaria podemos observar innumerables transformaciones de la energía.
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| Este es el ejemplo del volcán en erupción. |
Fuentes de energía para los procesos técnicos y su transformación.
Las sustancias, cuerpos o fenómenos que producen energía se llaman fuentes de energía.
Las fuentes de energía utilizadas a lo largo de la historia de la humanidad tiene origen en el Sol. En la prehistoria, cuando los primeros habitantes pudieron por fin hacer fuego, los recursos fueron los leños de los árboles, principalmente los que contenían resina, pues eran fáciles de encender.
Durante la Revolución Industrial, las fuentes de energía fueron imprescindibles para producir grandes cantidades de vestidos, alimentos y otros recursos.
El vapor comenzó a ser la fuente de energía más importante. Así, se dieron grandes avances de la ciencia y la tecnología con la máquina de vapor, producto de una pregunta muy simple: ¿qué hacer con las máquinas para que el vapor se transforme en trabajo y no se pierda?
en el siglo xx, la principal fuente de energía provino del petróleo de los grandes yacimientos en América, Rusia y Arabia, generando la industria petroquímica, que producen grandes insumos y recursos energéticos utilizados en muchas de las actividades humanas. En el siglo xxl, se busca que el empleo de las fuentes de energía no aumente el calentamiento global.
Sin duda, la energía eléctrica también fue fundamental durante el siglo xx, ya que la mayoría de las máquinas y aparatos utilizan motores eléctricos conectados a una red de energía eléctrica.
Hoy día tratamos de aprovechar al máximo la energía que genera el Sol o el viento, aunque también hacemos uso de la energía nuclear, que implica grandes riesgos para la salud y el medio ambiente.
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| Al quemarse, la madera es una fuente que proporciona luz y calor, pero que se agita rápidamente. |
Funciones de la energía en los procesos técnicos y su transformación
El movimiento es una de las formas más evidentes en las que las energías produce cambios. En la Antigüedad fue la manera mas fácil y extendida de transformar los recursos.
La rueda hidráulica tiene su origen en la Romas clásica y fue uno de los primeros dispositivos que utilizaron como motor. Generalmente se construían molinos de agua con madera, que se colocaban en el caudal de un río. El correr del agua hacía girar la rueda y ésta, a su vez, ponía en marcha otras máquinas.
En nuestros días, el movimiento del agua también se utiliza para generar electricidad. El agua que se halla en lo alto de las montañas se conduce de un lado a otro de las presas generando energía cinética la cual se convierte en mecánica al hacer girar las turbinas que, a su vez, accionan alternadores que producen energía eléctrica.
El viento también ha sido un importante productor de energía. La energía cinética proveniente de las corrientes de aire se puede transformar para convertirla en un recurso útil para la vida humana. La energía provocada por el movimiento del aire se llama energía eólica.
La energía eólica se utilizo primero en los barcos de vela, que se impulsaban mar adentro gracias al viento.
Se le considera un recurso con tremendas ventajas ecológicas, pues es abundante, renovable, y disminuye las emisiones de gases de efecto invernadero en nuestro planeta.
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| Este tipo de energía es fácil de manipular y no contamina el ambiente. |
Luz y calor
Nuestro planeta goza de una fuente de energía esencial: el Sol. La energía derivada de este astro se llama energía solar. Ésta aporta principalmente dos fuentes energéticos: luz y calor y tanto una como otra son fundamentales para la vida en nuestro planeta.
Las plantas necesitan luz para llevar acabo a la fotosíntesis. Los seres humanos también necesitamos recibir la energía del Sol, no sólo a a través de las plantas que ingerimos, sino mediante la exposición moderada a éste. Los rayos del Sol en nuestra piel activan un proceso que produce vitamina D, fundamentalmente para que nuestro organismo utilice adecuadamente al calcio y así crecer con huesos fuertes.
Los avances de la ciencia han permitido comprender cuáles son los mecanismos mediante los que el calor se propaga (conducción, convencción y radiación) para fabricar distintos productos que satisfacen las necesidades del ser humano. Sin duda, el desarrollo de la máquina de vapor, que utiliza energía mecánica generada por el vapor de agua, constituyó una verdadera revolución tecnológica que cambió la vida de los seres humanos.
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| El Sol es la mayor fuente de energía de nuestro planeta. |
Electricidad
La electricidad es un tipo de energía que se manifiesta en fenómeno luminosos, términos, mecánicos o químicos, y su forma más evidente se halla en la naturaleza, cuando observamos una rayo surcar el cielo. La electricidad es el principio por el cual se rigen muchos procesos de nuestra vida.
Las interacciones entre las cargas eléctricas son las que producen el fenómeno de la electricidad, estén en reposo o en movimiento. Hay dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Las partículas también generan un campo de energía, produciéndose la interacción electromagnética.
También hay centrales termoeléctricas (de combustibles fósiles, nucleares o solares), eólicas (las que aprovechan el viento), solares o mareo motrices (que utilizan al mar y su oleaje como generador energético). Una vez que se obtiene la energía, se distribuye a través de las redes de transporte y sistemas de distribución que utilizan los materiales adecuados para conducir la electricidad.
Los materiales pueden clasificarse en conductores y dieléctricos, según tengan la capacidad de conducir o no la electricidad. Los metales, por ejemplo, son excelentes conductores de electricidad, y por ello los cables que conducen la electricidad se hacen de filamentos de cobre o aluminio. Por su parte; los materiales dieléctricos o aislantes no dejan pasar la electricidad; la madera y el plástico son aislantes.
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| Este es ejemplo de un material conductor. |
Magnetismo
La magnetita es un mineral que tiene la propiedad de atraer el hierro. Los cuerpos que, como la magnetita, pueden atraer el hierro, se denominan imanes, la mayoría de los cuales son artificiales y se atraen como resultado del magnetismo.
El magnetismo es una energía que se produce gracias a la propiedad que tiene la materia de atraer o repeler otros cuerpos. Cuando una concentración de electrones se orienta hacia determinada dirección, se crea una fuerza magnética (es el nombre que recibe la atracción entre los materiales).
Toda la materia tiene varias aplicaciones dentro de los procesos productivos y en nuestra vida cotidiana. Actualmente, el magnetismo tiene diversas aplicaciones: es útil para el almacenamiento de datos en cintas magnéticas, aplicaciones industriales, comunicaciones, maquinaria, grúas electromagnéticas, motores, salud y desarrollo de nuevo materiales.
La corriente eléctrica está muy relacionada con el magnetismo. Si un conductor elétrico por el que circula estás enredado en un objeto de acero, éste se convierte en imán. Al contrario, si un imán gira muy cerca de un conductor eléctrico arrollado, las fuerzas magnéticas producirán corriente eléctrica.
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| En esta imagen se puede observar la fuerza magnética. |
Insumos energéticos
Los insumos son todo aquello disponibles para el uso y el desarrollo de la vida humana, desde lo que encontramos en la naturaleza, como los alimentos, el agua y los bosques, hasta lo que vamos creando a través de transformaciones en las que interviene la energía.
Incluso la misma energía es un insumo, pues es un bien que forma parte de un proceso del que se obtendrán otros bienes. Sin embargo, es importante considerar que los insumos no son eternos e inagotables, pues pueden tener posibilidades de renovarse, o pueden irreemplazables, como ocurre con el petróleo.
Debemos empezar a planear cómo administrar de forma correcta el empleo de estos insumos y cuánta energía consumimos en su producción y utilización.
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| Actualmente, la separación de basura es una forma de reducir la contaminación y aprender a usar razonablemente los insumos.
Fuente:
Punzo, M. y Sayavedra,
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Imágenes:
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Peligroso volcán amenaza a Neuquén 2012! Corran por sus vidas.
(http://www.taringa.net/posts/noticias/16129382/Peligroso-volcan-amenaza-a-neuquen-2012-Corran-por-sus-vidas.html)
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