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¿Qué es la energía?

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CEDICAFÉ - Coordinación de Medio Ambiente

Introducción

Actualmente, el panorama de consumo energético en la sociedad está cambiando, debido a la incorporación del uso de las energías renovables.  Los diseños auto-sostenibles se han incorporado cada vez más a la arquitectura residencial e industrial, incorporando también el cuidado al medio ambiente.  La tendencia ahora es incorporar pequeñas instalaciones que puedan ser conectadas a la red.  La caficultura históricamente ha incorporado la energía renovable, a través de pequeñas hidroeléctricas en el beneficiado húmedo del café.  Actualmente, sin embargo, la expectativa está en poder incorporar nuevas alternativas de energías renovables compatibles con la producción de café.  Dependiendo de los recursos naturales disponibles, en cada sitio puede haber alguna energía renovable que se podría aprovechar con mayor facilidad.  A continuación se describe brevemente la temática básica relacionada a los tipos de energía renovable.

Energía

La energía es parte de todos los ciclos de la vida y es un elemento esencial para prácticamente todas las actividades. La energía se define científicamente como toda causa capaz de producir un trabajo. El trabajo se produce al desplazarse una fuerza.  Como principio general de la naturaleza se establece que la energía ni se crea ni se destruye, solamente se transforma (BUN-CA, 2002 y De Juana et.al. 2003).

La energía tiene diferentes formas, entre las cuales se puede citar las de mayor importancia:

  • Energía cinética: la de un objeto en movimiento.   La velocidad y masa del objeto determinan, en gran parte, la cantidad de su energía cinética. Por  ejemplo, el agua de un río, en la que mientras más rápido fluye el agua, más energía estará disponible (BUN-CA, 2002). 
  • Energía potencial: la de la posición de un objeto con respecto a la superficie de la tierra. Esta forma está almacenada y se convierte en energía cinética cuando el objeto se cae. Por ejemplo, el agua en un embalse tiene el potencial de caerse y, cuanto más alta la presa, más energía potencial contiene el agua (BUN-CA, 2002).
  • Energía mecánica: es la suma de la energía cinética y potencial (De Juana et.al. 2003).
  • Energía mecánica interna: es energía cinética y potencial de las moléculas y átomos que forman un cuerpo (De Juana et.al. 2003).
  • Energía química: la almacenada en los enlaces que unen los diferentes elementos en su estructura para la formación de las sustancias (De Juana et.al. 2003).
  • Energía térmica (calor): una forma de energía cinética causada por el movimiento de los átomos o las moléculas en un material, sea sólido, gaseoso o líquido. Su cantidad es determinada por la temperatura del material, entre más alta la temperatura, más energía está disponible. Por ejemplo, en la combustión de madera u otros materiales se genera calor (BUN-CA, 2002). 
  • Energía eléctrica: más conocida como electricidad, es el flujo de los electrones en un material conductivo, como un cable eléctrico (BUN-CA, 2002). También se define como: la energía que aparece como resultado del movimiento de partículas cargadas eléctricamente dentro de campos eléctricos y magnéticos (De Juana et.al. 2003).

Transformación de la energía

La energía permanece constante pero puede cambiar de forma, lo que sucede a través de diferentes procesos o dispositivos (De Juana et.al. 2003).

 “Utilizar” la energía significa, transformar una forma de ella en otra. Por ejemplo, aprovechando la fuerza del viento, se convierte la energía cinética en mecánica, la cual, luego se puede convertir en eléctrica.  Igualmente, “generar” energía significa convertir una forma de ella en otra; por ejemplo, la energía cinética del agua en movimiento a mecánica, en un sistema hidráulico. Los términos “utilizar” y  ”generar” energía científicamente no son correctos porque ella no se puede crear ni destruir.  Se puede transformar de una forma a otra, pero no se “gasta” y su cantidad total se mantiene igual en cualquier proceso.  Sin embargo, en términos prácticos sí se gasta la energía, debido a que se convierte en una forma que ya no se puede aprovechar.  Por ejemplo, cuando se quema una rama seca, la energía química contenida en la madera se convierte en térmica, o sea, en calor, la cual se puede aprovechar; pero luego se dispersa en el ambiente y no se puede utilizar nuevamente (BUN-CA, 2002).

La primera transformación ocurre en las plantas verdes, que convierten la energía luminosa del sol, a través de la fotosíntesis, en energía química almacenada en su biomasa.  El hombre, al descubrir el fuego, comenzó a transformar esa biomasa en energía térmica, que utilizó para calentarse y cocinar.  La transformación de energía mecánica en electricidad está basada en el descubrimiento en 1930 por Faraday y Henry, según el cual, al variar el flujo de un campo magnético a través de un circuito conductor se induce en este una fuerza electromotriz que produce una corriente eléctrica (De Juana et.al. 2003). 

Fuentes de energía

La energía se produce en diferentes fuentes y es almacenada de distintas formas.  La energía se puede clasificar de acuerdo a la fuente de donde proviene, en dos grupos:

Fuentes renovables: no se agotan por su uso; son las que su energía se sigue produciendo en la actualidad y su consumo es repuesto.  Ejemplos son la energía del viento y del sol. El agua y la biomasa también se incluyen en esta categoría, aunque son renovables bajo la condición de que la fuente se maneje en forma apropiada, por ejemplo, las cuencas hidrológicas y plantaciones de árboles.

Fuentes no-renovables: están disponibles en cantidades limitadas y se agotan por su uso, como los combustibles fósiles (carbón mineral, petróleo, gas natural). Estas tienen la característica de que, una vez utilizadas para la generación de energía, no se pueden volver a usar.

 Fuentes de energía renovable

  1. Energía solar: térmica y fotovoltaica.

La energía solar térmica es aquella que proviene del sol y se convierte en calor, por ejemplo para el calentamiento de agua en piscinas o el calentamiento de agua para duchas en residencias o para calentar agua en uso industriales (CNEE, 2012).

La energía solar fotovoltaica es aquella en la que se aprovecha la luz emitida por el sol, que mediante paneles solares se convierte en energía eléctrica, y puede ser aprovechada tanto como la energía proveniente de la distribuidora eléctrica de nuestra residencia –iluminación, calefacción, equipos electrodomésticos, motores, entre otros (CNEE, 2012). 

  1. Energía hidráulica: es la energía que encontramos en el agua en movimiento y que convertimos en energía eléctrica mediante las centrales hidroeléctricas. Esta energía es le energía renovable más desarrollada en Guatemala.
  1. Energía a partir de la biomasa: es la energía que está en las materias orgánicas, por ejemplo en la madera, el bagazo de caña, cascarilla de café, entre otras.
  1. Energía eólica: es la energía que se obtiene  del viento y que se convierte a electricidad mediante aerogeneradores.
  1. Energía geotérmica: es la energía que proviene de la alta temperatura que hay en las profundidades de la tierra y que mediante la perforación de pozos logramos llevar a generadores eléctricos. Es renovable siempre y cuando se reinyecte el fluido extraído.

La importancia de la energía renovable

El consumo constante de la energía proveniente de combustibles fósiles y las cantidades limitadas de estos,  han sido razones suficientes para buscar fuentes energéticas renovables.  Actualmente el interés principal de la sociedad es utilizar fuentes se energía que se puedan renovar, en parte para no llegar a alcanzar un punto en el cual se agoten las reservas de combustibles fósiles.  Adicionalmente, el impacto ambiental que produce la combustión de aquellos, ha ocasionado emisiones de gases de efecto invernadero.  Se espera un fuerte crecimiento de la demanda energética, por lo que si ésta se satisface desde fuentes fósiles, se aumentará las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero, que pudiera causar deterioros irreversibles en el ambiente.  Por ello se vuelve de suma importancia el desarrollo tecnológico para la utilización de las fuentes de energía renovables (De Juana et al., 2003:20).

Bibliografía

  • De Juana Sardón, J., Santos, F., Crespo, A., Herrero, M., De Francisco, A., Fernández J. (2003). Energías renovables para el desarrollo. España: International Thomson Editores Spain Parafinfo, S.A.
  • Manuales sobre energía renovable: Solar Fotovoltaica/Biomass Users Network (BUN-CA). -1 ed. - San José, C.R.: Biomass Users Network (BUN-CA), 2002.
  • Manuales sobre energía renovable: Biomasa/ Biomass Users Network (BUN-CA). -1 ed. -San José, C.R. : Biomass Users Network (BUN-CA), 2002. 42 p. il. ; 28x22 cm.
  • http://www.bun-ca.org/publicaciones/BIOMASA.pdf

 

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