Diferentes tipos y fuentes de energía y su transformación

Diferentes tipos y fuentes de energía y su transformación.

Aunque la energía parezca algo abstracto e intangible, la verdad es que presenta manifestaciones muy diversas y podemos percibirlas claramente en nuestra vida cotidiana.

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.

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, como por ejemplo:

La energía mecánica es la que tienen los cuerpos por estar en movimiento y por la posición en la que se encuentren.

Aquí se encuentra un ejemplo de la energía mecánica, al lanzar una bola de boliche hacia los pinos.

La energía potencial es la posee un cuerpo, átomos o partículas según la posición en la que se encuentre.

Este es un ejemplo de energía potencial, al impulsar una flecha para que sea lanzada con el arco.

La energía cinética es la que poseen los cuerpos en movimiento.

Este es un 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.

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.

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.

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. 

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.

El Sol es una de las fuentes del calor mas utilizadas.

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.

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.

La cinta es un ejemplo de una materiales no conductores.

El cobre es un ejemplo de materiales conductores.

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).

Los imanes utilizan energía magnética.

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.

Debemos empezar a planear cómo administrar de forma correcta el empleo de estos insumos y cuánta energía consumimos en su producción y utilización.

Este es un ejemplo de los insumos necesarios para preparar mermelada de fresa.

Fuente:

Punzo, M. y Sayavedra, R., (2011), Tecnología: Manufacturas, información y servicios, Páginas 105-115.

Imágenes:

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