INTRODUCCION
El ser humano desde sus primeros pasos en la tierra, y a lo largo de la historia, ha sido un buscador de formas de generación de esa energía necesaria y facilitadora de una vida más agradable. Gracias al uso y conocimiento de las formas de energía ha sido capaz de cubrir necesidades básicas: luz, calor, movimiento, fuerza, y alcanzar mayores cotas de confort para tener una vida más cómoda y saludable.
En la era contemporánea la necesidad de disponer de fuentes de energía aprovechables se ha convertido en algo imprescindible para el ser humano. Basta pensar en el consumo energético que una persona común realiza al día para darse cuenta de la dependencia existente. El gas empleado para calentar el agua y para la calefacción, la gasolina que mueve los coches, aviones y trenes, la electricidad que, entre otros usos, ilumina las casas, permite que suenen las radios y se vea la televisión..., son fuentes de energía que se emplean en la actualidad y que constituyen uno de los pilares de la civilización. Sin ellas no funcionarían los aparatos empleados por el hombre en su vida cotidiana.
Se calcula que las reservas de fuentes de energía convencionales existentes en la Tierra pueden durar todavía varios cientos de años. Esto implica que una crisis energética real de ausencia de estos productos, que tendría consecuencias catastróficas para la humanidad, no se va a producir durante, al menos, unas décadas; no obstante, la extracción de esta energía es cada vez más cara. Los pozos de carbón y petróleo deben perforarse cada vez más profundos, lo que dispara los costes de dichas materias. Las centrales nucleares dan resultados inferiores a los esperados; además, el coste de purificación del uranio que estas centrales necesitan para trabajar es muy elevado.
A la vista de estos inconvenientes, los distintos gobiernos del mundo han puesto en marcha, a partir de la crisis petrolífera de 1973, diversos proyectos de investigación sobre otras fuentes de energía que puedan resultar rentables cuando el coste de las fuentes tradicionales aumente. Estas nuevas energías son las denominadas alternativas, aunado a que los problemas ambientales como el calentamiento global, el cambio climático por el uso de combustibles fósiles para generar energía, han incentivo a la búsqueda de nuevas alternativas las cuales sean menos agresivas con el medio ambiente.
EVOLUCION HISTORICA DE LA ENERGIA
Durante gran parte de su evolución el hombre ha realizado todos los esfuerzos físicos con la energía proporcionada por sus propios músculos o por los de animales domésticos tales como caballos, bueyes y otros animales domésticos.
Hasta el descubrimiento del fuego, probablemente por azar unos 350.000 años antes de Cristo, observaron que para mantenerlo encendido había que echar leña. Habían descubierto la biomasa. Y fue esta la que le sirvió para alcanzar la supremacía entre todos los animales, ya que al aprender a controlar el fuego, tenían energía para estar siempre calientes, además de para calentar la comida, fabricar mejores armas o asustar a las bestias
Posteriormente se inventó el molino griego, constituido por un eje de madera vertical, en cuya parte inferior había una serie de paletas sumergidas en el agua, habían descubierto la energía hidráulica. Este tipo de molino fue usado principalmente para moler los granos, el eje pasaba a través de la máquina inferior y hacía girar la máquina superior, a la cual estaba unida. Molinos de este tipo requerían una corriente veloz. Vitrubio diseñó el molino hidráulico con eje horizontal y rueda vertical, y basado en este último se construyeron los molinos hidráulicos alimentados desde arriba que aunque necesitaban una represa y más obra, eran mucho más eficientes.
La rueda hidráulica dio lugar al molino harinero activado por energía hidráulica. Pero surge a la par la necesidad de aprovechar otra de las fuentes de la naturaleza. El primer molino de viento fue ideado por Herón (c. 20-62 d.C.) y servía para mover los fuelles de un órgano y a partir de entonces se fueron desarrollando pasando por los molinos de torre (los de don Qujiote).
Y estas fuentes de energía renovables fueron las únicas que se usaban mayoritariamente (existen antiguos documentos chinos que evidencian la explotación de carbón en el siglo XI a.C.) hasta el siglo XII d.C., de cuando datan las primeras explotaciones industriales de carbón por su elevado poder calorífico y para fabricar mejores metales. La introducción del ladrillo refractario y su uso en chimeneas convierten al carbón en el combustible por excelencia del siglo XVIII.
La revolución industrial, la máquina de vapor y la producción de acero consolidan al carbón como principal fuente de energía. Los desarrollos tecnológicos que produjeron la primera revolución industrial no hicieron uso de la electricidad. Su primera aplicación práctica generalizada fue el
telégrafo eléctrico de Samuel Morse (1833), que revolucionó las
telecomunicaciones. La creciente sucesión de aplicaciones que esta disponibilidad produjo hizo de la electricidad una de las principales fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. Más que de grandes teóricos, como Lord Kelvin, fue éste el momento de grandes inventores como Gramme, Westinghouse, Von Siemens y Alexander Graham Bell. Entre ellos destacaron Nikola Tesla y Thomas Alva Edison, cuya revolucionaria manera de entender la relación entre
investigación y mercado capitalista convirtió la innovación tecnológica en una actividad industrial. El invento de la lámpara incandescente se atribuye habitualmente a Thomas Alva Edison, que contribuyó a su desarrollo produciendo, el
21 de octubre de
1879, una lámpara práctica y viable, que lució durante 48 horas ininterrumpidas, con este invento, la generación masiva de electricidad comenzó, a fines del siglo XIX y se extendió la iluminación eléctrica de las calles y las casas. Es uno de los inventos más utilizados por el hombre desde su creación a la fecha, su creación está ubicada según un ranking de la revista Life como la segunda más útil del siglo XIX.
Tesla, un inventor serbio-americano, descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, el cual es la base de la maquinaria de corriente alterna. También inventó el sistema de motores y generadores de
corriente alterna polifásica.
Con la II Guerra Mundial comienza un paulatino desplazamiento del carbón por otras fuentes energéticas, principalmente petróleo y gas natural. Hasta la década del 70, el mundo basa su desarrollo industrial en los hidrocarburos, donde el carbón es relegado a la fabricación de coque para la industria del acero y como fuente en algunas plantas de generación eléctrica.
A partir de 1930 comenzaron a explotarse en los Estados Unidos los yacimientos de gas natural, independientemente de los petrolíferos. Hasta entonces el petróleo era considerado el único objeto de interés, y el gas natural que le acompañaba era quemado o reinyectado en los pozos para mantener la presión de extracción del petróleo. Pero el gran auge en la historia del gas natural podemos decir que no llega, prácticamente, hasta 1960. Entonces los grandes descubrimientos y la explotación de importantes yacimientos en diversas partes del mundo, especialmente en Europa Occidental y Rusia, así como en el norte de África, dan progresivamente una auténtica dimensión mundial a la industria del gas.
En 1859 Edwin Drake perforó el primer pozo de petróleo en Pensilvania. Y durante la primera mitad del siglo XX se consolidó el uso de los derivados del petróleo gracias a la invención de los motores Otto y Diesel de aplicación en los automóviles. Y desde entonces ha crecido exponencialmente la demanda de petróleo así como su uso en otras aplicaciones (combustible para vehículos agrarios, trenes y aviones, plásticos, alquitranes, calefacción, producción de electricidad).
El avance vertiginoso de la física durante finales del siglo XIX y principios del XX gracias a mentes prodigiosas como los esposos Curie, Rutherford, Bohr, Schrödinger, Heisenberg, Planck, De Broglie, etc. Permitió averiguar la estructura del átomo y la materia. Y el paso para la obtención de energía nuclear por fisión lo dio la mente más privilegiada del siglo XX: Albert Einstein. Aunque la obtención de energía por este método era, en un principio, experimentalmente inviable, puesto que siempre se consumía más energía de la que se obtenía. Estas limitaciones quedaron arrinconadas en 1939, cuando Lise Meitner y Otto Hahn descubrieron la facilidad con que podía ser partido el núcleo del uranio mediante un neutrón, el cual producía además otros tres neutrones que podían dividir a su vez otros núcleos, acelerando la propia radiactividad natural del uranio. Superadas las limitaciones para generar energía nuclear aprovechable, en 1942 comenzó a funcionar en la Universidad de Chicago el primer prototipo de reactor nuclear, construido por Enrico Fermi. A finales de 1950 comenzaría una utilización práctica de esta energía para producir electricidad, con las primeras centrales nucleares de fisión.
Los modelos energéticos presentes hasta el momento, se basa mayoritariamente en el consumo de combustibles fósiles para el transporte y la generación de
energía eléctrica. Hoy en día, dos factores ponen en entredicho la supervivencia de este modelo, en pie desde comienzos del Siglo XX. Dichos factores son el agotamiento de las reservas de combustible y el
calentamiento global. Según la teoría del Pico de Hubbert el agotamiento de las reservas de
petróleo y
gas natural podría ser un hecho antes de que acabase el presente Siglo XXI. Por otro lado, cada vez son más los científicos y grupos de opinión que alertan sobre el comienzo de un período de calentamiento global asociado al incremento de emisiones de gases de efecto invernadero. Aun cuando todavía no hay acuerdo sobre la inminencia y el alcance de ambos problemas, existe un consenso generalizado sobre el hecho de que tarde o temprano, el
ser humano deberá de dejar de utilizar los combustibles fósiles como su principal fuente de
energía primaria y decantarse por fuentes más seguras, abundantes y menos dañinas para el
medio ambiente.
Entre las nuevas energía alternativas se tiene la solar fotovoltaica (aunque se ha visto que es la más vieja, pero el método fotoeléctrico es muy reciente) data de 1954 cuando los Laboratorios Bell, descubrieron, de manera accidental, que los semiconductores de silicio dopado con ciertas impurezas, eran muy sensibles a la luz.
La geotérmica se desarrolló para su aprovechamiento como energía eléctrica en 1904, en Toscana (Italia), donde la producción continúa en la actualidad.
La primera central mareomotriz fue la de Rance, en Francia, que estuvo funcionando casi dos décadas desde 1967.
La energía nuclear de fusión todavía no está desarrollada pero merece una mención. Está en marcha el proyecto internacional ITER, para la construcción de un reactor de este tipo (con el modelo Tokamak) en Francia que funcionará si es que lo llega a hacer dentro de muchos años. La fusión nuclear promete ser la energía del mañana, aunque hasta ahora no se haya logrado producir más energía de la que se consume. Este tipo de energía tiene las ventajas de que los elementos necesarios para la fusión nuclear abundan en el planeta y los desechos que produce son, además de poco cuantiosos, elementos estables que pueden ser devueltos a la naturaleza.
Otra energía natural en la que se están haciendo investigaciones es la energía del viento o energía eólica. La energía eólica presenta diversas ventajas, entre las cuales está la de no depender de combustible alguno para operar, sus emisiones casi nulas, y el hecho de ser una tecnología muy desarrollada y probada. También presenta un coste bajo de mantenimiento y explotación y requiere de relativamente poco espacio para ser instalada (en comparación con otras energías más extensivas, como la solar fotovoltaica o termoeléctrica).
También se realizan estudios para el empleo efectivo en todo tipo de maquinaria del alcohol. Este combustible ofrece la ventaja sobre el petróleo de ser renovable, ya que las plantas de las que se obtiene crecen con gran rapidez. El biodiesel está siendo usado en los coches actuales con algunas modificaciones o sin éstas, este biodiesel puede estar hecho a partir de vegetales y de las grasas de algunos animales. Dichos combustibles son capaces actualmente de sustituir a las gasolinas convencionales. Con el mismo coche puedes usar los dos tipos de combustibles. La gran ventaja de los biodiesel respecto a las gasolinas convencionales es que usando biocombustibles se emiten menos gases contaminantes a la atmósfera. El uso de biodiesel reduce las emisiones de dióxido de carbono y el de otros gases en torno al 20 o al 40 por ciento.
CONCLUSIONES
El hombre desde sus inicios uso la energía de sus propios músculos y la de animales domésticos.
Después descubrió el fuego y lo utilizó como medio para generar calor, cocer los alimentos y dominar las bestias.
Posteriormente se empezaron a utilizar molinos para la generación de energía hidráulica, y luego aparecieron los primeros molinos de viento
La explotación de carbón se señala en antiguos documentos chinos en el siglo XI a.C. hasta el siglo XII d.C, siendo un combustible por excelencia hasta el siglo XVIII.
La revolución industrial dio paso a otras energías, con la eléctrica, que con la invención del bombillo, se masifico en el alumbrado de casas y calles, posteriormente se empezó a explotar petróleo y relego el uso del carbón a al su uso en la industria siderúrgica.
El petróleo por ser una fuente de energía no renovable y causar problemas ambientales, esta perdiendo cada día terreno y se están buscando nuevas alternativas para disminuir su dependencia y sustituirlo paulatinamente por fuentes de energías que disminuyan su impacto en el ambiente.
