Ciencias naturales básicas



La energía como un recurso natural: todas las fuentes

La energía, como un recurso natural, y las materias primas, determinan las actividades económicas y culturales. Todas las máquinas y dispositivos electrónicos utilizados por las sociedades necesitan una fuente de energía para funcionar. La agricultura moderna también la utiliza en grandes cantidades, para obtener productos químicos agrícolas y mover equipos. Por fortuna, la naturaleza nos brinda varias fuentes.

La energía como un recurso natural
figura 1. La energía como un recurso natural.

Combustibles fósiles

En las naciones industrializadas, la mayoría de la energía proviene de combustibles fósiles. Los combustibles fósiles son los restos de organismos comprimidos bajo tierra durante millones de años. Por ejemplo, el petróleo, el carbón y el gas natural son combustibles fósiles.

Los combustibles fósiles, que son recursos no renovables, se consumen rápidamente. Como resultado, los suministros de estos materiales se están agotando.

Energía nuclear

A medida que se agotan los suministros de combustibles fósiles, crece el interés en las fuentes de energía alternativas. Durante muchos años, se pensó que la fisión nuclear satisfaría gran parte de las necesidades energéticas de la sociedad. En la fisión nuclear, se libera calor de la división de los átomos. El calor se usa para producir agua caliente o vapor, que hace funcionar turbinas conectadas a generadores eléctricos. El primer reactor nuclear fue construido por Enrico Fermi.

Aunque hay abundantes suministros de uranio para combustible, muchos países han decidido reducir o eliminar sus programas nucleares. Primero, porque el proceso de fisión crea desechos que son peligrosamente radiactivos durante miles de años. Segundo, porque aún no se ha desarrollado un método permanente y seguro de eliminación de esos desechos.

Además, la seguridad de los reactores nucleares está en duda. En 1986, se produjo una explosión y un incendio en uno de los reactores de Chernobyl. Uno de los peores accidentes de la era nuclear. Muchas personas resultaron muertas o heridas. Más de 100 000 personas tuvieron que ser evacuadas de sus hogares. Los vientos dispersaron polvo radiactivo en gran parte de Europa.

La oposición pública, los altos costos y los problemas técnicos también han llevado a una disminución en la demanda de energía nuclear.

Energía solar

Es el mejor ejemplo de la energía como un recurso natural «inagotable».

Esta energía puede ser capturada y convertida en electricidad, por células fotovoltaicas. Cuando la luz incide en una célula fotovoltaica, se liberan electrones, produciendo una corriente eléctrica. Estos dispositivos siguen siendo demasiado caros para un uso generalizado. Sin embargo, los científicos predicen que la producción de electricidad, usando células fotovoltaicas, eventualmente será competitiva con la producción tradicional.

La energía solar se puede utilizar para calentar hogares. Es posible que haya visto paneles solares en los techos de algunas casas. El agua caliente fluye a través de tuberías en las paredes y emite calor a diferentes habitaciones de la casa. El sistema también genera agua caliente para otras actividades.

Energía de biomasa

Más de dos mil millones de personas, la mayoría de ellas en países en desarrollo, dependen de la biomasa como su principal fuente de energía. La energía de biomasa está almacenada en la materia orgánica como resultado de la fotosíntesis. Las fuentes de energía de biomasa incluyen madera, desechos animales y desechos de plantas que quedan después de la cosecha.

Los países en desarrollo enfrentan una grave escasez de leña para cocinar alimentos, purificar agua y calentar hogares. Afortunadamente, la madera es un recurso renovable. Tanto China como Corea del Sur, por ejemplo, han comenzado con éxito los programas de reforestación. Otros países están experimentando con plantaciones de leña para producir árboles de rápido crecimiento. Un nuevo enfoque para la reforestación es el desarrollo de lotes forestales en las aldeas. Los árboles plantados en tierras comunitarias o privadas proporcionan productos de madera para uso en la aldea.

La energía de biomasa puede generarse fermentando desechos de animales de granja, humanos y vegetales. El proceso de fermentación produce gas metano que puede quemarse para producir calor, luz o electricidad. El material sólido sobrante puede usarse como fertilizante. El etanol, otro combustible, puede fabricarse fermentando los desechos de la planta.

Energía eólica, hídrica y geotérmica

En áreas abiertas con vientos moderados a fuertes, la energía se puede generar utilizando molinos de viento. La energía eólica se convierte en mecánica y eléctrica. Los grupos de molinos de viento se llaman parques eólicos. Los molinos de viento también se utilizan para realizar trabajos mecánicos, como bombear agua para la agricultura.

La electricidad puede generarse a partir del agua que fluye o cae. Probablemente conozca grandes plantas hidroeléctricas en su país. La energía en las corrientes y mareas oceánicas también se puede utilizar para producir electricidad.

La energía geotérmica aprovecha el calor en el interior de la Tierra. Las plantas geotérmicas usan este calor para producir agua caliente o vapor para uso directo o para alimentar turbinas para generación eléctrica. Más de 130 plantas geotérmicas están en funcionamiento en todo el mundo.

Uso racional de la energía

Desarrollar nuevas fuentes de energía es una forma de satisfacer las necesidades energéticas del mundo. Sin embargo, el uso racional de los recursos existentes, es otra forma de garantizar que los suministros de energía estén disponibles.

Las nuevas tecnologías han mejorado considerablemente la eficiencia energética en la última década. Los electrodomésticos modernos usan mucha menos energía que los electrodomésticos similares más antiguos. Los autos de hoy son más pequeños, más livianos y más eficientes en combustible que los modelos anteriores. El uso de plásticos y cerámicas en los automóviles mejorará aún más la eficiencia del combustible. El aislamiento está integrado en la mayoría de los edificios y hogares nuevos, lo que reduce la cantidad de combustible necesario para calefacción y refrigeración.

Además, reciclar materiales ahorra enormes cantidades de energía.

Taller de lectura

  1. ¿Qué son combustibles fósiles?
  2. ¿Cuáles son los combustibles fósiles?
  3. ¿Por qué se dice, que los combustibles fósiles son recursos no renovables?
  4. ¿Cómo se produce electricidad a partir de energía nuclear?
  5. ¿Qué elemento se usa en los reactores nucleares?
  6. Nombre 5 problemas que presenta el uso de la energía nuclear.
  7. ¿Cuál es el principal inconveniente a la hora de usar la energía solar?
  8. ¿Qué es la energía de biomasa y qué fuentes incluye?
  9. ¿Cuáles combustibles se obtienen por fermentación de la biomasa?
  10. Haga una descripción de cada una de las energías eólica, hídrica y geotérmica.
  11. Dé tres ejemplos de prácticas de uso racional de la energía.
  12. ¿Por qué debemos administrar la energía como un recurso natural?