La evolución de la sociedad a lo largo de la historia ha estado siempre vinculada al desarrollo técnico-tecnológico, el que se sustenta en materias primas y energía; respecto a esta última, merece destacar que en los últimos siglos la evolución de la sociedad estuvo fuertemente marcada por la evolución en el aprovechamiento de los recursos energéticos que ofrece la naturaleza (el carbón y las máquinas de vapor, el petróleo y los motores de combustión interna, etc.), recordemos los cambios en la estructura social y productiva y en los transportes a lo largo de los siglos XIX y XX. De allí la importancia que, desde la óptica de la tecnología, tiene el estudio de la energía.
Comenzaremos nuestro análisis buscando aclarar lo que es la energía, pero teniendo en cuenta que no es fácil definirla. En el lenguaje cotidiano la asociamos a características, propiedades, actitudes, comportamientos, actividades, etc., por ejemplo decimos: un producto alimenticio de gran valor energético, una persona muy enérgica, desplegó gran energía, etc. Toda actividad entraña una energía que la sustenta, desde un esfuerzo muscular hasta el funcionamiento de un robot; además recordemos que para la producción de cualquier bien o servicio se requiere "energía", entendiendo en este caso el término energía como capacidad para producir trabajo.
En términos físicos podemos decir que energía es todo lo que directa o indirectamente se puede convertir en trabajo mecánico.
El término energía abarca un conjunto de magnitudes, aparentemente diferentes pero íntimamente relacionadas entre sí. Las diferentes formas en que se presenta la energía pueden enmarcarse en la siguiente clasificación: mecánica (potencial o cinética), térmica, química, eléctrica, radiante (electromagnética) y nuclear.
También se puede hablar, en función de las fuentes de donde provienen o de sus características, de energía eólica, hidráulica, mareomotriz, muscular, geotérmica, luminosa, etc., pero teniendo en cuenta que no son otra cosa que variantes o aspectos parciales de las seis formas que llamamos fundamentales y que son:
· Energía Mecánica (potencial o cinética)
|
· Energía Térmica
|
· Energía Química
|
· Energía Eléctrica
|
· Energía Radiante (radiación electromagnética)
|
· Energía Nuclear
|
La energía mecánica, que corrientemente se pone de manifiesto en los movimientos, desplazamientos, etc., puede ser potencial o cinética.
La energía potencial es la capacidad para efectuar trabajo que posee un cuerpo debido a su posición o configuración (por ejemplo un cuerpo que puede caer o un resorte comprimido).
La energía cinética es la capacidad para efectuar trabajo que posee un cuerpo debido a su estado de movimiento.
La energía térmica está presente en la combustión, en el calentamiento por frotamiento, etc.; en muchos casos es una energía de transición.
La energía química tiene las características de una energía de reserva que posibilita otras formas de energía. Como ejemplo de elementos depositarios de energía química podemos mencionar las pilas y los acumuladores, los combustibles, los músculos, etc.
La energía eléctrica es una de las más versátiles (como lo analizaremos más adelante), su utilización generalizada en todos los campos del quehacer humano se remonta a poco más de un siglo y está íntimamente asociada al desarrollo del mundo de hoy. La circulación de corriente es una manifestación de la energía eléctrica.
La energía radiante se presenta bajo la forma de radiaciones electromagnéticas: rayos X, rayos gamma, rayos ultravioletas, rayos infrarrojos, luz visible, etc. La zona visible de la energía radiante corresponde a la energía luminosa.
La energía nuclear se pone de manifiesto bajo forma de energía térmica, cuando se produce la fisión de núcleos de elementos químicos pesados como el uranio, o la fusión entre sí de núcleos de elementos de peso atómico bajo. Actualmente tiene aplicaciones prácticas solamente la fisión nuclear.
Las energías térmica, química, eléctrica, radiante y nuclear, directa o indirectamente se pueden transformar en energía mecánica.
Habiendo planteado la energía como la capacidad para producir trabajo, veamos que es el trabajo. Desde el punto de vista de la física, trabajo es el producto de una fuerza por el desplazamiento del punto de aplicación de la misma; se realiza un trabajo cuando al aplicar una fuerza se produce un desplazamiento; por ejemplo si aplicamos una fuerza (F) a un móvil, cuando el móvil se mueve una distancia (d), efectuamos un trabajo (T); el trabajo es energía puesta en acción.
La relación entre el trabajo (T), la fuerza (F) y el desplazamiento en el sentido de la fuerza, es decir la distancia recorrida (d), se expresa por la siguiente fórmula:
T = F x d
El trabajo y la energía se miden con la misma unidad: Kilovatios-hora (kWh), kilográmetro (kgm), joule (j), caloría (cal), etc.
Energía y trabajo, dos conceptos asociados al hombre, a su desarrollo y a su evolución.
El trabajo que se lleva a cabo en la unidad de tiempo es 10 que se llama potencia. La potencia es el ritmo del trabajo. Existen varias unidades de potencia, podemos mencionar el caballo vapor (HP), el vatio (W), etc.
La historia de la energía corre paralela a la historia del hombre, desde sus orígenes cuando usaba el fuego como fuente de energía calórica y luminosa, pasando por el aprovechamiento de la energía hidráulica y eólica en los molinos de agua y de viento, hasta el moderno aprovechamiento de la energía de los combustibles fusiles o de la energía del átomo (se llaman combustibles fósiles, aquellos productos resultado de la fosilización de substancias orgánicas de origen vegetal y animal, como por ejemplo: el carbón mineral, el petróleo, etc.).
El desarrollo humano está vinculado a la disponibilidad y consumo de ese factor clave, la energía. El tema de la energía y de su disponibilidad es importantísimo porque está en el núcleo de toda actividad productiva y es uno de los ejes alrededor de los cuales giran los grandes problemas del mundo de hoy; hay que tener en cuenta que la energía es el motor de la economía y como consecuencia puede llegar a imponer graves limitaciones al desarrollo económico.