¿Qué es la energía? ¿Con qué recursos energéticos contamos?

1. ¿Qué es la energía?

A continuación se ejemplifican algunos cambios que ocurren en la naturaleza.

¿Qué crees que hace falta para que un sistema experimente algún cambio?

Los cambios que ocurren son resultado de las interacciones entre los sistemas o entre los componentes de un sistema. Si ocurre un cambio en un sistema, necesariamente implica un cambio en la energía del mismo.

El concepto de energía es tal vez el más importante de toda la ciencia, sin embargo es el más difícil de expresar con palabras. La energía es abstracta; no se puede ver ni oler, tampoco se puede sentir la mayoría de las veces. Las personas, los lugares y las cosas tienen energía, aunque solamente observamos los efectos de la energía cuando se transfiere o se transforma. 

¿Qué es la energía? Como primera aproximación decimos que es la capacidad de producir transformaciones.

2. La energía es la base de nuestra civilización moderna

Los conceptos anteriores son algunos de los que asociamos con el término energía.

Mira a tu alrededor, imagina que se corta el suministro de la electricidad. ¿Qué ocurriría? Los semáforos no funcionarían entorpeciendo el tránsito. Las bombas de agua tampoco funcionarían y nos quedaríamos sin agua. Y mirando más allá, los alimentos que conservamos en la heladera o freezer, comenzarían a descomponerse, en los edificios no se podría usar el ascensor, en los hospitales la situación sería caótica y en las industrias se afectaría la producción. Podemos continuar enumerando situaciones. Piensa en todos los dispositivos que dejarían de funcionar en el momento o cuando se acabe su batería.

Las transformaciones de la energía iluminan nuestros hogares, calefaccionan los espacios donde vivimos, y nos convierten en la sociedad más móvil en la historia de la raza humana. La energía alimenta las fábricas que nos proporcionan abundantes bienes materiales. La energía que nos aportan los diferentes alimentos nos permite crecer, y realizar nuestras funciones vitales. En verdad la energía es la base de nuestra civilización moderna.

Habrás oído hablar últimamente de la crisis energética que se vive en el mundo, esto se debe a que como decíamos anteriormente nuestra sociedad es dependiente de la energía. Un gran porcentaje de la energía que utilizamos proviene de fuentes no renovables (como por ejemplo el petróleo) por lo que debemos apostar a incrementar el uso de fuentes de energía que sean renovables y sustentables, y también a educar a las personas para que utilicen la energía de forma más eficiente. A continuación analizaremos estos aspectos y cuál es la situación de nuestro país.

3. Evolución histórica

A continuación resumimos brevemente la evolución de las fuentes de energía que ha utilizado el ser humano desde la sociedad primitiva hasta la moderna. ¡Qué historia con la energía! La energía mecánica o animal fue la primera usada por el ser humano. Desde el origen del hombre a nuestros días hemos usado nuestros brazos y piernas para desplazarnos, cazar, construir cosas. Luego se incorpora el fuego para iluminar, calefaccionar, cocinar y elaborar herramientas en metal. Ya desde la prehistoria, ha habido conflictos para el manejo y control de la energía, pudiendo hablarse de una verdadera “guerra por el fuego”. El tiempo de las máquinas Desde el siglo VII se ha aprovechado la energía del viento para impulsar barcos a vela. Luego se inventaron los molinos para extraer agua o moler granos. El tiempo del carbón o la revolución industrial En el siglo XVIII aparecen las máquinas de vapor que transforman la energía térmica en mecánica, permitiendo el desarrollo de la industria y el transporte. El tiempo del petróleo y la electricidad A fines del siglo XIX aparecen los motores a explosión y eléctricos. La electricidad se usa en la industria, el transporte, los servicios y los hogares. Hacia 1970 se inicia la crisis del petróleo y se toma conciencia de que el recurso se agota. Y ahora, ¿cuál es nuestro tiempo? Los avances tecnológicos, han permitido la explotación de diversas fuentes de energía. La inclusión de las energías renovables es una de las respuestas a la crisis del petróleo.

Texto e imagen tomados de: La energía increíble. Material elaborado para el Proyecto de Eficiencia Energética del Ministerio de Industria, Energía y Minería, por CEUTA e INICIATIVA LATINOAMERICANA, en coordinación con ANEP. Recuperado de: http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-didacticos/-/asset_publisher/VHKOYQp71RFp/content/la-energia-es-increaible

El siguiente vídeo resume lo que acabamos de analizar.

4. Fuentes de energía

Las fuentes de energía o recursos energéticos son todos aquellos materiales y fenómenos de los cuales podemos obtener energía, a partir de diferentes procesos biológicos, físicos o químicos.

Las fuentes de energía más comunes que utilizamos para obtener electricidad son: 

• Biomasa
• Combustibles fósiles
• Eólica
• Geotérmica
• Hidráulica
• Mareomotriz
• Nuclear
• Solar

Fuentes de energía

5. Clasificando las fuentes de energía

Podemos clasificar a las fuentes de energía según su origen (primarias o secundarias) o según el tiempo que les tome "generarse" (renovables o no renovables).

Las fuentes primarias son aquellas que se encuentran como tal en la naturaleza. Mientras que las fuentes secundarias se obtienen a partir de una fuente primaria u otra secundaria.

Las fuentes renovables son aquellas que se renuevan naturalmente en una escala de tiempo corto, y las fuentes no renovables son aquellas que tardan muchísimo tiempo en reponerse (en una escala de tiempo de miles o millones de años).

También podemos clasificarlas según su impacto ambiental (limpias o contaminantes) o según el tiempo que han sido empleados a lo largo de la historia (convencionales o alternativas). Se denominan convencionales aquellas fuentes que han sido utilizados tradicionalmente, y alternativas a las que son de uso más reciente o se encuentran en investigación.

6. Energía sostenible

Hay diferencias entre energía renovable y sostenible. El concepto renovable hace referencia a las características de la fuente, pero el concepto sostenible refiere al modo en que utilizamos el recurso. Según la UNESCO (1987) podemos definir al desarrollo sostenible como "desarrollo que satisface las necesidades de la generación presente, sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades."  Por lo tanto un recurso puede ser renovable pero dependiendo de cómo se use será sostenible o no. 

La Asamblea General de las Naciones Unidas declaró el año 2012 como el Año Internacional de la Energía Sostenible para Todos.

Compartimos dos videos sobre este tema:

7. Matriz energética del Uruguay

La matriz energética de un país es la síntesis de la información anual sobre oferta y demanda de energía en el mismo. 

Compartimos algunos datos sobre la matriz energética de Uruguay:

• El petróleo constituía el 54% de la matriz energética global del país en el período 2001-2006. En 2010 la cifra se había reducido al 48%. En 2015 alcanzará el 40%, un porcentaje similar al promedio mundial.
• La matriz energética mundial contiene 10% de energías renovables, en su gran mayoría leña (7%). En 2015, la mitad de la matriz energética global uruguaya y cerca del 90% de su matriz eléctrica serán de origen renovable.
• En 2010, Uruguay tenía 12.000 metros cuadrados instalados de colectores solares térmicos. Se esperan 80.000 en 2015. En 2004 esta cifra era casi nula.
• Dinamarca es el país que ha alcanzado el mayor porcentaje de energía eólica: 20% de la generación eléctrica. Uruguay superará el 25% en 2014, con 1000 MW instalados; tenía 0% en 2006.

Datos e imágenes tomadas de: http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-de-difusion/-/asset_publisher/f9byh6t6rH0p/content/folleto-institucional-de-la-direccion-nacional-de-energia

 La evolución de la matriz energética en los últimos años es la que muestran los gráficos que siguen:

Gráficos elaboración propia, datos tomados de:

2017: El Observador (9 julio 2017). Primer semestre con fuerte participación de energías renovables. Recuperado de https://www.elobservador.com.uy/nota/primer-semestre-con-fuerte-participacion-de-energias-renovables-201779500

2018: SEG Ingeniería on Twitter (18 mayo 2018). A pesar de las bajas lluvias, el 95,5 % de la matriz de generación eléctrica en Uruguay fue renovable en el primer tercio de 2018. Recuperado de: https://twitter.com/segingenieria/status/997441114725584896

2019: Crónicas (7 febrero 2020). La demanda eléctrica cae y la matriz energética es cada vez más renovable. Recuperado de http://www.cronicas.com.uy/sociedad/la-demanda-electrica-cae-y-la-matriz-energetica-es-cada-vez-mas-renovable/

2020: SEG Ingeniería on Twitter (3 abril 2020). El 87,2 % de la matriz de generación eléctrica de Uruguay fue renovable. Recuperado de: https://twitter.com/segingenieria/status/1246080716536000513

8. Eficiencia energética

El 5 de marzo es el “Día mundial de la eficiencia energética”. Es ésta una jornada para reflexionar sobre nuestros hábitos frente al uso sostenible y racional de la energía, para que revisemos nuestros compromisos en relación a su uso eficiente.

Eficiencia energética es lograr el mejor uso de los recursos energéticos, sin disminuir los niveles de producción, el confort y la atención de todas las necesidades cotidianas.

¡No es lo mismo eficiencia energética que ahorro energético!

El ahorro de energía implica limitar el uso de la energía, mientras que la eficiencia energética involucra la optimización en el uso de la misma. Generalmente las medidas de ahorro de energía se toman ante situaciones de crisis de abastecimiento, mientras que las medidas de eficiencia energética son parte de nuestras rutinas diarias que tienen efectos más beneficiosos y de largo plazo. Por ejemplo, si en invierno por ahorrar combustible o energía no encendemos la calefacción, estamos ahorrando pero no somos eficientes porque perdemos en calidad de vida al sentir frío; lo mismo ocurre si no logramos la iluminación adecuada para leer. 

Se han desarrollado tecnologías que permiten usar mejor la energía logrando eficiencia energética. Así han sido diseñados sistemas para la industria, el agro, los servicios y equipamientos eléctricos para el hogar que consumen menos energía y contaminan menos el ambiente.

Comportamientos que contribuyen al uso eficiente de la energía

Todos podemos contribuir para lograr un uso eficiente de la energía, tú también. Para ello te proponemos cambiar tus hábitos y enseñar a tus familiares y amigos a hacerlo. Algunos de los comportamientos que favorecen la eficiencia energética son:

• apagar las luces y los equipos eléctricos (como la radio, la TV, la computadora) cuando los dejas de usar;
• planificar los lavados con carga máxima del lavarropa y lavavajillas;
• ducharse en lugar de bañarse en la bañera ayuda a ahorrar energía y agua;
• racionalizar la iluminación, es decir apagar las lámparas cuando hay luz solar;
• evitar abrir innecesariamente la heladera, ya que enciende el motor más seguido aumentando el consumo;
• comprar electrodomésticos de bajo consumo de energía, informándose a través de sus etiquetas;
• pintar las paredes y techos con colores claros para que los ambientes queden más luminosos;
• cambiar lamparitas incandescentes por las de bajo consumo;
• usar la pantalla de la computadora en modo de ahorro.

Cuando cocinamos también podemos ser eficientes en el uso de la energía:

• Ajustando la llama de la hornalla. Si sobrepasa la dimensión de la olla, se pierde energía.
• Limpiando las hornallas para un menor consumo de gas.
• Cocinando con la olla tapada, así ahorramos un 20% de la energía y además la comida se hace más rápido.
• Aprovechando al máximo la temperatura del horno. Las gomas de la puerta deben estar en buen estado para no perder energía.

¿Sabías que... ?

• Las heladeras actuales consumen hasta 60 % menos que las comercializadas hace 8 años. Los termofones con mejor aislamiento térmico externo (poliuretano por ejemplo) poseen menores pérdidas de energía y por lo tanto son energéticamente más eficientes.
• Los equipamientos siguen consumiendo energía si la luz piloto está prendida, aunque estén apagados. Por ejemplo la TV, DVD, equipos de música.
• Se estima que la iluminación eléctrica consume cerca del 20% de la electricidad total del hogar. Por eso es recomendable el uso de lámparas de bajo consumo.

Texto e imagen tomados de: La energía increíble. Material elaborado para el Proyecto de Eficiencia Energética del Ministerio de Industria, Energía y Minería, por CEUTA e INICIATIVA LATINOAMERICANA, en coordinación con ANEP. Recuperado de: http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-didacticos/-/asset_publisher/VHKOYQp71RFp/content/la-energia-es-increaible

9. Créditos

Bibliografía consultada/Sitios:

• Segurola, B., Saravia, G., Szwarcfiter, M., Amoedo, A. y Uzal, C. (2010). Ciencias Físicas 2. Montevideo, Uruguay: Contexto.
  
• Ferreira, D., Menéndez, M. (2012). Ciencias Físicas 2º. Uruguay: Textos del Sur.
  
• Hewitt, P. (2007). Física Conceptual. México: Addison Wesley Longman.
  
• Alvarenga, B., Máximo, A. (1997). Física general. México: Oxford University
  
• Doménech, J., Gil-Pérez, D., Gras, A., Guisasola, J., Martínez-Torregrosa, J., Salinas, . . . Valdés, P. (2003). La enseñanza de la energía: una propuesta de debate para un replanteamiento global. Recuperado de: https://goo.gl/jD8Ogr
  
• Eficiencia energética. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy
  
• La energía increíble. Material elaborado para el Proyecto de Eficiencia Energética del Ministerio de Industria, Energía y Minería, por CEUTA e INICIATIVA LATINOAMERICANA, en coordinación con ANEP. Recuperado de: https://goo.gl/U3K1O5
  
• Fuentes de energía. Educaplay. A. Gatto. https://goo.gl/IyB05U
  
• UTE. Sitio web. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/index.php/item/202
  
• Energías primarias. http://larutadelaenergia.org/energiaprimaria/v4_home.asp?v=3&b=100
• Informe medioambiente y energía en Uruguay. https://goo.gl/6xqVaK
• Guías didácticas sobre energía.  Eficiencia energética. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-didacticos
  
• Qué es una etiqueta de eficiencia energética. Eficiencia energética. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/web/eficiencia/que-es-una-etiqueta-de-ee
  
• Etiquetado en electrodomésticos. Eficiencia energética. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/documents/20182/26034/folleto_etiquetado_Eficiencia.pdf/26fd9d76-e6e4-45fb-a61c-87b29f572625
  
• Folleto institucional de la Dirección Nacional de Energía. Eficiencia energética. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-de-difusion/-/asset_publisher/f9byh6t6rH0p/content/folleto-institucional-de-la-direccion-nacional-de-energia

• El Observador (9 julio 2017). Primer semestre con fuerte participación de energías renovables. Recuperado de https://www.elobservador.com.uy/nota/primer-semestre-con-fuerte-participacion-de-energias-renovables-201779500

• SEG Ingeniería on Twitter (18 mayo 2018). A pesar de las bajas lluvias, el 95,5 % de la matriz de generación eléctrica en Uruguay fue renovable en el primer tercio de 2018. Recuperado de: https://twitter.com/segingenieria/status/997441114725584896

• Crónicas (7 febrero 2020). La demanda eléctrica cae y la matriz energética es cada vez más renovable. Recuperado de http://www.cronicas.com.uy/sociedad/la-demanda-electrica-cae-y-la-matriz-energetica-es-cada-vez-mas-renovable/

• SEG Ingeniería on Twitter (3 abril 2020). El 87,2 % de la matriz de generación eléctrica de Uruguay fue renovable. Recuperado de: https://twitter.com/segingenieria/status/1246080716536000513

  
  

Imágenes:

• ¿Qué es la energía?: http://www.canalclima.com/wp-content/uploads/2014/08/10523695_538737699560493_4768636492972813757_o.jpg
• ¿Qué es la energía?: http://static4.elblogverde.com/wp-content/uploads/2015/05/agua-lluvia-600x337.jpg
  
• ¿Qué es la energía?: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTFqOP--axYBLI6dG-h45JOhjUD36v88-QxoRtgFux1Wf8qRlUW
  
• ¿Qué es la energía?: http://3.bp.blogspot.com/-nedzpxBL6FI/UcTW4njzT4I/AAAAAAAAF4I/PRsPt7CqR7k/s1600/estaciones.jpg
  
• Evolución histórica: http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-didacticos/-/asset_publisher/VHKOYQp71RFp/content/la-energia-es-increaible
• Fuentes de energía: https://thumbs.dreamstime.com/z/ejemplo-del-vector-de-las-fuentes-de-energa-70720408.jpg
• Fuentes de energía: http://www.monografias.com/trabajos97/petroleo-y-su-importancia/image002.png
  
• Energía sustentable o sostenible: http://1.bp.blogspot.com/-RKT2nKhcyU4/TyrKZas_xvI/AAAAAAAAANw/5YKcjvmuOGg/s1600/anoEnergiaSostenible_lh.jpg
• Matriz energética del Uruguay: http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-de-difusion/-/asset_publisher/f9byh6t6rH0p/content/folleto-institucional-de-la-direccion-nacional-de-energia
• Eficiencia energética: http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-de-difusion/-/asset_publisher/f9byh6t6rH0p/content/folleto-institucional-de-la-direccion-nacional-de-energia
• Eficiencia energética: http://www.infocalidad.net/wp-content/uploads/160305_eficiencia.jpg
• Eficiencia energética: http://www.dne.gub.uy/image/journal/article?img_id=101597
  

Vídeos:

• Energía - Historia 1/3. Berde Berdea. https://www.youtube.com/watch?v=A2ire1Uzru0&feature=youtu.be
  
• Energía Sostenible para Todos. United Nations Development Programme (UNDP). https://www.youtube.com/watch?v=yLdDEOaQ_r0
  
• Sustainable Energy for All. United Nations Foundation. https://www.youtube.com/watch?v=kh5KzBQBGcE
  

Autoría del Módulo: Profesores Anarella Gatto, Sebastián Mendieta y Silvia Pedreira.

agatto@uruguayeduca.edu.uy

spedreira@uruguayeduca.edu.uy

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Junio de 2017.

Actualizado Junio de 2020.