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NUESTRA REALIDAD:
(Y la de todo el mundo)
La energía es un
bien escaso y de
alto costo
Concepto de Energía
El concepto de energía está relacionadocon la capacidad de poner en movimientoo transformar algo.
En el ámbito económico y tecnológico, laenergía hace referencia a un recursonatural y los elementos asociados quepermiten hacer un uso industrial del mismo.
Concepto de Energía
Para la física, la energía es una magnitud abstracta que
está ligada al estado dinámico de un sistema
cerrado y que permanece invariable con el tiempo.
Se trata de una abstracción que se le asigna al estado de un sistema físico. Debido a
diversas propiedades (composición
química, masa, temperatura, etc.), todos los cuerpos
poseen energía.
Concepto de Energía
Entendida como un recurso natural, la
energía nunca es un bien en sí misma, sino
que es un bien intermedio que permite
satisfacer otras necesidades en la
producción de bienes y servicios.
Concepto de Energía
La energía también puede clasificarse según fuente. Se
llama energía no renovable a aquella que proviene de fuentes agotables, como la procedente
del petróleo, el carbón o el gas natural.
En cambio, la energía renovable es
virtualmente infinita, como la eólica (generada por la
acción del viento) y la solar.
Concepto de Energía
La explotación económica o industrial de la energía comprende diversos
procesos, que varía de acuerdo a la fuente empleada. Puede
mencionarse, por ejemplo, la extracción de la materia prima(como el petróleo obtenido de los pozos), su procesamiento (en el
caso del petróleo, su refinamiento) y su
transformación en energía (por combustión, etc.).
Historia del uso de la
energíaLa historia del hombre es la
historia de la búsqueda permanente de fuentes de energía y sus formas de aprovechamiento, con el
propósito humano de servirse del ambiente.
Hasta la llegada de la Revolución Industrial, la utilización de sistemas
mecánicos para proporcionar energía se limitaban a los
molinos de viento o de agua.
Historia del uso de la
energía
• Preagrícola
• Agrícola
• Agrícola Avanzado
• Preindustrial
• Industrial
• Industrial Avanzado
Modelos Energéticos
Historia del uso de la
EnergíaModelo Energético Preagrícola
• Albores de la historia.
• El hombre cazador recolector.
• Conocen el fuego.
• Procura leña para su cocción (requiere 3 calorías de combustible por cada caloría de alimento).
• La fuente de energía del periodo es la tracción a sangre humana.
• No se modifica el ambiente. Se vive en tribu.
• No hay herramientas.
• La barrera de este modelo es el incremento del aprovechamiento energético per cápita.
Historia del uso de la
energíaModelo Energético Agrícola
• Primer eslabón del control del ambiente por parte del hombre.
• El hombre pastor-agricultor.
• Primeros asentamientos.
• Se descubre la potencia de tiro.
• Se emplean vehículos con ruedas.
• Fuentes de energía se tiene la tracción a sangre (humana y animal).
• Incipiente uso del viento en navegación a vela.
• La falta de herramientas es una barrera para la productividad.
Historia del uso de la
EnergíaModelo Agrícola Avanzado.
• Invento de Arado de hierro y herradura.
• Hacha y reja de hierro, uso intensivo de la madera distintivo de la época.
• Aparición de herramientas: martillos, tenazas, tornillos, poleas que multiplican la fuerza humana.
• Navegación a vela.
• Tracción a sangre, impera el arnés tirado por bueyes.
• Producción agrícola intensiva, genera obras de ingeniería hidráulica.
• Diversificación funciones y centraliza el poder administrativo.
• Sociedades hidráulicas con control centralizado de la energía, surgen clases sociales (militar, profesional, burócrata), poco dispuestas al cambio, siendo el límite de crecimiento.
Historia del uso de la
energíaModelo Energético Preindustrial
• Europa feudal, agro dependiente de las lluvias, mano de obra servil y esclava que no controlaba las aguas.
• No generan innovaciones, adaptan inventos: timón, brújula, pólvora,, papel, estribo, molinos, imprenta.
• Arnés de collera incrementa la potencia de tiro. Desarrollo de arado de hierro y ruedas, rotación de cultivos.
• Uso extensivo de molinos hidráulicos que proporcionan energía, se hace pasta de papel a partir de trapos, hilar seda mover herrerías pulir metales, moler granos, elevar agua, soplar aire en hornos de hierro.
• A finales de siglo XI en Inglaterra ya existían mas de 50000 hornos con una potencia de 1-3,5 CV.
• Los molinos de viento tenían potencias de 10-30 CV.
Historia del uso de la
energía
Modelo Energético Preindustrial
• Adam Smith sobre el aprovechamiento deenergía: “un gran carro tirado por ochocaballos, son guiados por dos hombres ytransporta cuatro toneladas de carga y demoraocho semanas para un viaje de ida y vuelta entreLondres y Edimburgo. En cambio en el mismotiempo un barco tripulado por seis hombres llevay trae unas 200 toneladas de mercancía. Elloequivale al transporte de 50 carromatosconducidos por 100 hombres y 400 caballos”.
Historia del uso de la
energía
Modelo Energético Preindustrial
• En lo energético era un mundo de madera, agua, viento ytracción a sangre.
• La industria textil mostró notables progresos y desarrollo.
• El modelo alcanza sus límites debido a la escasez demadera (producto de consumo indiscriminado).
• La humanidad asistía a un cuello de botella en la provisiónde fuentes primarias de energía.
• Se mantiene el aprovisionamiento de energía en unsistema basado en tracción a sangre, madera, viento yagua. El cambio fundamental fue la tecnología lo queredundo en el incremento de la productividad.
Historia del uso de la
energía 26-V-1733 Patente de la lanzadera volante (John Kay, relojero de Bury).
24-VI-1738 Patente del huso de hilar lana y algodón (John Wyatt, carpintero de Lichfield y Lewis Paul, hijo de un exiliado francés).
1760 - 1763 La Society of Arts instituye premios de 40 a 100£ para el mejor invento correspondiente a una máquina de hilar.
1764 Desarrollo en forma casual y sin patentamiento de la máquina de hilar promovida, denominada Jenny (James Hargreaves, carpintero en Blackburn).
1768 Patente para hilar hilo de algodón para urdimbre en reemplazo del lino importado (Richard Arkwright, peluquero analfabeto de Preston) y denominada water frame.
1774 Abolición de la ley que prohíbe la fabricación de telas totalmente de algodón.
1779 Desarrollo de la bobina que combina los husos Jenny y water frame (Samuel Crompton,de Half-i-th-Wood), denominada mule Jenny.
1785 Caduca la patente de 1768 de Arkwright.
4-IV-1785 Patente del telar mecánico (Rvdo. Edmund Cartwight, de Nottinghamshire).
LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL ES UN HECHO.
Historia del uso de la
energía Fines del siglo XVII Empleo del vapor como fuente de
energía en un artefacto sin aplicaciones prácticas(Thomas Savery).
1712 Diseño y construcción de la máquina atmosférica deThomas Newcomen, herrero de Devonshire que secarteaba con Robert Hooke, secretario de la RoyalSociety, empleada en la extracción de aguas en minas,con alto consumo de energía.
5-I-1769 Patente de la "máquina de vapor" del empresarioJames Watt con reducción considerable del consumo deenergía.
1781 Patente de la "segunda máquina de Watt", versiónoptimizada de la anterior en su movimiento mecánico.
POR PRIMERA VEZ EL HOMBRE TRANSFORMAINDUSTRIALMENTE CALOR EN TRABAJO
Historia del uso de la
energía 1709 Introducción del coque para
producción de arrabio en un alto horno
(Abraham Darby, Coalbrookdale).
1783-4 Desarrollo del proceso de
pudelado para descarburar arrabio
(Henry Cort, empresario siderúrgico y
Peter Onions, capataz en una
siderúrgica del Merthyr-Tydfil).
EL HIERRO SE LIBERA DEL BOSQUE.
Historia del uso de la
energía
Modelo Energético Industrial.
• Se inaugura con la revolución Industrialllevada a cabo en Inglaterra, debido al cambiode aprovechamiento de una fuente de energíaprimaria, que implico la sustitución del agua yel viento por el carbón mineral.
• Esta revolución fue llevada a cabo porobreros, artesanos, técnicos ycomerciantes, no por científicos.
Historia del uso de la
energíaModelo Energético Industrial
• En lo económico se aprecia por primera vez uncrecimiento por encima del demográfico, concarácter sostenido.
• En Inglaterra fines del siglo XVI y comienzos delXIX: a) había aumentado la producción agrícolaper cápita, b) se había incrementado el áreadestinada a pasturas respecto de cultivos y c) alescasear la madera como combustible, se habíacomenzado a emplear carbón
Historia del uso de la
energía
Modelo Energético Industrial
• Consecuencias: a) que se dispusiera demayor capacidad de tracción a sangreanimal y de más forraje como alimentoanimal y combustible. b) se generabamas mano de obra para otras funcionesque no fueran el agro. c) al poseer otrafuente de energía se comenzó a fabricarmas ladrillos para la construcción.
Historia del uso de la
energía
Historia del uso de la
energía
Historia del uso de la
energía
Modelo Energético Industrial
• Se desarrollan grandes industrias: manufacturametalúrgica, maquinasherramientas, alfarería, ladrillos, vidrio, cerámica, químicainorgánica, astilleros, vehículos, bienes de consumodurables.
• Con mas energía se multiplica la cantidad de trabajo delos operarios.
• La forma de extraer el carbón era preindustrial.
• Después del carbón viene el gas de hulla, empleado en elalumbrado público y en los motores y finalmente llega elpetróleo.
Historia del uso de la
energíaModelo Energético Industrial Avanzado
• Es hijo del petróleo, que da forma y estructura almundo en que vivimos.
• Desde la sociedad primitiva pre neolítica, hastala moderna industrializada el consumoenergético ha aumentado 100 veces.
• En el primer mundo una ciudad de 1 millón depersonas demanda diariamente 1800 ton. dealimentos, 567000 ton. de agua, 8600 ton. decombustibles todo ello es posiblemayoritariamente gracias al petróleo.
Historia del uso de la
energía
Historia del uso de la
energía
Historia del uso de la
energía
Fuentes de energía
Las fuentes de energía o recursos energéticos son
todos los que el ser humano utiliza para generar energía primaria, que puede usarse
directamente o transformarse en otra forma
de energía.
La fuente de energía disponible y más importante
de la Tierra es el Sol.
El Sol proporciona a la Tierra el calor necesario para que se desarrolle la
vida, colabora en el crecimiento de las plantas y produce la evaporación del agua de océanos y mares.
Fuentes de energía no
renovables y renovables
Hay recursos energéticos que reciben el nombre de fuentes de energía no renovables porque lo que de ellas se consume no se repone.
Las fuentes de energía más utilizadas en la actualidad, el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio, no son renovables.
Existen fuentes de energía renovables. Se llaman así porque no se agotan; lo que de ellas se consume, se regenera o es prácticamente inagotable.
Las fuentes de energía renovables más destacadas son la energía solar, la eólica y la hidroeléctrica.
La electricidad, energía
indispensableLas centrales eléctricas
son los lugares en donde se obtiene electricidad a partir de diversas fuentes
de energía, en su mayoría no renovable.
Los tres tipos de centrales eléctricas más
comunes son: las térmicas, las nucleares y
las hidroeléctricas.
Todas las centrales eléctricas funcionan
según el mismo principio: consiguen que gire una
turbina, unida a un generador que produce
corriente eléctrica.
Fuentes de energía no
renovables2.1. El carbón
2.2. El petróleo
2.3. El gas natural
2.4. El uranio
El carbón
El carbón es un mineral sólido y de color negro.
Procede de grandes masas vegetales que
fueron quedando sepultadas por capas de tierra hace millones de años. Con el paso del
tiempo y con la presión y el calor de la Tierra, se
fosilizaron.
El carbón se usa principalmente como
combustible con el fin de calentar agua y obtener
vapor en centrales térmicas, donde se
produce electricidad.
El petróleo
El petróleo es la fuente de energía más utilizada
en la actualidad.
Procede de microorganismos que vivían en el
mar hace millones de años y
que, cuando murieron, se
depositaron en el fondo cubiertos por capas de arena y
barro, y se descompusieron.
El petróleo resultante es un líquido oscuro y viscoso, que
se encuentra a bastante profundidad formando grandes bolsas bajo la
superficie del suelo.
Se obtiene perforando pozos en
tierra firme o con
plataformas petrolíferas en el mar.
El gas natural
El gas natural se formó junto con el petróleo; por eso se encuentra en las mismas
bolsas subterráneas de donde se extrae aquél.
Es una mezcla de gases en la que abundan el propano y el
butano.
El uranio
El uranio es un metal del cual se puede obtener gran cantidad de
energía por reacciones en el núcleo de sus átomos.
En el reactor de una central nuclear, se genera mucho
calor, con el que se produce vapor de agua a presión que mueve la
turbina de un generador eléctrico.
Distribución del consumo
mundial de fuentes primarias de
energía
petróleo36%
carbón25%
gas natural17%
hidroeléctrica5%
nuclear4%
otras13%
*tep = 11.630 kWh = 1*10 10 cal.;
1 barril = 153 litros = 1,5 *10 9 cal = 1,8 * 10 3 kWh
+200 x106 barriles de petróleo equivalentes/día
más del 80% basado en el consumo de
combustibles fósiles
Unidades de energía
Unidades de Energía mas Utilizadas:
Unidades de energía
Unidades de energía
Unidades de energía
Unidades de energía
INDICADORES
ENERGÉTICOS El estudiante deberá ingresar en cada
una de las tablas para ello solo tiene
que hacer clic en el número de la
correspondiente tabla.
Indicadores Energéticos en
Bolivia
Indicadores claves para Bolivia. 1
Balance energético Bolivia. 1
Petróleo en Bolivia.1
Gas natural en Bolivia. 1
Carbón y Turba en Bolivia. 1
Electricidad y calor en Bolivia. 1
Energías renovables y residuos en
Bolivia.1
Indicadores Energéticos
Mundiales Población mundial. 3
Producción de energía primaria. 3
Suministro de energía primaria. 3
Indicadores energéticos por P.I.B. 3
Indicadores energéticos mundiales P.I.B. calculado utilizando paridades de poder adquisitivo. 3
Suministro de energía primaria por P.I.B. 3
Suministro de energía primaria por P.I.B. utilizando paridades de poder adquisitivo. 3
Indicadores Energéticos
Mundiales
Consumo de Electricidad. 4
Consumo de Electricidad por la
población. 4
Importación de Energía. 4
Indicadores Energéticos
Mundiales Emisiones de CO2 mundial. 2
Emisiones de CO2 mundial (producto interno bruto).2
Emisiones de CO2 mundial (producto interno bruto calculado utilizando paridades de poder adquisitivo).2
Emisiones de CO2 mundial (de acuerdo a la población).2
Emisiones de CO2 mundial (de acuerdo al total de suministro de energía primaria).2
Formas principales
Una forma de energía alternativa
puede suplir energía con poco
contaminación ambiental.
Energía eólica
Energía hidráulica
Energía solar
Energía geotérmica El crecimiento en consumo de energía mundialpor: http://www.moviments.net/pimientoverde/energia/crisis.php
Energía eólica
Una forma de energía que usa el movimiento del viento.
Existen diferentes formas de molinos hasta más de 100 años.
Funciona mejor en lugares planos con viento rápido. Alemania, España, los
EE.UU., India, DinamarcaUn aerogenerador funciona como un
ventilador en orden inverso. por: www.infoeolica.com
Energía eólica
Ventajas Desventajas
Uno de las formas de energía más baratos
No produce emisiones o contaminación
Fuente de energía ilimitada
Lugares limitados
Depende en el viento
No funciona en
velocidades extremos
del viento
Productores de energía eólica mundialaerogeneradores
Porcentaje de generación de
electricidad vía energía eólica.
Energía hidráulica
Usa el movimiento del
agua
El agua gira una
turbina. El eje de la
turbina transmite la
energía al alternador. Una turbina en los EE.UU.por: http://www.tecnun.es/asignaturas/ecologia/trabajos/ehidraul/p4.htm
Europa34%
Rusia12%
Norteamérica41%
Oceanía1%
África2%
Latinoamérica10%
Generación de energía hidroeléctrica mundial
Cómo funciona un centro de
energía hidráulica reserva
Esquema de la producción de energía hidráulica.
Esquema de la construcción de un centro de energía hidráulica reserva
Energía hidráulica
Ventajas Desventajas
Eficiente
Barato
Muy pocos emisiones
Embalses puede servir
como fuentes del agua
para irrigación y
recreación.
Puede causar inundación
El construcción 10-15 años
Muy caro
Cambia el flujo natural del agua Inhibición de movimiento de
peces
Peor calidad de agua
Contaminaciones en los embalses artificiales
Impopular en sus regiones
Energía solar
Energía solar es una forma de energía que está producido usando células que transforman la energía del sol.
Hay diferentes tipos de energía solar incluyendo: Energía solar térmica
Energía solar fotovoltaica
Células fotoeléctricas en España
Producción mundial de energía solar fotovoltaica
Energía solar
Ventajas
Desventajas
No contaminación
No necesita fuel
Funciona mejor en temperaturas frescos
Tranquilo
Fiable
Muy caro
Un poco ineficiente
No funciona en ciertos tiempos
Diagrama de la manera en que un
colector solar plano funciona.por:
http://www.fisicanet.com.ar/energias/alternativas/en1
0/construcciones_02.gif
Energía geotérmica
El energía geotérmica
esta producido usando
el calor de la interior
de la Tierra
(típicamente en la
forma de vapor).
Esquema de la producción de energía geotérmica por: http://tq.educ.ar/tq03030/images/Egeote7.gif
Energía geotérmica
Ventajas Desventajas
Fiable
Ilimitado
No usa combustibles
fósiles
Produce residuos
mínimos
No es disponible en
muchos lugares
Planta de producción de energía geotérmica en las Filipinas por: www.wikipedia.com
Aplicaciones
Estos diagramas muestran maneras de calentamiento y refrigeración de una casa usando la energía solar pasiva.
Comparación
Costos de generación de diferentes tipos de energía alternativa
Tasas de crecimiento anual de algunos tipos de energía mundial durante el año 2004.
Biocombustibles
BIOMASA
Bioenergía Bioproductos
Combustión directa
Pirólisis
Gasificación
Mezclado con carbón
Sistemas modulares
Digestores anaerobios
Biodiesel
Etanol
Líquidos refrigerantes
Fluido para frenos
Adhesivos
Edulcorantes artificiales
Plásticos biodegradables
Espesantes para comes-tibles, medicinas, pintu-ras, pastas dedientes, etc.
Biocombustibles
"Cómo los biocombustibles van a
matar
de hambre a los pobres" C Ford Runge y Benjamin Senauer
Foreign Affairs, Mayo/Junio de 2007Gracias a los altos precios del petróleo y los fuertes subsidios,
el etanol que se produce del maíz es ahora el último grito enlos Estados Unidos. Pero se requiere de tanto suministro
de maíz para mantener en marcha la producción de
etanol que el precio del maíz –y el de los demás alimentosbásicos—se está disparando en todo el mundo.
Biocombustibles
Is Ethanol for the Long Haul? By Matthew L. Wald .
Scientific American, January 2007 El etanol podría sustituir a la gasolina, pero
no será verdaderamente provechoso mientras no sepamos destilarlo a gran escala de
hierbas, de los tallos de maíz o de paja de los cereales, y no, como hasta ahora, sólo de los
granos.
Uso de Etanol en el Mundo
Pregunta
¿Cuál es la mejor forma de energía
alternativa?
Generadores de energía eólica en
Canadápor: www.wikipedia.com
