¿Existe realmente una crisis energética?
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@@h? @@h? @@h? @@h? @@h? @@h? @@h? SÁBADO 19 DE MARZO DEL 2005 Vivir Año Mundial de la Física e acuerdo con el principio de conservación de la energía, la energía no se agota, ni se consume, solo se transforma de unas formas en otras, siendo nulo el balance neto de la transformación, esto es, el valor global de las energías finales es igual al de las iniciales. ¿Qué significado tiene, entonces, hablar de crisis de energía? Para entenderlo es necesario analizar las leyes que gobiernan los procesos de conversión de energía que transcurren en la naturaleza. D ¿Qué leyes de la Física gobiernan la conversión de energía? a Termodinámica, la Ciencia de la Energía, es una parte de la Física Clásica Macroscópica que se basa en dos principios fundamentales: el Primer Principio o principio de conservación de la energía y el Segundo Principio o principio de degradación de la energía. De acuerdo con el primero de estos principios la energía del «universo» es constante a lo largo del tiempo. Dicho de otra forma, la energía no se agota; ni se consume, sólo se transforma de unas formas en otras, siendo el balance neto de la transformación nulo. Ésta es la única restricción que impone el primer principio a las distintas transformaciones energéticas que transcurren en la naturaleza. De acuerdo con este principio, por lo tanto, no tiene sentido hablar de crisis de energía. Sin embargo, la opinión mundial está sensibilizada con la existencia de una crisis energética, que se manifiesta principalmente en la evidencia de que un crecimiento ilimitado del consumo energético conllevará al agotamiento de las fuentes convencionales de energía y al desprendimiento de enormes cantidades de calor y con- L ¿Existe realmente una crisis energética? ANTONIO RAMIRO GONZÁLEZ ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES. UEX taminantes que pueden producir unos efectos perjudiciales irreversibles sobre la biosfera. ¿Qué son energías de alta y baja calidad? e acuerdo con el Segundo Principio, no todas las formas de la energía son equivalentes entre sí. A aquellas energías que pueden convertirse íntegramente en cualquier otra se las llama energías de alta calidad. Por el contrario, son energías de baja calidad aquellas cuya conversión íntegra en cualquier otra (en energías de alta calidad) no es posible. Son energías de alta calidad (energías caras) las energías eléctrica, cinética, potencial y el trabajo. Son energías de baja calidad, baratas, el calor y la energía térmica en sus distintas manifestaciones. En términos financieros diríamos que el proceso de conversión de energía de alta calidad está libre de impuestos, en tanto que la naturaleza grava con unos determinados impuestos a la conversión de una energía de baja calidad en otra de alta calidad. D íntegramente la exergía del calor generado en la combustión de la gasolina en trabajo mecánico (energía de alta calidad) que, a su vez, se convertiría íntegramente en energía cinética para poder desplazarnos. la fracción de una energía de baja calidad que es convertible íntegramente en energía de alta calidad se la ha denominado exergía. La mayor parte de la energía que consumimos para desarrollar nuestra actividad diaria, es energía de alta calidad que procede de las máquinas o motores térmicos. Son motores térmicos los motores de gasolina, los de gasóleo y las turbinas de vapor y de gas. Otro dispositivo termodinámico muy extendido en nuestros días es la bomba de calor, que se utiliza a nivel doméstico para la climatización de viviendas tanto en régimen de invierno (calefacción) como en régimen de verano (refrigeración). En los dos ejemplos, hemos visto que la aplicación del Primer Principio, conduce, como era de esperar a la conservación de la energía. De forma análoga, el Segundo Principio establece que, si los motores y las bombas de calor son reversibles, tampoco se producen pérdidas de exergía, esto es, la exergía del sistema se conserva, no se destruye, no se consume. En un mundo ideal, por lo tanto, en el que se pudieran suprimir lo que en Termodinámica llamamos causas de irreversibilidad, esto es, los rozamientos mecánicos, las resistencias eléctricas, la transmisión de calor entre cuerpos a distintas temperaturas, las expansiones libres, las turbulencias…, no habría crisis de energía, ni crisis de exergía. Los motores de nuestros coches, por ejemplo, convertirían Como conclusión, podemos afirmar que no existe, por lo tanto, crisis de energía, sino crisis de exergía, siendo el origen de esta crisis las irreversibilidades que conllevan los procesos reales. Estas irreversibilidades son inherentes a todo proceso real y por lo tanto inevitables, pero un análisis (exergético) de cada tipo de proceso nos puede llevar a reducirlas tanto cuanto sea posible, consiguiendo así disminuir las pérdidas (también inevitables) de exergía y sus fatales consecuencias. Ha surgido así, recientemente, una nueva rama de la ciencia a caballo entre la Termodinámica y la Economía, la Exergoeconomía, que combina los análisis exergético y económico para evaluar los costes de las plantas de conversión de energía y de los sistemas de cogeneración, principalmente, aunque en la actualidad se está aplicando a otros muchos procesos industriales. La Exergoeconomía suministra al proyectista u operador de planta información no disponible mediante los análisis energéticos convencionales, siendo esta información crucial para que el proyecto o la operación de la planta sea económicamente rentable. 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Es la única teoría física que, dentro de su campo de aplicación, no será derribada nunca ALBERT EINSTEIN ¿Qué significado tiene, entonces, la crisis de la energía? n un mundo real, el Segundo Principio establece que las causas de irreversibilidad enunciadas, originan que el trabajo que se obtiene en los motores térmicos sea menor que la exergía del calor suministrado y, en consecuencia, se produce una pérdida de exergía. De la misma forma, en las bombas de calor irreversibles, el trabajo que hay que suministrar es mayor que la exergía del calor que se bombea al foco caliente y, en consecuencia, se produce de nuevo pérdida de exergía (nunca de energía). Y, en general, en todos los convertidores reales, en todos los convertidores irreversibles, se produce una pérdida de exergía, tanto mayor cuanto mayor sea la irreversibilidad de los procesos que en él se producen. El Segundo Principio es pues un enunciado de la degradación de la energía, de la pérdida de exergía, en tanto que el Primer Principio es un principio de conservación de la energía. Estos dos principios, aparentemente contradictorios, se complementan entre sí y nos suministran las leyes que gobiernan los procesos de conversión de energía. ¿Qué es la exergía? @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ 59 HOY @@h? @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@ @@g E ENERGÍAS RENOVABLES. El uso de fuentes de energía inagotables como son la energía eólica y la solar puede ayudar a reducir el impacto de la crisis energética. / HOY @@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@ ?? ? ?? ? Colabora: Departamento de Física de la UEx y la Sección Local de la Real Sociedad Española de Física Coordinan: Mª Isabel Suero López, Mª Luisa González Martín y Adolfo Delgado (HOY)
