Energía

Paneles fotovoltaicos en una Granja solar

La Energía

Desde muy temprano el Hombre se dio cuenta de que el trabajo cansa y desgasta, en la Biblia se cuenta que tras el pecado original Dios castigó al hombre a trabajar para vivir;
Ganarás el pan con el sudor de tu frente, le dijo.
El Hombre lo aceptó pero siguió cansándose y maquinó para corregir la situación;
La 1ª solución que encontró fue esclavizar al prójimo. Bien por las buenas o por las malas;
Por las buenas; Convenciéndole de que la ayuda era conveniente para ambos;

Esclavos conducidos al trabajo

Por las malas; Abusando de su fuerza y esclavizando al prójimo.
Los esclavos sólo eran una solución parcial; Necesitaban comer y requerían guardianes y fuerza para que trabajaran;
No obstante la esclavitud se ha mantenido durante milenios en la historia de la humanidad; También era un destino aparentemente apropiado para prisioneros de guerra y tributos, en general, para los pueblos vencidos.
Los problemas citados, convencieron a la humanidad de que no era una solución  definitiva;

Borrico accionando una noria para riego

También se esclavizaron animales, aparentemente menos "feo" que esclavizar personas;
Pero también presentaba problemas:
Los animales requerían atenciones continuas como supervisión,  comida y establos
No obstante, el uso de animales se mantiene  en bastas regiones del mundo para usos agrícolas; Las acémilas además de fuente de energía para mover sencillas máquinas también eran útiles en muchas otras tareas como tirar del arado y trasportar al hombre y a sus pertenencias

"Esclavización"de la naturaleza

 Energía eólica
Los pueblos navegantes aprendieron rápidamente que el viento podía usarse para reducir o evitar la necesidad de remar.

Barco impulsado por el viento

La vela  permitió a los pueblos mediterráneos la colonización de sus riveras e iniciar el comercio entre ellos.
Cuando los vikingos empezaron a usar velas en sus barcos empezaron a atreverse a singladuras mayores -de mayor distancia-; También descubrieron que el 'factor sorpresa' mejoraba pues al evitar remar sus naves eran más silenciosas.

Molino de viento

La vela aplicada a un eje horizontal permite mover la maquinaria y finalmente la piedra de moler; La rueda de molino

Hoy en día la energía eólica se sigue utilizando profusamente en los modernos generadores eólicos que proporcionan energía gratuita y sin residuos de ningún tipo

Moderno parque eólico

Máquinas térmicas

Pero qué hacer cuando no queremos esclavizar a nadie y no tenemos viento?
Los hombres inventaron la máquina de vapor

con ella  la energía química de un combustible, inicialmente, carbón se transforma en energía mecánica capaz de mover un tren o una hélice y, por tanto a un barco; La máquina de vapor revolucionó el transporte en el siglo XIX al aplicarse al ferrocarril y al barco de vapor:
El diseño original presentaba numerosos problemas como el alto  consumo de agua y los depósitos que ésta dejaba al evaporarse lo que llevó a mejorar el diseño original y finalmente dejar paso a la turbina de vapor

En el fondo la turbina de vapor no es sino una turbina hidráulica modificada

Rotor de una turbina de vapor

Se habían resuelto innumerables problemas pero estas máquinas no eran nada domésticas; Sólo se podían instalar en enormes vehículos como los barcos y los trenes. Para su día a día el hombre seguía dependiendo de caballerías que tiraran de sus carros y carretas o de sus propias fuerzas cuando se popularizó la bicicleta.
Motor de explosión
Una solución parcial llegó con el motor de explosión; Motor de 4 tiempos
En el que la energía procedía de la gasolina u otros derivados del petróleo

Esquema de un motor 4 tiempos

Este motor consiguió ser aplicable al trasporte al ser posible incorporar el pesado motor a un vehículo que pasó a denominarse Automóvil;
El motor seguía siendo un equipo costoso y pesado con importantes emisiones de ruido y gases tóxicos de escape.
Así y todo este motor se impuso y marcó en gran medida la historia del siglo XX.
Descontando la aplicación automóvil el motor no era adecuado para ahorrar trabajo doméstico
Gas ciudad
El gas-ciudad obtenido inicialmente por destilación de la hulla permitía a las ciudades disponer de energía para alumbrado público - Los antiguos faroles con sus faroleros ya en deshuso o reconvertidos- Así como hasta los domicilios de los ciudadanos con el fin inicial de iluminar las viviendas pudiendo prescindir de las velas; bujías y Quinqués que habían sido la solución cuando la vivienda no estaba suficientemente iluminada por la luz solar, o bien, cuando era de noche, simultáneamente el gas en el domicilio se convertía en una fuente de energía que permitía prescindir de la leña o carbón para cocinar.

Red de suministro de gas natural

El gas era muy útil pero presentaba graves problemas:
La extensa red de suministro propiciaba fugas y averías difíciles de detectar que podían provocar graves incendios.


Energía eléctrica.
Una  solución conveniente llegó de la mano de la electricidad:
La electricidad, inicialmente en corriente continua, tuvo amplia expansión  porque conseguía llevar la energía a los domicilios de los hombres proporcionándoles Luz, calor - hasta entonces el alumbrado doméstico y el urbano dependían del gas ciudad-y energía para pequeña maquinaria doméstica-molinilos de café; Batidoras etc que se popularizó en la 1ª mitad del  siglo XX
La energía eléctrica procedía de "fábricas de luz y "centrales" hidraúlicas situadas a distancia de los domicilios evitando que estos padecieran las emisiones incómodas de la maquinaria y se transportaba hasta los domicilios y talleres mediante económicos "tendidos aéreos"
Cables conductores que transportaban la electricidad hasta los domicilios y talleres donde se requería.
Situación en la que se inicia el siglo XXI.
Las centrales hidráulicas demandaban cantidades ingentes de mano de Obra que, normalmente, convenían a los gobernantes por lo que estos, según las épocas, favorecían la ejecución de estas plantas no requiriéndoles ningún tipo de protección al medio ambiente y facilitando la evacuación de aldeas y pueblos si era preciso inundar un valle llegado el caso;
Los tendidos aéreos afeaban el paisaje urbano y acabaron siendo sustituídos por canalizaciones subterráneas con "cable aislado".
La generación de electricidad de forma masiva durante todo el siglo XX
procedía de centrales hidráulicas y térmicas que usaban carbón, petróleo o gas natural (combustibles fósiles)

También se desarrollaron Centrales nucleares;
En las que el combustible era Uranio que al fisionarse generaba calor que calentaba agua que finalmente era enviado a la turbina que movía el alternador y generaba electricidad;
La energía "atómica"favorecía  la formación de personal que supiera manejar la peligrosa tecnología y, junto con los residuos de combustible gastado que era básico para la construcción de Bombas atómicas - el recuerdo de las BBAA. sobre Hirosima y Nagasaki- animó a muchos países con vocación militar
-parecía una solución a largo plazo pero el combustible no era ilimitado y los residuos "nucleares" eran un problema no resuelto lo que junto con varios accidentes con emisiones de radiactividad al medio ambiente a pesar de todas las "salvaguardias"implementadas en su diseño y construcción terminaron desanimando a muchos gobiernos de continuar  su construcción.
El último intento de continuar con la producción de energía mediante el empleo de la energía nuclear es "el reactor de fusión"que intenta reproducir en una central el mecanismo de generación de energía de la estrellas.
Máquina todavía en desarrollo a principios del siglo XXI
Máquina  de extraordinaria complejidad  técnica al intentar confinar el "Plasma"a altísima temperatura en un reactor "Toca-mak"

Reactor "Toka mac"

El estado actual de este proyecto puede verse en los siguientes enlaces.https://youtu.be/Y9mXkEk3rE0?t=527



Que en Europa  tiene el nombre de proyecto Iter que todavía no ha sido construído y por tanto no se ha verificado su viabilidad. Esto es que sea capaz de producir mas energía que la que consume
Con lo que su viabilidad técnica está por comprobarse con lo que el sueño de energía barata e ilimitada y sin residuos -El combustible sería Deuterio y Tritio de los que hay inmensas cantidades en el agua de los océanos-.
En EE.UU.
Pensando en las aplicaciones militares de los Láseres de alta energía están trabajando en una máquina de 'confinamiento inercial'
En la que el material fusionable situado en una cápsula se sitúa en el foco de un haz de Láseres que al lanzar sus rayos en el mismo instante llevan al material a las elevadísimas temperaturas que activarían la Fusión

Esquema del "aparato"previsto para conseguir la Fusión por confinamiento inercial

Energías renovables
En los inicios del siglo XXI  se está trabajando en  sistemas de generación de energía eléctrica aprovechando las fuerzas de la Naturaleza:
- Eólica: Que ya se vio en la evolución del molino de viento
- Solar:de concentración

Central piloto "Solnova"en Sevilla

Paneles fotovoltaicos en una "granja solar"

Energía fotovoltaica
Una manera más sencilla de obtener energía eléctrica es  la conversión directa de la energía solar en eléctrica mediante paneles de células fotovoltaicas. Técnica profusamente empleada en el Espacio por los satélites artificiales y que también se emplea en tierra son  los paneles solares.
Técnicamente se simplifica mucho la instalación pero las fotocélulas son costosas -hay quien dice que se gasta en su fabricación más energía que la que pueden producir en toda su vida-
Así que el problema no está resuelto y habrá que ver qué nos traerá el futuro