2. Energía

el concepto de energía es muy difícil de definir. En realidad, hay varias maneras de hacerlo; por ejemplo, en física existe una relación directa entre la energía y la materia (llamada masa). Pero a nosotros, en este libro, lo que nos interesa es definirla desde el punto de vista de los procesos productivos técnicos y tecnológicos.

En este sentido, energía es la capacidad que poseen los cuerpos para producir trabajo; es decir, la cantidad de energía que contienen se mide por el trabajo que son capaces de realizar

Distintos cuerpos pueden producir diferentes tipos de energía. Y hay casos como el de las plantas, que absorben la energía del Sol y la utilizan para crear materia orgánica que, al ser ingerida por los animales herbívoros, se convierte en la energía que les permite desplazarse por el planeta; es decir, hay un proceso de transformación de la energía.

2.1 Fuentes y tipos de energía y su transformación

Las fuentes de energía son recursos naturales de los que el ser humano extrae energía para realizar algún tipo de trabajo.

Al principio fue el carbón, con el que se alimentaban las máquinas de vapor industriales, los trenes y los hogares; más adelante fueron el petróleo y sus derivados, en la industria y el transporte.

La explotación desmedida ha conducido a la humanidad a una situación en que se deben cuidar extremadamente estos recursos para evitar que se agoten. Al mismo tiempo, la ha llevado a buscar fuentes alternativas de energía que resuelvan este problema y que reduzcan el impacto ambiental Estas dos situaciones son las que permiten clasificar las fuentes de energía.

Fuentes de energía no renovables: Son todas las que, una vez empleadas, ya no son útiles o dejan de existir. Por lo que corren el riesgo de agotarse. Por ejemplo, una vez que un trozo de carbón es quemado ya no es posible utilizarlo de nuevo (se vuelve cenizas) y no es posible crear carbón a partir de algún proceso de transformación. Otros ejemplos de fuentes de energía no renovables son la energía nuclear, el gas natural y el petróleo.

Fuentes de energía renovables. Son todas las que pueden emplearse una y otra vez, sin riesgo de agotarlas. Por ejemplo, un molino de viento puede ser movido infinidad de veces por la energía eólica, y nunca se agotará el viento que lo mueve, Son muchos los ejemplos de fuentes de energía renovables: energía hidráulica, mareomotriz, solar, de la biomasa, etcétera.

Fuentes de energía convencionales: En general, se trata casi de los mismos recursos incluidos en las fuentes de energía no renovables, pero la clasificación atiende al hecho de que son las que se han usado tradicionalmente para realizar un trabajo en los procesos de producción técnicos y tecnológicos.

Fuentes de energía alternativas: En este rubro se incluyen todas las energías que representan una opción al uso de las fuentes convencionales, y que también contribuyen a reducir el impacto ambiental del uso de esta.

Tipos de energía: En nuestro cuerpo los alimentos se descomponen mediante un proceso de oxidación, por lo que se trata de energía química. Aunque también resulta difícil definirla, la energía química es aquella en que interactúan dos compuestos o elementos químicos liberando energía y produciendo otros elementos. En nuestro caso, las partículas obtenidas de los alimentos interactúan con el oxígeno para generar energía, dióxido de carbono y productos de desecho.

En general, le llamamos energía mecánica. Pero este es un concepto muy amplio, que abarca desde el movimiento hasta la aplicación de una fuerza, como en este caso. De igual manera, hay otros muchos tipos de energía, como la energía radiante, que es la que se transmite por radiación en todas direcciones a partir de su punto de origen.

Transformación de la energía: De lo que pocas veces estamos conscientes es de la forma en que se genera la electricidad que alimenta todos nuestros aparatos electrodomésticos y una cantidad muy significativa de máquinas que integran los sistemas técnicos de producción. 

desde que se empezó a usar la energía eléctrica para alimentar motores y aparatos electrodomésticos, parte de la investigación científica y tecnológica se ha dirigido a encontrar fuentes más económicas, confiables y con menor impacto ambiental para generar energía eléctrica. Para los procesos de producción artesanal e industrial tiene especial relevancia la transformación de la energía eléctrica o térmica en mecánica, que es la que hace mover la mayor parte de las máquinas y las herramientas. Igual importancia tiene la conversión de otros tipos de energía, como la química en energía eléctrica.

 2.2 Funciones de la energía en los procesos técnicos y su transformación

La energía en los procesos técnicos

Para transformar cualquier material mediante un proceso técnico, sea artesanal o industrial, se necesita siempre realizar algún trabajo. Por tanto, de acuerdo con lo que vimos en el subtema anterior, se requiere el uso de algún tipo de energía. En los procesos técnicos artesanales, casi toda esa energía es mecánica, proporcionada por el ser humano. En cambio, en los procesos industriales, la mayor parte de la energía consumida es eléctrica o térmica

en ambos procesos productivos se pueden utilizar, en cualquier momento, otros tipos de energía. Por ejemplo, en la fabricación artesanal de guitarras es posible que se empleen taladros o sierras eléctricas. También, en una fábrica de automóviles tal vez se recurra a la energía mecánica aportada por el ser humano, sobre todo en el proceso del montaje de las partes mecánicas y de los interiores del vehículo.

Transformación de la energía en los procesos productivos

Los procesos técnicos y tecnológicos emplean insumos para la creación de productos que satisfacen necesidades e intereses. Los insumos, como sabes, son materiales, energía y conocimientos. Sin embargo, la energía no se aplica directamente. En realidad, desde el punto de vista operativo, las herramientas y máquinas se encargan de convertirla en algún tipo de movimiento o acción que ejerce un efecto sobre los materiales. Para ejemplificar este concepto, un taladro eléctrico convierte, por medio de su motor interno, la energía eléctrica que se le alimenta en un movimiento rotatorio.

el motor, sea eléctrico o de combustión interna, es el mecanismo de transformación de energía preferido. No obstante, otros instrumentos de transformación de energía intervienen en los procesos productivos. Y en estos no solo se utiliza la energía eléctrica, sino muchas veces, en su nivel más simple, se usan mecanismos de conversión de la energía mecánica proporcionada por animales como en el caso de los arados, y en su nivel más complejo, las celdas de energía solar para la generación de energía térmica que puede mover turbinas.