TALLER
12
EVOLUCION HISTORICA DE LA ENERGIA
Un poco de historia
El hombre, a lo largo de su
historia evolutiva ha realizado mediante su propio esfuerzo físico actividades
que consumían energía, apoyándose adicionalmente en los animales domésticos
como los caballos, bueyes, etc. 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. Cualquier aplicación de estas tecnologías para
la realización de trabajos resultaba de poco rendimiento
De las
fuentes de energía, la primera y más importante de las utilizadas por el hombre
fue la leña, gracias a la abundancia de bosques que proliferaban por todas
partes del mundo. Otras fuentes puntuales solamente se utilizaban allí donde
eran accesibles, tales como filtraciones superficiales de petróleo, carbón o
asfaltos.
En la edad
media comenzó a utilizarse la leña para fabricar carbón vegetal con cuyas menas
se obtenían metales, y que posteriormente vendría a ser sustituido por el
carbón mineral en los principios de la revolución industrial.
Durante el
primer tercio del siglo XIX, aproximadamente hacia 1825-30, se pudo avanzar en
la aplicación práctica de la máquina de vapor, que daría comienzo a la era
contemporánea; se trataba de la primera herramienta que no utilizaba fuerzas o
tracción de origen animal, y que comenzó a emplearse industrialmente. Junto con
la llegada y desarrollo de los motores de combustión interna y la utilización
del gas para calefacción y alumbrado, se produjeron grandes avances en la
generación práctica de energía eléctrica.
A partir de
la máquina de vapor se producirían cambios en la evolución tecnológica,
económica y social, de niveles sorprendentes en comparación con toda la
historia precedente.
La nueva sociedad que nació de la
Revolución Industrial trajo también nuevas demandas de energía. Con la máquina
de vapor aparecieron inventos revolucionarios que mejoraron los medios de
transporte, como la locomotora que George Stephenson construyó en 1825.
Sin embargo, a pesar de que este
sistema de locomoción era seguro y eficaz, consumía grandes cantidades de
carbón para convertir la energía calorífica en mecánica; el rendimiento que
producía era inferior a un 1%. Aún hoy día se consume gran cantidad de energía
para producir un rendimiento muy inferior; por ejemplo, una central eléctrica
que utilice carbón o petróleo rinde menos del 40%, y en el caso de un motor de
combustión interna incluso menos del 20%. Esta pérdida de rendimiento es a
causa de las leyes físicas; la energía que no utilizamos (o no somos capaces de
aprovechar) no se pierde sino que se transforma; en los casos de combustión
interna, por ejemplo, el resto de energía que no aprovechamos se disipa en
forma de calor. Por ello, una lucha tecnológica constante es la de mejorar el
rendimiento de las máquinas para aprovechar al máximo la energía.
La enorme demanda de carbón
comenzó a declinar con la comercialización del petróleo y sus derivados. El
número de compañías petrolíferas creció en proporción a los nuevos mercados que
se crearon: transportes, energía, calefacción, etc. La búsqueda de yacimientos
petrolíferos fue una constante ante las expectativas que se intuían. Oriente
próximo se convirtió en una zona sensible, siendo Gran Bretaña la que
estableció en Irán en 1941 el primer campo petrolífero.
La segunda guerra mundial generó
grandes demandas de combustibles, siendo las empresas de Estados Unidos las que
se expandieron con mayor éxito por todo el mundo; de hecho, en 1955 las dos
terceras partes del petróleo del mercado mundial, salvo el bloque soviético y
América del Norte, eran suministradas por cinco empresas de petróleo de Estados
Unidos. A la vez, Oriente Próximo se convirtió en la mayor reserva de crudo del
mundo.
En 1973 la creciente demanda de
energía del mundo desarrollado sufrió una acusada crisis. Los países árabes
productores de petróleo embargaron el suministro de crudo a Estados Unidos, y
recortaron su producción, generando alarma entre todos los implicados,
productores y consumidores. Una segunda crisis del petróleo se daría de nuevo
en 1978 cuando fue destronado el Sha de Persia; la producción de Irán cayó a
niveles mínimos. En 1980 el crudo se había revalorizado 19 veces en comparación
con 1970.
Desde 1973 el precio del crudo ha
ido en constante aumento, ante esa situación, los mercados que hasta entonces
se habían consolidado en el petróleo y gas, dieron nuevas expectativas al
carbón que había quedado rezagado, convirtiéndose en la alternativa en costes
para las industrias, muy especialmente las centrales eléctricas. De esta forma
el carbón comenzó a recuperar el mercado perdido.
Es la energía del átomo y se usa entre otras cosas para producir
electricidad.
Para obtener electricidad de la energía nuclear, existe un proceso
denominado fisión nuclear.
En este proceso se rompen núcleos atómicos y así se libera la energía
contenida en su interior, ésta calienta agua y la transforma en vapor que mueve
turbinas y genera electricidad. La cantidad de energía liberada por fisión
nuclear es muy grande, pero peligrosa (recuerda el desastre de Chernobyl).
Tanto su generación, como su manejo y desechos presentan graves riesgos
de contaminación letal por radiación, además la base mineral para obtenerla, el
uranio, no es renovable.
Este sistema se usa en algunos países desarrollados y en otros más
cercanos, por ejemplo en Argentina, para producir
electricidad.
Durante los últimos decenios, se han alcanzado logros importantes en
campos de la energía y el medio ambiente, la medicina, la agricultura y la
industria, entre otros, en los que se aplican ampliamente las tecnologías
nucleares y de las radiaciones. Su utilización nos permite, por ejemplo,
detectar, localizar, representar visualmente y medir lo que nuestros ojos no
pueden ver; destruir células y gérmenes cancerígenos; localizar recursos
hídricos, entre otros.
Quizás el uso de las técnicas nucleares en los campos del diagnóstico,
la obtención de imágenes y el tratamiento del cáncer sea el más conocido y
ampliamente aceptado. De hecho, la medicina moderna no podría concebirse sin la
radiología con fines de diagnóstico y la radioterapia. En el mundo
industrializado occidental, estas técnicas se han vuelto corrientes, tan
fiables y tan precisas que aproximadamente uno de cada tres pacientes es
sometido a alguna forma de procedimiento radiológico terapéutico o de
diagnóstico.
La Energía Nuclear y la Alimentación
Se ha desarrollado la técnica del empleo de las radiaciones ionizantes
para la conservación de alimentos, ampliación de su período de consumo, y
reducción de las pérdidas causadas por insectos después de la recolección. La
técnica del tratamiento de alimentos con energía ionizante consiste en exponer
los alimentos a una dosis de radiación gamma predeterminada y controlada. Esta
técnica consume menos energía que los métodos convencionales y puede reemplazar
o reducir radicalmente el uso de aditivos y fumigantes en los alimentos.
El proceso es frío, en consecuencia, los alimentos tratados conservan la frescura (pescado, frutas, verduras) y su estado físico (comestibles congelados o secos). La técnica elimina del alimento envasado los agentes causantes de su deterioro, como bacterias, hongos, insectos, etc., evitando la recontaminación.
La irradiación impide los brotes en tubérculos y raíces comestibles; impide la reproducción de insectos y parásitos; inactiva bacterias, esporas y mohos; y retrasa la maduración de frutas. Esta técnica es aceptada y recomendada por la FAO, OMS y el OIEA.
El proceso es frío, en consecuencia, los alimentos tratados conservan la frescura (pescado, frutas, verduras) y su estado físico (comestibles congelados o secos). La técnica elimina del alimento envasado los agentes causantes de su deterioro, como bacterias, hongos, insectos, etc., evitando la recontaminación.
La irradiación impide los brotes en tubérculos y raíces comestibles; impide la reproducción de insectos y parásitos; inactiva bacterias, esporas y mohos; y retrasa la maduración de frutas. Esta técnica es aceptada y recomendada por la FAO, OMS y el OIEA.
La utilización de técnicas nucleares en el campo de la agricultura es
de importancias primordial para el mundo en desarrollo.
Las técnicas radioisotópicas y de las radiaciones que se aplican en
este campo pueden inducir mutaciones en las plantas para obtener las variedades
de cultivos agrícolas deseadas.
Determinar las condiciones para optimizar el uso de los fertilizantes y
del agua, y la fijación biológica del nitrógeno.
La técnica permite calcular el total de nitrógeno que se ha
fijado durante todo el período de crecimiento. Por este medio, pueden
determinarse y seleccionarse para el mejoramiento genético leguminosas
fijadoras de nitrógeno más eficiente con mayor rendimiento y contenido
proteínico.
Erradicar o luchar contra las plagas de insectos. Esta técnica consiste en la esterilización de insectos machos criados en instalaciones, mediante la irradiación antes de incubación, y la posterior suelta de millones de insectos estériles en zonas infectadas. Al aparearse con los insectos hembras, no se produce descendencia, lo que va reduciendo gradualmente, y acaba por erradicar, la población de insectos.
Aumentar la variabilidad genética de las especies vegetales;
Reducir las pérdidas posteriores a la cosecha eliminando la germinación y la contaminación y prolongando el período de conservación de los productos alimenticios. El uso de la tecnología de las radiaciones para conservar los alimentos aumenta cada día en el mundo. En 37 países, las autoridades sanitarias y de seguridad de los alimentos han aprobado la irradiación de más de 40 clases de productos alimenticios, que van desde especias y granos hasta pollo deshuesado, frutas y vegetales.
Erradicar o luchar contra las plagas de insectos. Esta técnica consiste en la esterilización de insectos machos criados en instalaciones, mediante la irradiación antes de incubación, y la posterior suelta de millones de insectos estériles en zonas infectadas. Al aparearse con los insectos hembras, no se produce descendencia, lo que va reduciendo gradualmente, y acaba por erradicar, la población de insectos.
Aumentar la variabilidad genética de las especies vegetales;
Reducir las pérdidas posteriores a la cosecha eliminando la germinación y la contaminación y prolongando el período de conservación de los productos alimenticios. El uso de la tecnología de las radiaciones para conservar los alimentos aumenta cada día en el mundo. En 37 países, las autoridades sanitarias y de seguridad de los alimentos han aprobado la irradiación de más de 40 clases de productos alimenticios, que van desde especias y granos hasta pollo deshuesado, frutas y vegetales.
Ayudar a
determinar las rutas de los plaguicidas y los productos agroquímicos en el
medio ambiente y en la cadena alimentaria.
La
utilización de los radioisótopos y radiaciones en la industria moderna es de
gran importancia para el desarrollo y mejoramiento de los procesos, para las
mediciones y la automatización y para el Control de Calidad. En la actualidad,
casi todas las ramas de la industria utilizan radioisótopos y radiaciones en
diversas formas. El empleo de medidores radioisotópicos de espesor es un
requisito previo para la completa automatización de las líneas de producción de
alta velocidad de hojas de acero o de papel. Los trazadores brindan información
exacta sobre las condiciones de equipos industriales costosos y permiten
prolongar su vida útil.
INCONVENIENTES DE LA ENERGIA NUCLEAR
Almacenamiento de residuos
radiactivos
Riesgo de accidentes nucleares
Transporte de residuos radiactivos
Aumento de las enfermedades provocadas
por la radiactividad
Contaminación de las personas que
trabajan con energía nuclear
Contaminación radiactiva del entorno
Accidente nuclear
Accidentes en el transporte de
residuos radiactivos
Recalentamiento de los ríos
Sea
cual fuere el sistema de funcionamiento de una bomba nuclear (fusión o fisión),
una cantidad de masa se convierte en energía, la potencia sólo depende de la
capacidad de la ingeniería para convertir más masa antes de que la reacción
disperse la moléculas; en teoría la potencia es, por tanto, ilimitada.
Una
bomba nuclear consiste básicamente en una esfera hueca de plutonio que no es lo
suficientemente densa como para producir una reacción en cadena. En su interior
se encuentra un mecanismo iniciador de neutrones, y el exterior se encuentra
revestido de un material explosivo.
Para
iniciar la explosión se disparan los detonadores que hacen que el material
explosivo estalle de la manera más regular posible para que envíe una onda de
choque esférica hacia el plutonio. Cuando esta impacta contra él lo comprime y
reduce su volumen empujándolo hacia el centro de la esfera hasta que alcanza
una densidad suficiente (supercrítica) y se dispara el iniciador de neutrones
para comenzar la reacción en cadena que da lugar a la explosión nuclear.
Un reactor nuclear es un sistema que utiliza
la fisión nuclear en cadena del uranio-235 de manera regulada y auto sostenida
para obtener un flujo neutrónico utilizable en estudios de caracterización de
materiales
El reactor funcionó durante 30 años con una
potencia máxima de 10KW,
En 1965 se produjo una modernización a una
potencia máxima de operación de 100 KW y el núcleo del reactor fue cambiado de
placas de uranio-23
Es un reactor de investigación, a diferencia
de aquellos reactores diseñados para producir energía eléctrica o reactores de
potencia.
ACTIVIDAD
ACTIVIDAD
1.
Realiza una breve historia de la energía y representa a través de un dibujo
cada uno de estas etapas.
2. A que hace referencia la energía nuclear.
3.
Que nombre recibe el proceso para obtener electricidad de la energía nuclear y
como funciona.
4.
Cuál es la base mineral para obtener
energía nuclear.
5.
Cuales países actualmente utilizan la energía nuclear.
6.
Como utiliza en hombre hoy en día la energía nuclear en la medicina.
7.
Como utiliza el hombre hoy en día la
energía nuclear en la alimentación.
8.
Como utiliza el hombre hoy en día la energía nuclear en la agricultura.
9.
Como utiliza el hombre hoye en día la energía nuclear en la industria
10. Que
inconvenientes presenta la energía nuclear.
11. Como funciona una
bomba nuclar.
12. Que es un reactor
nuclear.
