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Eficiencia Energética
Este elemento es una ampliación de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema.
En inglés: Efficient energy use.A continuación se examinará el significado.
¿Cómo se define? Concepto de Energía
Una definición de energía resulta ser más difícil de lo que uno podría pensar. La definición de la física de la escuela secundaria “la capacidad de hacer el trabajo” no nos lleva muy lejos. Robert Romer escribió un buen libro de texto de física que trataba sobre el uso de conceptos de energía para entender todo el material convencional de la física porque “toda la física es sobre la energía”.
Puntualización
Sin embargo, incluso admitió que era incapaz de dar una definición satisfactoria de la energía. Dijo que podemos ver sus efectos, podemos medirla, pero no sabemos realmente lo que es. Normalmente detectamos la energía que se utiliza porque algo se mueve, un coche, un jugador de baloncesto, productos químicos contra un gradiente, y así sucesivamente. Para nuestros propósitos cotidianos, la energía es en su mayor parte o bien fotones provenientes del sol o bien materiales químicamente reducidos (es decir, normalmente ricos en hidrógeno) como la madera o el petróleo que pueden ser oxidados para generar trabajo (es decir, mover algo) en algún punto del espacio y el tiempo, es decir, el proceso de combustión. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto).Entre las Líneas En general, reducido significa rico en hidrógeno y pobre en oxígeno, de modo que un combustible es generalmente un hidrocarburo como el petróleo u ocasionalmente un carbohidrato como el alcohol (el “comido” del final se refiere a la presencia de oxígeno, de modo que un carbohidrato tendrá algo menos de energía que un hidrocarburo por gramo pero aun así suficiente para ser utilizado como combustible). Cuando se oxida un combustible reducido, se libera energía, y el hidrógeno se libera como agua (H2O) y el carbono como dióxido de carbono (CO2).
La mayor parte de nuestra energía llega a la Tierra originalmente en forma de flujo de fotones del sol. Una pequeña parte de esta energía es capturada por las plantas en enlaces químicos y luego pasa a través de las cadenas alimenticias. Así, somos capaces de utilizar la energía en una hamburguesa oxidando la materia reducida en el tejido animal, a través de la digestión dentro del cuerpo del consumidor. Esta energía fue obtenida inicialmente por la vaca cuando comió hierba que a su vez había capturado esa energía de los fotones, y luego la pasó como enlaces químicos a la vaca y luego a nosotros. Incluso cuando conducimos un coche, estamos oxidando material vegetal antiguamente reducido (aceite) que está construido de enlaces químicos de alta energía originalmente hechos con la energía capturada del sol por las algas. Toda la vida es impulsada por organismos que capturan energía por fotosíntesis (donde se activan los electrones) o que comen energía que originalmente provenía del sol y pasan esos electrones activados a lo largo de las vías tróficas (de alimentación), utilizando parte de esa energía para ejecutar los procesos de la vida, a un aceptador de electrones terminal, generalmente oxígeno. Es análogo a los electrones activados por un generador o una batería que corren por cables hacia un aceptador de electrones terminal (la tierra o el polo de la batería).
Charles T. Metcalfe, representante de la Compañía Británica de las Indias Orientales, y Ranjit Singh, jefe del reino sij del Punjab, firmaron el Tratado de Amritsar, que zanjó las relaciones indo-sijas durante una generación.
La potencia se refiere a la velocidad a la que se utiliza la energía. Por ejemplo, una bombilla se clasifica en kilovatios, una unidad de potencia, de modo que una bombilla de 100 vatios utiliza 360 kilojulios en una hora, lo que equivale a la energía de unos 10 mililitros de petróleo. El motor de un automóvil se clasifica en caballos de fuerza, más o menos la velocidad a la que un caballo puede hacer el trabajo, que se utilizó para estimar la potencia de los primeros motores de vapor. Dado que hoy en día los automóviles suelen tener motores de 100 a 200 caballos de fuerza, se puede ver cuánto han aumentado los motores alimentados con combustibles fósiles la capacidad de los seres humanos para realizar su trabajo. Si queremos saber la energía total utilizada, multiplicamos una medida de potencia (por ejemplo, 100 vatios) por el tiempo de uso (digamos 10 horas) para obtener el uso total de energía, en este caso 1000 vatios-hora o 1 kilovatio-hora).
El uso de diferentes términos para describir la energía (por ejemplo, calorías, kcal, BTU, vatio, joule, térmico) puede parecer muy confuso, pero todos ellos miden una cosa: la cantidad o tasa de calor producida cuando toda la energía se ha convertido en calor.
Calidad de la energía
Cuando se considera la energía como un recurso de manera general, hay varias cosas críticas en las que pensar.Entre las Líneas En primer lugar, está la cantidad de ella, cuánto hay a disposición de la especie o la sociedad humana que la utiliza. Por ejemplo, hay varias veces más carbón en el mundo comparado con el petróleo.Entre las Líneas En segundo lugar está la calidad de esa energía: es decir, la forma en que está, lo que tiene mucho que decir sobre la utilidad de esa energía. El ejemplo más obvio es la comida. La energía del maíz tiene una utilidad obvia para nosotros como alimento, mientras que la energía de la madera o el carbón no. Hay muchos otros aspectos de la calidad. El maíz, una hierba, es un cultivo muy productivo, por lo que donde la tierra está abarrotada la gente a menudo no come nada más que maíz (u otras hierbas como el trigo o el arroz) porque da la mayor producción de alimentos por hectárea.Si, Pero: Pero el maíz carece de un factor crítico absolutamente necesario para los humanos: el aminoácido lisina. Si el maíz se alimenta a una vaca, entonces los enlaces de energía en el maíz se transferirán a los enlaces de energía en la carne de la vaca. Esta proteína animal tiene un complemento completo de aminoácidos y por lo tanto es un alimento de mayor calidad, al menos desde esa perspectiva. Muchos seres humanos relativamente pobres en América Latina (y en otros lugares) comen principalmente arroz y frijoles. Esta es en realidad una dieta muy buena porque el arroz y los frijoles son baratos y se complementan entre sí: el aminoácido lisina falta en el arroz pero se encuentra abundantemente en los frijoles, mientras que el arroz es básicamente carbohidratos, una buena fuente de energía, y los frijoles son ricos en proteínas.
Una Conclusión
Por lo tanto, el arroz y los frijoles proporcionan una excelente dieta para los seres humanos, aunque todavía le falta un ingrediente crítico: la vitamina C. Afortunadamente, la vitamina C es abundante en los chiles, que a menudo se utiliza como condimento por las personas que tienen una dieta de arroz y frijoles.
Una Conclusión
Por lo tanto, la selección cultural parece estar a menudo asociada con las necesidades dietéticas reales, lo que asegura que la energía que alimenta a los humanos tenga la calidad requerida.
A menudo decimos que la energía de los frijoles ricos en proteínas, o de un pollo que se alimenta de arroz, es de mayor calidad que el arroz porque la comida animal contiene más proteínas, un tipo de alimento absolutamente necesario para los humanos y la mayoría de los animales que es insuficiente en muchos alimentos vegetales. Muchos dirían que también sabe mejor.
Una Conclusión
Por lo tanto, las personas pueden alimentar a un animal con arroz u otros granos para obtener una menor cantidad de pollo de mayor calidad. De la misma manera, el carbón o el petróleo pueden quemarse para generar una menor cantidad (medida por la capacidad de calentamiento) de electricidad.Si, Pero: Pero esta electricidad es de mayor calidad porque puede utilizarse para hacer cosas como encender una bombilla o hacer funcionar un ordenador que no se pueden hacer con el petróleo o el carbón. Estamos dispuestos a tomar aproximadamente tres unidades de calor de carbón o petróleo y convertirlas en una unidad de calor de electricidad porque nos es más útil, es decir, puede hacer más trabajo y por lo tanto es más económica, en esa forma. Decimos que la calidad de la electricidad es mayor, y se ha derivado un término especial, llamado emergía, para representar la calidad de la energía de manera integral [2].
Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características y el futuro de esta cuestión):
Un aspecto relacionado con la energía es su capacidad para hacer el trabajo definido por los físicos de una manera muy cuidadosa y específica. El término que se utiliza aquí es exergía, que es el componente de la energía que realmente puede hacer el trabajo, en contraposición a ser transferida en calor debido a los requisitos mínimos de la segunda ley para que algunos se conviertan en calor.Entre las Líneas En el análisis formal de la segunda ley y en la termodinámica técnica en la física y cierta ingeniería, los términos exergía y entalpía se utilizan para medir la calidad.
Hay un tercer componente de la energía, también relacionado con su calidad, que se refiere a la energía necesaria para obtener ese combustible. Normalmente medimos esta propiedad como rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) energético de la inversión. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). A menudo oímos afirmaciones muy alentadoras sobre las tremendas cantidades de energía que están a nuestro alrededor esperando a que las explotemos.Si, Pero: Pero hay una trampa. La energía tiene que ser de una calidad lo suficientemente alta como para que valga la pena explotarla, y los combustibles reales deben tener un rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) de la inversión en energía muy alta. Por ejemplo, normalmente solo podemos obtener un tercio de la energía de un yacimiento petrolífero simplemente porque el petróleo restante se adhiere fuertemente al sustrato. Si realmente quisiéramos ese petróleo, podríamos conseguirlo… podríamos cavar un agujero de 2 millas de profundidad y sacarlo de la tierra y calentarlo en una olla gigante.Si, Pero: Pero obviamente eso requeriría mucha más energía de la que se obtendría del petróleo. De hecho, usamos vapor, químicos a presión y bombeo, y hasta cierto punto funciona.Si, Pero: Pero en algún momento, sacar más del petróleo restante simplemente cuesta demasiado dinero para la energía necesaria, y el pozo se cierra. El carbono reducido, un combustible potencial, es extremadamente abundante en las rocas de esquisto en todo el mundo, y como tal representa, algunos dicen, una tremenda fuente de energía.Entre las Líneas En ciertas rocas muy ricas en carbono, es posible sacar petróleo o gas con un beneficio energético sustancial.
Pero para la mayoría de estas rocas, se requeriría más energía para sacar este carbono diluido de las rocas que la energía contenida en ellas, por lo que la roca no puede ser considerada un combustible. De forma similar, los océanos contienen un tremendo potencial energético en el hidrógeno que se encuentra en la molécula de agua. [rtbs name=”crisis-del-agua”] Pero ese hidrógeno no es un combustible, ya que se necesita más energía para separarlo del oxígeno con el que se combina que la que se puede recuperar quemándolo más tarde. El rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) en la inversión en energía entra en juego de manera más general cuando examinamos nuestros combustibles de uso común. Por ejemplo, el petróleo que fluyó de Spindletop probablemente tuvo un rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) en la inversión en energía de mucho más de 100:1. El rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) en la inversión en energía de toda la producción de petróleo y gas fue inicialmente baja, alrededor de 20:1, luego aumentó a alrededor de 30:1 en la década de 1950, y luego ha disminuido a alrededor de 10:1 en la actualidad. Encontrar y desarrollar un nuevo barril de petróleo hoy en día (en vez de bombear las reservas existentes) requiere quizás un barril por cada tres o cinco barriles encontrados. Con el tiempo, se han mantenido patrones similares para otros combustibles, como el carbón, aunque en el caso del carbón las cifras, aunque disminuyen, son mucho más altas. Así pues, en general, a medida que pasa el tiempo, se utilizan primero los combustibles de mayor calidad y el rendimiento (véase una definición en el diccionario y más detalles, en la plataforma general, sobre rendimientos) en la inversión en energía disminuye. Si bien es cierto que ocasionalmente se encuentran nuevos recursos petroleros de muy alta calidad, la probabilidad de que la mayoría de nuestros principales recursos se desvanezcan es muy pequeña porque, según Colin Campbell, el mundo entero ha sido explorado y recogido sísmicamente durante muchas décadas.
Del mismo modo, hemos agotado nuestros minerales de cobre de más alta ley, de modo que la ley media extraída cayó de alrededor del 4% en 1900 al 0,4% en 2000. Este cobre de menor ley requiere más energía para sacar un kilo de cobre puro, y podemos decir que su RoE ([material] retorno de la inversión en energía) está disminuyendo. Los seres humanos, generalmente no siendo tontos económicos, tienden a utilizar primero los recursos de alta calidad, de alta calidad significa más concentrados o de más fácil acceso. Este importante concepto se llama el mejor principio primero, y es muy importante cuando consideramos las posibilidades que tenemos ante nosotros. El principio también fue derivado muy claramente en la economía por David Ricardo hace dos siglos.
Datos verificados por: LI
Consideraciones Generales
Hace referencia la expresión “eficiencia energética”, en esta plataforma global, fundamentalmente a las medidas que se toman para reducir la energía que se usa para una actividad, un producto o un servicio en particular.Entre las Líneas En esta plataforma, los conceptos y temas relacionados con eficiencia energética incluyen los siguientes: Planificación económica, Normas técnicas y especificaciones, Energía eléctrica, Obras públicas, Energía hidroeléctrica, Desarrollo, Comercio e industria. Para más información sobre eficiencia energética en un contexto más anglosajón, puede verse, en inglés, Energy efficiency (eficiencia energética).
Recursos
[rtbs name=”informes-jurídicos-y-sectoriales”][rtbs name=”quieres-escribir-tu-libro”]Véase También
Energía renovable
energía
Ecología
Cogeneración
La eficiencia de la infraestructura del centro de datos
Generación distribuida
Eficiencia de la energía eléctrica en las granjas de los Estados Unidos
Vehículo eléctrico
Auditoría de energía
Medidas de conservación de la energía
Eficiencia de la conversión de energía
Aplicación de la eficiencia energética
Recuperación de energía
Resistencia energética
Almacenamiento de energía
El almacenamiento de energía como un servicio (ESaaS)
Directiva de la UE sobre la eficiencia energética 2012/27/UE
El postulado de Khazzoom-Brookes
Rendimiento por vatio
Lee Schipper
Lista de proyectos de almacenamiento de energía
Lista de las centrales eléctricas menos eficientes en cuanto al carbono
La energía de Negawatt
Millas de pasajeros por galón
Pico de petróleo
Energía renovable
Calor renovable
Energía de reserva
Departamento de Energía de los Estados Unidos Solar
El trato verde
Congreso Mundial de Ingeniería Energética
Activos de reducción de energía
John A. “Skip” Laitner
Casa pasiva
Contaminación lumínica
Conservación de la energía, Eficiencia energética, Política energética, Ecología industrial, Energía sostenible
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Qué es Energía?. La ecuación general para la combustión de un hidrocarburo es:
CnH2n+O2→H2O+CO2
Las cifras exactas necesarias para equilibrar la ecuación dependen de la forma exacta del hidrocarburo quemado, pero son para la oxidación de alimentos biológicos comunes alrededor:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+energía
La ecuación para la fotosíntesis es la misma, pero va de derecha a izquierda.