Historia de la Energía

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Energía y civilización

La visión moderna del mundo se construye en torno al concepto central de energía. La energía es una noción concordante que abarca no sólo las ciencias físicas y medioambientales, sino también las disciplinas socioeconómicas. Los físicos definen la energía como la capacidad de realizar trabajo medida por la capacidad de realizar trabajo (energía potencial) o la conversión de esta capacidad en movimiento (energía cinética). Por otro lado, en el concepto económico moderno, la energía se considera como combustible, una sustancia utilizada como fuente de energía. La energía tiene valor si es fácilmente convertible en trabajo útil, y la mayor parte de la energía convertible del mundo procede de los combustibles fósiles. Por eso el combustible es el factor más dominante, aparte de la alimentación, que afecta a la civilización humana.

A diferencia de todas las demás especies animales, los seres humanos obtienen su energía tanto de los alimentos como del combustible. En una fase muy temprana de la civilización, los seres humanos utilizaban herramientas y armas para aplicar eficazmente su fuerza somática, pero éstas no eran las fuentes de energía. El acceso inaugural a una fuente de energía fue posible cuando aprendieron a controlar el fuego. Más tarde, el hombre intentó controlar la energía del agua y del viento. Sin embargo, el descubrimiento epocal de los combustibles fósiles trajo consigo el mayor impacto en todos los sectores de la civilización humana, desde la agricultura a la industria, desde la economía a la política, y lo que es más importante, en el medio ambiente. Las grandes eras de la civilización se caracterizan en función de la nueva fuente o forma de energía utilizada o introducida en esa era, por ejemplo, la era de los combustibles fósiles, la era post combustibles fósiles, la era nuclear, la era de las energías renovables, etc. Las revoluciones industriales históricas fueron esencialmente revoluciones energéticas.

La primera revolución industrial (1760-1840) vio el advenimiento de la mecanización que condujo a la formación de una nueva estructura económica. Las máquinas de vapor propulsadas por carbón provocaron revoluciones en el sistema de producción y en la red de comunicaciones; los telares manuales fueron sustituidos por telares mecánicos, el ferrocarril y los barcos de vapor acercaron la lejanía.

Con la aparición de una nueva fuente de energía, es decir, la electricidad, el gas y el petróleo, la segunda revolución industrial se instigó a finales del siglo XIX (1870) y se prolongó hasta la Primera Guerra Mundial. Se trató esencialmente de una revolución tecnológica y tuvo como connotación la electrificación de los sistemas de fabricación que hicieron posible la cadena de montaje y la producción en masa.

La tercera revolución industrial comenzó (1969) con el inicio de la generación de energía nuclear. El prodigioso desarrollo de la electrónica, las telecomunicaciones y la tecnología informática, especialmente los controladores lógicos programables y los robots, condujo a la automatización del sistema de producción. La primera revolución industrial mecanizó el sistema de producción mediante el uso de la energía de vapor, la energía eléctrica facilitó la producción en masa en la segunda revolución industrial, y la automatización industrial se hizo realidad en la tercera revolución industrial gracias a la electrónica y la informática. La cuarta revolución industrial se basa en la tercera e integra los procesos de producción con recursos energéticos alternativos como el viento, el sol y la energía geotérmica.

Hoy en día, la energía está directamente relacionada con las cuestiones económicas y sociales más críticas que afectan al desarrollo sostenible, como el suministro de agua, el saneamiento, la movilidad, la producción de alimentos, la calidad medioambiental, la educación, la seguridad en la creación de empleo e incluso la paz en el contexto global. Hoy en día, la energía se ha convertido en la moneda universal. Mientras que la energía extra de la que disponen los países del primer mundo amplía su poder y su control, el acceso a las fuentes de energía se está limitando a los países subdesarrollados. La disparidad económica global entre las naciones se percibe predominantemente por su respectivo control sobre las fuentes de energía y combustible. Se calcula que unos 1.200 millones de personas no disponen de red eléctrica y que más de 2.000 millones de personas en todo el mundo están privadas del mero acceso a los recursos energéticos modernos.

La competencia se ha vuelto tan hostil que dio lugar a una serie de “guerras del petróleo”, incluidas dos guerras del golfo en la región de Oriente Próximo. Esto planteó la cuestión de cómo garantizar una difusión más equitativa de la energía y si es posible alcanzar el control en la demanda de energía. Como la primera cláusula está relacionada con el complejo orden político-económico mundial, los investigadores han hecho hincapié en la segunda, es decir, en abatir la demanda de energía y al mismo tiempo garantizar un uso eficaz de la energía disponible haciendo hincapié en una inflicción cada vez mayor de las tecnologías de energías renovables.

Revisor de hechos: OR

Historia de nuestra comprensión de la energía

Hace doscientos años, nadie entendía la energía como un concepto, aunque ciertamente entendían muchas consecuencias prácticas como las plantas que necesitaban la luz del sol para crecer y la necesidad de la madera para hacer muchas cosas económicas como cocinar y hacer metales o cemento. Cualquier concepto de energía estaba atado en la confusión, a menudo mística, sobre los resultados reales del uso de la energía, porque la energía no se puede ver ni sentir y solo se pueden observar sus efectos. Se pensaba en el fuego como una sustancia básica (como en la tierra, el aire, el fuego y el agua) en lugar de como la energía liberada por la destrucción de los enlaces químicos generados anteriormente por la fotosíntesis y la formación de nuevos enlaces con el oxígeno. ¿Cómo podría la gente entonces entender la energía si no tenía ningún concepto de los enlaces químicos, el oxígeno o las transformaciones químicas? ¿Cómo podrían entender que el crecimiento de las plantas, el trabajo de un caballo, la erosión del agua, el calor generado por el fuego y sus propios esfuerzos tenían algo en común que los unía a todos? Para ellos eran entidades independientes. El fracaso de la gente educada para entender la energía de manera integral como los principios de la economía se estaban desarrollando fue probablemente la principal razón por la que la economía se desarrolló como una ciencia social, en lugar de más poderosamente como una ciencia biofísica.

Como en la mayoría de las demás cosas de su vida que no entendían, los antiguos atribuían la energía, o al menos algunos aspectos de ella, a uno o varios dioses: el sol, por supuesto, era adorado por muchas culturas que entendían claramente su importancia para su alimento y su calor, pero había muchos otros dioses de la energía o entidades especiales relacionadas con la energía: Prometeo, Hefesto, Pelé, Vesta, Hestia, Brígida, Agni y Vulcano, por nombrar algunos. Estas personas no tenían forma de ver que había conceptos comunes que vinculaban el sol y el fuego resultante de la quema de madera, ni podían entender que tantos otros procesos que también atribuían a diferentes dioses (el viento, la lluvia, la agricultura, la existencia de criaturas salvajes, etc.) también estaban conectados con el sol. El conocimiento que un agudo alumno de sexto grado tiene hoy en día sobre la energía y la ciencia en general estaría mucho más allá de lo que la persona más erudita entendería hace 400 o incluso 200 años. Hemos aprendido una cantidad asombrosa sobre cómo funciona realmente el mundo a través de la ciencia.

Puntualización

Sin embargo, incluso hoy en día, no podemos medir la energía directamente, sino solo sus efectos! Pero hemos mejorado mucho en eso y en comprender cómo se relaciona todo esto.

Durante 200 años, desde aproximadamente 1650 hasta 1850, una serie de notables descubrimientos y experimentos, en su mayoría de científicos franceses, escoceses e ingleses, nos permitieron comprender de manera exhaustiva los fundamentos de la energía. El primero y más importante de ellos fueron los notables descubrimientos de Isaac Newton. Newton descubrió las tres leyes del movimiento, y en los más de 350 años transcurridos desde entonces no se ha descubierto ninguna cuarta ley! También derivó la ley de la gravitación universal y escribió libros de importancia crítica sobre óptica.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Puntualización

Sin embargo, por su propia admisión (véase qué es, su definición, o concepto jurídico), no entendía la economía, y perdió la mayor parte de su dinero en un plan de inversión mal aconsejado. Dijo “Puedo calcular el movimiento de los cuerpos celestes, pero no la locura de la multitud”.

Las leyes del movimiento de Newton

La primera ley dice que un cuerpo en movimiento (y esto incluye el no movimiento, es decir, el descanso) tiende a permanecer en ese estado a menos que sea accionado por una fuerza externa. Esto es completamente contrario a la intuición, ya que la mayoría de las cosas en movimiento se detienen.Si, Pero: Pero Newton se dio cuenta de que era una fuerza externa, la fricción, la que causaba que se detuvieran, y si no había fricción continuarían en su camino indefinidamente. La primera ley explica muchas cosas que experimentamos: el impulso de un automóvil cuando ponemos el embrague, la trayectoria de una pelota de béisbol (aunque tenemos que incluir la gravedad), e incluso la fuerza centrífuga.

La segunda ley dice que la aceleración de un objeto, digamos una pelota de béisbol que está siendo golpeada, es igual a la fuerza aplicada al objeto dividida por la masa del mismo.

El equivalente mecánico del calor

Muchos de los primeros científicos e ingenieros, al ver y comprender la tremenda fuerza que se hacía posible cuando el agua se calentaba para formar vapor, se interesaron en la construcción de motores para hacer trabajos mecánicos. Thomas Savery construyó la primera máquina de calor ya en 1697. Aunque su motor y otros motores primitivos eran toscos e ineficientes, podían hacer mucho trabajo, y atrajeron la atención de los principales científicos de la época. La termodinámica clásica tal como la conocemos ahora evolucionó a principios del siglo XIX con la preocupación por los estados y propiedades de la materia cotidiana, incluyendo la energía, el trabajo y el calor. Sadi Carnot, el “padre de la termodinámica”, publicó en 1824 el artículo que marcó el comienzo de la termodinámica como ciencia moderna. Su título era “Reflexiones sobre la fuerza motriz del fuego, un discurso sobre el calor, la potencia y la eficiencia de los motores”, que esbozaba las relaciones energéticas básicas entre el motor de Carnot, el ciclo de Carnot y la fuerza motriz. Este pequeño volumen daba por primera vez las relaciones básicas entre la energía de entrada y la necesaria transformación de una parte de ella en calor a medida que se trabajaba. También derivó un medio para calcular la máxima eficiencia que una máquina podía obtener como una relación entre la temperatura de la energía de entrada y la temperatura del sumidero ambiental a la que se agotaba el calor final.

Datos verificados por: LI

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