FONTS D'ENERGIA
La definició més coneguda d'energia és: " Capacitat
d'un sistema físic per a produir un treball"
El terme "capacitat" d'aquesta definició és una mica
ambigu, i, per tant, fóra millor definir el concepte energia com
allò que , en produir-se un treball, disminueix en una quantitat
igual al treball produït.
La manifestació de l'energia, malgrat ésser un fenomen
únic, es pot presentar sota diverses formes, que, pel principi de
conservació de l'energia, es poden transformar les unes en les altres.
Per tant, hom pot parlar de diferents tipus d'energia més en funció
dels seus efectes que de la seva natura. En un intent de sistematització,
l'energia pot ésser classificada en mecànica, termodinàmica,
electromagnètica i nuclear.
La utilització de l'energia com a font de treball ha estat
sempre una necessitat essencial per a l'home i un dels factors elementals
del desenvolupament econòmic i del progrés tècnic
moderns. Fins a l'inici de la revolució industrial, hom emprava
, com a fonts d'energia, la força muscular de l'home i dels animals,
l'energia hidràulica i l'energia eòlica per a la producció
de treball mecànic, i combustibles vegetals per a l'obtenció
de calor.
Avui, les fonts d'energia més emprades són els saltants,
els combustibles i la fissió nuclear, i, amb més poca importància,
l'energia solar, l'eòlica, la geotèrmica i la de les marees.
Gran Enciclopèdia Catalana
L'energia
hidràulica s'obté principalment dels corrents d'aigua dels
rius.
L'ús
de l'aigua per moure la mola d'un molí o la serra d'una serradora
han estat unes de les primeres aplicacions de l'energia hidràulica.
En les capçaleres d'alguns rius encara queden construccions que
ho recorden. De forma més recent, les indústries tèxtils
s'instal.laven vora els rius per utilitzar la seva força i moure
la maquinària.
L'explotació
de l'energia hidràulica es destinada quasi totalment a la producció
d'energia elèctrica. Exigeix unes condicions topogràfiques
i hidrogràfiques adequades i la construcció d'obres d'embassament
i maquinària de grans dimensions.
L'aigua
del riu s'emmagatzema en grans embassaments artificials que eleven a gran
alçada el nivell original del riu. L'aigua adquireix una gran energia
potencial. Aquesta aigua es deixa caure per conductes de forma que tota
l'energia potencial es transforma en cinètica. Aquesta energia cinètica
s'aprofita per moure turbines generadores d'electricitat. Aquest és
el principi de les centrals hidroelèctriques.
L'energia
hidràulica forneix, aproximadament, el 10% de l'energia elèctrica
mundial.
Aquesta
energia es produïda pels vents generats a l'atmosfera terrestre. Es
pot transformar en energia elèctrica mitjançant l'ús
de turbines eòliques que basen el seu moviment en el gir d'aspes
mogudes pel vent.
El
primer gran ús de l'energia eòlica va ser la navegació
marítima, posteriorment es van començar a desenvolupar els
molia de vent, primer a Pèrsia i després en altres parts
del món, sobre tot a Europa, per exemple a Holanda. Però
l'ús inicial dels molins va ser per bombejar aigua, moldre, serrar
i altres feines. Actualment aquests molins són peces de museu i
encara que alguns encara funcionen, el que avui veiem en alguns indrets
són torres aerogeneradores que produeixen electricitat.
L'energia
eòlica és una energia neta, però té alguns
inconvenients. L'impacte visual és un dels aspectes més negatius.
Les torres aerogeneradores són de grans dimensions i el paisatge
en resulta fortament afectat. La fauna també pot veure's afectada,
sobretot les aus que poden xocar contra les seves aspes. El soroll dels
rotors de les turbines també són prou molestes si s'hi viu
a prop.
L'ús
de l'energia eòlica està en via d'implantació progressiva
tot i les reticències de comunitats científiques i ecologistes.
És
l'energia que arriba a la Terra provinent de l'estrella més propera
al nostre planeta: El Sol. Aquesta energia inclou un ampli espectre de
radiació electromagnètica, on la llum solar és la
part visible de l'espectre.
L'energia
solar es generada per l'anomenada Fusió Nuclear que és la
font de vida de totes les estrelles de l'Univers.
L'home
pot transformar l'energia solar en energia tèrmica o elèctrica.
En el primer cas l'energia solar es aprofitada per augmentar la temperatura
d'un fluid, com per exemple l'aigua, en el segon cas l'energia lluminosa
del sol transportada pels seus fotons de llum, incideix sobre la
superfície d'un material semiconductor (Ex. el silici), produint
el moviment de cert electrons que composen l'estructura atòmica
del material. Un moviment d'electrons produeix un corrent elèctric
que es pot utilitzar com a font d'energia de components elèctrics
o electrònics com en el cas d'una calculadora solar.
Alguns dels avantatges d'utilització de l'energia solar :
Las radiacions solars son gratuïtes e inesgotables
Els pannells, a penes requereixen manteniment
Evita les emissions de CO2 i d'altres gasos contaminants
No genera residus de difícil tractament
És completament segura per a les persones, animals o béns
Solució immillorable per a zones aïllades
No requereix grans inversions centralitzades
Alguns inconvenients:
Estètics. Cal col·locar pannells solars i cal cercar una
correcta integració en els edificis
Financers. Tot i no requerir grans inversions, si que cal fer una despesa
inicial prou important per a particulars.
Actualment no aporta garantia de potència suficient per a abastar
el mercat en substitució d'altres energies convencionals
És
l'energia obtinguda de les marees i de les ones del mar. El moviment de
les marees és generat per la interacció gravitatòria
entre la Terra i la Lluna. Aquest moviment s'utilitza per traspassar energia
cinètica a generadors d'electricitat. L'energia s'obté
a les centrals mareomotrius que aprofiten el desnivell produït per
les marees semblant a una central hidroelèctrica, però amb
la diferència que el salt és de poca altura i gran cabal.
El
principal inconvenient per l'obtenció d'aquest tipus d'energia és
l'elevat cost i l'establiment d'un lloc idoni geogràficament per
acumular grans masses d'aigua en recintes naturals.
L'única
central d'aquest tipus existent, d'una certa importància, és
la de La Rance, a Bretanya.
Per
sort els usos més estesos de l'energia nuclear són els civils,
tant per a la producció d'electricitat que utilitzem a les llars
i a la indústria, com per als usos mèdics i d'investigació.
Des
dels Raigs X fins les darreres aplicacions, l'energia nuclear, a part de
la polèmica que crea el seu ús, ens proporciona entre d'altres:
-Producció
d'electricitat en les centrals nuclears. Aquest procés es genera
mitjançant la fissió nuclear (divisió de nuclis atòmics
pesats). En el procés de fissió s'allibera una gran quantitat
d'energia, degut a que en la reacció nuclear la massa de les partícules
involucrades en el procés es transforma directament en energia.
El calor generat s'utilitza per escalfar aigua que a la vegada es transforma
en vapor. Aquest vapor pot moure unes turbines connectades a generadors
elèctrics que produeixen l'electricitat. En les centrals nuclears
es controla la reacció de fissió per a que el reactor no
faci explosió, mitjançant elements de control, com poden
ser barres de bor, grafit, que absorbeixen part dels neutrons alliberats
en la fissió.
No
obstant i malauradament aquesta energia és altament perillosa. Una
de les primeres aplicacions va ser en ús militar a Hiroshima i Nagasaki.
Tampoc no podem oblidar el desastre de Chernobil. De tant en tant també
hi ha fugues, moltes d'elles no són donades a conèixer per
evitar alarma a la població.
-Investigació
tecnològica en la vessant termonuclear. Investigació de l'estructura
de la matèria i estudi del procés de fusió nuclear,
molt més energètica.
Se sap que la temperatura
de les roques augmenta un grau per cada 35 m quan es baixa de la superfície.
De totes formes això no és uniforme ja que en alguns punts
l'aigua pot arribar a 100º, però no bull degut a la pressió.
Aquest efecte es produeix principalment en llocs on l'impacte d'un meteorit
ha fragmentat la roca, i l'ha fet porosa, la qual cosa permet el pas de
l'aigua a una gran profunditat on es troben les altes temperatures.
En països com Suècia,
on es produeix aquest fenomen, es preveu l'ús de l'aigua subterrània
per a calefacció de les vivendes.
Aquesta energia continguda
a l'interior de la Terra en forma de gasos es manifesta, en sortir a la
superfície, formant fumaroles, essent expulsada en forma de vapor
i aigua bullint com en el cas dels geysers o simplement en forma d'aigua
calenta a les fonts termals.
En el cas del vulcanisme
extingit o quasi extingit, les restes pregones, encara a prou temperatura,
permeten escalfar les aigües subterrànies i aquestes arriben
a temperatures que poden oscil·lar entre els 30º i 150º.
Per aprofitar aquestes temperatures
s'utilitzen sistemes de tecnologia similar a les utilitzades en l'energia
solar aplicades a turbines; escalfament d'un líquid i amb aquesta
energia fer moure les pales d'un generador elèctric.
Els sistemes geotèrmics
són considerats els més pràctics, tant pel rendiment
com pel manteniment. La característica avantatjosa d'aquesta font
es refereix a la pròpia energia calorífica sempre present
i que sol ser constant en el temps, amb poques variacions.
L'energia
de la biomassa és aquella que s'obté de la vegetació,
dels cultius aquàtics, residus forestals i agrícoles, urbans,
residus d'animals, etc. Genèricament les fonts de biomassa es poden
classificar en primàries (recursos forestals) i secundàries
(serradures, residus de fulles d'arbres, residus agrícoles, palla,
residus urbans...)
La
forma d'aprofitar la biomassa com a energètic pot ésser a
través de la combustió directa, cremant per exemple la llenya
o bé convertint la biomassa en diferents hidrocarburs a través
de diferents processos.
Els
residus agrícoles i els excrements dels ramats constitueixen fonts
importants de bioenergia.
S'ha
discutit la conveniència de fer cultius o plantacions amb finalitats
energètiques, no tan sols per la pròpia rendibilitat, sinó
perquè puguin entrar en competència amb la producció
d'aliments o altres productes necessaris (fusta, per exemple).