Energía y Circuitos

Necesidad de la Energía

En tecnología y economía, una fuente de energía es un recurso natural, así como la tecnología asociada para explotarla y hacer un uso industrial y económico del mismo. La energía en sí misma nunca es un bien para el consumo final sino un bien intermedio para satisfacer otras necesidades en la producción de bienes y servicios. Al ser un bien escaso, la energía es fuente de conflictos para el control de los recursos energéticos.

Durante el siglo XX la energía se usa en forma de combustibles químicos o en forma de electricidad. Esta segunda forma permite un transporte barato hasta los puntos de consumo. Sin embargo, la energía eléctrica usada actualmente es siempre una forma secundaria de energía, obtenida a partir de alguna otra forma primaria de energía o tecnología energética.

La disponibilidad de la energía es un factor fundamental para el desarrollo y el crecimiento económico. La aparición de una crisis energética desemboca irremediablemente en una crisis económica. La utilización eficaz de la energía, así como el uso responsable, son esenciales para la sostenibilidad.

El mundo moderno aumenta constantemente el consumo de todas las formas de energía. Siendo clara la premisa: cuanta más energía se usa, más se consumen los recursos naturales. Por lo que, cada vez se necesita más energía para obtenerlo y esto va acompañado de destrucción, contaminación, desorganización, agotamiento de los ecosistemas. Es un proceso de avalancha.

En la figura 1 se muestran las diferentes fuentes de energía utilizadas en el mundo, las reservas de materiales que producen energías no renovables, la evolución energética desde 1985 y una distribución mundial del consumo de energía per cápita.

Figura 1: Panel explicativo sobre las fuentes y el consumo global de energía.

Efecto Invernadero, una de las causas del Cambio climático

El cambio climático está sucediendo y los humanos contribuimos diariamente a incrementarlo. En los 100 años últimos la temperatura media global del planeta ha aumentado 0,7 °C, siendo desde 1975 el incremento de temperatura por década de unos 0,15 °C . En lo que resta de siglo, según el IPCC, la temperatura media mundial aumentará en 2-3°C . Este aumento de temperatura supondrá para el planeta el mayor cambio climático en los últimos 10.000 años y será difícil para las personas y los ecosistemas adaptarse a este cambio brusco, según el artículo «Key climate change facts» del servicio nacional climático de UK (Consultado el 13/9/2009).

Se denomina efecto invernadero al fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de una atmósfera planetaria, retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado por la radiación solar. Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmósfera. De acuerdo con la mayoría de la comunidad científica, el efecto invernadero se está viendo acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano, debida a la actividad humana. Estos gases se les denomina con la sigla GEI (gases de Efecto Invernadero)

Este fenómeno evita que la energía solar recibida constantemente por la Tierra vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala planetaria un efecto similar al observado en un invernadero.

En los 400.000 años anteriores, según conocemos por los registros de núcleos de hielo, los cambios de temperatura se produjeron principalmente por cambios de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. En el tiempo actual, los cambios de temperatura se están originando por los cambios en el dióxido de carbono de la atmósfera. En los últimos 100 años, las concentraciones atmosféricas de CO2 han aumentado en un 30% debido a la combustión antropogénica de los combustibles fósiles. El aumento constante del CO2 atmosférico ha sido el responsable de la mayor parte del calentamiento. Este calentamiento no puede ser explicado por causas naturales: las mediciones de los satélites no muestran variaciones de entidad en la energía procedente del Sol en los últimos 30 años; las tres grandes erupciones volcánicas producidas en 1963, 1982 y 1991 han generado aerosoles que reflejaban la energía solar, lo cual produjo cortos periodos de enfriamiento según el artículo antes citado.

El calentamiento atmosférico actual es inevitable, estando producido por las emisiones de gases invernadero pasadas y actuales. 150 años de industrialización y de emisiones han modificado el clima y continuará repercutiendo en el mismo durante varios cientos de años, aun en la hipótesis de que se redujeran las emisiones de gases de efecto invernadero y se estabilizara su concentración en la atmósfera, según el informe de la Secretaría de la Convención sobre el cambio climático: «El efecto invernadero y el ciclo del carbono». El IPCC en su informe de 2007 manifiesta: Hay un alto nivel de coincidencia y abundante evidencia respecto a que con las políticas actuales de mitigación de los efectos del cambio climático y con las prácticas de desarrollo sostenible que aquellas conllevan, las emisiones mundiales de GEI seguirán aumentando en los próximos decenios. Una de las estimaciones de futuro de la Agencia Internacional de la Energía en un informe de 2009 pasa de 4 t de emisión de CO2 por persona en 1990, a 4,5 t en 2020 y a 4,9 t en 2030. Esto significaría que el CO2 emitido y acumulado desde 1890, pasaría de 778 Gt en 1990, a 1.608 Gt en 2.020 y a 1.984 Gt en 2.030, según la Agencia Internacional de la Energía.

Las consecuencias del cambio climático provocado por las emisiones de GEI se estudian en modelos de proyecciones realizados por varios institutos meteorológicos. Algunas de las consecuencias recopiladas por el IPCC en su informe de 2007 son las siguientes:

  1. En los próximos veinte años las proyecciones señalan un calentamiento de 0,2 °C por decenio.
  2. Las proyecciones muestran la contracción de la superficie de hielos y de nieve. En algunas proyecciones los hielos de la región ártica prácticamente desaparecerán a finales del presente siglo. Esta contracción del manto de hielo producirá un aumento del nivel del mar de hasta 4–6 m.
  3. Habrá impactos en los ecosistemas de tundra, bosques boreales y regiones montañosas por su sensibilidad al incremento de temperatura; en los ecosistemas de tipo Mediterráneo por la disminución de lluvias; en aquellos bosques pluviales tropicales donde se reduzca la precipitación; en los ecositemas costeros como manglares y marismas por diversos factores.
  4. Disminuirán los recursos hídricos de regiones secas de latitudes medias y en los trópicos secos debido a las menores precipitaciones de lluvia y la disminución de la evapotranspiración, y también en áreas surtidas por la nieve y el deshielo.
  5. Se verá afectada la agricultura en latitudes medias, debido a la disminución de agua.
  6. La emisión de carbono antropógeno desde 1750 está acidificando el océano, cuyo pH ha disminuido 0,1. Las proyecciones estiman una reducción del pH del océano entre 0,14 y 0,35 en este siglo. Esta acidificación progresiva de los océanos tendrá efectos negativos sobre los organismos marinos que producen caparazón.

Para Sir John Theodore Houghton, fundador del Centro Hadley y copresidente del grupo de evaluación científica del IPCC (cuando recibió el premio “Nobel de la paz”) en sus primeros tres informes, está admitido que se producirá un daño generalizado por el aumento del nivel del mar y olas de calor, por inundaciones y sequías más frecuentes e intensas. El cambio climático antropogénico afectará seriamente a las próximas generaciones y a los ecosistemas mundiales. Su incidencia podría limitarse significativamente si se emprendiera una acción conjunta mundial de reducción de emisiones. Sería aconsejable mantener el incremento de la temperatura global solo en 2°C por encima de la temperatura del periodo preindustrial, para ello la concentración de CO2 no debería superar las 450 ppm (hoy sobre 390 ppm). Esto implica que en 2050 las emisiones mundiales de CO2 deben reducirse al 50% del nivel de 1990 (actualmente están 15% por encima de ese nivel). En las dos próximas décadas también debería interrumpirse la deforestación tropical, responsable del 20% de las emisiones de gases de tipo invernadero.

Para Nicholas Stern, ex jefe del Servicio Económico del Gobierno del Reino Unido y ex economista jefe del Banco Mundial, para no superar 450 ppm de concentración atmosférica de CO2, se requerirá una reducción de las emisiones mundiales anuales de unas 50 gigatoneladas de CO2 equivalente en la actualidad a 35 gigatoneladas en 2030 y a 20 gigatoneladas en 2050. Para comprender el nivel del esfuerzo que se requiere, en la actualidad, las emisiones anuales por habitante son 12 toneladas en la Unión Europea, 23 toneladas en los Estados Unidos, 6 toneladas en China y 1,7 toneladas en la India. En 2050 la población mundial se estima será de 9.000 millones, y las emisiones anuales por habitante se deberían reducir a dos toneladas de CO2 equivalente de media, para que el total anual mundial sea de 20 gigatoneladas. Aunque la industrialización de los países desarrollados desde el siglo XIX es la causante de los niveles actuales de GEI, son los países en desarrollo los más vulnerables a las consecuencias del cambio climático. Los países ricos deben apoyar financieramente a los países en desarrollo para que ejecuten planes de crecimiento económico con poco carbono y frenar la deforestación en sus países. Según los últimos cálculos el mundo en desarrollo para ajustarse al cambio climático precisa de los países ricos anualmente 100.000 millones de dólares para la adaptación y otros 100.000 millones para la mitigación de aquí al 2020.

Fatih Birol, economista jefe de la Agencia Internacional de Energía, señala la importancia de los países emergentes, pues con las políticas actuales, las estimaciones de la Agencia Internacional de Energía proyectan un crecimiento anual de la demanda de energía primaria global del 1,6% mundial hasta 2030, de 11.730 millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep) a 17.010 Mtep (un incremento del 45% en apenas 20 años). China e India requerirán la mitad de este incremento, y los países no miembros de la OCDE en conjunto supondrán el 87% del incremento del CO2, pasando su demanda total de energía mundial del 51% en la actualidad a suponer el 62% del total en 2030. También para él, es imprescindible una importante transformaciónen del sector energético. Hasta ahora la larga vida útil de gran parte de sus infraestructuras causa una lenta sustitución de sus equipos, lo que motiva que el empleo de tecnologías eficientes se demore. Los sectores público y privado deben aceptar la necesidad de inversiones adicionales y el retiro temprano de instalaciones inadecuadas, para acelerar el proceso y reducir las emisiones, especialmente en centrales de energía y en equipos. Los gobiernos deben dirigir esta transformación y orientar el consumo mediante medidas claras de tarificación, incluida la tarificación por emisiones de carbono. La energía renovable desempeñará un papel importante. Se calcula que la generación global de electricidad basada en energías renovables se duplicará entre 2006 y 2030.

Para asentar las ideas es recomendable que revises tanto la infografía como el video.

Infografía
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Video

Actividades

1.- Realiza un breve trabajo de redacción (200 palabras máximo) sobre el efecto invernadero, donde expongas las causas, pros, contras, …

2.- Realiza un trabajo de investigación sobre la lluvia ácida y su impacto. Si te es posible, formula las reacciones químicas de los procesos que los originan.

El trabajo debe ser realizado en google docs, compartido con la cuenta del profesor. Para finalizar sube la URL asegurándote de que el enlace funcione.

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