El futuro de la energía. ¿Una vuelta a los orígenes?

Dos alumnos del colegio La Asunción de Ponferrada realizaron este trabajo para el III Congreso Jóvenes Expertos organizado por la Fundación Ciudad de la Energía (Ciuden), la Universidad de León y el Centro Asociado de la Uned en la capital berciana que obtuvo el premio como ponencia con el enfoque más innovador

Pablo López Yebra/ Sergio Pérez de castro
09/10/2022
 Actualizado a 09/10/2022
Los alumnos ganadores presentado su ponencia ante el Congreso.
Los alumnos ganadores presentado su ponencia ante el Congreso.
Esta sección temporal pretende poner sobre el papel los trabajos con los que los  32 alumnos de Bachillerato, Secundaria y Ciclos formativos   quisieron aportar algo dentro de un espacio energético cambiante para abundar en nuevas ideas energéticas. Lo hicieron en un foro especial, el III Congreso de Jóvenes expertos que este año se centró en los Objetivos de Desarrollo sostenible, una idea que parte de la Fundación Ciudad de la Energía y que aunó interesantes reflexiones del CCB La Asunción, del Colegio Diocesano San Ignacio, del IES Puente de Domingo Flórez, del IES Martaguisela de O Barco de Valdeorras y del CPR Plurilingüe María Auxiliadora – Salesianos de Ourense. Así lo contaron y así han querido reproducirlo.

En la Tierra hay suficiente para satisfacer las necesidades de todos, pero no tanto como para satisfacer la avaricia de algunos». Mahatma Gandhi. Se habla mucho del colapso: del colapso económico, social, energético…pero qué pasará con la cultura, con la información de la actual civilización.

Muchos aceptamos, a la vista de los datos, que la era del petróleo se acaba, y que pronto habrá una reorganización a nivel mundial de todas las civilizaciones y formas productivas, pero algunos piensan que de alguna mágica manera podremos tener ordenadores, internet y blogs donde hablar de la transición o donde ver películas después de un duro día de trabajo.

Un ordenador o un móvil son prácticamente los objetos que más tecnología punta tienen de entre todos los objetos que un humano de nuestra era puede comprar con su trabajo. Tiene procesadores, memorias, antenas, baterías y solo tiene sentido con internet funcionando para ellos. Esto no implica precisamente poca energía: casi diría que hace falta extraer materia y energía de todos los rincones del planeta para fabricar un solo móvil u ordenador. Un procesador a día de hoy tiene un proceso de fabricación tan complejo que necesita de países enteros y sociedades hipercomplejas para poder fabricarse.

Mantener estos sistemas de fabricación tecnológica una vez que ya no dispongamos del petróleo será complicado. Solo una sociedad hipertecnificada, con ingentes cantidades de energía en formas diversas, puede acabar fabricando el objeto que más necesita la actual sociedad de la información.Los nativos digitales tendrán que hacer la transición a simples mortales analógicos. Vivirán una decadencia donde al principio los ricos podrán seguir teniendo tecnología potente, luego solo las empresas y al final solo los gobiernos. Exactamente el mismo camino que ya hemos recorrido en los últimos 50 años, solo que al revés.

En el universo no puede existir creación ni desaparición de la energía ya que, según el principio de conservación de la energía, la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. En nuestro planeta casi toda la energía proviene del sol en forma de radiación electromagnética.

La palabra energía proviene de la antigua Grecia. La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Por lo que la energía es la capacidad que hace funcionar a los cuerpos.

Celdas/células de combustible

Una celda de combustible que es un motor electroquímico que convierte la energía química de un combustible directamente en electricidad. Casi siempre el combustible es hidrógeno o una mezcla de gas rico en hidrógeno, la reacción de la celda de combustible es: Hidrógeno+Óxígeno (del aire) es igual a electricidad +agua+calor.
Una celda de combustible es un dispositivo que genera electricidad mediante una reacción química. Cada celda de combustible tiene dos electrodos, uno positivo y otro negativo, llamados, respectivamente ánodo y cátodo. Las reacciones que producen electricidad tienen lugar en los electrodos.

Electricidad a partir del vacío

Lo consiguieron al recrear la fuerza cósmica de los electrones de las estrellas de neutrones en el grafeno.
Se supone que un vacío es un espacio sin materia ni partículas, sin embargo, el ganador del premio novel Julian Schwinger predijo hace 70 años que los campos eléctricos o magnéticos intensos pueden romperlo y crear espontáneamente partículas elementales

El equipo de físicos, liderados por el nobel y especialista en grafeno, Andre Geim, utilizaron esta sustancia para crear dispositivos que permitieron a los investigadores lograr campos eléctricos excepcionalmente fuertes en una configuración sencilla. Los científicos notaron otro desarrollo inusual sin analogías con la física de partículas y la astrofísica. Llenaron su vacío simulado con electrones y los aceleraron a la velocidad máxima permitida por el vacío del grafeno. En este punto, ocurrió algo aparentemente imposible: los electrones se volvieron superluminosos, proporcionando una corriente eléctrica superior a la permitida por las reglas generales de la física cuántica de la materia condensada.

Plantas Cíborg

Un equipo de investigadores ha desarrollado plantas biohíbridas con un sistema de raíces electrónicas. El nuevo dispositivo podría usarse para almacenar energía o como sensores electrónicos. La investigación ha demostrado además que es posible integrar circuitos y dispositivos electrónicos sin dañar la estructura de las plantas, las cuales se adaptan sin problemas a su nuevo estado.

Sabemos que las plantas son unos organismos extraordinarios. Para empezar, son capaces de producir materia orgánica a partir de materia inorgánica, una función vital para la existencia de la vida tal y como la conocemos. Además, pueden convertir el dióxido de carbono en energía química, producen celulosa, el polímero más abundante del planeta, y se autorreparan a través de la regeneración de tejidos. Todo ello las convierte en unas candidatas perfectas para el desarrollo de sistemas tecnológicos biohídridos, aquellos que mezclan tecnología con organismos vivos.

«Necesitamos nuevas fuentes de energía eléctrica,« dice John Mankins, director de Estudios de Conceptos Avanzados en la Oficina Principal de Vuelo Espacial de NASA, «y hemos estado estudiando varios conceptos sobre energía solar espacial. En los quince años pasados se han hecho grandes avances en muchas tecnologías pertenecientes a este campo.

La participación de NASA en energía solar espacial o SSP en inglés, se inició poco después del embargo petrolero de los años 70, cuando la agencia espacial (trabajando bajo la dirección del Ministerio de Energía de los Estados Unidos) empezó los estudios sobre fuentes alternativas de energía que resultasen en menor dependencia del petróleo extranjero.

Según un artículo en la Revista del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI) de abril del año 2000, paneles fotovoltáicos en órbita geoestacionaria en la Tierra (a una altitud de 22,300 millas) recibirían, en promedio, ocho veces más luz solar de la que se recogería en la superficie de la Tierra. Estos paneles no serían afectados por una cubierta de nubes, polvo atmosférico o por el ciclo día-noche de la Tierra. Más información sobre la energía del espacio para el Planeta Tierra. Los sistemas propuestos de energía solar espacial utilizan principios de física bien conocidos -- es decir la conversión de la luz solar en electricidad por intermedio de células fotovoltaicas. (Usted puede observar estos paneles en los techos de muchos vecindarios o en pequeñas instalaciones de alumbrado en la calle.) Estructuras gigantes formadas por paneles fotovoltaicos (PV) dispuestos en muchas hileras, podrían colocarse en órbita geoestacionaria en la Tierra o en la Luna.

Un sistema completo recogería energía solar del espacio, la convertiría en microondas, y transmitiría la radiación de microondas a la Tierra, donde ésta sería recolectada por una antena y transformada en energía eléctrica. La primera energía que empleó el ser humano fue el fuego, el cual está constituido por un conjunto de partículas o moléculas incandescentes de materia capaces de emitir calor y luz visible. Se estima que los humanos descubrieron el fuego entorno al 500.000a.C, este descubrimiento fue muy importante ya que le permitió al ser humano cocinar alimentos, calentarse, protegerse de los depredadores...Estos usos aumentaron después de que el ser humano aprendiese a controlar el fuego a su antojo.

A lo largo de los años el uso que los humanos le dieron al fuego fue cambiando, por ejemplo, al cocinar durante muchos miles de años solo se cocinaba asando la carne por contacto directo con el fuego, hasta que la invención de las vasijas de barro y posteriormente los hornos de adobe revolucionaron la alimentación del ser humano al permitirle cocinar de diversas maneras. Se explotó sobre todo la fuerza animal como fuente de energía, era empleada para el transporte o el arado de los campos de cultivo y la energía eólica para impulsar los barcos de transporte, los cuales eran grandes veleros de grandes y altas velas las cuales chocaban contra el viento, haciendo que el barco se moviera, eran conocidos como clippers. Esta energía se obtiene del viento, y es el aprovechamiento de la energía cinética de las masas de aire, esta, se trata de energía asociada a un cuerpo que se encuentra en movimiento.

También se comienza a emplear distintos tipos de energía química, empezándose a usar la pólvora, está funciona convirtiéndose en energía cinética del proyectil.En la Edad Media se inventan los molinos hidráulicos y de viento, se empleaban para moler el grano, en los dos casos se empleaba la energía cinética obtenida para mover una gran roca o varias rocas que molían el grano. Los hidráulicos aprovechaban la fuerza motriz natural del agua de ríos y mareas. Al igual que los clippers, emplean la energía cinética, pero en este caso, del movimiento del agua, la cual, en la antigüedad se empleaba para moler grano.Posteriormente, a finales de este siglo, el carbón fue derrotado por la electricidad y el petróleo, potenciando numerosas industrias como la química, la siderúrgica y la eléctrica.

Y, por último, la energía nuclear, al ser empleada en numerosas guerras en el siglo XX, aunque actualmente sigue siendo una energía muy utilizada, la cual está comenzando a compartir protagonismos con las energías renovables, muy presentes en la actualidad debido al cambio climático.Era obtenida del alto grado de calor que se produce durante la vaporización del agua, la cual empleaba la máquina de vapor, patentada por James Watt en el siglo XVIII. Este suceso se encuentra dentro de la primera revolución industrial, donde, se realizaron numerosas invenciones para exprimir al máximo la energía térmica producida por el vapor, al inventarse, los altos hornos, los barcos propulsados por vapor, el ferrocarril…

Vuelta a los orígenes

Muchos aceptamos, a la vista de los datos, que la era del petróleo se acaba, y que pronto habrá una reorganización a nivel mundial de todas las civilizaciones y formas productivas, pero algunos piensan que de alguna mágica manera podremos tener ordenadores, internet y blogs donde hablar de la transición o donde ver películas después de un duro día de trabajo.

Un ordenador o un móvil son prácticamente los objetos que más tecnología punta tienen de entre todos los objetos que un humano de nuestra era puede comprar con su trabajo. Tiene procesadores, memorias, antenas, baterías y solo tiene sentido con internet funcionando para ellos. Esto no implica precisamente poca energía.

Un procesador a día de hoy tiene un proceso de fabricación tan complejo que necesita de países enteros y sociedades hipercomplejas para poder fabricarse.Mantener estos sistemas de fabricación tecnológica una vez que ya no dispongamos del petróleo será complicado. Solo una sociedad hipertecnificada, con ingentes cantidades de energía en formas diversas, puede acabar fabricando el objeto que más necesita la actual sociedad de la información.

Todo esto genera una demoledora fragilidad sistemática y una dependencia total de la energía disponible y del comercio mundializado que hará que, en el caso de la energía deje de llegar de los pozos petrolíferos o haya alguna guerra en Asia, todo se desmorone y que la sociedad de la información tal y como la conocemos desaparezca muy rápido. Los nativos digitales tendrán que hacer la transición a simples mortales analógicos. Vivirán una decadencia donde al principio los ricos podrán seguir teniendo tecnología potente, luego solo las empresas y al final solo los gobiernos. Exactamente el mismo camino que ya hemos recorrido en los últimos 50 años, solo que al revés.
Lo más leído