1. Introducción. La energía: el origen de la fuerza

Introducción

Nuestro planeta, la Tierra, parece muchas veces un gran coloso dormido, con poca actividad y poca energía. Sin embargo, con cierta frecuencia se producen acontecimientos que muestran la asombrosa fuerza que se esconde en la Naturaleza. Por ejemplo, la energía estimada que se puso en juego durante las erupciones de los volcanes más violentos de la Historia supera en más de cien veces la energía que liberaría la explosión de todo el arsenal nuclear mundial. La Tierra, el Sol y el Universo en general poseen fenómenos espectaculares y muy energéticos y, a pesar de ello, la energía es algo sumamente misterioso, difícil de explicar con palabras y muy complejo de entender por completo ¿Qué es realmente la energía? ¿Por qué es importante y para qué sirve? ¿Acabaremos algún día con la energía existente en el Universo? Ampliar contenido

La energía es lo que permite que existan cambios en el mundo que conocemos, que haya movimientos, calentamientos, enfriamientos y, en definitiva, vida y dinámica en el Universo.

En la Tierra una de las principales fuentes de energía es la radiación solar. Como media, las plantas convierten en energía almacenada en moléculas orgánicas entre un 1 y un 3% de la energía del sol que llega a la atmósfera.

La parte de la energía solar almacenada en las plantas va pasando de los organismos vegetales a los seres vivos que se alimentan de estas plantas y sucesivamente a los seres vivos que se alimentan de los seres herbívoros. Entre todos los tipos de organismos, algunos, como los seres humanos y otros vertebrados, utilizan el 98% de la energía para sus funciones metabólicas y sólo el 2% para crecer y reproducirse, mientras que en otros organismos estas cifras son el 80% para el metabolismo y el 20% para crecimiento y reproducción. Estas diferencias se deben, entre otros factores, a que los organismos como nosotros necesitamos consumir una buena parte de la energía que asimilamos para mantener una temperatura corporal constante (organismos homeotermos, frente a los poiquilotermos o de sangre fría).

"Se necesitan trescientas truchas para mantener a un hombre durante un año. Las truchas, a su vez, deben consumir 90.000 ranas, que deben consumir 27 millones de saltamontes, que se alimentan de 1.000 toneladas de plantas."

G. Tyler Miller, Jr., químico americano (1971)

No es pues importante únicamente entender qué es la energía, sino también percibir la importancia de lo bien o lo mal que se aproveche esa energía en conseguir un objetivo concreto. Esto, como se analizará en el capítulo, se cuantifica mediante el concepto de rendimiento o eficiencia energética.

Sumario
Autores
Isaac Prada y Nogueira

Ingeniero Industrial del ICAI (2005) y Premio Extraordinario Fin de Carrera. En 2005, gana la beca internacional de la empresa Altran para trabajar en el equipo Renault de Fórmula 1, por el desarrollo del KERS, tecnología que actualmente está implantada en la Fórmula 1. En 2006 cursa el Máster en Ingeniería de Automoción (UPM), a la vez que comienza a impartir clases en ICAI. En 2007 es el ganador de una de las Becas Cajastur Fernando Alonso, aunque finalmente opta por comenzar a trabajar como investigador en EADS Innovation Works Spain, donde es seleccionado en 2009 para el programa PROGRESS de formación de jóvenes directivos y donde su principal área de investigación son los materiales compuestos. Es autor de varios artículos científicos sobre temas aeroespaciales y de materiales compuestos y ha realizado estancias en empresas y centros extranjeros, por ejemplo para la Agencia Espacial Europea. En 2010 abandona EADS para crear su propia empresa de ingeniería y en 2011 funda KeelWit Technology, junto a José María Cancer Abóitiz (ICAI). KeelWit Technology (www.keelwit.com) es una empresa dedicada al diseño de túneles de viento para investigación, realización de pruebas aerodinámicas en su propio túnel, diseño y construcción de túneles de ocio para simulación de paracaidismo, desarrollo de vehículos eléctricos y desarrollo de modelos energéticos de plantas industriales para reducir su consumo energético. Como co-fundador de KeelWit Technology ha recibido una serie de premios al emprendimiento y a sus proyectos de tecnología. Desde 2014 es Ingeniero Profesional Registrado Sénior de la Asociación de Ingenieros Profesionales de España. Desde hace nueve años participa como colaborador de tecnología en la Cadena SER y ha escrito artículos y participado en programas en un buen número de medios de comunicación. Finalmente, compagina su actividad profesional con otros cargos como miembro de la Comisión Ejecutiva de la Asociación de Jóvenes Empresarios de Madrid y de la Junta Directiva del Colegio y la Asociación de ingenieros del ICAI.

Mariano Ventosa Rodríguez

Nació en Madrid, España, el año 1967. Obtuvo el título de Ingeniero Técnico Industrial en 1989 en la especialidad Eléctrica y el título de Ingeniero Superior Industrial en 1993 en la especialidad de Electrónica en ICAI. En el año 2001 finalizó su tesis doctoral titulada “Modelado de la explotación de la generación en un mercado eléctrico mediante el problema complementario”, desarrollada en el Instituto de Investigación Tecnológica (IIT). Sus áreas de interés incluyen la explotación, planificación y economía de los sistemas de energía eléctrica, la aplicación de la investigación operativa a los sistemas de energía eléctrica. Ha participado en consultorías y proyectos de investigación sobre estos temas en colaboración con distintas empresas eléctricas y ha publicado más de 50 artículos en revistas y congresos internacionales. Fue profesor visitante en Johns Hopkins University, Department of Geography Environmental Engineering, Maryland, EEUU en verano de 2008, 2009 y 2013. Actualmente es Director de la ETS de Ingeniería – ICAI.

Documentación

  • The Declining Power of Post-Flood Volcanoes, Steven A. Austin, Ph.D., Geology Department, Institute for Creation Research Graduate School.
  • The Flow of Energy: Primary Production to Higher Trophic Levels, University of Michigan (2008).
  • Bioenergy Conversion Factors, Bioenergy.ornl.gov (dato tomado el 18.03.11).
  • Nuclear Weapons: What You Need to Know, Jeremy Bernstein, Cambridge University Press, pág. 312 (2008).
  • The equivalence of mass and energy, Stanford Encyclopedia of Philosophy (2010).
  • Chaos, complexity and entropy. A physics talk for non-physicists, Michel Baranger, Massachusetts Institute of Technology.
  • Newton: Ask a Scientist Forum, Argonne National Laboratory, EEUU.
  • Diccionario histórico de la Compañía de Jesús: biográfico-temático III. Charles E. O’Neill, Joaquín M.ª Domínguez, Universidad Pontificia Comillas (2001).
  • La energía eólica marina: conceptos y retos tecnológicos, Seminario de Gestión Ambiental. Fundación Gas Natural Fenosa. Íñigo J. Losada – Universidad de Cantabria.
  • World Nuclear Association, Actualizado a septiembre de 2011.