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Todo ecosistema en la tierra está provisto de recursos naturales y estos son aquellos que se obtienen del medio sea bióticoTRANSCRIPT
ENERGIA Y MEDIO AMBIENTE
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CAPITULO 2: RECURSOS NATURALES
Debers utilizar la tierra como si fueras un fiel administrador,
conservando los recursos y productividad de generacin a generacin...
W. Lowdermilk
2.1.RECURSOS NATURALES
Todo ecosistema en la tierra est provisto de recursos naturales y estos son aquellos que se obtienen del medio sea bitico (relativo a los seres vivos) o abitico (minerales) que sirven para satisfacer las necesidades y deseos de los seres (de los seres que habitamos el planeta) humanos. La mayor parte de las especies de los diversos hbitat, no tienen mayores necesidades que las utilizadas estrictamente para sobrevivir, los humanos sin embargo a ms de stas hemos creado una serie de necesidades que en realidad son deseos y los recursos sirven para satisfacer ambas cosas.
Los recursos naturales se pueden clasificar como:
Renovables: Son aquellos que poseen un ndice de recuperacin. ( recursos biticos, biomasas, otros)
No renovables: Son aquellos que se agotan en funcin del consumo y tiempo y estn relacionados a recuperaciones a travs de cientos o millones de aos. (petrleo, carbn, gas natural, uranio, energa nuclear, otros).
De flujo: Son aquellos cuya disponibilidad no se ve afectada, independientemente que se les utilice o se les deje fluir (energa solar, viento, agua, otros), de estos recursos no se afecta la cantidad sino la calidad en algunos casos.
A efectos de didctica en el presente curso utilizaremos la clasificacin de los principales grupos de recursos naturales:
Minerales
Energticos fsiles (petrleo, carbn, gas natural)
Energticos alternos
Suelo y agua superficial y subterrnea
Recursos biticos.
Existe una fuerte tendencia a confundir la similitud de recursos minerales y energticos debido a los procesos que dan origen, sin embargo existen diferencias marcadas en cuanto a su transformacin, uso, tiempo de utilidad, reciclado de emisin o disposicin.
Para ilustrar este caso se toman dos ejemplos:
1. Yacimientopetrleo--gasolina combustibleautomvil-- emisiones (como energtico tiempo menor a 1 ao)
2. Yacimientomineral hierroaceroconstruccionesconfinamiento. (como mineral tiempo entre 20-100 aos)
2.2.RECURSOS NO RENOVABLES
Los minerales y combustibles fsiles que son los principales energticos con los cuales se han desarrollado la civilizacin actual son recursos que no pueden ser renovados y sus caractersticas brindan la identificacin a la misma, generalmente estn ligadas a las fuentes de energa provenientes del petrleo y sus derivados, (trmica) que son la mayor fuente energtica mundial, pues su produccin y consumo implican sobre el 65% del contexto energtico mundial, y en Ecuador casi el 50%, del poder energtico, sus usos y aplicaciones estn relacionados con: iluminacin, fuerza, confort, usos domsticos, transporte en sus diferentes manifestaciones, industrias en general.
Sus caractersticas ms importantes son:
Perecibles
Costo elevado de la materia prima
Focalizadas y centralizantes
Tecnologas avanzadas y de punta
Costos de transformacin relativamente accesibles
Alto grado de dependencia
Contaminantes, debido esencialmente a la oxidacin de las mismas.
La ms representativa es la energa trmica, proveniente de la combustin de combustibles fsiles: carbn, petrleo, derivados del petrleo, nuclear.
Las curvas de agotamiento para un recurso no renovable siguen el comportamiento de una curva de distribucin de frecuencia
Kcal
m
Kg
J
*
8
.
426
=
Se considera que un recurso natural empieza su abatimiento cuando el 80% de esta se ha consumido, pues cuando se llega a este punto este se vuelve escaso y en trminos generales un recurso se dice que est agotado cuando ha llegado a su punto de abatimiento (80% de consumido el mismo).
Estas curvas pueden variar decreciendo su punto de abatimiento, es decir proyectndose la curva a la derecha y disminuyendo su altura (produccin), ms esto es tpico en pases desarrollados que tienen conocimiento de sus reservas y cuidado en protegerlas, si la curva tiende a ser una curva de tipo gaussiana, entonces es lo que debera esperarse para un control de los recursos en base a un desarrollo sostenible. Esto se puede lograr mediante un intenso reciclado de los recursos, pues, el costo de reciclar es mucho menor energticamente que el de explotar minerales de origen.
Es necesario recordar que los recursos naturales y minerales del planeta han sido explotados desde la prehistoria con menor o mayor eficiencia y han influido en el desarrollo de las civilizaciones as como en la degradacin del ecosistema que ocasionan problemas de salud y contaminacin de los elementos ambientales: aire, agua, suelo de lugares adyacentes a ellos..
Aunque a la fecha han sido explotados una gran cantidad de recursos naturales y en algunos lugares se han agotado los mismos (reservas) es prudente considerar que los factores que pueden incidir en el tamao de las reservas probadas y probables depende de:
Tamao de las reservas
Polticas de explotacin
Costos de extraccin
Precios del mercado
Eficiencia de explotacin
En la actualidad tanto las reservas como produccin de recursos naturales est identificados por las polticas gubernamentales de su desarrollo y sus indicadores se encuentran disponibles en bases de datos accesibles al ciudadano.
Por lo dicho anteriormente se puede concluir que la explotacin de los recursos naturales influye en el desarrollo sostenible de la sociedad a todo nivel.
Uno de los recursos que permite el desarrollo de un regin, pas, sociedad es la energa y su estudio y transformacin es una corriente universal que todos los pases, desarrollados o en vas de desarrollo, mantienen en sus planes y programas de desarrollo estatales, pues no se puede concebir a un pas, estado, regin, sin la suficiencia energtica, que permita la supervivencia y consecuentemente el desarrollo de los pueblos.
Es por esta razn que en cualquier latitud geogrfica, se prioriza, la planificacin, desarrollo y utilizacin racional de la energa, pues la misma es el nervio motriz del avance de la civilizacin, ya que cualquier actividad dinmica depende directamente de la energa disponible.
Otro factor relacionado con la energa es el medio ambiente, pues la generacin y uso indiscriminado, desordenado, de la misma, conlleva a problemas ambientales irreversibles, desmejorando las condiciones de vida de la poblacin que en ltima instancia tiene prioridad a cualquier otro factor fsico.
2.3. RECURSOS RENOVABLES
Cuyas caractersticas son contrarias a las anteriores, y que estn ligadas a las fuentes alternativas, no perecibles o renovables de energa que representan el 35 % del poder energtico mundial y en Ecuador casi el 50% para el caso de generacin elctrica.
Entre estas se pueden anotar, a las provenientes de los recursos naturales, como el agua, sol, viento, biomasas, mareas, geotermia, otras., sus usos estn relacionados con iluminacin, fuerza, servicios sanitarios, domsticos, confort, etc.
Las caractersticas ms importantes se anotan:
Renovables, no perecibles
Potenciales abundantes
Ningn costo de la materia prima
Tecnologas ms complejas, pero accesibles al medio
Costos de generacin ms elevados
Aleatorias en su potencial
Descentralizantes
Poco contaminantes
La ms representativa en nuestro medio es la energa que proviene del agua.
La eleccin de la utilizacin de una u otra fuente de energa es efecto de la conjugacin de muchos factores sociales, econmicos, culturales, ambientales, etc.
Existe una marcada tendencia desde la dcada de los ochenta en la diversificacin, alternabilidad y uso adecuado de energas, tanto renovables como no renovables debido esencialmente, a la gran demanda de energticos, al avance tecnolgico, al desarrollo industrial, a las necesidades de produccin cada vez ms apremiantes por la gran densidad de poblacin, por la proteccin del medio ambiente, etc.
2.4.RECURSOS MINERALES
Los recursos minerales que se encuentran en la naturaleza, son variados y han sido y sern explotados de diferente manera por las diversas tendencias del desarrollo, estos recursos se encuentran aleatoriamente ubicados en las diferentes posiciones geogrficas del planeta. Las principales diferencias entre los mtodos de explotacin y utilizacin de los recursos en el pasado y en la actualidad consisten por un lado las herramientas de extraccin que en las pocas pasadas consistan en barretas, palas y la fuerza muscular y en la actualidad se utilizan explosivos y maquinaria pesada, as como diversa forma de energa motriz y calrica, lo que hace que en la actualidad haya una indiscriminada explotacin de los recursos, es decir mayores volmenes de minerales y por consiguiente la generacin de jales (pilas de materiales rocosos), claro est que tambin se ha mejorado las tcnicas para obtener minerales a partir de las rocas mineralizadas extradas del interior de la tierra.
A la fecha han sido explotados una gran cantidad de recursos minerales y en algunos lugares se han agotado las reservas, es probable que ninguno de ellos llegue a agotarse, esta aparente contradiccin da lugar al aparecimiento de dos trminos necesarios de explicar: Reservas y Recursos, siendo los recursos de un cierto mineral, la cantidad total del mismo en la corteza terrestre, de acuerdo a la geologa especfica de cada sitio, mientras que las reservas estn determinadas por la cantidad de mineral que puede ser recuperada econmicamente para su uso, pudiendo ser algunas de ellas desconocidas actualmente.
En la actualidad en las diferentes latitudes geogrficas existen suficientes reservas minerales a nivel mundial para satisfacer la demanda de la mayora de los minerales hasta entrado el siglo XXI, dependiendo de la forma de explotacin y la eficiencia de recuperacin de los mismos, del grado de reciclaje de los minerales y reutilizacin, as como de la medida como sean sustituidos por otros similares (plsticos, cermicas, etc).
Se debe recordar que los pases industrializados son los que tienen cuantificadas sus reservas y procuran protegerse de interrupciones del suministro por causas estrictamente polticas (petrleo).
La industria en general depende de aproximadamente 80 minerales , de los cuales 60 de ellos (slice, aluminio, hierro, etc) existen en cantidades suficientes para un abastecimiento racional de acuerdo a la demanda prevista, o ya tienen sustitutos, sin embargo 18 de ellos prevn grandes problemas, aunque se realicen enormes esfuerzos para su reciclaje y reutilizacin, es el caso del plomo, zinc, azufre, tungsteno, estao, etc.
De lo anteriormente expuesto podemos concluir que la explotacin de los recursos minerales influyen en el desarrollo sostenible de la sociedad, tanto a nivel regional como mundial, y que los efectos de la explotacin racional y ambientalmente adecuada tiene repercusiones en sus niveles respectivos.
Uno de los recursos naturales y minerales ms utilizado en la actualidad es el petrleo y sus derivados, lo que conlleva a manejar un trmino con mucha cautela la generacin energtica de este mineral que es el sustento de la energa trmica que mueve el desarrollo del mundo en su gran mayora.
Para el conocimiento de los recursos naturales, minerales, energticos y de contaminacin ambiental de un pas, regin y del mundo, se utilizan fuentes confiables de datos histricos, y proyectados de los mismos, que generalmente son entregados en reportes cronolgicos (mensuales) por los respectivos ministerios de energa y medio ambiente de los pases.
En base de estos datos, se puede conocer con gran confiabilidad los Indicadores recursos naturales, energticos y ambientales, particularmente lo relacionado a indicadores socio econmico energticos generales, oferta neta de energa primaria, oferta total de energa secundaria, consumo final energtico por sectores, produccin de petrleo, produccin de gas natural, industrializacin de hidrocarburos, compra y venta de petrleo, productos derivados, energa elctrica, energas instalada, generada, facturada, otras variables elctricas, caractersticas de las empresas distribuidoras, precios internos de energticos, entre otros.
2.5. SUELO Y AGUA
Dos de los grandes elementos vitales de la naturaleza, del ecosistema y los hbitat son el agua y el suelo, elementos que deben ser custodiados de forma minuciosa, pues si la gran creacin del Todopoderoso no es celosamente cuidada por los usuarios (hombre esencialmente), entonces heredaremos a nuestros descendientes, campos erosionados, aguas contaminadas, bosques desolados, lomas y valles estriles, atmsfera contaminada y ellos vivirn en la miseria o desaparecern por siempre.
Juntos entonces el suelo y el agua constituyen el factor ms importante en la determinacin del tipo, complejidad y productividad de los ecosistemas, los que a su vez proveen a la humanidad directa o indirectamente de la mayor parte de sus recursos para sus necesidades y deseos, comnmente se acepta la presencia de ambos recursos, sin valorar su magnitud, es por ello que hay mucho que hacer desde cualquier campo profesional o no para su uso racional, su conservacin y utilizacin sobre los principios de la solidaridad y equidad que conduzcan hacia un desarrollo sostenido.
2.5.1. SUELO
El suelo es un recurso no renovable, que sirve de enlace entre los factores biticos y abiticos, por ello su prdida y degradacin son las mayores preocupaciones de cualquier pas. Adems que el suelo est asociado con factores de la produccin de las biomasas (alimentos energticos), ciclos hidrolgicos, fijacin de energa, biodiversidad, amortiguamiento de cambios climticos, otros.
Las rocas se constituyen en el material de origen del suelo, estas se van fragmentando como resultado de diversos procesos de intemperizacin (lluvias, vientos, cambios de temperatura, efectos de los elementos qumicos del ambiente, y a la desintegracin gradual que origina el establecimiento de organismos como los lquenes, mismos que dan lugar al establecimiento de organismos ms complejos que a su vez aceleran la formacin del suelo.
La cubierta vegetal participa tanto en el proceso de formacin del suelo como en el de proteccin, no solo funciona como medio de sostn por medio de las races, sino que adems amortigua la energa cintica de las gotas de lluvia que caen sobre el follaje y del viento que se traslada aleatoriamente, por ello en condiciones normales de los ecosistemas, gracias a la cubierta vegetal, es posible un equilibrio natural entre la formacin del suelo y la prdida del mismo.
El suelo est formado generalmente de capas denominadas horizontes y tiene un perfil, que involucra a las siguientes capas:
Horizonte 1: formado por hojas secas y detritos orgnicos
Horizonte 2: formado por cuerpos de plantas y animales reducidos a finas partculas parcialmente descompuestas mezclado con arcilla, arena, limo y dems materia mineral (humus). Este nivel concentra la mayor cantidad de nutrientes y caractersticas necesarias para la produccin.
Horizonte 3: formado por suelo mineral, en el que la materia orgnica se mineraliza (descompuesta a materia inorgnica) y se mezcla de manera uniforme con materia madre dividida en partculas muy finas.
Horizonte 4: Est formado por roca original que se desintegra en el lugar, los niveles 3 y 4 representan muy poco valor para fines productivos. Estos niveles requieren de muchos ciento o miles de ao para convertirse en nivel 2. que es el que hay que cuidar a fin de que la tierra sea un emporio adecuado de produccin.
Es necesario incluir los tipos de suelo que estn presentes en la geografa mundial y estos se clasifican por su tipo, color, pH, espesor, tamao del poro, composicin. En la siguiente tabla se muestra la tipologa de los suelos y su porcentaje de superficie a nivel mundial.
Tipo de sueloPorcentaje de superficie
Suelos de desierto19.2
Suelos poco desarrollados15.8
Suelos de bosque moderadamente
Intemperizados14.7
Suelos recientes12.5
Suelos tropicales9.2
Suelos de pastizal9.0
Suelos de bosque altamente
Intemperizados8.5
Suelos de bosque confero5.4
Suelos de arcilla expandible2.1
Suelos orgnicos0.8
Suelos diversos2.3
Los suelos mejores para agricultura son los nmero 3 y 6 que cubren un 24 % de la superficie mundial.
En las diferentes latitudes geogrficas y obviamente en nuestro Pas existen problemas con el estado actual de los suelos, pues las diversas actividades del hombre y la naturaleza han afectado fuertemente el ecosistema y hay mayor prdida de suelo (horizontes 1 y 2) que formacin del mismo y esto debido a las siguientes causas:
Degradacin de la cubierta vegetal (deforestacin indiscriminada)
Erosin (remocin y arrastre de partculas del suelo por el viento y agua), se considera que la prdida de suelo por hectrea no debe superar de12 ton/ha en suelos de buena calidad y 5 ton/ha en suelos delgados. Valores que bordean las 100 ton/ha. Son crticos.
Salinizacin (Referida al deterioro de los suelos por el incremento en el nivel de sales solubles que reducen la capacidad productiva), se puede originar debido al riego por goteo que afecta al drenaje de sales.
Degradacin fsica (debido al efecto del enconstramiento, reduccin de permeabilidad, compactacin, cementacin y degradacin de la estructura), se origina por uso de maquinaria pesada, exceso de agua, pudricin de races.
Degradacin biolgica (debido a la mineralizacin de la materia orgnica (humus).
Degradacin qumica (es debida a la prdida de nutrientes por presencia de grandes lluvias y lixiviacin de la base del suelo.
Asentamientos humanos (poblacin desorganizada de industrias y gente) presencia de materiales de construccin.
Como consecuencia de todos estos factores se llega a la degradacin del suelo que no es otra cosa que la desertificacin y sus consecuencias ambientales y biolgicas.
A fin de superar este problema, se pueden manejar estrategias para la conservacin y mejor uso del suelo, entre estas tcnicas se anotan:
Labranza de conservacin (mantener una capa vegetal sobre el suelo)
Escalonamiento terrceo (corte de terrenos de pendientes pronunciadas)
Surcos a nivel ( sembrado de manera transversal a la pendiente)
Franjeado y rotacin de cultivos ( sembro con franjas alternadas de productos
Agrosilvicultura (combina sembros herbceos y arbustos)
Reforestacin .
2.5.2. AGUA
Es uno de los elementos ms importantes de la naturaleza , es indispensable en los procesos de la vida y conforma el hbitat tanto de microorganismos como de grandes comunidades acuticas.
Los seres humanos estamos constituidos por un 70 a 85% de agua, a medida que se envejece se va perdiendo agua, se la utiliza en forma variada, para alimentacin, en la industria, en la generacin de energa mecnica, elctrica, en el agro, uso domstico, etc.
El agua al igual que el suelo es un factor de enlace entre los factores biticos y abiticos.
A pesar de que el 71% de la superficie de la corteza terrestre es agua, esta no est disponible para el consumo humano, apenas un 0.003% de ese gran total es apta para consumo humano del 3% que representan el agua dulce de polos, icebergs, ros, lagos, fuentes, pues el 97% es agua salada de los mares y ocanos.
El agua, desde que cae como una gota de lluvia, hasta que regresa a la atmsfera se le conoce como ciclo del agua y es activado por la energa del sol, pues al caer una gota de agua en forma de lluvia, puede ocurrir:
Evaporacin en el trayecto, antes de tocar la tierra
Infiltrarse en el suelo y ser absorbida por las plantas o alimentar un manto acufero
Escurrirse formando arroyos y llegar a mares y ros.
En trminos generales el Ecuador posee un gran potencial hdrico uno de los mayores y mejores de Amrica Latina, que pueden ser utilizados como materia prima para diversos usos.
La problemtica del agua a todo nivel se circunscribe a los siguientes casos:
Escasez: (debido a la creciente demanda de los usuarios por la multiplicacin acelerada de la poblacin mundial y falta de recursos disponibles a bajos costos)
Abastecimiento ( Falta de previsin de fuentes de agua, redes de distribucin y polticas de uso racional de la misma)
Sobreexplotacin ( Debido a la extraccin del agua sin que se recarguen las reservas naturales)
Sedimentacin ( Asentamiento de partculas suspendidas en el agua y disminucin del volumen de las presas y reservorios.
Inundaciones ( ocasionan cambios estructurales en la vegetacin, infraestructura, etc.)
Contaminacin: (debida al vertido de residuos orgnicos en ros, fuentes, redes por la industria y mal manejo del recurso)
A fin de controlar esta problemtica, se presentan alternativas de administracin del agua, a saber:
Eficiencia del manejo del agua de uso domstico (cambiando los patrones de consumo domstico, se puede concluir que con el ahorro y uso racional del agua, se controla el desperdicio, bajo el lema de pensar globalmente y actuar localmente.
Eficiencia del uso del agua en la agricultura (mediante tcnicas adecuadas de riego como por ej. Riego por aspersin, riego por goteo, acolchado plstico a fin de evitar la excesiva evaporacin del agua, utilizacin de sistemas de nivelacin del terreno que evita el flujo del agua, siembra de nubes, valoracin real del recurso. Entre otros.
En conclusin se puede manifestar que todos los miembros d la sociedad debemos participar en el cuidado y manejo del suelo y agua, ya que el tener el dinero necesario para pagar su uso no nos proporcionan el derecho para derrocharlos o mal usarlos.
Por ello es necesario observar las lneas maestras del desarrollo sostenible que implican pagar costos reales de los servicios y del recurso, para ello es necesario de forma urgente replantear el desarrollo regional y medirlo en funcin de la disponibilidad real de los recursos, particularmente agua, energa y calidad de suelo.
2.6. AGRICULTURA Y ALIMENTACIN
Uno de los recursos renovables que dispone la humanidad es sin duda el cultivo y aprovechamiento de los recursos naturales que el suelo puede proporcionarnos y esto es sin duda la agricultura o el cultivo de diferentes productos (biomasas) para consumo de las especies vivas que habitan sobre el planeta y particularmente la especies humanas y animal.
Es conocido por todos que los diferentes microclimas en las diversas latitudes del planeta son diversos, entonces habr una variedad infinita de cultivos dependiendo de estos. Por lo que es imprescindible en forma racional, tcnica y eficiente propender al cultivo y manejo de los suelos y el agua a fin de proporcionar productos para el sustento diario de la gran poblacin humana de la tierra, ese es el compromiso y paradigma del nuevo milenio, el desarrollo sostenible, es decir producir la suficiente cantidad de alimentos sin afectar el entorno ambiental.
El Ecuador dada su posicin geogrfica goza de diferentes microclimas y variedad de productos estarn presentes en la produccin agropecuaria, desde los productos tpicos de las regiones bajas, selvticas (litoral y amazona), pasando por las regiones de mediana altitud geogrfica (valles) y llegando a la regin de la serrana (montaas, pramos), lo que en otras palabras se puede concluir que en el Pas tenemos la satisfaccin de gozar de las maravillas productivas de la naturaleza, en tal virtud, el pas no es pobre agrcolamente, el problema es la falta de produccin ordenada y tcnicamente factible.
Los ndices productivos del pas en lo relacionado a produccin agrcola se pueden encontrar fcilmente en los anuarios de produccin de las entidades de control y estadstica de produccin (Banco Central del Ecuador, INEC, Ministerio de Agricultura, otros).
2.7. RECURSOS ACUTICOS
Si la bendicin de la naturaleza, ha sido dirigida hacia el sector agrcola del Pas, no es menos cierto que la mima alcanza a los confines profundos del subsuelo y particularmente del hbitat acutico, porque es cierto y conocido pr toda la poblacin que tanto en el mar (Ocano Pacfico y sus 200 millas martimas de posicin legtima), como en ros, cuencas hidrogrficas, se encuentran variedades abundantes de especies marinas, como peces, moluscos, mariscos de lo ms variado y extico que la naturaleza puede ofrecer al hombre, as como inmensa variedad de flora marina que enriquecen la cantidad de recursos naturales con que cuenta nuestro gran pas.
Luego obligacin de todos los ecuatorianos es aprovechar en forma sostenida estos recursos y cuidarlos para conservarlos por perodos de tiempo que aseguran el sostenimiento de la especie humana y no pensar en depredar la naturaleza y sus recursos en funcin de satisfacer los deseos y caprichos de la poblacin son satisfacer racionalmente las necesidades propias de la especie humana.
2.8.ENERGIA
2.8.1. GENERALIDADES SOBRE ENERGA
Se puede entender como concepto de energa a la capacidad que tiene un cuerpo, sistema de producir movimiento, trabajo, desplazamiento.
La cantidad total de energa de un sistema es difcil evaluarlo matemticamente en su totalidad; luego a la energa (E) se la determina por sus cambios de acuerdo a patrones referenciales tales como: velocidad, altura, gravedad, movimiento de tomos, calor, etc.
La energa al no ser un vector sino una magnitud escalar no tiene direccin en un sistema de referencia. Por otra parte se debe indicar tambin que la energa total en un sistema es la suma de las diversas manifestaciones de energa del mismo.
E = (( energas parciales).
E =( ( K, P, U, W, Q,...)
donde:
K = energa cintica
P = energa potencial
U = energa interna
W = trabajo del sistema
Q = calor del sistema
Unidades
Caloras: Kcal, cal.
BTU: British Thermal Unit
Kg-m: Kilogrmetro.
Lb-pie: Libra-pie.
JOULE: N-m (S.I.).
Relaciones de magnitudes
La constante de Joule, relaciona matemticamente el calor y trabajo. Esta constante (J) se la conoce como equivalente mecnico de calor o constante de conversin de calor y trabajo, de acuerdo a las unidades en las que se trabaje, luego se tiene:
Btu
pie
Lb
J
*
16
.
778
=
Tipos de energa
Energa potencial gravitacional
Segn Newton, la ley de la gravitacin est dada por:
2
2
1
*
r
m
m
G
F
=
(2.1)
Donde:
G = constante gravitacional
m1 = masa de un cuerpo.
m2 = masa de otro cuerpo.
r = distancia que separa a los cuerpos.
Sobre la tierra un cuerpo de masa m, es atrado por aquella, segn la ecuacin:
g
m
F
*
=
(2.2)
Donde:
g = aceleracin de la gravedad.
El trabajo que realiza la aceleracin de la gravedad para mover un cuerpo de una posicin a otra, se llama energa potencial del cuerpo.
Energa potencial (P)
Es la variacin de la energa que sufre un sistema debido al trabajo producido por la fuerza gravitacional, esta variacin se tomar con respecto al centro de gravedad del sistema y se la considera en forma vertical.
=
2
1
dz
*
F
P
D
(2.3)
Figura 2.1: Variacin de la energa potencial
Donde:
F = m*g, luego de integrar, se tiene:
(
)
1
2
z
z
g
*
m
P
-
=
D
(2.4)
Donde:
z1 y z2 = alturas de los cuerpos 1 y 2 respectivamente
o, por unidad de masa,
z
*
g
P
D
=
(2.5)
Energa cintica (K)
Es la energa que un sistema posee como resultado de su movimiento en cierto sistema de referencia, es decir, existe energa cintica en un sistema siempre y cuando est acompaado de una velocidad, el cambio de velocidad se produce sin que haya transferencia de calor, la variacin de la energa cintica se expresa por:
D
K
m
V
d
V
=
1
2
*
(2.6)
Figura 2.2. Variacin de la energa cintica de un cuerpo
Luego de resolver el integral, se tiene:
D
K
m
V
V
=
-
*
2
2
1
2
2
(2.7)
Donde:
V
V
1
2
,
= velocidades del cuerpo en las posiciones 1 y 2, respectivamente.
Adems, cuando todas las partes de un sistema se mueven con la misma velocidad la energa cintica se expresa como:
K
m
V
=
*
2
2
(2.8)
o, por unidad de masa,
k
V
=
2
2
(2.9)
Energa interna (U)
La materia est formada por tomos y molculas que se mueven al azar, entonces, la energa interna es el producto del grado de actividad molecular que se produce en la materia.
Tambin a la energa interna se considera como la suma de todas las formas de energa microscpica.
Adems de las indicadas, existen muchas ms formas de energa entre las que se anotan las siguientes:
Electromagntica.
Acstica.
Qumica.
Nuclear.
Solar.
Elica.
Bioenerga.
Mareomotriz.
Hidrulica
Trmica.
Trabajo (W)
Es una interaccin de energa entre un sistema y sus alrededores, tambin se dice que es la capacidad que tiene un cuerpo para trasladarse. Como ya se conoce, la energa es capaz de cruzar la frontera de un sistema cerrado en forma de calor o trabajo. El calor es fcil reconocer, ya que este produce una diferencia de temperatura entre el sistema y sus alrededores, por tal motivo cualquier interaccin de energa que se produce por otra accin que no sea un cambio de temperatura entre el sistema y sus alrededores es trabajo.[1]
La elevacin de un mbolo, un eje que gira y un alambre elctrico que cruzan las fronteras del sistema son algunos ejemplos ms comunes de trabajo que se encuentran en la vida cotidiana. Como ya se dijo el trabajo es una forma de energa como el calor, entonces tienen las mismas unidades como son: joule (J).
El trabajo efectuado entre dos puntos de un proceso est definido por:
2.8.2.ENERGAS PRIMARIA, SECUNDARIA, FINAL, TIL
Es necesario para el tratamiento de la energa, particularmente cuando se habla de tipos de energa conocer los conceptos de las mismas; a saber:
Energa Primaria: Es toda manifestacin energtica que se encuentra presente en la naturaleza y que no ha sufrido ningn cambio en su estructura, ejemplo el petrleo crudo, el agua, los rayos solares, el aire en movimiento, las biomasas, las olas del mar, etc., en otras palabras la materia prima energtica.
Este tipo de energa es utilizada en los balances de energa primarios, brutos, en los cuales los potenciales energticos no presentan mayor claridad, sino ms bien son indicadores de reservas fsicas sin procesamiento.
Energa Secundaria: Son todas las formas de energa que posee un pas, regin, etc, y que provienen de la transformacin de la materias primas o energas primarias, las mismas que se han efectuado en centros de transformacin como refineras, coqueras, etc.
Estas formas energticas indican la capacidad de la industria energtica transformadora de materias primas y que es el sustento para tener poder energtico en base de utilizar las materias primas disponibles, entre otros se anotan: combustibles: gasolinas, diesel, bunker, etc.
Energa Final: Es aquella energa que se pone a disposicin del consumidor y que proviene de los centros de transformacin energtica (plantas de gas, plantas de vapor, centrales hidroelctricas, nucleares, de carbn, etc) y que est disponible para los consumidores, ejemplo: energa elctrica, calor para procesos industriales.
Este tipo de energa determina el grado de capacidad de transformacin energtica de un pas.
Energa Util: Es la energa que ha sido transportada a los sitios de uso de la misma, talleres, empresas, fbricas, viviendas, locales, calles, es decir la energa que se utiliza en realidad y que considera las diversas prdidas en los diferentes procesos energticos.
2.9.INDICADORES ENERGTICO ECONOMICOS DE ECUADOR
Las fuentes ms confiables para conocer los principales indicadores energticos del Ecuador, son sin duda el Ministerio de Energa y Minas, que proporciona los mismos mediante la publicacin anual de datos y estadsticas, que son entregados y procesados, mediante el programa computacional S.I.E.E. (Sistema de Informacin Econmica Energtica), que reciba, procesa y publica en la red de internet, los indicadores econmico energticos de todos los pases del mundo en especial de los de Latinoamrica y El Caribe, as como de la Comunidad Econmica Europea.
Por lo que se presenta (ANEXO 1) en el presente trabajo, el Boletn No. 50 de OLADE, correspondiente a diciembre del 2.002, en el que se da a conocer la presentacin del Programa S.I.E.E. de Diciembre del 2.002.
Para conocimiento de los indicadores a nivel mundial, se debe ingresar a la direccin de internet: http://www.olade.org.ec, y se tiene la informacin en versin limitada de los indicadores, de requerir a profundidad los datos energticos y ambientales del Ecuador y el mundo se debe ingresar a la direccin anotada, a la versin completa, con permiso de OLADE y utilizando clave y password especficos.
Otras direcciones de inters para conocer los datos mencionados son: http://www.bce.fin.ec, (pgina web del Banco Central del Ecuador), http://www.inec.gov.ec (pgina web del Instituto de Estadsticas y Censo del Ecuador), http://www.conelec.gov.ec (pgina web del Consejo Nacional de Electrificacin)
A efectos de conocer los indicadores de la energa en Ecuador, se anexa al presente trabajo, los datos del Ecuador proporcionados por el M.E.M. con corte a octubre del 2.002. (ANEXO 2)
2.10.INDICADORES ENERGTICOS ECONOMICOS REGIONALES
De igual forma como se conoce los datos de Ecuador mediante las publicaciones, ya sea de OLADE, del MEM, para todos y cada uno de los pases de Amrica Latina y El Caribe incluido Argentina, se pueden conocer mediante el uso del paquete computacional S.I.E.E., para lo que se debe ingresar al la direccin electrnica del OLADE con el permiso respectivo.
2.11. INDICADORES ENERGTICOS ECONOMICOS DEL MUNDO
En igual forma para los pases del mundo, al ingresar a la direccin electrnica de OLADE, se podr analizar estos datos.
2.12.MANEJO DEL PROGRAMA S.I.E.E. (SISTEMA DE INFORMACIN ENERGTICO-ECONMICO)
El manejo del programa computacional S.I.E.E., es de fcil interaccin entre usuario y mquina, insistiendo que para su uso se debe tener una clave personal y los datos debern ser utilizados para propsitos de investigacin en Programas de Estudio, como el presente caso.
CONSULTA: En el Programa S.I.E.E. consultar datos sobre:
Indicadores energticos, econmicos y ambientales de Ecuador.
y efectuar comentarios sobre los mismos.
tiempo
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Peso
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