Fuentes de energía eléctrica

En física, la energía es la propiedad cuantitativa que debe ser transferida a un cuerpo o sistema físico para realizar un trabajo sobre el mismo, o para calentarlo. La energía es una cantidad que se conserva; la ley de conservación de la energía establece que ésta puede convertirse en forma, pero no crearse ni destruirse. La unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades (SI) de la energía es el julio, que es la energía transferida a un objeto por el trabajo de moverlo una distancia de un metro contra una fuerza de un newton.

Entre las formas más comunes de energía se encuentran la energía cinética de un objeto en movimiento, la energía potencial almacenada por la posición de un objeto en un campo de fuerzas (gravitacional, eléctrico o magnético), la energía elástica almacenada al estirar objetos sólidos, la energía química liberada cuando se quema un combustible, la energía radiante transportada por la luz y la energía térmica debida a la temperatura de un objeto.

La masa y la energía están estrechamente relacionadas. Debido a la equivalencia masa-energía, cualquier objeto que tenga masa cuando está parado (llamada masa en reposo) también tiene una cantidad equivalente de energía cuya forma se llama energía en reposo, y cualquier energía adicional (de cualquier forma) adquirida por el objeto por encima de esa energía en reposo aumentará la masa total del objeto al igual que aumenta su energía total. Por ejemplo, después de calentar un objeto, su aumento de energía podría medirse en principio como un pequeño aumento de la masa, con una escala suficientemente sensible.

Las fuentes de energía de EE.UU.

Las células, al igual que los humanos, no pueden generar energía sin localizar una fuente en su entorno. Sin embargo, mientras que los humanos buscan sustancias como los combustibles fósiles para alimentar sus hogares y negocios, las células buscan su energía en forma de moléculas de alimentos o de luz solar. De hecho, el Sol es la fuente de energía por excelencia para casi todas las células, ya que los procariotas fotosintéticos, las algas y las células vegetales aprovechan la energía solar y la utilizan para fabricar las complejas moléculas alimentarias orgánicas de las que dependen otras células para obtener la energía necesaria para mantener el crecimiento, el metabolismo y la reproducción (Figura 1).

Los nutrientes celulares se presentan en muchas formas, como los azúcares y las grasas. Para proporcionar energía a una célula, estas moléculas tienen que atravesar la membrana celular, que funciona como una barrera, pero no infranqueable. Como las paredes exteriores de una casa, la membrana plasmática es semipermeable. De la misma manera que las puertas y las ventanas permiten que las necesidades entren en la casa, varias proteínas que atraviesan la membrana celular permiten que determinadas moléculas entren en la célula, aunque pueden requerir un cierto aporte de energía para realizar esta tarea (Figura 2).

Nuevas fuentes de energía

El cambio climático es uno de los mayores retos de nuestro tiempo. Sin embargo, es igualmente importante la necesidad de garantizar el acceso a la energía para la calidad de vida y el desarrollo económico. Por lo tanto, es de vital importancia abordar el cambio climático como parte de la agenda de desarrollo sostenible. Los continuos avances en el desarrollo de nuevas tecnologías han aportado confianza y esperanza en el cumplimiento de estos objetivos en el sistema energético. Las drásticas reducciones de precios y los avances tecnológicos de los generadores eólicos y la energía solar fotovoltaica han demostrado que estos recursos energéticos renovables pueden ser actores importantes en los sistemas eléctricos mundiales, y que el tan esperado avance en la tecnología de almacenamiento rentable cambiaría sustancialmente las combinaciones de energía primaria.

Estos avances han conducido invariablemente a la suposición de que hemos “terminado” con los combustibles fósiles en todo el sistema energético, que no es necesario seguir desarrollando nuevos recursos y que tenemos que dejar de utilizarlos lo antes posible. Esta suposición también ha conducido a una percepción de las “buenas” tecnologías basadas en las renovables en los sistemas energéticos globales actuales, por un lado, y de las “malas” tecnologías basadas en los combustibles fósiles, por otro. La realidad es que este debate es mucho más matizado y requiere una investigación más profunda. La tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC) y la gestión de las emisiones de metano a lo largo de la cadena de valor de la energía fósil pueden ayudar a cumplir los ambiciosos objetivos de reducción de las emisiones de CO2, mientras los combustibles fósiles siguen formando parte del sistema energético. Esto permitirá que los combustibles fósiles se conviertan en “parte de la solución”, en lugar de seguir siendo “parte del problema”.    Todas las tecnologías tienen un papel que desempeñar en un sistema energético guiado por la economía racional.

Producción de energía

Los hidratos de carbono son los nutrientes más utilizados como fuente de energía (contienen 4kcal por gramo), ya que son de acción rápida y se convierten en energía nada más ser ingeridos. Esta energía alimenta el cerebro y el cuerpo.

Por ejemplo, los estudiantes de secundaria y bachillerato, que son más activos al hacer deporte que las personas mayores, necesitan ingerir el equivalente a la cantidad de carbohidratos que contienen unas 8,5 tazas de arroz al día*.

Según las directrices del American College of Sports Medicine, “se considera conveniente ingerir entre 30 y 60 gramos de azúcar por hora para prevenir la fatiga”. Por ejemplo, si se ingiere una bebida iónica (bebida deportiva) con un 6% de azúcar durante el ejercicio, se obtendrán 30 gramos de una botella de 500 ml y 60 gramos de 1 litro. Las bebidas iónicas permiten ingerir no sólo agua, sino también azúcar, de forma fácil y eficaz.

Tener una gran cantidad de glucógeno en el cuerpo reduce la cantidad de nitrógeno ureico excretado en el sudor, que es un indicador de la descomposición de las proteínas corporales. Dado que el glucógeno en los músculos suprime la descomposición de las proteínas corporales, es necesario obtener suficiente azúcar para conservar las proteínas utilizadas como fuente de energía.