Momentos de esta propuesta:

1. 1Hablemos de la energía
2. 2Energía mecánica
3. 3 La energía mecánica no cambia
4. 4La energía asociada a la temperatura y a la electricidad
5. 5Energía y cambios químicos
6. 6Las máquinas que usan energía e hicieron historia
7. 7Evolución, virus y pandemias

 

Las máquinas que usan energía cambiaron nuestra forma de trabajar

Hemos reflexionado acerca del uso del fuego y de su importancia. Otro cambio importante para las sociedades y para la vida diaria ocurrió cuando se comenzó a usar la energía química de las combustiones para hacer funcionar máquinas que hicieran el trabajo que hasta entonces realizaban los hombres o los animales. Fue en Europa hacia fines del siglo XVIII y comienzos del XIX durante la llamada Revolución Industrial. En esa época se empezaron a cambiar drásticamente las formas de producción, trabajo, transporte y comunicación. A partir de ese momento, se produjeron una serie de cambios importantísimos en las formas de organización social. La humanidad exploró nuevas tecnologías que le permitieron modificar la producción, el transporte y la comunicación.

¿Cuáles fueron estas “nuevas” formas de energía que las sociedades modernas explotaron? Básicamente, la energía térmica.

Una de las primeras máquinas que usó energía térmica para reemplazar trabajo humano fue la máquina de vapor. Las primeras máquinas de vapor se usaron como “bombas” para extraer agua de las minas de carbón y luego fueron usadas para otros trabajos, así como para el transporte.

La máquina de vapor transforma la energía térmica en movimiento.

Imagen tomada de Pixabay.

Como su nombre lo indica, esta máquina usaba un chorro de vapor a alta presión para mover una rueda y así producir movimientos o cambios. La energía cinética (contenida en el vapor) se genera mediante energía térmica (de una llama) que, a su vez, se obtiene a partir de la energía química presente en los combustibles (leña, carbón vegetal, carbón mineral, nafta, diesel, gasoil, gas natural). Por muchos años, las máquinas, las locomotoras del ferrocarril y algunos barcos funcionaron con este sistema.

La mayoría de las máquinas térmicas (incluidos los automóviles que usamos diariamente) convierten la energía química en calor y éste en movimiento como muestra el esquema.

Esquema de las transformaciones que suceden en una máquina térmica.

Poner en funcionamiento estas máquinas implicó grandes cambios en los recursos y en los materiales que se utilizaban. A partir de la Revolución Industrial empezaron a usarse una gran cantidad de recursos energéticos sobre todo para el desarrollo de máquinas e industrias. Se crearon nuevas máquinas que generaron un enorme incremento de la producción, con un mínimo gasto de energía humana, pero estas nuevas máquinas necesitaban de energía química para poder funcionar.

El carbón fue uno de los primeros combustibles usados en las máquinas.

Imagen tomada de Pixabay.

Todos estos desarrollos implicaron la búsqueda de nuevas fuentes de energía que brindaran más energía química necesaria para poder alimentar a todos estas nuevas máquinas.

Así fue que comenzaron a explorarse nuevos yacimientos de carbón y también a desarrollarse nuevos combustibles a partir del petróleo. Se incrementó el uso de recursos naturales como el carbón y el gas.

Además de la incorporación de máquinas para hacer trabajo, también se produjeron importantes cambios en la forma de trasladarse y de viajar. Aparecieron los viajes transatlánticos y los trenes a vapor.

A partir de las máquinas de vapor también cambió la forma de viajar.

Imagen tomada de Pixabay

A medida que se desarrollaron las nuevas máquinas y los nuevos usos de la energía, se incorporaron nuevos combustibles especialmente a partir del uso generalizado de derivados del petróleo.

Si bien el petróleo se conocía desde la antigüedad, fue a mediados del siglo XIX cuando empezaron a desarrollarse los primeros combustibles líquidos a partir de su refinación. El primero fue el kerosene.

La historia del petróleo en Argentina comenzó cuando apareció el primer yacimiento, el 13 de diciembre de 1907, en el pueblo de Comodoro Rivadavia. Quince años después, Hipólito Yrigoyen fundó Yacimientos Petrolíferos Fiscales (YPF), primera empresa encargada de la extracción, destilación y transporte del petróleo y sus derivados. El petróleo es un recurso natural muy importante a nivel nacional e internacional.

El primer pozo de petróleo se conserva como monumento en Comodoro Rivadavia (Chubut).

Imagen tomada de Wikimedia commons.

Como último paso que vamos a destacar en este recorrido, hay que mencionar que hacia el año 1860 se crean los primeros motores que, en lugar de una combustión producida por carbón, empiezan a incorporar combustibles como naftas y diesel: se llaman motores de combustión interna y son las bases de los motores de casi todas las máquinas de la industria y del transporte en la actualidad.

 

💬 ✍️ | Actividad 10

No solo en la industria se produjeron importantes cambios debido a las nuevas formas de energía. También en los hogares se empezaron a usar nuevos artefactos y eso posibilitó cambios en las condiciones de vida de todas las personas.

Por ejemplo, antes las máquinas de coser eran “de pie”. Es decir, que se usaba la fuerza del pie de la persona que cosía para hacer mover el motor de la máquina. Ahora, en cambio, funcionan con energía eléctrica.

Averiguá con las personas adultas que tengas cerca otros aspectos que se trasformaron al cambiar las formas de energía utilizadas en la casa. Te damos algunas pistas para que completes y debajo escribas un breve relato contando en cada caso:

• las fuentes de energía que se usaban;

• cómo se conseguían y

• dónde se acumulaban.

a- Antes, las heladeras andaban con...

b- Mis abuelas y abuelos usaban... para calefaccionar la casa.

c- Cuando no había gas, la cocina funcionaba con...

d- Para iluminarse cuando no había luz eléctrica, se utilizaba...

e- Los trenes andaban con...

En la tabla que sigue podes ver las energías que se liberan (en una combustión completa) por cada kilogramo de algunos combustibles de uso frecuente. Fijate que todos los valores están expresados en kilocalorías por kg, excepto el gas, que se indica por metro cubico (m3).

Combustible	Kilocalorías por kg
Carbón mineral	7000
Petróleo crudo	10000
Nafta común (gasolina)	10500
Diésel	10200
Fuel Oil	9800
Gas natural	8300 (kcal/m³)
Propano comercial	11082
Alcohol etílico	6500
Biogas	4500

Tabla 1: Valores energéticos de combustibles.

Fuente: Ministerio de Energía de la Nación.

 

✍️ | Actividad 11

A partir de los valores de la tabla y recordando la definición de caloría, retomá los cálculos del ejemplo 5 y calculá ahora cuántos metros cúbicos de gas y cuántos kilogramos (kg) de nafta hacen falta para cada uno de los procesos indicados.

A modo de resumen podemos ver una clasificación habitual de las energías:

• Energía mecánica (debida al movimiento y a la posición).

• Energía eléctrica (vinculada con fenómenos de electricidad y magnetismo).

• Energía química (asociada a las uniones químicas entre los átomos).

• Energía térmica (relacionada con el calor y la temperatura).

En el diagrama que sigue hemos organizado estas formas de energía.

 

Las formas de energía que hemos tratado.