L'energia

1. Concepte d’energia

L’home, des de la seva existència, ha necessitat l’energia per a sobreviure. Però, què és exactament l’energia, què la fa ser tan important? L’energia és la capacitat dels cossos per a produir canvis en ells mateixos o en altres cossos. És a dir, és la capacitat de fer funcionar les coses. L’unitat de mesura per a poder-la quantificar s’anomena Joule (J).

2. Tipus d’energia

L’energia es manifesta de diferents maneres i en funció d’això rep noms diversos segons les accions i els canvis que genera. Així, trobem els diferents tipus d’energia següents:

• Energia interna. Es manifesta a partir de la temperatura. Com més calent està un cos, més energia tindrà.

• Energia elèctrica. Té a veure amb el corrent elèctric. És a dir, un circuit en el qual cada extrem té una potència diferent.

• Energia tèrmica. S’associa amb la quantitat d’energia que passa d’un cos calent a un altre de més fred i es manifesta per mitjà de la calor.

• Energia electromagnètica. Les radiacions que provoca el Sol són un exemple d’ones electromagnètiques, i es manifesten, per tant, en forma de llum, de radiació infraroja o per ones de ràdio.  

• Energia química. Es manifesta per mitjà de determinades reaccions químiques.

• Energia nuclear. Es produeixen quan els nuclis dels àtoms es trenquen (fissió) o s'uneixen (fusió).

Com podeu veure, les formes d’energia esmentades fins ara semblen molt diferents, però, en realitat, totes es poden englobar dins de dues formes de manifestació energètica:

• Energia cinètica. És l’energia que es manifesta quan els cossos es mouen. És a dir, és l’energia associada a la velocitat de cada cos. Es calcula amb la fórmula E _c= ½ m • v ²

• Energia potencial. És un tipus d’energia que fa referència a la posició que ocupa una massa en l’espai. La seva fórmula és  E _p = m • g • h.

3. Propietats de l’energia

L’energia té quatre propietats bàsiques. Així, cal tenir en compte que l’ energia:

• Es transforma. L’energia no es crea, sinó que es transforma, i és durant la transformació que es posen de manifest les diferents formes d’energia.

• Es conserva. Al final de qualsevol procés de transformació energètica mai no hi pot haver més o menys energia que la que hi havia al començament, sinó que sempre se’n manté la mateixa quantitat.

• Es transfereix. L’energia passa d’un cos a l’altre en forma de calor, ones o treball.

• Es degrada. Només una part de l’energia transformada és capaç de produir treball i l’altra es perd en forma de calor o soroll.

4. Transferència d’energia   

Hi ha tres maneres de transferir energia d’un cos a un altre a través de:

a) El treball

Quan es fa un treball es passa energia a un cos que canvia d’una posició a una altra. Per exemple, si a casa fas servir un eixugacabells, estàs transformant l’energia en calor, soroll i moviment.

b) Les ones

Un exemple és l’energia solar. Aquesta energia corre invisible per l’espai, però quan entra en contacte amb l’atmosfera terrestre ja la podem veure amb els nostres propis ulls: és el que anomenem llum.

c) La calor

És un tipus d’energia que es manifesta quan es transfereix energia d’un cos calent a un altre de més fred. Malgrat tot, aquesta energia no sempre viatja de la mateixa manera, sinó que podem distingir tres formes:

• Conducció. Quan s’escalfa l’extrem d’un material, les seves partícules vibren i xoquen amb les partícules que hi ha al costat i els transmeten una part de la seva energia.

• Radiació. La calor es propaga a través d’ones de radiació infraroja (ones que es propaguen a través del buit i a la velocitat de la llum).

• Convecció. Només és pròpia de fluids (líquids o gasosos) en moviment.

5. Les fonts d’energia

Per a obtenir energia s’ha de partir d’algun cos o matèria que en tingui emmagatzemada. Aquests cossos se’ls coneix com a “fonts d’energia”. Les quantitats disponibles d’ aquestes fonts són el que anomenem i coneixem com a “recursos energètics”. Existeixen de diversos que es poden classificar de la manera següent:

a) Segons la disponibilitat

• Energies renovables. Són les que són inexhauribles ja que es produeixen de forma contínua. Estan causades per fenòmens físics de gran envergadura. Es consideren energies renovables l’energia solar, la hidràulica, l’eòlica, la biomassa i l’oceànica.

• Energies no renovables. Són les que existeixen de forma limitada a la naturalesa i que s’exhaureixen a mesura que es fan servir. Les més comunes són el carbó, el petroli, el gas natural i l’urani.

b) Segons com es fan servir:

• Energies primàries. S’obtenen directament de la naturalesa, com el carbó, el petroli, el gas natural, l’urani natural, l’energia hidràulica, l’energia eòlica, la solar o la biomassa. Són les que no han estat sotmeses a cap procés de transformació.

• Energies secundàries. Anomenades també finals, s’obtenen a partir de les primeres mitjançant processos de transformació d’energia. És el cas de l’electricitat.

• Energies útils. Són les que realment adquireix el consumidor a través dels aparells que fa servir. En són exemples l’energia química, la mecànica, la calorífica, etc. 

6. Situació de les reserves energètiques a nivell mundial

Cal destacar que, encara que els recursos energètics són abundants al món, les reserves d’a quests recursos són escasses i molt variables geogràficament. Així, coneixem les reserves següents:

Reserves mundials de carbó

La importància del carbó ha anat disminuint des de començament del segle XX  i es fa servir principalment per a produir electricitat.

Reserves mundials de petroli

El petroli és la font d’energia primària més utilitzada des de la segona meitat del segle XX. Actualment representa encara un % elevat del consum energètic mundial com a conseqüència de l’ús que se’n fa en el sector del transport i la indústria petroquímica. Les reserves d’aquest recurs energètic estan concentrades geogràficament. Dues de las terceres partes se situen a l’Orient Mitjà.

Reserves mundials de gas natural

Els darrers anys, els consum de gas natural ha experimentat un gran creixement, sobretot pel seu poder de produir calor i perquè la seva utilització representa un menor impacte ambiental per al planeta. Els principals països productors de gas natural són Rússia, els Estats Units i Canadà, seguits del Regne Unit, Algèria, Indonèsia i Holanda, amb una producció menor.

Reserves mundials d’urani

Les reserves mundials d’urani metall estan distribuïdes geogràficament d’una manera molt desigual: Austràlia, Kazakhstan, Canadà, Sud-àfrica... Cal destacar que Espanya és el segon país europeu en la importació d’urani, després de França.

Recursos hidroelèctrics i altres energies renovables

L’energia hidràulica és l’energia renovable que té més importància pel que fa a l’a bastament energètic mundial. Segons l’Agència Internacional de l’Energia* la seva aportació ha crescut fins a representar un % proper al 10% del consum energètic total. Tot i així, no hem d’oblidar que les altres energies renovables assoleixen progressivament més protagonisme, sobretot l’energia eòlica.

7. Hi ha falta d'energia al món?

Tenint en compte les xifres dels recursos existents, podem dir que la humanitat disposa de recursos energètics prou abundants. Ara bé, hem de tenir en compte, però, que aquesta previsió canvia si analitzem separadament cada una de les fonts d’energia explicades a l’apartat anterior. D’una banda, les reserves de carbó són abundants, mentre que les d’ hidrocarburs són menors, sobretot les de petroli, que ha estat, des de fa més de dos-cents anys, l’e nergia primària més utilitzada.

El gas natural és l’energia amb més futur per als pròxims anys, la que ha registrat un creixement més significatiu els darrers anys, i representa el 24% de les energies primàries més utilitzades al món. Amb aquests índexs de creixement es preveu que el consum de gas natural s’i guali al consum de petroli en un termini de vint-i-cinc anys. Es preveu que el petroli serà substituït pel gas natural en la producció d’energia elèctrica i en els usos tèrmics, tant industrials como domèstics, per bé que el petroli continuarà essent la font d’energia principal del transport terrestre, marítim i aeri fins que el transport elèctric acabi consolidant-se.

En conclusió, es pot afirmar que el nostre planeta disposa de prou recursos energètics per a continuar fent front al consum actual, encara que els governs hauran de prendre mesures per a poder aconseguir-ne una eficiència més gran, una major innovació tecnològica i un desenvolupament de les energies renovables superior a l’actual.

* AIE (Agència Internacional de l’Energia). És una organització intergovernamental que té com a missió garantir la seguretat del subministrament de l’energia, el creixement econòmic i la sostenibilitat ambiental a través de la cooperació de la política energètica.