HISTORIA DE LA ENERGETICA

Historia del sistema energético

Al principio, el hombre robó el fuego, quizá prendido por un rayo. Después, supo hacer brotar una chispa de dos piedras, golpeadas una contra otra y, más tarde, de dos palitos frotados uno contra otro. Fue uno de los primeros convertidores inventados por el hombre, transformando un movimiento en calor.

Agua, carbón, petróleo, los recursos energéticos abundan en la naturaleza. Pero hay que saber captarlos o extraerlos, almacenar y transportar la energía producida y, sobre todo, convertirla.

La historia de las sociedades puede leerse como la de su control de la energía. Cada una de ellas construye un sistema energético que le es propio, estrechamente dependiente de las particularidades del medio natural, de los conocimientos científicos y técnicos, y de la estructura social, económica, jurídica y política.

Con la revolución industrial y la ampliación de los intercambios, los sistemas energéticos cambian poco a poco de escala para afectar, finalmente, a todo el planeta.

La energética es el estudio científico de las transformaciones durante el flujo y almacenamiento de energía. La energía fluye a todas las escalas, desde el nivel cuántico hasta la biosfera y el espacio exterior, en consecuencia la energética es una disciplina muy amplia, que toma parte de, entre otras, la termodinámica, la química, la biología, la bioquímica y la ecología. Es objeto de debate continuo el tema de los límites entre las distintas disciplinas: dónde termina y empieza a ser energética. Por ejemplo, Lehninger (1973, p. 21) sostiene que, considerando que la termodinámica se enfrenta a intercambios de energía de cualquier tipo, debe ser llamada energética.

En general, la energética se interesa en la búsqueda de los principios que describan de forma precisa las transformaciones de la energía - tanto útil como de pérdidas - durante su flujo y almacenamiento.

Por principios debe entenderse en este contexto todo aquel fenómeno que es invariable en el tiempo y que es observado de forma idéntica por diferentes observadores. Un fenómeno que cumple con éstos requisitos es llamado principio o ley fundamental de la rama de la ciencia a la que se refiere. Por supuesto, para que un fenómeno sea considerado una ley fundamental, debe contar con el acuerdo de la mayoría de la comunidad científica.

En definitiva, el objetivo último de la energética es por tanto la descripción de las leyes fundamentales. Filósofos de la ciencia como Reiser (Reiser 1926, p.432) han postulado que las leyes de la termodinámica pueden ser consideradas leyes de la energética. Tomando en cosideración este postulado, la energética tendría por objetivo la obtención de predicciones fiables sobre las transformaciones durante el flujo y almacenamiento de energía a cualquier escala, desde lo nano a lo macro.

La historia de la energética resulta controvertida. Algunos autores mantienen que los orígenes de la energética pueden remontarse a los primeros estudios al respecto en la antigua grecia, mientras que la formalización matemática comenzó con los trabajos de Leibniz. Richard de Villamil en 1928 dice que fue Rankine quien formuló la ciencia de la energética en su Outlines of the Science of Energetics publicado en las actas de la Asociación Filosófica de Glasgow en 1855.

Nombres destacados son W. Ostwald y E. Mach que continuaron desarrollando el estudio de la energética, llegando a finales del S.XVIII a la conclusión de que las teorías propuestas eran incompatibles con el modelo atómico propuesto por Boltzmann unos años antes para su teoría de los gases. En 1920, Alfred Lotka, en un intento de unir el modelo atómico de Boltzmann con la energética y la teoría de la evolución, escribió que el principio de selección natural postulado por la teoría evolutiva era tal que favorecía la maximización de la transformación del flujo de energía útil. Este postulado influyó enormemente en los trabajos sobre energética de años posteriores, especialmente en el trabajo de Howard Thomas Odum. De Villamil, en un intento por clarificar el alcance de la ciencia de la energética con respecto a otras ramas de la física, dividió la mecánica en dos ramas:

Energética; la ciencia de la energía

Dinámica; la ciencia del momento

Conforme a esta división, la energética según Villamil puede ser caracterizada por ecuaciones escalares, mientras que la dinámica requiere ecuaciones vectoriales. Las dimensiones para la dinámica serán pues espacio, tiempo y masa, mientras que para la energética serán longitud, tiempo y masa. (Villamil 1928, p.9). Esta división está basada en presupuestos fundamentales sobre las propiedades de los cuerpos, expresadas éstas de acuerdo a cómo se responde a las siguientes dos preguntas:

¿Están las partículas rígidamente unidas entre sí?

¿Hay algún mecanismo para parar los cuerpos en movimiento?

Siguiendo a Villamil, la dinámica responderá sí a la primera pregunta y no a la segunda, mientras que la energética responderá no a la primera y sí a la segunda.Por lo tanto, en el sistema de clasificación de Villamil, la dinámica asume que las partículas están rígidamente unidas y no pueden vibrar, en consecuencia deben estar en el cero de temperatura. La conservación del momento es una consecuencia de este punto de vista, sin embargo, sólo puede ser considerada cierta en lógica y no es una representación verdadera de los hechos (Villamil 1928, p.96). Por el contrario, en energética no se asume que las partículas estén rígidamente unidas, por tanto pueden vibrar y en consecuencia estar a una temperatura distinta de cero.

Análisis ecológico de CO2 en un ecosistema.

Howard Thomas Odum es conocido por sus trabajos pioneros en el campo de los ecosistemas ecológicos y por sus provocadoras propuestas de leyes termodinámicas adicionales basadas en su trabajo sobre la teoría general de sistemas.

Como principio general de las transformaciones en el flujo de energía, los principios de la energética incluyen las cuatro leyes de la termodinámica, de las que se busca una descripción rigurosa. Sin embargo, el lugar que deben ocupar las leyes de la termodinámica dentro de los principios de la energética es un asunto controvertido. Si H.T. Odum está en lo cierto, los principios de la energética toman en consideración un orden jerárquico de las formas de energía, con el objetivo de poder medir el concepto de calidad de la energía, y la evolución del universo. Albert Lehninger definió este orden jerárquico como sucesivos estados en el flujo de energía a través del macrocosmos biológico.

Odum propuso tres principios energéticos adicionales

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