"Mucha luz es como mucha sombra, no deja ver nada" Octavio Paz
En los inicios de la carrera espacial entre los Estados Unidos y la antigua Unión Soviética, los astronautas descubrieron que los bolígrafos que usaban no funcionaban en ingravidez.
Para solventar este problema, la NASA decidió invertir una gran cantidad de dinero para desarrollar un bolígrafo presurizado capaz de funcionar con gravedad cero, escribir en cualquier posición y dentro de un amplio rango de temperaturas. Por contra, la RKA (Agencia Espacial Rusa) decidió solventar el asunto empleando...lápices.
En realidad, tal y como está explicada esta historia, no es más que una leyenda urbana. Ciertamente el problema existía, pero fue el industrial y fabricante de bolígrafos Paul Fischer quien viendo un nicho de mercado, desarrolló y patentó de manera independiente y sin financiación gubernamental el Fischer Space Pen para posteriormente pedir a la NASA que lo probase. Fruto del éxito, tanto norteamericanos como rusos compraron el producto.
 |
| AG7 Astronaut Space Pen. Fuente:Wikipedia |
La citada leyenda urbana nos viene bien para explicar la diferencia entre dos conceptos que en muchos casos se confunden: la eficacia y la eficiencia. La eficacia es la capacidad de conseguir un resultado determinado, la consecución de una meta u objetivo con la utilización durante el proceso de todos los recursos disponibles, mientras que la eficiencia es la relación entre los recursos utilizados y el fin conseguido.
Continuamente se está hablando de ahorrar energía. De acuerdo al primer principio de la Termodinámica, en un sistema cerrado la cantidad total de energía no varía. Pero esta ley universal no nos cuenta todos los detalles. La energía total se conserva, pero en su proceso de transformación algunas formas son más útiles que otras. Es aquí donde nace el concepto de entropía en el que se basa el segundo principio. La posibilidad o imposibilidad de conseguir energía que esté en condiciones de ser aplicada.
Definamos dos magnitudes termodinámicas importantes. Si disponemos de una fuente energética dada, no toda la energía disponible la podemos convertir en trabajo o energía útil. La parte que podemos transformar en trabajo se denomina exergía, mientras que la parte del sistema que no puede emplearse en producir trabajo es la entropía.
Pensemos en el simple ejemplo de un vaso de agua en el que introducimos un cubito de hielo. El calor fluirá desde el cuerpo más caliente, el agua, al cuerpo frío, el hielo, produciéndose la descongelación del cubito hasta conseguir un equilibrio térmico . Una vez alcanzado este momento el proceso no se invertirá. Cuando los dos cuerpos se hayan a la misma temperatura, el calor ya no fluye de uno a otro. Por tanto, los procesos que ocurren en la naturaleza son irreversibles. Un proceso reversible sería aquel que permitiera volver al mismo estado inicial, por lo que se trata de un ideal, pero se pueden crear las condiciones experimentales para aproximarnos a él.
El estudio de los rendimientos de las máquinas térmicas fue el origen del segundo principio de la Termodinámica. De acuerdo con sus enunciados, es imposible que una máquina que trabaje entre dos focos térmicos tenga un rendimiento del 100%.
Definamos dos magnitudes termodinámicas importantes. Si disponemos de una fuente energética dada, no toda la energía disponible la podemos convertir en trabajo o energía útil. La parte que podemos transformar en trabajo se denomina exergía, mientras que la parte del sistema que no puede emplearse en producir trabajo es la entropía.
 |
| Entropía y Exergía. Fuente:theoilcrash |
Pensemos en el simple ejemplo de un vaso de agua en el que introducimos un cubito de hielo. El calor fluirá desde el cuerpo más caliente, el agua, al cuerpo frío, el hielo, produciéndose la descongelación del cubito hasta conseguir un equilibrio térmico . Una vez alcanzado este momento el proceso no se invertirá. Cuando los dos cuerpos se hayan a la misma temperatura, el calor ya no fluye de uno a otro. Por tanto, los procesos que ocurren en la naturaleza son irreversibles. Un proceso reversible sería aquel que permitiera volver al mismo estado inicial, por lo que se trata de un ideal, pero se pueden crear las condiciones experimentales para aproximarnos a él.
El estudio de los rendimientos de las máquinas térmicas fue el origen del segundo principio de la Termodinámica. De acuerdo con sus enunciados, es imposible que una máquina que trabaje entre dos focos térmicos tenga un rendimiento del 100%.
 |
| Segundo principio de Termodinámica para máquinas térmicas. Fuente:biopsychology.org |
Entonces, ¿cómo podemos saber cuál es el rendimiento máximo que podemos obtener de una máquina térmica?. La manera adecuada es poder realizar comparaciones con una muestra que consideramos como perfecta. El ingeniero francés Sadi Carnot preocupado por mejorar el rendimiento de las máquinas de vapor de su época, describió una máquina reversible ideal, y dedujo que ninguna máquina térmica que trabaje entre dos focos térmicos dados, puede tener un rendimiento mayor que ésta. La máquina de Carnot debe trabajar en condiciones reversibles, es decir, libre de rozamientos, fuerzas viscosas, sin conducción de calor debido a una diferencia de temperaturas finita y ser un proceso cuasiestático, que se encuentre en estado de equilibrio o infinitesimalmente cerca de éste.
La eficacia energética sería la aproximación que tiene un proceso termodinámico de aproximarse al objetivo, que es la máquina ideal de Carnot, mientras que la eficiencia energética define el rendimiento térmico, que es la relación entre la eficacia real de la máquina y la eficacia teórica máxima que se puede esperar de ella.
Explicado de otro modo, la eficacia hace enfásis en los resultados y la eficiencia en los medios. Lógicamente lo ideal es la efectividad, ser eficaz y eficiente en el mismo proceso, ya que se uniría la consecución del objetivo con la utilización del mínimo de recursos.
Ante la disminución de los recursos de los que se alimenta la mayor parte de la energía primaria se nos plantea una disyuntiva. ¿Podemos continuar buscando la eficacia de los procesos sin tener en cuenta la eficiencia?. Está claro que no, por lo que cada vez más se emplea el concepto de la eficiencia energética como método de optimización del consumo y ahorro de energía.
Sólo se logrará un verdadero resultado con la implementación de la eficiencia energética, si previamente se determinan con sentido los objetivos a conseguir. Se ha de tener en cuenta el efecto rebote o paradoja de Jevons, en alusión a su descubridor el economista William Stanley Jevons, que observó que a medida que la eficiencia de las máquinas de vapor aumentaba con la introducción de nuevas tecnologías, el consumo instantáneo del recurso disminuyó, pero incrementó el uso del modelo debido precisamente a la reducción del coste en la producción, lo que finalmente generó un aumento del consumo del carbón.
Los continuos avances tecnológicos han permitido maximizar la obtención de energía utilizable. Pero no podemos obviar que los procesos naturales al ser irreversibles, evolucionan en un único sentido, el sistema más su entorno se desplazan hacia un estado menos ordenado, por tanto la entropía del universo nunca disminuye. El transcurso del tiempo y el funcionamiento de cualquier sistema tiende a desestructurarse generando una cantidad de energía inutilizable para realizar trabajo. El universo busca su punto de equilibrio, su máxima ordenación, en la que ya no pueden haber cambios físicos ni químicos, ni se puede desarrollar ningún trabajo. El punto en el cual la entropía es máxima.
Las sociedades son los únicos sistemas capaces de mostrar oposición a esa tendencia de degradación, pero sólo es posible con un aporte de energía suficiente y la estructura que permita utilizarla. Necesitamos consumir y degradar energía continuamente; energía que transformamos en trabajo; trabajo que empleamos en crecer, evolucionar y obtener más energía para volver a iniciar el bucle.
Frente a la actual escasez de energía, hemos de optimizar su uso para reducir las pérdidas y ralentizar la entropía, no nos podemos permitir seguir matando moscas a cañonazos.
La eficacia energética sería la aproximación que tiene un proceso termodinámico de aproximarse al objetivo, que es la máquina ideal de Carnot, mientras que la eficiencia energética define el rendimiento térmico, que es la relación entre la eficacia real de la máquina y la eficacia teórica máxima que se puede esperar de ella.
Explicado de otro modo, la eficacia hace enfásis en los resultados y la eficiencia en los medios. Lógicamente lo ideal es la efectividad, ser eficaz y eficiente en el mismo proceso, ya que se uniría la consecución del objetivo con la utilización del mínimo de recursos.
Ante la disminución de los recursos de los que se alimenta la mayor parte de la energía primaria se nos plantea una disyuntiva. ¿Podemos continuar buscando la eficacia de los procesos sin tener en cuenta la eficiencia?. Está claro que no, por lo que cada vez más se emplea el concepto de la eficiencia energética como método de optimización del consumo y ahorro de energía.
Sólo se logrará un verdadero resultado con la implementación de la eficiencia energética, si previamente se determinan con sentido los objetivos a conseguir. Se ha de tener en cuenta el efecto rebote o paradoja de Jevons, en alusión a su descubridor el economista William Stanley Jevons, que observó que a medida que la eficiencia de las máquinas de vapor aumentaba con la introducción de nuevas tecnologías, el consumo instantáneo del recurso disminuyó, pero incrementó el uso del modelo debido precisamente a la reducción del coste en la producción, lo que finalmente generó un aumento del consumo del carbón.
 |
| Paradoja de Jevons. Fuente:elmundoenelquevivo |
Los continuos avances tecnológicos han permitido maximizar la obtención de energía utilizable. Pero no podemos obviar que los procesos naturales al ser irreversibles, evolucionan en un único sentido, el sistema más su entorno se desplazan hacia un estado menos ordenado, por tanto la entropía del universo nunca disminuye. El transcurso del tiempo y el funcionamiento de cualquier sistema tiende a desestructurarse generando una cantidad de energía inutilizable para realizar trabajo. El universo busca su punto de equilibrio, su máxima ordenación, en la que ya no pueden haber cambios físicos ni químicos, ni se puede desarrollar ningún trabajo. El punto en el cual la entropía es máxima.
Las sociedades son los únicos sistemas capaces de mostrar oposición a esa tendencia de degradación, pero sólo es posible con un aporte de energía suficiente y la estructura que permita utilizarla. Necesitamos consumir y degradar energía continuamente; energía que transformamos en trabajo; trabajo que empleamos en crecer, evolucionar y obtener más energía para volver a iniciar el bucle.
Frente a la actual escasez de energía, hemos de optimizar su uso para reducir las pérdidas y ralentizar la entropía, no nos podemos permitir seguir matando moscas a cañonazos.
 |
| Eficacia Vs Eficiencia. Fuente:asprotech.es |
No hay comentarios:
Publicar un comentario