La energía química se almacena en los enlaces de un compuesto químico que conecta los átomos con otros átomos, similar a lo que ocurre dentro de otras moléculas. Cuando ocurre una reacción química para liberar esos enlaces, entonces la energía escapa de su contención. En la mayoría de las circunstancias, esta actividad se transforma en una sustancia completamente nueva como resultado. Por definición, esto lo convierte en una forma de energía potencial.
El calor es el subproducto principal de una liberación de energía química, lo que también significa que se convierte en una reacción exotérmica. Es el tipo de energía más utilizado en el mundo actual y es fundamental para la existencia del mundo natural y la vida humana tal como la conocemos.
Hay varias formas de ver la energía química en acción todos los días. Cuando tienes algo para comer, los enlaces entre los átomos se rompen y se aflojan durante el proceso digestivo. Se fabrican nuevos compuestos para que el cuerpo tenga los nutrientes que necesita, la temperatura corporal se mantenga regulada y los niños puedan crecer. También puede encontrar energía química en la madera, el carbón, la biomasa e incluso las bolsas de aire de un vehículo.
La energía química también nos proporciona varias ventajas y desventajas más a considerar.
Lista de las ventajas de la energía química
1. La energía química se puede convertir en energía eléctrica.
Cuando hay una fuerza de combustión en una planta de energía, es la energía potencial de la reacción química la que nos da el combustible necesario para generar electricidad. Las centrales eléctricas de carbón son el tipo de conversión más común que podemos ver con esta ventaja, pero es posible con gas natural, biomasa y madera. Siempre que haya presencia de energía química almacenada en la sustancia, la reacción química puede convertirla en algo diferente y podemos usar lo que se libera para necesidades específicas.
2. Las plantas tienen la energía para crecer debido a la energía química.
Cuando la luz solar incide en nuestro planeta, nos proporciona altos niveles de energía luminosa. Si pudiéramos capturarlo todo en un solo día, entonces tendríamos suficiente energía para reemplazar todas las plantas de energía del mundo durante un año entero, ¡eso es mucha energía! Las plantas aman la luz del sol porque les da la oportunidad de iniciar el proceso de fotosíntesis. A medida que se “inhala” el dióxido de carbono, las raíces, el agua y los minerales del suelo se combinan con la luz para transformar el gas en oxígeno. La glucosa también se produce a partir de este proceso. Sin cualquiera de estos factores, no tendríamos vida en este planeta como lo conocemos.
3. Está disponible en gran abundancia en todo el mundo.
Este recurso energético es una de las perspectivas de poder más abundantes que podemos obtener en este momento. Casi cualquier tipo de sustancia natural proporciona el potencial de producir energía química que luego podemos utilizar de diversas formas.
Muchos de nosotros usamos este tipo de energía todos los días sin siquiera darnos cuenta. Si enciende su chimenea de gas o enciende una fogata, está aprovechando los procesos que producen energía química. Incluso leer este contenido en su PC, teléfono inteligente o tableta aprovecha esta reacción.
4. La energía química es fácil de consumir.
Al comparar la energía química con cualquier otra fuente, esta opción es la más fácil de quemar para que pueda liberar todo su potencial. Eso significa que tenemos energía instantánea para usar en cualquier forma de calor. Siempre que haya alguna forma de encender la fuente para que los enlaces puedan romperse, el contenido de oxígeno en la atmósfera alrededor del artículo proporcionará lo necesario para la vida. Debido a que es un proceso tan simple de seguir que cualquiera puede crear, es uno de los recursos energéticos más rentables que utilizamos todos los días.
5. Podemos almacenar energía química para poder utilizarla en el futuro.
Usamos diferentes niveles de energía química cada día para satisfacer necesidades específicas. Hay ocasiones en las que no es necesario utilizarlo todo a la vez, lo que significa que podemos acumular nuestros recursos para el futuro. El carbón puede durar décadas si se lo cuida adecuadamente después de la extracción y el procesamiento. Puede apilar leña en el patio trasero para usarla durante todo el invierno. Incluso cuando coloca alimentos en el refrigerador, está aprovechando este beneficio porque puede comer algo más tarde cuando sienta hambre.
6. Ofrece una alta eficiencia de combustión.
Podemos someter los artículos a un proceso de refinamiento para aumentar la cantidad de energía química disponible en algunos artículos. Los combustibles de alto octanaje, el combustible para cohetes y productos similares fomentan una liberación más fuerte y rápida durante el proceso de combustión para que se pueda utilizar más energía de inmediato. Este beneficio nos permite hacer que los vehículos conduzcan más rápido, vuelen más alto o se ocupen de tareas específicas en el hogar con facilidad, como cortar el césped.
Algunos elementos proporcionan una mejor tasa de eficiencia para la energía química que otros. Esa es la razón principal por la que seguimos utilizando productos de petróleo crudo sobre los productos naturales en otras categorías. Cuando hay suficiente oxígeno disponible, la cantidad de energía recibida puede ayudarnos a atender varias necesidades sin una inversión significativa.
7. Podemos dirigir la energía química hacia usos específicos.
Tenemos el poder de dirigir la energía química hacia resultados excelentes o malos basados en las decisiones que todos tomamos todos los días. Cuando ponemos demasiado dióxido de carbono en nuestra atmósfera quemando gas natural, petróleo y carbón, el gas se esparce por el mundo como una manta. Es uno de los principales gases que absorbe la radiación infrarroja, que es la mayor parte de lo que proporciona el calor solar. Nuestro uso de clorofluorocarbonos y halones creó problemas de agotamiento de la capa de ozono.
Cuando somos responsables con la energía química, nuestras necesidades pueden satisfacerse eficazmente con una inversión mínima. Si somos irresponsables con nuestras elecciones, los resultados pueden resultar desastrosos.
8. La energía química nos proporciona un recurso energético eficiente.
Otra ventaja a considerar con la energía química es la gratificación instantánea que proporciona. Podemos dirigir este proceso hacia cualesquiera que sean nuestras necesidades inmediatas en un momento dado. Si tiene frío, puede encender un fuego para calentar su cuerpo. Cuando tenga hambre, puede encender una estufa para comenzar a cocinar los alimentos. Debido a que el oxígeno es un ingrediente principal en la reacción que libera la energía de sus enlaces, también tenemos el poder de controlar la intensidad del resultado final.
9. Es la base de casi todas las actividades económicas.
Los ciclos de la energía química nos brindan oportunidades económicas que respaldan nuestro estilo de vida actual. Este viaje comienza con el agricultor, quien decide cultivar productos que podemos usar como combustible o alimento. Sus ingresos pueden pagar a otras empresas que apoyan sus actividades, como una fábrica de piensos. Los mineros y perforadores acceden a materias primas para que las usemos en una variedad de necesidades, ayudándonos a generar electricidad o los hidrocarburos necesarios para fabricar cualquier cosa, desde jabón hasta gasolina.
Incluso las tiendas de comestibles son parte de este ciclo porque brindan acceso a los productos alimenticios que las personas necesitan para crear sus propias reacciones energéticas químicas internas. Si podemos enfocarnos en acciones eficientes en cada proceso, entonces es posible maximizar las actividades económicas.
10. Podemos convertir la energía química en un recurso sostenible.
La energía química es responsable del crecimiento de elementos como el bambú o la caña de azúcar que podemos utilizar para fabricar combustibles ecológicos y otros productos diversos. Podemos convertir los hidrocarburos en paneles fotovoltaicos que cosechen la energía solar que sentimos todos los días. Incluso las granjas de algas aprovechan este principio científico mientras investigan el futuro del combustible para que podamos alejarnos de los elementos que contribuyen al efecto de calentamiento global de nuestro planeta. Cuando nos enfocamos en esta ventaja, es posible que algunos productos reciban de 3 a 4 cosechas cada año en las mismas tierras de cultivo.
11. También podemos almacenar la energía liberada por la reacción química.
Si ahorra leña, entonces está ahorrando energía química para un momento posterior cuando necesite calentarse, o hacer s’mores. Cuando su iPhone decide ejecutar una carga completa en 30 minutos por alguna razón, conectar su cargador también le permitirá almacenar la energía liberada a través del proceso químico. La energía puede liberarse inmediatamente una vez que se rompen sus enlaces, pero tenemos la capacidad de mantenerla almacenada para su uso posterior en una variedad de formas. Aunque existe una eventual degradación en la cantidad que guardamos, sigue siendo una forma eficaz de almacenar más de 100 MW de energía utilizando las tecnologías actuales.
Lista de las desventajas de la energía química
1. La forma principal de obtener energía química es mediante un proceso de combustión.
Hay varios beneficios a considerar con la energía química, pero también hay un precio que pagamos para tener acceso a ella en primer lugar. Casi todas las formas requieren algún tipo de combustión para que sea utilizable. Si bien comer alimentos es una excepción a esta desventaja, es fundamental recordar que existe una reacción igual y opuesta a cada esfuerzo comburente que realizamos para acceder a este recurso. Los artículos pueden transformarse en un producto completamente nuevo, pero todos son consumibles. Podríamos obtener calor del carbón, pero no podemos seguir usando los mismos ladrillos repetidamente para seguir obteniendo electricidad.
2. La energía química puede ser dañina para el medio ambiente.
Cuando los elementos naturales pasan por el proceso de combustión para liberar energía, normalmente se libera un gas de efecto invernadero del proceso. El dióxido de carbono es el elemento contaminante más común que vemos con esta desventaja, pero también puede involucrar metano, varios óxidos y partículas. Incluso si usamos tecnologías de captura limpia para limitar la cantidad de gases potencialmente dañinos que van a la atmósfera, no es una energía 100% limpia. Incluso la creación de paneles fotovoltaicos crea una deuda atmosférica que solo podemos esperar saldar algún día.
Algunos artículos son más limpios que otros con este punto clave, como el gas natural frente al carbón. Puede haber una clara diferencia entre los dos, pero ambos aún liberan contaminantes.
3. Es imposible reemplazar un recurso energético químico gastado.
Nuestro mundo consume miles de millones de barriles de petróleo crudo todos los días para fabricar combustibles, productos de consumo, plásticos y más. También consumimos gas natural por billones de metros cúbicos. Las selvas tropicales se comercializan como una forma de crear más tierra para el trabajo agrícola. Aunque algunos de los elementos naturales se pueden replantar para hacer algo nuevo, como un árbol, muchos de nuestros recursos de energía química no son reemplazables. Una vez que consume la energía química a través de su proceso de transformación, es necesario utilizar más para seguir obteniendo los resultados deseados.
4. La energía química no siempre es la opción más barata.
Aunque existen numerosos recursos de energía química que son rentables de usar, hay varios más que requieren una inversión económica significativa para su creación. No saca gasolina del suelo cuando quiere conducir a algún lugar, ¿verdad? El petróleo crudo primero debe salir de su pozo. Luego, una tubería, camión cisterna u otro método de transporte transporta el producto a una refinería. Es allí donde los hidrocarburos pueden convertirse en un combustible utilizable, que luego se transporta a una estación de entrega para que usted pueda adquirirlo.
Cuando hay un alto nivel de refinamiento, que requiere múltiples reacciones de energía química para crear un producto final, entonces son los segmentos más ricos de la sociedad los que se benefician de sus ventajas.
5. Existen limitaciones en la cantidad de energía química que crea una reacción.
Una de las razones por las que construimos centrales eléctricas en torno a un elemento como el uranio enriquecido es el hecho de que ofrece una liberación de energía química 20.000 veces mayor que otras formas de energía. Una vez que lo consume, debe haber más disponible para continuar teniendo acceso al nivel de energía deseado. Según la Asociación Nuclear Mundial, Kazajstán es el principal productor a partir de las cifras de 2016, ofreciendo 23.800 toneladas al mundo. Canadá ocupó el segundo lugar con 13.325 toneladas, mientras que Australia ocupó el tercer lugar con 5.672 toneladas. Estados Unidos terminó noveno ese año con 1.256 toneladas.
Podemos encontrar energía química en casi cualquier producto natural. Lo que no siempre descubrimos es un producto eficiente con altos niveles de capacidad.
6. Puede usarse para propósitos inapropiados.
La energía química se puede utilizar para dañar a otros con la misma facilidad con la que se puede utilizar para crear resultados positivos. Desde los venenos utilizados en la población civil en Siria hasta los ataques terroristas que ocurren en todo el mundo, las personas pueden usar este recurso como arma. Podemos ser intencionales con esta desventaja, como lo fue Estados Unidos con las bombas atómicas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki en la década de 1940. También puede deberse a un accidente, como vimos con el desastre de Chernobyl.
Los desastres naturales también pueden convertirse en la base de los problemas de energía química, que es un problema que vimos en Fukushima después de que un maremoto provocara la fusión de un reactor. Tenemos el poder de salvar nuestro planeta con esta opción, pero también tenemos la capacidad de destruirlo.
7. La energía química puede dejar residuos tóxicos.
Una de las desventajas más importantes de la energía química es que existen varios subproductos que se liberan al medio ambiente al consumirse. Varios recursos pueden liberar radiación durante el proceso de liberación. Cualquier subproducto no utilizado que quede en segundo plano también puede ser dañino.
Contamos con tecnologías que regulan los niveles de exposición a las acciones potencialmente dañinas de algunos tipos de energía química. Ese conocimiento no reduce las incertidumbres que podamos encontrar. La enfermedad del pulmón negro es un problema continuo para los mineros del carbón. En los últimos 50 años se han producido más de una docena de accidentes nucleares. Incluso un incendio forestal puede generar consecuencias devastadoras para las comunidades.
8. Podría haber consecuencias a largo plazo de las que no somos conscientes.
Ha habido muchas ventajas a lo largo de los siglos, ya que hemos trabajado para comprender todos los beneficios de la energía química. Hemos creado vacunas, eliminado enfermedades, hecho que la electricidad sea asequible y cultivamos suficientes alimentos para que todos en el mundo tengan su recuento mínimo de calorías todos los días. También estamos acidificando nuestros océanos, creando contaminación microplástica y agregando altos niveles de dióxido de carbono a la atmósfera. Si les preguntaras a los fundadores de la Revolución Industrial dónde estaría el mundo en 100 años, lo que tenemos hoy no habría estado en su visión. Debemos tener en cuenta esa perspectiva al preparar nuestro mundo para las generaciones futuras.
Veredicto de las ventajas y desventajas de la energía química
La energía química nos permite gestionar las necesidades de la vida de forma eficaz sin una inversión significativa en la mayoría de las circunstancias. Podemos acceder a él fácilmente siempre que haya una necesidad específica, como tener hambre, frío o cansancio.
También se puede usar para dañar a otros. Esta energía puede ayudarnos a producir cultivos o puede usarse para crear un arma de destrucción masiva.
Las ventajas y desventajas de la energía química nos muestran que es nuestra responsabilidad ser los cuidadores de nuestro planeta, nuestras familias y nuestras vidas. Cuando podemos concentrarnos en los beneficios de esta versión, es más fácil trabajar por el bien mutuo de todos.
