energia
iz. Fis. Sistema batek lan bat egiteko edo inguruneari aldaketak eragiteko duen gaitasuna. iz. Sistema batek lan bat egiteko edo inguruneari aldaketak eragiteko duen gaitasuna. Gorputz baten energia kopurua era askotara zehatz daiteke, betiere gertaera zer motatakoa den kontuan hartuta; jouletan neurtzen da. Energia mekanikoa bi eratakoa izaten da: potentziala eta zinetikoa. Energia zinetikoa gorputzaren higiduraren ondorioa da. Energia potentziala, aldiz, gorputzaren edo gorputzaren partikulen kokaeraren araberakoa izaten da. Esate baterako, goratasun jakin batetik erortzen den harriak lurrean jotzean lan bat egin dezake; berebat, lurreratu aurretik harriak energia potentziala du bakarrik, erortze bitartean energia zinetikoan eraldatzen dena grabitate indarra dela medio. v Energia motak. Energia moten arteko bereizkuntza energiaren eragileen edo harekin zerikusia duen gertaeraren araberakoa izaten da, eta hala izen bat edo beste ematen zaio. Adibidez, beroarekin zerikusia duenak energia termikoa du izena; Eguzkitik datorrena eguzki energia; leherkari eta erregaietan pilatzen dena energia kimikoa da, eta energia nuklearra atomoen nukleotan dagoena. v Energia kontzeptuaren nondik norakoa. Galileo, Newton eta Leibnitzen lanetan kontzeptu hori sumatzen bada ere, Herman Ludwig Ferdinan von Helmholtzek adierazi zuen lehenbiziko aldiz energiaren iraupenaren legea 1847ean, gertari fisikoak energia itxuraldaketatzat hartzean, eta hala energia potentziala definitu zuen. Aldi berean, Joulek eta Mayerrek lanaren eta beroaren arteko erlazioa egiaztatu, eta energia mekanikoa eta energia termikoaren arteko baliokidetasuna zehaztu zuten. v Energiaren iraupena eta eraldaketa. Sistema bakartu batean dagoen energia kopurua beti berdina izaten da, nahiz eta barne aldaketarik gertatu. Esate baterako, erregaien energia kimikoa higidura edo energia mekaniko bihurtzen da eztanda motorretan. Hala ere energia kopuru osoa berdina izanda ere, energia erabilgarria gutxitu egiten da, energiaren zati bat, igurtzia dela medio, energia termiko bihurtzen baita. v Energia iturriak. Lurrean den energia iturri ororen sorburu, zuzenean ala zeharka, Eguzkia, Lur barneko beroa (energia geotermikoa), elementu erradioaktiboetako atomoen fisio erreakzioa eta gorputzen erakartze unibertsala (grabitate energia, itsasaldiak) izaten da. Eguzki irradak behar beharrezkoak dira Lurrean landareen eta animalien bizitzako erreakzio biokimikoak ahalbideratuko dituzten ingurumenaren baldintzei eusteko. Hondakin biologiko fosilduek hidrokarburoak eratzen dituzte, gaur egun energia kimiko iturri nagusi direnak, energia elektrikoan, mekanikoan, eta termikoan eraldatzeko. Energia iturri horiek industriaren garapena dela eta agortzeko bidean daudenez energia iturri naturalak aztertzen eta erabiltzen hasiak dira. Nahiz zeharka izan, energia hidraulikoak Eguzkia du sorburu, Eguzki beroa baita uren joan-etorriaren eragile. Ura urtegietan biltzean ur presioa erabil daiteke energia mekanikoa sortzeko turbina hidraulikoen bidez eta energia elektrikoa alternadoreen bidez. Itsasaldietako energia itsasertzetako hestugunetan erabil daiteke, behera-aldietan ura turbinetan zehar igaroaraziz. Haize energiaren erabilera badaezpadakoa da, toki gutxitan baitaude haren erabilpenerako baldintza egokiak. Eguzki energia tenperatura handiak lortzeko erabil daiteke, ispiluen bidez, eguzki labe deiturikoetan, ohiko labeetako tenperatura baino handiagoa behar duten gaiak urtzeko. Energia elektriko bihur daiteke berebat, betiere klima baldintzak egokiak baldin badira. Badira autoak eta hegazkinak eguzki energia bidez dabiltzanak. Uranioaren atomoetako fisioaz sortutako energia nuklearra mundu osoan erabiltzen da energia elektrikoa lortzeko zentral nuklearretan. Horrek badu arriskurik ordea, hala nola gai erradioaktiboak kanpora isurtzeak eta fisioaren ondorengo hondakinen bilketak dakartzatenak. Fusio nuklearrak arazo horien konponbidea ekarriko luke ez baitu hondakinik sortzen, baina fusio mota hori lortzeko behar diren tenperatura handiak direla eta erabilezina da gaur egun. Fisio hotz delakoak eztabaidagai dirau fisikoen artean baina agian beste energia iturri berri ezezagunak lortzeko lehendabiziko urratsa izan daiteke. v Eragin energia. Kim. Atomoak edo molekulak aldakuntza kimikoak izan ditzaketen egoerara eramateko behar den gutxienezko energia kopurua. ■ Energia aurreztea. Etxe eta industrietako erabilerarako energia kopurua gutxitzeko ahalegina, batez ere herrialde garatuetan. ■ Aurrezteko arrazoiak. 1) Arrazoietako bat luzarora erregai fosil ez berriztagarriak agor daitezen eragoztea da. Antzina, gizakiaren erabilerarako energia nahikoa zen. XVIII. mendean, industriaren iraultzarekin harrikatza agertu zen arte, egurra eta egur-ikatza ziren erregai nagusiak. Egun, egurra da oraindik munduan energia iturri guztien % 13, eta gehiena modu desegokian erabiltzen da herrialde garatugabeetan, sukalderako eta etxeak berotzeko: indiar herritar batek europar batek halako bost energia erabiltzen du otordu bat prestatzeko. Ondorioz, egurra erregai gisa desagertzen ari da Afrika eta Asia hego-ekialdean. Europan, Britainia Handian bereziki, askoz lehenago hasi ziren murrizten egur hornidurak: XVIII. mendean. Gaur egungo kontsumoaren mailari eutsiz gero, petrolio eta gas erreserbek 50 urtez iraungo dutela kalkulatzen da, eta ikatzenek 200 bat urtez. Energiaren Mundu Kontseiluaren arabera, 2020. urterako munduko eskariaren % 30 bakarrik bete ahal izango dute energia iturri berriztagarriek, nahiz eta 2100. urterako % 60ra ere irits daitekeen. Kontseiluaren 1993ko txosten batek, energiaren erabilera eraginkorra izateko, Japonia eta Mendebaldeko Europarako % 4-5 proposatzen zuen, erdi mailako herrialdeentzat % 3 eta Estatu Batuentzat % 2 bakarrik. 1980. hamarraldian energia aurrezteko proiektuak bultzatzen hasi ziren Europan. Izan ere, 1973an, Yom Kippur-eko gerraren presioei erantzunez, arabiar petrolio ekoizleek erregai horren prezioa laukoiztu egin zuten eta Europako Elkarteari eta Estatu Batuei hornidura % 5 jaitsi zieten, Israeli laguntza emateari utz ziezaioten presio moduan; 1979 eta 1980an petrolioaren prezioa are gehiago igo zenean, Europako Elkarteak ingelesez CoCoNuke (ikatza, kontserbazioa eta nuklearra) izenez ezagutzen den politika jarri zuen martxan: erregaien kontsumoa jaisteari lehentasuna eman zitzaion. Prezioen igoerak bultzatuta, jendea energia aurrezten eta merkeago erabiltzen hasi zen. 2) Arabiarren kartela desegin eta prezioak jaistean, ordea, beste arrazoi batzuk agertu dira energia aurrezteko, ingurumenaren kutsadura eta, bereziki, Lurraren berotzea. 1896an Svante Arrhenius kimikari suediarrak Lurraren oreka erradioaktiboa karbono dioxidozko geruza babeslearen baitan zegoela adierazi zuen. 150.000 urtez dioxido karbono (CO2) kopuruak ez du ia aldaketarik izan: milioiko 270 zati. Karbono dioxidoak Lurretik ateratzen diren izpi infragorriak harrapatzen ditu. Hori gabe, Lur geruzaren tenperatura 31 gradu hotzagoa litzateke; berotegi efektu natural hori gabe ez legoke gaur bizitzarik, ur guztia izotza izango bailitzateke. Baina 1850. urtetik hona atmosferako karbono dioxidoa milioiko 360 zatira igo da, batez ere gure bizimoduari eusteko behar den ikatz, petrolio eta gas errekuntzaren ondorioz. Europa mendebaldean urtean hiru tona petrolio, gas edo ikatza erretzen da laguneko, eta Estatu Batuetan zortzi tona laguneko. Mundu osoan 8.000 milioi tona petrolio edo beste erregai fosil batzuk kontsumitzen dira urtean, eta 2020. urterako 14.000 milioira iritsiko dela uste da. Igoera horren arazo nagusietako bat garapen bidean dauden herrialdeen eskaria da. Herrialde horietako biztanleriaren hazkundeak ere arazoa larriagotzen du. Nazio Batuen arabera, 2040. urtean 10.000 milioi lagun izango da munduan, horietatik 8.000 milioi garapen bidean dauden herrialdeetakoak. Beren ekonomiak goranzko bidean izango direnez, energia eskaria izugarria izango da. Karbono dioxidoaren igoera erregai fosilak kopuru handietan erretzetik datorrenez, 2030. urtean XIX. mendeko batez bestekoaren bikoitza izango da, eta horrek tenperatura 2 ºC igotzea eta itsas maila 4 cm igotzea ekarriko du, Nazio Batuen Klima Aldaketaren Gobernuarteko Biltzarraren arabera. 1992an 154 herrialdek Nazio Batuen Klima Aldaketarako Hitzarmena sinatu zuten, eta 1994an berretsi. Sinatzaileek mende bukaerarako dioxido karbonoaren isurketa kopuruari 1990eko kopuruan eutsiko ziotela agindu zuten, baina Nazio Batuetako begiraleen ustez, hitzartutako neurrien bidez nekez lor daiteke klima aldaketaren ondorio kaltegarriak eragoztea. Energiaren Mundu Kontseiluak CO2 isurien kopurua urtean % 60 jaitsi beharko litzatekeela dio. ■ Aurrezteko bideak. 1) Energia aurrezteko metodorik eraginkorrena erregai fosil gutxiago erretzea da, batez ere karbonodun erregaiak: petrolioa eta ikatza. Gainera, horiek erretzean isurtzen duten sufreak eta nitrogenoak euri azidoa eragiten dute. 2) Energia maneiatzeko garaian eraginkorragoak izanez ere lor daiteke aurreztea. Energiaren errendimendu hobea lortzeko helburuak bultzaturik, 1824an Nicolas Carnot-ek termodinamikaren legeak formulatu zituen. Horiek ezinbestekoak dira egunetik egunera eskasagoak diren erregai fosilen energiari etekin hobea ateratzeko. Egun, ikatz edo petrolioz dabiltzan zentral elektrikoen errendimendua % 40 baino txikiagoa da, eta gasolinaz dabiltzan autoena % 20 baino txikiagoa. Gainerako energia berotasun gisa desagertzen da. Beraz, energia kontsumoa gutxitzeko beharra dela-eta, etekin handiagoak lortzeko makinak asmatu behar dira. Horretarako, kontuan hartu behar da non eta nola xahutzen den energia. Mendebaldeko Europan, kontsumo osoaren % 40 etxeetan egiten da, % 25 industrietan eta % 30 garriobideetan. Teknologia modernoekin bost urtean % 20 jaits liteke etxeetako kontsumoa, baina erabiltzaile gutxik ezartzen ditu etxeetan aurrezteko sistemak; inolako sistemarik behar ez dituzten neurriak ere ez dira hartzen: beharrezkoa ez denean argiak itzaltzea edo autoaren gurpilen presioa bere neurrian mantentzea adibidez. Izan ere, energiaren prezioa ez da erabiltzaileek kontzientzia hartzeko behar bezain altua. Industrian, potentzia kontrolatzeko sistema aurreratuekin, motor elektriko modernoekin eta argiztapen sistema berriekin elektrizitatea aurrez daiteke; galdara eta labeetan, berriz, gehiegizko aire errekuntzaren mailak zainduz eta beroa berreskuratzeko tresnak erabiliz. Lurrun eta kondentsazio sistemetako berrikuntzen bidez ere aurreztea lor daiteke. Petrolio eta ikatzez dabiltzan industrien ordez, gasezko ziklo konbinatuko industria planta berriak ari dira zabaltzen mundu osoan, karbono dioxido gutxiago isuri, eta ingurumena gutxiago kutsatzen baitute. Are eraginkorragoak dira energia eta bero konbinatuko sistemak. Hauetan, turbina eta motorrek jaulkitzen duten beroa elektrizitate sorgailuak elikatzeko eta beroa eta lurruna sortzeko erabiltzen da. Garraiobideei dagokienez, kontuan hartu behar da berak direla kutsagarrienak: elektrizitate sorketak baino karbono dioxido gehiago sortzen dute. Egun, munduan 500 milioi ibilgailu dago. Europan 2020. urtean gaurko halako bi izango dela aurreikusten da, eta garapen bidean dauden herrialdeetan are gehiago. Horregatik, trakzio elektrikoa eta garraio publikoa bultzatzen duten mugimendu asko ari da sortzen. ■ Eguzki energia metatzeko gailuak. Eskari urriko garaietan eguzki energiaren soberakinak behar garaietarako gorde behar dira. Ura eta haitzak biltegi natural moduan erabiltzeaz gainera, gatz eutektikoen fase aldaketetan oinarritzen diren gailu trinkoagoak erabil daitezke, batez ere hozteko prozesuetan. Metatzaileek gailu eoliko eta fotovoltaikoek sortutako energiaren soberakinak jaso ditzakete. Energia elektrikoaren soberakinak ere erabil daitezke eguzki energiaren osagarritzat, hori nahikoa ez denean. Baina fidagarritasun eskaseko proiektu garestia da. ■ Politika energetikoak. Gaur egun industria pribatuek merkatuko legeari jarraitzen diote, mozkinak lortzeko ahalik eta energia gehiena saldu nahian. Muga bakarra kutsadurari buruzko legeak dira.
■ Energia berriztagarriak edo alternatiboak. Denboraren poderioz agortuko ez liratekeen energia iturriak, tradiziozko beste batzuen ordezkoak, ingurumenean eragin urria izango luketenak dira, izatez, energia berriztagarriak: eguzki energia, hidroelektrikoa (turbina batean zehar ur korrontea igaroaraziz lortzen da), eolikoa (eguzki energiatik eratorria, airearen berotze diferentzialaren eta lurreko erliebearen irregulartasunen ondorioz sortzen baita), geotermikoa (Lurraren erdigunearen eta azalaren arteko tenperatura gradienteak sortua), hidraulikoa (uraren lurrunketaz sortua), eta biomasatik erakarritakoa (materia organikotik sortua). ■ Eguzki energia. Fusio nuklearren erreakzioz eguzkian sortutako erradiazio energia. Lurrera fotoi izeneko energia quantumetan iristen da, eta atmosferari eta lur geruzari eragiten die. ■ Eguzki energiaren eraldatzea. Hiru sail handitan bereiz daiteke: elektrizitatea sortzeko, biomasatik erregaiak sortzeko, eta berogailuetarako eta hozte prozesuetarako. 1) Elektrizitatea lortzeko, batetik, eguzki energiak atmosferan eta ozeanoetan sortzen dituen haizeteak baliatzen ditu, haize erroten edo ur-jauzien bidez turbinak mugiarazteko. Haizearen bidez lortutako energiari energia eolikoa deritzo, eta errota edo helize instalazio txikien bidez lortzen da. Bestalde, atmosferaren kanpoaldeko ertzera iristen den eguzki energiaren % 30 uraren zikloak jasotzen du, eta hori da euriak eta ibaiek izan dezaketen energia. Ur hori turbinetatik igarotzean sortzen den energiari energia hidroelektrikoa esaten zaio. Zentral hidroelektrikoak presa handiez daude osaturik, nahiz eta 1970eko hamarraldiaz geroztik energia mekanikoa sortzeko erabilitako presa txikiagoak elektrizitatea eragiteko moldatzen hasi ziren. Bigarrenik, beroa jasotzen duten kolektoreak erabiltzea da eguzki energiaren bidez elektrizitatea lortzeko beste bide errazago bat: heliostatoen gainean ezarritako islatzaileek dorre baten gaineko galdara bateko ura berotzen dutenean, turbina bat mugiarazteko behar den lurruna sortzen dute, eta lurrunarekin elektrizitatea lortzen da. Hirugarrenik, eguzkitiko elektrizitatea zelula fotovoltaikoen bidez lor daiteke. Silizioz, galio artseniuroz edo kristal egoeran dagoen beste material erdieroale batez egindako eguzki zelulek erradiazioa zuzenean elektrizitate bihurtzen dute. Baina teknologia aurreratuak behar direnez eta horiek garestiak direnez, alor mugatuetan erabiltzen da: satelite artifizialetan, trenbide pasaguneetan, ureztatze ponpetan… Laugarrenik, ozeanoetan jasotzen den eguzki energiaren bidez lortutako elektrizitatea dago. Energia horren ondorioz, tenperatura gradienteak izaten dira, eta hor, termodinamikaren arabera, energia ziklo bat sor daiteke: ur masa beroenetik hotzenera energia pasatzen da. Energia horien arteko aldea energia mekanikoaren sorburua da; azalerantz igotzen den ur hotzak turbina bat mugitzen du, eta sorgailu bati konektaturik, elektrizitatea lortzen da. Sistema hauei ozeanoetako tenperatura-energia eraldatzeko sistema esaten zaie, eta energia trukagailu eta tresna handiak behar dituzte megawatt-en neurriko potentzia eragiteko. Bosgarrenik, satelite bidez Lurrera elektrizitatea mikrouhinetan igortzeko proiektuak ere badira. Eguzki moduluak Lurraren inguruan orbitan ezarri, eta han eguzki argiaren energia mikrouhin bihurtuko litzateke; uhin horiek Lurreko antenetara bidaltzen dira gero energia elektrikoa sortzeko. Energia nuklearreko bost plantak adinako energia sortzeko, zenbait kilometro koadroko zabalera eta 4.000 tonako kolektoreak beharko lirateke, eta lurrean 8 m diametroko antenak. 2) Biomasatik erregaiak sortzea da eguzki energiaren beste eraldaketa bat. Fotosintesiaren bidez, eguzki energiak landareei hazten laguntzen die (biomasa), eta horiek, egur eta fosilekin batera, erregai bihur daitezke. Beste erregai batzuk ere, alkohola eta metanoa, adibidez, biomasatik lor daitezke. Garapen bidean dauden herrialdeetan egurra eta simaurra dira erregairik erabilienak, eta herrialde industrializatuetan ere, petrolioaren garestitzearen ondorioz, egurraz baliatzen hasi dira berriro. Estatu Batuetako Vermonten, adibidez, etxeen erdiak egurrez berotzen dira. Hala ere, neurriz kanpo erabiltzen hasiz gero, agortu egin daitezke material horieka. 3) Azkenik, eguzki energia berotze eta hozte prozesuetarako ere erabiltzen da. Berogailu sistema pasibo direlakoetan, tresna batzuek neguko beroa jaso eta gorde egiten dute, eta udan, berriz, eraikina berotik babesten dute. 1970eko hamarraldian sistema hauez hornituriko etxeak egiten hasi ziren, baina oraindik ez dira horietako asko eraiki. Berogailu sistema aktiboetan, eguzki kolektoreak erabiltzen dira. Bi motatakoak izan daitezke: plaka laudunak eta kontzentraziokoak. Lehenak dira berogailuetarako eta ura berotzeko erabiltzen direnak. Eguzki energia plaka batean jasotzen dute, eta handik jariakin garraiatzailea isurkari edo gas moduan igarotzean, berotu egiten da; 82 °C-tara ere irits daitezke. Etxeetako teilatuetan jartzen dira: ipar hemisferioan hegoalderantz, eta hego hemisferioan iparralderantz. Bestalde, xurgapen bidez hotza lor daiteke eguzki energiatik. Sorgailuek lan egiteko gutxienez 150 °C behar direnez, hauetarako kontzentrazioko kolektoreak egokiagoak dira plaka laudunak baino. Kontzentrazioko kolektoreak aire egokitua eta industrietarako energia sortzeko nahikoa ez direnean erabiltzen dira. Eremu txiki batean jasotako eguzki energia islatu eta kontzentratzen duten tresnak dira, eta hargailua ehunka edo milaka gradu berotzera irits daiteke. Kontzentratzaileak eguzkiari jarraiki mugitzeko heliostatoak erabiltzen dira. Kontzentratzaileak eguzki labeetarako erabiltzen dituzte gehienbat, ikerketarako oso aproposak baitira. Handiena Frantziako Odeillon dago, 1.900 m2 ditu eta 4.000 °C-ko tenperatura sor dezake. ■ Energia geotermikoa. Lurra zenbat eta hondorago beroago dagoela baliatuz, hondoan harrapaturik dagoen lurruna azaleratzea lortuz gero, turbinak mugitzeko eta elektrizitatea sortzeko erabil daitekeen energia. Beste aukera bat ura hondoko haitz beroetan zehar ponpen bidez igaroaraziz berotzea da. Energia mota hori teorian agortezina den arren, Lurraren eremu gehienetan ura barrenegi dagoenez, bertatik igoarazteko putzuak eraikitzea garestiegia litzateke.
