Historia de La Energia

HISTORIA DE LA ENERGIA La energía desempeña un papel fundamental en la conformación de la condición humana. La necesidad de pertenecer a la energía es esencial para la supervivencia, por lo que no es sorprendente que la producción y el consumo de energía son algunas de las actividades más importantes de la vida humana. De hecho, se ha argumentado que la energía es la clave "para el avance de la civilización", que la evolución de las sociedades humanas depende de la conversión de energía para humanos uso.1 Pocas personas han cuestionado la supuesto de larga data de que el nivel de vida y la calidad de la civilización son proporcionales a la cantidad de energía que utiliza la sociedad. Sin embargo imprecisa que sea, la mayoría de la gente todavía aceptan la fórmula firme: energía = progreso = civilization.2 La creencia generalizada de que la energía y la civilización están inextricablemente ligados sin duda tiene fundamento histórico. A lo largo de la historia, los seres humanos se han centrado en el control de las reservas de energía y los flujos que forman parte de la naturaleza. Para decenas de miles de años, la gente se basó únicamente en el producto químico (calorías) de energía obtenida de los alimentos que produce la energía mecánica (cinética) de los músculos que están trabajando. Pero gracias a la inteligencia humana, la gente era capaz de desbloquear y superar los límites físicos impuestos por su cuenta muscular poder "mediante el uso de herramientas y el aprovechamiento de las energías fuera de su propios cuerpos. Las primeras "herramientas de la energía" fueron los utilizados para cazar animales, plantas comestibles cosecha, la captura de peces y aves, y el proceso de los alimentos y del transporte. La mayoría de las estructuras familiares, sociales grupos y las instituciones políticas y económicas creadas durante miles de años se centró principalmente en la extracción, procesamiento, intercambio y comercialización de alimentos, así como de "las fuentes de energía fósiles y orgánicos (madera, turba, carbón) ... utilizados .. . para la calefacción, la cocina, la iluminación, o para la cocción de los hornos y los hornos utilizados en fundición de minerales. "4 La gran variedad de cultur humano único bsorbed la búsqueda de estos recursos básicos de energía en una amplia gama de actividades-rituales humanos, festivales, tabúes, mitos, danzas, juegos, la religión, el lenguaje, el arte y la guerra-todos los cuales encarnan los valores culturales de la humanidad en su

más fundamental forms.5 En pocas palabras, la existencia humana ha sido dominado por la vieja necesidad de energía.

Edad de la energía hidráulica

Antes de la era moderna, la gente confiaba en el poder de sus propios músculos, en los músculos de los animales domésticos, como los caballos y los bueyes, y el agua y el viento. La gente utiliza estos recursos energéticos para crear una variedad de paisajes significativos, desde los campos de cultivo y tierras de pastoreo a los centros mineros y arboledas comerciales, y construyeron las ciudades y las redes de transporte de las civilizaciones antiguas. Las tecnologías que dependían de estos recursos energéticos son familiares para todos nosotros: hachas, picos, arados, arneses, carretas y carruajes, ruedas hidráulicas, molinos de viento y los barcos de vela.

Europa, que posee muchas áreas de potencial de agua-energía, en particular se benefició de aprovechamiento de la energía producida por el movimiento del agua. La rueda hidráulica vertical, inventó quizá dos siglos antes de la época de Cristo, se extendió por toda Europa dentro de unos pocos cientos de años. A finales de la época romana, norias accionadas molinos para triturar granos, paño completo, curtir pieles, fundir hierro y forma, vio la madera, y llevar a cabo una variedad de otros procesos industriales tempranas. La productividad aumentó, la dependencia de la fuerza muscular humana y animal disminuyó gradualmente, y lugares con buenos recursos de agua de alimentación se convirtieron en centros de actividad económica e industrial.

El historiador Terry Reynolds observa: "La energía del agua creció hasta convertirse en un elemento central de la tecnología occidental." 6 En el Medio Edad, molinos hidráulicos en los barcos y puentes montados, y de estas represas hidroeléctricas evolucionado para almacenar y desarrollar la presión del agua y para desviar el agua hacia los canales de energía y de allí a las ruedas. En el siglo XV, grandes complejos de molienda en Francia se produjo la realidad de la dependencia de la industria de la energía hidráulica. El desarrollo del árbol de levas y cigüeñal de la energía del agua permitido aplicar a tareas que requieren un movimiento alternativo (por ejemplo, operan martillos viaje y fuelles de altos hornos), que revolucionó la industria del hierro. El número de molinos de agua en Europa aumentó de forma constante. Complejos industriales de propulsión de agua más grandes y más grandes surgieron,

culminando en las fábricas de algodón de propulsión de agua grandes operadas durante la década de 1770 por William Strutt y Richard Arkwright en Inglaterra.

Mientras tanto, la utilización de la fuerza del viento para propulsar buques de vela en gran océano extensiones abrieron las Américas a Europa. Los colonos trajeron con ellos los molinos impulsados por agua, que apareció en América Latina a Canadá. En 1800, los ciudadanos de la recién creada Estados Unidos importaban inglés fábricas textiles de estilo, y dentro de dos décadas ciudades industriales impulsados por agua expansiva surgió en Lowell, Massachusetts y otros lugares de Nueva Inglaterra. En la época de la Revolución Industrial, Industria euro-americana dependía de la energía casi totalmente en energía hidráulica.

Edad del vapor

La era moderna comenzó con la introducción del siglo XVIII de la energía de vapor a las minas de carbón inglesas por Thomas Savery y Thomas Newcomen. Sus máquinas de vapor y los de James Watt suplantados bombas minas de propulsión de agua menos geográficamente flexibles. Relaciones sinérgicas entre la minería del carbón, la industria del hierro y la energía de vapor llevó a los avances en la tecnología de vapor, y en 1800 las máquinas de vapor se unieron a las ruedas hidráulicas en la alimentación de Inglés fábricas textiles. Los empresarios descubrieron que la energía de vapor superó inflexibilidad geográfica de la energía hidráulica, la limitación de que cualquier corriente sólo podía soportar tantas fábricas y paros noria y disminuciones de velocidad causados por la sequía, las inundaciones, y el hielo. Aunque la energía hidráulica sigue siendo la fuente de energía dominante para la fabricación a través de gran parte del siglo XIX, especialmente en Francia y Estados Unidos, la fuerza del vapor en última instancia resultó ser más flexible y económicamente eficiente.

Durante el siglo XIX, las máquinas de vapor mejorado enormemente. Empresarios estadounidenses importaron la energía de vapor de Inglaterra, y por la década de 1840 se comenzaron a competir con éxito con accionamiento hidráulico manufacturas. Philadelphia inventor Oliver Evans, muy conocida para la automatización de molienda de harina de accionamiento hidráulico, una patente de los primeros motores de vapor de alta presión con éxito. Su motor y otros según el modelo de pronto llevaron las barcas y los ferrocarriles que caracterizaron siglo XIX de Estados Unidos revolución de los transportes. En Filadelfia, en 1876, una enorme máquina de vapor Corliss icónica mucho más alto que la sala principal de exposiciones y encendido de cientos de máquinas en exhibición en el Centennial Exhibition.7

La máquina de vapor establecida permanentemente la relación entre los recursos energéticos fósiles y industrialization.8 Inglaterra y Países europeos recurrieron a carbón como combustible de vapor antes de 1800, y por la mitad del siglo XIX los Apalaches del carbón consiguieron la madera como combustible de vapor de agua en el este de Estados Unidos. En la costa del Pacífico, los fabricantes y transportistas continuaron usando la madera, sino que prefieren el carbón y la importaron a un gran costo de lugares tan lejanos como carbón preferido y lo importó a un gran costo de lugares tan lejanos como Australia. La escasez y el alto costo de la buena carbón en la costa del Pacífico, junto con los descubrimientos de petróleo en el sur de California como resultado el desarrollo del petróleo como combustible de vapor, que desbancó del carbón como combustible de vapor durante la primera mitad del siglo XX

La era eléctrica

Entre los desafíos tecnológicos en el uso de los recursos energéticos inanimados es la transmisión de energía. Hacia el final del siglo XVIII, la fascinación por el fenómeno de la electricidad capturado muchas personas.10 La producción de electricidad con baterías primarias y, finalmente, con la inducción electromagnética, la transmisión de electricidad a través de cables de cobre, y el desarrollo de

motores eléctricos en última instancia revolucionaron la transmisión de potencia. A finales del siglo XIX, la conexión directa restrictiva e inflexible de las máquinas de fabricación de molinos de agua, molinos de viento, y las máquinas de vapor por engranajes, ejes de transmisión, y las correas dio paso a las máquinas de accionamiento eléctrico obtener su poder a través de cables colgados de lejos hidroeléctrica y vapor -turbinas de centrales eléctricas. La forma y el carácter de las fábricas cambiaron drásticamente durante el siglo XX, como las máquinas accionadas por motores eléctricos podrían estar situados casi anywhere.11 Además, la energía eléctrica suplantó tirados por caballos y sus mecanismos de tranvías eléctricos con el "carro", se sustituye el gas para la iluminación al aire libre, y se sustituyen las luces de queroseno y madera y estufas de carbón y calentadores en

Thomas Edison fue especialmente importante en el desarrollo de la electricidad. Como se observa en estos estudios de caso Franklin Institute,"El enfoque innovador de Edison al invento impulsado la el desarrollo de la luz eléctrica, más el sistema de distribución para hacer que funcione ". generación y en la década de 1880, su lámpara incandescente hizo posible la iluminación de interior generalizada, confiable, comercial, y su sistema de Pearl Street estación central de generación de Manhattan se convirtió en el arquetipo de la energía eléctrica generación y distribución. Igualmente significativo, Edison tutelado un número de otros contribuidores importantes a la tecnología de la energía eléctrica, entre ellos Frank Sprague, que construyó la primera calle eléctrica éxito comercial sistema ferroviario en Richmond, Virginia, en 1887, y Nicola Tesla, quien desarrolló la generación de energía de corriente alterna (AC).

Sistema eléctrico de Edison corriente directa (DC) se convirtió en el estándar inicial de la electricidad distribuida, alimentación ferrocarriles eléctricos y motores de fabricación, así como la iluminación. Por desgracia, no podía ser fácilmente transmitido a través de largas distancias, lo que de CA de Tesla sistema de energía logrado. Implementado por el competidor de Edison en la energía eléctrica, la Compañía Westinghouse, la alimentación de CA superada la corriente continua y ha hecho posible el desarrollo de grandes plantas de energía eléctrica situada a gran distancia de los clientes. Aunque el aprovechamiento de Westinghouse de la energía hidroeléctrica en las Cataratas del Niágara con el sistema polifásico de Tesla es quizás mejor recordado, la evolución de la transmisión de energía de CA de distantes Sierra Nevada sitios de fuerza en California a las ciudades costeras de San Francisco y

Los Angeles estableció el estándar en larga distancia polifásico de energía eléctrica transmission.13

A principios del siglo XX, la electricidad se había convertido en el método preferido para la transmisión de energía, pero su aplicación para usos humanos dependía de muchos científicos y técnicos que trabajan juntos. Tal vez lo más importante invento de Edison fue el laboratorio de investigación industrial, ya principios del siglo XX siglo, el laboratorio de investigación de General Electric se había convertido en un modelo para el avance de la ciencia y la tecnología. Allí, los investigadores mejorar constantemente la forma en que la humanidad podría aplicar electricidad, y entre ellos William Coolidge se destacaron. Su desarrollo de filamento de tungsteno para la lámpara incandescente de Edison y posteriormente el tubo de rayos X le valió un lugar más respetado en las filas de los científicos e ingenieros del siglo XX.

La era nuclear

Como el uso de la electricidad se convirtió en omnipresente durante el siglo XX, la explotación de los recursos energéticos se incrementó enormemente. Hidroelectricidad siguió desempeñando un papel importante en la matriz energética moderna, pero los sitios de fuerza hidráulica son accesibles pronto explotado. Ingenieros constante mejora de la tecnología de turbina de vapor para que más electricidad podría ser generada por pequeñas cantidades de combustible. Como aumentaron el tamaño y la eficiencia de las plantas de energía, el coste de la energía eléctrica se redujo drásticamente, lo que estimuló aún más el consumo de electricidad. Combustibles fósiles, primero el carbón, el petróleo y luego se convirtieron en los recursos energéticos esenciales para la energía eléctrica generación.

Por desgracia, durante la década de 1960, el aumento de la eficiencia en generación de energía eléctrica se niveló, el costo de la electricidad comenzó a subir. Por otra parte, un creciente movimiento ecologista atribuye ataque ácido y otros impactos ambientales negativos del uso intensivo de combustibles fósiles. La búsqueda de una alternativa a los combustibles fósiles generación de energía eléctrica llevó a muchas personas a átomo.

Bueno, de nuevo en el siglo XIX, la investigación en la física había llevado al descubrimiento de la radiación nuclear. El más destacado en este descubrimiento fue que el trabajo "en la espontánea descubrimiento fue Marie Curie, cuyo trabajo "en la radiación espontánea emitida por compuestos de uranio" sentar las bases para posteriores descubrimientos sobre la estructura atómica y la fuerza intrínseca del átomo. Las primeras décadas del siglo XX trajo la investigación científica sustentada en la física atómica, particularmente en Europa. Físico italiano Enrico Fermi en la Universidad de Roma era prominente entre los científicos que trabajan en este apasionante campo, y durante la década de 1930 se centró en la producción de radiación artificial bombardeando átomos de uranio con neutrones.

A medida que el mundo europeo se hizo cada vez más inestable, con el ascenso de la Alemania nazi, su alianza con los fascistas italianos, y el aumento del antisemitismo, Fermi y otros físicos nucleares comenzaron a salir de sus universidades y laboratorios de investigación para América del Norte. Circunstancia particular de Fermi era bastante notable, pues fue galardonado con el Premio Nobel en 1938 y recibió permiso del gobierno fascista de Italia para ir a Estocolmo para recibir el premio. En lugar de regresar a Italia, sin embargo, él y su esposa judía y sus hijos viajaron a los Estados Unidos, donde Fermi tuvo una cátedra en la Universidad de Columbia en Nueva York.

Mientras el mundo se fue a la guerra en la década de 1940, Fermi y otros físicos de Europa y América llegaron a comprender que un átomo de uranio dividido por un neutrón podría causar una reacción en cadena perpetúa a sí mismo de la ruptura de átomos que liberaría una energía enorme. Este proceso, llamado fisión nuclear, sugiere posibles militar aplicaciones y Fermi y sus colegas en la Universidad de Columbia se unieron a Albert Einstein para convencer al Gobierno de los EE.UU. para estudiar la idea. Mientras tanto, en Columbia, Fermi buscó desarrollar una reacción en cadena de fisión nuclear controlada. En 1942, cuando el presidente Franklin Roosevelt autorizó el "Proyecto Manhattan", la obra de Fermi se trasladó a la Universidad de

Chicago, donde en diciembre de ese año, él y su equipo logró la primera reacción nuclear en cadena controlada.

El trabajo de Fermi y otros físicos nucleares condujo directamente al desarrollo de la bomba atómica, que Estados Unidos utilizó dos veces contra Japón en 1945. A raíz de la Segunda Guerra Mundial, los Estados Unidos crearon una Comisión de Energía Atómica (AEC) para supervisar el desarrollo de armas nucleares, así como para llevar la energía nuclear para usos pacíficos. Durante la década de 1950, la AEC trabajado con empresas de servicios públicos tales como Pacific Gas and Electric Company en California para desarrollar la generación de energía eléctrica mediante la fisión nuclear.

La energía nuclear pronto surgió como una de las soluciones más promocionado al problema de la energía eléctrica del mundo. Las naciones industrializadas construidas por doquier plantas para satisfacer las demandas en constante multiplicación para la energía eléctrica, pero la energía nuclear no fue sin su por el poder, la energía nuclear fue sin inconvenientes. Pero a finales de la década de 1970, la seguridad sísmica se convirtió en un tema lo suficientemente importante para los californianos que una moratoria fue colocada en la construcción de nuevas centrales nucleares y el 1979 Three Mile Island accidente en una planta nuclear en Pennsylvania galvanizado rivales nucleares. Estos hechos junto con la solución sin resolver a la eliminación de residuos nucleares radiactivos y tiempos de construcción extendidos para poner fin efectivamente la construcción de nuevas centrales nucleares en los Estados Unidos. En 1986, el crisis en la planta nuclear de Chernobyl en Ucrania y posterior envenenamiento por radiación extendida, puso Italia, Alemania, y otros países en el camino hacia el fin de la dependencia de la energía nuclear. Mientras que la energía nuclear no ha desaparecido y Todavía es considerado por muchas personas como una de las mejores soluciones a las necesidades humanas de energía, otros recursos de energía, como la solar, la eólica y la biomasa también ofrecen promesa. No importa dónde la gente a encontrar la energía necesaria para mantener a sus culturas y sociedades, es evidente que la vida humana ha sido dominado por la vieja necesidad de energía. Los estudios de caso presentados aquí Energía celebrar búsqueda científica y tecnológica del ingenio singular relieve de la humanidad para aprovechar la energía inanimada a su uso. Imagínese, si puede, simplemente lo que los próximos pasos en nuestra historia la energía será.

1Wilhelm Oswald, "La teoría moderna de la energética," el monista, 17 (1907), 510-11; Ian Barbour, Harvey Brooks, Sanford Lakoff y John Opie, Valores de energía y América (Nueva York: Praeger Publishers, 1982), 2.

2Se crítico importante de la energía = progreso = fórmula civilización es George Basalla, "Energía y Civilización", en la Ciencia, la Tecnología y la perspectiva humana, Chauncey Starr, ed. (New York: Pergamon Press, 1980), 39-52.

3Vaclav Smil, energía en la historia del mundo (Boulder, CO: Westview Press, 1994), 3. También George Basalla, The Evolution of Technology (Nueva York: Cambridge University Press, 1988).

4Barbour, et al., Valores de energía y americanos, p. 3.

5Carolyn Merchant desarrolla este marco conceptual en Revolutions Ecológica: Naturaleza, Género y Ciencia en Nueva Inglaterra (Chapel Hill: University of North Carolina Press, 1989), 6-7.

6Terry S. Reynolds, más fuerte que un centenar de hombres: Una historia de la rueda de agua vertical (Baltimore: Johns Hopkins University

Press, 1983), p.7. Para Estados Unidos, véase Lewis C. Hunter, A History of Power Industrial en los Estados Unidos, 1780-1930, vol. 1, energía hidráulica en el siglo de la máquina de vapor (Charlottesville: University of Virginia Press, 1979).

7Carroll W. Pursell, Jr., máquinas de vapor estacionaria en América (Washington, DC: Smithsonian Institution Press,

1969), y Brooke Hindle y Steven Lubar, motor de la modificación: La Revolución Industrial Americana, 1790-1860 (Washington, DC: Smithsonian Institution Press, 1986.

8Barbour, et al., Valores de energía y americanos, p. 3.

9 James C. Williams, la Energía y el Making of Modern California (Akron, OH: Universidad de Akron Press, 1997), cap. 8.

10Benjamin Franklin, inspiración para el Instituto Franklin, primer instituto de la mecánica de los Estados Unidos, es bien conocido por sus experimentos con la electricidad.

11Louis C. Hunter y Lynwood Bryant, A History of Power Industrial en los Estados Unidos, 1780-1930, vol. 3, la transmisión de energía (Cambridge, MA: MIT Press, 1991).

12David E. Nye, América electrizante: Significado social de una nueva Tecnología (Cambridge, MA: MIT Press, 1990).

13Williams, la Energía y el Making of Modern California, ch. 9, Thomas P. Hughes, Redes de Energía: Electrificación en la sociedad occidental, 1880-1930 (Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1983).