la energía: un tema de moda (I)

Animado por mi hermano, publico esta primera entrada acerca de la energía. Si el tiempo me lo permite y a mi hermanísimo le parece interesante podríamos continuar con otras. Esta entrada no pretende ser un texto de rigor científico. Especialmente dedicado a quien no tiene grandes conocimientos de ciencias pero le gusta leer el “Muy Interesante” en la consulta del dentista. Mi deseo es hacer una exposición simple del tema, que lo haga comprensible, abrir un debate y sobre todo nos haga reflexionar y ser un poco más conscientes de la realidad que nos rodea.

La energía es un tema cada día más de moda. Si este tema os interesa, da igual si la aproximación se ha hecho por una conciencia de respeto al medio ambiente, si es por la posibilidad de estudiar un ahorro económico, si es por afán de conocimiento, o por la combinación de un poco de cada cosa. En todo caso, las etapas a cubrir serían: 

• Concienciación: El despertar de la inquietud sobre la problemática asociada a la generación, distribución, almacenamiento y consumo de energía 
• Aprendizaje: adquisición de conocimientos que nos permitan comprender los aspectos más relevantes 
• Implantación: aplicación de acciones gracias a los conocimientos recopilados, en beneficio propio o de la comunidad 

Sin más divagaciones pensemos un poco acerca de la energía en general. 

En el colegio nos enseñaron que la energía es la capacidad para desarrollar un trabajo. Nos referimos a la energía cinética, a la energía potencial, etc. 

Sin embargo, el público en general se suele referir a la energía, como al proceso por el que esa energía se convierte en otra más utilizable. 

Así hablamos de energía eólica, proceso de conversión de la energía cinética del aire en movimiento, en corriente eléctrica. Hablamos de energía nuclear, proceso de aprovechamiento del calor generado en la fusión de elementos radioactivos para la generación de corriente eléctrica. O hablamos de la energía de los combustibles fósiles (carbón, derivados del petróleo o gas), como otro proceso de recuperación de la energía térmica liberada en la combustión de los mismos. 

En general, un objeto o sustancia tiene una cierta energía potencial. Dicho de otra forma, podríamos extraer la energía que tiene dentro, realizando en el proceso de transformación un trabajo. 

Esta energía potencial puede estar debida a una de estas razones: 

• Energía potencial debida a un campos magnéticos o gravitatorios 
• Energía cinética 
• Energía de procesos físico-químicos 
• Energía térmica 

Recordemos también nos enseñaron que la energía “ni se crea, ni se destruye, sólo se transforma”. 

Alguno puede decir, si hago una hoguera en mitad de un campo, la energía térmica liberada no realiza un trabajo, Entonces ¿Ese enunciado esto cierto? Si, sin ninguna duda. El calor generado aumenta la temperatura del ambiente, por mucho que no lo notemos por ser el ambiente, o sea la atmósfera, muy grande comparada con nuestra hoguerita. Si lo hiciéramos en una habitación cerrada el efecto sería más fácil de percibir. 

No me estoy yendo por las ramas, lo que quiero decir es que hay unos tipos de trabajo que son “útiles” y otros que no nos son “útiles” pero igualmente se le denomina trabajo. 

Al hilo de esto podemos recordar el concepto de entropía, que quizás los de letras ya no les haya tocado estudiar, pero a los de ciencias, nos debería sonar. 

La entropía es la parte de energía que no puedo convertir en trabajo. De forma fácil de entender equivale a la medida del desorden, del caos. 

Una diferencia de “estados de energía” nos permite desarrollar un trabajo, pero en el proceso esa diferencia de estado se habrá reducido, con lo que se reducirá o se habrá acabado la posibilidad de desarrollar un nuevo trabajo. 

Por ejemplo, si aprovechamos la gravedad para generar electricidad en un salto de agua, el agua, ésta lógicamente se nos queda en la cota inferior. Necesitamos un agente externo para que nos la vuelva a poner a la cota superior y seguir el proceso. Esto parece de perogrullo, pero no lo es. ¿Cual es el truco?, que tenemos una fuente de energía que es el sol que lo hace por nosotros. 

Casi todas las fuentes de energía que podemos aprovechar provienen de una u otra manera del calor que nos llega del sol. Esto no siempre será así, seguirá el ciclo de una estrella pequeña pasando de ser una enana amarilla, a una gigante roja, después a una enana blanca, y finalmente se apagará como una enana negra. 

Sin embargo tomando como referencia nuestra escala de tiempo, admitimos al sol fuente inagotable de energía. 

El sol a través de distintos procesos provoca el viento (el viento las olas), la radiación solar aprovechable por los paneles solares, evapora el agua y a través de la lluvia “nos pone” parte del agua a una cota superior aprovechable como energía hidroeléctrica, y fue el elemento necesario para fabricar los combustibles fósiles. 

El proceso de formación del planeta generó otras anomalías o diferencias de estado que pueden ser aprovechadas para generar energía. Debido a la gravedad y por efecto de la presión, las capas inferiores del planeta están a mayor temperatura, liberándose a veces por los volcanes y pudiéndose aprovechar como fuente de calor en aprovechamientos geotérmicos. La gravedad entre sol, luna y tierra provoca las mareas que pueden ser utilizadas como fuente de energía. 

En los enfriamientos de zonas de la corteza se producen anomalías geoquímicas que permiten de distintas formas el enriquecimiento selectivo de ciertos minerales, como uranio, que permiten que éste sea extraído de una forma selectiva y finalmente se utilice como combustible en centrales nucleares. No tenemos tecnología pero sabemos que es posible la fusión fría o caliente del Hidrógeno, una de los dos elementos del agua, esto lo saben hasta los de letras. 

En definitiva, las posibles fuentes de aprovechamiento de energía parece que, con la tecnología actual, provienen del sol y de la gravedad. Tomando una escala de tiempo “humana”, que nos lleva a decir que el sol es eterno, y a que no tenemos tiempo de esperar a que se forme nuevo petróleo o gas, y que la gravedad seguirá ahí antes de convertirnos en una nebulosa o ser tragados por el sol, las podemos dividir en renovables o no renovables. 

Renovables: 

• Solar con aprovechamiento térmico o fotovoltaico 
• Eólica 
• Biomasa 
• Hidráulica 
• Mareomotriz 
• Geotérmica 

Las tres primeras debidas directamente a la acción del sol. Las dos últimas debidas a la gravedad. Y la hidráulica a la combinación del calor del sol evaporando el agua y a la gravedad obligándola a ir hacia el nivel más bajo posible. 

Para los que no estén puestos en el tema, la biomasa procede del aprovechamiento del calor generado en la combustión de restos vegetales. Dado que el sol puede hacer que crezcan de nuevo se considera “renovable”. No es así con los combustibles fósiles debido a su largo periodo de formación. 

No pongo la llamada “solar termodinámica” o simplemente “termodinámica” porque es en realidad un proceso de intercambio de calor, con una fuente de energía exterior. O sea, como un aire acondicionado, que sin electricidad, no funciona. 

No renovables: 

• Combustibles fósiles 
• Energía nuclear 

En ambos casos se trata de combustible, o sea se gasta. Sin embargo, la potencia que se puede obtener y la duración de las reservas de materiales radioactivos hacen que la previsión de disponibilidad de ambos sea muy distinta. Es interesante en este punto para los curiosos investigar un poco sobre el Pico de Hubbert referente al agotamiento del petróleo. 

Veo que se ha ido un poco la introducción. El resumen que nos debe quedar es que la energía no es ilimitada. Que el progreso de la humanidad se ha fundamentado en el consumo masivo de energía y que lo hemos fundamentado justamente en las energías no renovables. No entro más allá de este punto en recordar, que precisamente son éstas energías no renovables, las que llevan aparejados efectos colaterales: emisión de gases con efecto invernadero y problemática asociada a accidentes y residuos nucleares. 

Si has sido capaz de leerte este ladrillo, en función de la motivación que te llevó a este punto, y de lo que pretendas obtener a partir de ahí, llegará finalmente a alguno de los siguientes estados: 

• Concienciación: sé que hay un problema, pero de momento no voy a hacer nada por colaborar para solucionarlo 
• Consumo responsable: podemos llegar al menos, a no despilfarrar la energía que no necesitamos, ni beneficia a nadie (por ejemplo, apaga las luces si no hay nadie en la habitación) 
• Eficiencia energética: voy a tratar de bajar los consumos incrementando el rendimiento o minimizando las pérdidas 
• Autogeneración o generación distribuida: voy a colaborar en la generación de parte de la energía que consumo 
• Autosuficiencia: quiero generar toda la energía que necesito 

No hace falta llegar al último estado, puede ser bueno incluso llegar al primero. Lo que hace de los humanos seres inteligentes es la capacidad de comprender nuestro entorno, el porqué de las cosas y eso nos permite a partir de ahí, interactuar con la realidad que nos rodea, modificarla y aprovecharla en beneficio propio o de la colectividad.