jueves, 30 de junio de 2011

Energía - Diferentes manifestaciones 2

Según sea el proceso, la energía recibe distintas denominaciones, ya referí a la energía térmica y la energía eléctrica en la entrada anterior, ahora toca ver las restantes.

La Energía Radiante es la que poseen las ondas electromagnéticas, como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos infrarrojos (IR), etcétera. La característica principal de este tipo de energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones. Por ejemplo, la energía que proporciona el Sol y que nos llega a la Tierra en forma de luz y calor.

La energía radiante es una cantidad objetiva que depende sólo de la intensidad de luz y del color de la luz. La intensidad de hecho está relacionada con el número de fotones por unidad de tiempo que inciden en una superficie y el color está relacionado con la longitud de onda o frecuencia de la luz incidente.

La energía radiante o energía electromagnética se encuentra asociada a las ondas electromagnéticas. Es un tipo de energía muy empleada en nuestras sociedades. Como ya dije, la luz y el calor del Sol, las ondas de radio y televisión, los rayos X, o las ondas del horno de microondas, entre otras muchas, son ondas electromagnéticas.

La Energía Química es la que se produce en las reacciones químicas. Es la que posee el carbón y se manifiesta al quemarlo, una pila o una batería poseen este tipo de energía, un encendedor mediante la combustión del butano.

La energía química es uno de los aspectos de la energía interna de un cuerpo y, aunque se encuentra siempre en la materia, sólo se nos muestra cuando se produce una alteración íntima de ésta. En la actualidad, la energía química es la que mueve los automóviles, los buques y los aviones y, en general, millones de máquinas.

Tanto la combustión del carbón, de la leña o del petróleo, en las máquinas de vapor, como la de los derivados del petróleo en el estrecho y reducido espacio de los cilindros de un motor de explosión, constituyen reacciones químicas. El carbón y la gasolina gasificada se combinan con el oxígeno del aire, reaccionan con él y se transforman suave y lentamente, en el caso del carbón, o instantánea y rápidamente, en el caso de la gasolina, dentro de los cilindros de los motores.

La Energía Nuclear es la energía almacenada el el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones nucleares de fisión y de fusión.

La Fisión Nuclear consiste en la fragmentación de un núcleo "pesado" (con muchos protones y neutrones) en otros dos núcleos de aproximadamente la misma masa, al tiempo que se liberan varios neutrones. Los neutrones que se desprenden en la fisión pueden romper otros núcleos y desencadenar nueva fisiones en las que se liberan otros neutrones que vuelven a repetir el proceso y así sucesivamente, este proceso se llama reacción en cadena.

En la utilización de la energía nuclear, los neutrones desempeñan un papel fundamental. La mayoría de los elementos no son "puros", sino mezclas de átomos llamados isótopos. Los isótopos de un elemento presentan un número de neutrones distinto del que posee el átomo común. Sólo su peso los diferencia de este.

El Uranio, por otra parte, tiene un isótopo que posée menos neutrones que el átomo común del elemento. Este isótopo no es estable, y se desintegra con relativa facilidad. Un núcleo atómico no estable, tiende a dividirse y separarse, formando núcleos atómicos de elementos estables más ligeros. La masa sumada de los núcleos resultantes no alcanza a la del núcleo original fisionado, ya que esta diferencia se ha convertido en energía.

En el proceso de fisión nuclear, los elementos utilizados son uranio o plutonio. El núcleo al romperse en dos núcleos de elementos más ligeros de la tabla periódica, desprenden un número determinado de neutrones y energía. Estos neutrones emitidos pueden servir para fisionar nuevos núcleos, con lo que se origina una reacción en cadena, como ya dije, y este hecho resulta útil para un arma nuclear, pero, que hay que controlar en una central nuclear para que no ocurra ningún tipo de accidente. En las centrales nucleares, el combustible es principalmente uranio, y se aprovecha el calor generado al romper o fisionar los átomos de uranio 235.

La Fusión Nuclear en cambio, consiste en la unión de varios núcleos "ligeros" (con pocos neutrones y protones) para formar otro más "pesado" y estable, con gran desprendimiento de energía. Para que los núcleos ligeros se unan, hay que vencer las fuerzas de repulsión que hay entre ellos. Por eso, para iniciar este proceso hay que suministrar energía (estos procesos se suelen producir a temperaturas muy elevadas, de millones de °C, como en las estrellas).

En el proceso de Fusión Nuclear, dos isótopos (átomos con los mismos protones pero distintos neutrones) del Hidrógeno, unen sus núcleos formando un átomo de Helio, desprendiendo un neutrón y una gran cantidad de energía. , ya que, la suma de la masa del Helio y del neutrón es menor que la del deuterio más la del tritio.

Esta diferencia de masa se transforma en energía según la ecuación. La energía del Sol se debe a fusiones nucleares.

La energía nuclear de fusión, hoy por hoy, no es viable para generar electricidad. No habrá posibilidad de levantar centrales nucleares de fusión, por lo menos hasta mediados del presente siglo. Sin embargo, la fusión nuclear es un recurso energético potencial a gran escala, que puede ser muy útil para cubrir la crisis energética actual y el esperado aumento de demanda.Entre sus ventajas cuenta con que los combustibles primarios son abundantes, no radioactivos y repartidos geográficamente de manera uniforme.

Te invito a ver el siguiente vídeo donde muestra de que trata la energía nuclear.


En síntesis se puede decir que la energía se encuentra en constante transformación, pasando de unas formas a otras. La energía siempre pasa de formas más útiles a formas menos útiles.

Por ejemplo, en un volcán la energía interna de las rocas fundidas puede transformarse en energía térmica produciendo gran cantidad de calor, las piedras lanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energía mecánica, se produce la combustión de muchos materiales, liberando energía química, etcétera.

Otro ejemplo son los procesos de la digestión de alimentos, aunque es un asunto complicado, se puede decir que se realiza una transformación de la energía química localizada en los alimentos a energía térmica para mantener el cuerpo caliente y energía mecánica para que el cuerpo realice trabajo moviendo las diferentes partes del mismo como un todo.

Hay también alguna transformación en energía eléctrica y otros tipos de energía química que permiten establecer comunicación entre las diferentes partes del cuerpo y facilita la función del sistema nervioso. Aquí de nuevo se involucra transferencia y transformación. Todos los procesos biológicos a través del dominio de los seres vivientes pueden ser interpretados en términos del concepto de energía.

El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante, es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

Unas formas de energías pueden transformarse en otras. En estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se convierte en calor o energía calórica.

Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor, pero, éste no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice entonces, que el calor es una forma degradada de energía. Son ejemplos: la energía eléctrica, al pasar por una resistencia - la energía química, en la combustión de alguna sustancia - la energía mecánica, por choque o rozamiento.

Por tanto, se define el rendimiento como la relación (en %) entre la energía útil obtenida y la energía aportada en una transformación.

Pues bien, ya tenemos una mirada, aunque muy acotada, de lo que encierra el término energía, puedes ampliarlo recurriendo a Wikipedia, o este sitio, o este otro, a ellos recurrí para conformar esta entrada, entre otros.


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