PROCESO DE CONVERSION DE
“La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma”.
Esta ley enunciado por Antoine-Laurent Lavoisier, padre de
La energía, digamos en su estado natural, para ser útil, para generar valor, requiere de un PROCESO de conversión.
Este PROCESO depende del tipo de energía. En esta oportunidad vamos a referirnos sólo a dos de los innumerables que la ciencia ha descubierto y son aplicados por la tecnología para el beneficio de la humanidad. La energía mecánica de nuestra voz y la energía potencial de un lago (o de un río).
1. CONVERSION Y TRANSMISION DE
Cuando hablamos emitimos sonido. Nuestra voz ejerce una presión de aire. Y cuando dejamos de hablar se ejerce una depresión, es decir una presión negativa. Entonces, nuestra voz ejerce una variación de presión de aire, positiva y negativa. Se genera una onda de sonido ¿Cuántas veces varía por segundo esta presión? O lo que es lo mismo, ¿cuántos ciclos por segundo? O en terminología de la física, ¿cuál es la frecuencia de la onda? Una cantidad n, n ciclos/seg. A esta unidad, unidad de la frecuencia de la onda, los físicos lo han llamado Hertz (Hz), en honor al descubridor de las ondas electromagnéticas, Heinrich Rudolf Hertz.
Cuando hablamos estamos emitiendo sonido, es decir, estamos emitiendo energía mecánica. Energía mecánica que es proporcional a la frecuencia. Matemáticamente la energía será:
E = k f
Donde:
E = energía
k = factor de proporción
f = frecuencia del sonido que emitimos (Hz)
Cuanto mayor es la frecuencia tanto mayor será la energía.
Nuestra voz llega a 50m, y cuando gritamos, como mucho hasta 200 ó 500m. De esta manera es imposible comunicarnos con una persona que se encuentra a
Afortunadamente, existe un PROCESO de conversión de esta energía mecánica en energía eléctrica. La conversión lo realiza un micrófono. El micrófono es una membrana adherida con espiras de hilo de cobre y localizada dentro del campo de un electroimán. Cuando hablamos emitimos un sonido que presiona y depresiona el aire, es decir, hace variar la presión de aire. Esta presión y depresión del aire hace vibrar la membrana con espiras de cobre. Este movimiento genera corriente eléctrica en las espiras inmersas en el campo electromagnético del imán. La corriente eléctrica tiene la misma frecuencia que el sonido emitido. De esta manera, la energía mecánica del sonido lo convertimos en energía eléctrica. Energía que podemos transportar largas distancias, hasta miles de Km, mediante cables de cobre. Y en el punto de destino realizamos el proceso inverso, con el altavoz. Es decir, convertimos la energía eléctrica en energía mecánica, en sonido, en voz audible. De esta manera transmitimos nuestra voz miles de Km. La aplicación práctica de este proceso es el teléfono.
Actualmente, esta aplicación se ha extendido a otros servicios. Mediante la corriente eléctrica con cable de cobre se puede transportar no solo sonido (voz y música), como acabamos de verlo, sino también datos e imagen (gráficos y video).
Más aún, esta transmisión de sonido, datos e imagen se realiza también mediante la luz que viaja por la fibra óptica.
Llegamos todavía más lejos, este trabajo lo realizan también las ondas electromagnéticas (ondas de radio), ondas que viajan por el espacio a la velocidad de la luz sin un medio de transmisión físico.
En resumen, nuestra voz (energía mecánica) lo podemos convertir a corriente eléctrica (energía eléctrica), luz (energía luminosa) u onda electromagnética (energía electromagnética) para transmitirla a distancia. Pero, para convertir la energía mecánica en energía transportable y aprovechable es necesario un PROCESO. Ejemplo, para transmitir tu voz o una foto de Lima a Tokio, desde vuestra casa hasta la casa de Oshiro, la secuencia de procesos sería lo siguiente: la imagen o voz se convierte a señales eléctricas en tu computador. Luego, estas señales viajan por cable de cobre hasta una subcentral (POP o armario) de tu proveedor de Internet. En la subcentral se convierte a señal luminosa para viajar por cable de fibra óptica hasta la central de tu proveedor de Internet, donde una antena lo convierte en onda electromagnética para lanzarlo al satélite. Luego, este satélite transmite la onda electromagnética hasta una antena en la central del proveedor de Tokio, donde se convierte en señal de luz para ser transmitido hasta la subcentral mediante fibra óptica. En esta subcentral se convierte en señal eléctrica para viajar por cable de cobre hasta el domicilio de Oshiro, donde su computador lo convierte en imagen o voz similar al original enviado por usted.
2. ENERGIA POTENCIAL
Un tipo “simple” de energía natural subyace en un lago o río localizado en lo alto de una montaña. Es la energía potencial. Mientras sus aguas no se desembalsen la energía no se manifiesta. Pero, si por algún fenómeno natural, como un terremoto, por ejemplo, sus aguas de desembalsaran, imaginemos el efecto devastador y catastrófico que generaría la fuerza incontenible de estas aguas. Los físicos han estudiado esta energía y han establecido una fórmula matemática para calcularla:
E = mgh
Donde: E es la energía potencial del lago
m es la masa total de las aguas del lago
g es la constante de gravedad e igual a 9.8 m/seg2
h es la altura del lago.
En general, con esta fórmula se puede calcular la energía potencial de cualquier cuerpo de masa “m” localizado a una altura “h”. Por ejemplo, una manzana o un coco en lo alto del árbol, poseen una energía potencial. Si un monito deja caer el coco e impacta en la cabeza de Juan que yace adormilado al pie del árbol, seguramente maldecirá al pequeño vivaracho por el malestar. A nosotros nos causaría gracia. Pero, un físico explicaría que la energía potencial del coco se ha convertido en energía cinética y éste en fuerza al momento de impactar en el cráneo de Juan.
Volviendo a nuestro lago o río. Tiene un enorme potencial para generar electricidad que se puede transmitir y distribuir mediante cables a muchas ciudades. Pero, ¿cuál es el PROCESO para transformar esta energía potencial en energía eléctrica? Este proceso se realiza en una central hidroeléctrica. Las aguas se transportan mediante tuberías hasta unas ruedas dentadas (turbinas) que por efecto de la gravedad ejercen una fuerza y las hacen girar. Estas ruedas a su vez accionan otra rueda o rotor bobinado con cables eléctricos conduciendo electricidad. Corriente eléctrica y movimiento generan un campo electromagnético que estimula la generación de corriente eléctrica en el estator (bobinado con cables eléctricos) que circunda el rotor. Mediante este PROCESO de conversión es posible que la energía potencial del lago se convierta en energía eléctrica para transportarlo y luego distribuirlo en nuestros hogares y fábricas, brindándonos luz, calor, para mover los motores, hacer funcionar los electrodomésticos y equipos, etc. Ejemplo de aplicación del proceso son las centrales hidroeléctricas localizadas en la cuenca de los ríos con suficiente altura y energía, como las centrales de Villarino, Saucelle, Aldeadávila, José María de Oriol y Cedillo, en España, con más de 300Mw de potencia, capacidad suficiente para iluminar más de 3 millones de luminarias de 100 W cada una.
Conclusión
El sonido (nuestra voz, música), datos e imágenes (gráficos y fotos, videos) se pueden convertir en corriente eléctrica (energía eléctrica) o luz u ondas electromagnéticas (ondas de radio) mediante un PROCESO para transmitirlo a pequeñas o grandes distancias y reconvertirlo luego, en la recepción o destino, a su forma original mediante otro PROCESO. En este caso el PROCESO lo realiza el micrófono o el altavoz
Por otro lado, la energía potencial de un lago o un río localizados a cierta altura podemos convertirlo en energía cinética (fuerza) y éste a su vez en energía eléctrica. En este caso el PROCESO lo realiza una central hidroeléctrica.
En resumidas cuentas, la energía natural o energía fuente requiere de un PROCESO adecuado para convertirlo en otro tipo capaz de realizar trabajo que genere valor.
IMPORTANTE
Teniendo claro estos conceptos de ENERGIA y PROCESO DE CONVERSION de la misma, ya estamos preparados para desarrollar el concepto de CAPITAL en la siguiente entrega, iniciando de esta manera el desarrollo de los conceptos de proyectos de inversiones y negocios.
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