ENERGIA

PROCESO DE CONVERSION DE LA ENERGIA

“La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma”.

Esta ley enunciado por Antoine-Laurent Lavoisier, padre de la Química Moderna, se aplica en los casos que trataremos a continuación; basta y sobra para sembrar el concepto en nuestra mente y que nos permita luego entender el PROCESO asociado con EL CAPITAL, la entidad que pretendemos conocer.

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 LA VOZ

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 1 Km y, menos si se encuentra en una ciudad distante 5 Km o 10 Km.

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.

LA ENERGIA

ENERGIA

No vamos a tratar este tema en profundidad. Nuestro propósito sólo es sembrar este concepto en nuestras mentes, para poder entender, por asociación, el concepto de CAPITAL, el “diamante” que buscamos. Pues entonces, comencemos el viaje por casa.

INTRODUCCION

Diariamente disfrutamos de servicios que tienen que ver con la energía. Las emisoras de TV transmiten sus señales a kilómetros de distancia y podemos verlos en las pantallas de nuestros hogares, nos comunicamos por teléfono fijo o celular con nuestros amigos o familiares, navegamos por el mundo virtual (Internet) , nos iluminamos con la bombilla o lámpara eléctrica, abrimos la nevera y disfrutamos de una bebida helada, nos abrigamos con la estufa eléctrica una noche de intenso frío, horneamos un sabroso pollo o pavo en el microondas, cocinamos nuestros alimentos en la cocina a gas, etc. ¿Qué “magia” hace posible que disfrutemos de estos servicios?. Pues, la energía. La ENERGIA, con mayúscula. No lo vemos, ni escuchamos ni tocamos; pero está cerca de nosotros, existe. Lo sabemos por sus manifestaciones. En forma de sonido e imagen (TV, internet), sonido (teléfono), calor (horno, estufa, cocina), frío (nevera), luz (bombilla eléctrica). La energía está presente en cada espacio y momento de nuestras vidas.

La energía existe en el universo (cosmos), en nosotros y en los átomos (microcosmos). La energía está ahí, indisoluble de la materia, manifestándose de distintas maneras.

1. ENERGIA EN EL COSMOS

1.1 LA ENERGIA ELECTRICA

La Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas (ELECTRONES) en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La energía eléctrica transportada por la corriente eléctrica en nuestras viviendas y que se manifiesta como energía luminosa al encender una bombilla.

Antes del año 1800, cuando se descubrió la corriente eléctrica, la humanidad no conocía la energía eléctrica (la electricidad del ámbar ya se conocía en la Grecia Antigua, 300 años A.C., más no se tenía ni idea de la energía). Hasta entonces, el hombre utilizaba la energía mecánica proveniente del agua o del viento para mover los molinos. Los trenes funcionaban a vapor producido por la energía térmica del carbón.

Con el descubrimiento de la energía eléctrica se inició la revolución industrial: utilización de motores, máquinas, equipos y herramientas eléctricas para mover la industria.

Actualmente existen muchas fuentes para generar la energía eléctrica. Estas fuentes, las más utilizadas, son la energía eólica (del viento), energía térmica (del petróleo o gas), energía nuclear (de la fisión nuclear), energía hidráulica (de lagos o ríos), energía solar.

1.2 ENERGIA SOLAR

El sol es fuente de energía inagotable que da vida a todo ser viviente, animal o vegetal.

La energía solar se convierte a energía eléctrica mediante paneles solares que capturan la energía de la luz solar y luego se almacenan en baterías especiales para su posterior utilización. Este sistema es bastante utilizado en las regiones andinas.

1.3 ENERGIA RADIANTE

¿Qué es una onda?

Cuando niños jugábamos a lanzar piedras a un estanque, a una laguna o al mar. En el punto donde caía la piedra se generaba una ola concéntrica que se desplazaba hasta cierta distancia. Luego, a esa distancia se generaba otra ola que se desplazaba hasta otra distancia y así sucesivamente. El juego ganaba quien más olas producía, ¿verdad? ¿Cuántas olas se genera por segundo? Digamos, 10 olas por segundo. Un físico diría 10 ciclos por segundo. Esta magnitud es la frecuencia, 10 ciclos por segundo. A la unidad “ciclo por segundo” se le llama Hertzios (o simplemente Hz) en honor al descubridor de las ondas electromagnéticas o de radio, en forma experimental, en el año 1888, el alemán Heinrich Rudolf Hertz, profesor de la universidad de Bonn. Ya, 24 años antes, el físico y matemático James Clark Maxwell, realizó la predicción analítica.

Las olas del estanque son ondas y, nos dan una buena idea de las ondas electromagnéticas o de radio.

Todas las ondas de radio: rayos X, rayos gamma, rayos ultravioleta, rayos infrarrojos, rayos cósmicos (de la más alta frecuencia) transmiten energía. Y puesto que viajan a la velocidad de la luz, transmiten fotones, que son pura energía.

La característica principal de esta energía es que se puede propagar en el vacío, sin necesidad de soporte material alguno. Ej.: La energía que proporciona el sol y que nos llega a la tierra en forma de luz y calor, la energía que trasmite las ondas de la TV, de la radio, de los celulares.

1.4 ENERGIA QUIMICA

La Energía química es la que se produce en las reacciones químicas. Una pila o una batería poseen almacenada este tipo de energía. El carbón y el petróleo poseen energía que se manifiesta al quemarlos.

1.5 ENERGIA TERMICA

La Energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura. Y la transferencia de energía de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura se denomina calor.

1.6 ENERGIA NUCLEAR DE FUSION

La Fusión nuclear consiste en la unión de varios núcleos "ligeros" (con pocos protones y neutrones) 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 ºC, como en las estrellas).

1.7 ENERGIA NUCLEAR DE FISION

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 mismo tiempo que se liberan varios neutrones. Los neutrones que se desprenden en la fisión pueden romper otros núcleos y desencadenar nuevas fisiones en las que se liberan otros neutrones que vuelven a repetir el proceso y así sucesivamente. Este proceso se llama reacción en cadena

2. LA ENERGIA DE NUESTRO CUERPO

Nuestros pensamientos, que son impulsos eléctricos de comunicación entre nuestras neuronas, registrables en un examen de electroencefalograma, emiten ondas, en consecuencia, energía. Y ¿nuestro corazón? Posee válvulas que generan impulsos eléctricos para bombear 8000 litros de sangre diariamente a través de 50,000 Km de vasos capilares, durante los 365 días del año. Es decir, nuestro corazón genera energía. Es más, por todo nuestro cuerpo circula energía. Tenemos 16 canales de energía que conectan nuestros órganos y tejidos y, llegan hasta cada célula de nuestro cuerpo. Estos canales de energía son aprovechados para curar nuestro cuerpo mediante la acupuntura, digitopuntura, reflexología, taichi, etc.

Y ¿Cómo se genera energía en nuestro cuerpo? En nuestras células se mezclan los nutrientes y el oxígeno transportados por la sangre generándose una microexplosión que libera energía. La expresión matemática es:

Nutrientes(comida) + oxígeno = anhídrido carbónico + agua + Energía

3. ENERGIA EN EL MICROCOSMOS

Según la física cuántica todo cuerpo está constituido por partículas pequeñísimas llamadas átomos, que a su vez está conformado por fermiones: protones, neutrones, electrones; y por bosones. Un átomo es similar a un sistema solar, donde el núcleo (protones y neutrones) es el sol y los electrones, los planetas. Dicho de otra forma, el átomo es un sistema solar en miniatura. La distancia de los electrones al núcleo es inmensa, es decir, entre los electrones y el núcleo existe un vacío. Estos electrones poseen una órbita, como la de la tierra; y cada órbita tiene un nivel de energía, tal es así que cuando saltan de un nivel a otro, absorben o liberan energía. Este es el fundamento de la conversión de luz en electricidad, el efecto fotoeléctrico, que consiste en bombardear un cuerpo con fotones de luz de una determinada frecuencia y con la suficiente energía como para liberar electrones, cuyo movimiento no es otra cosa que la corriente eléctrica. La aplicación práctica y concreta de ello es la transmisión por fibra óptica.

En general, todo cuerpo tiene asociado una energía. Según el genial científico Albert Einstein, materia y energía son manifestaciones de una misma cosa, son intercambiables. He aquí su fórmula:

E = mc2

Donde:

E es la energía

m es la masa del cuerpo

c es la velocidad de la luz e igual a 300,000 Km/seg.

Puesto que “c” es una magnitud grande, una pequeña cantidad de masa generará una ingente cantidad de energía.

CONCLUSION

En el cosmos existe energía. En nuestro organismo existe energía. Y también en el microcosmos. Es más, ha existido, existe y existirá. Por que tal como lo planteó Lavoisier: “La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma”.

Nosotros sólo tenemos acceso a lo último, a transformarlo.

Para afianzar el concepto de energía que mejor que recurrir a la

Física Cuántica que postula que todo es energía, la energía del cosmos (el sistema solar, los planetas, las plantas, los ríos, las montañas, el aire, los animales, etc.), la energía del ser humano y la energía del microcosmos están integradas formando una sola unidad y un todo; formando parte de una energía superior, eterna y suprema que es Dios; para los que creemos en él; y el universo, para los que todavía no creen o creen en la evolución.

Si pensáramos más en términos de energía entenderíamos e interpretaríamos mejor los fenómenos de la naturaleza y de nuestro cuerpo. Es más, gozaríamos de más salud física, mental, emocional y espiritual. Por que los pensamientos, mejor dicho los pensamientos negativos, conspiran contra nuestra salud y, los pensamientos positivos, regeneran y curan nuestras células. Somos lo que pensamos. Bueno, eso ya es materia de otro artículo, sólo es una invitación para su estudio y comprensión.