Energía

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Molino 'generador' de energía

Muchas veces empiezo estos artículos recordando cómo la ciencia-ficción muestra un concepto científico real, para después intentar explicar las diferencias que pueda haber con lo que dice la ciencia rigurosa al respecto.

Sin embargo, hoy no me hace falta. El concepto de energía está tan presente en la sociedad que oímos hablar de ella en los tele noticias a diario. La hemos cosificado, incluso personificado, hasta la saciedad.

En realidad, es un concepto muy sencillo, se puede explicar en 5 palabras. Pero todos sabemos que lo más sencillo en ocasiones se convierte en lo más complicado. Pero bueno, vamos al grano y digamos esas cinco palabras. La energía es:

La capacidad de producir cambios.

Así de simple. Si quieres cambiar algo, necesitas energía. Si pretendes que todo se quede como está, necesitas que la energía se quede donde está.

Yo suelo usar una analogía con las divisas: la energía es la moneda con la que se compran los cambios físicos de un sistema.

En una transacción económica, el comprador da cierta cantidad de dinero al poseedor a cambio de un bien o un servicio. El cliente tiene menos dinero que antes, decimos que lo ha perdido (gastado, invertido,... cómo queráis, el caso es que lo tenía y ahora ya no). Pero el dinero en si no ha desaparecido, sólo ha cambiado de manos. El vendedor puede más tarde usar el parné para comprar otras cosas.

Esto es lo que todos hemos oído sobre la energía: ni se crea ni se destruye, sólo se transforma, aunque sería más conveniente decir que se transfiere.

Dicho de otra forma, si nosotros usamos nuestra energía para producir cierto cambio sobre un objeto, entonces ese cuerpo puede utilizar la energía suministrada para producir otros cambios, ya sea sobre si mismo o sobre otro(s) cuerpo(s). Es lo que conocemos como conservación de la energía (total), un principio de la Física que hasta la fecha no hemos podido desmentir, ni siquiera un poquito.

Hay muchos tipos de cambios. Por lo general, ponemos a la energía un apellido u otro dependiendo de cuál ha sido el cambio que ha hecho que el cuerpo en particular adquiera dicha energía.

Por ejemplo, si para dotar de energía un cuerpo, hemos cambiado su velocidad, hablamos de energía cinética. Si hemos cambiado la estructura de los núcleos atómico, hablamos de energía nuclear. Y un largo etcétera.

Torres de refrigeración de una central nuclear

Hablando de cambios, el más extremo que una partícula puede sufrir es desaparecer, el cambio absoluto. O, al contrario, aparecer. Como la creación (y destrucción) de partículas no son más que cambios, la energía debe estar involucrada en ella.

Es obvio que una partícula puede producir más cambios que el vacío absoluto; para empezar, una partícula puede colisión con otra, y el vacío no. Por lo tanto, una partícula tiene más energía que el vacío (lo cual puede parecer de pero grullo, pero había que decirlo).

En conclusión, para crear una partícula debemos aportar cierta energía. Y viceversa, si la destruidos recuperaremos esa misma cantidad, que podremos usar para producir otros cambios (por ejemplo, para hervir agua en un reactor nuclear).

Parece de sentido común que, cuanto más “gorda” sea la partícula, mayor será la cantidad de energía relacionada con su creación o destrucción. Por lo tanto, es de esperar que la masa esté relacionada con la energía intrínseca de las partículas.

Esto es lo que nos dice la famosísima formula E = mc2. Al contrario de lo que solemos pensar, que ahí aparezca la velocidad de la luz al cuadrado no es muy importante, tiene que ver sólo porque no sabíamos que la masa es un tipo de energía, y nos inventamos una unidad diferente para medirla. Si midiéramos la masa en julios, que sería lo correcto, no saldría la c2.

De hecho, este razonamiento es el primero que nos permite saber qué es la masa: nada más ni nada menos que la energía necesaria para crear algo en su mínima expresión. Si queremos que además de existir se mueva, por ejemplo, será necesario suministrarle más energía (cinética, en este caso).

Newton sabía que existía la masa, y cómo medirla; se usa el concepto de forma exhaustiva en su formulación de la mecánica. Pero no sabía ni qué era, ni qué significaba. Ahora, vosotros ya lo sabéis. Mira, ya podéis decir que sabéis más que Newton.

Fotos | Aherrero, AmyZZZ1

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