Energía para comenzar el nuevo año

La energía es algo que nos acompaña allá donde miramos, y aunque no sea visible dondequiera que hurgamos allí siempre está la energía, hablamos de energía y utilizamos el concepto en cualquier ámbito, de hecho cualquier combustible, cualquier alimento, lleva incorporado energía, sea combustible para el coche, para la calefacción, para el ordenador, para nuestro organismo, para las plantas, el sol, etc; todo se mueve gracias a la energía. Etimológicamente energía en griego viene de energon que indica “la que hace el trabajo” donde ergon significa trabajo, o acción. Desde tiempos inmemoriales el hombre especuló con que existía algo en el Universo que proporcionaba vida a los animales y a las personas, así la mitología hindú habla del prana, que es la energía o aliento de vida que se absorbe mediante la respiración y la ingestión de alimentos, y los chakras son los vórtices energéticos que existen en los seres humanos para manipular las energías según el hinduismo y otras culturas asiáticas. Fue Lavoisier en el siglo XVIII el primero en comprender que en el aire existía un gas, unas moléculas, que proporcionan el aliento de vida – tal como habían intuido los hindús miles de años antes – y que llamó oxígeno. El ser humano consume un 21% de oxígeno del aire que llenan sus pulmones y expulsa un 16% del 21% que entró, y si el oxígeno hasta ahora no se ha agotado en nuestro hábitat es gracias al ciclo perfecto entre los animales y las plantas.

Chakras

Como decía en la antigüedad ya se hablaba de energía – aunque referida a la energía de vida – los chinos hablaban del chi que es la energía vital, los judíos mencionan al nefesh como energía de vida, los egipcios tenían como energía sustentadora de vida al ka, los griegos hablaban del pneuma y los sufies la denominan baraka. El primero en hablar sobre el concepto moderno que tenemos de la energía – aunque sin definirla – fue Galileo en el siglo XVI cuando realizó varios experimentos como los efectuados con péndulos o con bolas que rodaban sobre planos inclinados, y el primero que la definió rigurosamente fue el francés Coriolis en el siglo XIX. Hoy en día sabemos que la energía es el móvil de la materia, es lo que puede producir trabajo, pero sigue siendo un misterio, así como la materia puede medirse, puede pesarse, la energía es una cualidad intangible que parece desvanecerse cuando la materia retorna al reposo. La paradoja está en que la materia y la energía vienen a ser lo mismo, en la teoría de la relatividad de Einstein, materia y energía son aspectos de una misma cosa. Este nuevo concepto de energía que proporciona trabajo puede considerarse como uno de los puntales del actual paradigma social-económico-científico-tecnológico y se inició con la Ilustración y la primera Revolución Industrial del siglo XVIII.

Tren de Vapor

Siempre que queramos producir un cambio, siempre que queramos que algo suceda, tenemos que poner en juego trabajo, así cuando queramos cavar un hoyo tendremos que trabajar, o cuando queramos desplazar un mueble, o cuando queramos realizar un trabajo intelectual, o uno artístico, o escribir en un blog. En física el trabajo se define como el producto de la fuerza por la cantidad de desplazamiento del cuerpo en movimiento donde se aplica la fuerza. La letra que identifica al trabajo es la W (de work en inglés), y su unidad en el sistema internacional viene dada en julios y en el sistema cegesimal su unidad es el ergio, recordemos que ergon en griego es trabajo. Llegados hasta este punto podemos introducir el concepto de energía potencial y de energía cinética, la potencial es energía que ha quedado en reserva en el cuerpo, como cuando levantamos una caja a una altura de 2 metros, en ese instante existe la posibilidad, o la capacidad de convertir esa energía potencial en energía efectiva, cinética o del movimiento si dejamos caer la caja al suelo. Así tenemos que el trabajo provoca una variación de energía y la energía es la capacidad para realizar un trabajo, como un pez que se muerde la cola.

Energía Eolica

A partir del 1840, con los estudios de científicos británicos como James Prescott Joule buscando la medición del equivalente mecánico del calor, o científicos alemanes como Hermann von Helmholtz y Julius Robert von Mayer se llegó a lo que se conoce como la ley de conservación de la energía, ley que se puede resumir con el famoso enunciado de que la energía ni se crea, ni se destruye: se transforma, es decir cambia de forma. Esto me recuerda a la cosmología budista, en ella se dice que no hay origen en el universo y que la existencia del mismo es eterna, aunque no inmutable, porque el universo está en un constante cambio, también recuerdo que en la cosmología judeo-cristiana tenemos que Dios es el principio y el fin, el alfa y el omega, no creado, como una alegoría que une a Dios con la energía o con la vacuidad. Esta ley establece el primer principio de la termodinámica, otra descripción de esta ley nos dice que la cantidad total de energía en un sistema aislado permanece invariable con el tiempo, independientemente de lo que ocurra. En transformaciones de tipo mecánico tenemos que la energía mecánica permanece constante, siendo la suma de la energía potencial y cinética, pero esto ocurre sólo cuando los sistemas están en condiciones de espacio vacío, cuando existen fuerzas de rozamiento la energía mecánica se disipa convirtiéndose en energía calorífica. Otro concepto es el de energía interna de un sistema que es el resultado de la energía cinética de las moléculas y átomos, de sus energías de rotación, de traslación y de vibración, además de la energía potencial entre moléculas producidas por fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, tanto débil como fuerte. Existen muchos tipos de energía, las energías térmica o calórica, eléctrica, radiante, química, nuclear, hidráulica, eólica, sonora, solar, son algunos ejemplos.

Energía Solar

El primer principio de la termodinámica establece que toda transformación va acompañada de perdidas, indicando que el movimiento perpetuo, sin una fuerza externa, es imposible. A partir de esto, otras disciplinas intentaron emular a la termodinámica, por ejemplo en economía se dice que cada actor económico trata de maximizar su satisfacción y de minimizar su gasto, entenderemos así que el capital intenta ser un nuevo tipo de energía que se obtiene al realizar un trabajo, al transformar una energía en otra.

Combustibles fósiles

El segundo principio de la termodinámica viene a precisar más lo que es la termodinámica, y en este principio se incorpora un nuevo concepto: la entropía. Este concepto indica la tendencia que existe en la naturaleza a producirse desorden. Así tenemos que el segundo principio indica que la cantidad de desorden o entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo, hasta alcanzar un valor máximo, que es lo que se llama equilibrio térmico. En el mundo real vemos que la cantidad de desorden o caos crece en todo sistema cerrado, las cosas se desgastan con el paso del tiempo, para evitar este caos, para permanecer en el borde del caos, es necesario incorporar en el sistema energía de una fuente externa, y esto lo vemos constantemente en nuestros hogares, sino interviniéramos nosotros como fuerza externa el caos se adueñaría de nuestras casas. Este punto de energía mínima y entropía máxima en la teoría del caos se denomina atractor. Todos los sistemas tienden hacia un estado atractor si no se les aporta energía desde el exterior. Por ejemplo si dejamos descender una bola dentro de un cuenco el fondo del cuenco es el atractor. Algo que me llama especialmente la atención es que el orden produce desorden. En cualquier parte del Universo donde exista un foco de orden se hace a expensas de producir desorden en otro lugar, esta conclusión puede extraerse de las ecuaciones de Clausius y Thomson.

Atractor de Lorentz

3 comentarios sobre “Energía para comenzar el nuevo año”

  1. Me alegro un montón que te haya servido Gemma. Cuando haces algo y no esperas nada a cambio, todo lo que viene es un regalo.

    Un saludo

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