domingo, 19 de septiembre del 2021 Fecha
Ir a la página principal Ir al blog

IMPRESIÓN NO PERMITIDA - TEXTO SUJETO A DERECHOS DE AUTOR




Sí, necesitamos nuevas formas de energías

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Solar    ~    Comentarios Comments (7)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

 

Fusión de Deuterio con Tritio produciendo helio-4 liberando un neutrón, y generando 17,59 MeV de energía, como cantidad de masa apropiada convertida de la energía cinética de los productos, de acuerdo con E = Δm c2. En física nuclear , la fusión nuclear es el proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen para formar un núcleo más pesado. Se acompaña de la liberación o absorción de una cantidad enorme de energía, que permite a la materia entrar en un estado plasmático.

 

El futuro que nos espera será muy distinto al presente que ahora podemos vivir, y, la vida cotidiana en las Sociedades venidaderas, serán también distintas debidos a los cambios que se avecinan en campos de la Ciencia como la Física y la Tecnología, Computación, Materiales y, sobre todo, nuevas fuentes de energía que todo lo cambiaran.

Resultado de imagen de Iter el Reactor de FusiónResultado de imagen de Iter el Reactor de Fusión

                Por primera vez se aspira a que un reactor de fusión produzca energía.

Este proceso puede liberar enormes cantidades de energía. Sin embargo el proceso no es tan simple, requiere de una enorme energía de activación a una temperatura del orden de los millones de grados. De haber esta energía, surge otra dificultad: la estructura material de un reactor puede fundirse a tan elevada temperatura.

Dentro de unos treinta años estaremos en el camino correcto, la energía de fusión sería una realidad que estará en plena expansión de un comenzar floreciente. Sin residuos nocivos peligrosos como las radiaciones de la fisión nuclear, la fusión, nos dará energía limpia y barata en base a una materia prima muy abundante en el planeta Tierra.

Resultado de imagen de El Sol Fusiona Hidrógeno en HelioResultado de imagen de El Sol Fusiona Hidrógeno en Helio

“En el ciclo básico de fusión del Hidrógeno, cuatro núcleos de hidrógeno (protones) se unen para formar un núcleo de Helio. Esta es la versión más simple de la historia. En realidad existen electrones, neutrinos y fotones involucrados en esta historia que hacen posible la fusión de Hidrógeno hacia helio .”

Resultado de imagen de El Sol en llamaradas

Nuestro Sol fusiona Hidrógeno en Helio a razón de 4.654.000 toneladas por segundo. De esta enorme cantidad de Hidrógeno, 4.650.000 toneladas se convierten en Helio. Las 4.000 toneladas restantes, son lanzadas al espacio en forma de luz y calor, energía termonuclear de la que, una parte, llega al planeta Tierra y hace posible la vida.

Resulta pues que, el combustible nuclear de las estrellas es el Hidrógeno que mediante su fusión hace posible que genere tal enormidad de energía. Así lleva el Sol unos 4.500 millones de años, y se espera que, al menos durante un período similar, nos esté regalando su luz y su calor.

No debemos confundir la Fisión con la Fusión, la primera es la que se emplea en las Centrales nucleares para producir energía y, ya sabemos todo lo peligrosa que resulta (Japón, en sus propias carnes ha sufrido y sufre sus consecuencias), las radiaciones del Uranio y del Plutonio son fatales para la vida. Por el contrario, la fusión es limpia pero…de momento, inalcanzable.

Pero ¿tenemos Hidrógeno en el planeta Tierra para tal empresa? La verdad es que sí. La fuente de suministro de Hidrógeno con la que podemos contar, es prácticamente inagotable… ¡El agua de los mares y de los Océanos!

Resultado de imagen de Océanos y mares de la Tierra

                Fuente inagotable de materia prima para poder conseguir la fusión nuclear en el futuro

Todos sabemos que el hidrógeno es el elemento más ligero y abundante del Universo. Está presente en el agua y en todos los compuestos orgánicos. Químicamente, el hidrógeno reacciona con la mayoría de los elementos. Fue descubierto por Henry Cavendisch en 1.776. El hidrógeno se utiliza en muchos procesos industriales, como la reducción de óxidos minerales el refinado del petróleo, la producción, de hidrocarburos a partir de carbón y la hidrogenación de los aceites vegetales y, actualmente, es un candidato muy firme para su uso potencial en la economía de los combustibles de hidrógeno en la que se usan fuentes primarias distintas a las energías derivadas de combustibles fósiles (por ejemplo, energía nuclear, solar o geotérmica) para producir electricidad, que se emplea en la electrolisis del agua. El hidrógeno formado se almacena como hidrógeno líquido o como hidruros de metal.

Bueno tanta palabrería y explicaciones solo tiene por objeto hacer notar la enorme importancia del Hidrógeno. Es la materia prima del Universo, sin él no habría estrellas, no existiría el agua y, lógicamente, tampoco nosotros podríamos estar aquí sin hidrógeno.

 

Si finalmente somos capaces de conseguir energía a través de la fusión nuclear, la Humanidad habrá dado un paso gigante hacia su futuro. Pero sigamos con las explicaciones. Cuándo dos moléculas de Hidrógeno se junta con una de Oxígeno (H2O), tenemos el preciado líquido que llamamos agua y sin el cual la vida no sería posible.

Así las cosas, parece lógico pensar que, conforme a todo lo antes dicho, los seres humanos, deberán fijarse en los procesos naturales (en este caso el Sol y su producción de energía), y, teniendo como tiene a su disposición la materia prima (el Hidrógeno de los océanos), procurar investigar y construir las máquinas que sean necesarias para conseguir la fusión, la energía del Sol.

Resultado de imagen de Tras la fusión nuclear

Esa empresa está ya en marcha y, como he dicho al principio de este comentario, posiblemente, en unos treinta años, sería una realidad que nos dará nuevas perspectivas para continuar el imparable avance en el que estamos inmersos. La energía, a lo largo de la historia, ha permitido elevar el nivel de vida del ser humano. La energía es la base de todo sistema económico, de ella depende el coste de todos los productos, desde un chicle a una limusina: a más escasez de energía, más cuesta ganarse la vida. El carbón, en primer lugar, posibilitó la extinción de la servidumbre; el petróleo, mientras fue abundante, logró que la economía mundial viviese su época dorada durante 1950-1973; la energía de fisión actual se presenta, a veces, como única alternativa. Sin embargo, todas estas energías tienen un vicio común: o son escasas o contaminan.

Resultado de imagen de Centrales nucleares

Tenemos que huir de esto, la Fisión nuclear no es la solución Pero no me gustaría cerrar este comentario sobre la fusión sin contestar a una importante pregunta… ¿por qué la fusión?

 

Porque tiene una serie de ventajas muy significativas en seguridad, funcionamiento, medio ambiente, facilidad en conseguir su materia prima, ausencia de residuos peligrosos, posibilidad de reciclar los escasos residuos que genere, etc. Los recursos combustibles básicos (deuterio y Litio) para la fusión son abundantes y fáciles de obtener.

  • Los residuos son de helio, no radiactivos.
  • El combustible intermedio, Tritio, se produce del Litio.
  • Las centrales eléctricas de fusión no estarán expuestas a peligrosos accidentes como las centrales nucleares de fisión.
  • Con una elección adecuada de los materiales para el propio dispositivo de fusión, sus residuos no serán ninguna carga para las generaciones futuras.
  • La fuente de energía de fusión es sostenible, inagotable e independiente de las condiciones climáticas.

Para producir la energía de fusión solo tenemos que imitar lo que hace el Sol. Tenemos que hacer chocar átomos ligeros de Hidrógeno para que se fusionen entre sí a una temperatura de 15 millones de grados Celsius, lo que, en condiciones de altas presiones (como ocurre en el núcleo del Sol) produce enormes energías según la formula E=mc2 que nos legó Einstein demostrando la igualdad de la masa y la energía.

Claro que, el problema que surge en la fusión es que para que este tipo de reacciones se produzca se necesita un enorme aporte energético que logre que los núcleos venzan la fuerza de repulsión que existe entre ellos (ambos cargados positivamente), y puedan universe. Este aporte energético se logra mediante el calor, aplicando temperaturas de millones de grados.

El problema comentado anteriormente proviene de la dificultad de conseguir un reactor nuclear que pueda aguantar esas temperaturas sin destruirse. El estado de la materia a fusionar a esta temperatura se denomina plasma, y su estructura atómica es un completo desorden en este punto. Sí, es verdad que estamos jugando con fuerzas muy poderosas, ¡querer imitar lo que hacen las estrellas!

 

 

iter-tokamak

 

             Fotogtafía: El Reactor Tokamak del Proyecto Iter

La fusión nuclear es el proceso mediante el cual dos núcleos atómicos se unen para formar uno de mayor masa atómica. Este nuevo núcleo tiene una masa inferior a la suma de las masas de los dos que se han fusionado para formarlo y esta diferencia de masa es liberada en forma de energía. Actualmente se está investigando en este tipo de reactores en un consorcio denominado ITER. Las dos formas que se están experimentando para poder confinar la materia a fusionar son el confinamiento magnético y confinamiento inercial.

  • Confinamiento magnético: Se logra crear y mantener la reacción de fusión gracias a grandes cargas magnéticas.
  • Confinamiento inercial: El calentamiento se obtiene mediante láseres y el confinamiento del plasma con la inercia de la materia que se encuentra en el interior.

Todas las respuestas a nuestras necesidades están en la Naturaleza. Sin embargo, debemos ir con exquisito cuidado, tantear suavemente los resortes que nos puedan llevar a conseguir las respuestas deseadas, ya que, no podemos jugar a ser dioses cuando sólo somos humanos, y, existen fuerzas que ni podemos imaginar. Tratar de buscar soluciones…Sí, hacerlo de cualquier manera…No.

 Archivo:Fusión solar.png

                     En el proceso de la fusión Solar está la respuesta

¿Te imaginas una fuente de energía limpia, barata y casi inagotable? ¿Que utilizara agua como combustible y no produjera ningún tipo de residuo? Son estos sueños los que alimentan la esperanza de la fusión nuclear. Pero, ¿es factible? Pues parece ser que todavía no pero, estamos en el camino.

 Resultado de imagen de El ojo humano tiene visión limitaqdaResultado de imagen de La Mente tiene visión ilimitada

El ojo humano, por muy bello que pueda ser,  tiene sus limitaciones para ver. Sin embargo, la Mente no tienes límites para  imaginar y, a lo largo de la historia de la Humanidad se han dado pruebas de lo lejos que pueden llegar nuestros pensamientos. Hasta no hace mucho se creía imposible que se pudieran lograr muchos de los avances que ahora, nos parecen cosas cotidianas, y, en el futuro no muy lejano, es posible que podamos gozar de esa energía limpia y de contaminación ausente que nos pueda abrir el camino hacia una nueva era. Nuestra “Casita Azul” necesita que la cuidemos y, un paso muy importante para ello sería…La Fusión Nuclear que, al menos le evitaria algunas incomodidades que, por otra parte, redunda en nosotros mismos.

Resultado de imagen de Nuclear Power Image Gallery Proposed construction site of ITERResultado de imagen de Nuclear Power Image Gallery Proposed construction site of ITER

Nuclear Power Image Gallery Proposed construction site of ITER fusion reactor plant at Cadarache, France. See more nuclear power pictures. Photo courtesy ITER. Los esfuerzos e inversiones por lograr la energía de fusión son considerables y, si en los próximos cuarenta años se ha conseguido… Deberíamos estar muy satisfechos, dado que, la empresa, no será fácil.

De todas las maneras y a pesar de lo mucho que nuestras mentes pueden imaginar, no será fácil lograr,  aquí en la Tierra el mismo proceso que se produce en nuestro Sol, y, tantas dificultades se presentan para ello que, por eso, muchos hablan de la fusión fría.

Resultado de imagen de La fusión fría

La fusión fría es el nombre genérico dado a cualquier reacción nuclear de fusión producida a temperaturas y presiones cercanas al ambiente, muy inferiores a las necesarias normalmente para la producción de reacciones termonucleares (millones de grados Celsius), utilizando equipamiento de relativamente bajo costo y un reducido consumo eléctrico para generarla.

 

¿Podéis imaginar que pudiéramos producir en la Tierra 15 millones de grados de temperatura? ¿Qué máquinas podrían soportarlo? y, desde luego, aislar esas instalaciones del exterior para que el calor no saliera y se produjera una debacle de proporciones inmensas…no parece nada fácil tampoco. Habrá que esperar y seguir trabajando sin desmayo, nuestro futuro lo necesita.

En relación a nuevas fuentes de energías, nuestro contertulio Rafael Flores, me ha envíado un avance de su propia teoría para conseguir energía y, sólo me ha dado tiempo de echar una rápìda mirada para ver, si mis limitados conocimientos pueden aportar alguna cosa a sus ideas. Él comienza su envío con el envío anónimo de éstas frases:

“La ciencia y la tecnología no avanzan desde la comodidad de lo ya inventado, el poder creativo aplicado a las áreas potenciales de innovación es un atajo a la solución de los problemas”.

Lo cierto es que siempre fue así, y, el amigo Rafael siendo consciente de ello, tiene sus propias ideas al respecto que, esperemos den su fruto lo antes posible. Lo leído tiene buena pinta y, en cuanto pueda, le daré mi parecer.

emilio silvera

 

  1. 1
    Maolito
    el 28 de febrero del 2013 a las 11:42

    Porqué no se ha intentado buscar la energía magnética como forma de energía. Sería limpia al 100% y poderosa.

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 1 de marzo del 2013 a las 5:30

      Precisamente aquí, en Huelva uno y en Isla Cristina otro, hay dos personas que andan a la búsqueda de dicha fuente de energía y, según parece, aunque trabajan de manera independiente, los dos tienen el mismo problema: la financiación para continuar la investigación y las pruebas necesarias que requieren materiales que valen dinero que no tienen. Así y todo, ambos parece que están cerca de conseguir alguna cosa…
      Lo cierto es que, las fuentes de energías del futuro tienen que ser diferentes a las que ahora tenemos, o, por decirlo de otra manera, tienen que ser el producto de copiar lo que hace la Naturaleza y, que no contamine. Creo que ya va siendo hora de que los métodos contaminantes sean dejados de lado para comenzar una nueva era energética que, siendo más limpia y barata, sean también y al mismo tiempo, inagotable.
      Saludos amigo.

      Responder
  2. 2
    Rafael
    el 2 de marzo del 2013 a las 11:52

    Que agradable sorpresa me he llevado al leer la entrada y ver mi nombre…
    En cuanto a lo de la energia de fusion, tengo entendido que hay ciertos sectores reticentes, supongo que mas por el problema de cambio de paradigma energetico que supondria ( y los cambios de poder asociados), que por un verdadero problema tecnologico en su consecucion ( que  con el tiempo no tengo dudas de que conseguiremos)… de hecho creo recordar que EEUU estan con una tecnica de confinamiento a traves de laseres de alta potencia que ya ha conseguido algun resultado interesante a pequeña escala ( creo que decian poder tener una tecnologia comercial en un horizonte a medio plazo… aunque no se si esto es real o sensacionalismo para consegir fondos de financiacion)…
     
    En cuanto a las tecnologias basadas en la generacion de energia via magnetismo, he leido algunas cosas… supongo que hay algo que se nos escapa o que se nos ocultan… pero tambien hay mucho mentiroso que vende humo y se enriquece de la ingenuidad de los demas ( en este mundo de la energia libre hay mucho impostor… y eso no es ciencia.. eso es esoterismo)…ojala los compañeros de Huelva, ambos, esten en caminos viables y puedan ofrecer su tecnologia para mejorar la realidad cotidiana.
     
    Un saludo.Rafael
    p.d: espero la opinion sobre la idea…gracias Emilio

    Responder
  3. 3
    Rafael
    el 2 de marzo del 2013 a las 11:57

    … Por cierto de las cosas que mas me han llamado la atencion en cuanto a procesos fisicos que podrian tener relacion con el magnetismo como fuente de generacion de energia, son los giroscopios ( aun no me explico la disminucuion de masa aparente cuando esta en movimiento… a que principio fisico responde y hasta donde podemos extender sus efectos… quizas levitacion..???)

    Responder
  4. 4
    emilio silvera
    el 3 de marzo del 2013 a las 6:32

    Amigo Rafael… ¡Son tantas las cosas que no sabemos!
    Un abrazo.

    Responder
  5. 5
    Julian Luque
    el 3 de marzo del 2013 a las 13:28

      “El hidrógeno como fuente de energía”
    El gran problema de hoy en día, es el almacenaje del H, se dispone de energías limpias que se pueden disponer como son las eólicas, las térmicas, las del mar, y mas.
    En la proporción del 72% de potasio y 28% de sodio es una aleación liquida, el sodio el potasio son metales alcalinos que reaccinan con el agua dando como resultado hidroxidos y hidrógeno.
    Mi idea es, en un proceso de electrólisis donde el electrolito no sea de agua, retener la aleación en forma liquida y reaccionara cuando nos convenga consiguiendo así el hidrógeno.
    Ventajas
    El hidrógeno al ser un gas el volumen que ocupa es grande, es altamente reactivo, (es peligroso su almacenamiento).
    Aleación sodio potasio, Ventajas.
    Al ser liquido el volumen es menor, aún siendo muy reactivo, la reacción no seria instantánea y nesesitaria de un ambiente húmedo.
    En el proceso de electrólisis, por ejemplo, cloruro sódico, la electro deposición es sodio, el sodio reacciona con el agua dando hidrógeno y calor,(ese calor se pierde) que seria aprovechable, en el sodi potasio eso no pasaria, pudiendo hasi aprovechar las dos reacciones.
    Espero sea una aportación por mi parte.
    Estoy estudiando unos electrolitos.
    Julian Luque

    Responder
    • 5.1
      emilio silvera
      el 4 de marzo del 2013 a las 6:29

      Amigo mío, todas las aportaciones son positivas y la de arriba, no podía ser de otra manera. El tema está en ver que coste tienen las distintas fuentes de energía y, por otra parte, la cantidad que se obtiene a partir de la materia prima, es decir, qué tanto por ciento del producto se convierte en energía y que tanto por ciento serán residuos y, si esos residuos, resultaran peligrosos y nosivos para la salud. Algunas de esas fuentes de energía eólicas, maremotriz, etc., no parecen que acaben de resultar rentables y el coste no justifica el rendimiento.
      Un saludo cordial.

      Responder

Deja un comentario



Comentario:

XHTML

Subscribe without commenting