{"id":2989,"date":"2024-05-19T06:00:45","date_gmt":"2024-05-19T05:00:45","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=2989"},"modified":"2024-05-18T23:52:38","modified_gmt":"2024-05-18T22:52:38","slug":"evolucion-por-la-energia-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2024\/05\/19\/evolucion-por-la-energia-2\/","title":{"rendered":"Evoluci\u00f3n por la Energ\u00eda"},"content":{"rendered":"

El universo entero es energ\u00eda. En sus formas diferentes la energ\u00eda cambia continuamente y lo mismo hace que brillen las estrellas del cielo, que los planetas giren, que los estables \u00e1tomos formen mol\u00e9culas y materia, que las plantas crezcan o que las civilizaciones evolucionen.<\/p>\n

La ciencia del siglo XIX reconoci\u00f3 la universalidad de la energ\u00eda y supo ver que la Humanidad sin energ\u00eda que hiciera el trabajo m\u00e1s duro, no evolucionar\u00edan en el bienestar social y el saber.<\/p>\n

\"Resultado\"Resultado<\/p>\n

Sabemos como obtenerla pero…<\/p>\n

De todas maneras, a\u00fan hoy d\u00eda, a comienzos del siglo XXI, no tenemos un conocimiento unificado de todos los \u00e1mbitos y disciplinas, que relacionados de una u otra manera con la energ\u00eda, nos presente una visi\u00f3n global y completa de este problema. Los estudios energ\u00e9ticos modernos se presentan fragmentados, divididos en disciplinas, y los cient\u00edficos que trabajan en cada una de ellas est\u00e1n muy ocupados para leer el resultado obtenido en los otros estudios.<\/p>\n

Los ge\u00f3logos, por ejemplo, al tratar de entender las grandes fuerzas que transforman la superficie del planeta por el movimiento de las placas tect\u00f3nicas, rara vez est\u00e1n al d\u00eda de los descubrimientos en las otras ramas de la energ\u00e9tica moderna, donde se estudia desde el esfuerzo de un corredor de \u00e9lite hasta el vuelo de un colibr\u00ed.<\/p>\n

\"Resultado\"Resultado<\/p>\n

Los ingenieros se preocupan por las plantas generadoras de electricidad y piensan poco en las constantes fundamentales de la energ\u00eda o en los cambios que determinaron la evoluci\u00f3n de las sociedades antes de la llegada de la civilizaci\u00f3n de los combustibles f\u00f3siles.<\/p>\n

Energ\u00eda es todo, desde el Sol hasta un embarazo; desde el pan que comemos hasta un microchip. Sin embargo, es dif\u00edcil que un t\u00e9cnico pueda pensar en ello cuando est\u00e1 centrado en resolver el problema del momento.<\/p>\n

\"Resultado\"Resultado\"Resultado\"Resultado<\/p>\n

La progresi\u00f3n l\u00f3gica se realiza siguiendo una secuencia progresiva desde los flujos de energ\u00eda planetarios a la vida de las plantas y los animales, siguiendo con la energ\u00eda humana, la energ\u00eda en el desarrollo de las sociedades preindustriales y modernas, y concluyendo con el transporte y los flujos de informaci\u00f3n, que son las dos caracter\u00edsticas m\u00e1s importantes de la civilizaci\u00f3n de los combustibles f\u00f3siles.<\/p>\n

Los que han le\u00eddo algunos de mis trabajos saben que aqu\u00ed podr\u00e1n encontrarse con datos y materias diversas, y aunque el tema central, como he rese\u00f1ado por t\u00edtulo, es la evoluci\u00f3n por la energ\u00eda, tambi\u00e9n podr\u00e1n leer sobre la entrop\u00eda<\/a>, las fuerzas de la naturaleza, el \u00e1tomo, o incluso, del Sol, los vientos, radiaci\u00f3n solar o cualquier dato que, en realidad, pueda estar conectado con el concepto de energ\u00eda.<\/p>\n

<\/p>\n

Operamos con unidades<\/strong><\/p>\n

El conocimiento, las peculiaridades y las complejidades de las diferentes formas de energ\u00edas, as\u00ed como su almacenamiento y transformaci\u00f3n, requiere que cuantifiquemos esas cualidades y procesos. Para ello debemos introducir cierto n\u00famero de conceptos cient\u00edficos y medidas, as\u00ed como sus unidades correspondientes.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

Al hablar sobre energ\u00eda nos encontramos con el problema de que el uso en el habla com\u00fan de muchos t\u00e9rminos cient\u00edficos est\u00e1 equivocado. Como dice Henk Tennekes, \u201chemos creado una terrible confusi\u00f3n con los conceptos f\u00edsicos simples en la vida ordinaria<\/em>\u201d. Pocos de esos malentendidos son tan generales y molestos como los relacionados con los t\u00e9rminos energ\u00eda<\/em>, potencia<\/em> y fuerza<\/em>.<\/p>\n

Definimos fuerza como la intensidad con la que intentamos desplazar \u2013 empujar, tirar, levantar, golpear\u2026 \u2013 un objeto. Podemos ejercer una fuerza enorme sobre la roca que sobresale en una monta\u00f1a incluso si \u00e9sta permanece inm\u00f3vil. Sin embargo, s\u00f3lo realizamos trabajo<\/em> cuando el objeto que empujamos se mueve en la direcci\u00f3n de la fuerza aplicada. De hecho, se define el trabajo realizado como el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida. La energ\u00eda, como se define en los libros de texto, es \u201cla capacidad de hacer trabajo\u201d, y as\u00ed, \u00e9sta se medir\u00e1 con las mismas unidades que el trabajo.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

Si medimos la fuerza en unidades denominadas newton<\/em> (N), llamada as\u00ed en honor de Isaac Newton<\/a>, y la distancia en metros (m), el trabajo se mide en la malsonante unidad de newton-metro. Para simplificar, los cient\u00edficos llaman al newton-metro julio<\/em> (J), en honor de James Prescot Joule (1818 \u2013 1889), quien public\u00f3 el primer c\u00e1lculo preciso de la equivalencia entre trabajo y energ\u00eda. El julio es la unidad est\u00e1ndar de trabajo y energ\u00eda.<\/p>\n

La potencia es simplemente la tasa de trabajo, es decir, un flujo de energ\u00eda por unidad de tiempo. A un julio por segundo lo llamamos vatio<\/em> (W) en honor de James Watt (1736 \u2013 1819), inventor de la m\u00e1quina de vapor mejorada y el hombre que estableci\u00f3 la primera unidad de potencia, que no fue el vatio sino el caballo de vapor<\/em> (CV), una unidad aproximadamente igual a 750 W.<\/p>\n

Seguimos con algunas tablas para documentarnos:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

Almacenamiento de energ\u00eda<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Energ\u00eda de<\/strong><\/td>\nMagnitud<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Reservas mundiales de carb\u00f3n<\/td>\n200.000 EJ<\/td>\n<\/tr>\n
Reservas mundiales de masa vegetal<\/td>\n10.000 EJ<\/td>\n<\/tr>\n
Calor latente de un tormenta<\/td>\n5 PJ<\/td>\n<\/tr>\n
Carga de carb\u00f3n de un cami\u00f3n de 100 t<\/td>\n2 TJ<\/td>\n<\/tr>\n
Barril de petr\u00f3leo crudo<\/td>\n6 GJ<\/td>\n<\/tr>\n
Botella de vino de mesa blanco<\/td>\n3 MJ<\/td>\n<\/tr>\n
Garbanzo peque\u00f1o<\/td>\n5 KJ<\/td>\n<\/tr>\n
Mosca en la mesa de la cocina<\/td>\n9 mJ<\/td>\n<\/tr>\n
Gota de agua de 2 mm en una hoja de \u00e1rbol<\/td>\n4 \u03bcJ<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

Flujos de energ\u00eda<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Energ\u00eda de<\/strong><\/td>\nMagnitud<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
Radiaci\u00f3n solar<\/td>\n5.500.000 EJ<\/td>\n<\/tr>\n
Fotos\u00edntesis mundial neta<\/td>\n2.000 EJ<\/td>\n<\/tr>\n
Producci\u00f3n mundial de combustibles f\u00f3siles<\/td>\n300 EJ<\/td>\n<\/tr>\n
Hurac\u00e1n t\u00edpico en el Caribe<\/td>\n38 EJ<\/td>\n<\/tr>\n
La mayor explosi\u00f3n de bomba H en 1961<\/td>\n240 PJ<\/td>\n<\/tr>\n
Calor latente de un tormenta<\/td>\n5 PJ<\/td>\n<\/tr>\n
Bomba de Hiroshima en 1945<\/td>\n84 TJ<\/td>\n<\/tr>\n
Metabolismo basal de un caballo grande<\/td>\n100 MJ<\/td>\n<\/tr>\n
Ingesta diaria de un adulto<\/td>\n10 MJ<\/td>\n<\/tr>\n
Pulsaci\u00f3n de una tecla del ordenador<\/td>\n20 mJ<\/td>\n<\/tr>\n
Salto de una pulga<\/td>\n100 nJ<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Para avanzar un poco m\u00e1s tenemos que pasar de empujar y tirar (lo que llamamos energ\u00eda mec\u00e1nica o energ\u00eda cin\u00e9tica) a calentar (energ\u00eda t\u00e9rmica). Definimos una unidad llamada calor\u00eda<\/em> como la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua desde 14\u20195 a 15\u20195 \u00baC. Usando esta unidad podemos comparar energ\u00edas t\u00e9rmicas, pero una vez m\u00e1s, esta unidad no nos permite comparar todas las clases diferentes de energ\u00edas.<\/p>\n

\"Resultado\"Resultado\"Resultado<\/p>\n

Si nos preguntamos \u00bfqu\u00e9 es la energ\u00eda?, esta pregunta no es f\u00e1cil de contestar. Incluso uno de los m\u00e1s grandes f\u00edsicos modernos resulta de poca ayuda: \u201ces importante darse cuenta de que en f\u00edsica, en realidad, no se sabe muy bien qu\u00e9 es la energ\u00eda. No tenemos una idea de por qu\u00e9 la energ\u00eda est\u00e1 formada por peque\u00f1os pulsos de una cantidad definida\u201d, dec\u00eda Richard Feynman en su libro Lectures on Physics<\/em>.<\/p>\n

David Rose, para definir la energ\u00eda, dec\u00eda: \u201ces un concepto abstracto inventado por los f\u00edsicos en el siglo XIX para describir cuantitativamente una amplia variedad de fen\u00f3menos naturales\u201d.<\/p>\n

\"Resultado\"Resultado<\/p>\n

El conocimiento moderno de la energ\u00eda incluye un n\u00famero de descubrimientos fundamentales: la masa y la energ\u00eda son equivalente; los diferentes tipos de energ\u00eda est\u00e1n relacionados por muchas transformaciones; durante esas transformaciones, la energ\u00eda no se destruye (primer principio de la termodin\u00e1mica) y esta conservaci\u00f3n de la energ\u00eda est\u00e1 inexorablemente acompa\u00f1ada por una p\u00e9rdida de utilidad (segundo principio de la termodin\u00e1mica).<\/p>\n

El primer descubrimiento, descrito en una carta de Einstein<\/a> a un amigo suyo como una \u201cidea atrevida, divertida y atractiva\u201d, se resume en su ecuaci\u00f3n m = E\/c2<\/sup><\/em>, que en su versi\u00f3n m\u00e1s famosa se escribe como E = mc2<\/sup><\/em>; la ecuaci\u00f3n m\u00e1s conocida de la f\u00edsica.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Incluso las atrae entre s\u00ed y se fusionan<\/p>\n

El segundo descubrimiento se demuestra continuamente en miles de trasformaciones energ\u00e9ticas que se producen en el universo. La energ\u00eda gravitatoria mantiene las galaxias en movimiento, a la Tierra girando alrededor del Sol y confinada la atm\u00f3sfera que hace nuestro planeta habitable. La transformaci\u00f3n de la energ\u00eda nuclear en el interior del Sol produce el continuo flujo de energ\u00eda electromagn\u00e9tica, llamada radiaci\u00f3n solar. Una peque\u00f1a parte de esa energ\u00eda llega al planeta Tierra que, a su vez, libera energ\u00eda geot\u00e9rmica. El calor producido en ambos procesos pone en movimiento la atm\u00f3sfera, los oc\u00e9anos y las gigantescas placas tect\u00f3nicas terrestres.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

Una peque\u00f1a parte de la energ\u00eda radiante del Sol se transforma, a trav\u00e9s de la fotos\u00edntesis, en reservas de energ\u00eda qu\u00edmica, que son utilizadas por muchas clases de bacterias y plantas. Los seres heter\u00f3trofos (organismos que van desde las bacterias, los protozoos y los hongos hasta los mam\u00edferos), ingieren y reorganizan vegetales de las plantas en nuevos enlaces qu\u00edmicos y los utilizan para crear energ\u00eda mec\u00e1nica (cin\u00e9tica).<\/p>\n

La energ\u00eda qu\u00edmica almacenada durante millones de a\u00f1os en los combustibles f\u00f3siles se libera por combusti\u00f3n en calderas y m\u00e1quinas como energ\u00eda termal (t\u00e9rmica), la cual, a trav\u00e9s de muchos procesos se convierte en energ\u00eda mec\u00e1nica, qu\u00edmica o electromagn\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

Potencia de fen\u00f3menos de corta duraci\u00f3n<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Flujos de energ\u00eda<\/strong><\/td>\n\n

Duraci\u00f3n<\/strong><\/p>\n<\/td>\n

\n

Potencia<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Terremoto de magnitud 8 en la E. Richter<\/td>\n\n

30 s<\/p>\n<\/td>\n

\n

1\u20196 PW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Gran erupci\u00f3n volc\u00e1nica<\/td>\n\n

10 h<\/p>\n<\/td>\n

\n

100 TW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Energ\u00eda cin\u00e9tica de una tormenta<\/td>\n\n

20 min<\/p>\n<\/td>\n

\n

100 GW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Gran bombardeo de la 2\u00aa Guerra Mundial<\/td>\n\n

1 h<\/p>\n<\/td>\n

\n

20 GW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Tornado medio en EE.UU.<\/td>\n\n

3 min<\/p>\n<\/td>\n

\n

1\u20197 GW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Los cuatro motores del Boeing 747<\/td>\n\n

10 h<\/p>\n<\/td>\n

\n

60 MW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

La mayor m\u00e1quina de vapor de Watt<\/td>\n\n

10 h<\/p>\n<\/td>\n

\n

100 KW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Carrera de 100 m<\/td>\n\n

10 s<\/p>\n<\/td>\n

\n

1\u20193 KW<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Lavadora dom\u00e9stica<\/td>\n\n

20 min<\/p>\n<\/td>\n

\n

500 W<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Audici\u00f3n de un CD<\/td>\n\n

60 min<\/p>\n<\/td>\n

\n

25 W<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

Una vela<\/td>\n\n

2 h<\/p>\n<\/td>\n

\n

5 W<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

El vuelo de un colibr\u00ed<\/td>\n\n

3 min<\/p>\n<\/td>\n

\n

0\u20197 W<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

El segundo principio de la termodin\u00e1mica se refiere a la inevitable realidad de que a lo largo de la cadena de transformaci\u00f3n de la energ\u00eda se va perdiendo la capacidad de realizar un trabajo \u00fatil. Hay una magnitud asociada con esta p\u00e9rdida de utilidad de la energ\u00eda que se llama entrop\u00eda<\/a><\/em>; en cada transformaci\u00f3n la energ\u00eda se conserva, pero la entrop\u00eda<\/a> del sistema en su conjunto s\u00f3lo puede aumentar. No hay nada que podamos hacer contra esta disminuci\u00f3n de utilidad. Un barril de petr\u00f3leo es un almac\u00e9n de energ\u00eda muy \u00fatil y de baja entrop\u00eda<\/a> que se puede transformar en calor, electricidad, movimiento y luz. Las mol\u00e9culas calientes de aire emitidas por el tubo de escape de un motor o la luz que rodea una bombilla representan un estado de alta entrop\u00eda<\/a> en el que se producen irrecuperables p\u00e9rdidas de utilidad.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

En un sistema cerrado, este proceso unidireccional de disipaci\u00f3n entr\u00f3pica tiene la inevitable consecuencia de una p\u00e9rdida de la complejidad y un aumento de la homogeneidad. Esto se puede ver si usted compara la multitud de mol\u00e9culas org\u00e1nicas que componen el petr\u00f3leo con la monoton\u00eda de unos pocos tipos de mol\u00e9culas sencillas que forman los gases del tubo de escape.<\/p>\n

\"Resultado<\/p>\n

En las galaxias espirales y en los seres vivos, cuando se reproducen estrellas nuevas y llega la nueva vida… se produce Entrop\u00edas negativa<\/p>\n

Por el contrario, todos los organismos vivos (desde las bacterias hasta las civilizaciones humanas) son sistemas abiertos, que est\u00e1n importando y exportando energ\u00eda constantemente; son capaces de mantenerse en estado de desequilibrio qu\u00edmico y termodin\u00e1mico, creciendo y evolucionando hasta una mayor heterogeneidad y complejidad. Desaf\u00edan temporalmente la tendencia entr\u00f3pica.<\/p>\n

No conviene utilizar unidades inadecuadas para medir esta gran variedad de procesos, porque casi siempre las cifras estar\u00edan seguidas o precedidas de muchos ceros. Tanto el julio como el vatio representan respectivamente cantidades muy peque\u00f1as de energ\u00eda y potencia. Aproximadamente 30 microgramos de carb\u00f3n o 2 segundos de metabolismo de un rat\u00f3n de campo equivalen a 1 julio. Un vatio es la potencia de una peque\u00f1a vela encendida o el vuelo r\u00e1pido de un colibr\u00ed.<\/p>\n

Emilio Silvera<\/em><\/p>\n

\r\n\t\t\r\n\t\t
<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

El universo entero es energ\u00eda. En sus formas diferentes la energ\u00eda cambia continuamente y lo mismo hace que brillen las estrellas del cielo, que los planetas giren, que los estables \u00e1tomos formen mol\u00e9culas y materia, que las plantas crezcan o que las civilizaciones evolucionen. La ciencia del siglo XIX reconoci\u00f3 la universalidad de la energ\u00eda […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_s2mail":"yes","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2989"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2989"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2989\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2989"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2989"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2989"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}