La energía del violín

Por Gianluigi Storto, María Angela Maraschi

Todo el tiempo nos llenamos la boca con la palabra “energía”, pero dándole en cada ocasión un significado diferente. Somos bombardeados por mensajes que la contienen, a veces en forma errada o idiota. La usamos con mil significados diferentes, hasta hacerle perder cualquier significado. “Es un tipo lleno de energía”, “energía eléctrica”, “energía mental”, “energía positiva”, “ahorro energético”, “alimento altamente energético”, “energía vital”, “energía magnética”, “energía mecánica”, y así infinitamente en un caleidoscopio en el cual esta hermosa palabra de origen griego, a fuerza de retorcerse en sus mil caras, termina por no significar nada.
El libro trata de darle un sentido a esta palabra, ilustrando qué es, de dónde viene, para qué sirve, cómo se hace para “extraerla” del lugar en el que se esconde, por qué no es gratis aunque las fuentes sean gratuitas, qué diferencia hay entre energía y potencia (diferencia que desenmascara muchos trucos e ideas erradas). Luego se detiene en las energías renovables, explicando por qué se desarrollaron tan tarde y en qué punto se encuentran con respecto a las energías fósiles. Se usa el punto de vista energético para estudiar la historia del ser humano, y se descubre que a su disposición tenía solamente la energía de sus propios músculos, con una potencia, digamos, de 80 – 90 vatios por persona por día; el doble bajo esfuerzo, algo que luego, con la invención de la sociedad, el uso de animales, el descubrimiento del fuego, la utilización de herramientas y metales, llegó a unos 750 vatios por persona. Con el Imperio romano, la potencia a disposición de cada individuo, llegó a unos 900 vatios al día; en el Medioevo se llegó a unos 1400 vatios, y hoy, cada uno de nosotros, en media, puede contar con unos 10 mil vatios al día. La historia de la civilización también es la historia de la energía y de la potencia con la cual se puede explotar. El libro se divierte indagando en la energía que está dentro de las cosas de uso común. La energía del violín, que da título a la obra, es un ejemplo de progreso tecnológico que marcó a una entera civilización, el de la Contrarreforma católica, una civilización de la imagen ante litteram. En resumen, un libro curioso para curiosos, atento a la exactitud científica de los temas, y que trae nuevos puntos de vista, en ocasiones aparentemente contrarios al sentido común, como por ejemplo, el divertido capítulo sobre el kilómetro cero.

• Idioma: Español
• Editorial: María Angela Maraschi
• Fecha de lanzamiento: 27 may 2019
• ISBN: 9788834122990

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Note

Introducción

Todo el tiempo nos llenamos la boca con la palabra energía, pero dándole en cada ocasión un significado diferente. Somos bombardeados por mensajes que la contienen, a veces en forma errada o idiota. La usamos con mil significados diferentes, hasta hacerle perder todo significado. Es un tipo lleno de energía, energía eléctrica, energía mental, energía positiva, ahorro energético, alimento altamente energético, energía vital, energía magnética, energía mecánica, y así infinitamente, formando un caleidoscopio en el cual, esta hermosa palabra de origen griego, a fuerza de retorcerse en sus mil caras, termina por no significar nada.

Entonces, aclaremos algunas cosas. ¿Pero por dónde iniciar? ¿Por Wikipedia? Si uno no se recibió en física no se entiende mucho. ¿De los textos religiosos y de las antiguas cosmogonías que narran el origen del mundo? Así la confusión se incrementa bastante. Si uno no tiene nada más que una palabra, un nombre, energía en nuestro caso, es conveniente iniciar por ahí; además, porque casi siempre partiendo del nombre uno se acerca al significado primitivo, aquel que los antiguos querían significar con ese término. Y no es poco. Ergon en griego significa trabajo, en significa dentro. Energía significa, entonces, algo que tiene que ver con el trabajo; mejor dicho: algo que está dentro del trabajo.

En los doce capítulos que siguen trataremos de entender qué es verdaderamente la energía, y también una gran cantidad de cuestiones curiosas e interesantes, desde el poder nutricional de los alimentos -sobre los cuales se escriben tantas tonterías-, hasta el hecho de que la misma energía, provenga de donde provenga, fuentes tradicionales fósiles o renovables, cuesta siempre una gran cantidad de dinero. El costo de la energía es un tema importante, especialmente ahora que con las energías alternativas basadas en fuentes gratuitas (sol, viento, mareas, corrientes), en ocasiones es difícil comprender (¡justamente!) por qué luego tenemos que pagarla a un precio tan alto.

¡Buena lectura!

1) Bueyes nucleares

Toda la energía de la que podemos disponer, con dos pequeñas excepciones, es de origen solar.

La Tierra es un pequeño planeta que rota alrededor de una estrella amarilla de dimensión media, que a su vez, con pequeñas oscilaciones en su plano de rotación, rota junto a otros millones de estrellas, alrededor del centro de la Vía Láctea, nuestra galaxia, que a su vez forma parte de un conjunto de galaxias que se mueven unas respecto a las otras y a otros conjuntos de galaxias. En resumen, la Tierra está inmersa en un mar de estrellas. Pero a causa de las enormes distancias la Tierra recibe energía bajo forma de luz y calor prácticamente solo de su estrella, el Sol. La luz que llega hasta la Tierra de las otras estrellas es muy baja, y ningún organismo podría vivir solamente con ella.

El hecho de que la Tierra rote también alrededor de su eje, hace que cada región del planeta reciba, cada día, un poco de energía. Finalmente, la presencia del estrato de aire hace que el calor que llega del Sol no rebote velozmente en el espacio, sino que se distribuya por todos lados para calentar ese sutil cascarón de aire, creando un clima ideal para la vida.

Sin el Sol, la temperatura de nuestro planeta descendería casi al cero absoluto (menos 273 ºC), y con ese frío, en una enorme bola de nieve y hielo en la oscuridad, moriría todo, o, como diría Woody Allen, ¡no sería una buena vida!

Pero la cuestión central es que la energía solar es de origen nuclear. Sobre esto ya no hay dudas, aunque a la humanidad le han servido muchos milenios para entenderlo, y todavía a inicios del novecientos no se comprendía cómo hacía nuestra estrella -y las otras estrellas- para brillar.

En el Sol, los núcleos de hidrógeno se transforman continuamente por fusión nuclear en núcleos de helio, un gas incoloro e inodoro que reacciona poquísimo con otros elementos químicos. En la reacción de fusión nuclear se desarrolla una enorme cantidad de calor y luz, que del Sol llegan aquí. El punto es que los dos núcleos de hidrógeno pesan un poco más que el núcleo de helio, y así, en la fusión entre los dos núcleos de hidrógeno para formar uno de helio, sobra una muy pequeña cantidad de materia. Este minúsculo exceso de materia que sobra, que no puede formar otros núcleos porque es muy escaso (el núcleo del hidrógeno es el más ligero entre todos los núcleos), se transforma en energía según la ya famosísima fórmula de equivalencia entre energía y materia de Einstein:

E = mC ²

Donde E es la energía, m la masa que sobra y C ² es un número enorme.

Y de esa constante C ² , que es un valor enorme, deriva el hecho de que de ese pequeñísimo sobrante de materia de fusión, emerja una energía espantosamente grande. Esta energía es difundida en el espacio principalmente bajo forma de radiación electromagnética: luz infrarroja (que es lo mismo que decir calor), luz visible (la que ilumina nuestros días), luz ultravioleta (que no vemos, pero que nos broncea en el verano), y rayos X (que son captados solamente por instrumentos). Otras emisiones, más energéticas, y por ende más peligrosas, como los rayos gama y el llamado viento solar, son frenadas, o por lo menos muy atenuadas, por la atmósfera y el campo magnético terrestre, de manera que no alcanzan a llegar a la superficie terrestre más que en una mínima porción. Si llegaran con fuerza, todos nosotros terminaríamos fritos en poco tiempo.

Buena parte de las radiaciones ultravioletas más energéticas (y peligrosas) también son absorbidas por la capa de ozono en la alta atmósfera y no llegan a golpearnos. El agujero de ozono, provocado (también) por la contaminación humana, es peligroso justamente porque permite a las radiaciones ultravioletas más energéticas, llegar hasta la tierra.

Pero en definitiva, ¡toda la energía que viene del Sol deriva de un sobrante de materia, de otra forma inutilizable! Recordemos eso cuando tiremos las cosas...

Y es toda ella energía de naturaleza nuclear. Esta es, en efecto, la fuente, el origen indiscutible de (casi) toda la energía que podemos tener en nuestro planeta. Porque casi todas las otras formas de energía que conocemos, no son otra cosa que transformaciones de esta energía primigenia venida del Sol.

¿Por qué casi? Porque en realidad existen dos excepciones: pequeñas cantidades de energía que no son de origen solar pero que, ¡qué casualidad! ¡son también de naturaleza nuclear! Se trata de dos pequeñas pero no desdeñables contribuciones a la energía total disponible sobre nuestro planeta. Una es la energía geotérmica, que causa el movimiento de las placas continentales, hace eructar a los volcanes y, cuando el magma fundido alcanza a acercarse a la superficie terrestre y encuentra pozos de agua subterránea, da origen a aquella que llamamos comúnmente energía geotérmica. Energía que en general se manifiesta con geisers, fumarolas y otros ejemplos que se encuentran donde la subida de magma se topa con faldas de agua próximas a la superficie.

En efecto, el magma está caliente (y bastante, en vista de que se trata de rocas fundidas) y hace hervir el agua de las faldas, que de esta manera salta a una presión notable, con espectaculares manifestaciones. ¿Pero por qué el magma está caliente? ¿Qué lo calienta? Ciertamente no el Sol, que apenas puede calentar un poco la costra terrestre en los días de verano. ¿De dónde llega esta energía? La respuesta está en el hecho de que dentro de nuestro planeta hay algunos elementos químicos radioactivos que se transforman naturalmente en otros más ligeros con emisiones de calor. Es una forma de radioactividad natural que deriva de un proceso muy distinto al de la fusión nuclear que se da en el Sol, mejor dicho, opuesto a ella. Mientras en la fusión entre los dos núcleos sobraba un poco de materia que se transformaba en energía, en la fisión, núcleos muy pesados se parten, formando otros más pequeños y ligeros, pero también en este caso sobra un poco de materia que, siempre con el mismo mecanismo descubierto por Einstein, se transforma en energía. Energía que en el caso de la radioactividad natural de las rocas se manifiesta como calor. Y como este calor no alcanza a escapar fácilmente, atrapado como está dentro de las rocas, las calienta hasta fundirlas y transformarlas en eso que llamamos magma.

A esta forma de energía nuclear intrínseca del planeta, independiente del Sol, tenemos que agregar otra última fuente de energía no solar que podemos encontrar en nuestro planeta: la energía nuclear de derivación humana, es decir,