Energía para transformar el día a día

Paneles solares | Fotografía extraída de Pexels

Desde pequeños hemos leído en los libros que la energía es la capacidad de producir cambios y transformaciones. En efecto, el agua almacenada en una presa tiene una energía que al caer transfiere a una turbina, produciendo una corriente eléctrica que alimenta las bombillas. Y éstas emiten luz que provoca una reacción en nuestra retina que dará lugar a una sensación visual. Y la energía almacenada en las moléculas de los combustibles se libera en la combustión, moviendo aviones que transportan a personas que producirán más cambios allá donde vayan gracias a la energía almacenada en las moléculas de los alimentos que ingieren.

Esta larga concatenación nos recuerda otro principio indeleblemente grabado en nuestra memoria: la energía ni se crea ni se destruye. Simplemente se transforma. Sin embargo, la anterior afirmación requiere la coletilla “pero es más útil en unas formas que en otras”. Poco nos importa la energía almacenada en los núcleos de hidrógeno que hay en el Sol, pero sí que nos interesa que nos llegue en forma de luz y calor para calentarnos, producir vientos, precipitaciones y, en definitiva, más transformaciones.

Un cuerpo puede tener varios tipos de energía:

• Por su posición.
• Por su velocidad.
• Por los movimientos e interacciones entre los átomos y moléculas que lo forman. Esta última se denomina ‘energía interna’ y es la más importante en las centrales térmicas en las que se quema gas natural, biomasa o carbón, y en las nucleares.

¿Qué se hace en estas centrales?

•  Muy fácil: la energía poco útil que contienen las moléculas del metano (centrales de ciclo combinado) o los núcleos dentro de las pastillas de óxido de uranio (nucleares), se extrae para calentar agua.
•  Esta agua, en estado de vapor, alcanza presiones y temperaturas descomunales y fluye hacia turbinas que mueve para producir electricidad antes de volver a la caldera para seguir robando energía a los átomos y volver a mover la turbina. Ni más ni menos.

‘Estrujar’ la materia

Por tanto, las mal llamadas ‘centrales de producción energética‘, no producen energía, sino que la transforman: ‘estrujan’ la materia para extraer su energía interna, transferirla a una masa de agua que actúa como intermediaria y la cede a una turbina en forma de movimiento.

Entonces, ¿puede la energía fluir libremente de un sitio a otro? Sí y no. La Naturaleza no es simétrica en lo que a flujo energético se refiere. Impone unas reglas que son las responsables de que acalorarnos en verano sea gratuito, pero refrescarnos con el aire acondicionado cueste aporte energético extra y, por tanto, dinero. Y de que, si una taza se cae de la mesa y se rompe en pedazos perdiendo energía, no pueda reconstruirse y volver a subir a la mesa por mucha energía que comuniquemos a los trozos desperdigados por el suelo. Esta afirmación que tan evidente y cómica nos parece, no es cualquier cosa.

De hecho, ni la Relatividad de Einstein, ni las Leyes de Newton ni ninguna otra ley del movimiento que se nos ocurra impediría ese rebobinado digno de un vídeo musical de los 80. Es el Segundo Principio de la Termodinámica el que veta esa reversibilidad y el que hace que paguemos un peaje por ciertos flujos de energía.

Una asimetría de la naturaleza cuyas consecuencias dan lugar a paradojas que abordaremos en otra ocasión.

Antonio Peña García, doctor en físicas y catedrático de la Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Granada.