ENERGÍA
Para poder tratar de explicar cual es el origen de la Energía Nuclear, debemos primero entender un poco mas sobre el concepto de Energía, el cual nos ha acompañado desde el origen de los tiempos, desde el Big Bang, y ha sido materia de estudio durante una gran cantidad de años y por cientos de personas.
La Energía se trata de un concepto de difícil entendimiento precisamente por la gran cantidad de áreas del saber involucradas en la búsqueda de su definición, pues si lo pensamos bien, todos los aspectos de la vida como la conocemos, requieren Energía. Al conocimiento científico de la humanidad le ha tomado más de 2400 años definirla de una manera generalmente aceptada, en un camino que comienza con Aristóteles (384-322 a.C.), pasa por los grandes sabios del siglo XIX y se profundiza con Einstein en el siglo XX, mientras que en la actualidad la ciencia moderna aumenta el conocimiento sobre este concepto a través de la exploración a la estructura fundamental de la materia a través de proyectos internacionales como el CERN. En el texto Metafísica, el pensador macedónico Aristóteles formula la palabra “energeía” para la actualidad de las cosas, en un sentido dinámico y filosófico, pero anticipadamente lo relaciona con movimiento. En este sentido, podemos inferir que fue un anticipado intento por definir cualitativamente Energía, como un cambio que experimenta cualquier proceso de la vida cotidiana.
Con el paso de los siglos, la humanidad necesitó del advenimiento de la era industrial con el desarrollo de las máquinas a vapor por parte de James Watt (1736-1819), precursor práctico del uso intensivo del carbón, el vapor y el calor, para que las transformaciones energéticas asociadas se convirtieran en objeto formal de estudio, incorporándose otros conceptos relacionados como combustible, trabajo, movimiento, magnetismo, metabolismo, radiación, electricidad, fotosíntesis, entre otros. El primero en plantear el concepto como lo conocemos hoy en día, fué el médico inglés Thomas Young (1773-1829) quien propone en 1807, el uso de la palabra energía del griego en (dentro) y ergon (trabajo) para aquello que diferencia los objetos en movimiento de los estáticos. Por otro lado, la relación entre calor y energía se comenzó a entender con las ideas de Francis Bacon (1561-1626), Lord Chancellor de Inglaterra, quien en 1620 estableció que calor y movimiento son la misma cosa.
En 1824, el ingeniero militar y físico francés Sadi Carnot (1796-1832), sienta las bases conceptuales que permitirían analizar cualquier máquina térmica, estableciendo que la máxima eficiencia de una máquina térmica es igual a uno menos el cuociente entre la menor y la mayor temperatura de operación. La publicación en 1842 del físico y médico alemán, Julius Robert Mayer (1814-1878), sobre la equivalencia entre calor y trabajo y su conversión a una tasa fija en el metabolismo humano, permitió definir principios energéticos generales. Mayer determinó que los músculos de los mamíferos convierten la energía de los alimentos en trabajo mecánico con una eficiencia del 20% y extendió la idea de la conservación de la energía en todos los fenómenos naturales. La ley de conservación de la energía es conocida hoy en día como primera ley (o principio) de la termodinámica.
El primer reporte en 1847 del trabajo del físico inglés James Prescott Joule (1818-1889), mostró con mayor precisión la equivalencia entre calor y energía mecánica, calculada a partir de una serie de cuidadosos experimentos realizados en la década de 1840. El siguiente avance en la historia de la energía se produjo en 1850, cuando el físico alemán Rudolf Clausius (1822-1888) publicó su teoría mecánica del calor, probando que no puede existir un flujo de calor desde una temperatura más fría hacia una más alta. En 1865 Clausius acuñó el término entropía para medir el grado de desorden de un sistema y formuló la segunda ley de la termodinámica, que establece el aumento inexorable de la entropía del universo, o más fácil, que la disponibilidad de energía útil en un sistema cerrado sólo disminuye.
En 1881, el ingeniero escocés William Rankine (1820-1872) comienza a utilizar el término energía potencial como destino de la energía “perdida” por los objetos arrojados al aire que disminuyen su velocidad progresivamente. ¿Y la energía contenida por los objetos en movimiento? Se acuñó el término energía cinética para esta otra forma. En esta línea de pensamiento se relaciona la masa, la velocidad y la posición de un cuerpo respecto de una referencia fija (por ejemplo el suelo), igualando el trabajo hecho por una fuerza, al cambio en su energía potencial.
Actualmente, la Real Academia Española define energía con dos acepciones:
- f. Eficacia, poder, virtud para obrar.
- f. Fís. Capacidad para realizar un trabajo. Se mide en julios. (Símb. E).
El diccionario de inglés de Oxford tiene muchas más definiciones, alguna de estas son:
- a. Referido al discurso o la escritura: fuerza o vigor en la expresión.
- a. Física. El poder de hacer trabajo que tiene, en cualquier momento, un cuerpo o sistema de cuerpos…
Esta última definición es la utilizada en los textos de enseñanza de física, energía es la capacidad de hacer trabajo, en el sentido mecánico del término. Pero parece también que la energía es poder. No existe una definición amplia, simple y precisa ya que no es factible tomarle una fotografía a una porción de energía y añadirla a estas páginas para mejorar su comprensión. Tiene demasiadas presentaciones y apellidos: energía cinética, energía potencial, energía mecánica, energía eléctrica, energía interna, energía térmica, energía química, energía eólica, energía mareomotriz, energía renovable, energía atómica, energía solar, energía oscura, etc.
Una definición más amplia, que evita mayores compromisos y fácilmente aplicable, es que la energía es la capacidad de transformar un sistema. Equivalentemente, no se debe olvidar que la energía es equivalente a la masa y al nivel de los más básicos constituyentes de la materia, la energía es finalmente el resultado de los procesos de reconfiguración de partículas subatómicas.