Energia I (Origenes)

Siempre he estado fascinado por entender que es y cómo funciona la energía, desde aquel día cuando niño en que me quede pegado a la vieja refrigeradora de mi casa, y encontramos con mi hermano que podíamos pasar la corriente entre nosotros sin electrocutarnos.
La forma más fácil que encontré de abordar el tema es empezando por lo más básico, esto me llevo desde como funciona la unidad básica de energía a cómo se aplica la tecnología en los automóviles eléctricos. Para hacer justicia a la cantidad de información sorprendente que encontré, voy a dividir el blog en varias partes y mas tarde dedicar un post aparte a los vehículos eléctricos.

Que es la energía? El diccionario lo define como la “propiedad de la materia manifestada en la capacidad de producir trabajo”, y el trabajo en este contexto es definido como “la fuerza que sobrepasa la resistencia para producir cambios moleculares”. Si los ponemos juntos entonces tenemos como energía “la propiedad de la materia que se manifiesta en la capacidad de ejercer aquella fuerza necesaria para vencer la resistencia y producir cambios moleculares”. Un poco complicado de entender, así que mejor nos quedamos con el simple y llano concepto que la energía es “aquello que nos permite hacer cosas”.

Pero más complicado que una simple definición es entender la ley de conservación de la energía, que dice que la energía no puede ser creada o destruida, sólo transformada o transferida de una forma a otra. Como todos los seres vivientes necesitamos energía para hacer cosas (y no podemos crear nuestra propia energía) tenemos que pedirla “prestada” de otras fuentes. Casi toda la energía usada por los organismos del planeta tierra vino en primer lugar del sol. La energía solar es la que hace que el viento sople, la lluvia caiga, y se energice a todos los seres vivientes del planeta -lo que conocemos como la biósfera
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El joule, es la unidad común de energía y llamada así por James Prescott Joule, hijo de un maestro cervecero que al investigar si podía cambiar los motores de vapor de los tanques de cerveza por motores eléctricos, descubrió en 1840 la relación entre el calor y la energía mecánica. Este descubrimiento fue base para la ley de conservación de la energía, y llevo al desarrollo de la primera ley de termodinámica. El joule es definido como “la cantidad de energía que toma aplicar la fuerza de un newton a través de una distancia de un metro”. 
Mientras que el sol puede proveer a cualquier animal de luz y calor, son los joules los que nos proveen de energía, tomando la energía solar que entra en la biósfera y es captada por las plantas. Es así como se origina nuestro alimento -las plantas saben cómo tomar los joules del sol y transformarlos en comida. A partir de ahí es cuando la cosa se torna violenta y las especies comienzan a matarse unas a otras para “pedir” sus joules prestados.

Usamos la expresión "cadena alimenticia" como eufemismo para este ciclo de robo/homicidio entre las especies, en el que un "depredador" es el ratero que siempre esta alerta de a quien le roba sus joules, y "presa" la víctima que iba pasando por ahí y termino sin sus joules.

Las plantas son las únicas inocentes que siguen la regla de oro de Confucio, porque tienen el privilegio de ser mantenidas por el sol -mientras que el ser humano es la mafia de la biósfera que toma lo que quiere, de quien sea y cuando sea. No es el más perfecto de los sistemas pero funciona en la naturaleza.
Este sistema funciono así por un largo periodo de tiempo, pero en los últimos cientos de miles de años, el ser humano descubrió que en vez de poner estos joules en su cuerpo y gastárselos corriendo para huir de los depredadores o levantando cosas pesadas, podía sentarse en un tronco sin hacer nada y guardarlos para usarlos más efectivamente. El homo sapiens comenzó entonces a idear formas de como transferir los joules del medio ambiente y usarlos en su beneficio. Bienvenida la tecnología.

Al inventar el concepto de tecnología, el humano dio el primer paso en el uso de la energía. Construyo molinos que robaran los joules del viento y así convertirlos en energía mecánica para moler comida. Construyó barcazas con velas que transformaran los mismos joules del viento en energía cinética que puede ser controlada y así poder transportarse.

El agua absorbe los joules de la radiación solar y los transforma en energía gravitacional al evaporarse, más tarde se transforma en energía cinética cuando llueve y se desliza por la tierra, o en energía hidráulica al correr por los ríos. Los humanos vieron la oportunidad de robar estos joules creando represas y molinos de agua. Pero lo más impresionante de esta tecnología "roba-joules" fue cuando el homo sapiens descubrió como quemar las cosas. Con el viento y el agua se puede capturar los joules cuando van pasando, pero al quemar objetos se puede obtener joules que han estado guardados dentro de ellos por años y utilizarlos de una sola vez. Una explosión de joules.

A esta explosión le llamaron "fuego", y como el hombre aprendió que también podía utilizarse para efectos de luz y calor, quemar cosas se volvió una actividad popular de la época. Aprendimos como especie a dominar los joules del viento y agua -estas fuerzas naturales se convirtieron en nuestras esclavas- pero cuando descubrimos la más grande de las fuerzas, el fuego, no supimos más que usarla para cocinar y no pasar frío. Pasaron muchos siglos hasta que aprendimos como domar a la bestia, descubrimos el vapor...

Los joules del fuego son muy difíciles de controlar, pero si los dirigimos hacia al agua, hace que las moléculas de H2O se espanten y comiencen a saltar hasta que terminan huyendo a la superficie, evaporándose con fuerza. Se ha convertido los joules del fuego en energía termal que si podemos controlar.