En física energía se suele definir como la capacidad para realizar un trabajo. Esta definición es extremadamente sencilla y acertada, puesto que cualquier trabajo que hacemos (incluido el hecho de vivir) consume energía.
La energía se puede obtener de muchas formas, en todas ellas aprovechando alguna de las fuerzas (fuerza es todo agente capaz de modificar la velocidad de un objeto) de la naturaleza,. Existen cuatro fuerzas principales en la naturaleza (por lo menos que conozcamos). La primera de ellas es la fuerza de la
gravedad. Esta fuerza se utiliza para obtener energía, por ejemplo, en las centrales hidroeléctricas o en las molinos de agua donde se transforma la energía que tiene el agua en movimiento, energía cinética, producida por la fuerza de la gravedad. Pero para que el agua caiga por gravedad por los cursos de los ríos primero tiene que haberse evaporado y luego llover y para ello es necesario la energía del Sol. Es decir, se ha transformado la energía del Sol en energía cinética del agua.
Otra fuerza principal es la fuerza
electromagnética, esta es menos evidente que la gravitatoria aunque por ejemplo la observamos cuando al frotar un globo contra un jersey nuestros pelos se erizan hacia el globo. Bueno, pues de esta fuerza obtenemos actualmente la mayor parte de la energía que consumimos, quemando carbón, petróleo, madera etc. Al encender la chispa para quemar por ejemplo carbón, facilitamos reacciones químicas que liberan energía. Pero el carbón procede de árboles y el petróleo de seres vivos marinos que crecen gracias a la energía del Sol. Otra vez transformamos la energía del Sol.
Las otras dos fuerzas principales son la
nuclear débil y la
nuclear fuerte. Estas fuerzas son las encargadas de mantener unidos y estables los
núcleos de los átomos. Estas fuerzas son mucho mayores que la gravitatoria y la electromagnética y por lo tanto las posibilidades energéticas de estas son enormes. La energía del Sol y la energía nuclear están basadas en estas fuerzas. En este caso la energía ya no procede del Sol exactamente sino de las diferencias de masa. A todos nos suena la famosísima ecuación de Einstein E=mc2. En realidad esta ecuación lo que viene a decir es que la masa y la energía son básicamente lo mismo, o que la masa no es más que energía muy concentrada.
Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones. Bueno, pues los átomos para mantenerse unidos digamos, por explicarlo de una forma sencilla, que pierden masa respecto a la que tendrían individualmente esos protones y neutrones. Así, al fusionar dos átomos de hidrógeno, obtenemos un átomo de Helio, pero este átomo final pesa menos que la suma de los dos átomos iniciales, es decir, ha perdido perdido masa, esa mása en realidad se "descondensa" y lo que hace es producir muchísima energía. Esto es lo que hace el Sol, día tras día desde que se formó. Cuando se agoté el Hidrógeno, empezará a fusionar Helio para obtener litio, y luego litio para obtener otros productos. Pero a partir del hierro ocurre algo curioso, que es que los átomos requieren menos pérdida de masa para mantenerse unidos que los anteriores, por ello las estrellas al llegar al átomo de hierro se bloquean y se mueren (se apagan, explotan, se transforman en agujeros negros...) Cuando explotan (
supernova) se producen todo tipo de reacciones nucleares alocadas y se forman todos los elementos más pesados que el hierro (por ejemplo el oro o el uranio). Como ya he dicho, los elementos más pesados que el hierro requieren algo menos de pérdida de masa que el hierro, y cuanto más pesados menos aún, es decir, si separamos un átomo tan pesado como el de Uranio en dos átomos más ligeros se pierde masa y por lo tanto obtendremos energía, y esto ocurriría hasta llegar al hierro, donde para fisionar el átomo se requiere "dar" mucha energía en vez de "ganarla"energía. A este tipo de proceso se le llama fisión, que quiere decir separación. El método de la fisión produce menos energía que la fusión y además genera muchos residuos radiactivos peligrosos respecto a la fusión, que apenas genera residuos y es muy energética. El problema es que aún no se ha encontrado la forma de aplicarla en la tierra puesto que se requieren temperaturas muy altas, más altas de las que los materiales pueden soportar, para producirse.
Una opción más actual es la energía nuclear basada en Torio en vez de en Uranio. Los residuos del Torio son menos dañinos. La principal desventaja es que el Torio no genera reacción en cadena, y por lo tanto el sistema necesario para obtener la energía es más caro (las centrales nucleares de IV generación pueden utilizar Torio como combustible. Este tipo de centrales son como la que están construyendo en Finlandia que lleva años de retraso en su puesta en marcha y más del doble de dinero gastado que el inicialmente presupuestado)
