EL SOL, FUENTE DE TODA ENERGÍA

 
 

El Sol es un enorme reactor nuclear, de un diámetro de 1,2 millones de kilómetros, que funciona desde hace miles de millones de años.

Si prescindimos de la energía atómica, cuya utilización industrial está sólo en sus principios, la energía de que disfrutamos proviene originariamente del Sol. Toda la que contienen nuestras fuentes principales, petróleo y carbón, no es, de hecho, más que calor solar captado hace millones de años por plantas hoy fósiles y acumulado en forma química. Otro tanto puede decirse, poco más o menos, de la madera en cuanto combustible y del gas de origen endógeno ( metano y afines).

En conjunto, los rayos solares transmiten a la Tierra cada segundo cincuenta mil millones de kWh, lo cual equivale a dos millones de veces las necesidades actuales de energía del mundo. Sin embargo, esta fabulosa cantidad no supone sino unas dos milmillonésimas de toda la energía irradiada por el Sol. El hecho de que la Tierra reciba tan sólo esta minúscula fracción de la energía emitida por el astro se debe a que nuestro planeta, visto desde el Sol, solamente ocupa dos milmillonésimas de toda la esfera celeste.

Pero, ¿de dónde proviene toda esta enorme energía? Es evidente que, para producirla, se requiere una fuente casi inextinguible. Si el Sol no fuera más que un cuerpo ardiente, habría emitido ya tal cantidad de energía que hoy ya se habría enfriado. Por otra parte, si el astro obtuviera su energía del mejor de los carbones fósiles, debería quemar cada día una masa igual a la del globo terráqueo, y si todo el Sol estuviera formado de carbón, existiría una reserva apenas suficiente para cinco mil años, cuando lo cierto es que el astro que nos proporciona luz y calor brilla desde hace millones, incluso miles de millones de años.

El problema de determinar cuál era el origen de tal energía ha constituido un verdadero enigma, y en pasadas épocas se recurrió a todas las hipótesis imaginables para hallar una explicación satisfactoria. Si una estrella, y el Sol lo es, se contrajese, es decir, se redujera de volumen, el fenómeno produciría la liberación de enormes cantidades de energía, porque la condensación provocaría la compresión del gas, con el consiguiente aumento de su temperatura. No obstante, este proceso tendría una duración relativamente breve, mientras que el diámetro del Sol no sufre variaciones sensibles, al menos en lo que nos es dable comprobar. Por tanto, nuestro astro no produce su energía según este mecanismo.

Vista desde el Sol, la Tierra aparecería como un pequeño cuerpo celeste que ocupa dos milmillonésimas de la extensión de la bóveda del firmamento; por esta razón, nuestro globo recibe tan sólo dos milmillonésimas de las radiaciones que emite el Sol .

Según otra hipótesis emitida en el pasado, en el Sol se produciría una liberación de energía constan te, compensada por la precipitaciones sobre el astro de meteoros y cuerpos de dimensiones aún mayores. Pero también esta suposición era insostenible: si los meteoros cayesen en suficiente número como para producir la energía solar, estos cuerpos celestes chocarían continuamente con la Tierra, lo cual no sucede.

Se llegó, por fin, a formular la hipótesis de que en el Sol existía un combustible de altísimo contenido energético, desconocido en la Tierra.

Hoy, en la era de la energía atómica, todas estas suposiciones se han superado, y está demostrado que eran infundadas: no sólo sabemos que la fuente de energía del Sol es el átomo, sino que también conocemos los procesos mediante los cuales tiene lugar la producción de la energía.

En el Sol se efectúa una continua transformación del oxígeno en helio, proceso que libera enormes cantidades de energía y que se utiliza también en las bombas de hidrógeno. En estos ingenios bélicos, la liberación de la energía se produce en una bravísima fracción de tiempo, y hoy se llevan a cabo todos los esfuerzos posibles para controlar la transformación, de modo que se resuelva definitivamente el problema de las fuentes de energía.

Según los cálculos actuales, en el centro del Sol existe una presión de cien mil millones de atmósferas y una temperatura de veinte millones de grados. La alta presión supone una alta concentración de la materia, hasta el punto de que las sustancias sólidas quedan reducidas a la décima parte de su volumen. Por otra parte, una temperatura tan elevada da lugar a una enorme movilidad de todos sus átomos. En tales condiciones, los choques entre átomos son tan frecuentes y violentos, que la producción de helio a partir del hidrógeno se produce inmediatamente a través del llamado proceso de decaimiento de los protones en neutrones. Como se sabe, el protón es una partícula elemental que constituye el núcleo del hidrógeno y está dotada de carga positiva. El proceso en cuestión se desarrolla según las siguientes fases:

En la primera fase, los núcleos de dos átomos de hidrógeno, es decir, dos protones, chocan entre sí, con lo cual uno de los protones pierde su carga eléctrica, que emite bajo la forma de positrones; a consecuencia de la pérdida de la carga eléctrica, el protón transforma en neutrón. Se crea así un núcleo de deuterio, es decir, de hidrógeno «pesado», consistente en un protón y un neutrón.

La segunda fase consiste en la fusión de un nuevo protón con el núcleo de deuterio. Ahora hay dos protones y un neutrón, es decir, un núcleo de helio «ligero», dado que un núcleo con dos protones corresponde siempre al helio.

En la tercera fase se produce la unión de dos de estos núcleos de helio «ligero», con cesión de dos protones y formación de un núcleo constituido por dos protones y dos neutrones. Esto es el helio común.

En el centro del Sol reina una temperatura de veinte millones de grados, en tanto que la presión asciende a cien mil millones de atmósferas. La energía se forma en el núcleo del astro, desde donde es irradiada a las capas superiores y de éstas al espacio circundante.

Pero el aspecto decisivo lo constituye el hecho de que en este «juego de las cuatro esquinas» entre los núcleos atómicos se libera energía. Si consideramos unitaria la masa de un protón o de un neutrón, no cabe duda de que el núcleo de helio debería tener una masa «4», dado que consiste en dos protones y dos neutrones. Sin embargo, tiene una masa de 3,97 solo, lo cual significa que, en el proceso de «creación» del helio a partir del hidrógeno, un fragmento de la materia que interviene desaparece, para transformarse en energía.

En el curso de transformaciones de este género, una pequeña pérdida de masa supone la aparición de una enorme cantidad de energía. Si se transforma un gramo de hidrógeno (es decir, once litros de gas ) en helio, desaparecen 0,0068 gramos de materia, que se transforman en 170.000 kWh, o bien, en 62,4 miles de millones de kilográmetros (kgm).

 

Ésta es, pues, la fuente de energía del Sol, donde cada segundo se transforman en helio 632 miles de millones de toneladas de hidrógeno. La materia que desaparece y que pierde el Sol alcanza los 4,3 millones de toneladas por segundo, mientras la producción de energía supone 370.000 trillones de kWh.

Son cifras que dan vértigo, desde luego; pero, por enormes que puedan parecer, la reserva de hidrógeno del Sol basta para asegurar todavía durante miles de millones de años una producción de energía de tal magnitud.

 

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