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martes, 15 de noviembre de 2011

Energy of life

Preparando material para el Taller WRE (Workroom on Renewable Energy) he leido un interesante texto, sobre la posibilidad de recorrer hasta 43 ordenes de magnitud para encontrar la energía, en la vida que nos rodea, en diferentes escalas y formas. Me ha apetecido recopilar en esta entrada de blog unidades y curiosidades relativas a la energía y al mundo en el que vivimos.

La unidad de energía del Sistema Internacional es el Julio (J) y podríamos decir que un primer eslabón de la vida como es el enlace entre dos átomos de carbono contiene 700 x  10-15 Julios (0.7 femtoJulios, 0.7 fJ), una cantidad aparentemente minúscula de energía, pero que es la base de nuestra existencia.


La energía cinética de un pequeño mosquito volando es de aproximadamente de 150 x 10-9 Julios (150 nanoJulios, 150 nJ), unas doscientas mil veces mayor. Unas cienmil veces mayor es la energía puesta en juego cuando pulsamos una tecla en el ordenador, uno 20x10-3 Julios (20 miliJulios, 20 mJ), son cantidades de energía realmente muy pequeñas.

Si nos fijamos en asuntos mas cotidianos, podemos decir que un Kg de carbón contiene 30 millones de Julios (30 MegaJulios, 30 MJ), que son unas tres veces las necesidades energéticas en la comida de una persona adulta normal). De forma parecida, la energía acumulada en el depósito de gasolina de nuestro coche es del orden de dos billones de Julios (2 GigaJulios, 2 GJ). El Julio es una unidad de verdad muy pequeña para las cosas cotidianas de nuestro día a día.


La bomba de Hirosima liberó una energía de 84 x 1012 Julios (84 TeraJulios, 84 TJ) y la mas grande que se ha ensayado, en esos lamentables experimentos nucleares, fué de 240 x 1015 Julios (240 PetaJulios, 240 PJ), unas 3000 veces mayor. Son cantidades de energía impresionantes, hay que tener en cuenta que una central energética de potencia un millón de vatios (1 MW) trabajando 7000 horas al año produce una energía de "solo" 25 PJ.

Sin embargo la naturaleza también supera con facilidad estos valores energéticos, un huracán tropical puede poner en juego energías del orden de  38 x 1018 Julios (38 ExaJulios, 38 EJ), unos miles de veces mayor que estas potentes bombas.


El total de energía que consumimos en un año procedente de recursos fósiles (carbón, petroleo, gas natural) es del orden de 380 EJ (unos 10 huracanes tropicales).

Todo esto se nos queda a su vez pequeño frente a los 5.500.000 EJ que la tierra recibe anualmente del sol.


Hemos, efectivamente, recorrido 43 ordenes de magnitud (necesitamos multiplicar por 10 unas 43 veces entre la energía del enlace de carbono hasta llegar a la energía que nos llega anualmente del sol.

La energía esta presente en la vida en todas sus expresiones.

Aunque el Julio (J) es la unidad oficial de energía, se utilizan en diversos ámbitos otras unidades y parámetros que hacen referencia a magnitudes mas cotidianas o comprensibles.

Así los Ingenieros Eléctrónicos utilizamos los vatios-hora (Wh) como unidad de energía (1 Wh = 3600 J), que indica la energía que consumimos con una potencia de 1 vatio durante una hora (vamos, 1 LED de 1 W encendido una hora).

En el mundo del petroleo se usa la tonelada de petroleo (ton of oil - toe)(1 toe = 42 GJ) que representa la energía producida al quemar una tonelada de petroleo crudo, unidades bastante arbitrarias, al igual que le pasa al barril de petroleo (barrel of oil - boe).

También tenemos unidades de energía mas cotidianas como la caloria (1 caloria = 4.18 J) o específicas del mundo de la física como el electrón-voltio (eV) (1 eV = 1.6 x 10-19 Julios).

He leido que el escritor Richard Smith, autor  de dos libros que hablan del adelgazamiento y el sexo, afirma que un beso requiere de un gasto energético aproximado de 60 calorías (unos 250 J). Hubiera sido bonito, sin entrar en mayores picardías, que a alguién se le hubiera ocurrido medir la energía en besos.

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