No existe una buena definición de la Ciencia. Algunas Sociedades Científicas se decidieron a dejar la suya propia pero, nunca quedaron satisfechos, ya que, si la definición era muy amplia, podría colarse en ella pseudociencias tales como la astrología; si la hacían demasiado restrictiva, podrían quedar excluidos temas como la teoría de cuerdas, la biología evolutiva e incluso la Astronomía.

Para lo que este simple comentario trata de reflejar, bastaría decir que la Ciencia es un estudio lógico y sistemático de la Naturaleza y del mundo físico que abarca todo el Universo y todo lo que dentro de él está presente. Generalmente incluye tanto experimento como teorías que son verificadas por aquellos.

 ‘El túnel de la ciencia’, en el Museo de Artes e Historia del Forum Cultural de Guanajuato. México

La ciencia (del Latín scientia “conocimiento”) es el conjunto de conocimientos sistemáticamente estructurados, y susceptibles de ser articulados unos con otros hasta formar un todo en un entendimiento “general” de la Naturaleza del Universo.

Aunque la definición pueda resultar algo floja, es, sin embargo un compendio general de lo que entendemos por ciencia. Más arriba escribo “generalmente” en cursiva, porque si planteáramos una exigencia absoluta de experimentos, tendríamos que excluir la Astronomía, la más antigua de todas las ciencias, ya que no es posible recrear nuevas estrellas o galaxias en Laboratorio, ni escenificar la creación del sistema solar. Sin embargo, en Astronomía las observaciones son a menudo tan valiosas como los mismos experimentos. El Cometa Halley regresa con una regularidad sorprendente; el Sol sale cada mañana.

El filósofo Karl Popper añadió el requisito de la “refutación” La Ciencia es refutable; la Religión no lo es. Una Teoría o una Ley científica nunca pueden ser demostradas de manera absoluta; de ahí que sea posible refutarlas. Por ejemplo, Newton dijo que la fuerza es igual al producto de la masa por la aceleración (D = ma). No podemos demostrar que todos los objetos de todas las galaxias obedecen esta ley o que todos los objetos obedecerán siempre esta Ley. Sin embargo, para demostrar la falsedad de esta Ley bastaría un solo experimento. (Albert Einstein y varios expertos en física cuántica han demostrado que algunos de los conceptos de Newton son erróneos.) Por lo tanto, los científicos deben proponer sólo teorías que puedan ser refutadas, tal como afirmó Popper. Estas Teorías han de ser comprobables. No existe tal requisito en el caso de la Religión.

La Mente Humana está en conexión con el Universo

Dicho esto, sigue habiendo problemas con la definición. La Astrología, por ejemplo, es refutable. Si nuestros astrólogos nos dicen que nos encontraremos con una guapa extranjera el martes, esto puede comprobarse. Por otra parte, la teoría de las supercuerdas, planteada por algunos físicos como la “teoría del todo”, requeriría un acelerador de partículas con un diámetro de diez años-luz para poder refutarla. La mayor parte de la Biología evolutiva tampoco puede comprobarse experimentalmente. No se puede reproducir la evolución de una especie, ni recrear los dinosaurios comenzando con un animal unicelular. Si aplicamos la regla de la refutación demasiado estrictamente, tendremos que incluir la astrología en el campo de la ciencia y excluir la biología evolutiva, la teoría de cuerdas e incluso quizá la Astronomía.

En consecuencia, es mejor que no nos tomemos demasiado en serio lo de la “refutación” del filósofo de la Ciencia, ya que, de otro modo, podríamos vernos obligados a excluir toda la Ciencia de los antiguos griegos. Estos no sólo eludían el experimento, sino que abominaban de ellos, confiando en que la razón estaba por encima de la evidencia empírica.

Yo, sí he llegado a tener mi propia definición de la Ciencia: “Es el estudio que nos lleva, a través de la observación y el experimento, a la verdadera realidad de la Naturaleza, y, para ello, utilizamos nuestra imaginación para construir modelos y teorías que nos acerquen a esa verdad que presentimos y tratamos de desvelar”.

Los que bebemos de la Ciencia, sentimos que Dios se aleja más y más. Sin embargo, no podemos dejar de sentir que, de alguna manera, algo superior nos vigila, yo lo achaco a ese miedo ancestral que, desde siempre, hemos tenido por lo desconocido y que, inmerso en una profunda ignorancia, no pocas veces hemos querido explicar mediante causas “divinas”, y, sin embargo, cuando, finalmente, hemos dado con las respuestas, estas eran de este mundo y, siempre, eran respuestas lógicas que la Naturaleza nos ofrecía y que no sabíamos compreneder.“ ¿El Creador? Es el Universo con sus complejos sistemas de ritmos y energías el que nos lleva hacia ese futuro que deseamos alcanzar. No existe ningún creador.

Bueno, la definición que de la Ciencia hago y reseño encima de la imagen de arrina, no será perfecta pero, para cumplir los objetivos propuestos es válida y suficiente aunque (como es el caso) le falten algunos matices.

Aquí, en esta página, siempre nos hemos limitado a aquellas disciplinas más estrictas: La Física, La Astronomía, La Cosmología, La Geología, La Química y La Tecnología, Sin olvidar las matemáticas, ya que son indispensables para la Ciencia y están ineludiblemente conexionada con todas ellas que, de una u otra manera, las necesita para poder expresar, en su más alto grado, lo más profundo que esa Ciencia nos quiere decir. Es decir, las matemáticas son el lenguaje del que se vale la Ciencia para decir al mundo lo que realmente son en cada una de sus vertientes. He dejado aparte y sin querer tratar de ellas, las disciplinas más ligeras –La Antropología, La Agronomía, La Psicología, La Medicina y otras del mismo estilo o parecidas- para otros momentos.

Algo que nunca he tomado en consideración ha sido el pragmatismo de la Ciencia o la motivación de los científicos. Estas cuestiones se han utilizado a menudo para desacreditar las Ciencias no occidentales: sí es un trabajo bien hecho, pero no es “puro”, o, a la inversa, no resulta práctico. En cuanto a la motivación, muchos descubrimientos científicos fueron impulsados por la religión: los matemáticos árabes perfeccionaron el álgebra en parte para facilitar las leyes islámicas de la herencia, del mismo modo que los védicos de la India resolvieron raíces cuadradas para construir los altares de los sacrificios con unas dimensiones adecuadas. En estos casos la Ciencia estuvo al servicio de la religión, pero no obstante era Ciencia.

La ley de los epónimos de Stigler, formulada por el experto en estadística Stephen Stigler, afirma que ningún descubrimiento científico lleva el nombre de su descubridor original. El periodista Jim Holt indica que la propia Ley Stigler confirma lo que dice, ya que Stigler admite que la Ley que lleva su nombre fue descubierta por otra persona, concretamente por Robert K. Merton, un especialista en Sociología de la Ciencia.

El área del cuadrado construido sobre la hipotenusa de un triángulo rectángulo, es igual a la suma de las áreas de los cuadrados construidos sobre los catetos.

Entre todos los casos en que se cumple la Ley de Stigler, el más famoso es el del Teorema de Pitágoras (a²+ b² = c², donde a y b son los lados perpendiculares y c es la hipotenusa). Jakob Bronowski escribe lo siguiente:

“Hasta la fecha, el Teorema de Pitágoras sigue siendo el teorema más importante de todas las matemáticas. Esta afirmación puede parecer atrevida y extraordinaria, pero no es extravagante, ya que lo que el teorema de Pitágoras establece es una caracterización fundamental del espacio en que nos movemos y es en este teorema donde dicha caracterización se expresa por primera vez traducida a números. Además, el encaje exacto de los números describe las leyes exactas que rigen el universo. De hecho, se ha propuesto que los números correspondientes a las dimensiones de los triángulos rectángulos sean mensajes que podrían enviarse (de hecho se ha hecho) a planetas de otros sistemas estelares a modo de test, para comprobar si estos planetas tienen ocupación debida a seres dotados de vida racional.

Claro que el problema está en que, no fue Pitágoras el primero que propuso “su” teorema. Los hindúes, los egipcios y los babilonios utilizaban “tríos de números pitagóricos” para determinar ángulos rectos en la construcción de edificios. Un trío de números pitagóricos es un conjunto de tres números que representan las dimensiones de los lados de un triángulo rectángulo. El trío más habitual es 3 : 4 : 5 (3² + 4² = 5² o 9 + 16 = 25). Pitágoras “inventó” este teorema hacia el año 550 a. C. Los Babilonios, según todos los indicios, ya habían catalogado quizá cientos de tríos antes del año 2000 a. C., en una época muy anterior a la de Pitágoras. Uno de los tríos que hallaron los babilonios tienen unos números tan enormes como: 3.367 : 3.456 : 4.825.”

El ojo humano tiene sus limitaciones para ver, sin embargo, la imaginación no tiene barreras y, a lo largo de la historia de la Humanidad se han dado pruebas de lo lejos que pueden llegar nuestros pensamientos.Los Babilonios, egipcios e Hindúes le dejaron un campo sembrado a Pitágoras que, en realidad, sólo tuvo que recoger la abundante cosecha. Él sí supo “ver”.

Ahí están y  existen indicios de que los babilonios utilizaron diversas técnicas algebraicas derivadas de la fórmula a² + b² = c². Lo que puede reconocerse como un logro de Pitágoras, que impresionó a muchos, fue la elaboración de una demostración geométrica del teorema…  El área del cuadrado construido sobre la hipotenusa de un triángulo rectángulo, es igual a la suma de las áreas de los cuadrados construidos sobre los catetos.

Fue Euclides quien proclamó dos siglos más tardes la idea de que la demostración podía ser algo más importante que el propio teorema. Por consiguiente, las matemáticas no occidentales han quedado consideradas como unas matemáticas de segunda categoría debido a que se apoyan sobre una base empírica y no sobre demostraciones.

Ambos métodos son útiles. La Geometría euclidiana que aprendimos la mayoría de nosotros es axiomática. Parte4 de un axioma, es decir, una ley que se supone cierta, y los teoremas se deducen razonando de manera descendente a partir de ahí. Es deductiva y axiomática. Siglos más tarde, al-Hazin en Oriente y Galileo en Occidente contribuyeron a popularizar un método inductivo y empírico para la Ciencia, algo más parecido a lo que los babilonios, los egipcios y los hindúes habían utilizado. No se parte de suposiciones sino de datos y mediciones, para luego razonar de forma ascendente hacia verdades que recubren los datos conocidos. Lo que actualmente llamamos Ciencia es una materia que en su mayor parte es empírica. Cuando Isaac Newton recopiló datos relativos al paso de los cometas, a las lunas de Júpiter y de Saturno y a las mareas que se producían en el estudio del río Támesis para elaborar una gran síntesis en los Principia, estaba trabajando de una manera empírica e inductiva.

Las matemáticas son ligeramente diferentes, pero muchos matemáticos ven la necesidad de realizar tanto trabajos basados en las demostraciones como trabajos basados en las observaciones empíricas. Un caso puntero que podemos mencionar es el del gran matemático indio Srinivasa Ramanujan, cuyos “cuadernos perdidos” de anotaciones contienen el germen de la teoría de las supercuerdas y cuyos trabajos han sido utilizados para calcular el número π hasta millones de dígitos en su parte decimal.

Uno de los secretos más profundos de la teoría de cuerdas, que aún no es bien comprendido, es por qué está definida sólo en diez, once y veintiséis dimensiones. Es ahí, donde la Teoría se hace fuerte y nos facilita la posibilidad de continuar su desarrollo.

Si calculamos cómo se rompen y se vuelven a juntar las cuerdas en el espacio N-dimensional, constantemente descubrimos que pululan términos absurdos que destruyen las maravillosas propiedades de la teoría. Afortunadamente, estos términos indeseados aparecen multiplicados por (N-10). Por consiguiente, para hacer que desaparezcan estas anomalías, no tenemos otra elección cuántica que fijar N = 10. La teoría de cuerdas, de hecho, es la única teoría cuántica conocida que exige completamente que la dimensión del espacio-tiempo esté fijada en un número único, el diez.

Por desgracia, los teóricos de cuerdas están, por el momento, completamente perdidos para explicar por qué se discriminan las diez dimensiones. La respuesta está en las profundidades de las matemáticas, en un área denominada funciones modulares (¿Las de Ramanujan?).

Al manipular los diagramas de lazos de Kikkawa, Sakita y Virasoro creados por cuerdas en interacción, allí están esas extrañas funciones modulares en las que el número 10 aparecen en los lugares más extraños.

Estas funciones modulares son tan misteriosas como el hombre que las investigó, el místico del este. Quizá si entendiéramos mejor el trabajo de este genio indio, comprenderíamos por qué vivimos en nuestro universo actual.

Una partícula, una cuerda abierta y
una cerrada, describiendo sus órbitas en el
espacio-tiempo 4D.

El misterio de las funciones modulares podría ser explicado por quien ya no existe, Srinivasa Ramanujan, el hombre más extraño del mundo de los matemáticos. Igual que Riemann, murió antes de cumplir cuarenta años, y como Riemann antes que él, trabajó en total aislamiento en su universo particular de números y fue capaz de reinventar por sí mismo lo más valioso de cien años de matemáticas occidentales que, al estar aislado del mundo en las corrientes principales de los matemáticos, le eran totalmente desconocidos, así que los buscó sin conocerlos. Perdió muchos años de su vida en redescubrir matemáticas conocidas.

Dispersas entre oscuras ecuaciones en sus cuadernos están estas funciones modulares, que figuran entre las más extrañas jamás encontradas en matemáticas. Ellas reaparecen en las ramas más distantes e inconexas de las matemáticas. Una función que aparece una y otra vez en la teoría de las funciones modulares se denomina (como ya he dicho otras veces) hoy día “función de Ramanujan” en su honor. Esta extraña función contiene un término elevado a la potencia veinticuatro.

El número 24 aparece repetidamente en la obra de Ramanujan. Este es un ejemplo de lo que las matemáticas llaman números mágicos, que aparecen continuamente donde menos se les esperan por razones que nadie entiende. Milagrosamente, la función de Ramanujan aparece también en la teoría de cuerdas. El número 24 que aparece en la función de Ramanujan es también el origen de las cancelaciones milagrosas que se dan en la teoría de cuerdas. En la teoría de cuerdas, cada uno de los veinticuatro modos de la función de Ramanujan corresponde a una vibración física de la cuerda. Cuando quiera que la cuerda ejecuta sus movimientos complejos en el espacio-tiempo dividiéndose y recombinándose, deben satisfacerse un gran número de identidades matemáticas altamente perfeccionadas. Estas son precisamente las entidades matemáticas descubiertas por Ramanujan. Puesto que los físicos añaden dos dimensiones más cuando cuentan el número total de vibraciones que aparecen en una teoría relativista, ello significa que el espacio-tiempo debe tener 24 + 2 = 26 dimensiones espacio-temporales.

Una interacción general entre cuerdas se puede representar como la suma de interacciones más “elementales”, empezando con el diagrama árbol que representa la interacción con la mayor probabilidad de ocurrir, seguida por las correcciones perturbativas, es decir, por los demás diagramas de la serie infinita (Fig.9). Como puede observarse en dicha figura, las superficies que representan las interacciones no se vuelven increiblemente complicadas como los digramas de partículas, ya que sólo hay que agregarle agujeros a una superficie dada.

Para comprender este misterioso factor de dos (que añaden los físicos), consideramos un rayo de luz que tiene dos modos físicos de vibración. La luz polarizada puede vibrar, por ejemplo, o bien horizontal o bien verticalmente. Sin embargo, un campo de Maxwell relativista A_µ tiene cuatro componentes, donde µ = 1, 2, 3, 4. Se nos permite sustraer dos de estas cuatro componentes utilizando la simetría gauge de las ecuaciones de Maxwell. Puesto que 4 – 2 = 2, los cuatro campos de Maxwell originales se han reducido a dos. Análogamente, una cuerda relativista vibra en 26 dimensiones. Sin embargo, dos de estos modos vibracionales pueden ser eliminados cuando rompemos la simetría de la cuerda, quedándonos con 24 modos vibracionales que son las que aparecen en la función de Ramanujan.

Srinivasa Ramanujan

Con tan solo doce años dominaba la trigonometría; unos años después se hizo con una copia del libro de George Carr <<A sinopsis of Elementary Results in Pure and Applied Mathematics>>. El libro contenía una lista de los 4.400 resultados clásicos de la matemática, pero sin demostraciones, así es que Ramanujan lo asumió como un reto. Durante los siguientes años se dedicó a fondo en este libro, y comenzó a llenar su libreta de resultados e ideas que no aparecían en el libro original. Al igual que Euler poseía un talento y una intuición excepcional, esto hacía que jugase y trasformarse las fórmulas hasta conseguir nuevas perspectivas.

Cuando se generaliza la función de Ramanujan, el 24 queda reemplazado por el número 8. Por lo tanto, el número crítico para la supercuerda es 8+2=10. Este es el origen de la décima dimensión que exige la teoría. La cuerda vibra en diez dimensiones porque requiere estas funciones de Ramanujan generalizadas para permanecer auto consistente. Dicho de otra manera, los físicos no tienen la menor idea de por qué 10 y 26 dimensiones se seleccionan como dimensión de la cuerda. Es como si hubiera algún tipo de numerología profunda que se manifestara en estas funciones que nadie comprende. Son precisamente estos números mágicos que aparecen en las funciones modulares elípticas los que determinan que la dimensión del espacio-tiempo sea diez.

En el análisis final, el origen de la teoría decadimensional es tan misterioso como el propio Ramanujan. Si alguien preguntara a cualquier físico del mundo por qué la naturaleza debería existir en diez dimensiones, estaría obligado a responder “no lo sé”. Se sabe en términos difusos, por qué debe seleccionarse alguna dimensión del espacio tiempo (de lo contrario la cuerda no puede vibrar de una forma cuánticamente autoconsistente), pero no sabemos por qué se seleccionan estos números concretos.

Quizá la respuesta a todo esto esté esperando a ser descubierta cuando alguien (algún genio matemático como Perelman) sea capaz de entender el contenido de los cuadernos perdidos de Ramanujan.

Está claro que, este simple comentario no explica lo que la Ciencia es y, desde luego, tendríamos que ir a una complejidad mucho más profunda y elevada para poder hablar de algunas ramas de la Ciencia que requieren de un nivel de comprensión de la Naturaleza que, de ninguna manera poseo. ¿Cómo he terminado este trabajo como lo he hecho? Empecé con una intención y, por el camino, como si tuviera vida propia, los pensamientos te llevan por otros senderos que, nunca habías pensado recorrer. ¡Qué cosas!

emilio silvera.

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Si nos referimos a la unidades de Planck, lo justo es que, al menos, nombremos a Stoney que fue antes que Planck y éste, para plasmar sus unidades se inspiró en las de aquel. La idea de Stoney fue descubierta en una forma diferente por el físico alemán Max Planck en 1.899, un año antes de que expusiera al mundo su teoría del “cuanto de acción” h.

El joven Planck

Planck es uno de los físicos más importantes de todos los tiempos. Como antes he apuntado, descubrió la naturaleza cuántica de la energía que puso en marcha la revolución cuántica de nuestra comprensión del mundo, ofreció la primera descripción correcta de la radiación térmica (“espectro de Planck”) y una de las constantes fundamentales de la naturaleza lleva su nombre.

Ganador del premio Nobel de Física de 1.918, también fue, en el primer momento, el único que comprendió la importancia que, para la física y para el mundo, tendría el artículo del joven Einstein, en 1.905, sobre la teoría de la relatividad especial. Hombre tranquilo y modesto que fue profundamente admirado por sus contemporáneos más jóvenes, como el mismo Einstein y Bohr.

[?]

Mientras llega la Fusión Nuclear, esa energía limpia y sin residuos contaminantes (es el helio su desecho), tendremos que ir pensando en promocionar más intensamente otras fuentes de energía que, estando aquí, en el planeta, no le prestamos la debida atención.

Planta de energía geotérmica en las Filipinas.

Introducción_____________________________________

Geotérmico viene del griego geo (Tierra), y thermos (calor); literalmente “calor de la Tierra”. La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que cabe destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc.

Historia_________________________________________

En el Siglo XVI y XVII se excavaron las primeras minas a unos cientos de kilómetros hacia el centro de la tierra que el hombre tuvo que deducir gracias a las sensaciones térmicas, ya que la temperatura aumentaba mientras se incrementaba con la profundidad.

Las primeras mediciones con termómetros, fueron realizadas en 1740, en una mina cerca de Belfort, en Francia.

 En 1870 se comienza a incrementar el método científico para estudiar el régimen termal de la tierra, pero no fue hasta el siglo XX, y el descubrimiento del calor Radiogénico (balance térmico) cuando empezó a cobrar importancia.

Los modelos Termales de la nueva tecnología, necesariamente, toman en cuenta el calor continuamente producido por el decaimiento de los isótopos radioactivos de larga vida del uranio (U234, U235), Torio (Th232) y Potasio (K40) presentes en la Tierra (calor radiogénico).

Además del calor radiogénico, están otras posibles fuentes de calor como la energía primordial de la acreción planetaria.

En 1980, se dispuso una teoría de estos modelos, cuando se comprobó que había un equilibrio entre el calor radiogénico producido en el interior de la tierra y el calor disipado al espacio desde la tierra.

Las aguas termales se han utilizado a lo largo de la historia en diversas tareas domésticas, pero sólo desde comienzos del siglo XX los fluidos geotérmicos han sido destinados a otros usos más sofisticados.

Gracias a la presencia de volcanes, fuentes termales y otros fenómenos similares, llevó al hombre antiguo a suponer que el interior de la tierra poseía altas temperaturas.

 Ya durante el siglo XIX se extraían productos químicos de las emanaciones gaseosas en Larderello (Italia), hasta que en 1904 se realizó el primer intento para utilizar el vapor geotérmico en la generación de energía eléctrica. Actualmente, estas instalaciones generan 3.000 millones de MW.h/año de electricidad y son la base de una importante industria química de extracción de

Ácido bórico, amoníaco y helio.

En Islandia se utilizó por primera vez agua caliente geotérmica en 1925 y actualmente es el país con mayor aprovechamiento de calefacción geotérmica del mundo, extendiéndose su uso tanto en el ámbito doméstico como en el agrícola e industrial, al 80 % de la población. Otros países donde la energía geotérmica ha adquirido gran importancia son Nueva Zelanda, México, El Salvador, así como en algunas zonas de California (EE.UU.). Obsérvese que todas estas zonas coinciden con la localización de los cinturones sísmicos y áreas de volcanismo reciente

Puede afirmarse finalmente que el interés mundial por la energía geotérmica partió de la “Conferencia de Nuevas Fuentes de Energía” de la ONU (Roma, 1961). Así, en la actualidad existen en funcionamiento numerosas plantas de producción de energía eléctrica geotérmica, el uso de la energía geotérmica para electricidad ha crecido mundialmente a cerca de 8.000 megawatt de los cuales EE.UU. genera 2.700 MW.

Si queremos reducir las emisiones de CO2 y producir energía limpia en una escala que hará la diferencia, tendremos que ir mucho más abajo en la tierra misma.

Funcionamiento de las Centrales Geotérmicas__________

En muchos lugares de la Tierra se producen fenómenos geotérmicos que pueden ser aprovechados para generar energía útil para el consumo. Estas fuerzas se desarrollan en el interior de la corteza terrestre, normalmente a profundidades de 50 km, en una franja llamada sima o sial; algunas de sus manifestaciones sobre la superficie son los volcanes activos.

Conforme descendemos hacia el interior de la corteza terrestre se produce un aumento gradual de temperatura, estimado en 1 grado cada 37 metros de profundidad. Sin embargo, en determinadas zonas de nuestro planeta, por ejemplo en algunas islas volcánicas de Canarias, las altas temperaturas se encuentran a nivel de la superficie. En estos casos, es cuando una instalación geotérmica resulta más rentable.

Para aprovechar la energía geotérmica se recurre a sistemas similares a los empleados en energía solar con turbina, es decir, calentamiento de un líquido que puede tener distintas aplicaciones, pero que habitualmente se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico.

Los sistemas geotérmicos producen un rendimiento mayor con respecto a otros sistemas, y además tienen un costo de mantenimiento menor. De hecho, la única pieza móvil de una central geotérmica es el sistema de turbina-generador, y por tanto todo el conjunto tiene una vida útil más larga. Además, la energía utilizada está siempre presente, lo cual apenas implica variaciones, como sucedería en otros sistemas que dependen, por ejemplo, del caudal de un río o del nivel de radiación solar.

El funcionamiento de una central geotérmica es bastante simple: consta de una perforación practicada a gran profundidad sobre la corteza terrestre (unos 5 km), con objeto de obtener una temperatura mínima de 150º C, y en la cual se han introducido dos tubos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.

Una vez que se dispone de pozos de explotación se extrae el fluido geotérmico que consiste en una combinación de vapor, agua y otros materiales. Éste se conduce hacia la planta geotérmica donde debe ser tratado. Primero pasa por un separador de donde sale el vapor y la salmuera y líquidos de condensación y arrastre, que es una combinación de agua y materiales. Esta última se envía a pozos de reinyección para que no se agote el yacimiento geotérmico. El vapor continúa hacia las turbinas que con su rotación mueve un generador que produce energía eléctrica. Después de la turbina el vapor es condensado y enfriado en torres.

A pesar de su sencillez, el sistema está pensado fundamentalmente para aplicaciones que no requieran un suministro de energía a gran escala, debido a las características geotérmicas de las rocas. Al contrario de lo que sucede con los metales, las rocas o la arena no tienen capacidad conductora del calor, es decir, la conservan, por eso si se utilizase una central geotérmica con intención de producir energía a gran escala llegaría un momento en que el proceso se detendría. El motivo, es que la sima del interior de la corteza terrestre donde está el calor aprovechable se va enfriando progresivamente conforme se le inyecta agua fría, y si el régimen de inyección es alto llegará un momento en que la sima ha cedido más calor del que puede recuperar, precisamente por su baja capacidad de conducir la temperatura. Este inconveniente impide el funcionamiento continuo de la central, deteniéndose a determinados intervalos hasta que la roca recupera una temperatura suficiente para reanudar el funcionamiento normal.

En algunas regiones de la tierra este inconveniente no se produce, porque las altas temperaturas están casi a flor de tierra, lo que permite extender tuberías en horizontal, en vez de en vertical, garantizándose que la recuperación de la temperatura de la roca o de la arena se realice casi a la par que su enfriamiento

Tipos:

1) El tipo que se construya depende de las temperaturas y de las presiones de la reserva. Una reserva de vapor “seco” produce vapor pero muy poca agua. El vapor es entubado directamente en una central de vapor “seco” que proporciona la fuerza para girar el generador de turbina. El campo de vapor seco más grande del mundo es The Geysers, unas 90 millas al norte de San Francisco.

2) Una reserva geotérmica que produce mayoritariamente agua caliente es llamada “reserva de agua caliente” y es utilizada en una central “flash”. El agua que esté entre 130 y 330ºC es traída a la superficie a través del pozo de producción donde, a través de la presión de la reserva profunda, algo del agua se convierte inmediatamente en vapor en un “separador”. El vapor luego mueve las turbinas.

3) Una reserva con temperaturas entre 110 y 160ºC no tiene suficiente calor para producir rápidamente suficiente vapor pero puede ser utilizada para producir electricidad en una central “binaria”. En un sistema binario el agua geotérmica pasa a través de un intercambiador de calor, donde el calor es transferido a un segundo líquido que hierve a temperaturas más bajas que el agua. Cuando es calentado, el líquido binario se convierte en vapor, que como el vapor de agua, se expande a través y mueve las hélices de la turbina. El vapor es luego recondensado y convertido en líquido y utilizado repetidamente. En este ciclo cerrado, no hay emisiones al aire.

Costa Rica es un país rico en energías renovables, de hecho a día de hoy obtiene un 99 % de la energía de fuentes renovables. Dispone de una amplia gamas de fuentes de energía como la geotérmica, quema de caña de azucar y otros residuos de la biomasa, energía solar y energía eólica. Bueno, también tiene otras energías.

Países a la cabeza________________________________

Islandia es uno de los países con mayor potencial para aprovechar la energía geotérmica de alta temperatura. Chile, Perú, México, Estados Unidos, Canadá, Rusia, China, Japón, las Filipinas, Indonesia y otros países a lo largo del anillo del fuego (un área de alta actividad volcánica que cerca la cuenca del océano Pacífico) son ricos en energía geotérmica. Otro punto caliente geotérmico es el gran valle del Rift de África, que incluye países como Kenia y Etiopía. En todo el mundo, 39 países con una población de 750 millones de personas obtienen recursos geotérmicos suficientes para cubrir todas sus necesidades de electricidad.

Los países que actualmente están produciendo más electricidad de las reservas geotérmicas son Estados Unidos, Nueva Zelanda, Italia, México, las Filipinas, Indonesia y Japón, pero la energía geotérmica está siendo también utilizada en otros muchos países.

Nueva Zelandia es quizá el país más experto del mundo en materia de centrales geotérmicas, debido a su topografía volcánica que hace idóneo el uso de este tipo de energía. Puso en funcionamiento la segunda central geotérmica del mundo (la primera se instaló en Italia).

El Instituto Geotérmico de Nueva Zelandia, dependiente de la Universidad de Auckland, es pionero en la investigación geotérmica y en el desarrollo de tecnología para aprovechar esa energía. Fue creado en 1978, a petición de las Naciones Unidas en el marco de su Programa de Desarrollo, ante la necesidad de un centro que pudiese formar a nuevos expertos en energía geotérmica procedentes de otros países. Otros centros similares se encuentran en Islandia, Italia y Japón.

Nueva Zelandia reposa sobre los bordes de dos placas tectónicas que se presionan la una a la otra, originando terremotos y vulcanismo. La principal región termal del país se extiende a través de la Isla del Norte, ocupando 247 Km de longitud por 59 de ancho. En ella se encuentran tres volcanes activos. Las centrales de Wairakei y Ohaaki están enclavadas en esta región.

Central geotérmica de Wairakei (Nueva Zelanda).

Producción Mundial_______________________________

Los Estados Unidos lideran el mundo en la generación de electricidad del calor de la tierra. En agosto de 2008, la capacidad geotérmica en Estados Unidos sumó casi 2.960 megavatios en siete estados: Alaska, California, Hawaii, Idaho, Nevada, New México y Utah. California, con 2.555 megavatios de capacidad instalada -más que cualquier otro país en mundo- produce casi el 5 % de su electricidad con energía geotérmica. La mayor parte de esta capacidad está instalada en un área llamada los Geysers, una región geológicamente activa al norte de San Francisco.

La electricidad generada de los recursos geotérmicos cuesta ahora igual que la electricidad basada en combustibles fósiles en muchos mercados de los Estados Unidos occidentales. Con la economía favorable, la industria geotérmica está experimentando una oleada de actividad. En agosto de 2008, cerca de 97 nuevos proyectos confirmados de energía geotérmica con hasta 4.000 megavatios de capacidad estaban en desarrollo en 13 estados, con unos 550 megavatios ya en la fase de la construcción. Se espera crear 7.000 trabajos a tiempo completos permanentes. La nueva capacidad incluirá numerosos grandes proyectos, tales como los 350 megavatios y los 245 megavatios de los proyectos de Vulcan Power cerca de Salt Wellsy de Aurora, en Nevada; los 155 megavatios proyectados por CalEnergy cerca de Salton Sea en el sur de California; y los 120 megavatios proyectados por  Davenport Power cerca del volcán de Newberry, en Oregón.

El Ministerio de Energía de EE.UU. estima que con las tecnologías a baja temperatura emergentes se podrían desarrollar por lo menos 260.000 megavatios de recursos geotérmicos estadounidenses. Un estudio llevado a cabo por el Instituto de Tecnología de Massachusetts indica que con una inversión de cerca de mil millones de US$ en investigación y desarrollo geotérmico durante 15 años (cerca del coste de una sola nueva central eléctrica de carbón) se podría alcanzar el despliegue comercial de 100.000 megavatios antes de 2050.

                                                                                  Planta de energía Geotérmica en Filipinas

Diez de los 15 países líderes que producen electricidad geotérmica están en el mundo en desarrollo. Filipinas, que genera el 23 por ciento de su electricidad de la energía geotérmica, es el segundo productor del mundo por detrás de Estados Unidos. Las Filipinas apuntan a aumentar su capacidad geotérmica instalada antes de 2013 en más del 60 %, a 3.130 megavatios. Indonesia, el tercero del mundo, tiene incluso mayores planes, añadiendo 6.870 megavatios de nueva capacidad geotérmica en desarrollo durante los 10 siguientes años, igual a casi el 30 % de su capacidad de generación de electricidad actual de todas las fuentes. Pertamina, la compañía indonesia del petróleo del estado, proyecta la construcción de la mayor parte de esta nueva capacidad, agregando su nombre a la lista de compañías de energía que están comenzando a diversificar en el mercado de la energía renovable.

El potencial de desarrollo geotérmico del gran Valle del Rift en África es enorme. Kenia es el primero en el esfuerzo para alcanzar este potencial. En junio de 2008, el presidente Mwai Kibaki anunció un plan para instalar 1.700 megavatios de nueva capacidad geotérmica durante los próximos 10 años, 13 veces más que la capacidad actual y una vez y medio mayor que la capacidad de producción total de electricidad del país de todas las fuentes. Djibouti, ayudado por Reykjavik Energy Invest, que se comprometió a proporcionar 150 millones de US$ para proyectos de energía geotérmica en África, tiene el objetivo de extraer el calor de la tierra para producir casi toda su electricidad durante los próximos años. Otro desarrollo es la African Rift Geothermal Development Facility (ARGeo), una organización internacional financiada en parte por el Banco Mundial que intenta aumentar el uso de la energía geotérmica en el gran Valle del Rift, protegiendo a los inversionistas contra pérdidas durante los primeros tiempos de desarrollo.

La industria, que es responsable de más del 30 % del consumo mundial de energía, también está comenzando a acercarse a la energía geotérmica fiable y barata. En Papúa Nueva Guinea, una central eléctrica geotérmica de 56 megavatios propiedad de Lihir Gold Limited, una compañía global líder de oro, da respuesta al 75 % de la demanda de energía corporativa a un coste notablemente más barato que la producción de energía con combustible fósil. En Islandia, cinco centrales eléctricas geotérmicas planeadas cerca de Reykjavik, que se calcula que tendrán una capacidad total de 225 megavatios cuando están terminadas en 2012, proporcionarán electricidad a las nuevas refinerías de aluminio.

A pesar del potencial de desarrollo medido en centenares de millares de megavatios, la explotación de esta fuente renovable de energía todavía está en su infancia. Pero a medida que más y más líderes nacionales comienzan a ver la energía renovable como una alternativa rentable y con poco carbono a los combustibles fósiles tan volátiles en su precio e intensivos en carbono, se espera que la producción de energía geotérmica se mueva rápidamente desde un afluente marginal a la corriente principal.

La geotermia es una de las grandes desconocidas cuando hablamos de energías verdes. Se trata de la energía que se encuentra en el subsuelo, siempre asociada a actividad volcánica, aguas termales, géiseres o fumarolas, y con multitud de beneficios. Los yacimientos pueden llegar a alcanzar temperaturas superiores a los 100-150ºC (llamados de alta entalpía), o por debajo de los 100ºC (de baja entalpía). ¿Aún no conoces las ventajas de la energía geotérmica?

Las ventajas de la energía geotérmica

Una energía respetuosa con el Medio ambiente

Una de las principales ventajas de esta energía es su mínimo impacto medioambiental. La utilización de esta fuente energética no sólo no produce prácticamente residuos sino que, además, reduce drásticamente el consumo de combustibles fósiles y, por tanto, de emisiones de CO2. Por otro lado, el coste de producción de electricidad es menor que el de las plantas de carbón e, incluso, que el de las centrales nucleares.

Impacto Ambiental________________________________

El impacto visual suele ser considerable si las plantas geotérmicas se ubican en campos geotérmicos que suelen coincidir con espacios de gran valor natural y paisajístico (géiseres, termas, etc.)

También, aunque en mucho menor grado, existe la posibilidad de disminuir los niveles de agua subterránea, con las consiguientes pérdidas de presión, hundimientos del terreno, compactación de formaciones rocosas, etc. Para evitarlo es preciso controlar y mantener la presión de las reservas de agua.

Las plantas de aprovechamiento de la energía geotérmica pueden estar sometidas a potenciales sucesos catastróficos.

En zonas con alta actividad tectónica, la reinyección de fluidos en el terreno, durante la explotación de las reservas, puede aumentar la frecuencia de pequeños terremotos en la zona.

Estos efectos pueden ser minimizados reduciendo las presiones de reinyección al mínimo y asegurando que los posibles edificios afectados por los movimientos sísmicos estén preparados para soportar la intensidad de estos terremotos. La actividad sísmica de mayor intensidad podría causar filtraciones de fluidos a algunas partes indeseadas del sistema.

Las erupciones hidrotermales suelen ser atípicas y ocurren cuando la presión de vapor en los acuíferos se intensifica y eyecta hacia arriba la tierra que lo cubre, creando un cráter.

Mantener la presión en las reservas puede ayudar a reducir la frecuencia de la ocurrencia de erupciones, también se deben evitar las excavaciones en terrenos con actividad termal.

Muchos de los proyectos de aprovechamiento de la energía geotérmica se encuentran en terrenos accidentados y, es por eso, que son más susceptibles que un terreno llano a deslizamientos del suelo. Esto puede ocasionar graves accidentes si las rocas que caen dañan los pozos o las tuberías, lo que podría resultar en el escape de vapores y líquidos a alta temperatura.

La probabilidad de que esto ocurra puede ser minimizada conteniendo todas las pendientes susceptibles de sufrir deslizamientos de tierra, aunque esto podría aumentar el impacto visual del proyecto.

                                                                                                                                     La perfecta ecología

Ventajas e inconvenientes__________________________

Ventajas

1. Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
2. Es ecológica.
3. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.
4. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético.
5. Ausencia de ruidos exteriores.
6. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados.
7. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
8. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.
9. La emisión de CO₂, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.

No es la mejor imagen

Inconvenientes

1. En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
2. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
3. Contaminación térmica.
4. Deterioro del paisaje.
5. No se puede transportar (como energía primaria).
6. No está disponible más que en determinados lugares.

Aquí finalizamos el presente trabajo referido a la energía geotérmica en el que, de manera básica se han explicado las principales características de este tipo de energía que, en definitiva, tiene su fuente el calor de la Tierra.

Aunque la Tierra se formara inicialmente a partir de materia fría que se contrajo por acción de la Gravedad, durante la formación posterior del núcleo líquido y en los períodos de intensa actividad volcánica, se ha liberado una enorme cantidad de calor. Los frecuentes impactos de objetos pesados también han contribuido al calentamiento de la superficie. Hay mucha incertidumbre sobre la historia térmica de la Tierra de los últimos 3.000 millones de años, durante los cuales el planeta se ha ido enfriando y una gran parte de este flujo de calor ha alimentado los movimientos geotectónicos globales, creando nueva corteza en las dorsales oceánicas, un proceso que ha ido acompañado de terremotos recurrentes y erupciones volcánicas de lava, cenizas y agua caliente.

Solamente hay dos posibles fuentes de calor terrestre, pero la importancia relativa de las respectivas contribuciones no está aún clara. El calor basal, liberado por un lento enfriamiento del núcleo terrestre, debe representar una gran parte del flujo total, si bien cálculos basados en la desintegración radiactiva de ²³⁵U, ²³⁸U, ²³²Th y ⁴ºK sugiere que éste representa al menos la mitad y quizás hasta nueve décimos del flujo total del calor del planeta. Esta disparidad obedece a la incertidumbre en la concentración de ⁴ºK en la corteza terrestre. Pero sea cual sea la proporción, el flujo total, basado en miles de medidas realizadas desde los años cincuenta, está próximo a los 40 TW.

La desintegración radiactiva sería la piedra filosofal definitiva, la piedra que los alquimistas pensaban que podía convertir el plomo en oro o, de manera más general, un elemento químico en otro diferente.

La energía implicada en la radiactividad proviene de la conversión de masa. Si medimos las masas de los productos finales de una desintegración radiactiva, encontraremos que poseen menos masa que el núcleo  original.

El sobrante entre las masas de antes y después se convierte en energía según la ecuación E=mc2, y es esta energía la que podemos ver como la energía asociada con la radiación.

Aunque inicialmente se pensó que los flujos caloríficos continentales y oceánicos eran aproximadamente iguales, en realidad difieren de forma sustancial. Las regiones del fondo oceánico más recientes contribuyen con más de 250 mW/m², cantidad que supera hasta tres veces las zonas continentales más recientes. El flujo medio para el fondo marino es aproximadamente igual a 95 mW/m², lo que representa el 70 por ciento más que el correspondiente a la corteza continental. El flujo medio global es de 80 mW/m², unos tres órdenes de magnitud inferior al valor medio del flujo de calor de la radiación solar global.

La distribución espacial de los flujos de calor refleja la edad de las rocas de la corteza y la intensidad de las fuerzas geotectónicas. Las tasas de máxima producción se encuentran en el Pacífico Oriental, coincidiendo con las zonas de mayor crecimiento de corteza oceánica. Los máximos puntuales en el interior de esas zonas calientes provienen de emisiones hidrotermales localizadas a lo largo de las dorsales oceánicas. Estos emisores que se conocen como humeros negros debido a los sulfuros ennegrecidos que inyectan en las corrientes,, expelen agua que pueden alcanzar temperaturas de 360ºC y una potencia de 25-30 MW. Dado que el orificio de salida es bastante pequeño, estos flujos alcanzan densidades de potencia de 106-107 W/m², solo comparables a las mayores erupciones volcánicas.

Algunos de estos emisores hidrotermales más fríos emiten agua a temperaturas inferiores a 30ºC y constituyen el ambiente adecuado para el desarrollo de ecosistemas únicos basados en la producción primaria de bacterias quimioautótrofas. Estos organismos similares a los que se encuentran en ambientes terrestres ricos en azufre, toleran ambientes con alta acidez y obtienen su energía de la oxidación H2S abundante en el agua emergente. Pero esa, es ya otra historia que se aparta del sentido central de este trabajo que doy aquí por finalizado entendiendo que, el objetivo principal ha sido cumplido sobradamente.

Emilio José Silvera Toscano

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Ya me gustaría contemplar, como contemplo la de arriba, a nuestra Galaxia, La Vía Láctea

Sólo en nuestra Galaxia existen más de 100.000 millones de estrellas. El Universo está poblado por cientos de miles de millones de Galaxias cuyo promedio es de 100 mil millones de estrellas cada una. En cada galaxia existen miles de miles de millones de soles con sus planetas, lo que supone una cantidad enorme de mundos. ¿Podemos pensar que de entre cientos y cientos de miles de millones de planetas, solo la Tierra alberga la vida inteligente? Parece algo pretencioso, ¿no te parece?

Si nos asomamos al pasado y al presente, veremos que múltiples formas de vida han poblado el planeta. Ahora, solo el 1 por 100 de todas las especies que vivieron en nuestro planeta existen y, son millones las que disfrutan de este planeta con nosotros ¿cuántos miles de millones habrán desaparecido? El registro fósil no puede facilitarnos la respuesta a esa pregunta.

El Universo está lleno de vida que se aparece en mil formas diferentes, unas inteligentes y otras vegetativas, de distintas morfologías e incluso distintas en sus componentes básicos que, a diferencia de la nuestra, basada en el carbono, aquellas podrán tener u origen vital en el silicio o vaya usted a saber de qué componentes podrían estar formadas y si han dado origen a civilizaciones inteligentes que ni podemos imaginar.

No tenemos que asombrarnos de nada, nosotros mismos, de seguro asombraríamos a una raza inteligente que nos pudiera observar y viera que la patente n° 6.754.472, ha sido concedida a Microsoft y ampara los mecanismos o procedimientos para “transmitir datos y energía utilizando el cuerpo humano”. Se trata, según aparece, de aprovechar la conductividad de la piel para conectar una serie de dispositivos electrónicos por todo el cuerpo.

EL MICROCHIP EN EL CUERPO HUMANO Por más prácticas que sean las tarjetas comunes al microchip pueden ser siempre robadas, perdidas o dañadas. Ahora los grandes financieros presentaron la última solución: ligar físicamente a la persona con su carta, de modo que no haya posibilidad alguna de perderla. El microchip no estará más inserto en una tarjeta plástica, sino implantado directamente en el cuerpo humano, bajo la piel, como se hace actualmente con los animales con fines identificatorios. Se puede así saber a cada momento dónde se encuentra el animal, gracias a los satélites y a las antenas celulares. Pero, si esto sigue así, ¿dónde queda nuestra supuesta libertad?

Además, muchos tratan de apagar esta llama de la libertad y del libre pensamiento. Hay que dejar transcurrir, dentro de una dinámica lógica del pensamiento que, las ideas fluyan y los proyectos se plasmen.

Con certeza no sabemos hasta dónde podremos llegar. Sin embargo, por el camino emprendido…da un poco de miedo pensarlo.

Me viene a la mente una escena futurista en la cual, una raza avanzada, conecta un dispositivo metálico en la sien de un humano y, en una pantalla, aparecen las imágenes de sus recuerdos. Sí, pueden parecer exageraciones, pero a mí particularmente, me parecen escenas cotidianas de cualquier día del siglo XXIII.

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