Podemos tener energía ilimitada?
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Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. ENERGIA ILIMITADA Introducción (No aparece en el vídeo) ¿Cómo llegamos al nuevo mundo?, bien esto es más sorprendente y más humano de lo que podéis pensar. La hª de la Ciencia es a menudo contada como una serie de leyes. El último intento de una mente racional. Pero la verdad es que la energía y la pasión aseguran a la ciega oportunidad el jugar una significante e igualitaria parte. En esta serie estaré ofreciendo una diferente visión de cómo se desarrolla la Ciencia. Se remarcará más lo que pasaba fuera que lo que pasaba dentro del laboratorio. Uh!! Wow! Esta es la historia de cómo la Historia hace Ciencia y la Ciencia Historia y como las ideas son generadas para cambiar nuestro mundo. Es un relato sobre la Energía, La Prueba y La Pasión. LA HISTORIA DE LA CIENCIA (00:00) Pi-Pi!! Esta vez una antigua ambición humana la búsqueda de la energía sin límite. Texto: ¿Podemos conseguir energía sin límite?. -Somos la generación más hambrienta de energía que jamás ha existido. La Energía es el pulso de nuestra civilización. La búsqueda de energía ha creado y destruido fortunas, ha elevado y hecho aparecer naciones y ha transformado como vivimos nuestra vida. Pero esta incansable búsqueda de más energía tiene una importancia mayor que el hecho de qué puede hacer por nosotros. Cuando la gente se pregunta ¿qué es la Energía?. Supongo que simplemente quieren saber cómo podemos obtener más. Bien, esto nos lleva a un estudio interno de toda la historia de la Ciencia. El siglo XVII fue una época pivotal, cuando el equilibrio entre el hombre y la naturaleza comenzó a cambiar para siempre. No había electricidad, coches, ni trenes. El recurso energético común tenía que ser alimentado y dado de beber. ¿Qué significaba esto? Pero una remota situación en Holanda, proporcionó un vistazo de lo que iba a acontecer. Uhh!! Si hubierais estado caminando por la playa del noroeste de Holanda hace cuatrocientos años, hubierais visto pasar rápida por la costa, una versión de uno de estos, pero mucho más grande. Se le llamó el Charriot de viento, diseñado para transportar pesados soldados armados 1 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. a través de la costa. Era agradable y aterrador en igual medida. Aquí se encuentra el poder del viento atrapado en arneses para producir movimiento en tierra. Debió ser una visión extraordinaria. Oh! Si, la gente le tenía miedo y le llamaban el equipamiento náutico del diablo. Jajaja El equipamiento náutico del diablo Que dramático! jaja. ¿A qué velocidad podía ir?. A la velocidad de un caballo corriendo.¡¡ La velocidad de un caballo corriendo!! Eso era lo más rápido en aquel tiempo. Probablemente una de las cosas más rápidas usando la energía del viento, justo la energía del viento. Impresionante. El charrriot de viento fue diseñado por un ingeniero y matemático llamado Simon Stevin un hombre importante que literalmente cambió la cara de Holanda y la convirtió en un gran imperio comercial. Porque la ambición de Stevin por la energía del viento fue más allá del Charriot de viento. El quería transformar su país usando las matemáticas. Las matemáticas estaban cambiando. Durante cientos de años en las Universidades la Geometría y la Aritmética, habían tenido solo un interés teórico y en la aplicación práctica como la construcción de puentes y cañones de disparos, era limitada. Pero ahora hombres como Simon Stevin (1548-1620) usó las matemáticas para crear algo más grande, una nueva matemática basada en la ciencia, y esto ayudó a resolver una gran cantidad de complejos problemas. Claramente este hombre, Simon Stevin fue un matemático que no le importó ensuciarse las manos, él se dio cuenta del valor del conocimiento matemático para la solución de problemas prácticos. Los problemas por los que Stevin hizo cambiar de rumbo a las matemáticas fue crucial para las tierras bajas de Holanda. ______________________________________________________________________ (05:00) Cómo mantener el país seco. Durante más de cien años los molinos de viento en Holanda habían estado echando fuera agua de los diques al canal que la llevaba fuera. Pero Stevin estaba convencido de que las matemáticas podían hacer los molinos de viento mucho más eficientes. La parte alta del molino está el engranaje, es el corazón de lo que hizo Stevin matemáticamente. Es interesante porque lo que hizo, no es un todo mecánico, no es una 2 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. relación 2-2-1 o 3-3-2, entre esto y lo otro. No hay una relación regular. También puedes ver ángulos, no es un simple plano vertical, conectado con un plano horizontal. Hay ángulo, y esto es bastante difícil matemáticamente también. Parece rudo, pero es fantásticamente fino. Es impresionante, estoy deseando ver el todo en movimiento. Magnífico, ¿no? Es como estar dentro de un enorme reloj. Estando aquí tienes la impresión de estar inmerso dentro de esta enorme energía dando vueltas y vueltas. Y lo que me sorprende es lo silencioso que es, y esto es un homenaje a las matemáticas de Stevin. Lo hizo correcto. La interacción funciona. Muy poco chasqueo. Si toda esta energía se hubiese gastado en ruido, calor, todo este lugar estaría vibrando, pero sin embargo es muy suave. Este nuevo molino de viento diseñado por las matemáticas era tres veces más eficiente que aquellos molinos a los que reemplazó. Es casi poético. Esto es una maqueta hecha realidad en un mundo físico. Stevin diseño nuevos remos en forma, exclusas e incluso un cambio en los molinos y podían ser usados no sólo para drenar agua de los campos sino incluso de un lago. Lo que es más, él patentó su invención asegurándose que su invento estuviera bien remunerado. Las matemáticas hicieron a Stevin rico y no pasó mucho hasta que empezó a cambiar todo el país. Simon Stevin, ha mostrado lo que eran capaces de hacer los molinos de viento bien diseñado, y la gente empezó a preguntarse si podía drenar lagos, ¿qué otra cosa podría hacer?. Holanda era ya una emergente fuerza europea. Y ahora los molinos de viento la habían transformado en una potencia industrial. Semillas y frutos secos eran triturados para obtener el valioso aceite. Los molinos de papel, se volvieron mecanizados. La madera podía cortarse treinta veces más rápida que a mano y con mayor precisión. Transformando este pequeño país en el mayor constructor de barcos de Europa occidental. Al eco de los molinos diseñados por las matemáticas, Holanda se convirtió incluso en una nación más dinámica comercialmente. Y Amsterdan es una de las ciudades más ricas y cosmopolitas de la tierra. Aquí podíais comprar de todo, diamantes, equipamiento, especias exóticas. Amsterdan, estaba construyendo su edad de Oro. Esta ciudad produjo el primer Banco Central, la primera Bolsa de Valores y el primer Crash / hundimiento económico. El 3 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. crecimiento de Holanda cambió el mapa energético de Europa, ayudado por el avance en el diseño de los molinos de viento y el uso de las matemáticas basadas en la ciencia. ______________________________________________________________________ (10:00) Y por la creencia de hombres como Stevin que pensaban que las matemáticas deberían servir para algo. Era obvio lo que la energía podía hacer, pero aun no se había alcanzado un entendimiento científico de lo que la energía era realmente. Eso sólo empezó a emerger lejos y tiempo después, al otro lado del Canal de la Mancha. La casa de campo Inglesa del siglo XVIII, era un lugar lleno de intrigas, romances y cotilleos, pero entre las visitas de caballeros y alta sociedad, también acudían ocasionalmente experimentadores. El hogar de una improbable alianza que marcó el nacimiento de un nuevo recurso de energía en un mundo cambiante. La Ciencia se había convertido en un entretenimiento popular para el salón de reuniones. La mayoría de estas construcciones habían sido desarrolladas para explorar las maravillas de la época, como la carga estática, y el magnetismo. Oh! Jaja. Esto realmente impresiona. Esto es un real descubrimiento el truco del vacío. Lo que haces, coges un reloj alarma, lo instalas para que salte lo introduces aquí dentro, y sacas el aire. Bien, el reloj suena, salta, y no oyes absolutamente nada, nadie entendió totalmente la ciencia que había dentro de esta demostración. Pero la habilidad para la intriga y especulación, arrojó nuevas ideas a una entretenida audiencia. Mathew Boulton era un empresario que pertenecía a la Sociedad Lunar, así llamada porque se reunían en las noches de luna llena. Había industriales, experimentadores y filósofos naturalistas, compartiendo el gusto por el conocimiento práctico. Un líder de la Sociedad Lunar, James Watt, ingeniero escocés, había estado durante varios años trabajando con un prototipo de motor a vapor y esto le hizo a Boulton invitarle a tomar parte en una conjunta aventura de negocio. El había oído que Watt trataba de desarrollar un nuevo motor a vapor y escribió a Watt con la intención de subvencionarlo bajo dos principios; el amor hacia ti, y el amor al dinero que se puede conseguir en los proyectos de ingenio. El plan estaba claro, 4 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. Boulton tenía el capital y Watt la idea, ellos juntos se harían inmensamente ricos. Esto era capitalismo en acción. El motor de vapor tuvo un enorme impacto global y lo sorprendente es que no había ninguna teoría científica detrás. Esto vendría más tarde. Este es un motor de vapor de Boulton y Watt. Estos son sus elementos; hombre, carbón y mobiliario. Pero probablemente lo que no podéis esperar es que está fijo y es enorme. La máquina ocupa todo el edificio. Tan grande que este motor originariamente construido para mantener el cercano canal llenado por el agua, tiene su propio conductor. –Hola-, -Hola, un placer verle. ¿Es usted el conductor?. Si, soy el conductor de este motor. Estoy encantado. ¿Está todavía funcionando? Este actualmente, está manteniendo el canal. El extractor eléctrico es un motor eléctrico británico, normalmente usado, fue apagado y ahora está trabajando. ¿Puedo conducirlo? ______________________________________________________________________ (15:00) Por supuesto que puede. Póngase a este lado. Siempre he querido conducir un motor de vapor, lo que es bastante, por su dimensión jajaja. Déle a la izquierda como un cuarto o así. Hay una estrecha ventana, lo hay ciertamente. Lo que conduce el motor fue no solo el poder del vapor directamente, sino una versión industrial del truco de la casa de campo: El Vacío. El vapor es inyectado después enfriado, creando un vacío Esto hace que el pistón baje provocando que el motor funcione por la energía que sube. Lo has cerrado muy fuerte- ok – para- Estaba pensando que era bastante simple y que podría tomar el control literalmente en treinta segundos y la he parado, es bastante impresionante- eso esta bien. James Watt no inventó el motor de vapor, ni incluso la idea de usar el vacío. Durante décadas los motores habían estado funcionando de esta manera. El realizó una pequeña modificación, localizada aquí justo en la parte mas baja del motor. Puede parecer no mucho, pero ahí abajo está la extraordinaria contribución de James Watt a la historia de la energía. Se llama un condensador separado. Es donde el vapor se enfría y crea el tan importante vacío, bastante apartado de los calientes cilindros. Una pequeña pero genial innovación técnica, con enormes beneficios. El motor de vapor de Boulton y Watt era mucho más eficiente que los 5 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. anteriores. Usaba un cuarto de la cantidad de carbón. El potencial de ahorro era enorme, cosa que cualquier hombre de negocio, puede entender. -Tenga, gracias-. Mientras que algunas ideas cambiaban el mundo, otras como la lengua, y las estimadas, de forma desapercibida se instalaron por mérito propio. El éxito del motor de Boulton y Watt, no se debió sólo a la nueva tecnología, sino a una inteligente parte de ingeniería financiera. Las máquinas eran complicadas, y necesitaban a alguien que las instalara, y éste fue muy frecuentemente, el mismo James Watt. En sus cartas él se queja amargamente de todos los viajes que tenía que realizar. ¡Arre!.Arre! Uahh, podéis ver por qué! Muchos cumplimientos. Esto es soportable para un corto viaje en mitad del verano, pero imagina que hace frío, es invierno y diluviando, una completa y definitiva experiencia. Pero el inconfortable viaje del siglo XVIII, era un precio que merecía la pena pagar, porque una vez que su motor estaba instalado, el dinero comenzaba a fluir. Esta página de documento era la llave de la fortuna de Boulton y Watt. Es un pago, recoge las adaptaciones del motor a vapor. Se tenía que continuar pagando derechos, años tras años, tanto tiempo como la máquina estuviera instalada y dice que obtienes de la máquina una proporción cuando haces el diferencial final. Creo que es muy televisivo, un descubrimiento científico muy lejos del olor a dinero y esto es especialmente cierto en la búsqueda de la energía. Pero para todas las riquezas en oferta, no había todavía un marco científico para explicar que era la energía realmente. La ciencia tendrá que esperar hasta que el motor a vapor se convierta en una fuerza a través de la tierra. La gran demanda del motor de vapor fue en la parte occidental del país, para sacar agua de las minas. Los propietarios de estas, pronto se convirtieron en dependientes de más eficientes máquinas de Boulton y Watt, pero algunos propietarios ______________________________________________________________________ (20:00) de minas hastiados de pagar derechos, dejaron de pagar. Boulton y Watt se enfadaron y respondieron con derechos legales. Se dice que un hombre repartidor que venía a una de estas minas supo lo que ocurría manipuló una de las maquinarias y quiso repartir sus derechos legales . 6 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. El hombre detrás de esta historia fue Richard Trevithick, para conseguir estos pagos Trevithick empezó a diseñar su propio motor. Este fue su gran logro El demonio que lanza humo, y al contrario que la máquina de Boulton y Watt, esta se movía. El ingenio de Trevithick fue la construcción de un motor de vapor a alta presión. Cuando el vapor levanta el pistón, no necesita ni vacío ni condensadores .Podía colocarse entre las casas, máquina era pequeña, más potente, móvil y la que producía ese sonido ¡Pi, Pi! característico del vapor a alta presión al escapar. Leí que la gente pensaba que era muy peligrosa, la gente pensaba con razón que explotaba por la alta presión. (Trevithick sociedad) Eso es correcto-. Ellos no tenían el conocimiento de la metalurgia que tenemos hoy, y sí explotaban. ¿Hay riesgo de que este explote? No, no. Este nuevo motor de vapor, claramente apuntó a un mejor modo de transportar mercancías y personas. Si, Trevithick no ha quedado en la hª como el padre de la moderna red ferroviaria. -Deduzco que él tenía el coche a vapor, si quieres, en una pista, en una vía, ¿por qué no funcionó?-. El motor pesaba toneladas y rompía el camino. El problema no era el tren, era simplemente que la vía se estropeaba.- AbsolutamenteLa máquina funcionaba de ensueño. Sí, si, irónico,¿ no? ¡Pi, Pi!! La historia de la Ciencia está llena de momentos como éste. Las grandes ideas, tienen que venir en el momento correcto. En el sitio correcto y en el momento correcto. Tristemente para Trevithick, el sitio y el momento eran inadecuados. Por tanto, ¿por qué no murió él rico y famoso? Probablemente, y en parte, porque él no tuvo un Mathew Boulton para sacar su invento fuera y asegurarse una remuneración. Pero también porque sus ideas estaban adelantadas a su época. En los principios del siglo XVIII si tú querías ir de A, a B, tenías que ir a caballo. Las máquinas de vapor habrían traído grandes cambios, todo por la combinación de diferentes fuerzas. La sociedad lunar, estaba compuesta por hombres de ciencia y negocio que no podían superar o intercambiar ideas. La innovación tecnológica como le vapor de alta presión. La promesa de dinero y la protección de pagos. De todo esto emergió el inimaginable 7 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. recurso de la energía, el equivalente mecánico de incalculable fuerza; las fábricas y factorías y su paisaje del siglo XIX. El motor de vapor, los beneficios, los propietarios, estas eran las fuerzas modelando la victoriana Gran Bretaña. Pero el efecto de toda esta energía se sintió mucho más allá del mundo de esta pesada industria. La nueva aristocracia de propietarios de fábricas, y hombres de negocio ______________________________________________________________________ (25:00) sabían cómo querían usar las nuevas influencias encontradas. Algunos usaron su riqueza para hacer compaña por cambios sociales, como la abolición de la esclavitud o el enclaustramiento de las mujeres. La búsqueda de la energía ha dado un poder político a un nuevo grupo de personas, la clase media. La búsqueda de la energía ha producido mucho más. Tenemos ahora un mucho mayor entendimiento científico que una centuria anterior. Solo ahora, ultimadamente obtuvimos las teorías. El mundo victoriano, realmente hace su entrada por la energía del vapor. Pero la ciencia que lleva detrás arroja algunas de las mayores preguntas de la época. Demanda una nueva teoría, una nueva manera de contemplar la naturaleza. Afortunadamente, la ayuda estaba a mano, este es el el libro de la señora Beeton, sobre como llevar el mantenimiento de una casa, un clásico victoriano. Contiene bastante bien todo lo que necesitas saber para llevar una casa de forma eficiente y bien, incluyendo cómo azotar a un sirviente. Lee:-“conservación y economía, son virtudes sin las cuales ninguna casa puede prosperar”. La señora Beeton como muchas en la sociedad victoriana, estaba obsesionada con la eficiencia; el desperdicio era no sólo, no-económico, sino que era también no-cristiano. En la cocina si todo lo que tenías eran huesos, hacías sopa, si todo lo que tenías era pan hacías pudding. Y esta obsesión fue compartida por la comunidad científica. De hecho esto condujo al desarrollo de todo un nuevo concepto de energía. 8 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. Como el motor de vapor había despegado la gente se volvió interesada en comparar, que máquina era la más eficiente Una nueva teoría de la energía les ayudaba a hacer más preciso este tipo de juicios. Nadie sabía lo que es la energía, algunos la veían como un fluido que fluye de un lugar a otro. Pero lo que se estaba volviendo claro era que se podía transferir. El motor de vapor como una tetera podía ser explicado científicamente. Mientras arde la energía química del carbón se convierte en calor, esta energía calienta la tetera y el agua de dentro, la cual se convierte en vapor y puede ser usada para producir trabajo. Suena muy sencillo, pero esto fue un punto de inflexión en la ciencia. Por primera vez diversos productos, como el carbón caliente, el agua calentándose, producción de vapor, incluso el dar vueltas de los molinos, todo se unió a través de un simple concepto; el de la energía. Esto llevó a una nueva formulación de una nueva ley física, una que es absolutamente fundamental, se llama la primera ley de la Termodinámica. La primera ley de la termodinámica es una descripción matemática de la energía, conocida como “la conservación de la energía”. Promulga que la energía no puede ser creada ni destruida. Por tanto nunca puedes obtener más de lo que el combustible tiene dentro, y responde a todos los recursos de energía desde la tetera, al motor de vapor o al molino de viento. Todo. La termodinámica es una de las glorias coronadas de la ciencia del siglo XIX. Inspirada en parte por la necesidad de explicar la maravillas de la época el motor a vapor, y por una obsesión por el entendimiento y la eficiencia. Pero la Termodinámica es sólo un componente de lo que iba a ser una mucho más comprensiva teoría de la energía y la electricidad. ______________________________________________________________________ (30:00) En Junio de 1772 una pequeña expedición navegante se dirige hacia las costas de Francia para abordar la edad moderna. El líder es Walsh, recientemente retirado de la compañía este de la India, Walsh estaba fascinado por la electricidad de la naturaleza. Y fue a buscarla no en los cielos sino bajo el agua, en un pez, el pez torpedo, que usa descargas eléctricas para cazar sus presas. Walsh quería averiguar si la electricidad emitida por este extraño pez era la misma que produce un rayo o un generador de chispas. 9 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. Habiendo hecho nuevos experimentos él mismo y su tripulación, Walsh puso rumbo hacia Londres tratando de averiguar cómo el pez torpedo producía las descargas eléctricas. Algunos de los peces que Walsh se trajo, están aun preservados en el museo Ontario de Londres. Fueron diseccionados por un renombrado cirujano llamado John Hunter, para poder revelar un órgano muy peculiar.- Puedes ver dos partes de lo que son dos tejidos blancos, uno arriba y otro abajo, a cada lada del pez. Estos son partes que Hunter no había visto nunca antes en otros peces que había diseccionado. –Vale- Este es muy diferente- . –Esta es una mucho más detallada disección y Hunter inyectó un tinte rojo para mostrar cuales son los vasos sanguíneos. La descarga eléctrica parecía provenir de estas pequeñas células. Ahora llamados sitios eléctricos, encontrados en el órgano eléctrico. Es increíble, comienzas a ver de donde vienen las cargas y realmente la ves. Es bello ¿no? Es una pieza de arte. Correcto, lo es. Walsh estaba convencido de que la electricidad del pez torpedo no sólo era igual que la electricidad de los rayos, sino que era posible producirla usando una máquina. Pero un montón de personas, no estaban de acuerdo con Walsh, parecía casi sacrílego mantener que la electricidad de una máquina producida por el hombre era igual que la electricidad de un pez que había sido creado por Dios. La prueba de que esto era así, no estaba lejos. En los archivos de La Royal Society de Londres hay una carta datada en 1800, escrita por el científico italiano Alessandro Volta que esencialmente contiene instrucciones de cómo construir tu propio pez torpedo. Ésta es una copia de la carta que Volta mandó a la Royal Society, está en francés con un diagrama práctico en la esquina. Tengo aquí una caja llena de piezas. ¡Vale!- Primero necesito zinc, cobre y también necesito un trocito de tisú de cartón capaz de absorber una solución. Es duro creer que esto realmente es capaz de producir algo- la pieza de cobre sobre donde tengo un plomo-.- Ahora si la miras de cerca realmente se parece a la parte del pez torpedo, y el sugiere ______________________________________________________________________ (35:00) llamarla un órgano eléctrico artificial. 10 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. La pila de Volta , como se la conoció, podía generar una suficiente corriente eléctrica. Volta no pudo medirla pero pudo demostrar que transmitía una descarga como la del pez torpedo. ¡Ohh!, ¡Ohh!, ¡Ohh!. Lo que es interesante es que Volta cuando escribió a la Royal Society, soltó todo su secreto, lo que es un poco una pena para él, porque esto vino a ser uno de los más grandes descubrimientos de todos los tiempos. Es por supuesto la Pila. Lo que es realmente sorprendente, visto desde una perspectiva moderna, es que durante mucho tiempo, la gente, no tenía ni idea, de qué hacer con la pila. No había una obvia aplicación práctica. No había nada para enchufarle. Pasó una generación hasta que alguien encontró un real uso práctico. El ingenio respondió a un problema urgente. El 18 de junio de 1815 la armada del duque de Wellington, y el emperador Napoleón, se encontraron en Waterloo. Fue una batalla cuyo resultado afectó al resto de Europa. Al terminar el día la batalla había terminado. Los franceses habían sido derrotados y Wellington estaba deseando llevar esta noticia a Londres lo más rápido posible. Hizo que Henry Percy llevara el mensaje. Imaginadlo con el caballo cruzando Bélgica y llega a la costa, ahí tiene que esperar el viento y la marea propicia antes de poder zarpar para Inglaterra. Todo esto le llevó cuatro días hasta alcanzar Londres. Cuatro días en los que estoy seguro la gente en las oficinas de la guerra estaban mordiéndose las uñas, ya que muchos esperaban que los franceses ganaran la guerra. Bien, si tú hubieses podido mandar un mensaje secreto desde Waterloo a Londres más rápido que el Mayor Percy hubieras podido hacer una fortuna apostando por una improbable victoria Inglesa, Había claramente una necesidad de una comunicación más rápida. La pila de Volta iba a ser enchufada a algo útil, y esta vez iba a ser la ciencia la que abriera el camino. Gracias a un hombre llamado Hans Christian Oersted. La historia transcurre, teniendo él que dar una conferencia y estando preparando los materiales, tenía una pila de Volta y unos cables, cuando la conectó a los cables, algo inesperado ocurrió. La aguja de la brújula que estaba cerca se movió, y cada vez que él conectaba o desconectaba los cables, ésta se movía otra vez. 11 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. La gente sabía desde cientos de años que la aguja de la brújula se afectaba por el magnetismo. Sin embargo la corriente eléctrica de los cables, estaban actuando como un imán afectando a la aguja, lo que dejó a Oersted completamente perplejo. El también se dio cuenta que esto era importante porque el hizo unos trabajos y publicó sus descubrimientos. Pero parece poco probable que él contemplara el masivo impacto que este descubrimiento produciría en el mundo. En unos años estas agujas de brújula que se movían, se convirtieron en el telégrafo eléctrico. La energía de la electricidad podía ahora ser usada para enviar mensajes de A a B casi instantáneamente. Los cables del telégrafo pronto recorrerían la tierra. Y cuando el telégrafo se juntó con otro gran invento, el motor a vapor, la combinación fue imparable. Mientras la energía del vapor hizo el trabajo duro drenando minas, haciendo madejas de algodón, preparando una nueva red ferroviaria; mientras, el telégrafo corría por el mismo camino la pila tomó el control político y financiero ______________________________________________________________________ (45:00) y juntos ayudaron a construir el imperio de la Europa del siglo XIX. El terreno estaba preparado para el otro paso, el entendimiento científico de la energía. Pi,Pi,Pi, Las pequeñas agujas que se movían del telégrafo habían mostrado cómo la electricidad de una pila puede ser realmente útil. Lo que pasa aquí es algo que puede ser mucho más profundo. Poniendo juntas dos grandes fuerzas que previamente habían estado separadas, descubre que dos cosas dispares, una corriente eléctrica y un campo magnético se influían, fue uno de las mayores conquistas de la ciencia, un paso mayor para lo que fue un concepto unido de la energía. La electricidad eran flashes, chispas descargas. El magnetismo más sutil, algo que sólo interesaba a navegantes. Cuando las dos se unen crearon la ciencia Electromagnética, que dominó el siglo XIX. El Electromagnetismo, no sólo estudia la relación entre la electricidad y el magnetismo, sino que explica la verdadera naturaleza de la luz- Las ondas de radio, o Rayos X, todo esto persuadió a los científicos de siglo XIX a creer que ellos habían descubierto todas las leyes fundamentales de la naturaleza. 12 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. Aconteció con estas discusiones algo más amplio Texto: Elixir de la Vida . Con la llegada del siglo XX el descubrimiento de un nuevo elemento (texto: milagro moderno), se coló en todas las páginas del mundo (texto: Misterio del radio). Una razón para toda esta excitación fue la manera en que el Radio se comportaba, espontáneamente brillaba en la oscuridad, creaba fantasmagóricos patrones en las placas fotográficas, parecía que creaba energía de ninguna parte. Las misteriosas propiedades del Radio atraparon la imaginación pública, creando una nueva clase de productos de consumo. Desafortunadamente, ya que el Radio es radioactivo. Si, gracias, echa un vistazo –Vale, ¿Qué estamos viendo? Estamos viendo una variedad de productos de consumo radioactivos de los años veinte en Estados Unidos. Por tanto esta de aquí tu realmente pones agua dentro. –Esta es de las más famosas con radioactividad, en Estados Unidos. Se vendieron más de medio millón. Este es un aparato similar sólo que tu metes esto en el agua.¿ Esto es todavía radioactivo? Un poco, si, si, pero poco. Da un poco de miedo ¿no?. Está todavía activo después de tanto tiempo. Una pequeña cantidad se ponía en la pasta de dientes, en las compresas calientes, en los juguetes. Justo la palabra Radio era lo bastante para vender un producto. Condones de Radio. ¡Oh! ¡Jajaja! es una caja vacía. Estoy ansioso por ver un condón de Radio. La científica responsable de aislar el Radio por primera vez fue Mary Curie y su marido Pierre. No les tomó mucho tiempo reconocer su extraordinario potencial. Una de las cosas que emerge en la mente curiosa de Pierre es la tremenda cantidad de energía que desprende el Radio. Por tanto ellos vieron el Radio como una ilimitada fuente de energía. Si, si absolutamente. Justo un gramo contiene suficiente energía para convertir una tonelada de agua helada en vapor. Una tonelada de Radio podía hacer el trabajo de un millón y medio de toneladas de carbón. Los problemas a los que se enfrentaban las científicos era que todo esto parecía ir en contra de las leyes establecidas de la física. La radioactividad presenta un grave problema para los científicos. Ellos sabían que la energía no podía crearse ni destruirse, esto es la primera ley 13 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. de la Termodinámica, pero también ellos sabían que esta sustancia radioactiva estaba propagando una gran cantidad de energía ¿de dónde venía? Por todo el mundo los científicos estaban estudiando la radioactividad intensamente. La gente se dio cuenta de algo peculiar, mientras la sustancia radioactiva transmitía su energía, ésta se convertía en otra cosa. El Radio, se vuelve plomo, y mientras se transforma se vuelve más débil, en otras palabras, mientras transmite energía, también pierde masa. La conexión entre Energía y Masa fue explicada por Albert Einstein con su famosa ecuación E= M + velocidad de la luz al cuadrado. E= MC al cuadrado. La energía del Radio, no venía de una fuente mágica, sino de la masa misma. La gente se había dado cuenta que puedes describir el calor y el movimiento en términos de energía, ahora parece que también puedes describir la masa en la misma forma. La energía que incluso no había existido como un concepto, era ahora la nueva explicación de la verdadera naturaleza de la materia. De hecho no había mucho que no pudiera explicarse en términos de Energía. No sólo el motor a vapor, los molinos de viento, sino también los seres vivos, las estrellas, incluso las galaxias. Todo gobernado por la ley de La Energía. En esta pregunta por entender que es la energía los científicos han descubierto secretos que nos llevan al mismo corazón del universo. La teoría encapsulada en E=MC al cuadrado, nos lleva al despliegue de la energía nuclear y la bomba atómica. Pero las consecuencias de esto nos lleva a una historia diferente y en vez de esto, para completar la historia de la energía quiero volver al siglo XIX. Por entonces la teoría de la energía debió encender la mente de los hombres, pero no encendió las casas, todavía no, La mayoría de la vida doméstica de la gente no estuvo afectada por el desarrollo de La Termodinámica o El Electromagnetismo. Fuera estaba el telégrafo, el tren a vapor pero en casa lámparas de gas, velas, y chimeneas. Lo que cambió nuestra relación personal con la energía fue el descubrimiento de la unión entre la electricidad y el magnetismo funcionaba en ambas direcciones. Oersted había mostrado que una corriente eléctrica puede actuar como un imán. El científico Inglés Faraday fue el primero en mostrar lo contrario, que moviendo un imán, se 14 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. puede crear corriente eléctrica. El usó la idea de que transmitiendo una corriente eléctrica, puedes hacer que una magnetizada pieza de metal se mueva para construir el primer motor eléctrico, pero también demostró que lo contrario es cierto. Coge un imán, mételo entre alambres de cobre y produces electricidad. ______________________________________________________________________ (50:00) Bello, ¿no? Se llama inducción electromagnética, y fue la clave para la edad de la electricidad. Si uno puede mantener el imán moviéndose lo suficientemente rápido, uno puede producir una corriente eléctrica continua. Lo que se necesitaba era algo que mantuviera el imán moviéndose. Algo como esto las cataratas de Niágara, una de las cataratas más poderosas del mundo. Es sobre la cuestión ¿qué puedo conseguir de las cataratas?, y realmente es magnífico, es sobre 150 millones de litros bajando cada minuto. Realmente sientes la energía. El nuevo reto era como convertir esta gran cantidad de energía en un recurso más útil, electricidad. Hasta hace poco, yo no hubiera podido estar aquí, porque habría millones de litros cayendo por aquí y barriéndolo todo. Hacia arriba a un kilómetro o así, está la estación de energía. El proyecto comenzó bajo tierra, se cavaron túneles bajo la roca a mano, para derivar parte del agua a un generador. Los que tomaron parte lo vieron como el amanecer de la nueva era. Cuando fue construida se describió como las pirámides, como los templos griegos, las catedrales europeas, un monumento a la era científica. Personalmente creo que estaban en lo cierto, porque estas gigantes turbinas realmente son la última expresión de lo que la energía es, y lo que la energía hace. Grandes imanes movidos por el poder del agua que cae creando la suficiente electricidad para poder abastecer 3/4 de un millón de bombillas. Pero para que esta electricidad se convierta en un verdadero producto de consumo comprado y vendido, había una nueva barrera que superar ¿cómo llevar la electricidad desde aquí (Niágara), hasta los sitios en que querrías venderla?: ciudades como Baflo a 24 millas de distancia, o la hambrienta de energía Nueva York a 400 millas. 15 Conocimiento del Medio. CEIP La Candelaria. El problema era la pérdida de electricidad al viajar la electricidad por los cables. Si tú vivieras al lado de un generador como este, no tendrías problemas pero cuanto más lejos vives, menos electricidad obtienes. Después de una milla, comienzas a notar la diferencia. A dos millas, bien, difícilmente te llega la energía. Pero aquí en Niágara este problema fue superado. Estos generadores producen lo que se llama corriente alterna, alto voltaje, baja pérdida de electricidad. Lo que significó que la corriente pudo finalmente viajar. Cuando en 1896 esta nueva forma de corriente se encendió tardó menos de un segundo en llegar a Bflo, a más de veinte millas de distancia. Este momento inició la edad de la electricidad. El descubrimiento de lo que la energía puede hacer por nosotros, ha transformado nuestras vidas y nos ha instalado en una incansable búsqueda por nuevos recursos de energía. Desde lo más profundo de la tierra, a los más pequeños átomos, o hasta el sol mismo. ______________________________________________________________________ (55:00) Un hambre por más energía afronta muevas limitaciones. Pequeñas maravillas que hacen que nuestro planeta sea el único de nuestro sistema solar que brilla en la oscuridad. Pero la pregunta para averiguar que es la energía ha tenido un mismo profundo efecto. Usando la lengua de las matemáticas hemos mostrado que la energía es una propiedad básica del Universo Y han venido juntas, la aproximación tanto práctica como teórica, para construir el mundo moderno. Durante mucho tiempo la búsqueda de la energía fue conducida por hombres prácticos siendo alcanzado luego por los hombres de teoría o teóricos. Y también al grito de:¿podemos tener energía ilimitada? La respuesta alta y clara es “NO”, pero esto nos abre la puerta de la ley fundamental de la naturaleza que nos dice como opera cada cosa en el Universo. 16
