Energia Solar

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CÓMO SE GENERA LA ENERGÍA DEL SOL

SE HA hablado hasta ahora de cómo generar energía por medio de la fusión nuclear en el laboratorio. Hemos visto que es una tarea difícil de lograr, pero que poco a poco nos vamos acercando más a la meta. Mientras nos esforzamos por controlar la fusión, en el cosmos se está dando este proceso continuamente, demanera natural, y nos ha estado proporcionando energía desde que la Tierra empezó a existir. Toda la energía que recibimos del Sol es generada en su centro por reacciones de fusión que están "quemando" el hidrógeno, su principal componente, y lo convierten en helio y otros elementos más pesados. Por ello es justo dedicarle un espacio a la descripción del proceso de generación de la energía en elSol, que es igual al de todas las estrellas, como ejemplo vivo de lo que es capaz de hacer la fusión por nosotros.
Aunque ahora es un hecho bien conocido y aceptado que la fuente de energía del Sol es la fusión nuclear, a principios de siglo todavía era un enigma el mecanismo que mantenía brillando a las estrellas. La única fuente de energía que podía esperarse que explicara la gran cantidad decalor y luz radiada por las estrellas era la contracción gravitacional. Si imaginamos que una estrella se ha formado por la acumulación gradual de materia que ha sido atraída desde grandes distancias, es claro que cada elemento de masa tendrá una gran velocidad al llegar a la estrella debido a las fuerzas de atracción gravitacionales. Su energía cinética se convertirá en calor al chocar con laestrella, y terminará teniéndose una gran masa de temperatura muy elevada. Cuando ya no existe acumulación de materia, la estrella seguirá radiando su energía, y a medida que se vaya enfriando se irá contrayendo, con lo que ganará más energía de la gravedad. La máxima energía que puede radiar por este proceso es su energía potencial gravitacional, que, aunque es muy grande, sólo sería suficiente paramantener al Sol brillando por unos veinte millones de años. Puesto que se sabe que la edad del Sol es de aproximadamente 5 000 000 000 años, no se puede aceptar que su fuente de energía sea gravitacional. Después del descubrimiento de la equivalencia entre masa y energía por Einstein, en la segunda década de este siglo (la famosa E = mc2), se empezó a especular sobre la posibilidad de que laconversión de hidrógeno en helio fuera la fuente de energía, debido al déficit de masa que tiene el helio en relación a la masa por separado de los dos protones y los dos neutrones que lo forman. Si todo el hidrógeno de una estrella del tipo del Sol se transformara en helio y la diferencia de masa se convirtiera en energía, ésta sería suficiente para mantenerla caliente por 10 000 000 000 de años. Loque todavía no quedaba claro era el tipo de procesos nucleares que podrían permitir la conversión de protones en núcleos de helio. No fue sino hasta el final de la década de los años treinta que se aclaró la naturaleza de las reacciones nucleares, base de la fusión estelar.
La fusión nuclear no sólo permite que una estrella pueda permanecer brillando durante miles de millones de años sino quetambién es la causa de la existencia de todos los elementos que constituyen la materia, además del hidrógeno. Actualmente se cree que el hidrógeno era el principal componente del Universo después de su formación en la Gran Explosión (el Big Bang). Bajo ciertas condiciones, los átomos de hidrógeno se asocian en nubes densas, o protoestrellas, que se empiezan a contraer por la acción de su propiafuerza gravitacional. La contracción continúa hasta que la presión y la temperatura en el centro de la protoestrella son tan elevadas que se inicia un proceso autosostenido de reacciones termonucleares, en las que se combinan núcleos de hidrógeno para formar núcleos de helio. La estrella permanece encendida hasta que se consume la mayor parte del hidrógeno, y entonces se contrae gravitacionalmente...