INTRODUCCI�N
El estudio de las estrellas es la ciencia m�s antigua de la humanidad. El Sol y la Luna fueron adorados como dioses y los d�as de la semana fueron llamados de acuerdo a ellos y a los planetas.
Nuestro conocimiento del Universo se incrementa d�a a d�a. Sabemos m�s de sus secretos y de c�mo nuestra civilizaci�n actual se ajusta al esquema de la armon�a del Universo. Tambi�n tenemos teor�as, todav�a imperfectas, de la evoluci�n, no tanto del origen, de la especie humana, sino de c�mo los �tomos de nitr�geno y ox�geno se producen y combinan en las estrellas.
La estrella m�s importante en la vida de la Tierra es, indudablemente, el Sol: esf�rico y con un di�metro 100 veces el de la Tierra, nos proporciona calor, luz y otras radiaciones que permiten el proceso de la vida en el planeta. La temperatura en la regi�n central del Sol es de unos quince millones de grados cent�grados. En la fot�sfera es de unos 6000 grados cent�grados.
El interior del Sol est� tan caliente que no pueden existir all� los �tomos individuales, debido a las colisiones de alta velocidad que constantemente separan los electrones del n�cleo de los �tomos. Estos n�cleos y electrones tienen cargas positiva y negativa respectivamente, se mueven a gran velocidad y de manera casi independiente, en forma an�loga a como lo hacen las mol�culas de un gas, generando as� el cuarto estado de la materia conocido como plasma. La fot�sfera del Sol est� compuesta en un 94% de hidr�geno, 5.9% de helio y 0.1% de elementos m�s pesados como carbono, ox�geno, nitr�geno y ne�n. Se cree que el interior est� constituido de manera similar, aunque no hay ninguna prueba experimental de ello.
La propiedad m�s importante del Sol es que brilla, o que libera energ�a debido
a reacciones de fusi�n nuclear. El Sol ha estado brillando en el firmamento
unos 5 mil millones de a�os. Cada segundo, en el interior del Sol, se convierten
630 millones de toneladas de hidr�geno en 625.4 millones de toneladas de helio,
proceso en el que se liberan 4.6 millones de toneladas de masa-energ�a. Con
este ritmo, se calcula que el Sol brillar� otros 5 mil millones de a�os.
Desde el inicio de la Civilizaci�n, el hombre ha utilizado la energ�a para su beneficio. Hasta hace aproximadamente 200 a�os, su �nica fuente de energ�a era el Sol, por s� mismo o indirectamente en formas derivadas como los vientos o las ca�das del agua. Hace 4 o 5 generaciones por lo general se usaba la madera para la calefacci�n y los animales para el transporte, es decir que tambi�n as�, indirectamente, se aprovechaba la energ�a solar absorbida por las plantas en la fotos�ntesis.
Los chinos utilizaban el carb�n hace ya 2000 a�os; los griegos lo usaban especialmente en la fundici�n del bronce y en Europa, desde el siglo XII, se conoce la miner�a del carb�n aplicada en la herrer�a y la fundici�n. Con este combustible se hizo funcionar la primera m�quina de vapor (Papin, 1706), precedida s�lo por el molino de viento y la rueda de agua.
En el siglo pasado, tras el descubrimiento de Oersted, en 1819, de la interacci�n entre una aguja magn�tica y un cable conductor de corriente, se inicia el desarrollo de las m�quinas el�ctricas. En forma paralela, comienza a desarrollarse la electroqu�mica con base en los estudios de Galvani (1780) y Volta (1800). En 1832 se construye el primer generador de corriente el�ctrica, perfeccionando en 1867 por Siemens y Wheatstone. En 1834 Faraday estableci� la relaci�n entre el transporte de la carga el�ctrica y las transformaciones qu�micas.
Si bien en Mesopotamia ya se utilizaba el petr�leo desde la antig�edad, el consumo de combustibles f�siles fue insignificante hasta el siglo XVIII. Los primeros usos que se dieron al petr�leo fueron para el alumbrado, el asfalto y los materiales de construcci�n. Se sabe que los mayas utilizaban el chapopotl para estos fines. En la India y el Medio Oriente se usaba el gas natural como combustible.
La explotaci�n a gran escala del carb�n se inici� en 1820 pero el petr�leo no cobr� gran importancia hasta el 12 de agosto de 1859, gracias al descubrimiento accidental de un yacimiento cuando se perforaba un pozo en Pennsylvania. El desarrollo de los motores de combusti�n interna desencaden� una inusitada demanda de petr�leo.
La primera m�quina de combusti�n interna de cuatro tiempos la construy� Otto en 1862 y representa la base para la aparici�n del autom�vil y del aeroplano. Por otra parte, la primera estaci�n de energ�a el�ctrica fue construida por Edison, en Nueva York, en 1882. El desarrollo de la energ�a nuclear y sus impresionantes aplicaciones se debe a Hahn, quien en 1938 logr� la primera fisi�n artificial del uranio. En 1942 Fermi construy� el primer reactor nuclear en Chicago.
As�, desde el fuego hasta la energ�a nuclear, la humanidad ha ido haciendo
suyas las fuentes de energ�a y esto ha permitido su extraordinario desarrollo
tecnol�gico. Sin embargo, el empleo desordenado de estas fuentes ha tra�do como
consecuencia grandes problemas econ�micos y pol�ticos as� como irreparables
tragedias. En la crisis de energ�ticos (1972-1974) se tom� conciencia por primera
vez de que el petr�leo ser�a escaso y costoso hacia fines del siglo XX y esto
obligaba a la humanidad a buscar otras opciones de fuentes de energ�a.1
De esta manera el hombre vuelve los ojos a la fuente original: el Sol. As� se
cierra en la civilizaci�n un ciclo importante que necesariamente transformar�
la historia de las futuras generaciones, orient�ndolas al empleo de esta fuente
limpia e inagotable.
Las reservas de petr�leo, gas natural, carb�n y uranio son 2.5 x l022
joules equivalentes a 8 x1011 toneladas de carb�n [Toe] 2
La superficie de la Tierra recibe 3 x 1024 joules por a�o de energ�a
solar. Como se puede apreciar, la Tierra recibe en menos de una semana
una cantidad de energ�a solar igual a las reservas totales de energ�a no renovable.
Es decir, si la Tierra estuviera cubierta en un 0.1% de su superficie con colectores
que convirtieran la luz solar con una eficiencia de s�lo 10%, todas las necesidades
energ�ticas del mundo (3 x 1020 juoles por a�o) estar�an cubiertas.
Sin embargo, la energ�a solar tiene dos grandes inconvenientes: es difusa e
intermitente. El primer factor hace necesario el desarrollo de sistemas id�neos
de gran superficie colectora, mientras que el segundo obliga a generar dispositivos
de almacenamiento. En los siguientes cap�tulos se ver� c�mo el hombre, ancestralmente
ligado al Sol por las religiones, se propone superar los obst�culos que hasta
ahora han impedido el uso generalizado de la energ�a solar.
Figura 2. Reactor
NOTAS 1 Se calcula que las reservas de petr�leo alcanzar�n para otros 30 a�os y las de carb�n 300.
2 Toe=8x10³ kwh
