Fisión Nuclear

La fisión nuclear es un proceso que libera energía al dividir un núcleo atómico pesado, como el uranio o el plutonio, en núcleos más ligeros. Esta energía se libera en forma de calor y radiación.

El uranio es el combustible nuclear más utilizado en los reactores de fisión actuales. Sin embargo, el uranio natural no puede usarse directamente como combustible nuclear porque está compuesto principalmente por el isótopo U-238. Para que el uranio pueda ser utilizado en un reactor nuclear, es necesario enriquecerlo, es decir, aumentar la concentración del isótopo U-235. Se requieren 8 kg de uranio empobrecido para obtener 1 kg de uranio enriquecido al 3%, que ya puede utilizarse en los reactores nucleares.

El calor generado en la fisión nuclear se utiliza para convertir agua en vapor, que a su vez mueve una turbina conectada a un generador eléctrico. A pesar de los problemas asociados a la gestión de los residuos radiactivos y el riesgo de accidentes, la fisión nuclear sigue siendo una fuente de energía importante en muchos países.

Fusión Nuclear

La fusión nuclear es un proceso en el que dos núcleos atómicos ligeros, como el deuterio y el tritio (isótopos del hidrógeno), se combinan para formar un núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía. Este proceso es el que se produce en el Sol y las demás estrellas.

La fusión nuclear tiene el potencial de ser una fuente de energía prácticamente inagotable y mucho más limpia que la fisión nuclear. Sin embargo, aún existen importantes desafíos técnicos para controlar la fusión nuclear de forma segura y eficiente. Uno de los principales retos es alcanzar las temperaturas extremadamente altas (millones de grados) necesarias para que se produzca la fusión.

Sustancias Contaminantes

La quema de combustibles fósiles en centrales termoeléctricas, vehículos, industrias y sistemas de calefacción libera sustancias contaminantes a la atmósfera, tanto de origen natural como artificial. Estas sustancias tienen efectos negativos para la salud humana y el medio ambiente.

Efectos de las sustancias contaminantes:

• Óxidos de azufre y nitrógeno: Producen irritación en los ojos y la nariz, enfermedades respiratorias, retraso en el crecimiento de las plantas y corrosión en los metales. También contribuyen a la formación de la lluvia ácida.
• Monóxido de carbono: Es un gas muy tóxico que puede ser mortal en altas concentraciones.
• Ozono troposférico: El ozono a nivel del suelo (troposfera) es un contaminante que causa irritación en las mucosas y problemas respiratorios.

Deterioro de la Capa de Ozono

La capa de ozono en la estratosfera protege la vida en la Tierra al absorber la mayor parte de la radiación ultravioleta (UV) del Sol. Sin embargo, la emisión de gases como los clorofluorocarbonos (CFC), utilizados en aerosoles y sistemas de refrigeración, ha provocado el deterioro de esta capa protectora.

Los CFC reaccionan con el ozono en la estratosfera, destruyendo sus moléculas. Esta destrucción es más pronunciada en los polos, donde se forman los»agujeros de ozon» durante la primavera.

Energía Potencial

La energía potencial es la energía que posee un cuerpo debido a su posición o configuración. Existen diferentes tipos de energía potencial, como la energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica.

Tipos de energía potencial mecánica:

• Energía potencial elástica: Presente en cuerpos deformados, como un resorte comprimido o estirado. Al recuperar su forma original, liberan la energía almacenada.
• Energía potencial gravitatoria: Determinada por la altura de un cuerpo respecto a un nivel de referencia, como la superficie de la Tierra. Cuanto mayor sea la altura, mayor será la energía potencial gravitatoria.

Ondas y su Propagación

Una onda es una perturbación que se propaga a través del espacio, transportando energía sin transportar materia. Las ondas se pueden clasificar según su dirección de propagación y el medio en el que se propagan.

Tipos de ondas según su dirección de propagación:

• Ondas longitudinales: La dirección de vibración de las partículas del medio es paralela a la dirección de propagación de la onda. Ejemplo: ondas sonoras.
• Ondas transversales: La dirección de vibración de las partículas del medio es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Ejemplo: ondas electromagnéticas, como la luz.

Tipos de ondas según el medio de propagación:

• Ondas mecánicas: Necesitan un medio material para propagarse. Ejemplo: sonido, olas del mar.
• Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio material para propagarse y pueden viajar a través del vacío. Ejemplo: luz, ondas de radio.

Características de las Ondas

• Amplitud (A): Máxima distancia que se desplaza un punto del medio desde su posición de equilibrio. Se mide en metros (m).
• Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran en fase (en el mismo estado de vibración). Se mide en metros (m).
• Periodo (T): Tiempo que tarda una partícula en realizar una oscilación completa. Se mide en segundos (s).
• Frecuencia (f): Número de oscilaciones completas que realiza una partícula en un segundo. Se mide en hercios (Hz). f = 1/T.
• Velocidad de propagación (v): Velocidad a la que se propaga la onda. Depende del medio de propagación. Se mide en metros por segundo (m/s).