Una de las crecientes tendencias en los últimos años a raíz de este “boom” de las energías renovables y alternativas es la de entender y aprovechar la energía eléctrica, ya que por fin, después de muchos viendo noticias sobre las innovaciones en generación de energía eléctrica por medio del sol, los biocombustibles y demás parece que la tecnología está permitiendo que nosotros, los ciudadanos comunes y corrientes sin mucho conocimiento de física e ingeniería podamos explorar de a poquitos las opciones que la naturaleza ofrece -y ha ofrecido siempre- para generar energía eléctrica sin alterar en una hoja su equilibrio.

De ahí que cuando estamos en Youtube o en las redes sociales nos topamos de vez en cuando con estos videos de “energía gratuita” y una cantidad de opciones -algunas con un toque conspiracionista- para en efecto, producir nuestra propia energía eléctrica.  De hecho generarla es bastante fácil, el asunto es generar suficiente y por eso en La Guía Solar vamos a hablar un poco sobre generadores eléctricos.

Aunque antes de meternos en los detalles vale la pena entender así, a vuelo de pájaro, qué es la electricidad.

La electricidad se genera esencialmente por el flujo de electrones a través de un material conductor, lo que en términos simples significa que cogemos solo una parte de los componentes de un átomo (los electrones, que son como satelites que le dan vueltas y vueltas a un átomo) y los hacemos viajar por algún material que les permita correr fácilmente, como el agua o el metal.  Obviamente podemos entrar en detalles que explican el porqué de la electricidad con una cantidad de teorías y leyes de física y química que lo demuestran, pero vamos a enfocar este artículo en cómo es que se genera energía eléctrica actualmente y qué alternativas se han propuesto desde que se descubrieron los electrones (por allá a finales de 1800).

Resulta que todo lo que se mueve produce energía, en distintas cantidades y diferente intensidad.  En teoría podemos generar energía eléctrica a partir de nuestros propios movimientos o moviendo otros objetos (que es lo que llaman energía cinética), de hecho lo hacemos cuando pedaleamos en bicicleta, cuando sacamos punta a un lápiz, cuando corremos.  Lo que pasa es que no en todos los casos se convierte en energía eléctrica, sin embargo desde hace mucho tiempo los ingenieros, físicos y demás hombres de ciencia comprendieron la relación entre el movimiento y la energía y le han sacado jugo a gran escala, inventando y desarrollando aparatos que justamente convirtieran el movimiento en energía eléctrica y que llamaron generadores de energía.

¿Qué hace en sí un generador de energía eléctrica?

Digamos que un generador de energía eléctrica abre un camino por el cual los electrones puedan viajar en grandes cantidades y de manera constante, apoyado por una serie de materiales y componentes que además hacen que los electrones viajen cómodamente y a sus anchas.  Digamos que la “pista” por la que corren estos electrones es más bien “campo” magnético que se crea al enfrentar dos metales con cargas opuestas (positivo y negativo) y que conocemos como imanes, a una distancia tal que no logran juntarse desesperadamente como suelen hacerlo.  En medio de estos imanes viene una pieza de un material conductor (cobre por lo general), que al girar rápidamente hace que cambie la intensidad de esta fuerza magnética y en ese momento es que los electrones fluyen, generando lo que conocemos como corriente eléctrica.  Si no hay movimiento pues no se genera este cambio en el campo magnético y los electrones se quedan digamos, sin carretera.

Este video ilustra rápidamente cómo funciona un generador de energía eléctrica.

Tipos de generadores eléctricos

Entonces, como ya sabemos el truco (una fuente que genere movimiento + una autopista de electrones) nos queda más fácil entender lo que sucede al interior de esos ruidosos aparatos que se activan cuando hay cortes de energía, que son bastante populares debido a la facilidad para conseguir su fuente de energía (Nota: Que sea fácil no significa que sea la solución más eficiente).

Generador eléctrico a gasolina

Sucede que en estos generadores eléctricos convencionales el movimiento se genera a través de pequeñas explosiones controladas de combustible.  Las explosiones mueven unos pistones de manera contínua, y ese movimiento se transmite a la caja con el cobre y los imanes, etc.  Recordando los componentes de un sistema de generación de energía eléctrica, la fuente de energía en este caso sería la combinación de un motor y combustible, que por lo general es derivado del petróleo.

Generador magnético

Este sistema de generación de energía eléctrica ha generado bastante controversia recientemente, ya que de fabricarse a gran escala podría suministrar grandes cantidades de energía eléctrica utilizando el magnetismo como fuente de energía.  En teoría esta solución reduciría dramáticamente lo que le cuesta a las empresas de energía producir la energía eléctrica que consumimos, lo cual es muy rentable, pero también nos permitiría a los consumidores comunes y corrientes fabricar nuestra propia planta de energía eléctrica, que además de eficiente y silenciosa no requiere ningún tipo de combustible.

Es normal preguntarnos por qué este sistema no es popular, o por qué las grandes empresas no invierten en este tipo de generador de energía eléctrica.  Nosotros tampoco conocemos la respuesta pero nos inquieta el tema, con lo cual los invitamos a realizar sus propios experimentos y sacar sus propias conclusiones acerca del generador magnético, no sin antes explicarles rápidamente de qué se trata:

• Todo parte de la energía que se produce cuando acercamos dos imanes de la misma polaridad (positivo o negativo).  Al acercarlos, como son de la misma polaridad se repelen, es decir que se alejan uno de otro en vez de atraerse.
• En teoría, si colocamos varios imanes de la misma polaridad en secuencia se genera una especie de “cadena de repelencia” que hace que uno empuje al otro hasta que el último termine empujando al primero y en conclusión, obtenemos movimiento contínuo sin nada que lo detenga.  Y este movimiento lo pasamos por un generador y demás componentes para generar energía eléctrica.

Como en todo sistema la cantidad y calidad de sus componentes determina qué tan eficiente puede ser un generador magnético de energía eléctrica, y por su parte los diferentes experimentos que encontramos en Youtube demuestran que el generador magnético en esencia, funciona.  Sin embargo este es uno de esos experimentos de “ver para creer” y en serio vale la pena separar una tarde de domingo para sacar esos imanes que guardamos en el taller por si acaso y poner a prueba ese sistema por nosotros mismos.

Motor de Stirling

El motor Stirling en general tiene dos ventajas respecto a otros generadores que utilizan combustible:

1. Es silencioso.
2. Produce una gran cantidad de movimiento con muy poco combustible.
3. Es combustible puede ser tan abundante y versátil como nuestra creatividad, ya que funciona con calor.

Un motor Stirling funciona básicamente mediante una cámara con un dispersor de aire en su interior, es decir una pieza que dentro de esta cámara puede subir o bajar.  El truco consiste en hacer subir o bajar la pieza para que el aire que se acumula y sale de la cámara impulse un pistón que mueve una rueda (y en este punto ya sabemos cómo aprovechar el movimiento contínuo).

¿Cómo movemos entonces esta pieza? pues con aire.

Resulta que el aire caliente tiende a subir y el frío a bajar.  Esto sucede porque el calor hace que las partículas del aire se separen entre ellas, haciendo que el aire caliente sea más “ligero”.  Digamos que colocamos calor en la base de la cámara del motor y el aire se calienta, haciendo que la pieza suba, y cuando está arriba aplicamos una fuerza que envíe la pieza hacia abajo.  Este ejericio de sube-y-baja de manera contínua permite, como ya sabemos, la generación de energía eléctrica.

Sin embargo el motor Stirling -al igual que los motores que funcionan con combustibe- requiere un impulso inicial que en otros motores conocemos como ignición.  Para hacer que nuestro motor Stirling funcione simplemente necesitamos darle un pequeño empujoncito a la rueda principal (como la de la foto) y la rueda al dar el primer giro baja la pieza dentro de la cámara, que hace que el calor la suba y así sucesivamente.

Este video explica fácilmente cómo funciona un motor Stirling:

Ahora bien, este motor Stirling es eficiente pero parece que siempre tendremos que conseguir una fuente de calor para que sirva como combustible.  En el video y en otros ejemplos vemos que utilizan agua caliente o una pequeña vela para cumplir esta función que son recursos bastante económicos, sin embargo hay otra opción que además de ilimitada y gratuita es muy fácil de incorporar a un motor de este tipo.  Simplemente colocamos una serie de espejos y dirigimos su reflejo a la superficie a calentar y listo:  Una vez más tenemos al sol como una fuente eficiente e inagotable de energía, o en este caso de combustible.

¿Desea conocer más sobre otros motores y generadores de energía eléctrica alternativos?  ¡Déjenos sus comentarios!