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La luz emitida por una lámpara eléctrica se extiende en todas direcciones, iluminando el techo, las paredes y el piso de la habitación. Si tenemos una manzana sobre la mesa, la manzana también recibe su parte de luz, que es sólo una pequeña fracción de la totalidad de la luz emitida por la lámpara. De la misma forma, la Tierra únicamente recibe una pequeña fracción de la energía irradiada por el Sol, y cuando esta radiación alcanza un hemisferio de la Tierra, el otro permanece en sombras, extendiéndose la noche sobre él.

El Sol está constituido fundamentalmente por hidrógeno, que es el más ligero y simple de todos los elementos. En su interior se genera energía, y por ello el Sol se comporta como una gigantesca bomba de hidrógeno que libera inmensas cantidades de energía, como resultado de las reacciones termonucleares.

La temperatura, en las regiones centrales del Sol, es lo suficientemente elevada para despojar a los átomos de hidrógeno de sus electrones; los núcleos desnudos que se trasladan al azar chocan con violencia entre sí, y como consecuencia de estos choque, se unen (se fusionan), dando lugar a un elemento más pesado, el helio. Una pequeña cantidad de átomos de carbono actúa como catalizadores de esta reacción.

Al producirse la fusión atómica, parte de la masa se pierde; así, cada 564 toneladas de hidrógeno consumido, sólo se forman 560 toneladas de helio. Las cuatro toneladas que faltan se transforman en inmensas cantidades de energía, que irradian al espacio. Cuando los átomos de hidrógeno se fusionan, dan lugar a rayos gamma, los cuales, al cruzar las capas exteriores, en sucesivas interacciones, pierden energía y, en consecuencia, aumentan su longitud de onda. De esta manera un rayo gamma se puede transformar en un rayo X, en un rayo ultravioleta o en un rayo de luz visible.

Estas ondas electromagnéticas se propagan a través del espacio, a una velocidad de unos 300.000 kilómetros por segundo. Todas ellas viajan a la misma velocidad, pero se diferencian en su longitud de onda, que va desde las ondas de radio de gran longitud, pasando por el infrarrojo (rayos calóricos) y los diversos colores del espectro visible, hasta la radiación ultravioleta de corta longitud de onda. Desde el momento en que la radiación abandona el Sol, hasta que alcanza la Tierra, transcurren 8 minutos y 10 segundos, pero una parte considerable de la radiación interceptada por la Tierra es reflejada de nuevo, hacia el espacio exterior, debido, principalmente, a la capa superior de las nubes.

Además, la superficie de la Tierra está protegida de los rayos ultravioletas procedentes del Sol por una fina capa de ozonoque la rodea, situada a unos 25 kilómetros de altura. Sin esta barrera protectora, los seres humanos morirían, a causa de las quemaduras que les producirían los rayos del Sol. Entre los 100 y los 160 kilómetros, se encuentra una segunda barrera, la ionosfera, que refleja las ondas de radio de mayor longitud de onda.

El tanto por ciento total de la radiación absorbida por la Tierra, varía del 30 al 50 % de la cantidad interceptada, y la Tierra sólo intercepta el 0,0000000005 % de la radiación emitida por el Sol.

A pesar de que esta cantidad es despreciable en comparación con la radiación total desprendida por el Sol, equivale a 3.000 veces el calor que desprendería toda la producción mundial de carbón y petróleo obtenida en un año. En un día caluroso, en los países de clima templado, la energía que recibe la superficie de una mesa de un tamaño normal, expuesta al Sol, es equivalente a la que se necesita para alimentar un pequeño hornillo eléctrico.

La energía del Sol sirve para iluminar nuestro globo terráqueo, y una pequeña parte de la energía luminosa nos abastece de alimentos a través de la "fotosíntesis", que el el proceso utilizado por las plantas para transformar el agua y el anhídrido carbónico en azúcares, con el concurso de la energía solar. Además, algunas radiaciones ultravioletas son absorbidas por la piel de los animales y contribuyen a la formación de la vitamina D.

Todos estos procesos se verifican de forma natural, sin . que intervenga la mano del hombre, y sólo en estos últimos años se han realizado intentos serios para aprovechar la energía de la radiación solar. El principal obstáculo con que se tropieza consiste el que la energía está muy diluida, extendiéndose tenuemente por toda la superficie de la Tierra. Para poner la energía del Sol al servicio del hombre, se han desarrollado dos métodos principales: transformarla directamente en calor, o en energía eléctrica.

COLECTORES DE LUZ SOLAR
Para transformar los rayos solares en calor, es preciso recogerlos de alguna forma, y uno de los medios para conseguirlo es emplear los colectores de placa plana, que consisten en una caja poco profunda, que tiene por fondo una lámina ennegrecida, y cerrada por una tapa de vidrio. El aire, al ser calentado, circula entre ambas superficies (fondo y tapa) y la de vidrio actúa como el tejado de un invernadero, conservando el calor en el interior, con el resultado de que la temperatura en el interior de la caja es más elevada que en el exterior. Empero, la placa negra del fondo se debe a que una superficie negra mate es lo más adecuado para absorber el calor solar.

El calor absorbido calienta el aire que fluye a su través, aire que se puede usar en la calefacción central. Muchas casas y hoteles de Arizona, de los alrededores del Mediterráneo, y de Australia, tienen colectores de este tipo, u otros análogos llenos de agua. El principio de estos últimos es el mismo, es decir, que fluye el agua a través de unas tuberías ennegrecidas, en las que se calienta, y se la conduce a depósitos para almacenarla. En estos países, una unidad calefactora de 2 metros cuadrados puede ahorrar hasta unos 90 dólares al año en calefacción.

El calor solar así recogido se puede emplear también para suministrar energía a una heladera o acondicionar el aire de una casa en verano. Asimismo, se puede usar para purificar el agua; durante la segunda guerra mundial, se desarrollaron unos alambiques solares flotantes, de plástico inflable, que forman parte, en la actualidad, del equipo normal de las balsas salvavidas.

OBTENCIÓN DE ALTAS TEMPERATURAS
Para alcanzar temperaturas más elevadas, es preciso emplear reflectores curvos. Los espejos parabólicos concentran los rayos paralelos del Sol en el foco, donde un tubo con agua absorbe el calor, generando vapor que puede accionar pequeñas turbinas. Para cocinar y generar pequeñas cantidades de energía, se emplean los espejos cilíndricos en lugar de los parabólicos, y los tubos de agua se colocan en el eje del espejo. En la India se venden cocinas portátiles, formadas por pequeños espejos cóncavos. La comida que se va a cocinar se coloca en un recipiente fijo en el foco del espejo, fabricado de aluminio o de una lámina de plástico aluminizado. El espejo se gira a mano en la dirección seguida por el Sol.

Los soviéticos han montado una gigantesca central térmica solar en el valle Ararat, en Armenia, constituida por una caldera solar montada sobre una torre de unos 40 metros. Alrededor de la base, por un sistema de carriles circulares, se mueven los soportes que transportan grandes espejos, siguiendo el movimiento del Sol, de forma que los rayos solares estén siempre enfocados sobre la caldera central, y de esta manera generan el vapor que suministra electricidad a la zona.

También se han construido hornos solares para alcanzar temperaturas muy elevadas, que se emplean para ensayar materiales a altas temperaturas, estando en funcionamiento una serie de hornos equipados con espejos parabólicos en diversas partes del mundo. Los espejos parabólicos suelen ir montados sobre una placa plana reflectora, que se puede controlar mecánicamente para seguir al Sol, y el horno se fija en el foco del espejo. En los Pirineos franceses, se montó un horno solar de 12 metros, para ensayar materiales cerámicos, que desarrolla una potencia de 75 kilovatios y alcanza temperaturas de 3.500° C.

Parece que en un horno instalado en California se han alcanzado temperaturas más elevadas. Este horno está destinado a probar materiales para satélites especiales, y toberas para los cohetes. Otro horno análogo está en funcionamiento, desde hace poco tiempo, en Sydney, Australia. Los hornos solares pueden soldar metales y cortar grandes espesores de planchas metálicas en pocos segundos.

BATERÍAS SOLARES
El medio más eficiente para captar la luz solar radica en el empleo de células solares, que transforman directamente la luz del Sol en energía eléctrica. El ejemplo más conocido de este. tipo de células es la célula de selenio empleada en los fotómetros utilizados en fotografía.

La primera célula solar se construyó de silicio recubierto de una fina capa (0,25 milímetros) de silicio con presencia de boro. Al exponer al Sol este "conjunto", se crea una diferencia de potencial susceptible de ser aprovechada. En la actualidad, las células solares resultan muy costosas, ya que cada una cuesta, aproximadamente, unos seis dólares, y se precisan cien células para que dé luz una linterna de bolsillo. Con 50.000 células solares cubriendo el espacio de una pequeña habitación, no se puede obtener más de un kilovatio de potencia eléctrica.

Las células solares han encontrado un uso fundamental en los satélites para comunicaciones, tales como en el Syricom II, que da vueltas alrededor de la Tierra a la misma velocidad que ésta gira. Pero también en la Tierra estas células tienen aplicaciones interesantes; así, en el Japón se han utilizado para suministrar energía a una estación repetidora de radio, emplazada en la cima de una apartada montaña, y en los Estados Unidos se venden radios transistorizadas portátiles, alimentadas por células solares, y se emplean baterías que almacenan la energía solar captada por dichas células, para encender luces en las carreteras, por la noche.

Se están realizando experimentos para producir algas en gran escala. Las algas emplean la energía solar para convertir el anhídrido carbónico y el agua en azúcares, que la propia alga transforma en un alimento rico en proteínas. Las proteínas así obtenidas pueden formar la base fundamental de la dieta de los hombres del espacio en los viajes de larga duración.