Energía Radiante

La energía radiante es la manera en la que se conoce a toda aquella que deriva de las ondas electromagnéticas. Así, cada onda dentro del espectro electromagnético (sean rayos ultravioleta, luz visible, infrarrojos, ondas de radio, etc.) puede ser aprovechada como energía fotovoltaica o como energía calorífica.

La capacidad energética de las ondas electromagnéticas dependerá de dos cuestiones. La primera es de la intensidad o la cantidad de partículas de luz (fotones) que inciden sobre una superficie determinada en un periodo de tiempo. Mientras que la segunda, se refiere a la frecuencia y la longitud de la misma onda electromagnética.

Este tipo de energía, al provenir del sol y encontrarse de manera abundante en la superficie terrestre, puede utilizarse como una fuente renovable que además, no es contaminante. De igual manera, el modo en que se empleé variará dependiendo de las características de las ondas que se aprovechen.

Ejemplos de energía radiante

La energía radiante se manifiesta de muchas maneras en nuestra vida cotidiana. Por eso, podemos conseguir muchos ejemplos de energía radiante o electromagnética como los que se muestran a continuación:

Calentador microondas


El horno microondas es un aparato capaz de emitir energía radiante en forma de microondas. De esta manera, cualquier alimento que se coloque dentro del aparato y sea sometido a la exposición de estas microondas, se calentará como consecuencia de la recepción de toda la energía electromagnética en forma de microondas que toca su superficie.

Calor corporal


El cuerpo humano, y en general el de cualquier ser vivo de sangre caliente, es capaz de llevar a cabo reacciones químicas internas cuando se realiza actividad física. Esto hace que aumente la temperatura corporal y en consecuencia, se emane energía radiante en forma de calor al medio externo que le rodea.

Radiografías


Las radiografías que se llevan a cabo en centros médicos permiten obtener imágenes del interior del cuerpo de manera precisa. Para ello, se utilizan equipos especiales que emiten energía radiante en forma de rayos X u otra manifestación de ondas electromagnéticas capaces de atravesar cualquier cuerpo masificado. Cuando esto ocurre, desde el otro lado del cuerpo se recibe una imagen concreta que intercepta e interpreta la intensidad de cada fotón que atraviesa el objeto en estudio. Esto permite obtener una imagen precisa.

Radiación solar


Siempre utilizamos la energía del calor del sol como un ejemplo claro de cómo se manifiesta la energía radiante. Esto se debe a que esta importante estrella, es capaz de emitir radiación en forma de ondas electromagnéticas como resultado de las reacciones químicas que ocurren en su superficie. Dichas ondas electromagnéticas viajan por todo el espacio y algunas de ellas llegan a la tierra. Por este motivo, cuando nos exponemos a la luz del sol, sentimos el calor que esto genera, demostrándonos así que la energía radiante se transforma en calor al entrar en contacto con la materia.

Cómo se produce

Incubadora de huevos.

La energía radiante resulta de la interacción de las partículas electromagnéticas que se generan de forma natural (el sol) o artificial (horno microondas, por ejemplo) con cualquier objeto material. De esta manera, la energía contenida en los fotones, se transmite al cuerpo que la intercepta. Cuando esto ocurre, se genera una transmisión de energía en forma de calor, en donde según sea la longitud de onda de la partícula, será mayor o menor la cantidad de energía que recibirá el cuerpo.

¿Es rentable este tipo de energía?

En un principio, la energía fotovoltaica resultaba costosa de producir. Esto se debía a que era necesario tener paneles solares elaborados de metales preciosos para obtener altos porcentajes de rendimiento. No obstante, gracias al avance tecnológico, actualmente es posible construir paneles solares de materiales más económicos.

Paneles fotovoltaicos de uso doméstico.

Por otra parte, la energía calórica resulta mucho más sencilla y económica de aprovechar. Debido a que no requiere de tecnologías tan avanzadas, sino de espacio. En una central termoeléctrica se colocan cientos de espejos en los cuales refleja la luz del sol sobre un punto determinado que contiene agua, la cual al evaporarse, hace funcionar un generador termoeléctrico.

De ambas maneras es posible obtenerse una buena cantidad de energía eléctrica no contaminante y que cada vez resulta más barata de producir.

Tipos

La energía radiante puede aprovecharse en un número limitado de formas. Y aunque existen muchos tipos de energía radiante, podemos destacar la energía fotovoltaica y la energía calorífica. Como dos de las más aprovechadas por el ser humano para la generación de energía eléctrica.

Energía calórica

Hornos solares.

Existen muchas maneras de aprovechar el calor que transmite la energía calórica de la luz. Por ejemplo, la evaporación de agua al calentarse con rayos del sol puede generar el movimiento necesario para hacer funcionar una turbina eléctrica.

Otras maneras más sencillas de aprovechar este tipo de energía se pueden encontrar en cocinas solares. En estas, espejos reflejan la luz solar hacia una superficie o directamente sobre lo que se quiera cocinar.

Energía fotovoltaica


La generación de este tipo de energía aprovecha las condiciones que genera una célula fotoeléctrica. Estos son semiconductores, los cuales quedan expuestos a energía radiante. Al hacerlo, un fotón golpeara un átomo del semiconductor. El primero arrancará un electrón de un átomo de la superficie del semiconductor, formando así un “hueco” en el átomo.

En este punto, normalmente el electrón liberado vuelve a otro átomo que también tenga un espacio disponible para ser ocupado. Sin embargo, la clave de los paneles fotovoltaicos se basa en impedir que el electrón vuelva a unirse a un átomo, algo que es posible gracias a un campo electromagnético que se opone a esto. Así, la diferencia entre electrones libres en el semiconductor y átomos con “huecos” genera un potencial diferencial el cual puede ser liberado en forma de energía eléctrica.

Ventajas y desventajas

Se puede obtener una mejor perspectiva de este tipo de energía mediante una lista de ventajas y desventajas, a continuación se detalla:

Ventajas

  • Gracias a que aprovecha la luz del sol, la energía radiante es una fuente renovable y virtualmente infinita.
  • En ninguna de las formas en las que se aproveche la energía radiante se emiten gases de efecto invernadero. Por lo que no es contaminante.
  • Hay muchas maneras de aprovechar la energía radiante más allá de la generación eléctrica. Ya que su conversión en calor puede ser de utilidad para la calefacción. Desventajas
  • Requiere de la tecnología adecuada para producir energía eléctrica, algo que muchas veces no resulta económico.
  • El aprovechamiento de la luz solar depende de las condiciones meteorológicas, algo que varía según la temporada del año, la altitud y otras variables.
  • Otros tipos de energía resultan mucho más eficientes. Tal es el caso de la energía nuclear o el uso de hidrocarburos.

Fórmula matemática

Para calcular la energía radiante, se puede aplicar la siguiente fórmula matemática resultante de los estudios de físicos como Albert Einstein y Max Planck.

\[E=h*v\]

En esta ecuación

  • E= Energía radiante contenida por una onda electromagnética
  • h= Constante de Plank (6,63*10-34J*s)
  • v= Frecuencia de la radiación.