Pregunta motivadora del libro: Si usaras la física, como en esta lectura, para crear un mecanismo que solucione un problema, ¿cuál sería?

1. Partimos de un problema local y observable: muchas comunidades costeras del Ecuador dependen de lámparas de gas o generadores diésel para iluminarse durante los apagones.
2. El principio físico que aprovecha el texto es la inducción electromagnética: un conductor (solenoides) que se mueve dentro de un campo magnético genera fuerza electromotriz \varepsilon (f. e. m.)

\varepsilon = -N\,\frac{\Delta \Phi_B}{\Delta t}

3. El movimiento oscilatorio de la boya (arriba y abajo) provoca un flujo magnético \Phi_B = B\cdot A que cambia en el tiempo, de modo que se produce corriente eléctrica alterna.
4. Se propone un módulo con tres boyas de radio r = 1\,\text{m} unidas a un generador pequeño, con un campo magnético B = 0{,}5\,\text{T} y una frecuencia de oleaje f = 0{,}1\,\text{Hz}, que además alimenta un inversor para cargar baterías.

Comprender la lectura: ¿por qué el dióxido de carbono es importante en el calentamiento global?

1. El texto indica que la generación eléctrica con combustibles fósiles emite \text{CO}_2.
2. El \text{CO}_2 es un gases de efecto invernadero: absorbe la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre y la reemite hacia ella.
3. Si la concentración de \text{CO}_2 aumenta, aumenta la energía atrapada en la atmósfera.
4. El balance energético de la atmósfera se desplaza hacia un saldo positivo, es decir, se acumula calor.

Ordenar los pasos del mecanismo descrito, desde el oleaje hasta la corriente eléctrica alterna.

1. El oleaje de una altura entre 0{,}5 y 5\,\text{m} empuja la boya, que sube y baja de forma continua.
2. El solenoide (cable de cobre en espiral) unido a la parte inferior de la boya se desplaza.
3. El solenoide recorre el campo magnético de una serie de imanes, por lo que el flujo magnético a través de espira varía: \Phi_B(t).
4. La variación del flujo genera una f. e. m. \varepsilon = -N\,\dfrac{\Delta \Phi_B}{\Delta t} en el conductor.
5. Como el movimiento es oscilatorio (ascendente y descendente), el signo de \varepsilon se alterna y se obtiene corriente eléctrica alterna.

La lectura afirma que los científicos creen que una estación en un área de 1{,}5\,\text{km}^2 podría generar 100\,\text{megavatios} y que el oleaje es más predecible que el viento. Analiza:

1. Calcula la densidad de potencia potencial por unidad de área:

D_P = \frac{P}{A} = \frac{100\,\text{MW}}{1{,}5\,\text{km}^2} = \frac{100\times 10^{6}\,\text{W}}{1{,}5\times 10^{6}\,\text{m}^2} \approx 66{,}7\,\text{W/m}^2

2. La energía del oleaje proviene de la energía cinética del agua, K = \dfrac{1}{2}mv^2, y de la energía potencial de sus masas elevadas.
3. El viento depende del viento; el oleaje acumula el efecto del viento sobre grandes extensiones de mar, lo que lo hace más continuo y predecible.
4. Por eso se afirma que la estación puede generar energía en un 50\% del tiempo en que lo hace una estación eólica, es decir, con un factor de disponibilidad mayor.