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¿Pero qué es la energía?
La definición abstracta de energía como una magnitud física, se aleja del significado que se le puede dar en su uso diario. Teniendo en cuenta la importancia de la energía en física, es un concepto fundamental para poder desarrollar una elevada calidad energética en la sociedad.
De una forma rápida, las unidades de medida de energía se resumen en la siguiente tabla.
| NOMBRE | ABREVIATURA | EQUIVALENCIA (JULIOS) |
|---|---|---|
| Caloría | cal | 4,18 |
| frigoría | fg | 4.185,5 |
| Kilovatio hora | Kwh | 3.600.00 |
| Tonelada equivalente de petróleo | Tep | 41.840.000.000 |
| Tonelada equivalente de carbón | Tec | 29.300.000.000 |
| Electrón Voltio | eV | 1.602176462 x 10 -19 |
| Ergio | erg | 1 x 10 -7 |
| Tonelada de refrigeración | TR | 3,517/h |
| Termia | th | 4.186 |
Pero entrando en una definición y sin ser muy riguroso podríamos decir que es una medida de la capacidad de un ente físico para producir trabajo (magnitud asociada a la fuerza y al movimiento).
la energía es la capacidad para realizar un trabajo
Esta capacidad existe aunque no se llegue a realizar este trabajo. Por ejemplo si un niño tira un juguete desde un balcón, dicho juguete ya tenía anteriormente una energía (energía potencial) que hace que pueda llegar al suelo, para luego quedar destrozado.
Una de las propiedades de la energía es que no se puede crear, ni tampoco destruir. Cuando interaccionan los objetos entre sí pueden variar las magnitudes que determinan la cantidad de energía pero aunque existan intercambios de energía siempre permanecerá constante la suma de todas sus energías.
Es lo que se conoce como el Principio de Conservación de la Energía.
Los objetos del universo poseen energía por diversas causas:
- Velocidad a la que se mueven.
- Por su posición.
- Por la cantidad de masa que poseen.
Esto no es del todo cierto (si desde un punto de vista del universo), ya que hay energías que se prestan más que otras a ser transformadas. En todas las transformaciones de energía hay alguna cantidad que se convierte en calor y se disipa en el ambiente, quedando en forma no utilizable.
Que importancia tiene para la sociedad el uso y la producción de energía se desarrolla a lo largo de toda nuestra web.
Unidades de energía, medidas en el mundo
Te puedes preguntar como se mide la energía. A lo largo de los siglos se han establecido multitud de unidades según los países y las características y el comportamiento de la energía con algunas sustancias, como el agua.
La unidad de energía es el julio y se define como el trabajo que realiza una fuerza de un newton para conseguir el desplazamiento de un metro, en la dirección de la fuerza.
Pero no es la única unidad que existe en el mundo. Entre las que podemos encontrar destacan:
- BTU (unidad térmica británica) = 1055,1 J
- Caloría = 4,18 J
- tep (tonelada equivalente de petroleo) = 4,18 x 1010 J
- kWh (Kilo vatio hora) = 3,6 x 106 J
Tipos de energía, una clasificación completa
Nos podemos preguntar que tipo de energía utiliza una caldera de gas, genera el movimiento de un vehículo o aporta electricidad a una ciudad.
Pero las formas de energía que se muestran en la naturaleza se pueden clasificar de la siguiente forma. Estas clases de energía son diferentes caras del mismo concepto, pero así es más fácil entenderlo globalmente.
Energía cinética, la del movimiento
La experiencia nos dice que los cuerpos en determinadas circunstancias pueden producir un trabajo.
Por ejemplo, una bala al atravesar un trozo de madera produce un trabajo venciendo la resistencia a la penetración que produce la madera.
Otro ejemplo, el viento al soplar sobre las velas de un barco lo pone en movimiento y produce un trabajo.
Como la energía es la capacidad de un cuerpo para efectuar un trabajo y la energía se mide por el trabajo que puede realizar se define la energía cinética por el trabajo que puede producir una masa dotada de velocidad.
La energía cinética de una masa en movimiento viene definida por su masa y su velocidad al cuadrado
Energía potencial, según la posición que ocupo así es mi energía
No solo los cuerpos en movimiento producen energía. Una pelota de tenis sujetada con la mano a una determinada altura posee una capacidad o potencial de efectuar un trabajo cuando la soltamos.
Un arco en tensión también posee energía potencial que se convierte en cinética cuando se dispara. En este caso la energía potencial es elástica.
Energía eléctrica, fundamental en la sociedad actual
Es la forma de energía que resulta de la diferencia de potencial entre dos puntos que si se unen con un material conductor producen una corriente eléctrica con la que se obtiene trabajo.
Aunque algunos edificios se calientan utilizando la energía eléctrica, su uso más común es dotar de energía mecánica y lumínica a los edificios.
Energía nuclear, el átomo y su fuerza
La energía nuclear o atómica, es la energía que se libera de manera espontánea o artificial en las reacciones nucleares. Se obtiene al manipular la estructura interna de los átomos.
Energía hidráulica, el poder del agua
La energía hidráulica, hídrica o hidroenergía es aquella que se obtiene de aprovechar las energías cinéticas y potencial de una corriente de agua.
Energía eólica, el viento y su movimiento
Energía obtenida el viento mediante el aprovechamiento de la energía cinética provocada por efecto de las corrientes de aire y que se transmite a un molino para su posterior transformación en electricidad.
Energía solar, el sol como generador
Es la obtenida a partir de la captación de su radiación ya sea en forma de calor (solar térmica) o electromagnética (solar fotovoltaica).
Energía mareomotriz, el mar y su movimiento
Es la que se obtiene captando la energía de las mareas mediante un alternador que se puede usar para generar electricidad.
Energía de la biomasa, restos vegetales para producir energía
La biomasa es toda materia orgánica de origen vegetal que almacenan energía gracias a la fotosíntesis, que tiene lugar cuando la luz solar en combinación con agua, sales minerales y dióxido de carbono hace que se desarrolle.
Más tipos de energía
- Lumínica: la que tiene como origen las fuentes luminosas, como el fuego o el sol.
- Mecánica
- Térmica: se manifiesta en forma de calor.
- Geotérmica: aprovecha la diferencia de temperatura entre el interior de la tierra y su superficie.
- Química: procedente de las reacciones químicas, por ejemplo el combustible de un motor.
Fuentes de energía
Una fuente de energía no es más que un depósito de esta. Hay casos en el que es necesario transformarla para poder extraerla y otros en los que no.
En función de la fase de transformación en la que se encuentren se dividen en primarias, secundarias y finales.
Primarias
Son aquellas que se encuentran directamente en la naturaleza y no se han sometido a ningún proceso de transformación. En estas se incluyen las que requieren procesos previos de transformación:
- Carbón.
- Gas natural.
- Petroleo.
- Uranio.
Otras sin embargo no lo necesitan:
- Madera.
- Sol.
- Viento.
- Agua embalsada.
Según la disponibilidad en la naturaleza se pueden agrupar en:
- No renovables: Petroleo, carbón, gas, uranio.
- Renovables: Solar, eólica, hidroeléctrica y biomasa.
Las no renovables representan el 93% del consumo mundial de fuentes de energía primaria.
Secundarias
Son los denominados vectores energéticos. Su función es almacenar energía, pero no se consumen diréctamente.
El más conocido en la energía eléctrica y a partir de ella se obtienen energía mecánica (mover una batidora) y térmica (calentar agua en un termo).
Finales
Son la que usamos cada día en transportes, viviendas y en la industria. Las más conocidas son:
- Energía eléctrica.
- Gas Natural.
- Derivadas del petroleo: gasolinas, gasoleos, butano, propano, queroseno.
A partir de ellas se extrae la energía en sus tres formas posibles energía mecánica, luminosa y térmica.
Algunos ejemplos de uso de la energía final en la actualidad son:
- Diferentes tipos de bomba de calor para refrigeración y calefacción.
- La trigeneración de energía es un sistema que aprovecha la energía mecánica y térmica para la producción de energía.