Todo lo que vemos a nuestro alrededor se mueve o funciona debido a algún tipo de energía. Sabemos que la cantidad total de energía desde el origen del Universo ha permanecido constante, sólo se ha transformado; por lo tanto, la energía no es creada ni destruida.
Conservación y Transformación de la Energía
- Se transforma: la energía no se crea, sino que se transforma.
- Se conserva: al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene.
Tipos de Fuentes de Energía
La primera distinción que se puede hacer en relación a un determinado tipo de energía, es la fuente de la cual proviene:
- Fuente primaria: si el energético proviene desde un recurso natural.
- Fuente secundaria: si el energético proviene de la transformación de otro energético ya procesado.
Energía Primaria
Se denomina energía primaria a los recursos naturales disponibles en forma directa, es decir, antes de ser convertidos o transformados. La energía primaria se encuentra contenida en los combustibles fósiles, la energía solar, eólica, geotérmica y otras formas de energía que pueden ser ingresadas al sistema de distribución.
Energía Secundaria
Las energías secundarias, llamadas también útiles o finales, se obtienen a partir de las primarias, mediante un proceso de transformación por medios técnicos.
Formas de Energía
Existen diversas formas de energía, cada una con sus características y aplicaciones:
Energía Mecánica
Es la forma de energía asociada a las transformaciones de tipo mecánico, en tanto que la transferencia de un cuerpo a otro recibe el nombre de trabajo. La energía cinética es la energía asociada a los cuerpos en movimiento.
Energía Radiante
La radiación electromagnética inunda el Universo desde sus comienzos y nos llega constantemente desde el espacio, ofreciendo información valiosísima sobre los cuerpos celestes que lo componen y también sobre las primeras etapas de su formación. La energía radiante es la energía que poseen las ondas electromagnéticas, tales como la luz, los rayos UV, los rayos infrarrojos, etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte material alguno. Es la energía transportada por la luz, fuente energética vital para el funcionamiento de gran parte de la naturaleza. Se habla de energía lumínica absorbida, en referencia a aquella acumulada en células fotovoltaicas. Solo una fracción de la energía lumínica es percibida por el ojo humano.
Energía Eléctrica
La energía eléctrica se produce por el movimiento de cargas eléctricas, específicamente electrones, a través de un cable conductor. Cada vez que se acciona un interruptor se genera un movimiento de millones de electrones, los que circulan a través de un cable conductor metálico. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos que conforman el cable conductor. La energía eléctrica puede hacer funcionar distintos aparatos y se transforma en otros tipos de energía.
Energía Nuclear
Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones nucleares de fisión y fusión. Esta energía se aprovecha para diversos fines, tales como la obtención de energía eléctrica, térmica y mecánica a partir de reacciones atómicas, y se ha utilizado para diversos propósitos, pacíficos o bélicos. Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo la más conocida la fisión del uranio-235, con la que funcionan los reactores nucleares y que es la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, como nuestro Sol. La energía desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partículas subatómicas en movimiento. Esas partículas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energía térmica. Ésta se transforma en energía mecánica utilizando motores de combustión externa, como las turbinas de vapor. Dicha energía mecánica puede ser empleada en el transporte; como por ejemplo, en los buques nucleares, o para la generación de energía eléctrica en centrales nucleares. El condensador, donde se enfría el vapor, convirtiéndolo en agua líquida.
Calor
El calor es una forma especial de energía cinética, ya que surge del movimiento de átomos o moléculas. El calor se define como energía térmica en el proceso de transferencia desde un objeto a otro.
Relación entre Energía y Trabajo
Si la energía que posee un cuerpo se pone de manifiesto realizando un trabajo, el valor de este trabajo será una medida de la energía que posee. Si por el contrario, hemos realizado un trabajo sobre un cuerpo y éste lo ha almacenado en forma de energía, la medida del trabajo realizado sobre el cuerpo nos dará el valor de la energía que permanece de forma potencial (latente) en el cuerpo. O, lo que es lo mismo, la energía consumida por una ampolleta de 40 vatios encendida 25 horas.
Unidades de Medida de la Energía
Para poder evaluar la calidad energética de las distintas fuentes de energía, se establecen unas unidades basadas en el poder calorífico de cada una. Las unidades para medir la energía se utilizan dependiendo de la fuente o la forma de generación.
Unidades Comunes
- Joule (J): En el Sistema Internacional de unidades (SI) la energía se mide en joule (J), nombre otorgado en honor al físico inglés James Prescott Joule (1818-1889).
- Caloría (cal): La caloría corresponde a una unidad del Sistema Técnico de Unidades que representa la energía necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius. Esta unidad es muy utilizada para expresar el aporte energético de los alimentos. Se debe distinguir entre la llamada “caloría chica” (cal) y la “caloría grande” (Cal), ya que esta última corresponde a la energía necesaria para elevar en un grado Celsius un kilogramo de agua.
- Teracaloría (Tcal): La Teracaloría (Tcal) corresponde a la unidad de energía utilizada por la Agencia Internacional de Energía para establecer equivalencias, realizar informes y balances.
- BTU: El BTU es una unidad de energía utilizada principalmente en Estados Unidos, que corresponde a la necesaria para elevar en un grado Fahrenheit una libra de agua.
- Corresponde a la energía necesaria para sustentar o producir cierta potencia por un tiempo determinado. Esta unidad se emplea habitualmente para cuantificar la energía eléctrica.
- Esta unidad es utilizada habitualmente en la producción de energía termoeléctrica y corresponde a la suministrada por una tonelada de petróleo.
- Tonelada equivalente de carbón. Corresponde a la energía que puede suministrar una tonelada de carbón.
Para expresar cierta cantidad de energía en las diferentes unidades solo debemos conocer sus respectivas equivalencias, con una unidad fundamental como el joule (J) o la caloría (cal).
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