Definición de energía


Energía es un término derivado de las palabras griegas ‘ἐνέργεια’ y ‘ἐνεργóς’. En concreto, vienen a significar ‘actividad’ y ‘fuerza de trabajo’ respectivamente. Por lo tanto, puede definirse como la capacidad que tiene un objeto de realizar un trabajo y generar cambios en otro o en sí mismo. La unidad empleada para cuantificarla es el Julio (J). Es el elemento clave que hace funcionar todas las cosas del universo.

El Principio de Conservación de la energía es uno de los principios fundamentales de la física y la mecánica. Este afirma que ‘la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma’. Es decir, se trata de una constante que está presente en el universo desde su origen y que solo está sujeta a variaciones en su forma.

Representación gráfica de la energía.

Representación gráfica de la energía. Fuente: betazeta

Su existencia se manifiesta a través de cambios físicos. Por ejemplo, cuando se levanta un objeto del suelo, se calienta, se deforma o se transporta, se produce. O, lo que es lo mismo, es el elemento indispensable para que estos procesos sucedan. Por ello, suele hablarse de eólica, cinética, térmica, etc.

También está presente en los cambios químicos. En este sentido, es palpable en los procesos de combustión y descomposición. Dos buenos ejemplos de ello sería lo que sucede al quemar un trozo de madera o al descomponer el agua aplicando una corriente eléctrica.

La energía aplicada a la mecánica

En la mecánica clásica, la energía se encuentra presente a todos los sistemas aislados y permanece invariable en el tiempo. Por ello, según este modelo, la presente en la de tipo mecánico, electromagnético, potencial o cinético, cuando se suma, da siempre una constante.

En la mecánica relativista, la basada en la teoría de la relatividad especial, el principio anterior también se cumple. Sin embargo, necesita de una equivalencia para obtener una constante. De ahí proviene la más famosa fórmula diseñada por Albert Einstein, es decir, ‘E = mc2’. Esto significa que ‘E’ es igual a la masa del objeto por la velocidad de la luz (‘C’) al cuadrado.

En la mecánica cuántica, la energía no da un resultado determinista. Por ello, solo hace referencia al valor de la energía de una medida determinada, no de todo el sistema. Se trata, por tanto, de una variable aleatoria cuya distribución es el único factor que puede ser calculado. Además, según el Principio de Indeterminación de Heisenberg, puede depender del intervalo de tiempo.

La transformación de la energía para usos humanos

Los seres humanos necesitamos transformar la energía para adaptarla a nuestras necesidades. Es decir, cambiamos su forma para obtener los resultados que deseamos. Para que sea posible, ha de llevarse a cabo en base a dos principios termodinámicos. El primero es el Principio de Conservación.

El segundo principio es el que afirma que la energía se degrada continuamente hacia otra de menor calidad. Esto es muy observable en el caso de la energía térmica. Aunque una transformación comience con un 100% de rendimiento, es imposible no tener pérdidas no recuperables en el proceso. Por rendimiento se entiende la energía obtenida y la suministrada al sistema.

El Julio (J) es la unidad definida por el Sistema Internacional de Unidades para medir la energía. Este se define como el trabajo realizado por un newton desplazándose un metro en el sentido de la fuerza. Es decir, un newton por un metro. Sin embargo, hay otras muy utilizadas.

La caloría (cal) es la cantidad de energía calorífica necesaria para subir la temperatura 1ºC de un gramo de agua. Por su parte, una frigoría (fg) es igual a -1000 calorías. Otra unidad es el vatio-hora (Wh) que mide la potencia por el tiempo. 1 Wh equivale a 3600 julios y suele usarse para medir flujos de energía eléctrica. Estas unidades también son comúnmente utilizadas.

La energía como recurso natural

La energía es un recurso natural para la economía y la tecnología. La tecnología es la encargada de explotarla y emplearla industrialmente y la economía trata de sacarle rendimiento económico. De hecho, la energía en sí misma nunca es apta para el consumo final, sino un bien intermedio.

Su transformación está enfocada a la satisfacción de determinados bienes y servicios. Ha sido fuente de conflictos a lo largo de toda la historia al ser considerada un bien escaso. Un buen ejemplo de ello son las guerras derivadas del control del petróleo.

Energía eólica.

Energía eólica. Fuente: Pixabay

Al clasificar los distintos tipos de energía, suelen hacerse dos grupos: renovables y no renovables. Las renovables son aquellas que se obtienen de fuentes naturales inagotables como el sol, el viento o el movimiento. Son totalmente responsables con el medio ambiente.

Por otro lado están las no renovables. Consideradas como convencionales o ‘nucleares – fósiles’, los recursos que las producen se encuentran en la naturaleza de forma limitada. Por ello, una vez consumidos, no pueden ser sustituidos. Esto puede deberse a su agotamiento completo o a la inviabilidad económica de su extracción.

Los más habituales y utilizados son los combustibles fósiles. Los más conocidos son el carbón, el petróleo y el gas natural. Por otro lado está la energía nuclear o atómica, la cual necesita de plutonio o uranio para ser conseguida.

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