¿Qué es la Energía?

La energía se define como la capacidad para producir cambios en los cuerpos. Por ejemplo, el aire tiene energía porque es capaz de mover las aspas de un molino. El sol tiene energía ya que es capaz de hacer funcionar una calculadora solar o una lámpara solar. La energía se puede medir y su unidad en el Sistema Internacional es el Julio (J). También se usan otras unidades como la caloría (1 caloría = 4,19 J) y el KWh (1 KWh = 3.600.000 J).

Características de la Energía

• Puede ser almacenada: se puede almacenar en pilas, baterías, condensadores (para los teléfonos móviles, los ordenadores portátiles, etc.).
• Puede ser transportada: la energía eléctrica se almacena y posteriormente se transporta a través de cables hasta las casas.
• Puede transformarse: puede cambiar de forma. Por ejemplo, la energía química de una pila se transforma en energía cinética al moverse un muñeco; la energía eléctrica de un enchufe se transforma en energía térmica al hacer funcionar una estufa, etc.
• Se transfiere: puede pasar de un cuerpo a otro. Por ejemplo, cuando hacemos hervir un recipiente con agua, se transfiere la energía del fogón al agua.
• Se conserva: la energía ni se crea ni se destruye, tan solo se transforma. Por ejemplo, cuando encendemos una bombilla estamos transformando la energía eléctrica, una parte en energía luminosa y otra parte en calor.
• Se degrada: cuando se transforma un tipo de energía en otra, parte se transforma en calor, perdiéndose.

Formas de Presentarse la Energía

3.1. Energía Cinética

Un cuerpo posee energía cinética cuando está en movimiento, es decir, cuando tiene velocidad. La cantidad de energía cinética que posee un cuerpo se puede calcular mediante la fórmula: E_c = 0,5 * m * v², donde m = masa (Kg) y v = velocidad (m/s). Por tanto, la energía cinética depende de la masa del cuerpo y de la velocidad que tiene. Dos cuerpos que tienen igual velocidad, tendrá más energía cinética el que tenga más masa. Dos cuerpos que tienen igual masa, tendrá más energía cinética el que tenga más velocidad.

3.2. Energía Potencial

Es la energía que posee un cuerpo que se encuentra a una determinada altura sobre la superficie de la Tierra. Su valor se puede calcular mediante la fórmula: E_p = 9,8 * m * h, donde m = masa (Kg) y h = altura (m). Por tanto, la energía potencial de un cuerpo depende de su masa y su altura. Dos cuerpos con igual masa, tendrá más energía potencial el que esté a mayor altura. Dos cuerpos con igual altura, tendrá más energía potencial el que tenga más masa.

3.3. Energía Mecánica

Es la energía que posee un cuerpo debido a su velocidad y a su altura. Por tanto, la energía mecánica es la suma de la energía cinética y la energía potencial: E_m = E_c + E_p. Un cuerpo que tiene velocidad tiene energía cinética y si se encuentra a una determinada altura tiene energía potencial, la suma de ambas nos da la energía total que posee el cuerpo. Un cuerpo puede transformar su energía potencial en cinética y viceversa. Por ejemplo, si tenemos una maceta en una ventana a una determinada altura, ésta tiene solo energía potencial. Si la maceta se cae, a medida que cae va transformando su energía potencial en energía cinética, ya que va disminuyendo su altura y aumentando su velocidad. En el momento justo que toca el suelo ha transformado toda su energía potencial en cinética (aunque su valor siempre es el mismo). El valor de la energía potencial de la maceta en la ventana es el mismo que la energía cinética de la maceta cuando toca el suelo.

3.4. Energía Eléctrica

Es la energía que aparece cuando los electrones, que son partículas cargadas, se mueven en una dirección. La energía eléctrica se obtiene a partir de otras formas de energía, como la energía química o la nuclear.

3.5. Energía Interna

Es la energía que poseen los cuerpos debido al movimiento de los átomos o moléculas que los forman.

3.6. Energía Radiante

Es la energía que poseen las ondas, como por ejemplo, las ondas sonoras, la luz, los microondas, etc.

3.7. Energía Química

Es la energía que se pone de manifiesto en las reacciones químicas, como por ejemplo al quemar madera, al tomar alimentos, etc.

3.8. Energía Térmica

Es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro que están a diferentes temperaturas. Por ejemplo: si colocamos una lata de coca cola en un cubo con hielo se transfiere energía de la coca cola al hielo hasta que los dos alcanzan la misma temperatura.

3.9. Energía Nuclear

Es la energía que se obtiene de las reacciones nucleares. Hay dos tipos:

• Fisión: en la que se produce la ruptura de un núcleo atómico en dos o más fracciones, liberándose una gran cantidad de energía. Este tipo de reacción es la que tiene lugar en las centrales nucleares.
• Fusión: en la que se produce la unión de dos o más núcleos atómicos, liberándose una gran cantidad de energía.

Fuentes de Energía

Una fuente de energía es todo aquel medio del que podemos extraer energía y utilizarla. Las fuentes de energía se clasifican en:

• No Renovables: son aquellas que con su uso en el tiempo se pueden agotar. Por ejemplo: el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio. Además, son fuentes de energía que contaminan el medio ambiente.
• Renovables: son aquellas que su uso a lo largo del tiempo no producen su agotamiento y son respetuosas con el medio ambiente. Por ejemplo: el sol, el viento, el agua, las olas y la biomasa.

Fuentes de Energía No Renovables

El mayor porcentaje de energía que se utiliza actualmente en el mundo proviene de fuentes no renovables y esto está produciendo graves problemas de contaminación.

5.1. Carbón

Se obtiene en minas de cielo abierto y de minas subterráneas. Se usa principalmente en:

• Centrales térmicas: el carbón es quemado y el calor que se desprende se utiliza para calentar agua, cuyo vapor pasa por una turbina que le produce un movimiento, transformándose la energía térmica en mecánica. Posteriormente, esta energía mecánica es transformada en energía eléctrica en un generador.
• Calefacción.
• Materia prima para la obtención de plásticos, fibras sintéticas y productos farmacéuticos.

El uso del carbón produce graves problemas de contaminación atmosférica debido a la emisión de gases en su combustión.

5.2. Petróleo

Es la fuente de energía más utilizada. Del petróleo se obtienen diferentes productos como butano, gasolina, alquitrán, betún, etc. El petróleo también se utiliza para la fabricación de fertilizantes, plásticos, pinturas, etc. El principal problema del uso del petróleo es la contaminación atmosférica por los gases que se producen en su uso, así como la contaminación del mar por los accidentes que se producen en su transporte en barcos petroleros. Actualmente se estima que hay reservas de petróleo para unos 50 años.

5.3. Gas Natural

Es una mezcla de gas metano y otros gases, y es utilizado tal y como se encuentra en la naturaleza. Para transportarlo, se usan:

• Gaseoductos: tuberías que transportan el gas hasta el lugar de consumo.
• Buques cisterna: el gas es licuado y transportado en buques. Una vez en su lugar de consumo se convierte nuevamente en gas.

Se usa en calefacción, centrales térmicas y algunos vehículos. Tiene como ventaja que se producen menos gases en su combustión y por tanto produce menos contaminación atmosférica. Tanto el carbón como el petróleo y el gas natural son combustibles fósiles que se forman a partir de restos vegetales enterrados profundamente durante millones de años.

5.4. Uranio

Es un elemento que se usa como combustible en las centrales nucleares. Los núcleos de uranio al fisionarse en el reactor nuclear producen una gran cantidad de energía que se utiliza en calentar agua hasta producir vapor. Este vapor es capaz de mover una turbina, transformándose la energía térmica en energía mecánica.