Energía

Te explicamos qué es la energía, los tipos que existen y cuáles son las leyes que la rigen. Además, sus características generales y ejemplos.

¿Qué es la Energía?

Comúnmente se entiende por energía a la capacidad de un sistema, un objeto, partícula o fenómeno para llevar a cabo un trabajo determinado como puede ser movilizar un objeto, transformarlo o calentarlo. En ámbitos no científicos, puede entenderse a la energía como la capacidad de hacer surgir un fenómeno o a la intensidad que tiene algo.

La palabra “energía” proviene del vocablo griego enérgeia, que significa “actividad”. Este término se emplea en diversas áreas del saber como la física, la química, la biología, la tecnología y la economía, siempre para referirse a la capacidad de realizar un trabajo.

Este concepto es particularmente importante en la física, ciencia que se ocupa de estudiar la energía, los distintos tipos y sus manifestaciones en el universo.

Ver además: Leyes de la termodinámica

Concepto de energía

La energía es una cantidad medible o mensurable, es decir, que puede calcularse y que interviene en toda forma de acción o reacción.

El estado de movimiento de un cuerpo o sistema, las transformaciones químicas o los cambios de estado de agregación de la materia pueden ser explicados en términos de intercambios de energía.

Todos los objetos, sistemas y partículas del universo poseen energía y sin ella la vida sería imposible.

Tipos de energía

De acuerdo a los elementos involucrados en su generación, podemos hablar de los siguientes tipos de energía:

• Energía eléctrica. Es una forma de energía electromagnética que se produce cuando existe una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, lo que da como resultado un intercambio o flujo de electrones denominado “corriente eléctrica”.
• Energía química. Permite las uniones y reacciones atómicas y moleculares, por lo que se trata de una forma de energía indispensable para la vida, ya que los seres vivos la requieren para mantener su propio funcionamiento (metabolismo).
• Energía cinética. Es un tipo de energía mecánica que involucra el movimiento de las partículas de un sistema físico determinado. Es la energía que tienen los objetos que están en movimiento.
• Energía eólica. Es un tipo de energía asociada al viento y a su fuerza de empuje natural, aprovechable en los campos eólicos para transformarla en electricidad.
• Energía calórica o térmica. Está relacionada con la temperatura y la capacidad de recibir o entregar calor. Un objeto o sistema que recibe energía calórica (calor) aumenta su temperatura siempre que no esté sufriendo un cambio de estado de agregación.
• Energía magnética. Es la energía que genera la presencia de un campo magnético. Es propia de las relaciones ferromagnéticas, como las que permiten la atracción entre un imán y ciertos metales.
• Energía solar. Es la radiación calórica y lumínica del sol, aprovechada por las plantas para realizar la fotosíntesis y por otros seres vivos para calentarse.
• Energía atómica. Es la energía que poseen los núcleos de los átomos y la que permite que se mantengan unidos entre sí: está relacionada con las fuerzas nucleares fuertes y débiles, que mantienen a los neutrones y protones juntos en el núcleo y a los electrones orbitando alrededor.
• Energía potencial. Es la energía que está contenida en un sistema físico o un objeto en una situación determinada y puede, acto seguido, transformarse en otras formas de energía, como la cinética.
• Energía interna. Es la suma de la energía de los elementos que constituyen un sistema.
• Energía hidráulica. Se obtiene a partir del aprovechamiento de la energía cinética de ríos, mareas y caídas de agua.
• Energía lumínica. Está vinculada a la luz perceptible y a los objetos y reacciones que la producen.
• Energía sonora. Es la energía asociada a los sonidos.
• Energía geotérmica. Es la energía obtenida a partir del aprovechamiento del calor interior del planeta, que se transmite a través de capas de roca y minerales calientes por procesos de conducción y convección.

Leyes de la energía

Según la física, la energía en el universo se rige en base a los siguientes principios o leyes, conocidos como las tres Leyes de la termodinámica:

• Ley universal de conservación de energía. Establece que la energía no puede ni crearse ni destruirse ya que permanece invariable en el universo: únicamente puede transformarse en otra, pero no extinguirse ni crearse de la nada.
• Ley de la entropía. Establece que el grado de desorden en el universo tiende a incrementar con el tiempo, es decir, que todo sistema aislado tiende paulatinamente al desorden. Esto se traduce, entre otras cosas, en que la energía en forma de calor jamás podrá fluir de un cuerpo frío a otro más caliente.
• Tercera ley o ‘Postulado de Nernst’. Plantea que una vez alcanzado el cero absoluto (0° K), todos los procesos físicos se detienen y la entropía (grado de desorden) alcanza un valor constante y estable.

Almacenamiento de energía

La energía puede almacenarse de diversas formas mediante:

• Acumulación de elementos de alta energía potencial. Los hidrocarburos o las sustancias combustibles, una vez expuestas al oxígeno liberan cantidades importantes de energía.
• Almacenamiento en pilas y baterías (energía eléctrica). En estos elementos se puede almacenar energía debido al ordenamiento de sus moléculas cargadas eléctricamente en campos aprovechables de energía.
• Depósitos naturales de glucosa y grasa. En los seres vivos la energía se almacena en forma de glucosa y de grasa, fuente de energía para el organismo animal.

Transformaciones de energía

La energía induce dos tipos de transformaciones en los objetos que interactúan con ella:

• Transformaciones mecánicas. Tienen que ver con la forma de los objetos y sus variaciones físicas como la dilatación, la deformación, etc.
• Transformaciones térmicas. Implican el aumento de la temperatura de un objeto que recibe una carga energética, como ocurre con los objetos tras mucho roce o dejados al sol.

Degradación de energía

Si bien la energía no se destruye ni se crea, sí se degrada, es decir, en toda transmisión de energía se pierde un porcentaje (nunca se transmite el 100%) al degradarse en energía calórica en el proceso.

Aprovechamiento de la energía

Las transformaciones de la energía pueden aprovecharse para beneficio de los seres vivos y en especial de la humanidad, en la medida en que puede transmitirse y propagarse, incluso enfocarse o concentrarse, permitiendo generar cantidades importantes de movimiento, calor y trabajo.

Las máquinas, de hecho, son un ejemplo de cómo transformar electricidad en otras formas de energía (mecánica, lumínica, etc.).

Unidades de medición de energía

La energía puede medirse en distintas unidades, conforme al tipo de que se trate, pero se acepta como unidad fundamental el julio (j).

Un julio equivale a la cantidad de trabajo realizado por una fuerza de 1 newton para desplazar un objeto durante 1 metro.

Otras unidades posibles son: caloría (cal), frigoría (fg), termia (th), kilovatio (kW), British Thermal Unit (BTU), electronvoltio (eV), caballos de vapor por hora (CVh).

Fuentes de energía

Se consideran “fuentes de energía” a aquellos ingenios humanos que permiten transformar energía de diversa índole en energía eléctrica para surtir a las comunidades humanas.

No son realmente “fuentes” sino grandes convertidores que aprovechan la energía eólica, nuclear, química o hidráulica, etc.

Ejemplos de energía

Existen numerosos ejemplos de energía en el día a día. Desde la energía química de las baterías, que permite encender una linterna (y generar energía lumínica), o la energía química contenida en los alimentos que consumimos para poder desplazarnos (energía mecánica) o la que percibimos cuando intentamos detener un objeto en movimiento (energía cinética).

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