Energía: toda la información

Hablamos de la energía todos los días. La energía se genera, se transforma, se transporta, se almacena y se consume. Sin energía, nada sucede en nuestra vida cotidiana. ¿Pero sabemos exactamente qué es la energía?

Las personas utilizan la energía de diversas maneras. Normalmente nos hacemos conscientes de la energía cuando debemos pagar por ella. Esto ocurre cuando queremos mantener nuestro hogar cálido, los espacios iluminados o transportarnos sin problemas.

Pero cada actividad que hacemos está relacionada con la energía, paguemos por ella o no. Muchas otras manifestaciones de la energía nos son familiares sentir el calor del fuego, la luz del sol, el movimiento del viento, etc.

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La energía según la física

Para la física, la energía es uno de sus conceptos centrales. El concepto formal es que la energía es la capacidad para realizar un trabajo. Por ejemplo, cuando un automóvil es impulsado por su motor, se realiza trabajo mecánico para moverlo.

Existe toda una serie de transformaciones involucradas en este ejemplo, pero la energía química del combustible termina convirtiéndose en movimiento (energía cinética).

Ley Cero de la termodinámica

Todas las formas de energía son, al menos parcialmente, convertibles entre sí. Puedes convertir una forma de energía en otra. Lo que si no puedes hacer es crear energía.

Así que no es posible generar ni consumir realmente energía, lo que sí se puede es transformar una forma de energía en otra. En forma general, la cantidad de energía total sigue siendo la misma en todo el universo.

Cuando consumimos energía, en realidad lo que hacemos es disminuir su calidad. Por ejemplo, la energía química de la gasolina se convierte en movimiento y en energía térmica (calor) dentro del motor. Podemos aprovechar parte del movimiento ¿Pero y que pasa con el calor?

Al consumir la energía en realidad se dispersa, se vuelve menos concentrada y eso la vuelve menos útil para nosotros.

Sobre los tipos de energía y las diferencias entre renovables y no renovables, puedes encontrar más información allí.

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Las manifestaciones de la energía

Diferenciamos las manifestaciones de energía dentro de las siguientes categorías: energía mecánica (energía cinética y potencial), energía térmica, eléctrica y química, energía radiante y energía nuclear.

Toda forma de aprovechamiento de la energía debe pasar por un proceso de transformación. La energía química, la energía nuclear y la energía radiante deben primero convertirse en energía mecánica, térmica o eléctrica para su uso.

Por ejemplo, la energía radiante del sol (energía solar) se puede transformar, dependiendo del sistema que se use, en forma de calor o en electricidad. Estas energías reciben el nombre de energía solar térmica y energía solar fotovoltaica respectivamente.

Energías renovables

Muchas fuentes de energía no son más que energía solar almacenada. El carbón se genera a partir de plantas muertas hace millones de años. El petróleo y el gas fueron producidos por la descomposición de microorganismos marinos.

Actualmente se sigue generando carbón, gas y petróleo en ciertos lugares de la tierra con las condiciones apropiadas. Pero el ritmo en que los consumimos es mucho mayor que el ritmo en que se generan. Por tanto, la utilización de estas fuentes para producir otras formas de energía las convierte en energías no renovables.

Por otro lado, las lamadas energías renovables están disponibles en una forma casi infinita, al menos a escala humana. Estas formas de energía tienen que ver directa o indirectamente con el sol, con el calor que se genera bajo la tierra o con el movimiento de los cuerpos celestes más cercanos.

La energía eólica, la energía hidráulica y la biomasa son una forma transformada de energía solar. Es el sol el que permite que existan los vientos, el ciclo del agua y la proliferación de la vida sobre la tierra.

La energía geotérmica y la energía nuclear tienen que ver con los procesos de desintegración radiactiva que ocurren bajo la corteza terrestre.

Finalmente, la energía de las mareas (energía mareomotriz) debe su existencia a la influencia de la atracción gravitacional del sol y de la luna sobre el agua que cubre parcialmente nuestro planeta.

Todas las energías renovables están disponibles a largo plazo, en contraste con las no renovables, como el petróleo, el carbón y el gas natural. Estas últimas solo están disponibles por un tiempo limitado y eventualmente se agotarán o se harán muy costosas de aprovechar.

Almacenar y transportar energía

En la práctica, el almacenamiento de energía tiene como propósito mantener a la energía disponible y, si es necesario, transportarla.

La energía eléctrica, por ejemplo, puede almacenarse en baterías o acumuladores (energía química). Esta energía eléctrica almacenada puede luego recuperarse para hacer funcionar, por ejemplo, un teléfono móvil.

Los acumuladores de calor son también algo común en la vida cotidiana. El medio de almacenamiento suele ser el agua. Por ejemplo, el calor acumulado que proviene de un sistema de colectores solares, puede usarse para tener agua caliente incluso cuando no brilla el sol.

La necesidad de invertir en eficiencia energética

Cada vez que un tipo de energía se convierte en otra, parte de la misma se disipa sin poder ser usada. Por ejemplo, en promedio se necesitan aproximadamente 3 kilovatios-hora de energía primaria (carbón, petróleo, gas natural) para producir 1 kilovatio-hora de electricidad.

¡Y este no es el final del camino! Cuando la electricidad se transporta, existen pérdidas asociadas a estos sistemas de transporte. Y cuando finalmente llega al consumidor, las pérdidas continúan.

Incluso el acto de encender una bombilla pone de manifiesto estas pérdidas. Aunque las bombillas actuales son muy eficientes, incluso las LED de última tecnología solo pueden convertir 50% de la electricidad en energía radiante (luz).

El objetivo de la inversión en eficiencia energética es lograr, consumir menos energía logrando la misma cantidad de trabajo. Pero las pérdidas siempre serán algo inevitable en toda transformación energética.

La eficiencia energética no es igual a ahorrar energía

Los términos eficiencia energética y ahorro de energía se consideran sinónimos, aunque no lo sean. Por lo tanto, es importante definir la diferencia.

La eficiencia energética se refiere a la relación entre los beneficios obtenidos (calor, luz, transporte) y la energía utilizada en el proceso de proveerse de dichos beneficios. El objetivo es lograr el beneficio deseado con el menor uso posible de energía.

El ahorro de energía, por otro lado, equivale a la simple reducción del consumo de energía, lo que incluso puede reducir el beneficio deseado.

Ahorrar energía puede significar, por ejemplo, apagar las luces. En el mismo contexto aumentar la eficiencia energética sería reemplazar la tecnología de iluminación con una más eficiente.

El aumento de la eficiencia energética también incluye el uso de esa energía perdida que antes se disipaba y no era útil. Por ejemplo, el aprovechamiento del calor generado en plantas de cogeneración.

Sobre eficiencia energética, y otros temas similares, puedes encontrar más contenido aquí.

En el vídeo, puedes encontrar información acerca de qué es la energía.