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¬ŅQu√© es la energ√≠a?

La palabra energ√≠a proviene del lat√≠n energńęa, vocablo a su vez proveniente del griego energeia o ¬ęőĶőĹőĶŌĀő≥őĶőĻőĪ¬Ľ.

Su semántica alude a la capacidad de trabajo. Se entiende entonces por energía a la existencia de una fuerza capaz de generar una acción, de ejecutar un trabajo capaz de movilizar, transformar o mantener funcionando a un objeto.

   

La energ√≠a, en s√≠ntesis, es una propiedad que  le permite a cualquier cuerpo ejecutar un trabajo determinado. 

En la F√≠sica se asocia con la capacidad que tiene cualquier cuerpo de  producir o realizar un trabajo, un movimiento o una acci√≥n. 

¬ŅD√≥nde se encuentra la energ√≠a?

En nuestra día a día, está presente la energía de muchas formas.

Sin exagerar, estamos rodeados de energ√≠a, porque todo lo que se mueve o se transforma en nuestro entorno, en la naturaleza, es producto de alg√ļn tipo de energ√≠a.

Inclusive, cuando nosotros, los seres humanos ejecutamos actividades tan cotidianas como  respirar, alimentarnos, hacer ejercicios o estudiar,  muchas veces no somos capaces de advertir a, conciencia plena, los variados procesos de transformaci√≥n de energ√≠a involucrados en las actividades que realizamos a lo largo de nuestra vida.

Tampoco están exentos el resto de seres vivos que habitan el planeta. Podemos identificar muchas formas de energía a nuestro alrededor.

Veamos un ejemplo:
Vemos cómo una descarga eléctrica impacta la tierra en medio de una fuerte tormenta.

O la energía solar, presente en el proceso de fotosíntesis que desarrollan todas las plantas cuando convierten la energía solar en energía química, con ayuda de agua y dióxido de carbono (CO2).

Otra manifestación de energía, denominada cinética, la comprobamos cuando vamos en un vehículo en marcha y de pronto el conductor activa los frenos. En ese instante, sentimos el empuje del movimiento cinético que traía nuestro cuerpo antes del frenazo.

   

¬ŅC√≥mo se genera energ√≠a?

Como ya se ha dicho, la energía es una propiedad característica de objetos y sustancias. Esta se manifiesta en los cambios físicos registrados por ejemplo, cuando alzamos, movemos, transformamos o quemamos un objeto.

Y a nivel químico, la energía también está presente cuando quemamos un trozo de madera, o cuando descomponemos el agua mediante corrientes eléctricas.

Todo cuerpo material, cuando pasa de un estado a otro, genera fenómenos físicos con representación de alguna transformación de la energía presente.

¬ŅCu√°les son las propiedades y caracter√≠sticas de la energ√≠a?

La termodin√°mica, rama de la F√≠sica que estudia c√≥mo la energ√≠a crea o genera movimiento, establece en  la Ley de conservaci√≥n de la energ√≠a, ¬†un principio b√°sico fundamental que reza lo siguiente:  ‚Äúla energ√≠a no se crea ni se destruye, solo se transforma‚ÄĚ. 

Dicho de otra forma, podemos afirmar que la energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, pero permanece en su conjunto estable.

Una de las propiedades fundamentales de la energía es que puede presentarse en diversas formas. La energía siempre se pone al descubierto, se evidencia a través de transformaciones, de CAMBIOS visibles.

   

También es bueno aclarar que la energía no tiene peso, forma, color ni olor. Pero veamos cuáles son las características más importantes de la energía:

  1. Se conserva. Esta característica esencial llamada principio de la conservación de la energía, implica que la energía permanece constante cuando pasa de un cuerpo a otro, pero no se crea ni se destruye.
  2. Se transforma y presenta de muchas formas, que incluso, pueden cambiar entre ellas. El caso de la energía química de una batería de celular que se convierte en energía eléctrica es muy clarificador de esta cualidad.
  3. Se transporta. Esto, por ejemplo, ocurre cuando movilizamos combustibles fósiles por tuberías (petróleo) o usamos tendidos eléctricos para transportar la electricidad.
  4. Se almacena. Puede mantenerse en baterías o en pilas.
  5. Se transfiere, cuando por ejemplo, la pasamos de un cuerpo a otro al mezclar agua caliente con agua fría.
  6. Se degrada, porque una vez que se utiliza ya no puede aprovecharse más. Al usarse en determinada transformación pierde parte de su utilidad, pierde calidad.
  7. No puede aparecer ni desaparecer, pero si cambia de cuerpo o forma.

Cómo se manifiesta la energía

La energ√≠a puede manifestarse en  en tres grandes grupos: 

Energía potencial

Energía potencial o almacenada: el mejor ejemplo para describirla lo tenemos en la ocurrencia de un terremoto, a consecuencia de la energía que se libera con el movimiento de las placas tectónicas.

Otros casos de energía potencial lo tenemos en la energía potencial elástica de un resorte comprimido; o en la gravitatoria presente en las masas de agua de una central hidroeléctrica.

Asimismo, cuando encendemos una hornilla de gas natural para calentar agua en una cocina doméstica, ocurre una liberación de energía almacenada en el combustible que usamos para transmitir energía calórica al agua y provocar el alza de la temperatura.

Energía cinética

Energía cinética: como su nombre lo sugiere, implica movimiento. Es la energía de las olas del mar, del viento presente en la atmósfera, a consecuencia del movimiento de grandes masas de aire.

Igualmente, poseen energía cinética las masas de vapor que mueven generadores de electricidad en centrales eléctricas, termoeléctricas y electronucleares.

Energía térmica

La energ√≠as t√©rmica es la energ√≠a interna de un cuerpo y se  manifiesta siempre en forma de calor Y es que en todos los elementos, los √°tomos que conforman las mol√©culas se encuentran en permanente movimiento o vibraci√≥n.

energía solarCon ayuda del astro Sol obtenemos energía térmica en abundancia.

Energía eléctrica

La energ√≠a el√©ctrica se produce por el movimiento de cargas el√©ctricas en el interior de materiales conductores. Se manifiesta con los siguientes efectos:  lum√≠nico, t√©rmico y magn√©tico. 

En la actualidad, la energ√≠a el√©ctrica se obtiene mayormente en centrales termoel√©ctricas donde se queman combustibles f√≥siles como carb√≥n o petr√≥leo, generando calor,  pero tambi√©n mucha contaminaci√≥n. 

   

Energía química

La energía química se produce cuando una sustancia de naturaleza química experimenta una transformación causada por una reacción también de tipo química.

fotos√≠ntesis energ√≠a qu√≠micaCuando se  forman o rompen enlaces qu√≠micos,  est√° impl√≠cita la presencia de energ√≠a que puede ser absorbida o evolucionar hacia otro sistema.

Se almacena en la materia, debido a la composición de su estructura interna. Los alimentos, combustibles fósiles y algunos materiales, como madera y el carbón, tienen energía química. Esta puede ser liberada en una reacción química.

 Las pilas o bater√≠as  son los elementos m√°s conocidos donde se almacena energ√≠a qu√≠mica, la cual permite que se obtengan movimientos mec√°nicos o el√©ctricos.

Energía lumínica

La energía lumínica es la fracción percibida de la energía transportada por la luz.

Tiene varias formas de manifestarse: se comporta como una onda, como si fuera materia, o es capaz de arrancar electrones de los metales. Sin embargo, lo m√°s com√ļn o normal es que se manifieste como una onda.

En síntesis, la energía lumínica se considera una forma de energía electromagnética, pero no debe confundirse con la energía radiante, ya que sus longitudes de onda no comparten igual energía.

   

Energía radiante

La energía radiante es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz que vemos a diario, rayos ultravioletas (UV), rayos infrarrojos (IR).

Su característica primordial es que se propaga en el vacío, sin que requiera soporte o ayuda alguna y se transmite en unidades denominadas fotones.

Veamos un ejemplo:
Un ejemplo clásico para comprender esta energía es la que suministra el Sol, que siempre llega a la tierra en forma de luz y calor.

Energía sonora

La energía sonora se transmite mediante ondas a través del aire. La vibración producida por la onda mueve las partículas del medio transmitiendo su energía.

Energía nuclear

La energ√≠a nuclear o at√≥mica es la energ√≠a almacenada en el n√ļcleo de los √°tomos, la cual  se libera gracias a una reacci√≥n f√≠sico-qu√≠mica  donde se parte el n√ļcleo de un √°tomo, obteni√©ndose con esta operaci√≥n una gran cantidad de energ√≠a.

Esta energ√≠a trabaja en  las reacciones nucleares de fisi√≥n y de fusi√≥n. 

Cómo funcionan las centrales nucleares (de forma muy básica)

  1. Las centrales nucleares producen electricidad aprovechando la energía que desprenden los átomos de uranio, proceso que provoca una fisión al ser bombardeados con neutrones.
  2. El uranio es un mineral presente en la naturaleza. Posee tres tipos de isótopos, uno de los cuales, el U-235 es inestable y de una ínfima proporción de 0,71 %. Se usa para generar electricidad mediante la llamada fisión nuclear.
  3. Pero como la proporci√≥n del llamado uranio U-235 para generar electricidad es muy peque√Īa, se somete antes a un proceso de enriquecimiento muy costoso.
La fisi√≥n nuclear es una reacci√≥n donde el n√ļcleo de un is√≥topo U-235 es bombardeado con neutrones, logrando su descomposici√≥n en dos n√ļcleos que producen gran cantidad de energ√≠a y una emisi√≥n de dos o m√°s neutrones, los cuales desencadenan m√°s fisiones, que se lleva dentro de un reactor nuclear, recipientes compuesto de paredes muy gruesas de hormig√≥n.
Veamos un ejemplo:
En Espa√Īa, las centrales nucleares usan reactores de agua a presi√≥n (PWR) los cuales emplean agua corriente como refrigerante y moderador, en una combinaci√≥n presurizada hasta 150 atm√≥sferas bombeada a trav√©s del reactor.

Cómo funciona la fisión

  1. La fisi√≥n produce calor, porque la temperatura se eleva hasta 325 ¬įC, con el objetivo de convertirse en vapor.
  2. Este vapor pasa a través de un intercambiador que transfiere el calor a una reserva de agua que se devuelve otra vez al reactor en forma líquida. Esta