Conceptos técnicos sobre energía y electricidad

Según la ciencia de la física, es la capacidad de los cuerpos de desarrollar un determinado trabajo (Roldán Viloria, 2008); sin embargo, puede tener interpretaciones diferentes según la aplicación. La energía es una propiedad asociada a los objetos o sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza. Por ejemplo, en los cambios físicos, como al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera. La energía se puede manifestar de muchas maneras: el calor que tienen las cosas, los rayos de una tormenta, la luz, o puede estar dentro de las moléculas de un combustible, al moverse un cuerpo a una determinada velocidad, entre otros (Recio, s.f.).

 

 

Actividad n.1

Observe el vídeo ¿Qué es la energía?

Haga un resumen o esquema para uso personal, a partir de las siguientes preguntas:

• ¿Qué es energía?
• ¿Cómo se manifiesta?
• Cite los tipos de energía que se mencionan en el vídeo.
• ¿Qué es una fuente de energía? Cite ejemplos de fuentes de energía que se usan en la actualidad.
• ¿Cuál es la principal fuente de energía para generar electricidad en Costa Rica?

 

 

Recuerde que si tiene consultas, cuenta con el Foro de preguntas frecuentes.

 

Tipos de energía

Hay varias formas de clasificar la energía. Como pudo observar en el vídeo anterior, una forma es por su naturaleza, pero para este curso nos interesa más la clasificación basada en la fuente como renovable o no renovable:

  

Texto de la imagen: en la primera columna se lee: Energía renovable - La energía se utiliza y se renueva, tal como la fuerza del viento, el sol, la fuerza del agua. En la segunda columna se lee: Energía no renovable - Una vez que se consume, desaparece esa forma de energía y se transforma en otra, tal como el petróleo.

Las principales fuentes de energía son:

Texto de la imagen: Ejemplos de Energía renovable: -Solar térmica, la cual es del sol. -Solar fotovoltaica, también del sol. -Hidráulica, que aprovecha el agua en movimiento. -Eólica, proveniente del viento. -Geotérmica, procede del calor interno de la Tierra. -De la biomasa, la cual está atrapada en formas de vida como plantas. -Mareomotriz, cuyo origen está en el oleaje del mar. Ejemplos de Energía no renovables: -Petróleo y sus derivados. -Gas natural. -Carbón. -La madera o leña. -Nuclear.

Entre las principales características se pueden citar:

Energía renovable	Energía no renovable
Son limpias Poca o ninguna emisión de residuos o gases de efecto invernadero. Disponibles en abundancia en la naturaleza Explotación en la propia zona (no se importan de lugares lejanos).	Contaminan de manera importante Generan gases de efecto invernadero Son limitadas, ya que se produce de fuentes que tienden a agotarse. Provocan dependencia de otros países

 

Propiedades de la energía

La energía se puede aprovechar gracias a propiedades como las siguientes:

1. La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
   
2. La energía se puede transmitir entre objetos o cuerpos de diferentes maneras.
   
3. Los objetos y cuerpos pueden contener o almacenar energía de diferentes formas.
   
4. La energía se puede transportar de un lugar a otro.
   
5. Solo algunas transformaciones de la energía se pueden percibir por los sentidos (luz o calor, por ejemplo).
   

 

Actividad n.2

Observe el vídeo ¿Qué es la energía? - Tipos de energía para niños - Energías renovables y no renovables.

Haga un resumen o esquema para uso personal, a partir de las siguientes preguntas:

• ¿Qué es una fuente de energía renovable? Cite ejemplos.
• ¿Qué es una fuente de energía no renovable? Cite ejemplos.
• Cite las 4 propiedades de la energía. 
• ¿Cómo se aprovechan estas propiedades para explotar la energía en diferentes usos o necesidades de la sociedad? Cite ejemplos de la vida diaria donde se reconocen estas propiedades.
• ¿Qué es energía eléctrica?

 

 

Unidades de medida

La energía es una propiedad de la materia que no se mide directamente, sino que se realizan mediciones de otros parámetros, para determinar su cantidad y expresarla con una unidad de medida. Por ejemplo, se estima la energía a partir de la temperatura, la velocidad, la altura relativa, entre otras. En el Sistema Internacional (SI) se usa el julio y se usa la letra J para representarla. Un julio es una cantidad de energía que equivale a (Yubrain, 2020):

Texto de la imagen: un julio es aproximadamente: -La energía necesaria para levantar un kilogramo una altura de diez centímetros. -La energía necesaria para lanzar una manzana pequeña un metro hacia arriba. -La energía de una persona adulta que se mueve a una velocidad de alrededor de veinte centímetros por segundo. -La centésima parte de la energía que una persona puede recibir bebiendo una gota de cerveza.

Otras unidades de medida de la energía de uso frecuente son:

• La caloría, abreviada cal, 1 J = 0,24 cal. Se define como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua pura en 1 °C, desde 14,5 °C a 15,5 °C.
• El vatio hora (watt hora), abreviado Wh. En español se utiliza vatio (del inglés “watt”), aunque se debe preferir el español, es tan frecuente usar el término en inglés que en este curso se utilizarán indiferentemente. 1 Wh = 3600 J. Se utiliza en facturación de consumo eléctrico.
• El BTU (British Thermal Unit), 1 BTU = 1055,06 J. Esta unidad es de uso frecuente en equipos de refrigeración, sobre todo en Estados Unidos.

 

Cuando las magnitudes de energía son muy grandes, se emplean múltiplos de la unidad de medida, similar a como se hace en otras propiedades o medidas (kilómetro, megabyte). El siguiente cuadro presenta los múltiplos más comunes para el julio, los cuales también se usan con las otras unidades de medida de la energía.

 

Cuadro n.1 - Múltiplos más usuales del julio.

Múltiplo	Abreviatura	Equivalente
Kilojulio	kJ	1 000 J
Megajulio	MJ	1 000 000 J
Gigajulio	GJ	1 000 000 000 J
Terajulio	TJ	1 000 000 000 000 J