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Central nuclear de Isar, Alemania

Piscina de combustible nuclear gastado

Turbina de una central nuclear

¿Qué es la energía? Definición y tipos

¿Qué es la energía? Definición y tipos

La energía es la capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc. Es una cantidad física escalar y se puede presentar de muchas formas.

Es una medida única de varias formas de movimiento e interacción de la materia, una medida de la transición de la materia de una forma a otra.

Se represnta con diferentes símbolos:

  • La energía se representa con el símbolo E.
  • La cantidad de calor usa el símbolo Q.
  • Para designar el trabajo se utiliza el símbolo W.
  • Para la energía interna, U.

El campo eléctrico es el campo generado por un objeto cargado eléctricamente. Este campo genera una fuerza que actúa sobre otros objetos también cargados eléctricamente.

Ley de conservación de la energía

La ley de conservación de la energía anuncia que: "la energía ni se crea ni se destruye", únicamente se puede transformar. Únicamente es posible convertir un tipo de energía en otro tipo.

Un sistema cerrado es un sistema que no intercambia energía con el exterior. Por lo tanto, en sistemas físicos cerrados la cantidad total de energía siempre se mantiene constante. 

Por ejemplo, la tecnología nuclear genera electricidad a partir del campo de fuerzas del núcleo de los átomos. En el proceso aparecen tipos como la energía cinética o la energía química.

En termodinámica, constituye el primer principio de la termodinámica (la primera ley de la termodinámica).

¿Qué significa que la energía es renovable o no renovable?

También existen dos definiciones de energía que se refieren a su origen. En este sentido podemos distinguir:

  • Fuentes renovables.
  • Fuentes no renovables.

Habitualmente nos referimos a estas dos definiciones para hablar de la generación de energía eléctrica. Sin embargo, a menudo se utilizan estos recursos para obtener calor.

La energía renovable es la que proviene de fuentes inagotables. Algunos ejemplos de estas formas de energía son la solar, la energía y la hidráulica, entre otras. Generalmente provienen de un recurso natural. La radiación solar puede transformarse en energía sin agotarse.

La fuente de energía no renovable proviene de fuentes limitadas. El consumo de los recursos es superior a su capacidad de regeneración. Algunos ejemplos son los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) y los reactores nucleares, entre otros.

Las centrales nucleares pueden generar una gran cantidad de energía. Pero el uranio es un recurso natural limitado.

¿Como se utiliza? Usos y aplicaciones más habituales

La utilización de la energía como fuente de trabajo ha sido siempre una necesidad esencial para el hombre. Representa uno de los factores fundamentales del desarrollo económico y del progreso técnico modernos.

Hasta el inicio de la revolución industrial el hombre utilizaba como fuentes energéticas como:

  • La fuerza muscular.
  • La fuerza del agua.
  • La fuerza del viento para la producción de trabajo mecánico.
  • Combustibles vegetales para la obtención de calor

Estos eran hasta entonces los únicos recursos utilizados para su obtención. Con el tiempo se fueron perfeccionando para conseguir rendimientos más elevados. ¿Cómo lo hicieron? Utilización más racional de los animales, perfeccionamiento de las técnicas de navegación a vela, invención de la rueda hidráulica, etc.

Hoy, los recursos más utilizadas son los saltos de agua, los combustibles fósiles y la fisión nuclear. Con menor importancia aparecen la energía solar, la energía eólica, la geotérmica y la de las mareas.

Máquina de vapor y motores térmicas

El principio del desarrollo para las técnicas de explotación energética fue en la aparición de la máquina de vapor y la transformación de la rueda hidráulica en turbina.

Más tarde, la construcción de los primeros motores de combustión dio el empujón definitivo en el uso de la potencia mecánica a partir del calor.

Combustibles fósiles

La fuente más importante está constituida por los combustibles fósiles que ha sufrido un crecimiento exponencial en los últimos años. El rendimiento máximo es muy inferior al obtenido mediante la potencia hidráulica pero su elevada concentración energética explica el considerable desarrollo sufrido.

El calor obtenido de los combustibles fósiles se aprovecha directamente o bien es convertido en energía mecánica. Por ejemplo en motores, turbinas, etc. También se usa para obtención de electricidad.

Energía nuclear

Es la tercera forma energética más utilizada. La potencia nuclear se obtiene generalmente por la fisión de los núcleos de sustancias como el uranio, el plutonio, el torio, etc…

La tecnología de las reacciones de fusión nuclear no es todavía suficientemente desarrollada para permitir la explotación industrial y es empleada únicamente en laboratorios experimentales y aplicaciones bélicas.

Con la fisión nuclear se obtiene. Alcanza temperaturas mucho más elevadas que las conseguidas con combustibles convencionales. Sin embargo, los rendimientos que actualmente se pueden obtener son todavía muy bajos (del orden de un 30%).

La tecnología nuclear se utiliza sobretodo en la producción de electricidad y en la propulsión de barcos. La electricidad obtenida en una central nuclear tiene un coste razonable sólo en el caso de grandes reactores, que proporcionan potencias muy elevadas.

Resumen

La energía es la capacidad de producir un trabajo, luz, calor, etc. Sus principales características son:

  • Es un elemento esencial para la vida.
  • Se puede presentar el diferentes formas y tipos: electricidad, calor, etc.
  • Se puede transformar.
  • Dependiendo de si proviene de recursos inagotables puede ser renovable o no renovable.
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Última revisión: 14 de mayo de 2020