Energia

concepto de energia

El término energía  tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.

En fisica, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnologia  y economia, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

El concepto de energía en física

 mecanica clasica

Enfisica clasica, la ley universal de canservacion de la energia —que es el fundamento del primer principio de—, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece constante en el tiempo. Eso significa que para multitud de sistemas físicos clásicos la suma de la energia mecanica, la energía calorífica, la energia electromagnetica, y otros tipos de energia potencial es un número constante. Por ejemplo, la energia sinetica  se cuantifica en función del movimiento de la materia, la energia potencial según propiedades como el estado de deformacion o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella, la energia termica según el estado termodinamico, y la energia quimica según la compocicion quimica 

mecanica cuantica

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que según lateoria de la relatividad la energía definida según la mecanica clasica no se conserva constante, sino que lo que se conserva en es la masa-energía equivalente. Es decir, la teoria de la relatividad especial establece una  equivalencia entre masa y energia por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, poseen una energía adicional equivalente a , y si se considera el principio de conservación de la energía esta energía debe ser tomada en cuenta para obtener una ley de conservacion (naturalmente en contrapartida la masa no se conserva en relatividad, sino que la única posibilidad para una ley de conservación es contabilizar juntas la energía asociada a la masa y el resto de formas de energía).

Su expresión matemática

La energía es una propiedad de los sistemas físicos, no es un estado físico real, ni una "sustancia intangible". En mecánica clásica se representa como una magnitud escalar. La energía es una abstracción matemática de una propiedad de los sistemas físicos. Por ejemplo, se puede decir que un sistema con energía cinética nula está en reposo. En problemas relativistas la energía de una partícula no puede ser representada por un escalar invariante, sino por la componente temporal de un cuadrivector energía-momento (cuadrimomento), ya que diferentes observadores no miden la misma energía si no se mueven a la misma velocidad con respecto a la partícula. Si se consideran distribuciones de materia continuas, la descripción resulta todavía más complicada y la correcta descripción de la cantidad de movimiento y la energía requiere el uso del tensor energía-impulso.

Se utiliza como una abstracción de los sistemas físicos por la facilidad para trabajar con magnitudes escalares, en comparación con las magnitudes vectoriales como la velocidad o la aceleración. Por ejemplo, en mecánica, se puede describir completamente la dinámica de un sistema en función de las energías cinética, potencial, que componen la energía mecánica, que en la mecánica newtoniana tiene la propiedad de conservarse, es decir, ser invariante en el tiempo.

Fuente de energía

El viento es una fuente de energía. En la imagen, viento fuerte en el norte de África

Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de las que el ser humano puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo el viento, el agua y el sol, entre otros.
Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrió el fuego para calentarse y asar los alimentos, pasando por la Edad Media en la que construía molinos de viento para moler el trigo, hasta la época moderna en la que se puede obtener energía eléctrica fisionando el átomo, el hombre ha buscado incesantemente fuentes de energía de las que sacar algún provecho para nuestros días, que han sido los combustibles fósiles; por un lado el carbón para alimentar las máquinas de vapor industriales y de tracción ferrocarril así como los hogares, y por otro, el petróleo y sus derivados en la industria y el transporte (principalmente el automóvil), si bien éstas convivieron con aprovechamientos a menor escala de la energía eólica, hidráulica y la biomasa. Dicho modelo de desarrollo, sin embargo, está abocado al agotamiento de los recursos fósiles, sin posible reposición, pues serían necesarios períodos de millones de años para su formación.
La búsqueda de fuentes de energía inagotables y el intento de los países industrializados de fortalecer sus economías nacionales reduciendo su dependencia de los combustibles fósiles, concentrados en territorios extranjeros tras la explotación y casi agotamiento de los recursos propios, les llevó a la adopción de la energía nuclear y en aquellos con suficientes recursos hídricos, al aprovechamiento hidráulico intensivo de sus cursos de agua.
A finales del siglo XX se comenzó a cuestionar el modelo energético imperante por dos motivos:

• Los problemas medioambientales suscitados por la combustión de combustibles fósiles, como los episodios de esmog de grandes urbes como Londres o Los Ángeles, o el calentamiento global del planeta.

• Los riesgos del uso de la energía nuclear, puestos de manifiesto en accidentes como Chernóbil.

Las energías limpias son aquellas que reducen drásticamente los impactos ambientales producidos, entre las que cabe citar el aprovechamiento de:

• La energía solar, el sol produce luz y calor. Todos los seres vivos necesitan luz solar para vivir. Y en la actualidad se utiliza la luz y el calor del sol para producir energía eléctrica, sobre todo en las viviendas.
• La energía eólica, antiguamente se usaba para mover los objetos, por ejemplo, los barcos de vela. Actualmente lo utilizamos para producir electricidad. En las centrales eólicas el viento mueve las aspas de los molinos y este movimiento se transforma en electricidad.
• Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica
• Los mares y océanos: energía mareomotriz
• El calor de la Tierra : energía geotérmica
• La energía del núcleo de los átomos radioactivos: energía nuclear
• La materia orgánica: biomasa
• Los combustibles: energía química, los combustibles son materiales que pueden arder. La leña, el carbón y el gas natural son combustibles. Estos poseen energía química: cuando arden se desprenden energía luminosa y calorífica. Esta energía puede transformarse en movimiento cuando los combustibles se utilizan por el funcionamiento de un motor.

Todas ellas renovables, excepto la energía nuclear, por ser su combustible principal, el uranio, un mineral.
Con respecto a las llamadas energías alternativas (eólica, solar, hidráulica, biomasa, mareomotriz y geotérmica), cabe señalar que su explotación a escala industrial, es fuertemente contestada incluso por grupos ecologistas, dado que los impactos medioambientales de estas instalaciones y las líneas de distribución de energía eléctrica que precisan pueden llegar a ser importantes, especialmente, si como ocurre con frecuencia (caso de la energía eólica) se ocupan espacios naturales que habían permanecido ajenos al hombre.
Las fuentes de energía pueden ser renovables y no renovables. Las renovables, como el Sol, permiten una explotación ilimitada, ya que la naturaleza las renueva constantemente. Las no renovables como el carbón, aprovechan recursos naturales cuyas reservas disminuyen con la explotación, lo que las convierte en fuentes de energía con poco futuro, ya que sus reservas se están viendo reducidas drásticamente.


clases de energia

ENERGÍA EÓLICA.- Es la que se obtiene por la acción de los vientos. El molino de viento es uno de los medios más antiguos para producir energía mecánica. El viento hace girar las aspas de los molinos, transformándose en energía mecánica.


ENERGÍA SOLAR.- Proviene del sol. La energía radiante está formada a su vez, por energía LUMÍNICA Y CALÓRICA. La energía solar puede utilizarse para accionar máquinas como se hace con los paneles y los hornos solares. El sol es 1.300.000 veces más grande que la Tierra, lo vemos pequeño porque se halla muy, pero muy lejos de nosotros. En el sol se producen múltiples explosiones atómicas de hidrógeno que libera enormes cantidades de energía en forma de luz y calor. La temperatura de la superficie del sol es de 6000°C y en su centro es más de 20.000.000°C.


ENERGÍA POTENCIAL.- es la que contiene todo cuerpo cuando está en reposo.

ENERGÍA CINÉTICA.- es la que se produce por el movimiento. Por ejemplo, la energía de un carro que circula por la calle. Una roca al caer por una pendiente tiene energía de movimiento o energía cinética.



ENERGÍA QUÍMICA.- es la energía que recibimos de los alimentos para el funcionamiento de nuestro cuerpo, por ejemplo, la acción que realizan los niños al jugar basquet es una manifestación de energía muscular. La energía muscular la reciben los niños de los alimentos. Los alimentos almacenan energía química y al ser digeridos se transforman en energía muscular, que se manifiesta en forma de movimiento. Los combustibles y las pilas también tienen energía química.


ENERGÍA ELÉCTRICA.- es la que permite que tengamos luz, que funcionen los electrodomésticos y motores.


ENERGÍA SONORA.- el sonido es una forma de energía, por ejemplo, un timbre.

 

energia renovable y no renovable

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.Entre las energías renovables se cuentan la eolica, geotermica, hidroelectrica, solar, , la biomasa y los biocombustible.