Recuerda conceptos básicos sobre energía, potencia y rendimiento

¿Recuerdas cómo te explicaron el concepto de energía en tu etapa formativa? ¿Sabrías contestar a esta pregunta? ¿Qués es la energía? ¿Qué es el rendimiento? ¿En qué unidades se mide la potencia de un equipo? Pues bien, la energía es un concepto que se asocia al cambio, me explico, es una propiedad de los objetos, o mejor dicho, de la materia, que permite su transformación. Pongamos un ejemplo: la radiación solar o energía solar, se transforma en electricidad, o energía eléctrica. En este post repasamos éste y otros conceptos básicos al respecto: energía, potencia y rendimiento, conceptos muy utilizados por otro lado, por técnicos certificadores.

23-06-2015

¿Qué es la energía?

Si observamos a nuestro alrededor, podemos ver que se producen cambios continuamente: cuando encendemos una lámpara, cuando nos desplazamos en coche, cuando encendemos el aparato del aire acondicionado o la caldera para generar agua caliente, cuando calentamos una bebida en el micro-ondas, etc.. En todos estos actos existe un cambio o transformación, de un tipo de energía en otro tipo de energía. Por eso se puede afirmar que existen diferentes tipos de energía, asociadas a otras propiedades de la materia:

• Los alimentos nos aportan un tipo de energía para realizar actividades además del funcionamiento de nuestro organismo.
• Los combustibles aportan energía para que cualquier vehículo se mueva.
• Una pila suministra energía eléctrica para que un aparato funcione, por ejemplo, una linterna.
• Calentamos agua aportando energía térmica a partir de otra fuente, por ejemplo la energía solar.
• …

Una vez, que ya hemos recordado qué es la energía, podemos avanzar un poco más y concluir que realmente, cualquier energía se puede asociar al movimiento o a la posición de la materia:

La energía asociada al movimiento, o energía cinética. La energía cinética del viento suministrada a un aero-generador que se pone en movimiento, se transforma en energía eléctrica; o la energía suministrada a un motor se transforma en movimiento en un vehículo.

La energía asociada a la posición, o energía potencial. La energía suministrada en forma de fotón a un electrón, hace que éste que cambia su posición al ponerse en movimiento, creando una corriente eléctrica, en una instalación de paneles fotovoltaicos (efecto fotovoltaico); o la energía potencial de un volumen de agua se utiliza en una central hidroeléctrica, para producir electricidad.

El rendimiento energético

La energía es un concepto utilizado en termodinámica, una rama del árbol de la Física, y por lo tanto, tenemos que conocer sus principios básicos. El primer principio consiste en la ley de conservación de la energía:

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Evidentemente, se trata de una formulación para un sistema aislado, lo que conocemos como un sistema adiabático, es decir, que no intercambia calor con otros sistemas de su entorno. Lo cierto es que en la realidad, los sistemas están conectados, y esto implica que no siempre la energía aportada, es igual a la suministrada, ya que una parte de ella, se degrada. Este es el segundo principio de la termodinámica:

La energía se transforma, pero tiende a transformarse en formas de energía menos útiles, es decir, se degrada.

Esto significa que hay parte de la energía aportada por un sistema, que no es aprovechada, que pierde ‘calidad’ a pesar de mantenerse la cantidad de energía, antes y después de la transformación energética. Nos referimos a la pérdida de energía útil. El ejemplo más inmediato es el de un calentador de gas, que utiliza la energía química del combustible para calentar agua. Una parte de esa energía química se degrada, se disipa en forma de calor al entorno, que ya no puede transformarse íntegramente en energía térmica.

A partir de aquí podemos definir el concepto de rendimiento energético, teniendo en cuenta que, en una transformación energética, la cantidad de energía se conserva, pero el valor de la cantidad de energía suministrada es igual a la suma de la energía útil y la energía disipada en forma de calor. La energía útil es la energía aprovechada, y en este sentido, se calculamos el rendimiento mediante la fórmula siguiente:

Fuente en es.wikipedia.org

Unidades de medida

Para terminar, vamos a hacer un breve y rápido repaso de algunos conceptos básicos relacionados con la energía:

La unidad de medida de la energía en el sistema internacional es el Julio (J). El julio está relacionado con el trabajo, y con la ley de conservación de la energía. El julio es la cantidad de energía necesaria para elevar un Newton (N), un metro (m) sobre la superficie terrestre, y también se mide en Kcal, cuando se define como la energía necesaria para elevar la temperatura de 1 Kilo (Kg) de agua, 1 grado (ºC):

Como técnicos, acostumbramos a medir la energía en kWh, es decir, medimos la energía como el producto de la potencia (kW) por la unidad de tiempo (h). La explicación es sencilla:

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