¿Qué es la energía?

tipos de energía

La energía es comúnmente definida como la capacidad para realizar un trabajo. El trabajo se realiza cuando una fuerza aplicada a un objeto hace que el objeto se mueva contra una fuerza opuesta. Por ejemplo, el trabajo que se realiza cuando se empuja una mesa a través de una habitación contra la resistencia del suelo.

Ésta se puede transmitir de un cuerpo a otro de diferentes maneras, como por ejemplo: en un circuito eléctrico se transmite mediante cables conductores a través de la corriente eléctrica, en dos cuerpos en contacto se transmite energía calorífica, y mediante ondas sin que sea necesario el transporte o el contacto como en los casos anteriores.

Por lo tanto, la energía se puede manifestar de muchas formas diferentes, resultado de su propia transformación de unos tipos a otros. Por lo tanto, cuando una fuerza (acción de atracción o de repulsión que actúa sobre un objeto) hace que un objeto se mueva se produce un proceso de transferencia de energía que hace que dicho objeto cambie. A continuación 10 tipos comunes de energía y ejemplos de ellos.

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    ¿Cuántos tipos de energía existen?

    La energía mide la capacidad de un sistema para cambiar otro sistema mediante algún tipo de interacción. Un sistema se define (entre otros) por estados y mientras interactúan dos o más sistemas, reorganizan sus estados en una mejor combinación que les permite coexistir mejor. De esta manera, la energía permanece constante porque se transfiere una forma a otra.

    Hay muchas formas diferentes de energía. Según la ley de conservación de la energía, la energía puede convertirse en otras formas, pero nunca se crea ni se destruye. La clasificación de los tipos de energía generalmente se componen en dos categorías amplias: energía cinética (la energía de los objetos en movimiento) y energía potencial (energía que se almacena). Estas son las dos formas básicas de energía.

    La energía se puede almacenar y también se puede transferir de muchas formas. La descripción de la energía puede variar dependiendo de si se está modelando un sistema microscópico o macroscópico, y si se describirá de forma clásica o mecánica cuántica. Una lista parcial de tipos de energía incluye: energía cinética, energía potencial, energía mecánica, energía química, energía radiante, energía de enlace nuclear, energía elástica, energía gravitacional, magnética, entre otros.

    Hay energía de reacciones químicas llamada energía química, energía de procesos térmicos llamada energía térmica y energía de partículas cargadas llamada energía eléctrica. Los procesos de fisión, que consiste en dividir átomos, y de fusión, que consiste en combinar átomos, nos dan otro tipo de energía llamada energía nuclear. Y finalmente, la energía del movimiento, la energía cinética y la energía asociada con la posición, la energía potencial, se denominan colectivamente energía mecánica.

    La transformación de energía es cuando la energía cambia de una forma a otra, como en una presa hidroeléctrica que transforma la energía cinética del agua en energía eléctrica. La energía puede transferirse (moverse de un lugar a otro) y puede cambiar (transformarse) de un tipo a otro, pero la cantidad total de energía siempre se conserva, es decir, permanece igual.

    Durante el siglo pasado, las principales fuentes de energía utilizadas para la generación de la electricidad han sido los combustibles fósiles, la energía hidroeléctrica y, desde los años 1950, la energía nuclear. A pesar del fuerte crecimiento de las energías renovables en los últimos decenios, los combustibles de origen fósil en todo el mundo siguen siendo dominante.

    Los tipos de energía

    Existen diversos tipos de energía los cuales te damos a conocer a continuación:

    Tipos de energía y ejemplos

    Cuando se trata de energía, podemos dividirla en dos principales categorías diferentes:

    • Energía Potencial: es la energía que se encuentra "almacenada", que puede liberarse si se dan las circunstancias adecuadas. Es decir, la energía potencial es la energía de la posición de un objeto que puede ser utilizada. Esta energía toma muchas formas como energía potencial mecánica, gravitacional, elástica, química, eléctrica, nuclear y magnética. Ejemplo: el aire en un globo cuando se sostiene el extremo. El aire en el globo es la energía potencial y sigue siendo energía potencial hasta que se suelta.
    • Energía Cinética: es la energía que realiza un trabajo de forma activa en el momento (como mover un objeto o calentarlo). En otras palabras, la energía cinética es el movimiento de ondas, electrones, átomos, moléculas, sustancias y objetos. Las diferentes formas de energía cinética incluyen energía radiante, térmica, sonora, eléctrica y mecánica. Ejemplo: el vuelo del globo alrededor de la habitación ahora muestra la energía asociada con el movimiento o la energía cinética.

    Dividiendo la energía cinética y la energía potencial

    Se pueden encontrar los siguientes tipos:

    • Energía Química: es la energía que se libera cuando se forman o rompen enlaces químicos como en reacciones químicas. Entre los ejemplos se incluyen la explosión de la dinamita o la quema de madera en una hoguera.
    • Energía Eléctrica: es la energía producida por los electrones que se mueven a través de una sustancia. Ejemplos: reproductores de CD, televisores y videojuegos.
    • Energía Radiante: es una combinación de energía térmica y luminosa. Ejemplos: una bombilla, las bobinas incandescentes de una tostadora, el sol e incluso los faros de los automóviles.
    • Energía Sonora: se produce cuando se hace vibrar un objeto. Ejemplos: voces, silbidos, trompas e instrumentos musicales.
    • Energía Mecánica: es la energía en movimiento. Ejemplos: personas, una bicicleta rodante, engranajes en movimiento y automóviles en marcha.
    • Energía Gravitacional: es la energía atractiva entre objetos en función de su masa. Ejemplo: la energía gravitacional entre la Tierra y la Luna produce la órbita de la Luna.
    • Energía Térmica: es la energía asociada al calor. Ejemplo: una taza de café caliente.
    • Energía Nuclear: es la energía del núcleo atómico. Puede ser liberado por reacciones nucleares u otros cambios en el núcleo. Ejemplo: la desintegración radiactiva, la fisión nuclear y la fusión nuclear.
    • Energía Elástica: es energía almacenada en un objeto cuando hay una tensión temporal sobre él. Ejemplo: un resorte en espiral o una banda elástica estirada.

    Formas de Energía: Ventajas y Desventajas

    La energía se puede manifestar de diferentes maneras, entre esas la podemos agrupar en dos grandes grupos, las energías renovables y las no renovables, en donde las energías renovables están desplazando cada vez más a los combustibles fósiles en el sector energético, ofreciendo el beneficio de menores emisiones de carbono y otros tipos de contaminación, aunque hay que tomar en cuenta que no todas las fuentes de energía consideradas renovables son beneficiosas para el medio ambiente.

    Ya que la biomasa y las centrales de represas hidráulicas crean varios efectos colaterales sobre el medio ambiente afectando así el cambio climático y la vida silvestre. Aunque teniendo en cuenta su eficiencia suelen ser más “limpias” en comparación con las no renovables, ya que proviene su energía de fuentes renovables o fuentes naturales (como su nombre lo dice, se pueden renovar o regenerarse constantemente) como por ejemplos la energía proveniente del Sol, la lluvia, o el viento.

    En comparación a la energía no renovable o " sucia " que incluye los combustibles fósiles como el petróleo, el gas y el carbón, y los combustibles nucleares, como ser el uranio y el plutonio y todos los elementos químicos que puedan producir energía por fisión nuclear, en donde las fuentes de energía no renovables solo están disponibles en cantidades limitadas y su reposición requiere mucho tiempo además de que se encuentran típicamente en partes específicas del mundo.

    Una de las ventajas de la energía renovable es que puede impulsar la independencia de las naciones al aprovechar sus recursos de forma autóctona, además de que las fuentes de energía renovable como la solar y la eólica no liberan gases que ayudan al calentamiento global, aunque también tiene algunas desventajas ya que no todas son 100% no contaminantes, como por ejemplo tenemos el caso de la energía geotérmica que afecta la superficie ya que arrastra minerales y sales toxicas.

    Otra de las desventajas que se tiene de la energía renovable es que su obtención  suele ser irregular ya que depende de ciertas condiciones naturales óptimas, además de que no todas las zonas geográficas cuentan con los mismos recursos naturales para su explotación y por ende la cantidad de energía que genera no es tanta.

    Por otro lado, una de las desventajas principales de la energía no renovable es su limitación ya que eventualmente se agotará, aunque la ventaja es que se pueden utilizar para todo tipo de cosas, desde procesos industriales hasta los combustibles fósiles utilizados para muchos fines domésticos. Además de que los combustibles fósiles generan más energía de manera eficiente y son fáciles de trasportar con el uso de tuberías subterráneas que pueden mover petróleo y gas.

    Fuentes de energía

    Las fuentes de energía pueden ser renovables y no renovables.

    Fuentes de energías renovables

    Las fuentes de energía son un recurso en el cual extraemos la energía para que esta sea utilizada de distintas maneras, en especial de manera comercial, pero no siempre ha sido ese el fin, ya que desde los tiempos prehistóricos el hombre se ha encargado de revolucionar y facilitar su existencia para cubrir sus necesidades, cuando descubrimos el fuego, nuestro único propósito era calentarnos con las llamas en las noches frías, y cocinar la comida.

    Aunque hoy en día ese sigue siendo uno de sus principales propósitos para el fuego, el resto de recursos artificiales o naturales dieron paso a las fuentes de energía que son explotadas en industrias o centrales de cada país.

    Las fuentes de energías se dividen en renovables y las no renovables, que nos ayudan a entender de dónde y de qué manera se extraen estos recursos:

    Las energías renovables son conocidas por su contribución con el medio ambiente, ya que son más limpias, puras y aprovechan rigurosamente los recursos o ciclos inagotables que se encuentran naturalmente, como los rayos del sol, el agua, el viento. Tales como:

    La energía solar: Es la que aprovecha la luz natural del sol para generar electricidad, almacenando energía en las celdas de un panel solar, utilizada en muchos países, y en los famosos automóviles solares, utilizando un recurso inagotable como lo son los rayos solares, transformándolos en energía eléctrica o térmica.

    La energía hidráulica: Es la que se encarga de aprovechar otro recurso valioso para los humanos, como lo es el agua, trabajándola de distintas maneras, ya sea usando turbinas que al girar por la presión del agua genera electricidad utilizada en las represas, o transformarla en energía térmica usando el vapor de agua para mover grandes hélices aprovechando la energía cinética.

    La energía eólica: El viento y sus grandes fuerzas se encarga de generar electricidad extrayendo su energía a través de molinos de viento o aerogeneradores que también funcionan con la energía cinética del viento.

    Biomasa: Este recurso y su energía provienen de todos los desechos de la materia orgánica animal y vegetal, incluyendo los residuos de las actividades forestales, agrícolas y de la industria maderera. Uno de sus mayores usos y más conocidos es la creación de los biocombustibles creados con el fin de suplantar los combustibles comunes que dañan al medio ambiente.

    La energía Geotérmica: Esta energía proviene de los adentros de la tierra, aprovechando el calor y el vapor del subsuelo de la tierra directamente o convirtiéndolo en electricidad, siendo esta una de las más importantes aprovechadas hasta el momento.

    Fuentes de energías no renovables

    A diferencia de las renovables, esta utiliza recursos de la naturaleza que si son finitos y pueden agotarse, mientras dure el proceso de extracción de algunos de estos recursos, la energía obtenida puede agotarse o tardar demasiado tiempo en recomponerse de forma natural, entre estas fuentes encontramos:

    Los combustibles fósiles: algunos recursos no renovables, incluidos el petróleo y el carbón, son el producto de millones de años de conversión de fósiles, los restos enterrados de plantas y animales antiguos, son recursos que dependiendo de la parte del mundo, se agotan extremadamente rápido, veces ni tienen la disposición de extraer este recurso y lo exportan, siendo este uno de los grandes riesgos para el medio ambiente, y en su producción o extracción estos generan gases o residuos nocivos que contaminan la atmosfera.

    Para que se forme un combustible fósil, son necesarios tres pasos importantes: acumulación de materia orgánica (restos animales o vegetales), conservación de la materia orgánica para evitar que se oxide (exclusión del aire, por ejemplo, al estar en el mar o un pantano) y conversión de materia orgánica en un combustible fósil como el petróleo o el gas natural.

    El petróleo crudo o liquido es usado para a gasolina, el aceite para calefacción y el combustible diésel, aunque los fabricantes utilizan el petróleo como base para productos como plásticos y productos químicos industriales.

    Por su parte, las reservas de carbón (producto de millones de años de presión sobre la materia orgánica original de las plantas enterradas bajo tierra) representan la mayor reserva de recursos no renovables del mundo.

    El gas natural también es un combustible fósil en forma de gas como por ejemplo, metano y GLP que se encuentra debajo de los océanos y cerca de depósitos de petróleo. La búsqueda de yacimientos de gas natural es similar a la exploración de petróleo.

    La energía nuclear: Es una de las energías más puras y limpias, pero en su proceso conlleva riesgo de un desastre nuclear ya que se utiliza elementos químicos de alto riesgo de radiactividad como el Uranio, Plutonio, y demás, y aunque no son considerados combustibles fósiles siguen siendo raros y no renovables.

    Energía captada por las plantas para elaborar su alimento

    Las plantas, como todos los individuos vivos necesitan alimento, y estas son seres vivos capaces de producir su propio alimento (autótrofas) ya que por medio de sus raíces absorben el agua necesaria y por sus hojas recogen el dióxido de carbono del aire y, gracias a la energía recibida por parte del Sol pueden convertir estos ingredientes en alimentos como glucosa o almidón, teniendo todo este proceso un nombre: fotosíntesis, liberando durante todo esto oxígeno, indispensable para la vida humana.

    Esto se lleva a cabo en las hojas verdes de las plantas, en presencia de clorofila ya que es la encargada de absorber la luz solar, convirtiendo así esa energía lumínica en energía química produciendo carbohidratos simples como el almidón que se almacena en dichas hojas como alimento para ellas y a su vez, para los millones de otros organismos que dependen de ellas.  También poseen en sus hojas unas estomas o pequeños poros en la superficie por donde entra el dióxido de carbono.

    Aunque cabe mencionar que es un poco distinto el proceso en las plantas terrestres y en las acuáticas, ya que se les dificulta absorber energía lumínica porque es difícil que la luz llegue debajo del agua en los océanos, volviéndose mucho más lento el proceso de fotosíntesis, estas plantas acuáticas necesitan ayuda de microbios microscópicos diminutos llamados cianobacterias (o algas verdes) para producir sus alimentos a partir de una luz y un dióxido de carbono tan limitados.

    Estas cianobacterias se han adaptado a las condiciones de poca luz y poseen proteínas llamadas ficobiliproteínas que facilitan este trabajo al absorber la luz disponible y pasarla a Chl (clorofila) que es la molécula química presente en todos los organismos fotosintéticos, jugando así las ficobiliproteínas el papel de asistentes de Chl en ambientes acuáticos.

    Ya que tiene la propiedad de absorber un color de luz y emitir otro color y en este caso, las ficobiliproteinas usan esto para cambiar el color de luz que logran absorber para transformarla en la luz roja que se necesita para la fotosíntesis, el cambio de color de la luz de verde a rojo se produce mediante un proceso conocido como fluorescencia.

    Entonces, podemos decir que la fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas producen su alimento, usando Chl y la energía lumínica proveniente del Sol y también que este proceso fotosintético disminuye en los océanos por la cantidad reducida de luz que está disponible.

    Entonces...

    La energía es invisible, pero está a nuestro alrededor y en todo el universo. ¡Lo usamos todos los días, lo tenemos en nuestros cuerpos y parte de él proviene de otros planetas! La energía nunca se puede producir ni destruir, pero su forma se puede convertir y cambiar. Por ejemplo, la energía química que obtenemos de nuestros alimentos se convierte en energía cinética y térmica cuando caminamos y energía sonora cuando gritamos.

    Algunas fuentes de energía son más limpias que otras. Sin embargo, todos ellos tienen un impacto en el medio ambiente. Te sorprenderá ver que, durante la fabricación de piezas, algunas tecnologías verdes pueden contaminar y aumentar el efecto invernadero más que las fuentes de energía tradicionales. Esto significa que debemos invertir en las tecnologías menos contaminantes, tanto durante la fabricación de las piezas como en la operación, y combinarlas con tecnologías que, por ejemplo, capturen CO2 del medio ambiente y/o fuente de emisión.

    La energía es esencial para la vida y todos los organismos vivos. La importancia de las fuentes de energía, como las renovables frente a las no renovables, sigue siendo innegable a medida que los seres humanos continúan en el siglo XXI. Nuestras elecciones y decisiones energéticas impactan los sistemas naturales de la Tierra de formas que tal vez no sepamos, por lo que es esencial que elijamos nuestras fuentes de energía con cuidado.

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