En muchas ocasiones los cuerpos adquieren energía mediante fuerzas que ocasionan desplazamientos. Esta forma de comunicar energía a los cuerpos se denomina trabajo. Así, cuando la energía que posee un cuerpo se manifiesta a través del trabajo, midiéndolo podremos saber la cantidad de energía que contiene ese cuerpo. Este principio funciona también en sentido contrario: si hemos realizado un trabajo sobre un cuerpo proporcionándole energía, al medirlo sabremos la cantidad de energía que permanece de forma latente en el cuerpo. Por todas estas razones, la energía y el trabajo se miden con las mismas unidades.

La energía se transforma adoptando diversas formas, aunque la cantidad total se conserva. En cualquier transformación parte de la energía se transfiere al entorno en forma de energía térmica. Esta energía térmica, al ser menos aprovechable, se considera energía degradada. Una bombilla doméstica como la de la ilustración consume 100 julios de energía eléctrica, que se transforman en 15 julios de energía luminosa y 85 julios de energía térmica.

Unidades de medida

Las principales unidades de medida relacionadas con la energía son:

• En el sistema internacional de unidades, la unidad de trabajo y de energía es el julio.
• En física nuclear se utiliza como unidad el electronvoltio.
• La potencia es el trabajo que realiza un sistema en una unidad de tiempo. Su unidad en el sistema internacional es el vatio.
• Para la energía eléctrica empleamos como unidad de producción el kilovatio/hora.

La fuerza

Para nosotros, la palabra fuerza está relacionada con la potencia, la velocidad, la energía o incluso, la musculatura. Pero el concepto de fuerza es otro muy distinto en el lenguaje científico.

Desde este punto de vista, definimos fuerza como toda acción o influencia que provoca cambios en el movimiento o en la forma de las cosas. La fuerza actúa sobre los cuerpos de distintas maneras: puede variar la velocidad a la que se mueven (acelerándolos o frenándolos) o modificar su dirección.

En el Universo existen cuatro tipos de fuerza:

La fuerza gravitatoria: es la atracción entre los cuerpos, que será mayor cuanto mayor sea su masa. Es la fuerza más débil de todas y la que nos mantiene sobre la Tierra.

La fuerza electromagnética: actúa sobre partículas cargadas eléctricamente. Puede ser atractiva o repulsiva según el signo de las cargas. Es la responsable de mantener la estructura de los átomos y de las moléculas.

La fuerza nuclear fuerte: es la fuerza más intensa, aunque su alcance es corto. Mantiene unidas entre sí las partículas subatómicas que componen el núcleo de los átomos.

La fuerza nuclear débil: con un radio de acción muy corto, hace que unas partículas subatómicas se conviertan en otras distintas. Es el origen de la radiactividad.

¿De dónde proviene la energía que consumimos?

El Sol es la fuente de casi toda la energía que se encuentra en nuestro planeta. Es el responsable de los vientos, de la evaporación de las aguas superficiales y de la formación de las nubes y las lluvias. Su calor y su luz son la base fundamental de numerosas reacciones químicas indispensables para el desarrollo de organismos unicelulares vegetales y animales, tanto de los actuales como de los que, con el paso de los siglos, dieron origen a los combustibles fósiles que utilizamos ahora.

El principio de conservación de la energía establece que ésta no se crea ni se destruye, solamente se transforma. El funcionamiento del medio natural implica la transformación y transferencia de la energía de unos seres vivos a otros. Los vegetales transforman la energía solar en energía química, que se acumula en sus células. Los animales herbívoros obtienen con el alimento de origen vegetal la energía química que almacenan en sus propias moléculas, y que será posteriormente transferida a los animales carnívoros. Esto significa que, para obtener energía, tenemos que tomarla de algún cuerpo que la tenga almacenada de manera que nos permita transformarla. A estos cuerpos se les llama fuentes de energía.

La Tierra posee una gran cantidad de energía, almacenada en distintas fuentes energéticas. Entre ellas podemos destacar el carbón, el petróleo, el gas natural, el uranio, el viento, el sol y el agua.

Clasificación de las fuentes de energía

Las fuentes de energía se pueden clasificar en función de distintos criterios:

• Según su renovabilidad.
• Según su utilización.

Las fuentes de energía renovables son aquellas que, en teoría, no se agotarán nunca. Las más importantes son las procedentes del sol, del viento, del agua, de las mareas y de la biomasa.

Las fuentes de energía no renovables existen en cantidad limitada. Una vez agotadas las reservas del planeta, tardarán mucho en regenerarse; por eso hay que usarlas con prudencia. Las más comunes son: el carbón, el petróleo, el gas natural y la energía nuclear.

Según su utilización, se distingue entre fuentes de energía primarias y secundarias. Las primarias son las que se obtienen directamente de la naturaleza. Entre ellas estarían el carbón, el petróleo o el gas natural. Las secundarias, llamadas también útiles o finales, se obtienen a partir de las primarias mediante técnicas de transformación. La electricidad o los combustibles son dos buenos ejemplos.

Tipos de energía

Los tipos de energía que usamos con mayor frecuencia son:

• Hidráulica. Se obtiene a partir del agua de los ríos. El agua se almacena en un embalse, y se deja caer desde gran altura sobre una turbina que al girar produce electricidad. Los mejores lugares para conseguirla son los saltos de agua de las presas.
• Solar. Se genera en el Sol por un proceso de fusión nuclear y llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética. El sol es una fuente inagotable que se aprovecha para producir energía térmica o electricidad.
• Eólica. Es la energía generada por el viento. Fue una de las primeras que utilizó el ser humano, y hoy se emplea para el funcionamiento de molinos industriales, bombas y pequeñas dinamos.
• Biomásica. Se obtiene de los compuestos orgánicos formados por procesos naturales. Por ejemplo, el biogás procedente de la fermentación de residuos o el alcohol obtenido por transformación de azúcares, son fuentes de energía biomásica.
• Geotérmica. Es la energía que encierra la Tierra en forma de calor. El hombre la utiliza desde tiempos remotos. Para su obtención, se inyecta agua en el subsuelo de zonas donde el calor interno sea elevado. Al calentarse, el agua se transforma en vapor, que se utiliza para generar electricidad.
• Maremotriz. Se aprovechan las mareas para generar electricidad.
• Procedente de la combustión de carbón. El carbón es un combustible fósil, resultado final de una serie de transformaciones de restos vegetales que se acumularon durante el periodo Carbonífero de la Era Primaria. Existen cuatro tipos de carbón: antracita, hulla, lignito y turba.
• Procedente de la combustión de petróleo. El petróleo es otro combustible fósil, líquido, de color muy oscuro, formado por una mezcla de hidrocarburos acompañada de azufre, oxígeno y nitrógeno en cantidades variables.
• Procedente de la combustión de gas natural. El gas natural es una combinación de sustancias gaseosas combustibles: metano, etano, propano, butano, nitrógeno, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, helio y argón.

Energía nuclear o atómica

La energía nuclear, o energía atómica, se debe a dos fenómenos que producen la transformación de unos átomos en otros: la fisión nuclear y la fusión nuclear.

En la fisión nuclear, un núcleo pesado es bombardeado con neutrones hasta que se descompone en dos núcleos, siendo uno de ellos el doble de grande que el otro. Durante esta reacción se desprende gran cantidad de energía y se emiten dos o tres neutrones que, a su vez, pueden ocasionar más fisiones. Este efecto multiplicador se conoce con el nombre de reacción en cadena.

La fusión nuclear es la reacción opuesta. Dos núcleos muy ligeros se unen para formar un núcleo más pesado y estable, proceso en el que se libera gran cantidad de energía, superior a la liberada en un proceso de fisión. La necesidad de alcanzar altas temperaturas dificulta que la reacción se lleve a cabo con la tecnología actual.

La energía nuclear es potencialmente peligrosa. Esto significa que, si no se adoptan precauciones adecuadas, las radiaciones ionizantes que se desprenden en los procesos nucleares pueden perjudicarnos.

Ahora bien, la ciencia y la técnica han puesto en nuestras manos medios suficientes para que estos daños no se produzcan. Para ello, existe una reglamentación exhaustiva referente a la seguridad en las centrales nucleares. Pero por muy seguras que sean, las centrales nucleares producen unos residuos altamente tóxicos, que pueden convertirse en un grave problema medioambiental, ya que permanecen activos durante miles de años.

Ahorrar energía, un deber de todos

El consumo de energía es un índice que mide el desarrollo económico e industrial de los núcleos de población.

Aunque nuestras reservas de recursos energéticos son relativamente abundantes, no durarán indefinidamente. Desde el punto de vista económico, son bienes escasos y su producción es cara, por lo que es necesario evitar cualquier despilfarro. Esto significa que hay que evitar que se pierda energía durante su extracción, manipulación y transporte, y que debemos aprovecharla al máximo a través del ahorro individual y colectivo.

Para que los consumidores no derrochen energía, a menudo se establecen medidas de penalización de carácter económico. De esta forma se intenta retrasar al máximo el agotamiento de los recursos no renovables. Aunque las instituciones públicas y privadas deben propiciar el ahorro energético, es necesario ahorrar energía en nuestro entorno doméstico y laboral, y lograr hábitos en nuestra vida cotidiana que contribuyan a su uso racional.

En nuestra comunidad el consumo final de energía (energía empleada en los sectores consumidores finales excluyendo la empleada en la generación eléctrica) alcanzó, en el año 2001, los 5.042 miles de toneladas equivalentes de petróleo (ktep). Este consumo se reparte territorialmente entre Bizkaia (46%), Gipuzkoa (37%) y Álava (17%).

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