Tipos De Energía

La energía es la magnitud física que nos dice la capacidad que hay en un sistema para realizar un trabajo. Se puede tratar de diferentes tipos de energía según dos criterios: el tipo de trabajo que se quiera llevar a cabo y la fuente de la que proviene. Se trata de un fenómeno que puede variar, dado que un tipo de energía ha de transformarse en otros.

La energía es una magnitud y por tanto tiene unidades de medida. Se determina en Joule (J), de manera que para cada uno de sus tipos, se tienen ecuaciones establecidas. Por ejemplo, para la energía cinética, que es la energía contenida en el movimiento de un cuerpo, la ecuación es:

Ec = ½ mv²

Como se puede notar en esta ecuación, hay distintas variables que participan en la energía. En este caso, las variables son la masa (m) y la velocidad (v). Cada tipo de energía tiene su ecuación, y todas ellas entregan un resultado con el valor en Joule. Un Joule, en unidades del Sistema Internacional, equivale a un Kgm²/s² (kilogramo-metro cuadrado sobre segundo cuadrado).

Para entender las unidades de energía, seguimos basándonos en la anterior mencionada:

Ec = ½ mv² = ½ (kg)(m/s)² = ½ (kg)(m²/s²) = ½ (J)

Tipos de energía

La energía, como se ha mencionado, se clasifica según dos criterios: el tipo de trabajo que va a llevar a cabo y la fuente de la que proviene.

Tipos de energía según el tipo de trabajo:

• Energía cinética
• Energía potencial
• Energía química
• Energía de flujo
• Energía mecánica

La energía cinética es la que está contenida en un objeto por su movimiento, y es la que lo mantiene en ese estado. Se calcula como la mitad de un producto: la masa del cuerpo por el cuadrado de la velocidad a la que este va:

Ec = ½ mv²

El Teorema del trabajo-energía dice que “El trabajo realizado por la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre una partícula es igual a la variación de la energía cinética de la partícula”.

La energía potencial es la que está dentro de un cuerpo en reposo, y es la que lo mantiene en ese estado. Es necesario añadirle una fuerza para empezar a moverlo. Se calcula como el producto de su masa (m) por la aceleración de la gravedad (g) y por la altura a la que se localiza. También se le llama energía potencial gravitatoria, por convención.

Ep = mgh

La energía potencial elástica es aquella que tiene un muelle elástico (resorte) mientras está estirado o comprimido. Se calcula con la constante de elasticidad multiplicada por la deformación al cuadrado.

Ep = ½ kx²

La energía química es la que está presente en los elementos químicos, y está contenida en los enlaces entre los átomos. Se puede aprovechar cuando las sustancias entran en una reacción química.

La energía de flujo es la que se encuentra en un fluido que recorre el interior de una tubería. Depende tanto de su velocidad como del material de la tubería y de la presión dentro de ella.

La energía mecánica es la que se aplica para conseguir fenómenos como el momento de torsión y movimientos que se van a comunicar entre piezas de una maquinaria, para conseguir su operación.

Tipos de energía según la fuente:

• Energía eléctrica
• Energía térmica
• Energía solar
• Energía eólica
• Energía hidráulica
• Energía nuclear
• Energía geotérmica
• Energía magnética
• Energía electromagnética
• Energía radiante

La energía eléctrica proviene del flujo de electrones a través un material conductor, como los metales. Se puede originar en la fricción entre dos cuerpos o por la presencia de un campo magnético.

La energía térmica se genera en la combustión de los hidrocarburos, y con ella aumenta la temperatura de un sistema, el cual puede ser un reactor, o un equipo de separación como un evaporador o un destilador.

La energía solar es la que aporta el sol por su naturaleza de estrella, de cuerpo incandescente. Llega a la corteza terrestre después de que la atmósfera ha filtrado los rayos ultravioleta, y puede ser aprovechada desde la luz que el sol emite o a partir de su calor.

La energía eólica es la que entrega el viento, es decir, el aire en movimiento. Se obtiene por medio de los campos eólicos, que son muchos aerogeneradores que recolectan en sus paletas la fuerza de los vientos y lo convierten en energía eléctrica para aprovechar.

La energía hidráulica es la que aportan los grandes cuerpos de agua, como los ríos que, al llevar agua en movimiento, empujan turbinas instaladas por la humanidad. Se aprovecha así esta energía para generar electricidad.

La energía nuclear es aquella que se obtiene de separar partículas subatómicas de los átomos. No los electrones, sino las que se encuentran en el núcleo: protones o neutrones. Es la energía menos contaminante de todas en su obtención. Sin embargo, las plantas nucleares que se dedican a obtenerla se pueden descontrolar y provocar catástrofes como la de Chernóbil.

La energía geotérmica es la que proviene del interior del planeta. Se trata de la que contienen los géiseres y las aguas cercanas a la actividad volcánica. Estas fuentes son peligrosas porque se encuentran a altas temperaturas.

La energía magnética es la que se presenta entre un imán y un campo magnético o un cuerpo que contenga hierro metálico. Esta provoca la fuerza de atracción entre ambos.

La energía electromagnética es aquella que proviene del flujo de electrones en un material conductor, y que produce finalmente un campo magnético. Se utiliza en equipos electrónicos.

La energía radiante es la que proviene de los fotones, que son las partículas de la luz, la cual mientras más intensa se presenta, es más enérgica. Puede obtenerse del sol y de otras fuentes luminosas.

Lee más: Características de la energía.

Ejemplos de problemas con energía

1.- Una partícula de masa 2.5 kg en movimiento, pasa por un punto a una velocidad de 12 m/s y después pasa por otro a 28 m/s. ¿Cuál es su energía cinética en cada punto?

Ec=1/2 mv²

Ec₁= ½ (2.5 Kg)(12 m/s)² = 180 J
Ec₂= ½ (2.5 Kg)(28 m/s)² = 980 J

2.- Calcular la energía cinética y potencial de un cuerpo que tiene una masa de 2 kg y se mueve a una velocidad de 3 MIS de una altura de 5 m.

m = 2 kg
v = 3 m/s
h = 5 m

Ec= 1/2 mv²
Ec= ½ (2 kg)(3 m/s)²
Ec= 9 J

Ep= mgh
Ep = (2 kg)(9.8 m/s²)(5 m)
Ep = 98 J