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“La energía ni se crea ni se destruye. Solo se transforma”
Todos hemos escuchado esta frase miles de veces, pero, ¿sabemos realmente qué significa? Esta ley de la conservación de la energía, en resumidas cuentas, afirma que en el momento del Big Bang, se liberó una cantidad concreta de energía, la cual sigue “intacta” a día de hoy.
Es decir, en el Universo existe la misma energía ahora que hace 13.800 millones de años. Lo único que ha hecho es transformarse, es decir, ir cambiando de energía calorífica a mecánica, a lumínica, a gravitacional, a eléctrica, a nuclear, etc.
Por ello decimos que la energía ni se crea (solo pudo haberlo hecho en el momento del Big Bang, pero muchas cosas son todavía un misterio) ni se destruye, simplemente se va pasando de un tipo de energía a otra. Y en el artículo de hoy veremos cuáles son.
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¿Qué es la energía?
Definir la energía no resulta sencillo. De todos modos, vamos a intentarlo. Y es que la energía es, a grandes rasgos, la capacidad de un objeto material para realizar un trabajo, es decir, conseguir que otro cuerpo (o él mismo) altere su estado químico y/o físico.
Es una propiedad inherente de todos y cada uno de los cuerpos del Universo, desde las partículas subatómicas hasta los cúmulos de galaxias. Todo aquello con masa tiene una energía vinculada a él, no importa de qué tipo sea o en qué intensidad se presente.
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En resumidas cuentas, todo aquello que implique un cambio en el estado físico o químico de un objeto es porque otro ha sido capaz de transformar una energía en otra. Y esto sucede a todas horas y ha ocurrido desde los orígenes del Universo.
Los cuerpos consumen energía y, con ello, pueden alterar la naturaleza tanto de ellos mismos como de los que están a su alrededor. Desde la colisión de dos coches en la carretera hasta el estallido en supernovas de las estrellas de nuestra galaxia, pasando por la combustión de combustible, los rayos, los planetas orbitando alrededor del Sol, la calefacción que encendemos en invierno, los imanes que se atraen…
El Universo es materia y energía. Y ambas están intrínsecamente relacionadas. Todo lo que implique un cambio en el estado químico o físico de un cuerpo está mediado por el paso de un tipo de energía a otra.
¿Qué tipos de energía existen?
Ahora que hemos entendido qué es la energía, podemos pasar a ver sus principales tipos. Recordemos que la “cantidad” de energía en el Universo se ha mantenido estable desde su nacimiento. Y es que absolutamente todo lo que sucede en el Cosmos y los cambios que ocurren en él no son más que cambios de fase en la energía.
En otras palabras, siempre que veamos un cuerpo cambiando de estado químico (desprender calor, por ejemplo) o físico (cambiar de forma, por ejemplo) es porque un cuerpo con materia ha sido capaz de alterar el tipo de energía en él mismo o en otro objeto. Ahora lo entenderemos mejor.
1. Energía mecánica
La mecánica es un tipo de energía en la que la posición y movimiento de un objeto se coordinan para realizar un trabajo de carácter físico. En otras palabras, el cuerpo material consigue producir un movimiento, ya sea en él mismo o en otro objeto. Cuando transformamos nuestra energía química (de nuestras células) para levantar un lápiz, estamos ante este tipo de energía.
2. Energía eléctrica
La energía eléctrica es aquella que surge de la atracción entre partículas cargadas positivamente y otras cargadas negativamente. La corriente eléctrica que todos conocemos nace de esta energía, en la cual los electrones de los átomos viajan libremente por un material conductor. Posteriormente, la energía eléctrica se transforma en otro tipo, como por ejemplo la lumínica, como cuando encendemos la luz de casa.
3. Energía magnética
La energía magnética es aquella que “nace” (realmente ninguna energía nace de la nada) de la atracción entre cuerpos que poseen un campo de fuerza magnético, con un palo positivo y otro negativo. Dos objetos con fuerza magnética pueden atraerse a través de la energía magnética, la cual se puede transformar, por ejemplo, en mecánica, en caso de que su movimiento se vea alterado.
4. Energía química
La energía química es aquella que surge debida a la unión de distintos átomos, la cual, cuando se rompe, libera energía. Dependiendo del elemento en cuestión y de sus propiedades, la energía que se almacenará en sus enlaces será distinta. Lo importante es que cuando esta unión se rompe, es decir, la molécula se descompone, esta energía se libera y se transforma en otro tipo de energía.
Cuando nuestras células rompen moléculas (que vienen de los alimentos que comemos) para permitirnos desarrollar una energía mecánica, estamos ante este tipo de energía.
5. Energía sonora
La energía sonora es aquella en la que las ondas vibran a través de medios físicos, como puede ser el aire, el agua o materiales sólidos. Esta vibración en las partículas llega a nuestros oídos y nosotros lo transformamos en sonido.
6. Energía nuclear
Los protones y los neutrones de los átomos se mantienen unidos de forma increíblemente fuerte gracias a este tipo de energía: la nuclear. Cuando rompemos este núcleo y los protones se separan de los neutrones, se libera una enorme cantidad de energía, que se transforma en energía térmica.
7. Energía electromagnética
La energía electromagnética es aquella que nace de la unión de las fuerzas eléctricas y magnéticas, es decir, por cuerpos que tienen un campo tanto eléctrico como magnético. Esta energía se transforma después en térmica, lumínica o radiante.
8. Energía termodinámica
La energía termodinámica hace referencia al trabajo que puede realizar un sistema en el cual hay distintas fases de transferencia de calor. En otras palabras, permite el intercambio de calor entre distintos cuerpos.
9. Energía radiante
La radiante es el tipo de energía que surge de la vibración de electrones dentro de un campo electromagnético. La luz, los rayos X, los rayos gamma, etc, todas son formas de energía radiante, pues implican el viaje de partículas por el espacio a la velocidad de la luz.
10. Energía de enlace
La energía de enlace está muy relacionada con la química en el sentido que mide la fuerza de unión entre dos átomos, aunque en este caso no hace referencia a la energía que se libera cuando se rompen, sino a la energía que se necesita para juntar dos átomos.
11. Energía gravitatoria
Todos los cuerpos con masa tienen gravedad, aunque solo sea palpable cuando estudiamos cuerpos masivos, como las estrellas, los planetas, las galaxias, los agujeros negros… Sea como sea, la fuerza de atracción entre dos cuerpos con masa es lo que se conoce como energía gravitatoria, la cual acaba afectando al movimiento de ambos objetos.
12. Energía térmica
La energía térmica es la que surge del movimiento de las partículas que constituyen un cuerpo. Cuanta mayor sea la temperatura en el medio, más rápido se moverán los átomos del objeto, lo que se traduce en una mayor energía térmica.
13. Energía geotérmica
La energía geotérmica es un tipo de energía térmica que hace referencia al calor que emana de las profundidades del planeta Tierra. Se trata de una forma de energía renovable que empieza a utilizarse en distintos lugares del mundo.
14. Energía de disociación de enlace
La energía de disociación de enlace está relacionada con la química y la de enlace, aunque en este caso no hace referencia ni a la energía que se libera cuando se rompe ni a la que se necesita para juntar dos átomos, respectivamente, sino a cuánta energía debemos introducir en el sistema para romper la unión entre los dos átomos.
15. Energía elástica
La energía elástica es aquella que se almacena en un cuerpo capaz de estirarse y que se libera cuando dejamos de aplicar fuerza sobre él. Estos objetos elásticos regresan a su estado inicial, pero liberan energía por el camino. Lo que sucede con los arcos y las flechas es un claro ejemplo, pues al tensar el arco lo cargamos de energía elástica, que se liberará cuando soltemos la cuerda y se transformará en una energía mecánica capaz de mover la flecha.
16. Energía lumínica
La energía lumínica es un tipo de energía radiante y que surge del impacto de la luz sobre un cuerpo. La luz viaja a 300.000 km/s y las partículas que la componen pueden alterar la física y química de los objetos, transformándose por ejemplo en energía térmica.
17. Energía solar
La energía solar es un tipo de energía lumínica que surge de la fusión nuclear del hidrógeno, un proceso que sucede en el interior de las estrellas y que libera enormes cantidades de energía. La energía nuclear se transforma en energía radiante, que llega a la Tierra. La fracción lumínica de esta radiación puede ser utilizada como energía renovable, por no hablar que la energía solar ha hecho posible el desarrollo de la vida gracias a su transformación en energía térmica.
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18. Energía eólica
La energía eólica es aquella que surge del movimiento del viento dentro de la atmósfera. Esta forma de energía mecánica está siendo muy utilizada como energía renovable, pues el aire en movimiento permite que se muevan las aspas de los molinos, llevando a una energía mecánica que puede transformarse después en energía eléctrica.
19. Energía hidráulica
Al igual que el aire, el agua en movimiento también permite el movimiento de sistemas. En este caso, la propia fuerza de la gravedad hace que el agua se mueva, almacenando así energía mecánica que puede transformarse en eléctrica.
20. Energía mareomotriz
La energía mareomotriz es una forma de energía hidráulica en la que no deben construirse presas ni otros sistemas para mover el agua, pues se aprovecha directamente la fuerza del agua en el mar. Las mareas, las corrientes, las olas… Todo ello tiene una energía almacenada que puede transformarse en eléctrica.
21. Energía oscura
Terminamos la lista con la forma de energía más extraña y uno de los mayores misterios del Universo. La aparición de este término se dio a finales de los años 90, momento en el que se observó que la expansión del Universo ocurría a una velocidad demasiado rápida. Es decir, esta expansión acelerada no podía explicarse mediante las energías anteriormente mencionadas.
Los astrónomos, pues, llegaron a la conclusión de que en el Cosmos debe haber una energía que lo impregna todo (de hecho, se estima que conforma el 70% del Universo) y que no podemos ver ni medir. Este término, que resulta muy comercial, hace referencia a una energía que provocaría una repulsión entre los cuerpos del Universo, haciendo que estos se separen.
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En otras palabras, la energía oscura sería el contrario a la gravitatoria. Estas dos energías estarían “en lucha” por todo el Universo. Si no existiera esta energía oscura, todo en el Cosmos tendería a juntarse por la gravedad. Si esto no sucede y se expande es gracias a esta energía de repulsión entre partículas.
