 Como hemos visto, en la actualidad, el consumo energético es responsable de tres cuartas partes de las emisiones de efecto invernadero. Por ello, en este vídeo, vamos a describir los conceptos físicos básicos que responden a preguntas como ¿qué es la energía?, ¿qué tipos de energía existen?, ¿cuál es el principio de conservación de la energía?, ¿qué es un balance de energía? Para ello, vamos a empezar describiendo otras variables fundamentales como son la fuerza y el trabajo. Se define como fuerza toda acción capaz de alterar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo, es decir, toda acción capaz de producir una aceleración en un cuerpo. Se trata de una magnitud pectorial, ya que tiene una dirección de aplicación, un sentido y un módulo. La magnitud física trabajo se define como el producto de una fuerza por el desplazamiento que ésta produce. Conociendo estos conceptos, podemos definir la energía como la capacidad de un sistema para realizar un trabajo físico. Trabajo y energía son magnitudes que se refieren a una misma cosa. Por eso se miden con las mismas unidades, el julio, la caloría, el batio hora o la tonelada equivalente de petróleo. Pero ¿cómo puede un sistema almacenar energía? Todo cuerpo, por el hecho de moverse, posee una energía que depende de su masa y su velocidad. Cuanto mayor es la masa del cuerpo, más energía posee. Es lo que se denomina energía cinética. Y existe otro tipo de energía fundamental, la que posee en los cuerpos en función de las posiciones relativas entre ellos y de la interacción con otras propiedades físicas, como la carga eléctrica o la masa. Una masa posee más energía por estar a mayor altura que otra en presencia del campo gravitatorio terrestre. Para elevar dicha masa es necesario aplicar una fuerza y, por lo tanto, un trabajo sobre la misma. Es lo que se denomina energía potencial. El resto de energías que observamos en el día a día son, en esencia, formas de estos dos tipos básicos de energía. Por ejemplo, la energía térmica es la suma de las energías cinéticas de los átomos que componen la materia. La transformación de un tipo de energía en otra es algo que ocurre constantemente. Por ejemplo, encontramos cuerpos que poseen únicamente energía potencial y transforman dicha energía acelerándose, hasta que toda su energía es cinética. Y existen procesos que incluyen muchas más transformaciones de energía. Vamos a ver, como ejemplo, el lanzamiento de un proyectil. La energía química de la pólvora que acciona el cañón se transforma en la energía cinética que mueve el proyectil. A medida que el proyectil gana a altura, pierde energía cinética, que se transforma en energía potencial. Cuando empieza a descender, se da el proceso contrario. A medida que va perdiendo altura, el proyectil pierde energía potencial, que se transforma en energía cinética. Finalmente, cuando el proyectil choca contra el suelo, toda esa energía se transforma en calor, que se transfiere al ambiente. En conclusión, podemos deducir que la energía es una propiedad dinámica que se va transformando en sus diferentes tipos y transfiriendo de un sistema a otro. Esto es lo que se conoce como el principio de conservación de la energía, que afirma que en cualquier sistema físico aislado, la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. De este principio de conservación, se deduce que si un sistema mantiene un nivel de energía constante en el tiempo, en forma de velocidades, temperaturas, posiciones, etc., el balance de las energías que entran menos las que salen del mismo debe ser nulo. Esta idea es universal a la hora de estudiar cualquier sistema físico, desde las partículas subatómicas, hasta como ya hemos visto, el balance energético de la Tierra. Podemos considerar el balance energético del propio cuerpo humano. El cuerpo necesita de un aporte energético para realizar sus funciones vitales, como el funcionamiento de todos sus sistemas, la generación de calor corporal o el trabajo realizado por sus músculos. Este aporte se realiza a través de los alimentos que ingerimos. De forma muy simplificada, a través del metabolismo, cuando el balance de energía del cuerpo es positivo, almacenamos dicho exceso en forma de tejido a diposo y viceversa. Otro tipo de balance energético presente en nuestra vida diaria podría ser el de nuestros propios hogares. La segunda ley de la termodinámica establece que el calor fluye de forma natural de los focos calientes a los fríos, hasta que las temperaturas de ambos se igualan. Si queremos invertir este proceso, será necesario emplear algún tipo de máquina térmica que tendrá necesariamente un consumo energético. Estos aplican nuestras viviendas de manera que cuando la temperatura exterior es fría, estas tienden a ceder su calor al exterior y viceversa. En ambos casos nos interesa interponer las mayores barreras posibles para que la temperatura interior de la vivienda se mantenga estable. En los casos en que la diferencia de temperatura sea elevada, será necesario emplear dispositivos que introduzcan o saquen calor de la vivienda para equilibrar el balance, a cambio de un gasto energético en forma de electricidad o de combustibles como leña y carbono. Como resumen de esta segunda sección del módulo 4, podemos destacar los siguientes conceptos. La energía es la capacidad de un sistema de producir un trabajo, es decir, de aplicar una fuerza y de generar un movimiento. Existen diferentes tipos de energías y los dos básicos son la energía potencial y la energía cinética. El principio de conservación de la energía establece que la energía no se crea ni se destruye, sino que solo se transforma. Una forma de analizar cualquier sistema físico es estudiar su balance de energías, es decir, las energías que entran del mismo menos las que salen. En el siguiente vídeo vamos a analizar las fuentes de energía que el ser humano emplea en la actualidad.