Calidad de la Energía

Con el triste motivo de  la crisis económica que estamos viviendo, últimamente se escucha hablar mucho de la energía y algunas veces se utilizan los términos de “energía de alta calidad” y “energía de baja calidad”

La termodinámica utiliza los conceptos de “Entropía” o “Energía Libre” para valorar y expresar la calidad de la energía.

Para comprender su significado y poderlas diferenciar conviene recordar las siguientes consideraciones:

a)  La energía de alta calidad, también llamada energía superior o energía noble es la energía que utilizamos normalmente para “hacer” cosas, es decir, la energía eléctrica que mueve el ascensor de casa, la energía mecánica que nos traslada o la energía química que contiene el combustible que acciona el motor del coche.

b)  Por el contrario, la energía de baja calidad es la energía sobrante y a veces indeseable de todo proceso de transformación o transmisión de energía, es, por ejemplo, la energía en forma de calor que evacuamos por el radiador del coche, la energía que empleamos para calentar el salón de la casa o la energía que gastamos para calentar el agua de la ducha.

Todas las energías, independientemente de su calidad se expresan con la misma unidad de medida y por lo tanto no pueden ser distinguidas por su expresión numérica. La cantidad de energía se expresa en Joule (J) o en Kilovatios-ora (kWh) (1kWh = 3,6x10E6 J) y conviene que tengamos una referencia domestica de lo grande o pequeña que es esta unidad de medida:

a) 1 kWh de energía equivale a (es la energía contenida en) 86 gramos de petróleo, es decir que cuando usted llena el deposito de combustible de su automóvil lo esta recargando con -más o menos- entre 500 y 700 kWh de energía.

b) 1 kWh de energía equivale a (es la energía necesaria para) levantar 1.000 Kg desde el nivel del mar hasta una altura de 367,5 metros, o 100 Kg a una altura de 3.675 metros; es decir que si usted pesa 75 Kg y lleva una mochila de 25 Kg y está en las Islas Canarias y sube desde la playa hasta la cumbre del Teide (3.718 m.) empleará, utilizará o consumirá -más o menos- 1 kWh de energía.

c) 1 kWh de energía equivale a (es la energía consumida en) calentar 10 litros de agua de 1 a 87ºC; es decir que cada vez que prepara unos spaghetti en una perola en su cocina estará consumiendo -más o menos- 2 kWh de energía.

Por lo tanto, levantar 1.000 Kilogramos a una altura de 367,5 metros y calentar 10 litros de agua de 1 a 87ºC requiere la misma energía pero les diferencia algo fundamental, realizar el trabajo de levantar un peso requiere energía de alta calidad mientras que calentar agua se puede hacer con energía de baja calidad; es más, con la energía de alta calidad utilizada para levantar un peso podemos producir calor (energía de baja calidad) para calentar agua, sin embargo la operación inversa es muy difícil de realizar e incluso a veces es imposible, en general, con la energía de baja calidad no podemos producir energía de alta calidad.

La energía en forma de calor se diferencia sustancialmente de las otras formas de energía porque en un proceso continuo nunca puede ser transformado de forma integral en trabajo mientras que en la aplicación y uso de cualquier otra forma de energía siempre se produce un calor residual. La física ha formulado este este concepto de degradación de la energía  como el 2º principio de la termodinámica.