Todos hablamos de la energía y tenemos una idea de lo que significa; sin embargo, no podemos definirla de una forma simple, diferente a aquella que aparece en los libros de física o de química: “Energía es la capacidad de producir un trabajo”. Esa definición no significa mucho para quien no estudia ciencia, pero -como se mencionó antes- todos tenemos una idea de lo que es.
Para contextualizar el tema, comencemos por reconocer que existen muchas formas en que se manifiesta la energía; puede ser en forma de calor o mediante el flujo de electrones que circulan por un alambre (energía eléctrica) para encender un foco, que a su vez emite parte de esa energía en forma de luz, o bien, hay una gran cantidad de energía almacenada en forma química en los alimentos (incluso en las etiquetas de los mismos podemos ver que tal golosina contiene 50,000 calorías, por ejemplo). Todos entendemos que una dieta de alrededor de 2000 kilocalorías es la ideal para mantenernos en buena forma y si consumimos más, esa energía extra se acumula en forma de grasa en nuestro abdomen.
También nos han enseñado en la escuela que “la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”, lo que se conoce como el Principio de Conservación de la Energía. Este enunciado es muy simple, pero cuando se reconoce su significado tiene un gran impacto en absolutamente todos los fenómenos conocidos en la Naturaleza y en el Universo. Es un principio fundamental que da explicación a cualquier proceso físico, químico, biológico, tecnológico e incluso, hasta es posible aplicarlo en fenómenos sociales. Es más, cualquier fenómeno o proceso natural ocurre porque se cumple el Principio de Conservación de la Energía. Dado que la energía se conserva (existe una cantidad constante), lo que percibimos son transformaciones entre los distintos tipos de energía y eso lo interpretamos como fenómenos físicos, químicos, biológicos, etc.
Para explicar lo anterior, consideremos algunos ejemplos de la vida cotidiana: Imaginemos que compramos un producto alimenticio empacado, de tal forma que leemos en la información nutrimental en la etiqueta que cada porción aporta unas 309 kcal (309 mil calorías). Esto significa que contiene esa cantidad almacenada en forma de energía química (las calorías son una de las unidades en que se mide la energía). Cuando comemos ese alimento, parte de esa energía la utilizará nuestro cuerpo para bombear nuestra sangre (convirtiéndose en energía mecánica y energía cinética); parte será utilizada para generar calor (otra forma de energía) y mantener una temperatura de unos 36.5 °C; otra parte será utilizada para mover nuestros músculos y huesos transformándose de nuevo en energía mecánica (cinética y potencial), etc., para que al final de cuentas, si consumimos más energía de la que utilizamos para todas las funciones cotidianas de nuestro cuerpo, esa parte se almacenará como energía química en forma de grasa en nuestro abdomen, cumpliéndose así el mencionado Principio de Conservación. En otras palabras, engordamos simplemente porque se cumple dicho principio.
Otro ejemplo lo podemos ver en una feria, donde los carritos de las “montañas rusas” nos proveen de grandes emociones con las intrincadas trayectorias que siguen gracias a que la energía potencial (gravitacional), que se acumula cuando inicia el juego y se eleva al carrito hasta su punto de máxima altura, se transforma en energía cinética al “caer” por la vía, acelerando primero para después realizar giros e ir descendiendo gradualmente hasta llegar al final al nivel del suelo.
Un ejemplo más es el clima. El viento, las corrientes marinas, las bajas temperaturas del invierno o las altas en el verano ocurren también gracias a que se cumple el Principio de Conservación de la Energía. Las leyes de la termodinámica nos dicen que el calor es la energía que fluye siempre desde un sistema de mayor temperatura hacia uno de menor temperatura y nunca al revés, es decir, que nunca podríamos calentar una taza de café caliente con un trozo de hielo, lo cual es lógico. Precisamente por ello, el viento o las corrientes marinas existen porque parte de la atmósfera (o el océano) son calentados por la energía en forma de radiación proveniente del Sol y parte de ellas se encuentra a menor temperatura (por ejemplo, del lado de la tierra que está de noche), así que para que la energía total se conserve, grandes masas de aire o agua se mueven (mediante el fenómeno de convección) para tratar de equilibrar la diferencia de temperaturas. Nuevamente, el calor fluye de las zonas más calientes hacia las más frías para buscar el equilibrio térmico, y en el proceso mueve al aire y al agua produciendo vientos y corrientes marinas (provocando incluso huracanes o la famosa corriente de “El Niño”) y diferentes climas de acuerdo con la configuración de la tierra. Así que también estos procesos naturales son debidos a que se cumple el Principio de Conservación de la Energía.
De igual manera que en los ejemplos anteriores, es posible dar explicación a todos los fenómenos naturales a través de la conservación de la energía, e incluso los científicos lo han aplicado en las grandes teorías sobre el origen y desarrollo del Universo.
