Energía y Potencia

El último apagón que dejó el 90% de la población de Chile a oscuras a solo quince días del terremoto demostró la vulnerabilidad de nuestro sistema eléctrico que las autoridades no comprendían la diferencia entre energía y potencia.

Comprendiendo bien la realidades

El último apagón que sufrió Chile hace pocas semanas demostró varias cosas: la vulnerabilidad de nuestro sistema eléctrico en primer lugar y el hecho de que las autoridades no comprendían la diferencia entre energía y potencia. Las explicaciones que se dieron fueron realmente notables, casi de antología.

En este párrafo trataremos de dar los conocimientos básicos sobre energía y potencia, de manera que sean comprensibles para cualquier usuario de este sitio.

Energía:

Tal como el nombre lo dice es una cantidad que es independiente del tiempo. Es totalmente análogo al concepto de trabajo. La unidad internacional para medir energía es el Joule que equivale a un trabajo de 1 Newton multiplicado por 1 metro.

El concepto de trabajo es bastante intuitivo. Uno sabe que para realizar una excavación de un cierto volumen se debe realizar un cierto trabajo. Puede que se demore más o menos, pero la cantidad de trabajo que se requiere es función del tamaño de la excavación.

También el concepto de calor es bastante intuitivo. Uno sabe que al quemar una cierta cantidad de combustible, se va a generar una cierta cantidad de calor.

El gran avance en el Siglo XIX fue reconocer que tanto calor como trabajo eran ambas manifestaciones de un concepto más amplio que llamamos ahora energía.

Sabemos, por ejemplo, que la ingesta diaria en alimentos de un adulto tiene el equivalente energético de unas 2.000 kcal. Como:

1 kWh = 860 kcal

Esto significa que la ingesta diaria de un adulto equivale a unos 2,3 kWh de energía.

Las compañías eléctricas nos cobran todos los meses la energía eléctrica que consumimos, es decir los kWh (kilo Watt hora). Una típica cuenta mensual domiciliaria es del orden de los 150 a 200 kWh.

Un kilo Watt hora es simplemente la energía que se utiliza si uno tiene un consumo de 1000 Watts (1 kilowatt) durante una hora. Así tenemos que:

1 kWh = 1000 Watts x 1 hora = 1 kW x 1 hora = 1 kWh
1 Watt = 1 Joule/seg
1 kWh = 1000 Watts x 3600 segundos = 3.600.000 Joules
1 kWh = 3,6 MJ

Unidades mayores:

Para medir cantidades mayores de energía, se usan habitualmente los Megawatthora (MWh) los Gigawatthora (GWh) y los Terawatthora (TWh). Esto significa:

1000 kWh = 1 MWh
1000 MWh = 1 GWh
1000 GWh = 1 TWh

Los sufijos kilo, Mega, Giga y Tera están relacionados con la siguiente serie de exponentes:

kilo = 103
Mega = 106
Giga = 109
Tera = 1012

Potencia:

El concepto de potencia también es muy sencillo, es simplemente la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Típicamente se mide en Watts.

Por ejemplo, una persona, al andar en bicicleta, realiza una potencia del orden de los 50 Watts.

Que una ampolleta sea de 100 Watts significa que consume una potencia de 100 Watts, es decir 100 Joules/segundo.

Si en la casa se consume una energía mensual de 200 kWh, la potencia media utilizada será de los 0,28 kW (280 Watts):

Pot. Media = 200 kWh/ 30 días = 6,67 kWh al día

Como un día tiene 24 horas, esto significa que la potencia horaria media es:

Pot. Media = 6,67 kWh / 24 horas = 0,28 kW

Por supuesto nunca se está consumiendo la potencia media. Hay horas en que se consume más y horas que se consume menos. La potencia máxima que se consume es del orden de 2 a 3 kW.

A nivel doméstico el artefacto que más energía suele consumir es el refrigerador. La potencia que el mismo consume es de 200 a 300 Watts. Eso sí que el refrigerador, si es eficiente y está en buen estado, opera solo entre el 20 y 30% del tiempo. Así que un refrigerador con un compresor de 250 Watts de potencia gastará al mes, si opera un 25% del tiempo:

Energía mensual = 0,25 kW * 30 *24 hrs * 0,25 = 45 kWh

Grandes Potencias y Grandes cantidades de Energía:

Cuando pasamos a nivel de lo que ocurre en el país, los números cambian fuertemente. Vimos que el consumo eléctrico medio mensual por hogar es del orden de los 200 kWh. Si uno considera que en Chile hay unos 4 millones de hogares, el consumo del sector doméstico estará entre los :

Energía Anual Hogares = 200 kWh * 12 *4.000.000 = 9.600.000.000 kWh/año
Energía Anual Hogares = 9.600 GWh

Si consideramos que el consumo anual de energía eléctrica en Chile fue de 56.640 GWh en el año 2008. Esto significa que el consumo doméstico representa solo el 17% de la generación eléctrica total.

E incluso sumando consumo residencial, institucional y comercial, el total es menos del 30% de la demanda eléctrica nacional.

Así que la demanda eléctrica grande está en pocos sectores. Un sector que es muy intensivo en el uso de energía es la minería. En el SING, este sector representa casi el 80% de la demanda eléctrica total.

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Escrito por admin en 26 junio, 2011. Archivado como Antecedentes, Destacado. Puedes seguir las respuestas por el RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta o un trackback a esta entrada