Energía y eficiencia — Ingeniería, 11–13 años
Los aparatos reciben energía y la transforman en movimiento, luz, sonido o calor útil. La eficiencia compara el resultado útil con la energía suministrada, porque parte de ella se dispersa como calor, sonido o rozamiento no deseados.
Energía útil frente a energía suministrada
Una máquina normalmente no transforma toda la energía que recibe en el resultado deseado. Un motor eléctrico puede producir movimiento, pero parte de la energía calienta sus cables y rodamientos. La eficiencia indica qué parte de la energía suministrada se convierte en resultado útil, normalmente mediante una fracción o un porcentaje.
Por qué importan las pérdidas a los ingenieros
Antes se trataba la energía como algo que las máquinas podían desperdiciar sin demasiada preocupación. Al crecer los motores, las casas y las fábricas, la energía desperdiciada significó más combustible, costes y contaminación. La eficiencia se convirtió en una forma de comparar diseños y encontrar dónde el aislamiento, la lubricación o mejores piezas podían reducir pérdidas.
Calcular una eficiencia
Un motor pequeño recibe 100 julios de energía eléctrica y produce 70 julios de movimiento útil. La eficiencia es la energía útil dividida por la energía suministrada: 70 ÷ 100 = 0,70. Multiplica por 100 para obtener el porcentaje: el motor tiene un 70 % de eficiencia y 30 julios se convirtieron en calor o sonido no deseados.
La energía no desaparece en una máquina
Es tentador decir que la energía que falta ha desaparecido cuando una máquina es poco eficiente. En realidad, se ha transferido a otras formas, normalmente calor, sonido o vibraciones que no queremos. Decir que se ha «perdido» es una forma breve de hablar, pero no significa que haya dejado de existir.
Hacer más eficientes los aparatos cotidianos
Un hervidor, una bicicleta, un coche y una casa pueden mejorar si se busca la energía que no ayuda a realizar el trabajo. Un buen aislamiento frena la salida de calor, el aceite reduce el rozamiento de las piezas móviles y las lámparas LED convierten más energía eléctrica en luz que las antiguas de filamento. Los ingenieros mejoran la eficiencia sin pretender que las pérdidas lleguen a cero.
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