APLICACIÓN DE LA ENERGÍA EN LOS PROCESOS PRODUCTIVOS

¿Qué es la energía Potencial mecánica?

Entendemos por energía mecánica aquella que un cuerpo o un sistema obtienen a raíz de la velocidad de su movimiento o su posición específica, y que es capaz de producir un trabajo mecánico. En líneas generales, la energía mecánica involucra tanto la energía cinética, la energía elástica y la energía potencial de un objeto.

La energía mecánica se conserva en los campos conservativos y en los que forman partículas de acción puramente mecánica, manteniéndose así constante en el tiempo, de acuerdo a la siguiente formulación:

Emec = Ec + Ep + Ee =cte.

En donde Ec es la energía cinética del sistema, Ep su energía potencial gravitatoria y Ee su energía potencial elástica.

Esto no ocurre en sistemas de partículas cargadas de movimiento (pues la energía mecánica se transforma en electromagnética), o en sistemas termodinámicos que atraviesan cambios de estado (la convierten en energía térmica) o en la mecánica de los medios continuos disipativos (en los que la energía se disipa debido a deformaciones y generación de calor).

La energía mecánica es frecuentemente utilizada para realizar trabajos puntuales o convertirla en otras formas de energía, como es el caso de la energía hidráulica, que aprovecha la energía potencial del agua que cae; la energía eólica, que aprovecha la energía cinética del viento, o la energía mareomotriz, que aprovecha la energía cinética de las mareas.

Existen dos tipos de energía mecánica, como se ha visto. Estos son:

    Energía cinética. Aquella que se deriva del movimiento de los objetos o sistemas, y que tiene que ver con su velocidad y su desplazamiento. Por ejemplo, una bola en movimiento.
    Energía potencial. Aquella que tiene que ver con la posición o la forma de los objetos o sistemas, de los que depende una capacidad de trabajo, y que puede a su vez ser de dos tipos:

• Energía potencial gravitatoria. Aquella que se debe a la acción de la gravedad sobre los cuerpos, como es el caso de un objeto que cae de una altura.

• Energía potencial elástica. Tiene que ver con la constitución y forma del material del objeto, que tiende a recuperar su forma original luego de haber sido sometido a fuerzas que lo deformen, como es el caso de un resorte de metal.

Ejemplos de energía mecánica

Algunos ejemplos posibles de energía mecánica en sus diferentes formas son los siguientes:

    Un carrito de montaña rusa. En su punto más alto del ascenso, el carrito habrá acumulado suficiente energía potencial gravitatoria (debido a la altura) para caer libremente un segundo después y convertirla toda en energía cinética (debido al movimiento) y alcanzar velocidades de vértigo.
    Un molino de viento. La energía cinética del viento le brinda un empuje que las aspas del molino atrapan y convierten en trabajo mecánico: hacer girar el engranaje que molerá, más abajo, los granos o el trigo del campesino.
    Un péndulo. El ejemplo clásico de cómo la energía potencial gravitatoria del peso se convierte en energía cinética para hacerlo mover en su recorrido, conservando la energía mecánica total.