Introducción

La energía térmica es una forma de energía presente en todos los sistemas y está relacionada con la temperatura. En este artículo, exploraremos a fondo qué es la energía térmica, cómo se manifiesta, para qué sirve, sus diversos usos y aplicaciones, los tipos de energía térmica existentes y las ventajas que ofrece cada una de ellas. Además, analizaremos cómo funciona la energía térmica y sus características.

¿Qué es la energía térmica?

La energía térmica, también conocida como energía calorífica, es la energía que posee un cuerpo debido al movimiento de sus partículas. Este movimiento puede ser de traslación, rotación o vibración. La energía térmica se transfiere de un cuerpo a otro en forma de calor, siempre que exista una diferencia de temperatura entre ellos..

La cantidad de energía térmica que posee un cuerpo depende directamente de su temperatura. Esta energía se transfiere siempre de los cuerpos más calientes a los más fríos y se mide en julios (J) en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Además, puede convertirse en otras formas de energía, como energía mecánica o eléctrica, y está presente en todos los sistemas, desde los objetos cotidianos hasta las estrellas. Entre otros conceptos relacionados, dentro de la medición de este calor, concretamente la transmitancia térmica es un factor importante a considerar al evaluar la eficiencia, por ejemplo, de un edificio, y es crucial entender cómo minimizar las pérdidas de calor

¿Para qué sirve la energía térmica?

La energía térmica es fundamental para numerosas aplicaciones en nuestra vida diaria y en la industria. Desde calentar nuestros hogares hasta generar electricidad, sus usos son diversos y esenciales.

La energía térmica es la base del funcionamiento de los sistemas de calefacción y refrigeración de espacios residenciales, comerciales e industriales, pues climatizar consiste precisamente en extraer o aportar calor a un espacio interior. Hoy en día, en Iberdrola disponemos de diversos sistemas de climatización, como la aerotermia, el aire acondicionado y las calderas y calentadores de gas. Además, herramientas como el Termostato Smart de Iberdrola pueden ayudar a controlar la temperatura de un espacio de manera eficiente.

Concretamente en los sistemas de refrigeración, la energía térmica se utiliza en sistemas como frigoríficos, cámaras de frío y aires acondicionados. La cocina es otro de los ámbitos residenciales e industriales en los que se usa. Se emplea para preparar alimentos mediante gas, electricidad o leña. Además, se utiliza en hospitales y lavanderías industriales para generar vapor y esterilizar equipos, y en regiones áridas se aplica en la desalinización de agua para obtener agua potable.

Entre otras aplicaciones esenciales vinculadas a la energía térmica encontramos la generación de electricidad: las centrales térmicas (carbón, ciclo combinado, etc.) utilizan la energía térmica para hervir agua y generar vapor que mueve turbinas conectadas a generadores eléctricos.

Por otro lado, en los procesos industriales, la energía térmica sirve para calentar, fundir, evaporar y esterilizar materiales en industrias alimentarias, químicas y manufactureras. También se aplica en transporte, ya que los motores de combustión interna convierten la energía térmica de la combustión en energía mecánica en automóviles, aviones y barcos.

¿Cómo funciona la energía térmica?

La energía térmica funciona mediante la transferencia de calor entre cuerpos o sistemas con diferentes temperaturas. Esta transferencia puede ocurrir de tres maneras principales: conducción, convección y radiación. 

La conducción implica la transmisión de calor a través de un material sólido, pasando la energía de molécula a molécula sin un movimiento masivo del material. La convección ocurre en fluidos (líquidos o gases), donde el calor se transporta mediante el movimiento del propio fluido. Por último, la radiación transfiere calor a través de ondas electromagnéticas, sin necesidad de un medio material.

Usos y aplicaciones de la energía térmica

La energía térmica tiene una amplia gama de aplicaciones en diversos sectores. En la industria, se utiliza para generar vapor en procesos industriales, calentar hornos y calderas y calentadores de gas, secar materiales y realizar destilación y refinación de productos químicos. 

En el sector residencial, se emplea para la calefacción de viviendas y edificios mediante diferentes sistemas, como Smart Clima de Iberdrola, la producción de agua caliente sanitaria y la cocción de alimentos. Dentro del sector energético, la energía térmica se aprovecha en la generación de electricidad en centrales térmicas, en la producción de energía geotérmica y en la energía solar térmica. 

Tipos de energía térmica

Existen diferentes tipos de energía térmica, dependiendo de su origen y forma de obtención. 

• La energía geotérmica proviene del calor interno de la Tierra y se utiliza para generar electricidad y calentar edificios. 
• La energía solar térmica, obtenida del sol, se emplea para calentar agua y generar electricidad. 
• La energía de biomasa surge de la combustión de materia orgánica como madera, residuos agrícolas y desechos animales, para generar calor y electricidad. 
• La energía nuclear proviene de la fisión de átomos de uranio o plutonio y se utiliza para generar electricidad en centrales nucleares. 
• La energía de combustibles fósiles, derivada de la combustión de carbón, petróleo y gas natural, también se utiliza para generar calor y electricidad.

Ventajas de la energía térmica

La energía térmica ofrece varias ventajas. Es abundante y disponible en diversas fuentes, lo que la hace muy accesible. Además, puede aplicarse en una amplia gama de usos, demostrando gran versatilidad. Los sistemas de energía térmica pueden alcanzar altos niveles de eficiencia energética, especialmente en aplicaciones de cogeneración y trigeneración, y en algunos casos puede resultar más económica que otras formas de energía.

La energía térmica es una forma de energía esencial para nuestra sociedad, con una amplia gama de usos y aplicaciones. Comprender su funcionamiento y los diferentes tipos que existen es fundamental para aprovechar al máximo sus beneficios y minimizar sus impactos negativos.