Cuando estudiamos Física en la escuela, aprendemos que cada magnitud se expresa en ciertas unidades. Por ejemplo, la velocidad podemos expresarla o bien en m/s o en km/h (se lee metros por cada segundo y kilómetro por cada hora). Está acuñado decir, sin embargo, metros por segundo y kilómetros por hora. La intensidad de la corriente eléctrica la expresamos en ampere (cuyo símbolo es la A mayúscula), la energía en joule (se simboliza con J mayúscula) y la potencia en watt (W mayúscula). Los nombres de estas unidades corresponden a los apellidos de renombrados científicos como André María Ampere, James Prescott Joule y James Watt, que en su época hicieron notables aportes al desarrollo de la comprensión de la naturaleza en el campo de la Física y al desarrollo de la tecnología. El watt fue adoptado en 1889 por el Segundo Congreso de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia y por la Undécima Conferencia General de Pesos y Medidas, en 1960, como la unidad de potencia, e incorporada al Sistema Internacional de Unidades.
También se nos enseña en la escuela que las unidades tienen múltiplos y submúltiplos. El kilómetro es un múltiplo del metro equivalente a mil veces el tamaño de este. El milímetro es un submúltiplo del metro y equivale a la milésima parte de este. Sin embargo, a pesar de que todas estas son cuestiones relativamente bien conocidas, vemos con frecuencia que las unidades en que se expresan la potencia y la energía no se escriben o se nombran correctamente. Esto tiende a crear confusión, o incluso puede llevar a cometer errores en la interpretación de las cifras y de la información que se pretende transmitir a lectores, televidentes y radioyentes. Puede incluso confundir al alumno, quien por un lado escucha al maestro decir «kWh» en la clase de Física, y por otro lee al periodista que escribe «kW/h».
La velocidad, la intensidad de la corriente eléctrica y la potencia expresan una razón de cambio en el tiempo. La velocidad es la razón de cambio de la posición de un cuerpo en el transcurso del tiempo. Por eso la velocidad se calcula dividiendo la distancia recorrida entre el intervalo de tiempo transcurrido. Si calculamos el valor de la velocidad media de un cuerpo cuya posición ha cambiado en 10 metros en el transcurso de un tiempo de cinco segundos, el valor obtenido es 2 m/s.
Temas energéticosLa energía puede ser interpretada como una magnitud que «caracteriza la capacidad de los sistemas para cambiar sus propiedades o las propiedades de otros sistemas». Mientras mayores sean los cambios, mayor será la energía puesta en juego. Por su parte, la potencia es la magnitud que «caracteriza la rapidez con que la energía se transforma o se transmite de un sistema a otro».
En el Sistema Internacional de Unidades la energía se expresa en joule (J) y la potencia en watt (W). Las unidades no deben pluralizarse, o sea, no es correcto escribir «watts» o «kilowatts». También debe tenerse en cuenta que las unidades se escriben con minúscula cuando se escribe su nombre completo y su símbolo debe ir en mayúscula cuando lo toman de una persona, por ejemplo W, J, A.
La potencia se calcula dividiendo la energía intercambiada entre el tiempo transcurrido. Digamos por ejemplo, que se intercambia una cantidad de energía de 10 J en un tiempo de 5 s, la potencia desarrollada será igual a 2 W.
Generalmente se pasa por alto que el watt es la manera abreviada de escribir J/s (se lee joule por cada segundo, y está admitido decir joule por segundo). Una potencia de un kilowatt es mil veces un watt y se escribe kW (letra k minúscula seguida de una letra W mayúscula). Una potencia de 1 kW significa que la energía se transfiere o se intercambia durante un proceso determinado a un ritmo de 1 000 joule por cada segundo. Se puede deducir que la energía se calcula multiplicando la potencia por el tiempo.
Cuando los aparatos eléctricos están funcionando utilizan energía eléctrica en función de la potencia que tengan para transformar la energía eléctrica y del tiempo de funcionamiento. Lo que pagamos a la Empresa Eléctrica es la energía eléctrica consumida, no la potencia de los equipos electrodomésticos que tenemos en nuestra casa. Si el ritmo de transformación de la energía es de un kilowatt (1 kW), como es el caso de una hornilla eléctrica y la hornilla se usa durante una hora (1 h), entonces la energía «puesta en juego» resulta de multiplicar ambas cantidades y el resultado se escribe 1 kWh.
El kilowatt-hora, abreviado kWh, es una unidad de energía que es aceptada por el Sistema Internacional de Unidades, aunque no pertenece a este. El kilowatt-hora equivale a tres millones seiscientos mil joule (3 600 000 J).
El kilowatt-hora se usa para medir la energía eléctrica empleada, dado que es más fácil de utilizar que el joule. El joule corresponde a un watt-segundo (W.s) y es una unidad que expresa una cantidad demasiado pequeña, lo que obligaría a emplear cifras demasiado grandes para expresar la energía eléctrica que consumimos en nuestras casas, escuelas, fábricas, etc. Un watt-hora equivale a 3 600 J. Imaginemos que llega a nuestra casa el lector-cobrador y nos trae un recibo con la siguiente cifra: 550 800 000 J, que se leería quinientos cincuenta millones ochocientos mil joule. Como se observa, esta es una cifra demasiado grande y por tanto incómoda para ser manejada. Expresada en kilowatt-hora, esta cantidad es equivalente a 153 kWh y obviamente es mucho más fácil de manejar.
Otros múltiplos del watt-hora son: el megawatt-hora (MWh), equivalente a 1 000 kWh, el gigawatt-hora, equivalente a un millón de kilowatt-hora (GWh), y el terawatt-hora que son mil millones de kilowatt-hora (TWh).
Con la intención de evitar el uso de palabras como el watt, el kilowatt, el megawatt-hora y el joule, en algunos países de habla hispana se usan el vatio, kilovatio, megavatio-hora y el julio. Estas palabras (vatio, kilovatio, kilovatio-hora, megavatio-hora y julio, entre otras) no responden a alguna unidad reconocida por el Sistema Internacional de Unidades; simplemente no existe una unidad llamada vatio, ni tampoco existen el kilovatio o el kilovatio-hora, y tampoco el megavatio-hora. Este tipo de escritura y de lectura de las unidades de energía y potencia, se justifica a partir de lo planteado en la norma ISO 80000-4:2006(E), la cual expresa en la página V de su Introducción: «Los nombres de las unidades para las correspondientes cantidades vienen dados conjuntamente con los símbolos internacionales y las definiciones. Estos nombres dependen del idioma, pero los símbolos son internacionales y los mismos en todos los idiomas». Esto quiere decir que si se desea llamar vatio a la unidad en que se expresa la potencia y la palabra vatio es aceptada por la Academia de la Lengua Española, entonces no hay problema alguno en hacerlo, siempre que se respete el símbolo (W) que internacionalmente ha sido adoptado por la Organización Internacional de Normas (ISO por sus siglas en Inglés).
También se genera mucha confusión con el empleo de los prefijos de los múltiplos y submúltiplos. Por ejemplo, para escribir megawatt a veces se emplea minúscula en el prefijo «mega», por lo que la idea que se desea expresar puede perder sentido. Por ejemplo, al referirnos a la potencia de una batería de grupos electrógenos y escribimos que es de 30 mW, en realidad lo que se ha escrito es un valor que puede ser característico de un pequeño aparato electrónico (30 miliwatt), pero que es imposible que se corresponda con la potencia entregada por varios grupos electrógenos. Lo correcto sería escribir que la potencia es de 30 MW (30 megawatt).
Otra confusión bastante común es la de expresar las unidades de energía como kW/h o MW/h. La energía se calcula a partir de multiplicar la potencia por el tiempo de funcionamiento del equipo, por lo que no puede aparecer ningún cociente al escribir las unidades en que se expresa.
Hoy, cuando los cubanos nos encontramos inmersos en una Revolución Energética y libramos la batalla por la eficiencia y las fuentes renovables de energía, la cultura energética desempeña un papel esencial. Conocer y aplicar bien los conceptos, las unidades y los múltiplos en que se expresan la energía y la potencia, es parte del «ABC» de la educación energética.
*El autor es especialista de CUBAENERGÍA y miembro de CUBASOLAR.