Convertir energía

Sobre las unidades

• Julios (J) – El julio es la unidad coherente de energía, trabajo y cantidad de calor del SI: kilogramo por metro cuadrado y segundo al cuadrado, es decir, el trabajo de una fuerza de un newton a lo largo de un metro. La NOM-008-SE-2021 lo recoge, así que es la unidad oficial de la energía en México, aunque el etiquetado de alimentos cuenta en kilojulios. Un electronvoltio son 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ julios. La trampa es el newton metro: misma dimensión, pero el par no es energía.
• Kilojulios (kJ) – Un kilojulio son 1000 julios, porque el prefijo kilo vale 10³, y como múltiplo decimal forma parte del Sistema General de Unidades de Medida. Es la unidad con que abre la declaración nutrimental mexicana: la NOM-051 pide el contenido energético en kJ con las kcal entre paréntesis, por 100 gramos, por 100 mililitros o por porción. Una kilocaloría son 4.184 kilojulios, así que la cifra en kilojulios siempre es más de cuatro veces mayor, y por eso el consumidor sigue leyendo la de kilocalorías.
• Megajulios (MJ) – Un megajulio es un millón de julios, porque el prefijo mega vale 10⁶, y como múltiplo decimal del julio forma parte del Sistema General de Unidades de Medida. Sirve para el contenido energético de los combustibles y para los balances energéticos. La referencia sencilla: un kilovatio hora son exactamente 3.6 megajulios. Dos trampas: entre megajulio y megavatio hora hay un factor de 3600, y el megajulio por kilogramo no es el megajulio por litro, porque el diésel y la gasolina tienen densidades distintas.
• Calorías (cal) – La caloría no es una sola unidad. La caloría termoquímica son exactamente 4.184 julios y la de la tabla internacional, 4.1868; esta conversión usa la termoquímica. No aparece en la tabla de unidades que la NOM-008-SE-2021 acepta junto al SI, mientras que la kilocaloría sí se imprime en la etiqueta, entre paréntesis después del kilojulio. La gran trampa es el nombre: las “calorías” de la comida son en realidad kilocalorías, mil veces mayores. Un plátano de 100 calorías tiene 100 000 calorías en el sentido propio.
• Kilocalorías (kcal) – Una kilocaloría son 1000 calorías, es decir, exactamente 4184 julios con la caloría termoquímica en que se basa esta conversión. Es la cifra que el consumidor mexicano busca en la etiqueta, aunque la NOM-051 la pone entre paréntesis, después del contenido en kilojulios. Los valores se calculan por gramo de nutrimento: nueve kilocalorías la grasa, cuatro los hidratos de carbono y las proteínas, siete el alcohol. En Estados Unidos se escribe “Calories” con mayúscula y significa lo mismo. Entre kilocaloría y caloría hay mil.
• Vatios hora (Wh) – Un vatio hora es la energía de un vatio durante una hora, exactamente 3600 julios; mil forman el kilovatio hora del recibo de la luz. Las baterías se rotulan en vatios hora, y en ellos se basan las reglas de IATA: las de ion de litio de hasta 100 Wh van en cabina, las de más de 100 y hasta 160 Wh necesitan permiso de la aerolínea, y las de repuesto y las portátiles nunca van documentadas. Los miliamperios hora no bastan: 20 000 mAh a 3.7 voltios son 74 Wh.
• Kilovatios hora (kWh) – Un kilovatio hora es la energía de un kilovatio durante una hora, es decir, exactamente 3.6 megajulios. No necesita definición propia: el vatio y la hora son unidades del Sistema General de Unidades de Medida, y sus combinaciones también lo son. Es la unidad del recibo de la CFE, cuya tarifa doméstica cobra el consumo mensual por tramos de kilovatios hora: básico, intermedio y excedente. La trampa es kW frente a kWh: el kilovatio es potencia y el kilovatio hora, energía. Un megavatio hora son 1000 kilovatios hora.
• Megavatios hora (MWh) – Un megavatio hora son 1000 kilovatios hora, exactamente 3.6 gigajulios. Es la unidad del mercado eléctrico mayorista: el CENACE calcula los precios marginales locales en pesos por megavatio hora para más de 2500 nodos, mientras que el recibo de la CFE cuenta kilovatios hora, y en la tarifa 1 los primeros 75 al mes son consumo básico. Un precio de 1000 pesos por megavatio hora es un peso por kilovatio hora. La trampa es megavatio frente a megavatio hora, potencia frente a energía.
• Unidades térmicas británicas (BTU) – La unidad térmica británica existe en varias versiones que difieren hasta 0.5 %. Esta conversión usa la de la tabla internacional, exactamente 1055.055 852 62 julios; la termoquímica es 0.067 % menor. Es la unidad de energía corriente en Estados Unidos, donde un galón de gasolina ronda las 120 000 BTU y un therm son exactamente 100 000. En México no forma parte del Sistema General de Unidades de Medida, pero llega en las fichas técnicas importadas. La trampa más común es el aire acondicionado: “12 000 BTU” significa BTU por hora, o sea, una potencia.
• Pies-libra (ft·lb) – Un pie libra es el trabajo de una libra fuerza a lo largo de un pie, exacto porque la libra y el pie lo son: unos 1.356 julios. Llega con la ingeniería estadounidense y las armas de aire: la ley de Inglaterra y Gales exige licencia para un rifle de aire de más de 12 pies libra y una pistola de más de 6, es decir, 16.3 y 8.1 julios. La trampa es el orden: “ft-lb” es energía y “lb-ft”, par, que la Conuee da en newtons metro.
• Electronvoltios (eV) – Un electronvoltio es la energía cinética que gana un electrón al pasar en el vacío por una diferencia de potencial de un voltio. La NOM-008-SE-2021 lo incluye entre las unidades ajenas al SI, con su valor exacto desde 2018: 1 eV = 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ J. Con prefijos recorre la física y la medicina: un tubo de rayos X a 80 kilovoltios produce fotones de 80 keV como máximo, y el LHC del CERN ha hecho chocar protones a 13.6 TeV. La trampa: el electronvoltio es energía, no tensión.