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. Es unidad legal en España y en toda la UE, y la propia de la física, la química y la ingeniería, mientras que 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 es unidad legal en toda la UE. Es la unidad obligatoria de la información nutricional: el reglamento europeo exige declarar la energía en kilojulios y en kilocalorías, las dos. Los factores con que se calcula están en el mismo reglamento: grasa 37 kJ por gramo, hidratos y proteínas 17, alcohol 29. Una kilocaloría son 4,184 kilojulios. Como esos factores están redondeados por separado, las dos cifras del envase no se convierten exactamente entre sí.
• Megajulios (MJ) – Un megajulio es un millón de julios, porque el prefijo mega vale 10⁶, y como múltiplo decimal del julio es unidad legal en toda la UE. Sirve para el contenido energético de los combustibles, los balances energéticos y los datos alimentarios en bruto. 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 kilo no es el megajulio por litro, porque el gasóleo 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. La caloría no figura en la directiva europea de unidades y no es, por tanto, unidad legal de medida, mientras que la kilocaloría sí puede ir en el envase, siempre junto al 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 unidad de energía que el consumidor lee de verdad, pero en la UE solo puede figurar junto al kilojulio: el reglamento de información alimentaria exige las dos. Los valores nutricionales se calculan con factores fijos: grasa 9 kilocalorías por gramo, hidratos y proteínas 4, alcohol 7. 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, y unidad legal en toda la UE. Las baterías se rotulan en vatios hora, y el transporte aéreo se rige por ellos: las baterías de litio de hasta 100 Wh pueden ir en cabina, las de más de 100 y hasta 160 Wh necesitan permiso de la aerolínea, y las de repuesto y externas nunca van en la bodega. Los miliamperios hora no bastan sin la tensión: 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 legales, y sus combinaciones también. Es la unidad de la factura eléctrica y de la etiqueta energética europea. En la tarifa regulada española, Red Eléctrica publica cada día el precio del término de energía en euros por kilovatio hora, mientras que la potencia contratada se paga en euros por kilovatio y día. Ahí está la trampa: kW es potencia y kWh, energía.
• Megavatios hora (MWh) – Un megavatio hora son 1000 kilovatios hora, exactamente 3,6 gigajulios. Es la unidad del mercado mayorista: OMIE, el operador del mercado ibérico, publica los precios del mercado diario de España y Portugal en euros por megavatio hora, mientras que la factura de la luz cuenta kilovatios hora. Un precio de 100 euros por megavatio hora son, por tanto, 10 céntimos por kilovatio hora, sin contar peajes, cargos ni impuestos. 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 un 0,5 %. Esta conversión usa la de la tabla internacional, exactamente 1055,055 852 62 julios; la termoquímica es un 0,067 % menor. Es la unidad de energía de Estados Unidos, donde un galón de gasolina ronda las 120 000 BTU y un therm son exactamente 100 000; en la UE no es unidad legal. La trampa más habitual es el aire acondicionado: «12 000 BTU» significa BTU por hora, o sea, una potencia, y difiere de la energía en un factor de 3600.
• Pies-libra (ft·lb) – Un pie libra es el trabajo de una libra fuerza a lo largo de un pie, definido con exactitud porque la libra y el pie son exactos: unos 1,356 julios. Sobrevive en la ingeniería anglosajona y en la ley británica de armas: en Inglaterra y Gales una carabina de aire comprimido es especialmente peligrosa, con licencia obligatoria, si el balín sale con más de 12 pies libra, y una pistola si pasa de 6. Son 16,3 y 8,1 julios. La trampa es el orden: «ft-lb» es energía y «lb-ft», par.
• Electronvoltios (eV) – Un electronvoltio es la energía cinética que gana un electrón al atravesar en el vacío una diferencia de potencial de un voltio. Desde que se fijó la carga elemental en 2018, 1 eV son exactamente 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ julios. 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.