Conversión de Julios a Vatios-hora

Información sobre el Julio (J)

El julio es la unidad de energía, trabajo y calor del SI. Su símbolo es J. Un julio es el trabajo realizado cuando una fuerza de un newton desplaza su punto de aplicación un metro, y también la energía disipada cuando un vatio de potencia fluye durante un segundo.

Esa equivalencia es la razón de ser de la unidad. Antes del siglo XIX, el calor y el trabajo mecánico se trataban como cosas distintas medidas en unidades distintas, el calor en calorías y el trabajo en pies libra. James Prescott Joule dedicó años a demostrar que una cantidad fija de trabajo mecánico produce siempre la misma cantidad de calor, sobre todo agitando agua con una rueda de paletas movida por pesas que caían y midiendo el ascenso de temperatura. Fijar ese tipo de cambio, el equivalente mecánico del calor, unificó la mecánica y la termodinámica en una sola materia.

Por definirse a través de las unidades base, el julio lo conecta todo. Es un newton metro, un vatio segundo, un culombio voltio y un kilogramo metro cuadrado por segundo cuadrado, y cada una de esas formas aparece en el uso corriente según qué rama de la física esté hablando. La energía eléctrica, mecánica, térmica y química se cuentan todas en la misma unidad, que es lo que hace posible la contabilidad energética de un sistema entero.

La escala tiene un tamaño humano útil. Levantar una manzana un metro cuesta alrededor de un julio. Un latido del corazón consume aproximadamente un julio. Dejar caer un libro de texto desde una mesa libera unos diez. Por debajo, los julios se vuelven torpes y toman el relevo las unidades con prefijo; por encima, hacen lo mismo los kilojulios y los megajulios.

La energía de los alimentos se mide propiamente en julios, y las etiquetas de Australia, Nueva Zelanda y la Unión Europea indican kilojulios junto a las calorías o en su lugar. La caloría sobrevive en el uso general sobre todo por costumbre, y la conversión, una caloría igual a 4,184 julios, está fijada por definición y no medida.

La nutrición, la balística, la capacidad de las baterías, la salida de los láseres, la potencia de los explosivos y la energía liberada por un terremoto se expresan todas en julios o sus múltiplos, lo que permite comparar directamente magnitudes de dominios completamente distintos.

Un julio equivale a un newton metro, a un vatio segundo, a unas 0,239 calorías o a unos 0,000278 vatios hora.

Información sobre el Vatio-hora (Wh)

El vatio hora es una unidad de energía igual a la que aporta un vatio de potencia fluyendo durante una hora, o exactamente 3600 julios. Su símbolo es Wh. Es la calderilla del kilovatio hora, y se usa allí donde las cantidades de energía son demasiado modestas para expresarlas en millares.

Las baterías son su territorio principal. La capacidad de un portátil, un teléfono, una herramienta eléctrica o un altavoz portátil se indica en vatios hora, y esta es la cifra que importa al comparar aparatos, porque combina los dos números que suelen imprimirse en una celda. Una batería marcada con 3000 miliamperios hora a 3,7 voltios almacena unos 11 vatios hora, y la cifra de amperios hora por sí sola carece de sentido sin la tensión.

La normativa aeronáutica ha hecho pública la unidad de forma inesperada. Las baterías de litio de más de 100 vatios hora no pueden llevarse en el equipaje de cabina sin autorización de la aerolínea, y por encima de 160 vatios hora están prohibidas por completo en las aeronaves de pasajeros. Por eso las baterías de portátiles y de cámaras llevan la cifra impresa, y por eso las baterías externas se diseñan para quedar justo por debajo del umbral.

La generación de energía a pequeña escala también la usa. Un panel solar de una luz de jardín, un sensor que recolecta energía o una dinamo de bicicleta producen vatios hora al día y no kilovatios hora, y la electrónica de bajo consumo pensada para funcionar años con una sola pila se presupuesta en milivatios hora.

La unidad comparte la crítica que se hace al kilovatio hora: combina una unidad coherente de potencia del SI con una unidad de tiempo ajena al SI. En términos estrictos del SI, la expresión correcta son 3600 julios, o 3,6 kilojulios, y la escritura científica usa julios. En todo lo demás gana el vínculo práctico con la potencia del aparato.

Los sistemas de almacenamiento de energía, desde una batería doméstica hasta una instalación de red, escalan hacia arriba a través de kilovatios hora y megavatios hora desde el mismo punto de partida, de modo que toda la familia comparte una sola aritmética.

Conviene aclarar aquí una confusión frecuente. Las celdas de batería suelen etiquetarse en amperios-hora o miliamperios-hora, que miden carga y no energía, y dos celdas con el mismo valor en amperios-hora almacenan cantidades bien distintas si sus tensiones difieren. Multiplicar los amperios-hora por la tensión nominal da vatios-hora: una celda de teléfono de 3000 miliamperios-hora a 3,85 voltios guarda unos 11,6 vatios-hora. Por eso las comparaciones de capacidad entre aparatos solo tienen sentido en vatios-hora, por eso las aerolíneas fijan sus límites en vatios-hora, y por eso una batería externa anunciada en miliamperios-hora puede entregar menos de lo que sugiere su cifra una vez contadas sus propias pérdidas de conversión.

Un vatio hora equivale a 3600 julios, a 0,001 kilovatios hora o a unas 0,86 kilocalorías.