energia termica
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Energia TermicaTRANSCRIPT
INTRODUCCIÓN
Energía térmica a la energía liberada en forma de calor, obtenida de la
naturaleza (energía geotérmica), mediante la combustión de algún combustible
fósil (petróleo, gas natural o carbón), mediante energía eléctrica por efecto
Joule, por rozamiento, por un proceso de fisión nuclear o como residuo de otros
procesos mecánicos o químicos.
La energía térmica también se puede aprovechar en un motor térmico;
en el caso de la energía nuclear para la generación de energía eléctrica, y en el
caso de la combustión, además, para obtener trabajo, como en los motores de
los automóviles o de los aviones.
La obtención de energía térmica implica un impacto ambiental. La
combustión libera CO2 y otras emisiones contaminantes. La tecnología actual
en energía nuclear da lugar a residuos radiactivos que deben ser controlados.
Además deben tenerse en cuenta la utilización de terreno de las plantas
generadoras de energía y los riesgos de contaminación por accidentes en el
uso de los materiales implicados, como los derrames de petróleo o de
productos petroquímicos derivados.
I. ENERGÍA TÉRMICA
La energía térmica es un tipo de energía liberada en forma de calor. La
energía térmica también es conocida por energía calórica o calorífica.
La energía térmica interviene en los procesos caloríficos que consiste en
dos cuerpos de diferentes temperaturas se ponen en contacto, la energía que
se transmite de cuerpo a cuerpo producto de las diferencias de temperaturas
es lo que se denomina energía térmica.
El calor puede transmitirse de un cuerpo a otro, a través de: radiación por
ondas electromagnéticas como la energía calorífica proveniente del
sol, conducción es cuando la energía se transmite de un cuerpo caliente a un
cuerpo frío, en caso de estar dos cuerpos con la misma temperatura no hay
transferencia energética por ejemplo cuando tocamos algún objeto frío con la
mano la energía térmica o calorífica se transmite al objeto causando la
sensación de frío en nuestra mano y, por convección cuando se transporta
moléculas calientes de un lado a otro como es el caso del viento.
Así mismo, la energía térmica puede ser adquirida a través de diferentes
medios como: la naturaleza o el sol, reacciones exotérmicas a través de la
combustión de algún combustible, la reacción nuclear que puede originarse por
la fisión que es cuando la misma se origina en el núcleo atómico o por la fusión
cuando varios núcleos atómicos presentan una carga similar, se unen para dar
lugar a un núcleo más pesado con la liberación de una gran cantidad de
energía; efecto joule es cuando un conductor circula corriente eléctrica y la
energía cinética de los electrones se transforma como resultado de los choques
que experimentan las cargas eléctricas del cuerpo y, rozamiento como
consecuencia de diferentes procesos químicos o mecánicos.
La unidad de energía definida por el Sistema Internacional de Unidades es
el Joule o Julio (J). De igual manera, La energía térmica se expresa en calorías
(Cal) o kilocalorías (Kcal).
El principio de la conservación de la energía indica que “la energía no se
crea ni se destruya solo se transforma de unas a otras.”
ll. ENERGÍA TÉRMICA Y SU RELACIÓN CON OTRAS ENERGÍAS
1.- ENERGÍA TÉRMICA Y ENERGÍA GEOTÉRMICA
La obtención de la energía térmica causa un impacto ambiental debido a
la liberación de dióxido de carbono (CO2), emisiones contaminantes y residuos
radioactivos, además por la utilización de plantas generadoras de energía que
pueden ocasionar contaminación debido al uso de materiales como petróleo o
productos petroquímicos derivados. En cambio, la energía geotérmica es
aquella energía que se obtiene del interior de la tierra, de manera natural, es
una energía renovable y limpia ya que no causa ningún daño al medio
ambiente. Geotérmico proviene del griego geo que significa "Tierra",
y thermos, "calor"; por lo tanto, es el “calor de la tierra”.
2.- ENERGÍA TÉRMICA Y ENERGÍA QUÍMICA
La energía térmica es un tipo de energía liberada en forma de calor
debido al contacto de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor
temperatura, así como puede ser obtenida por diferentes situaciones o medios
como ya fue anteriormente referido. La energía química es aquella que tiene
un enlace químico, es decir, es una energía producida únicamente por
reacciones químicas.
3.- ENERGÍA TÉRMICA Y ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía térmica puede ser transformada en energía eléctrica por
ejemplo combustibles fósiles: causan electricidad mediante la energía calorífica
producida por la combustión de diésel, carbón, gas natural, entre otros aceites
pesados. La energía eléctrica es el resultado de una diferencia potencial entre
dos puntos que permite crear una corriente eléctrica entre ambos cuando
entran en contacto con un conductor eléctrico.
4.- ENERGÍA TÉRMICA Y ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
La energía solar térmica es un tipo de energía renovable que consiste en
la transformación de la energía solar en energía térmica o en calor. La energía
solar térmica utiliza la radiación que recibimos directamente del sol y este se
encarga de calentar los fluidos a temperaturas que oscilan entre los 40° y 50°
grados. Por lo expuesto anteriormente, la energía térmica es la energía
manifestada en forma de calor.
III. TERMOELECTRICIDAD EN CHILE
Mediante la combustión de carbón, petróleo o gas natural, las centrales
termoeléctricas producen energía.
Independientemente de cuál sea el combustible utilizado, el
funcionamiento de estas centrales es casi el mismo. Las únicas diferencias
consisten en el tratamiento previo que sufre el hidrocarburo antes de ser
llevado a la caldera y el diseño de las turbinas, el cual varía según el tipo de
fósil empleado.
1.- TIPOS DE CENTRALES
En Chile existen diferentes clases de centrales termoeléctricas, las que se
describen a continuación:
a).- Termoeléctricas a gas natural de ciclo combinado:
Estas centrales utilizan gas natural, petróleo o incluso carbón para alimentar
una turbina de gas. Luego, los gases de escape se utilizan para mover una
segunda turbina, esta vez de vapor. Esto se debe a que el vapor es enfriado en
un condensador y convertido otra vez en agua, iniciando un nuevo ciclo. Cada
una de estas turbinas está acoplada a un alternador que genera su propia
electricidad.
La mayoría de las centrales a gas natural existentes en Chile son de ciclo
combinado. Si bien en el mundo también existe la tecnología de ciclo abierto
(que cuenta con una turbina de gas pero carece de la de vapor), los ejemplos
en el país son pocos. Entre ellos se encuentran las centrales Nehuenco
III y Candelaria de Colbún.
b).- Termoeléctricas a carbón:
En este caso, primero se debe conducir el carbón hacia los molinos de
trituración para que pueda ingresar a la caldera. Luego, dentro de ésta, la
combustión genera vapor, el cual acciona una turbina de tres cuerpos (alta,
media y baja) la que, a su vez, mueve un generador. Más tarde, el eje que
sostiene los tres cuerpos hace girar, simultáneamente, un alternador, el cual
produce la energía eléctrica. Posteriormente, dicha energía es depositada en el
sistema de alta tensión gracias a un transformador, tras lo cual está lista para
su consumo.
Una termoeléctrica a carbón tiene un costo de operación más bajo que una de
gas natural o de diésel.
c).- Termoeléctricas a diésel:
Estas centrales funcionan de manera similar a las de carbón. Sin embargo, en
este proceso, el combustible es precalentado para licuarlo y así poder utilizarlo.
Posteriormente, se quema el hidrocarburo para producir energía calórica. Así,
ingresa a las turbinas de tres cuerpos con el fin de usar el vapor en su máxima
capacidad. Luego, este vapor entra en las turbinas para hacer girar la
estructura que produce energía mecánica. Finalmente, ésta hace que el eje
que une todos estos cuerpos gire y se produzca la energía eléctrica.
IV.- VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ENERGÍA
TERMOELÉCTRICA
VENTAJAS
La inversión inicial y los costos operativos de las centrales
termoeléctricas son menores en relación a otros tipos de generación.
Por lo anterior, la recuperación del capital se da en un tiempo menor en
relación a otras formas de producción.
El tiempo de desarrollo del proyecto es mínimo, ya que toma entre 6
meses a dos años desde el inicio de la construcción de la central hasta
que ella esté completamente operativa.
Las centrales termoeléctricas pueden ser instaladas cerca de los centros
de consumo (a diferencia de las hidroeléctricas, cuya ubicación depende
de la disponibilidad de aguas).
No son afectadas en tiempos de sequía.
DESVENTAJAS
El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases que
contribuyen al efecto invernadero y producción de lluvia ácida.
Las emisiones térmicas y de vapor que generan alteran el
microclima de la zona.
Las reservas de combustibles fósiles son limitadas.
Existe una tendencia mundial al aumento en los precios de este tipo de
combustibles.
V.- CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE CHILE
II REGIÓNCentral: Central Termoeléctrica TaltalUbicación: Taltal, II RegiónEmpresa Propietaria: ENDESAAño Puesta en Servicio: 2000III REGIÓNCentral: Central Termoeléctrica GuacoldaUbicación: Huasco, III RegiónEmpresa Propietaria: GUACOLDA S.A.Año Puesta en Servicio: 1995-1996Central: Central Termoeléctrica Diego de Almagro (Turbina Gas)Ubicación: Diego de Almagro, III RegiónEmpresa Propietaria: ENDESAAño Puesta en Servicio: 1981Central: Central Termoeléctrica Huasco (Turbina Gas)Ubicación: Huasco, III RegiónEmpresa Propietaria: ENDESAAño Puesta en Servicio: 1977-79Central: Central Termoeléctrica Huasco (Turbina Vapor)Ubicación: Huasco, III RegiónEmpresa Propietaria: ENDESAAño Puesta en Servicio: 1965IV REGIÓNCentral: Central Termoeléctrica El Indio (Turbina Gas)Ubicación: Sancarrón, IV RegiónEmpresa Propietaria: GENER S.A.Año Puesta en Servicio: 1990V REGIÓNCentral: Central Termoeléctrica Laguna VerdeUbicación: Bahía Laguna Verde, V RegiónEmpresa Propietaria: GENER S.A.Año Puesta en Servicio: 1939-49Central: Central Termoeléctrica VentanasUbicación: Ventanas, V RegiónEmpresa Propietaria: GENER S.A.Año Puesta en Servicio: 1964-77
VII REGIÓNCentral: Central Termoeléctrica CelcoUbicación: Constitución, VII RegiónEmpresa Propietaria: ARAUCO GENERACIÓN S.A.Año Puesta en Servicio: 1996
Central: Central Termoeléctrica ConstituciónUbicación: Constitución, VII RegiónEmpresa Propietaria: ENERGÍA VERDE S.A.Año Puesta en Servicio: 1995
VIII REGIÓNCentral: Central Termoeléctrica AraucoUbicación: Arauco, VIII RegiónEmpresa Propietaria: ARAUCO GENERACIÓN S.A.Año Puesta en Servicio: 1996Central: Central Termoeléctrica BocaminaUbicación: Coronel, VIII RegiónEmpresa Propietaria: ENDESAAño Puesta en Servicio: 1970Central: Central Termoeléctrica LajaUbicación: Laja, VIII RegiónEmpresa Propietaria: ENERGÍA VERDE S.A.Año Puesta en Servicio: 1995Central: Central Termoeléctrica PetroPowerUbicación: Hualpén, VIII RegiónEmpresa Propietaria: PETROPOWER S.AAño Puesta en Servicio: 1998
X REGIÓNCentral: Central Termoeléctrica Antilhue (Turbina Gas)Ubicación: Valdivia, X RegiónEmpresa Propietaria: ENDESAAño Puesta en Servicio: 1999REGIÓN METROPOLITANACentral: Central Termoeléctrica RencaUbicación: Renca, Región MetropolitanaEmpresa Propietaria: GENER S.A.Año Puesta en Servicio: 1962
CONCLUSIÓN
A través de nuestro trabajo pudimos describir detalladamente la energía
térmica o calórica. Esta energía puede ser obtenida a partir de diferentes
situaciones o circunstancias como ser de la naturaleza, del sol, a partir de una
reacción exotérmica, tal es el caso de la combustión de algún tipo de
combustible.
Otra manera de obtener energía térmica es mediante una reacción
nuclear, ya sea de fisión (cuando la reacción nuclear tiene lugar en el núcleo
atómico) o de fusión (varios núcleos atómicos que presentan una carga similar
se unen para dar lugar a un núcleo mucho más pesado; está acompañado de la
liberación de una gran cantidad de energía).
Asimismo, otra manera de obtener este tipo de energía es por lo que se
conoce como efecto Joule, un fenómeno en el cual cuando en un conductor
circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se
transformará en calor como consecuencia de los choques que sufren con los
átomos del material conductor a través del cual circulan.
Por otro lado, también es factible el aprovechamiento de la energía de la
naturaleza que se halla en forma de energía térmica, tal es el caso de la
energía geotérmica (la energía que se logra aprovechando el calor interno del
planeta tierra) y de la energía solar fotovoltaica (electricidad renovable
obtenida directamente de los rayos solares).
Cabe destacar que la obtención de la energía térmica siempre provocará un
impacto ambiental, porque la combustión libera dióxido de carbono y
emisiones altamente contaminantes.