Sustentator lo explica: centrales termicas – parte i: centrales termicas convencionales
La mayor parte de la energía que utilizamos en nuestra vida diaria es energía eléctrica. Mundialmente, cerca de un 40 % de esa energía consumida se produce en las centrales térmicas. Se trata de una tecnología madura y confiable, aunque potencialmente contaminante.
Una central térmica es una instalación capaz de producir electricidad a partir de una fuente de calor la cual, a su vez, es comúnmente generada a partir de combustibles como gas natural, carbón mineral o derivados del petróleo, como el fuel oil.
El proceso de generación comienza cuando el combustible es quemado junto con una determinada cantidad de aire tomada del ambiente. Los gases calientes, producto de la combustión, ingresan en una caldera con el objetivo de calentar agua líquida y producir vapor a alta presión y temperatura, con valores de hasta 300 atm y 600ºC (vapor sobrecalentado).
El vapor es conducido hacia una (o varias, según la capacidad generadora de la usina) turbina, donde parte de su contenido energético al hacer girar el eje de la turbina.
Acoplado a la turbina se encuentra un generador eléctrico que, al girar (como mínimo a 3000 rpm), transforma energía mecánica en energía eléctrica. A su vez, el generador está conectado a un transformador que modifica la corriente eléctrica para aumentar su tensión (por ejemplo, de 20 KV a 400KV) y adecuarla al sistema de transporte eléctrico, reduciendo las pérdidas por efecto Joule.
Finalmente, el vapor con menor contenido energético se enfría, se condensa, regresando al estado líquido. Este agua, forma parte de un circuito cerrado, por lo tanto, vuelve a la caldera para recomenzar el ciclo operativo de la central (un ciclo termodinámico de agua-vapor).
Para condensar el vapor se usa más aguacomo refrigerante. Aquí existen dos alternativas: la primera es tomarla de un curso de agua (río, mar, embalse, etc.) y devolverla luego más caliente. Esto se conoce como ciclo abierto de refrigeración. La segunda, más amigable con el medio ambiente, consiste en trabajar con un ciclo cerrado de refrigeración donde, luego de aumentar su temperatura como consecuencia del proceso de condensación, el agua es enviada a una torre de refrigeración para que recupere su temperatura inicial. De esto modo, se evita un enorme consumo de agua y la contaminación térmica de recursos hídricos.
Por otra parte, los gases de la combustión son dispersados en la atmósfera mediante una chimenea de gran altura. Para evitar problemas muy serios de contaminación, como lluvia ácida, smog y cenizas en el aire, se controla el proceso de combustión buscando que sea completo y, posteriormente, los humos son tratados con procesos de eliminación de polvos y captación de contaminantes gaseosos como óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno.
Los residuos sólidos y gaseosos, procedentes de la central, dependen del combustible. Particularmente esto vale para las emisiones de dióxido de carbono. En el peor de los casos, cuando se usa carbón, se emiten a la atmósfera 1,4 Kg de CO2 por cada KWh generado. En cambio, quemando gas natural, un combustible fósil mucho más limpio, se emiten 0,4 Kg/KWh.
En cuanto al rendimiento energético de estas centrales, el máximo teórico (dado por el principio de Carnot) ronda el 40%. Esto quiere decir que, de cada 100 “unidades energéticas de combustible”, pueden producirse hasta 40 “unidades de electricidad”.
En la práctica, este rendimiento alcanza valores entre 30-35%, puesto que existen pérdidas de energía térmica cuando se genera vapor, pérdidas de energía mecánica en la turbina y pérdidas de energía eléctrica en el proceso de generación y transporte.
En la próxima entrega de esta sección explicaremos de qué manera estas plantas generadoras pueden ser más eficientes y menos contaminantes. Además, mostraremos centrales térmicas no convencionales, que no requieren de combustibles fósiles para operar.
Fuente: Wikipedia|Endesa|”Introducción a la refinación del petróleo” Editorial Eudeba
