William John Macquorn Rankine
En su versión más simple, dicho ciclo consta de cuatro componentes, a saber; una bomba, una caldera, una turbina y un condensador.
CICLO RANKINE SIMPLE
Generalmente funciona con agua como fluido de trabajo debido principalmente, a su gran capacidad de almacenar energía por unidad de masa, es decir, el agua tiene un gran calor específico.
La bomba tiene como objetivo imprimir velocidad al fluido (agua) que en estado líquido es trasladado hacia la caldera, donde se le inyectará la energía necesaria que será convertida en trabajo útil en la turbina y posteriormente transformado en líquido en el condensador para dar nuevo inicio al ciclo mencionado.
Como podemos ver, la energía que se usa para mover la turbina, es transportada por el vapor de agua que sale de la caldera, y esta energía es resultado de la combustión que ocurre en el hogar de dicha caldera.
Esa combustión es una reacción química que ocurre gracias a la actuación de un combustible que, dependiendo de la naturaleza del equipo, puede ser gas natural, gas oil y hasta bagazo de caña en los ingenios azucareros.
Y es aquí donde se necesita tomar una decisión de cuál va a ser el combustible que se va a usar, obedeciendo a un balance costo – beneficio. Es decir, antes de proyectar cuál va a ser la selección del equipo a utilizar, es necesario establecer cuánto va a costar a largo plazo la utilización de uno u otro tipo de combustible.
Venezuela es un país privilegiado en el sentido de que cuenta con todos estos combustibles, sin embargo, su manufactura y posterior uso implica inversiones bastante considerables. Aunado a ello, la contaminación ambiental que revisten los productos de la combustión, obliga a que se haga un estudio minucioso para la utilización de estos combustibles.
Sabemos que estamos en una crisis energética que hay que resolverla a como dé lugar. Pero esto no exime a los expertos de presentar soluciones óptimas que eviten males futuros.
Las propiedades de estos combustibles son harto conocidas por los especialistas, sin embargo no está de más recordarlas.
Varios de estos combustibles se obtienen de la refinación del Petróleo
El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, no-asociado (solo), disuelto o asociado con el (acompañando al) petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95%, y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S, helio y mercaptanos.
Como ejemplo de contaminantes cabe mencionar el gas no-asociado de Kapuni (NZ) que contiene hasta 49% de CO2. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.
Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás
El gasóleo, también denominado gasoil o diésel, es un líquido de color blancuzco o verdoso y de densidad sobre 850 kg/m3 (0,850 g/cm3), compuesto fundamentalmente por parafinas y utilizado principalmente como combustible en motores diésel y en calefacción.
Cuando es obtenido de la destilación del petróleo se denomina petrodiésel y cuando es obtenido a partir de aceites vegetales se denomina biodiésel.
El Carbón, combustible sólido de origen vegetal. Además de carbono, el carbón contiene hidrocarburos volátiles, azufre y nitrógeno, así como cenizas y otros elementos en menor cantidad (potasio, calcio, sodio, magnesio, etcétera).
El Carbón
El carbón es la mayor fuente de combustible usada para la generación de energía eléctrica. Más de la mitad de la producción total de carbón a nivel mundial, provee actualmente cerca del 40% de la electricidad producida mundialmente. Muchos países son altamente dependientes del carbón para su electricidad. El carbón es también indispensable para la producción de hierro y acero; casi el 70% de la producción de acero proviene de hierro hecho en altos hornos, los cuales utilizan carbón y coque. La mayoría de las plantas de cemento del mundo son alimentadas con carbón
El carbón se utiliza en la industria siderúrgica, como coque, la industria metalúrgica, los sistemas de calefacción central, la producción de gas y otros combustibles sintéticos y en las centrales carboeléctricas.
El bagazo es el residuo final que resulta de la molienda de la caña de azúcar, es utilizado comúnmente en los mismos ingenios azucareros como combustible, para obtener la energía necesaria para mover los molinos. Sin embargo, la cantidad de energía obtenida es muy baja, debido a las características estructurales de estos residuos, como la humedad que no permite una combustión eficiente.
No es utilizado en la generación de energía eléctrica.
El Bagazo de caña, barato pero ineficiente
Como vemos, seleccionar plantas termoeléctricas para paliar la situación crítica energética que tenemos, comporta un estudio minucioso de las variables a tomar en cuenta y el uso de combustible es apenas una de ellas.
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