combustion e industria termoelectrica

COLEGIO DE BACHILLERESPLANTEL N 6 VICENTE GUERRERO QUIMICA III David Nahn Vzquez Grupo: 608 Proyecto 1 Combustin e Industria Termoelctrica

Integrantes:Amado Cruz Ana Karen Espino Daz John Charlie Hernndez Medina Yazmn Almendra Moreno Navarrete Ixchel Giuseppe Ramrez Jungo Brenda Berenice Salvador Villegas Karla Alejandra

25 de Marzo del 2012.

INDCEIntroduccinEnerga Cmo se obtiene? Tipos de energa y sus caractersticas

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Produccin de energa elctrica en nuestro pas y a nivel mundial Modalidades de produccinCentrales termoelctricas tipo vapor Proceso de plantas de turbogas Proceso de plantas carboelctricas Proceso de instalaciones de ciclo combinado Proceso de plantas de combustin interna nica central nucleoelctrica del pas Energa nuclear El tomo Centrales hidroelctricas Energa geotrmica Generacin de energa a travs de plantas termoelctricas

GeneralidadesProduccin de energa de la planta seleccionada

Caractersticas del combustibleGas Gasolina Con motor a Gas (LP)

Funciones del proceso seleccionado (Con motor a gasolina)Ciclos de tiempo de tiempo de motor de combustin interna Datos de la planta de produccin por ao

20 21 24 25Pgina

Diagrama de flujoEntradas de combustible al proceso y salida de gases producidos

Datos de produccin de electricidadConsumo de combustible por da y ao

Combustin e Industria Termoelctrica

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Ecuacin qumica general de combustin

(Suponiendo que sea completa) debe de estar balanceada. 27 Calcular masas molares, para despus calcular estequiometricamente la cantidad de CO2 producido por da y por ao en la planta.

Impacto ambientalCantidades aproximadas de CO2 producidas por una planta termoelctrica de combustin interna Proyeccin a futuro Energa biomasa Energa geotrmica Energa mareomotriz Bio fuel

28 30 31 32 32 33 33 36 42 43

Reflexin Conclusiones individuales Conclusin Grupal Bibliografa


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INTRODUCCIN Energa Capacidad que tiene la materia para producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc. Cmo se obtiene? La materia posee energa como resultado de su movimiento o de su posicin en relacin con las fuerzas que actan sobre ella. La energa no se puede crear ni destruir. Sin embargo la Energa solar es producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusin y llega a la Tierra a travs del espacio en cuantos de energa llamados fotones, que interactan con la atmsfera y la superficie terrestres. Tipos de energa y sus caractersticas ENERGA CINTICA: Energa que un objeto posee debido a su movimiento; esta depende de la masa y la velocidad del objeto. ENERGA DE ACTIVACIN: Energa mnima que deben poseer las entidades qumicas (tomos, molculas, iones o radicales) para producir una reaccin qumica. La energa de activacin representa una barrera energtica que tiene que ser sobrepasada para que la reaccin tenga lugar. ENERGA DE ENLACE: En fsica nuclear, la energa total necesaria para separar completamente los neutrones y protones que constituyen el ncleo de un tomo. ENERGA DE IONIZACIN: Cantidad de energa que se necesita para separar el electrn menos fuertemente unido de un tomo neutro gaseoso en su estado fundamental. ENERGA ELCTRICA: Es la producida por el movimiento de los electrones. ENERGA ELICA: Energa producida por el viento. ENERGA GEOTRMICA: Es la energa relacionada con el calor interior de la Tierra, su fuente son los yacimientos naturales de agua caliente. Se usa para la generacin de energa elctrica, en calefaccin o en procesos de secado industrial. ENERGA HIDRULICA: Energa que se obtiene de la cada del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidrulicas o turbinas. ENERGA MECNICA: Suma de las energas cintica y potencial de un cuerpo en un sistema de referencia dado. La energa mecnica de un cuerpo depende tanto de su posicin como de su velocidad. ENERGA NCLEAR: Energa liberada durante la fisin o fusin de ncleos atmicos.


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PRODUCCIN DE ENERGA ELCTRICA INDUSTRIAL EN NUESTRO PAS Y A NIVEL MUNDIAL

En este proyecto Hablaremos de la produccin de energa elctrica industrial en Mxico y el mundo. La Energa Elctrica en Mxico se considera estratgica para la soberana nacional. Segn establece la Constitucin, el sector elctrico es de propiedad federal y es la Comisin Federal de Electricidad (CFE) quien controla esencialmente todo el sector. Los intentos de reformar el sector se han enfrentado tradicionalmente a una gran resistencia poltica y social en Mxico, donde los subsidios para consumidores residenciales absorben considerables recursos fiscales. Esta empresa es la del Estado que se encarga de la generacin, transmisin, distribucin y comercializacin de energa elctrica en el pas. La capacidad de generacin cuenta con 177 centrales generadoras de energa, lo que equivale a 49,854 MW (Megawatts), incluyendo a aquellos productores independientes que por ley estn autorizados para generarla. Los clientes a los que se suministra energa elctrica estn divididos por su actividad, as el 0.62% se destina al sector servicios, el 10.17% al comercial, el 0.78% a la actividad industrial, el 0.44% al Agrcola y el uso ms importante es el domstico, con 87.99% de los usuarios. Adems, la demanda aumenta en 1.1 millones de solicitantes cada ao.

En el proyecto se analizaran ms datos sobre la produccin de la energa elctrica. Situacin actual de la energa termoelctrica.

No son necesarios ms avances tecnolgicos. La tecnologa est ah, esperando la inversin para producir grandes cantidades de electricidad. La nica limitacin es geogrfica pues, lgicamente, su productividad est en funcin de su latitud y de la climatologa a las que estn sometidas, por lo que las regiones donde su futuro se representa ms prometedor es en la zona suroeste de E.E.U.U., Amrica Central y del sur, frica, Oriente prximo, la Europa Mediterrnea, Irn, Pakistn, y las regiones desrticas de la India, la Federacin Rusa, China y Australia.


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MODALIDADES DE PRODUCCION En el proceso termoelctrico existe una clasificacin de tipos de generacin, segn la tecnologa utilizada para hacer girar los generadores elctricos. Vapor Con vapor de agua se produce el movimiento de una turbina acoplada al generador elctrico.

Turbogas Con los gases de combustin se produce el movimiento de una turbina acoplada al generador elctrico

Combustin Interna Con un motor de combustin interna se produce el movimiento del generador elctrico.

Ciclo Combinado Combinacin de las tecnologas de turbogas y vapor. Constan de una o ms unidades turbo gas y una de vapor, cada turbina acoplada a su respectivo generador elctrico.

Otra clasificacin de las centrales termoelctricas corresponde al combustible primaria para la produccin de vapor. Vapor (combustleo, Carboelctrica Dual (combustleo y Geotermoelctrica (vapor Nucleoelctrica (uranio enriquecido) gas carbn natural o extrado combustleo del y diesel) (carbn) y gas) subsuelo)

Para el cierre de septiembre de 2008, la capacidad efectiva instalada y la generacin de cada uno de estos tipos de generacin termoelctrica, es la siguiente: Descripcin del proceso de las centrales termoelctricas tipo vapor Una central termoelctrica de tipo vapor es una instalacin industrial en la que la energa qumica del combustible se transforma en energa calorfica para producir vapor, ste se conduce a la turbina, donde su energa cintica se convierte en energa mecnica, la que se transmite al generador para producir energa elctrica.


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CENTRALES TERMOELCTRICAS TIPO VAPOR Estas centrales utilizan el poder calorfico de combustibles derivados del petrleo (combustleo, diesel y gas natural), para calentar agua y producir vapor con temperaturas del orden de los 520C y presiones entre 120 y 170 kg/cm, para impulsar las turbinas que giran a 3600 r.p.m. (revoluciones por minuto).


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Esquema de una central termoelctrica tipo vapor

PROCESO DE PLANTAS DE TURBOGAS La generacin de energa elctrica en las unidades de turbogas, se realiza directamente la energa cintica resultante de la expansin de aire comprimido y los gases de combustin. La turbina est unida al generador de rotor, dando lugar a la produccin de energa elctrica. Los gases de la combustin, se descargan directamente a la atmsfera despus de trabajar en la turbina.


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PROCESO DE UNA PLANTA CARBOELCTRICA En cuanto a su concepcin bsica, las plantas carboelctricas son bsicamente las mismas que las plantas termoelctricas de vapor, el nico cambio importante es que son alimentadas por carbn, y las cenizas residuales requieren maniobras especiales y amplios espacios para el manejo y confinamiento.

Esquema de una planta geotrmica

PROCESO EN INSTALACIONES DE CICLO COMBINADO Plantas de ciclo combinado constar de dos tipos diferentes de unidades generadoras: turbogas y vapor. Una vez que la generacin de energa elctrica de ciclo se termina en las unidades turbogas, la alta temperatura de gases de escape se utiliza para calentar agua para producir vapor, que se utiliza para generar energa elctrica adicional. Esta combinacin de dos tipos de generacin nos permite aprovechar al mximo los combustibles utilizados, mejorando as la eficiencia trmica en todos los tipos de generacin termoelctrica.


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Esquema de una planta de ciclo combinado

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PROCESO EN LAS PLANTAS DE COMBUSTIN INTERNA Las plantas de combustin interna estn equipadas con motores de combustin interna en la que aprovechan la expansin de gas de combustin para obtener energa mecnica, que luego se transforma en energa elctrica en el generador.


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Esquema de una planta de combustin interna

LA NICA CENTRAL NCLEOELCTRICA DEL PAS Dispone de 370 hectreas localizadas sobre la costa del Golfo de Mxico, en el km 42.5 de la carretera federal Cd. Cardel-Nautla, municipio de Alto Lucero; a 60 km al noreste de la ciudad de Xalapa, a 70 km del puerto de Veracruz y a 290 km al noreste del Distrito Federal. La central consta de dos unidades, cada una con capacidad de 682.44 megavatios, equipadas con reactores del tipo agua hirviente y contenciones de ciclo directo. El sistema nuclear de suministro de vapor fue adquirido a General Electric y el Turbogenerador a Mitsubishi Heavy Industries.

LA ENERGA NUCLEAR Toda la materia del universo est formada por molculas que a su vez estn constituidas por tomos, los cuales estn formados por partculas an ms pequeas. Un tomo contiene protones, neutrones y electrones, los tomos se pueden imaginar cmo sistemas solares en miniatura, en su centro se encuentran los protones y los neutrones firmemente unidos formando el ncleo atmico. Alrededor de este ncleo, como si fuesen pequeos planetas girando alrededor del sol, se encuentran los electrones.


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EL TOMO El protn y el neutrn tienen prcticamente la misma masa, se diferencian porque el primero posee una carga elctrica positiva (+) mientras que el segundo carece de carga. La masa del ncleo del tomo es la suma de las masas de sus componentes, es decir, es la suma de las masas de sus protones y neutrones, la carga elctrica total del ncleo es positiva. El electrn es 1 840 veces ms ligero que el protn y posee una carga elctrica negativa. El ncleo del tomo contiene un nmero atmico, es un nmero entero conformado por el nmero de protones y es igual al nmero de electrones, razn por la cual sus cargas elctricas se encuentran balanceadas. Los tomos son diferentes, cuando se agrupan forman sustancias distintas conocidas como elementos. Cada elemento est formado por tomos con el mismo nmero atmico, sin embargo pueden tener diferente nmero de masa. Los tomos de un mismo elemento se llaman istopos y se diferencian entre s por el nmero de masa.


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CENTRALES HIDROELECTRICAS Las centrales hidroelctricas utilizan la energa potencial del agua como fuente primaria para generar electricidad. Estas plantas se localizan en sitios en donde existe una diferencia de altura entre la central elctrica y el suministro de agua. De esta forma, la energa potencial del agua se convierte en energa cintica que es utilizada para impulsar el rodete de la turbina y hacerla girar para producir energa mecnica. Acoplado a la flecha de la turbina se encuentra el generador, que finalmente convierte la energa mecnica en elctrica. Una caracterstica importante es la imposibilidad de su estandarizacin, debido a la heterogeneidad de los lugares en donde se dispone de aprovechamiento hidrulico, dando lugar a una gran variedad de diseos, mtodos constructivos, tamaos y costos de inversin. Las centrales hidroelctricas se pueden clasificar de acuerdo con dos diferentes criterios fundamentales:

1. Por su tipo de embalse. 2. Por la altura de la cada del agua.


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LA ENERGA GEOTRMICA La energa geotrmica utiliza el agua y la salud; por lo que se reunieron en ciertos lugares subterrneos conocidos como capas geotrmicas. La energa geotrmica, como su nombre lo dice, es la salud de la energa procedente de la esencia misma del planeta, desplazando hacia arriba en el propio magma que fluye a travs de las fisuras existentes en las rocas slidas y semislidas en el interior de la Tierra, alcanzando cerca de los niveles de la superficie, donde existen condiciones geolgicas favorables para su recoleccin. Este tipo de capa es ligada al fenmeno volcnico y terremoto, a causa de la profundidad y de movimientos pasando continuamente entre los lmites de las placas litosfricas en las que la porcin slida ms externa de la Tierra se divide. Una capa tpica de la energa geotrmica se compone de una fuente de salud, un acufero y la llamada capa sello. La salud suele ser una fuente de cmara magmtica en proceso de enfriamiento. El acufero es cualquier formacin litolgica permeable suficiente para alojar agua meterica asomando desde la superficie o desde otros acuferos. La capa sello es otra formacin, o parte de ella, con menor permeabilidad, su funcin es impedir que el total de los fluidos geotrmicos se dispersan en la superficie. Por medio de pozos especficamente perforados, las aguas subterrneas, que poseen una gran cantidad de energa trmica almacenada, se extraen a la superficie transformndose en vapor, que se utiliza para generar energa elctrica. Este tipo de planta opera con los mismos principios que los de una termoelctrica como vapor, con excepcin de la produccin de vapor, que en este caso se extrae del subsuelo. El vapor de agua obtenido de la mezcla se enva a un separador; el secado de vapor va a la turbina de energa cintica que se transforma en energa mecnica y esta a su vez, en electricidad en el generador. Esquema de una planta geotrmica


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GENERACION DE ENERGIA ATRAVEZ DE PLANTAS TERMOELECTRICAS La energa termo elctrica es la que se genera por procesos trmicos, en general por calentamiento de agua que fuerza el paso del vapor a presin por las turbinas generadoras de electricidad. Bsicamente la ms importante son las usinas nucleares. Por la fisin atmica controlada se genera grandes cantidades de calor que calientan agua para el funcionamiento de las turbinas. A diferencia de la trmica habitual, la termoelctrica (o trmica de alta temperatura) agrupa un conjunto de tecnologas orientadas a producir electricidad y no calor.

Se trata de un sistema de produccin elctrica muy nuevo que se halla en los inicios de su posible desarrollo comercial y que todava opera de un modo prcticamente experimental. Las plantas termoelctricas se basan en la concentracin de los rayos solares sobre un fluido. Cuando este fluido alcanza el grado de ebullicin, el vapor que genera se usa para mover una turbina y sta posteriormente genera electricidad. Las plantas termoelctricas concentran los rayos solares sobre un fluido que alcanza el grado ebullicin; el vapor es usado para mover una turbina que genera electricidad. El funcionamiento de todas las plantas trmicas, o termoelctricas, es semejante. El combustible se almacena en parques o depsitos adyacentes, desde donde se suministra a la planta, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustin. Esta, se emplea para calentar el agua, que se encuentra en la caldera, y producir el vapor. Este con una alta presin, hace girar los labes de la turbina, cuyo eje rotor gira solidariamente con el de un generador que produce la energa elctrica; esta energa se transporta mediante lneas de alta tensin a los centros de consumo. Por su parte, el vapor es enfriado en un condensador y convertido otra vez en agua, que vuelve a los tubos de la caldera, comenzando de nuevo el ciclo. El agua en circulacin que refrigera el condensador expulsa el calor extrado a la atmsfera a travs de las torres de refrigeracin, grandes estructuras que identifican estas plantas; parte del calor extrado pasa a un ro prximo, lago o al mar. Las torres de refrigeracin son enormes cilindros contrados a media altura (hiperboloides), que emiten constantemente, vapor de agua (que se forma durante el ciclo) no contaminante, a la atmsfera. Para minimizar los efectos contaminantes de la combustin sobre el entorno, la planta dispone de una chimenea de gran altura (llegan a los 300 m) y de unos precipitadores que retienen las cenizas y otros voltiles de la combustin. Las cenizas se recuperan para su aprovechamiento en procesos de metalurgia y en el campo de la construccin, donde se mezclan con el cemento.


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Esquema de Funcionamiento de una planta Termoelctrica Clsica

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Cinta transportadora Tolva Molino Caldera Cenizas Sobrecalenmtador Recalentador Economizador Calentador de aire Precipitador Chimenea Turbina de alta presin Turbina de media presin Turbina de baja presin Condensador Calentadores Torre de refrigeracin Transformadores Generador Lnea de transporte de energa electrica

El funcionamiento de una planta termoelctrica de carbn, como la representada en la figura, es la siguiente: el combustible est almacenado en los parques adyacentes de la planta, desde donde, mediante cintas transportadoras (1), es conducido al molino (3) para ser triturado. Una vez pulverizado, se inyecta, mezclado con aire caliente a presin, en la caldera (4) para su combustin. Dentro de la caldera se produce el vapor que acciona los labes de los cuerpos de las turbinas de alta presin (12), media presin (13) y baja presin (14), haciendo girar el rotor de la turbina que se mueve solidariamente con el rotor del generador (19), donde se produce energa elctrica, la cual es transportada mediante lneas de transporta a alta tensin (20) a los centros de consumo. Despus de accionar las turbinas, el vapor pasa a la fase lquida en el condensador (15). El agua obtenida por la condensacin del vapor se somete a diversas etapas de calentamiento (16) y se inyecta de nuevo en la caldera en las condiciones de presin y temperatura ms adecuadas para obtener el mximo rendimiento del ciclo. Pgina


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El sistema de agua de circulacin que refrigera el condensador puede operarse en circuito cerrado, trasladando el calor extrado del condensador a la atmsfera mediante torres de refrigeracin (17), o descargando dicho calor directamente al mar o al ro. Para minimizar los efector de la combustin de

carbn sobre el medio ambiente, la planta posee una chimenea (11) de gran altura -las hay de ms de 300 metros-, que dispersa los contaminantes en las capas altas de la atmsfera, y precipitadores (10) que retienen buena parte de los mismos en el interior de la propia planta GENERIALIDADES PRODUCCIN DE ENERGA ELCTRICA DE LA PLANTA SELECCIONADA La energa termoelctrica puede usar como combustibles productos fsiles como petrleo, carbn o gas natural (ciclo combinado), tomos de uranio, en el caso de la energa nuclear, y energa solar para la generacin solar-termoelctrica. Las centrales termoelctricas producen electricidad mediante turbinas movidas por vapor a presin (como una olla a presin), el cual es producido al calentar agua empleando diversos combustibles como carbn, gas natural o licuado, petrleo e incluso lea o carbn vegetal. Termoelectricidad consume recursos naturales no renovables, y que adems, al ser quemados contaminan la atmsfera. Las plantas de combustin interna estn equipadas con motores de combustin interna en la que aprovechan la expansin de gas de combustin para obtener energa mecnica, que luego se transforma en energa elctrica en el generador. Las plantas de combustin interna son usualmente alimentadas por gasleo, y en el caso de la planta ubicada en San Carlos, Baja California Sur, para alimentar sus dos motores de combustin interna utilizan una mezcla de combustleo y el gasleo.


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CARACTERISTICAS DEL COMBUSTIBLE Plantas con motores de combustin interna.- Son aqullas que aprovechan la energa trmica de un combustible para producir movimiento en un motor de combustin interna y ste a su vez, mueve a un generador A continuacin veremos cmo se clasifican y en dnde se aplican. Las plantas de M.C.I. normalmente se clasifican como sigue:

DE ACUERDO AL TIPO DE COMBUSTIBLE GAS El gas natural es una mezcla combustible rica en gases de gran poder calorfico, formado en las entraas de la tierra en el curso de un proceso evolutivo de centenares de miles de aos. El principal componente de la mezcla que conforma el gas natural es un hidrocarburo llamado metano. Los dems componentes, en pequeas cantidades, son otros gases como el etanol, dixido de carbono (CO2) y vapor de agua, principalmente. La siguiente tabla muestra la composicin media tpica del gas natural colombiano. Composicin tpica del gas natural colombiano.ConstituyenteMetano Etano Propano I-Butano N-Butano Nitrgeno Dixido de carbono

Frmula qumicaCH4 C2H6 C3H8 C4H10 C4H10 N2 CO2

Composicin por volmen (%)81.86 11.61 1.92 0.23 0.22 0.90 3.18

GASOLINA La gasolina contiene diversas substancias txicas, algunas de las cuales se ha confirmado que son carcingenas para el hombre. Las ms conocidas son el plomo y el benceno, cuyo contenido est reglamentado. Por otra parte, tambin se cree que producen efectos carcingenos el dibromuro y/o dicloruro de etlieno, cuyo agregado a la gasolina es obligatorio para la depuracin del plomo. En el Congreso Internacional de Efectos de la Gasolina sobre la Salud celebrado en 1993, la mayor parte de los trabajos presentados trataron sobre los efectos carcingenos, neurotxicos, reproductivos e inhibidores del crecimiento que producen la gasolina y sus aditivos y compuestos oxigenados. Estos ltimos, que se agregan a la gasolina con el propsito de reducir las emanaciones de monxido de carbono, tambin estn siendo evaluados para determinar si son agentes cancergenos. Pgina


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Los motores sin catalizador emiten un mayor nivel de substancias txicas, tales como formaldehdo y acrolina, cuando funcionan con combustible oxigenado y una mayor cantidad de benceno, tambin txico, cuando se utilizan combustibles muy aromticos. Casi no existen dudas de que la gasolina contiene una gran concentracin de compuestos txicos, por lo cual debe manejrsela con mucha precaucin. Sin embargo, el peligro mayor sigue siendo su combustibilidad, por lo que las diferentes categoras de riesgos deben evaluarse de acuerdo a su importancia relativa. El riesgo mayor no est asociado al contacto drmico ocasional con gasolina derramada sino a la inhalacin de las emanaciones de los caos de escape de los vehculos, de la gasolina evaporada y de las emisiones despedidas al llenar el tanque del vehculo. Tanto la inhalacin cuanto el contacto con la piel deberan reducirse siempre que sea posible. Nunca aspire de un tubo a modo de sifn para transvasar la gasolina, ya que si por descuido llegare a tragar algo de ella, puede sufrir serios trastornos, los que a veces tienen consecuencias fatales. CON MOTOR A GAS (LP) El gas natural como carburante, se usa en los motores de combustin interna al igual como se utilizan los carburantes lquidos. Por ahora, sta es la principal alternativa al petrleo, principal compuesto tanto de la gasolina como el diesel. Hay que tomar en cuenta que el gas natural y el GLP son diferentes, ya que el segundo es una destilacin del petrleo mezclado con propano y butano. De los dos, el GLP es menos contaminante que el natural, por lo que su uso es ms difundido. Uno de los sucesos que le dio rpida popularidad fue la presentacin a principios de los noventa del Bugatti EB110 con motor a gas, siendo el auto ms rpido del mundo de aquel tiempo. Debe operar con ciclo Otto dadas sus caractersticas propias, por el contrario los motores con ciclo Diesel deben ser transformados a ciclo Otto cundo se quiere que aquellos funcionen con gas natural. Cuando un motor de ciclo Otto va a utilizar gas natural, no precisa ninguna transformacin mecnica sustancial. Tan solo debe equiparse del sistema de almacenamiento, carburacin y avance del encendido, electrovlvulas, as como aadirle un convertidor cataltico, si as se desea. Existe tambin una tercera posibilidad, consistente en no transformar los motores Diesel a Otto. El sistema se fundamenta en continuar alimentando el motor con gasleo, pero interrumpindola durante un cierto tiempo, durante el cual se inyecta gas natural al motor. Este sistema tiene muchas dificultades en su aplicacin prctica y no es utilizado masivamente. Una de sus principales dificultades est en el almacenaje, ya que estamos hablando de un lquido altamente inflamable; pero con el paso de los aos, la seguridad de este sistema ha alcanzado tal nivel, que es tan seguro como un motor de gasolina. Es por ello, que se utiliza al GLP como una opcin de apoyo al motor gasolinero, con lo que muchos motores tienen ambos sistemas. Con esto, los fabricantes recomiendan usar la versin GLP para encender el motor y a bajas revoluciones para


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luego cambiar automticamente a la opcin gasolina. A la larga representa un menor consumo y una mejor conservacin del medio ambiente sin mayor prdida de performance.

FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO SELECCIONADO

CON MOTOR A GASOLINA Ciclos de tiempo del motor de combustin interna Los motores de combustin interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los ms comnmente utilizados en los coches o automviles y para muchas otras funciones en las que se emplean como motor estacionario. Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman un motor de combustin interna, pasamos a explicar cmo funciona uno tpico de gasolina. Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el motor, tomaremos como referencia uno slo, para ver qu ocurre en su interior en cada uno de los cuatro tiempos:

ADMISIN COMPRESIN EXPLOSIN ESCAPE

PRIMER TIEMPO - Admisin Al inicio de este tiempo el pistn se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la vlvula de admisin se encuentra abierta y el pistn, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vaco dentro de la cmara de combustin a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vaco que crea el pistn en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que enva el carburador al mltiple de admisin penetre en la cmara de combustin del cilindro a travs de la vlvula de admisin abierta. SEGUNDO TIEMPO - Compresin Una vez que el pistn alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el rbol de leva, que gira sincrnicamente con el cigeal y que ha mantenido abierta hasta este momento la vlvula de admisin para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistn comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.


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TERCER TIEMPO Explosin Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el mximo de compresin, salta una chispa elctrica en el electrodo de la buja, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosin obliga al pistn a bajar bruscamente y ese movimiento rectilneo se transmite por medio de la biela al cigeal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo til.

CUARTO

TIEMPO - Escape

El pistn, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI despus de ocurrido el tiempo de explosin, comienza a subir. El rbol de leva, que se mantiene girando sincrnicamente con el cigeal abre en ese momento la vlvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosin, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistn, atraviesan la vlvula de escape y salen hacia la atmsfera por un tubo conectado al mltiple de escape. De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarn efectundose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor.

DATOS DE LA PLANTA DE PRODUCCIN. ( POR AO) Las plantas de combustin interna son usualmente alimentadas por gasleo, y en el caso de la planta ubicada en San Carlos, Baja California Sur, para alimentar sus dos motores de combustin interna utilizan una mezcla de combustleo y el gas leo.Nombre de la central Nmero de unidades 4 2 Fecha de entrada en operacin 19-May-1976 02-Abr-1985 Capacidad efectiva instalada (MW) 800 316 Ubicacin

Altamira Benito Jurez (Samalayuca)

Altamira, Tamaulipas Cd. Jurez, Chihuahua

Carlos Rodrguez Rivero (Guaymas II) Felipe Carrillo Puerto (Valladolid) Francisco Prez Ros (Tula) Francisco Villa Gral. Manuel lvarez Moreno (Manzanillo I) Guadalupe Victoria (Lerdo) Jos Aceves Pozos (Mazatln II)

4

06-Dic-1973

484

Guaymas, Sonora

2 5 5 4

05-Abr-1992 30-Jun-1991 22-Nov-1964 01-Sep-82

75 1,606 300 1,200

Valladolid, Yucatn Tula, Hidalgo Delicias, Chihuahua Manzanillo, Colima

2 3

18-Jun-1991 13-Nov-1976

320 616

Lerdo, Durango Mazatln, Sinaloa


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Juan de Dios Btiz P. (Topolobampo) Lerma (Campeche)

3

12-Jun-1995

320

Ahome, Sinaloa

4

09-Sep-1976

150

Campeche, Campeche

Manzanillo II Mrida II Pdte. Adolfo Lpez Mateos (Tuxpan) Pdte. Emilio Portes Gil (Ro Bravo)

2 2 6

24-Jul-1989 13-Dic-1981 30-Jun-1991

700 168 2,100

Manzanillo, Colima Mrida, Yucatn Tuxpan, Veracruz

1

11-Jul-1964

300

Ro Bravo, Tamaulipas

Poza RicaPresidente Jurez (Rosarito)

36

04-Feb-196306-Mar-1964

117320

Tihuatln, VeracruzRosarito, Baja California

Puerto Libertad Punta Prieta II

4 3

01-Ago-1985 01-Ago-1979

632 113

Pitiquito, Sonora La Paz, Baja California Sur Salamanca, Guanajuato

Salamanca

4

19-Jun-1971

550

Valle de Mxico Villa de Reyes

3 2

01-Abr-1963 01-Nov-1986

450 700

Acolman, Mxico Villa de Reyes, San Luis Potos

La CFE genera energa por medio de tres fuentes: centrales hidroelctricas, termoelctricas, elicas y nucleares. Al iniciar el ao 2007 la CFE cuenta con una capacidad efectiva instalada para generar energa elctrica de 47,857.29 Megawatts (MW) que se dividen de la siguiente forma: 1) Centrales Termoelctricas de Productores Independientes (PIE): 10,386.90 MW. Bsicamente por empresas trasnacionales extranjeras, quienes generan el 21.7 % del total de la capacidad efectiva instalada de energa con 20 centrales en operacin comercial, la mayora a partir del ao 2000. Es decir, en tan slo 7 aos las trasnacionales generaron alrededor de 10 mil MW mientras que la CFE slo aument su produccin en 2,569 MW, en el mismo perodo. 2) Centrales Termoelctricas de la CFE: 22,258.86 MW. 3) Centrales Carboelctricas: 2,600.00 MW. 4) Centrales Geotrmicas: 959.50 MW. 5) Central Nucleoelctrica: 1,364.88 MW. sta es la Central de Laguna Verde. 6) Central Eoloelctrica: 2.18 MW. 7) Centrales Hidroelctricas: 10,284.98 MW.


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DIAGRAMA DE FLUJO ENTRADAS DE COMBUSTIBLE AL PROCESO Y SALIDA DE LOS GASES PRODUCIDOS.

Mquina que mezcla oxgeno con combustible gasificado. O+Metano+CH4+C2H6+CO 2 +C3H8+N

Una vez mezclados ntimamente y confinados en un espacio denominado cmara de combustin, los gases son encendidos para quemarse (combustin). Debido a su diseo, el motor, utiliza el calor generado por la combustin, como energa para producir el movimiento giratorio que conocemos1er tiempo: carrera de admisin. Se abre la vlvula de admisin, el pistn baja y el cilindro se llena de aire mezclado con combustible.

2do tiempo: carrera de compresin. Se cierra la vlvula de admisin, el pistn sube y comprime la mezcla de aire/gasolina.


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3er tiempo: carrera de expansin. Se enciende la mezcla comprimida y el calor generado por la combustin expande los gases que ejercen presin sobre el pistn

4to tiempo: carrera de escape. Se abre la vlvula de escape, el pistn se desplaza hacia el punto muerto superior, expulsando los gases quemados.

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DATOS DE PRODUCCION DE ELECTRICIDAD

CONSUMO DE COMBUSTIBLE POR DA Y AO.

FUENTE DE ENERGA

LUGAR

TECNOLOGA

Productores externos de energa Tamazunchale Obras pblicas financiadas El Cajn Baja California Sur II Baja California CCE Pacfico

CAPACIDAD TOTAL ESPERADA (MW) 1.135

2007

2009

2010

1.135 1.135 1.135

San Luis Potos

Ciclo combinado 1.321

418 375 43

252

651

Nayarit Baja California S. Baja California Guerrero

651

651


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Energa hidroelctrica Combustin interna Ciclo combinado Carbn

375 43 252

252

Implementacin de presupuesto (LFC) Generacin distribuida Total

192 Mxico, D. F. y estado de Mxico Turbinas de gas 192

192 192

2.648

1.745

252

651

La Comisin Federal de Electricidad es una empresa del gobierno mexicano que genera, transmite, distribuye y comercializa energa elctrica para ms de 35.4 millones de clientes al mes de diciembre,

lo que representa a ms de 100 millones de habitantes, e incorpora anualmente ms de un milln de clientes nuevos. La infraestructura para generar la energa elctrica est compuesta por 210 centrales generadoras, con una capacidad instalada de 52,512 megawatts (MW), incluyendo productores independientes con 22 centrales y 32 centrales de la extinta Luz y Fuerza. El 22.67% de la capacidad instalada corresponde a 22 centrales construidas con capital privado por los Productores Independientes de Energa (PIE). En la CFE se produce la energa elctrica utilizando diferentes tecnologas y diferentes fuentes de energtico primario. Tiene centrales termoelctricas, hidroelctricas, carboelctricas, geotermoelctricas, eoloelctricas y una nucleoelctrica. Para conducir la electricidad desde las centrales de generacin hasta el domicilio de cada uno de sus clientes, la CFE tiene ms de 758 mil kilmetros de lneas de transmisin y de distribucin. Al cierre de 2011, el suministro de energa elctrica lleg a mas de 190 mil localidades (190,655 rurales y 3,744 urbanas) y el 97.61% de la poblacin utiliza la electricidad. En los ltimos diez aos se han instalado 42 mil mdulos solares en pequeas comunidades muy alejadas de los grandes centros de poblacin. Esta ser la tecnologa de mayor aplicacin en el futuro para aquellas comunidades que an no cuentan con electricidad. En cuanto al volumen de ventas totales, 99% lo constituyen las ventas directas al pblico y el 1% restante se exporta. Si bien el sector domstico agrupa 88.39% de los clientes, sus ventas representan 25.76% del total de ventas al pblico. Una situacin inversa ocurre en el sector industrial, donde menos de 1% de los clientes representa ms de la mitad de las ventas.


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ECUACIN QUMICA GENERAL DE COMBUSTIN (SUPONIENDO QUE SEA COMPLETA) DEBE DE ESTAR BALANCEADA. CALCULAR MASAS MOLARES, PARA DESPUS CALCULAR ESTEQUIOMETRICAMENTE LA CANTIDAD DE DIXIDO DE CARBONO PRODUCIDO POR DA Y POR AO EN LA PLANTA.La ecuacin qumica general de la combustin se refiere a: Materia Orgnica + O2 CO2 + H2O La combustin de la gasolina (C8H18) sera: C8H18 + (8 +18/4) O2 8 CO2 +18/2 H2O C8H18 + (8 +9/2) O2 8 CO2 +9 H2O C8H18 + (8 +9/2) O2 8 CO2 +9 H2O C8H18 + (16 +9)/2 O2 8 CO2 +9 H2O C8H18 +25/2 O2 8 CO2 +9 H2O Multiplicamos por 2 2 C8H18 +25 O2 16 CO2 +18 H2O

Es una reaccin exotrmica, que libera energa en forma de calor y luz. RELACIONES ESTEQUIOMETRICAS 25 moles O2 2 moles C8H18 MASAS MOLARES 2C8 = 12 X 16 = 192 + 25 O2 = 16 X 50 = 800____________________ g/mol

O bien

2 moles C8H18 25 moles O2

992

CO2


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IMPACTO AMBIENTAL

CANTIDADES APROXIMADAS DE CO2 PRODUCIDAS POR UNA PLANTA TERMOELCTRICA DE COMBUSTIN INTERNA.

Las plantas termoelctricas son consideradas fuentes importantes de emisiones atmosfricas y pueden afectar la calidad del aire en el rea local o regional. La combustin que ocurre en los proyectos termoelctricos emite dixido de sulfuro (SO2), xidos de nitrgeno (NOx),monxido de carbono (CO), dixido de carbono (CO2) y partculas (que pueden contener metales menores). Las cantidades de cada uno dependern del tipo y el tamao de la instalacin y del tipo y calidad del combustible, y la manera en que se queme. La dispersin y las concentraciones de estas emisiones, a nivel de la tierra, son el resultado de una interaccin compleja de las caractersticas fsicas de la chimenea de la planta, las cualidades fsicas y qumicas de las emisiones, las condiciones meteorolgicas en el sitio, o cerca del mismo durante el tiempo que se requiere para que las emisiones se trasladen desde la chimenea hasta el receptor a nivel de la tierra, las condiciones topogrficas del sitio de la planta y las reas circundantes, y la naturaleza de los receptores. En todo caso, en mayor o menor medida todas ellas emiten a la atmsfera dixido de carbono, CO2. Segn el combustible, y suponiendo un rendimiento del 40% sobre la energa primaria consumida, una central trmica emite aproximadamente:


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En Mxico el 75% de la electricidad se genera a base de combustibles fsiles utilizados en plantas o centrales termoelctricas (que producen calor y vapor para mover los generadores), las cuales consumen gas natural, combustleo y carbn. (Si la central consume carbn, se le denomina carboelctrica) y "Dual" el cual es un trmino que se aplica a las plantas que pueden consumir indistintamente dos de estos combustibles. la capacidad instalada que reporta la CFE es de 49,861 Megawatts, dividindose sta en diferentes fuentes, las termoelctricas producen el 44.82%.

Uno de los efectos ms importantes y, por desgracia, ms comunes de la combustin es la contaminacin del aire. Esta contaminacin consiste en la presencia en la atmsfera de una o varias sustancias en tales concentraciones que puedan originar riesgos, daos o molestias a las personas y al resto de seres vivos, perjuicios a los bienes o cambios de clima. Los xidos de azufre, SO2 y SO3, son los agentes contaminantes ms habituales en el aire. Proceden de la combustin de los combustibles utilizados en la industria y en la calefaccin domstica. El principal peligro que representan son las reacciones qumicas a las que dan lugar en condiciones de humedad: SO2+H2OH2SO3 SO3+H2OH2SO4 A fin de reducir las emisiones de xidos de azufre, es preciso eliminar el azufre presente en los combustibles antes de proceder a su combustin. Si ya se ha producido sta, hay que reducir en los gases de emisin los xidos de azufre a azufre, el cual puede ser comercializado posteriormente. Los xidos de nitrgeno se encuentran entre los gases emitidos por los tubos de escape de los vehculos a motor. Se eliminan instalando un catalizador en el tubo de escape. Al igual que los xidos de azufre, los xidos de nitrgeno reaccionan con el agua que existe en la atmsfera y dan lugar a dos sustancias N2O5+H2OHNO3 N2O3+H2OHNO2 Todas estas sustancias cidas forman lo que se ha denominado lluvia cida, que destruye bosques, lagos de escasa profundidad y monumentos. En la dcada de los 80 fue cuando la gente comenz a darse cuenta de que los bosques de Europa, Escandinavia y Norteamrica enfermaban y moran marcados por la lluvia cida. En todo el mundo, los ros se contaminaban con los productos qumicos de la industria. En reas deltaicas situadas a bajo nivel, como cidas:

Bangladesh, las inundaciones originadas por la deforestacin del Himalaya, a miles de kilmetros al norte, provocaron la muerte de miles de personas y arrojaron de sus casas a decenas de miles de damnificados. En el Caribe y en el Pacfico, las tormentas que antes azotaban estas zonas cada cien aos empezaron a causar destrozos cada dos o tres aos.


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El dixido de carbono se origina de la combustin de los compuestos orgnicos e incide en el recalentamiento de la atmsfera, fenmeno conocido como efecto invernadero.

Las plantas toman dixido de carbono del aire mediante la fotosntesis y los seres vivos lo expulsan a la atmsfera en la respiracin. Durante millones de aos, estos procesos han mantenido en equilibrio la cantidad de dixido de carbono en la atmsfera. Sin embargo, este equilibrio se ha roto, por la masiva emisin de dixido de carbono procedente de las reacciones de combustin de los combustibles fsiles y porque en muchas zonas del planeta la vegetacin ha sido destruida en los ltimos aos. Este exceso de dixido de carbono en la atmsfera acta como una pantalla sobre la Tierra, que evita que la energa pueda escapar. La luz visible que llega a la Tierra desde el Sol pierde energa al atravesar la atmsfera terrestre y se transforma en radiacin infrarroja. El dixido de carbono absorbe esta radiacin, impidiendo que escape de nuevo al espacio. Este efecto (efecto invernadero) es el responsable de que el hielo de las zonas polares se funda y del aumento de la temperatura media del planeta. Otros tipos de contaminacin provocada por la combustin:

Monxido de carbono - Es un gas incoloro, inodoro e inspido producido cuando el carbn, el petrleo o el gas arden con poco oxgeno. Reacciona con la hemoglobina de la sangre reemplazando al oxgeno impidiendo que llegue a las clulas, por consecuencia, es muy txico. Sus principales efectos son:

Al ser su afinidad con la hemoglobina 250 veces mayor que la del oxgeno forma carboxihemoglobina, disminuyendo la cantidad de oxgeno que llega a los tejidos y actuando como agente asfixiante. Los efectos son ms pronunciados e intensos en los fumadores y en las personas con problemas cardiacos. Los sntomas tpicos son mareos, dolor de cabeza concentrado, nuseas, sonoridad en los odos y latidos intensos del corazn. La exposicin a altas concentraciones puede tener efectos graves permanentes y, en algunos casos, puede producir la muerte. Hidrocarburos aromticos - No todos los componentes de la gasolina se queman en los motores de los coches. Algunos hidrocarburos escapan a la atmsfera y producen daos en los seres vivos. Partculas de la combustin - Incluyen una gama muy amplia de partculas qumicas y fsicas, incluyendo gotas de lquido. Afectan al funcionamiento de los pulmones. Las partculas ms pequeas (micromtricas) presentan el mayor riesgo, ya que son inhaladas ms profundamente en los pulmones.

PROYECCIONES A FUTURO


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Existen diversas opciones de generacin elctrica ajenas a los combustibles fsiles que podran mitigar la dependencia que la sociedad moderna tiene de estos recursos escasos y contaminantes. Algunas de estas opciones ya estn disponibles y otras son meras hiptesis, y cada una genera distintos y enfrentados puntos de vista sobre sus supuestas ventajas e inconvenientes. La presente edicin de Petrotecnia est orientada al anlisis del futuro del sector elctrico, en particular, a indagar sobre la conformacin de la futura matriz de generacin elctrica, es decir, a

analizar las fuentes y las tecnologas que pueden ser utilizadas en el largo y muy largo plazo en el mundo y en la Repblica Argentina. Tambin se analiza la evolucin del transporte y se muestran algunos emprendimientos elctricos importantes realizados por el sector petrolero para garantizar la plena produccin en sus yacimientos. Desde su consolidacin como un nuevo energtico secundario en los inicios del siglo x x, el sector elctrico ha basado su produccin de energa elctrica (EE) en la transformacin, en primer lugar, de un energtico primario en energa mecnica en el eje de una turbina y, luego, esta energa mecnica es transformada en elctrica en un generador elctrico de corriente alterna trifsica. El generador utilizado desde el inicio del siglo xx, y se estima seguir siendo usado en el futuro, es un tipo de mquina elctrica llamada generador sincrnico. Los cambios que se han operado en la forma de producir la EE y los que se estima que se producirn en el horizonte de }

largo plazo. Estn localizados entonces en los energ-ticos primarios y en las tecnologas que se empleen para transformar estos energticos en energa mecnica en el eje de la turbina. La irrupcin producida en los ltimos aos con la instalacin de los modernos parques elicos que utilizan mayoritariamente generadores asincrnicos de rotor bobinado no invalida esta afirmacin porque estos parques son un porcentaje muy bajo en el total y, adems, siempre son conectados a una red de corriente alterna trifsica que opera en sincronismo. La principal fuente de energa primaria utilizada en el mundo es el carbn, este ha sido responsable de abastecer el 40% de la matriz de generacin de EE en forma casi constante desde 1970 hasta la actualidad. En conjunto, los energticos primarios llamados fsiles pasaron del 75% en 1970 a los actuales 68% del total producido debido a la incorporacin de la energa hidrulica y nuclear.

ENERGA DE BIOMASA La biomasa es la abreviatura de masa biolgica y se obtiene de los recursos biolgicos. La biomasa comprende una inmensa gama de materiales orgnicos. La energa proveniente de la biomasa se divide en muchos grupos.

Energa de combustin directa Energa de conversin trmica Energa por fermentacin alcohlica Energa por descomposicin anaerbica

La energa de combustin directa se saca de la lea y otros desechos orgnico como excrementos de animales y celulosa se utiliza para obtener calor. La energa por conversin trmica que consiste en la destilacin de lea para generar carbn de lea, metanol, alcohol metlico, entre otros. La energa por fermentacin alcohlica que consiste en la fermentacin de restos orgnicos tales como la caa de azcar, la yuca y la madera, se cree que podra reemplazar a los combustibles fsiles. El etanol (alcohol etlico) se est usando actualmente como aadido de la gasolina.


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ENERGA GEOTRMICA Este tipo de energa trata de aprovechar el calor desprendido por la Tierra para obtener energa elctrica. Dicho de otra forma, es la energa calrica contenida en el interior de la Tierra que se transmite por conduccin trmica hacia la superficie. Tambin puede generarse energa elctrica mediante la utilizacin de un vapor que pasa a travs de una turbina que est conectada a un generador, y que produce electricidad.

Los usos ms comunes son:

Uso sanitario. Varios usos industriales como la pasteurizacin de la leche. La implantacin de calefaccin en distritos enteros y viviendas individuales. Balnearios. Cultivos en invernaderos durante el periodo de nevadas. Reducir el tiempo de crecimiento de pescados, crustceos, etc.

Entre sus ventajas, podemos destacar:

Es un recurso de bajo coste. Contribuye tanto a la generacin de energa (produce electricidad) como con usos directamente de calor. Evita la dependencia energtica del exterior. Los residuos que produce son mnimos y ocasionan menor impacto ambiental que los combustibles fsiles (petrleo, carbn, etc.) No produce ningn tipo de combustin. ENERGA MAREOMOTRIZ

La energa mareomotriz es la energa potencial o cintica que contienen los ocanos. Esta energa se est desarrollando y se piensa podra ser una energa que sustituira a los combustibles fsiles, porque esta energa es renovable y tres cuartas partes del planeta son ocanos, as que casi todo pas con costa puede emplearla. Est energa la producen en conjunto el viento, el Sol y la Luna, que hacen:

Las olas Las mareas Las corrientes marinas


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La energa de una central mareomotriz convencional se toma de las diferentes alturas que puede tener la marea en el da, retenindola y haciendo mover una turbina. La energa mareomotrmica consiste en usar la diferencia de temperatura entre la superficie y las profundidades ocenicas. Esa

diferencia de temperatura hace que se genere una corriente de conveccin. Las corrientes de conveccin son el fenmeno fsico que se produce en un fluido cuando una parte de ste est ms caliente (y por tanto es menos densa) que otra que se sita por encima de la primera. Esto hace que intercambien sus posiciones, y por tanto se muevan y generen una corriente. Estas corrientes pueden hacer a una turbina moverse para generar energa elctrica. Tambin se pueden aprovechar las olas y corrientes martimas. Esta tecnologa se est desarrollando, Francia ya est pensando en hacer su segunda central mareomotriz. Aunque no contaminen la atmsfera, stas pueden influir en la biodiversidad y en la salinidad del agua.

BIOFUEL Las plantas usan la fotosntesis para crecer y producir biomasa. Tambin sabemos que podemos usar la biomasa para obtener energa directamente de ella o producir un combustible llamado biofuel. La agricultura puede producir diferentes fuels como por ejemplo biodiesel, etanol u otros combustibles provenientes del cultivo de la caa de azcar. Todos estos combustibles se pueden usar en motores de explosin para producir energa mecnica que despus se trasformar en elctrica. Los tpicos biofuels arden para liberar la energa qumica que tienen en su interior. Tambin hay otros mtodos para convertir estos combustibles en electricidad de forma ms eficiente utilizando clulas de combustibles.

El nombrado anteriormente biofuel es a menudo algn tipo de bioalcohol, como por ejemplo el etanol o algn derivado de este como por ejemplo el biodiesel o aceites de origen vegetal .El biodiesel est siendo usado en los coches actuales con algunas modificaciones o sin stas, este biodiesel puede estar hecho a partir de vegetales y de las grasas de algunos animales. Dichos combustibles son capaces actualmente de sustituir a las gasolinas convencionales. Con el mismo coche puedes usar los dos tipos de combustibles. La gran ventaja de los biodiesel respecto a las gasolinas convencionales es que usando biocombustibles se emiten menos gases contaminantes a la atmsfera. El uso de biodiesel reduce las emisiones de dixido de carbono y el de otros gases en torno al 20 o al 40 por ciento. REFLEXIN La recuperacin de los incentivos a la quema de carbn por parte de las centrales trmicas permiti a estas instalaciones recuperar el ao pasado parte de su protagonismo dentro del sector energtico. Segn el balance provisional de Red Elctrica de Espaa (REE), la electricidad producida con hulla y antracita cubri el 15% de la demanda nacional, el doble de la registrada un ao antes cuando el peso de las trmicas haba quedado en el 8%. El carbn fue tras la nuclear (21%), los ciclos combinados (19%) -trmicas de gas- y la elica (16%) la cuarta fuente de energa ms utilizada el pasado ao. En 2010, con las minas paralizadas por el bloqueo al consumo de carbn, haba sido la sexta energa.


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La distribucin de los diferentes tipos de generacin elctrica se reflej en el balance ecolgico del sector. As, segn REE, el aumento de generacin con carbn y la menor produccin de otras fuentes

de energa limpias dieron a un repunte de las emisiones de CO2 del sector elctrico que se han estimado en 73 millones de toneladas, un 25% ms que en 2010. La demanda bruta de energa elctrica en la Pennsula fue de 255.179 GWh, un 2,1% inferior a la del 2010. Corregidos los efectos del calendario laboral y las temperaturas, el consumo peninsular registr un descenso del 1,2%. Los valores mximos de demanda de potencia media horaria y de energa diaria se alcanzaron, respectivamente, el 24 de enero, entre las 19.00 y 20.00 horas, y el 25 de enero, con 44.107 MW y 884 GWh, respectivamente. Las energas renovables cubrieron, segn datos provisionales, el 33% de la demanda en 2011, tres puntos menos que el ao anterior, debido principalmente al descenso significativo de la generacin hidrulica, que cubri ese ao el 11% de la demanda, cinco puntos por debajo de los parmetros alcanzados en 2010. La elica mantuvo su participacin en la cobertura de la demanda con un 16% del total, igual que el ao anterior, a pesar de que la generacin ha sido notablemente inferior a la del 2010, situndose como la tercera fuente de energa elctrica tras la nuclear y los ciclos combinados, mientras que la solar (fotovoltaica y termoelctrica) representaron el 4% de la demanda. La potencia instalada en el parque generador aument en 1.879 MW durante el 2011 y alcanz al finalizar el ao un total de 100.576 MW, lo que supone un crecimiento del 1,9%. El 93% de este crecimiento corresponde a nuevas infraestructuras de origen renovable, con 997 MW de elica y 674 MW de solar (fotovoltaica y termoelctrica). El carbn representa el 12% de la potencia instalada, la nuclear el 8% y los ciclos combinados el 25%. La hidrulica el 19% y la elica el 21%. La generacin de energa elctrica inici en Mxico a fines del siglo XIX. La primera planta generadora que se instal en el pas (1879) estuvo en Len, Guanajuato, y era utilizada por la fbrica textil La Americana. Casi inmediatamente se extendi esta forma de generar electricidad dentro de la produccin minera y, marginalmente, para la iluminacin residencial y pblica. Algunas compaas internacionales con gran capacidad vinieron a crear filiales, como The Mexican Light and Power Company, de origen canadiense, en el centro del pas; el consorcio The American and Foreign Power Company, con tres sistemas interconectados en el norte de Mxico, y la Compaa Elctrica de Chapala, en el occidente. A inicios del siglo XX Mxico contaba con una capacidad de 31 MW, propiedad de empresas privadas. Para 1910 eran 50 MW, de los cuales 80% los generaba The Mexican Light and Power Company, con el primer gran proyecto hidroelctrico: la planta Necaxa, en Puebla. Las tres compaas elctricas tenan las concesiones e instalaciones de la mayor parte de las pequeas plantas que slo funcionaban en sus regiones. En ese perodo se dio el primer esfuerzo para ordenar la industria elctrica con la creacin de la Comisin Nacional para el Fomento y Control de la Industria de Generacin y Fuerza, conocida posteriormente como Comisin Nacional de Fuerza Motriz. Fue el 2 de diciembre de 1933 cuando se decret que la generacin y distribucin de electricidad son actividades de utilidad pblica. En 1937 Mxico tena 18.3 millones de habitantes, de los cuales nicamente siete millones contaban Combustin e Industria Termoelctrica

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con electricidad, proporcionada con serias dificultades por tres empresas privadas. En ese momento las interrupciones de luz eran constantes y las tarifas muy elevadas, debido a que esas empresas se enfocaban a los mercados urbanos ms redituables, sin contemplar a las

poblaciones rurales, donde habitaba ms de 62% de la poblacin. La capacidad instalada de generacin elctrica en el pas era de 629.0 MW. Para dar respuesta a esa situacin que no permita el desarrollo del pas, el gobierno federal cre, el 14 de agosto de 1937, la Comisin Federal de Electricidad (CFE), que tendra por objeto organizar y dirigir un sistema nacional de generacin, transmisin y distribucin de energa elctrica, basado en principios tcnicos y econmicos, sin propsitos de lucro y con la finalidad de obtener con un costo mnimo, el mayor rendimiento posible en beneficio de los intereses generales. (Ley promulgada en la Ciudad de Mrida, Yucatn el 14 de agosto de 1937 y publicada en el Diario Oficial de la Federacin el 24 de agosto de 1937).

La CFE comenz a construir plantas generadoras y ampliar las redes de transmisin y distribucin, beneficiando a ms mexicanos al posibilitar el bombeo de agua de riego y la molienda, as como mayor alumbrado pblico y electrificacin de comunidades. Los primeros proyectos de generacin de energa elctrica de CFE se realizaron en Teloloapan (Guerrero), Ptzcuaro (Michoacn), Suchiate y Xa (Oaxaca), y Ures y Altar (Sonora). El primer gran proyecto hidroelctrico se inici en 1938 con la construccin de los canales, caminos y carreteras de lo que despus se convirti en el Sistema Hidroelctrico Ixtapantongo, en el Estado de Mxico, que posteriormente fue nombrado Sistema Hidroelctrico Miguel Alemn. Hacia 1960 la CFE aportaba ya el 54% de los 2,308 MW de capacidad instalada, la empresa Mexican Light el 25%, la American and Foreign el 12%, y el resto de las compaas 9%. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de generacin y electrificacin, para esas fechas apenas 44% de la poblacin contaba con electricidad. Por eso el presidente Adolfo Lpez Mateos decidi nacionalizar la industria elctrica, el 27 de septiembre de 1960. A partir de entonces se comenz a integrar el Sistema Elctrico Nacional, extendiendo la cobertura del suministro y acelerando la industrializacin. El Estado mexicano adquiri los bienes e instalaciones de las compaas privadas, las cuales operaban con serias deficiencias por la falta de inversin y los problemas laborales.


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CONCLUSIN INDIVIDUAL

Este proyecto se logro investigar acerca de las energas termoelctricas, en que nos afecta y porque, qu efecto produce en el medio ambiente y en el ser humano. Se logro analizar que por la quema de combustleo nos afecta tanto al ser humano y al medio ambiente. Tambin nos ayudo para ver cual es el proceso por el que pasa para obtener energa. El uso de combustibles fsiles genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia cida a la atmsfera, junto a partculas volantes (en el caso del carbn) que pueden contener metales pesados. Al ser los combustibles fsiles una fuente de energa finita, su uso est limitado a la duracin de las reservas y/o su rentabilidad econmica. Sus emisiones trmicas y de vapor pueden alterar el microclima local. Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en estos. Su rendimiento (en muchos casos) es bajo (comparado con el rendimiento ideal), a pesar de haberse realizado grandes mejoras en la eficiencia (30-40% de la energa liberada en la combustin se convierte en electricidad, de media).

Amado Cruz Ana Karen


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En la reflexin acerca de los efectos econmicos y sociales de la produccin y uso de estas fuentes de energa de nuestro pas se podra decir que el ser humano produce mucha energa ya sea termoelctrica elica geotrmica etc. Pero a su vez no se da cuenta del dao que le est provocando al medio ambiente y eso es solo por una parte ya que en los efectos econmicos el pas cada ao sufre ya que necesita producir energa casi de forma obligatoria para el consumo de este pas y necesita de prstamos de dinero al extranjero por lo cual sus deudas cada vez son ms grandes. Y en los efectos sociales todos los seres humanos junt con los productores estamos haciendo un mal ya que por parte nuestra consumimos energa, tanta que ya estamos acostumbrados a estas y no hacemos nada por intentar nuevas cosas que no pongan en peligro al planeta. Y por parte de los productores no se dan cuenta de que produciendo energa estn deteriorando el medio ambiente.

Este se ha vuelto un problema ya que si no agarramos conciencia pronto despus ser demasiado tarde.

Espino Daz Jhon Charlie


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Las plantas productoras de energa termoelctrica al igual que todo lo que crea el hombre tiene ventajas y desventajas. Son las centrales ms baratas de construir, especialmente las de carbn, debido a la simplicidad de construccin y la energa generada. Tienen bajos costos de combustible, admite combustible de bajo grado de calidad, tienen un alto rendimiento, tecnologa sin completa prueba de eficiencia, son plantas complejas de arranque lento. Como resultado de la quema del carbn, fue- oil y gas, stas centrales son importantes fuentes emisoras de agentes contaminantes, calor, ruido y vibraciones. La peor desventaja es el terrible impacto ambiental que produce, ya que emite gases que favorecen el sobre calentamiento de la tierra y el cambio climtico, que son problemas ambientales cuyos efectos son muy conocidos en la actualidad. En el caso del petrleo es preocupante su vertido al mar cuando se transporta, ya que crea las famosas mareas negras.

Salvador Villegas Karla Alejandra


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En este proyecto nos dimos cuenta de los beneficios de las plantas termoelctricas como que son ms baratas para construir, generan energa de forma masiva aumentando la energa trmica generada con la misma cantidad de combustible. Las desventajas que note en el lapso del proyecto fue que el uso de combustibles calientes genera gas con el efecto invernadero y de lluvia cida a la atmsfera, junto a partculas volantes que pueden contener metales pesados. Ya que al ser humano los combustibles fsiles es una fuente de energa finita, su uso est limitado ala duracin de las reservas y su rentabilidad econmica, el vapor puede alterar el microclima local, afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en estos, su rendimiento es nulo a pesar de haberse realizado mejoras en la eficiencia de estas.

Esto es lo que se fue descubriendo en el proyecto junto con los contaminantes que se van generando con el uso de las plantas termoelctricas.

Hernndez Medina Yazmn Almendra


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A nosotros como sociedad nos da beneficia por que se crean ms formas de producir electricidad, por diferentes mtodos y adems de descubrir diferentes tipos de combustibles y elegir la mejor opcin para generar menos contaminacin. En este proyecto descubr cosas nuevas como por ejemplo que para poder generar energa elctrica se lleva todo un proceso muy largo y el cual se debe llevar a cabo con mucho cuidado, para no generar peligro en las plantas termoelctricas . Adems tambin me sirvi para poder entender mejor este proceso, y tambin de conocer otros ms conocer cules son los principales combustibles que de estas plantas salen un ejemplo muy claro y visto fue el dixido de carbono(CO 2) el cual ya sabemos que daos causa; uno de los principales es el llamado efecto invernadero, adems hay que tomar en cuenta que por este fenmeno los polos se estn derritiendo, adems de que la capa de ozono se est debilitando, dejndonos a nosotros sin proteccin a los rayos UV, y en un futuro no muy lejano tendremos problemas en la piel a causa de esto, adems encontramos otros contaminantes como por ejemplo el monxido de carbono el cual puede causar asfixia por que este puede llegar a los tejidos.

Ramrez Jungo Brenda Berenice


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Las industrias termo elctricas pueden favorecer al ser humano con energa pero ya que es muy contaminante sera mejor buscar otras opciones ya que estas industrias destruyen al medio ambiente y contaminan al planeta y al afectar al ambiente se afecta toda la economa ya que un ejemplo: seria la contaminacin a los alimentos y eso se pueden echar a perder y por lo mismo no se vende y no hay buena economa. A mi punto de vista eso afecta a la sociedad en su economa en general y al quemar tanto combustible fsil abra un momento en el que se termine y sera mejor buscar desde un principio distintas opciones que no afecten al planeta.

Moreno Navarrete Ixchel Giuseppe


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CONCLUSIN GENERAL

Nuestra conclusin es que para la generacin de energa termoelctrica hay que tomar muchos aspectos en cuenta uno de ellos es como se va a producir, despus que impactos ambientales tendr este tipo de produccin de energa, adems de a cuanta gente se beneficiara con esto. Tambin aprendimos que no todas las plantas termoelctricas son malas como por ejemplo que actualmente se han utilizado paneles solares , los cuales consisten en que durante el da cuando esta el sol estas se cargan de energa solar, y para noche, estas se prenden automticamente ,tambin encontramos que hay plantas que hacen mucho dao por la cantidad e CO2 que salen de estas, tambin descubrimos los daos que puede causar en el ser humano por ejemplo el monxido de carbono llega a matar a la gente por el simple hecho de que lo respiren. Tambin encontramos el famoso dixido de carbono, el cual los daos que este causa los estamos viviendo, como por ejemplo el derretimiento de los polos, lo que creemos que est causando que todos los ros suban su marea y con esto pues vemos los indundamientos en diferentes partes del mundo, adems de que ya la capa de ozono es muy delgada y todos los rayos UV nos estn causando daos en la piel , por eso tambin vemos en la televisin que anuncias muchas cremas para la proteccin del a piel contra rayos UV.


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BIBLIOGRAFA http://www.buenastareas.com/ensayos/Energia-Termoelectrica/41556.html http://www.greenpeace.org/mexico/es/Footer/Descargas/reports/Clima-y-energia/energ-atermoelectrica-genera/ http://html.rincondelvago.com/energia:_72html http://cuauhtemoc.org.mx/data/files/UNAM/Termodinamica/Termoelectrica.pdf http://www.buenastareas.com/ensayos/Plantas-Combustion-Interna/2778579.html http://www.cfe.gob.mx/sustentabilidad/publicaciones/genElectricidad/Paginas/CombustionInter na.aspx http://www.angelfire.com/planet/motorinfo/motor_gas_natural.htm http://www.asifunciona.com/mecanica/af_motor_gasolina/af_motor_gasolina_7.htm http://portal.gasnatural.com/servlet/ContentServer?gnpage=1-40-2&centralassetname=1-40-42-1-0-0 http://www.envtox.ucdavis.edu/cehs/TOXINS/SPANISH2/Gasoline.htm http://www.ecoportal.net/Temas_Especiales/Energias/Radiografia_de_la_electricidad_en_Mexi co http://www.todomotores.cl/mecanica/el_motor.htm http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081015095653AAVRkbK http://www.petrotecnia.com.ar/junio2011/sin/ElFuturo.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_del_futuro http://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n http://www.elcomercio.es/v/20120107/economia/produccion-energia-electrica-carbon20120107.html http://www.youtube.com/watch?v=VbFFxtdLdxk


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combustion e industria termoelectrica

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