13 Del Petróleo a la Gasolina Yacimiento de petróleo Plataforma de producción Refinería Planta de separación aceite–gas Gasolinería
14 Usos energéticos de los productos del petróleo (Gp:) Gasolina Vehículos (Gp:) Turbosina Aviones (Gp:) Gas licuado Casas Vehículos Calderas (Gp:) Gas Natural Electricidad Vehículos Casas (Gp:) Diesel Vehículos (Gp:) Combustóleo Electricidad (Gp:) Coque Electricidad (Gp:) Queroseno Calderas
15 La combustión del petróleo y de sus deriva-dos en la industria o el transporte, así como del carbón o del combustóleo en las plantas termoeléctricas, libera CO2, que es un gas de ‘efecto invernadero’. Estos gases atrapan la radiación infrarroja emitida por la Tierra hacia el espacio exte-rior, con lo cual se eleva la temperatura de la atmósfera. La liberación de gases invernadero
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17 Liberación de CO2 per cápita, por países México: 5.7 toneladas per cápita en 1995, o sea unos 530 millones de toneladas por año
18 Ejemplo 2: Energía nuclear Al transformarse en energía parcialmente la masa de las partículas nucleares de un combustible nuclear se libe-ra la llamada ‘Energía Nuclear’. Dicha energía puede ser térmica o electro-magnética.
19 Ejemplo: Energía nuclear Puede tratarse de una energía más o menos controlada o la de una explosión nuclear
20 Planta nucleoeléctrica El diseño CANDU consiste de una calandria que tiene tubos con combustible nuclear (óxido de uranio, por ejemplo) y agua pesada como fluido enfriador.
21 Planta nuclear de fusión de Culham, Inglaterra (1991)
22 Planta nuclear de fusión en construcción en Cadarache, Francia
23 Ejemplo 3: Energía solar Es radiación electro-magnética (una forma del calor) Las plantas la aprove-chan en la fotosíntesis La vida existe en la Tierra gracias a la ener-gía solar Calienta los gases de la atmósfera La celda fotovoltaica la transforma en ener-gía eléctrica El calentador solar la aprovecha como ener-gía térmica y calienta al agua
24 Fotosíntesis (modelo simplificado)
Reacción de la fotosíntesis (proceso global de producción de glucosa) 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 Energía de la reacción química (energía química)
Rompimiento de los enlaces de los reactivos:
6 ? (2 ? 801) + 6 ? (2 ? 482) = 15,396 kJ
Formación de los enlaces de los productos:
(5 ? 482 + 5 ? 351 + 5 ? 348 + 7 ? 413 + 801) + (6 ? 494)
= – 12,561 kJ 3. Energía neta = 15,396 – 12,561 = + 2835 kJ/mol glucosa
La reacción es endotérmica. Para la formación de un mol de glucosa (180 g) se requieren de 2835 kJ de energía solar que será absorbida por la planta.
25 Ejemplo 4: La energía eléctrica La energía eléctrica se produce: Por el sol fotovoltaica Por el viento eólica Presas (agua) hidroeléctrica Combustible termoeléctrica Acuíferos subterráneos geotérmica Combustible nuclear nucleoeléctrica La energía eléctrica: Se produce cuando se necesita Si hay mayor demanda, se ponen a funcionar más plantas eléctricas Se transmite de las centrales gene-radoras a los centros de consumo En nuestro hogar la “consumen” los aparatos eléctricos y la transfor-man en otras formas de energía
26 Energía eólica (viento) El calentamiento de la atmósfera y la rotación de la tierra provocan corrientes masivas de aire La energía cinética (velocidad) del aire se transfiere a las aspas como energía cinética La energía cinética de las aspas hace girar el generador eléctrico (Gp:) Energía cinética del aire (viento)
Energía eléctrica
(Gp:) Generador eléctrico
27 Energía hidroeléctrica La energía potencial del agua se convierte en energía cinética del agua en el tubo de entrada.
La energía cinética del agua se transfiere a las aspas de la turbina como energía cinética. La energía cinética de la turbina hace girar al generador eléctrico
28 Planta termoeléctrica para “generación” de energía eléctrica Gases de chimenea Aire Vapor de agua Gas natural Condensado + – + – Energía del gas natural Energía eléctrica Turbina de gas Condensador Compresor Generador eléctrico Caldera de producción de vapor de agua Cámara de combustión Turbina de vapor Generador eléctrico Bomba 50% 15% 35%
29 Planta termoeléctrica para “generación” de energía eléctrica Cámara de combustión: Se alimenta gas natural (princi-palmente metano) a alta presión y se combina con aire comprimido. Se lleva a cabo la combustión y se producen gases de combustión a alta presión y alta temperatura. La combustión es adiabática (no hay transferencia de calor).
Energía química del Energía cinética de las moléculas gas natural de los gases de combustión (ENERGÍA INTERNA) (ENERGÍA INTERNA) Turbina de gas: Los gases de combustión (alta presión y temperatura) transfieren parte de su energía interna a las aspas de la turbina de gas y las hacen girar. Las aspas están unidas al rotor. El rotor realiza trabajo sobre el compresor de aire y el generador eléctrico. Energía interna Energía cinética Trabajo al de los gases de de las aspas de compresor de aire combustión la turbina de gas y generador eléctrico
30 Planta termoeléctrica para “generación” de energía eléctrica Compresor de aire: El eje de la turbina de gas acciona al compresor de aire. La energía mecánica (Trabajo) que le transfiere la turbina de gas al compresor la utiliza éste para comprimir al aire (aumentan la presión y la temperatura del aire). El trabajo realizado incrementa la energía interna del aire
Trabajo de la Energía cinética del Energía interna turbina de gas rotor del compresor del aire Generador eléctrico: El eje de la turbina de gas acciona al generador eléctrico. La energía mecánica (Trabajo) que le transfiere la turbina de gas al generador eléctrico se transforma en energía eléctrica por la acción de los campos magnéticos
Trabajo de la turbina de gas Energía eléctrica
31 La energía eléctrica la utilizamos en el hogar para: en máquinas:
32 Consumo eléctrico en el hogar Ejemplo: Consumo de energía eléctrica de una televisión Tenemos una televisión que tiene un consumo de 220 W. Éste número es la potencia (energía por unidad de tiempo) El consumo de energía de la televisión dependerá de cuanto tiempo la tenemos prendida. Si la tenemos prendida 4 horas al día, el consumo de energía de la televisión en un día es de: (220 W) ? (4 Horas) = 880 W hora = 0.88 kW hora = 0.88 kW h
En un bimestre (60 días) el consumo de energía eléctrica de la televisión es de: (0.88) ? (60) = 52.8 kW h
Este consumo de energía eléctrica viene reflejado en el recibo de Luz y Fuerza del Centro ( o CFE)
33 Consumo eléctrico en el hogar
34 La cadena de la energía está formada por los siguientes elementos: Fuentes primarias de energía Fuentes secundarias de energía Usuarios de la energía Las FUENTES PRIMARIAS de energía son los recursos disponibles en la naturaleza para abastecer las necesidades de energía que demandan nuestras actividades. Casi siempre las transformamos en otras formas de energía para poder aprovecharlas. Las clasificamos en fuentes renovables y no-renovables. Debemos promover la utilización de las fuentes renovables. La cadena de la energía (1/3)
35 La cadena de la energía está formada por los siguientes elementos: Fuentes primarias de energía Fuentes secundarias de energía Usuarios de la energía Las FUENTES SECUNDARIAS de energía las obtenemos de las fuentes primarias (transformación de una forma de energía en otra). Son las fuentes directas de energía que aprovechamos para nuestras actividades. Será una energía renovable si proviene de una FUENTE PRIMARIA DE ENERGÍA RENOVABLE. Las FUENTES SECUNDARIAS DE ENERGÍA son: Biomasa Electricidad Productos petrolíferos La cadena de la energía (2/3)
36 La cadena de la energía (3/3)
37 Fuentes de energía primaria en México
38 Fuentes de energía primaria para generar energía eléctrica en México
39 Consumo final de energía en México por sectores
40 Consumo final de energía en México por tipo de combustible
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