Transporte y Distribución de Energía - Proyecto Tecnología PDF

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA 1 Producción y transformación de energía 1. Fuente principal de energía en la Tierra: El Sol, que envía 170,000 TW de energía a la Tierra. 2. Etapas históricas del uso de la energía solar: ○ Revolución Neolítica: Uso exclusivo de la energí...

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA 1 Producción y transformación de energía 1. Fuente principal de energía en la Tierra: El Sol, que envía 170,000 TW de energía a la Tierra. 2. Etapas históricas del uso de la energía solar: ○ Revolución Neolítica: Uso exclusivo de la energía solar en sociedades agrícolas. ○ Revolución Industrial: Uso masivo de combustibles fósiles, especialmente a partir de la máquina de vapor. 3. Energía en sociedades neolíticas: El sol como única fuente de energía 4. Uso de energía en la prehistoria: El hombre dependía de la fuerza muscular y el fuego, pero no podía convertirlo en energía mecánica. 5. Hitos del control de la energía en la antigüedad: ○ Esclavitud y domesticación de animales para obtener energía adicional. ○ Uso de la energía eólica en barcos de vela y molinos de viento. 6. Desarrollo de la energía eólica y su expansión en Europa en los siglos XI-XVI 7. Problemas con fuentes tradicionales de energía en la Edad Moderna: ○ Escasez de madera en el siglo XV en el Reino Unido y uso excesivo de energía hidráulica. 8. Revolución Industrial: ○ Invención de la máquina de vapor en el siglo transformar calor en energía mecánica. ○ Expansión del uso de combustibles fósiles, particularmente el carbón, en la industria y el transporte. 2. Transporte y distribución de la energía La energía se encuentra en ciertos lugares y en distintas formas. Por ejemplo, en un embalse es energía mecánica potencial; en el petróleo o los alimentos, es energía química; y en los átomos, es energía nuclear. En todos estos casos, la energía está vinculada a la materia. En general, la energía se transporta al mover la materia que la contiene. Sin embargo, la energía solar se transfiere de otra manera: mediante radiación, que no necesita materia para viajar. Transferencia con soporte material: La energía mecánica se transporta al transmitir movimiento, como sucede con poleas o engranajes. También puede transferirse por impacto, como ocurre entre péndulos que comparten energía. La electricidad, por su parte, se transfiere mediante el movimiento de electrones en un cable. Este movimiento genera calor debido a choques entre electrones y partículas del cable, lo que se llama efecto Joule.  Transferencia de calor: El calor se puede mover de tres formas: 1. Conducción: El calor viaja dentro de un material sólido, líquido o gas, desde una zona caliente a una más fría, mediante el contacto entre moléculas. 2. Convección: Combina conducción con el movimiento del material, llevando energía de áreas calientes a frías. 3. Radiación: El calor viaja mediante ondas electromagnéticas, como la luz solar, sin necesitar un medio material. 2.1 Transporte y distribución del petróleo Localización del yacimiento El petróleo se encuentra bajo tierra formando bolsas en ciertos lugares. Para encontrarlo y extraerlo, es necesario perforar el suelo, pero esto solo se hace si hay alta probabilidad de éxito, ya que las perforaciones son caras. Para asegurarse, se realizan estudios del terreno usando métodos como análisis magnéticos, gravimétricos y sísmicos. Estos estudios envían ondas al interior de la tierra que se reflejan y desvían según el tipo de suelo, permitiendo identificar posibles depósitos de petróleo. Formas de transporte El petróleo extraído se transporta a refinerías o zonas de consumo mediante dos métodos principales: 1. Buques petroleros Son barcos gigantes que pueden cargar entre 100,000 y 500,000 toneladas. Su carga se distribuye en tanques separados por tabiques para mayor seguridad. Las máquinas, bombas y zonas de la tripulación están en la popa, lejos de los tanques de carga. 2. Oleoductos Son tuberías de gran tamaño (unos 80 cm de diámetro) que transportan petróleo impulsado por bombas desde los pozos a puertos o refinerías. Estados Unidos tiene la red más extensa, con más de 300,000 km. Ejemplos destacados incluyen el TAP en Oriente Medio y el oleoducto Rota-Zaragoza en España. En lugares donde los oleoductos no son rentables, se usan camiones o trenes cisterna. Para la venta al por menor, el petróleo se envasa en barriles, bidones o latas. 2.2 Transporte y distribución de los combustibles gaseosos A. Gas natural El gas natural se extrae mediante procesos similares a los del petróleo: — Es obtenido principalmente metano puro (CH4), que tiene una combustión menos contaminante. — Contiene un alto poder calorífico (hasta 11,500 kcal/m³) y no produce humos, a diferencia de otros combustibles. Distribución: Mediante gasoductos: los gases se transportan desde los yacimientos hasta el centro de suministros mediante canalizaciones Mediante barcos (metaneros): el gas se licúa a bajas temperaturas y alta presión para reducir su volumen y poder transportarlo a través del océano sin dificultad B. Gases Licuados del Petróleo (GLP) Los gases licuados del petróleo, como el propano y el butano, se obtienen de la destilación del petróleo y se almacenan en estado líquido a alta presión. Ambos tienen un poder calorífico de 11,100 kcal/kg y son ampliamente usados en bombonas o tanques para consumo residencial e industrial. Principales ventajas: No tóxicos ni corrosivos, aunque desplazan oxígeno. Sin plomo ni aditivos. Económicos y eficientes. Emiten menos contaminantes, como dióxido de azufre y poliaromáticos. Adaptados a motores desde hace décadas, son seguros y menos perjudiciales para el medio ambiente, aunque emiten CO₂. C. Transporte y distribución del carbón Durante la Revolución Industrial el carbón se convirtió en un recurso clave, pero su transporte era costoso. Las fábricas se ubicaban cerca de las cuencas hulleras, y el transporte implicaba grandes infraestructuras en puertos y ferrocarriles. Hoy en día, en EE. UU., el carbón también se transporta por tuberías. El transporte por carretera, que fue principal antes del ferrocarril, resurgió en el siglo XX con el auge del automóvil, siendo ideal para distribuciones locales y pequeñas cantidades.El transporte ferroviario sigue siendo más eficiente para grandes volúmenes, mientras que el transporte marítimo permite mover grandes cantidades de carbón a distancias largas a costos más bajos. D. Transporte y distribución de la energía nuclear La energía nuclear requiere transportar el combustible desde su extracción hasta su uso y posterior almacenamiento. El combustible fresco se lleva de la mina a las fábricas y luego a los reactores. Después de ser usado, se guarda temporalmente en piscinas de la central y, más tarde, se traslada a plantas de reprocesamiento o almacenes definitivos. Este material se transporta en cápsulas especiales que aíslan la radiación y se guardan en minas profundas y seguras. La electricidad generada se distribuye igual que en las centrales convencionales. 3. Red eléctrica