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Del Petróleo a la Gasolina
Yacimiento de petróleo
Plataforma de producción
Refinería
Planta de separación aceite–gas
Gasolinería
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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
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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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Liberación de CO2 per cápita, por países
México: 5.7 toneladas per cápita en 1995, o sea unos 530 millones de toneladas por año
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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.
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Ejemplo: Energía nuclear
Puede tratarse de una energía más o menos controlada o la de una explosión nuclear
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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.
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Planta nuclear de fusión de Culham, Inglaterra (1991)
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Planta nuclear de fusión en construcción en Cadarache, Francia
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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
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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.
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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
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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
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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
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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%
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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
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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
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La energía eléctrica la utilizamos
en el hogar para:
en máquinas:
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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)
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Consumo eléctrico en el hogar
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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)
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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)
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La cadena de la energía (3/3)
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Fuentes de energía primaria en México
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Fuentes de energía primaria para generar energía eléctrica en México
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Consumo final de energía en México por sectores
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Consumo final de energía en México por tipo de combustible
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