TURBINA DE VAPOR

TURBINA DE VAPOR

El xito obtenido con las turbinas de agua condujo a utilizar el principio de la turbina para extraer energa del vapor de agua. Mientras que la mquina de vapor de vaivn desarrollada por Watt utilizaba la presin del vapor, la turbina consigue mejores rendimientos al utilizar tambin la energa cintica de ste. La turbina puede ser ms pequea, ms ligera y ms barata que una mquina de vapor de vaivn de la misma potencia, y puede ser de un tamao mucho mayor que las mquinas de vapor convencionales. Desde el punto de vista de la mecnica, tiene la ventaja de producir directamente un movimiento giratorio sin necesidad de una manivela o algn otro medio de convertir la energa de vaivn en energa rotatoria. Como resultado de ello, la turbina de vapor ha reemplazado a las mquinas de vaivn en las centrales generadoras de energa elctrica, y tambin se utiliza como una forma de propulsin a chorro.

Las turbinas de vapor se utilizan en la generacin de energa elctrica de origen nuclear y en la propulsin de los buques con plantas nucleares. En las aplicaciones de cogeneracin que requieran tanto calor (el utilizado en un proceso industrial) como electricidad, se genera vapor a altas presiones en una caldera y se extrae desde la turbina a la temperatura y la presin que necesita el proceso industrial. Las turbinas de vapor pueden utilizarse en ciclos (escalones) combinados con un generador de vapor que recupera el calor que se perdera. Las unidades industriales se utilizan para poner en movimiento mquinas, bombas, compresores y generadores elctricos. La potencia que se obtiene puede ser de hasta 1.300MW.

La turbina de vapor no fue inventada por una nica persona, sino que fue el resultado del trabajo de un grupo de inventores a finales del siglo XIX. Algunos de los participantes ms notables en este desarrollo fueron el britnico Charles Algernon Parsons y el sueco Carl Gustaf Patrik de Laval. Parsons fue responsable del denominado principio de escalones, mediante el cual el vapor se expanda en varias fases, aprovechndose su energa en cada una de ellas. De Laval fue el primero en disear chorros y palas adecuados para el uso eficiente de la expansin del vapor.

Funcionamiento de la turbina de vapor El funcionamiento de la turbina de vapor se basa en el principio termodinmico que expresa que cuando el vapor se expande disminuye su temperatura y se reduce su energa interna. Esta reduccin de la energa interna se transforma en energa mecnica por la aceleracin de las partculas de vapor, lo que permite disponer directamente de una gran cantidad de energa. Cuando el vapor se expande, la reduccin de su energa interna en 400cal puede producir un aumento de la velocidad de las partculas a unos 2.900km/h. A estas velocidades la energa disponible es muy elevada, a pesar de que las partculas son extremadamente ligeras.

Si bien estn diseadas de dos formas diferentes, las partes fundamentales de las turbinas de vapor son parecidas. Consisten en boquillas o chorros a travs de los que pasa el vapor en expansin, descendiendo la temperatura y ganando energa cintica, y palas sobre las que acta la presin de las partculas de vapor a alta velocidad. La disposicin de los chorros y las palas depende del tipo de turbina. Adems de estos dos componentes bsicos, las turbinas cuentan con ruedas o tambores sobre los que estn montadas las palas, un eje para las ruedas o los tambores, una carcasa exterior que retiene el vapor dentro de la zona de la turbina, y varios componentes adicionales como dispositivos de lubricacin y controladores.

GAS NATURAL

La gran ventaja del gas natural con respecto a otros hidrocarburos es su menor indice de contaminacin por energa producida. Esto se debe a que el gas natural es metano en un estado muy puro, por lo que su emisin de CO2 viene a ser la mitad que le corresponde al fuel o al carbn.

Las reservas de gas natural son ms importantes que las de petrleo. Adems las fuentes de aprovisionamiento estn ms extendidas que para el petrleo (ver grfico).

Muchos expertos ven en el gas natural la energa fsil del futuro en la medida en que es una energa mas limpia.

El gas natural es conducido desde los centros de produccin hasta los de consumo mediante gaseoductos (80%) o por via martima (20%), para lo cual se lica a muy baja temperatura (-163 C) con lo que su volumen se reduce 600 veces.

A la tasa de consumo actual, se supone una duracin de las reservas de al menos 80 aos.

MOTORES Y LAS TURBINAS DE VAPOR