05-Centrales termoeléctricas

Las centrales termoeléctricas aprovechan los combustibles fósiles para quemarlos en una caldera y obtener elergía eléctrica. El carbón se mezcla con piedra caliza, se muele e impulsa por una corriente de aire caliente. Esta técnica se denomina combustión en lecho fluído, y con ella se consigue que la caliza reaccione con los compuestos de azufre.

En el caso del fueloil, se introduce en la caldera mediante un aspersor que hace girar al líquido y éste se dispersa por fuerza centrífuga. Con esto se consigue mejorar el rendimiento de la combustión.


El gas natural se introduce a través de una válvula anti-retorno.


El calor generado sirve para calentar agua hasta su vaporización. Luego este vapor a presión se hace pasar por turbinas, que giran por acción del vapor y este giro se transmite a un eje que mueve un generador eléctrico. A continuación el vapor de agua se condensa mediante duchas de agua fría en torres de refrigeración y se devuelve al ciclo.

Para aprovechar al máximo el calor de la combustión y elevar el rendimiento se hacen una serie de mejoras, como hacer que la caldera tenga forma de U invertida (el aire caliente tiende a quedarse en la parte superior), con esta corriente se caldea el aire que se introduce en la caldera, etc. Y para disminuir en lo posible el impacto medioambiental, se aplican otras técnicas, como hacer pasar los humos, antes de ser expulsados, por una malla cargada eléctricamente para retener partículas de sulfato de calcio, o chimeneas muy altas para retener cenizas. En la siguiente animación hay una descripción muy completa del funcionamiento de la central:


Central termoeléctrica



CONTAMINACIÓN CAUSADA POR LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

Las reacciones de combustión de los hidrocarburos son reacciones químicas exotérmicas, cuyos productos son dióxido de carbono y vapor de agua.

CnH(2n+2) + O2 => CO2 + H2O + Q

Ajustar la ecuación es calcular los coeficientes para que el número total de átomos en el primer miembro sea igual que en el segundo. Además de estos productos de reacción, la presencia de azufre, nitrógeno o plomo hacen que el humo de la combustión tenga una composición compleja, y esto provoca unas acciones sobre el medio ambiente que se llaman contaminación ambiental. Podemos clasificar estas acciones como:

  • Contaminación acústica provocada tanto por la maquinaria de la extracción como por las máquinas y procesos de las propias centrales.
  • Contaminación térmica, que es el aumento de temperatura en los ríos o embalses provocado por el agua de las torres de refrigeración que es vertida a los mismos. Esto es causa del aparecimiento y desarrollo de especies no autóctonas, como algas, plantas o incluso animales.
  • Contaminación física provocada por los residuos del lavado del carbón o por los escapes de petróleo tanto en accidentes como en el lavado de los tanques de los barcos y que es conocido como marea negra. Una mancha de petróleo flota sobre el mar, impidiendo la oxigenación del agua e impregnando a los animales que alcance.
  • Contaminación atmosférica que a su vez puede tener dos efectos:
    • Lluvia ácida: el azufre y el nitrógeno son componentes del petróleo y de las gasolinas, que al quemarse provocan óxidos de azufre y de nitrógeno que salen con los humos de la combustión. Al mezclarse estos óxidos con el vapor de agua de la atmósfera se producen ácidos fuertes como sulfúrico y nítrico, que luego caen con la lluvia y abrasan la vegetación, aumentan la acidez del agua o corroen la piedra de monumentos.
    • Efecto invernadero: la energía del Sol llega a la Tierra en forma de radiación ultravioleta de alta energía, que traspasa la atmósfera e incide sobre la superficie. Así se calienta la superficie terrestre, que a su vez emite radiación infrarroja de baja energía. En condiciones normales esta energía es expulsada al espacio, pero con concentraciones elevadas de CO2 o de vapor de agua (nubes) esta radiación es reflejada de nuevo hacia la superficie, con lo cual se aumenta la temperatura en el interior de la atmósfera.



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