Centrales eléctricas: Tipos, funcionamiento y impacto ambiental

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Centrales Eléctricas: Tipos, Funcionamiento e Impacto Ambiental

El Problema de los Residuos

Las centrales térmicas no nucleares producen tres tipos de residuos, cada uno de los cuales genera un problema medioambiental:

  • Contaminación atmosférica: al generar partículas en suspensión, moléculas de metales pesados y diversos gases.
  • Grandes cantidades de CO2: que incrementa el efecto invernadero, con graves consecuencias climáticas.
  • Emisión de óxidos de azufre y nitrógeno: gases causantes de la lluvia ácida (devastadora para bosques y ríos).

Las centrales nucleares no emiten CO2 ni gases contaminantes, pero plantean el problema de los residuos nucleares, peligrosos durante miles de años.

El tratamiento de residuos incluye:

  • Filtros especiales en tuberías: que atrapan algunos gases.
  • Carbón con bajo contenido de azufre: para reducir las emisiones de óxidos.
  • Masas forestales: que actúan como sumidero del CO2.

Los residuos nucleares se guardan en bidones fabricados con materiales que no dejan escapar la radiación, en fosas marinas o bajo tierra.

Centrales Hidroeléctricas

Aprovechan la energía potencial debida a la altura del agua embalsada. Al caer el agua, la energía se vuelve cinética y mueve los álabes de una turbina al pie de la presa, cuyo eje, conectado al rotor de un generador, produce electricidad.

Según el ciclo que sigue el agua, se dividen en dos tipos:

  • De gravedad: el agua sigue por el cauce de un río y no vuelve a utilizarse.
  • De bombeo: el agua desciende hasta el embalse a menor altura para ser bombeada hasta el superior y utilizarla de nuevo.

Centrales No Convencionales

El inconveniente es que generan un volumen pequeño de energía, ya que las fuentes son difusas. Ventajas:

  • Contaminan menos que las convencionales.
  • Consumen recursos renovables.
  • Reducen la dependencia energética de países productores.
  • Son baratas.

Centrales de Biomasa

Utilizan materia orgánica producida en procesos naturales. La energía de biomasa se obtiene a través de vegetación, residuos forestales y agrícolas, o cultivos específicos. La biomasa se puede tratar con diversos procesos físicos y químicos naturales en digestores para obtener combustibles como carbón. Esta central es térmica y el combustible que se quema procede de la biomasa. El vapor mueve la turbina conectada a un generador que produce electricidad. La importancia es que dan uso energético a residuos inservibles, aunque contaminan poco, emiten CO2 a la atmósfera, como las convencionales.

Centrales Térmicas y Termonucleares

En las centrales térmicas se queman combustibles fósiles y en las termonucleares se fisionan núcleos de átomos radiactivos. En las centrales hidroeléctricas se genera energía eléctrica a partir de energía hidráulica. Estas centrales son fuentes de energía convencionales, que permiten obtener grandes cantidades de electricidad a un precio bajo, pero plantean problemas medioambientales. Cada vez están más presentes las alternativas: la solar, la eólica y la de biomasa.

Transporte de Energía Eléctrica

La energía eléctrica no se puede almacenar y hay que transportarla desde las centrales hasta donde se consume: industria y núcleos urbanos. Implica tres procesos:

  1. Elevación del voltaje: debido a las grandes distancias que ha de recorrer y para que no existan pérdidas de energía, el voltaje de salida se eleva con transformadores a valores muy altos (220.000V).
  2. Diseño y construcción de la ruta de cables: por medio de torretas que los sostienen.
  3. Reducción del voltaje: se instalan subestaciones de transformación entre la línea de alta tensión y el consumidor final, y estas, mediante transformadores, reducen el voltaje hasta 3-30kV. Fase de distribución: por medio de postes o canalizaciones subterráneas, el voltaje se reduce hasta 230 y 400 voltios. Además, la electricidad pasa por una serie de instalaciones intermedias: contadores, cajas de derivación, etc.

Centrales Convencionales

Producen la mayor parte de la electricidad que consumimos. Tres tipos: térmicas, termonucleares e hidroeléctricas.

Centrales Térmicas No Nucleares

La energía mecánica que mueve las turbinas conectadas al rotor del generador proviene de la energía térmica contenida en el vapor de agua a presión, tras su calentamiento en una gran caldera. El combustible determina el tipo de central: petróleo (fuel), gas natural o carbón. El agua que entra en la caldera se convierte en vapor de agua a 600ºC. Este vapor se hace pasar por una turbina y, al expandirse, la hace girar, produciendo la energía mecánica que se transforma en eléctrica por un generador acoplado a la turbina.

Centrales de Ciclo Combinado

Mediante dos ciclos se obtiene electricidad: el que hemos visto para las térmicas convencionales y otro de aire y gas. Para este se emplea una turbina de gas que incluye un compresor, que permite comprimir el aire entrante, que se mezcla con el gas antes de la combustión. Los gases se llevan a una caldera donde transfieren la energía al agua del segundo ciclo. Se obtienen rendimientos superiores a los de las centrales de ciclo único.

Centrales Térmicas Nucleares

La caldera ha sido sustituida por un reactor nuclear. El vapor de agua se produce gracias al calor generado en la fisión de núcleos. Se suelen utilizar isótopos de uranio. La potencia en España se sitúa entre 466MW en Burgos y Tarragona. La ventaja es su alta rentabilidad y el inconveniente, la gestión y el almacenamiento de residuos radiactivos.

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