Energía del Petróleo, Gas Natural y Electricidad

Energía del Petróleo y del Gas Natural

Origen y Formación

El petróleo crudo y el gas natural comparten un origen similar: sedimentos orgánicos marinos acumulados en mares tranquilos. Con el tiempo, estos sedimentos se transforman en hidrocarburos por la acción de bacterias anaerobias, la presión y la temperatura.

Petróleo Crudo

El petróleo crudo es una mezcla líquida de hidrocarburos. El refino, proceso de separación por destilación de los hidrocarburos, se realiza en una refinería. Las diferentes fracciones obtenidas pueden someterse a diversos tratamientos para convertir una fracción en otras y así atender la demanda del mercado.

Etapas de la Industria Petrolera

• Exploración: Su objetivo es hallar yacimientos económicamente rentables.
• Extracción: Se realiza en plataformas terrestres o marítimas. Una vez perforado el pozo, la presión interna del yacimiento impulsa el petróleo a la superficie. A medida que la presión disminuye, se aplican técnicas para extraer la mayor cantidad posible de petróleo.
• Transporte: Se realiza desde los centros de extracción a los de consumo. En el mar, se utilizan barcos petroleros (con el riesgo de mareas negras), y en tierra, oleoductos.
• Refino, Almacén y Distribución: La comercialización requiere una red logística que llegue a todas las gasolineras.

El sector petrolero es un negocio que requiere tecnología sofisticada e inversiones costosas. Está dominado por un número reducido de empresas mundiales, que se reparten el mercado junto con la participación de los gobiernos de los países con yacimientos. Estas empresas a menudo se agrupan en organizaciones como la OPEP.

Gas Natural

El gas natural es una mezcla gaseosa de pequeños hidrocarburos, principalmente metano. Sus técnicas de exploración y extracción son similares a las del petróleo y las realizan las mismas compañías. No requiere refino y se transporta directamente por barcos metaneros y gasoductos.

En un gasoducto, el gas se mueve por la diferencia de presión entre sus extremos, utilizando instalaciones que elevan la presión para el transporte. En barcos metaneros, el gas se transporta licuado para reducir su volumen y maximizar la cantidad transportada. Al llegar a puerto, se regasifica y se distribuye a los centros de consumo industrial mediante una red gasística.

Usos del Petróleo y Gas Natural

El petróleo es materia prima para la industria petroquímica, utilizada para obtener numerosos compuestos químicos. El gas natural se usa para obtener hidrógeno, empleado en la producción de fertilizantes. El hidrógeno se considera un combustible del futuro, ya que su combustión libera energía y produce agua.

Energía Eléctrica

Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas eléctricas por un circuito eléctrico. La energía asociada a este movimiento es la energía eléctrica.

Existen dos tipos de corriente eléctrica: corriente continua (pilas y baterías) y corriente alterna (red eléctrica).

Generación de Electricidad

En una central generadora convencional, la corriente eléctrica se produce mediante una turbina acoplada a un alternador. La turbina transforma parte de la energía de un fluido en energía mecánica de rotación. El alternador transforma la energía de rotación de la turbina en corriente eléctrica alterna mediante la inducción electromagnética.

Centrales Termoeléctricas

En una central termoeléctrica, el fluido que mueve las aspas de la turbina son los gases de la combustión de un combustible (gas natural) o vapor de agua a alta presión. El vapor se obtiene calentando agua en una caldera mediante la combustión de carbón, gasóleo, etc. También se puede generar vapor mediante el calor de la fisión nuclear del uranio en centrales nucleares.

Los gases de combustión salen de la turbina aún calientes, y el calor residual se elimina mediante sistemas de refrigeración, como torres de enfriamiento, para reducir la contaminación térmica.

Transmisión y Distribución

La corriente alterna se transmite mediante un tendido eléctrico que consta de:

• Red de transporte: Comunica las centrales de generación con los grandes centros de distribución.
• Red de distribución: Comunica los centros de distribución con los consumidores.

La corriente alterna se origina por la transmisión de un movimiento ondulatorio producido por la vibración de las cargas eléctricas en el tendido eléctrico. Este movimiento se propaga a 300.000 km/s. Esta velocidad impide el almacenamiento de la energía eléctrica alterna, requiriendo un equilibrio entre la energía inyectada y la extraída de la red. Por ello, existe un sistema que ajusta la generación al consumo en tiempo real.

Para minimizar las pérdidas de energía por calor durante la transmisión, la red de transporte opera a alta tensión (hasta 400.000 voltios). La tensión se reduce progresivamente a medida que se acerca a los consumidores (230 voltios en viviendas, tensiones superiores en industrias).

Las redes de distribución son malladas, permitiendo que la electricidad llegue a un punto por varias vías. Esto aumenta la seguridad, ya que si una línea falla, el suministro puede continuar por otra.

Transformación de la Energía Eléctrica

Al recibir la corriente, se realiza el proceso inverso: un transformador convierte la energía eléctrica en otras formas de energía, como cinética (motor de una batidora) o luminosa (bombilla).