Fuentes de Energía Fósil: Producción, Usos y Consecuencias Ambientales

El Petróleo: Refinamiento, Transporte y Distribución Global

Una vez que el petróleo crudo está limpio de impurezas, pasa por un proceso de transformación llamado refino. Este consiste en introducir el crudo, sometido a 400 grados Celsius, en una torre de fraccionamiento. A medida que se condensa, se obtienen diversos productos:

• Gases
• Naftas
• Queroseno
• Gasóleo
• Fuel
• Plásticos

El transporte marítimo se realiza mediante petroleros y se complementa con oleoductos que conectan los amarraderos con los destinos finales.

Países Productores y Consumidores de Petróleo

Entre los principales países productores de petróleo se encuentran:

• Arabia Saudita
• Estados Unidos
• Rusia
• Irán
• México
• (y otros)

Los principales países consumidores son:

• Estados Unidos
• Japón
• China
• Alemania
• (y otros)

Otros Hidrocarburos: Reservas y Características

Existen otras grandes reservas de hidrocarburos que, aunque actualmente son costosas de explotar, representan un recurso significativo para el futuro:

Hidrocarburos Bituminosos

• Bituminosos: Rocas arcillosas con un contenido de carbono del 80%, de las cuales se puede extraer petróleo.
• Arenas Asfálticas: Hidrocarburos sólidos distribuidos en cúmulos de asfalto y ceras minerales. Pueden ser sólidos o muy viscosos. Actualmente poco rentables, pero muy prometedoras en el futuro debido a la gran cantidad de reservas existentes.

Gases Combustibles

• Gas de Hulla: Posee propiedades equivalentes a las del gas natural y se obtiene por destilación destructiva del carbón.
• Gas de Alto Horno: Resulta de la interacción de vapor de agua, aire y carbón. Se produce quemando combustibles de baja calidad como el lignito y genera una enorme cantidad de gas.
• Gas Natural: Es una mezcla de hidrocarburos en la que destaca el metano. Es incoloro, inodoro, no tóxico, más ligero que el aire y posee un poder calorífico de 10.600 kcal/m³. Su transporte se realiza por tuberías llamadas gaseoductos o mediante buques metaneros. España no produce gas natural y lo importa a través de gaseoductos (4 ejes principales).

Aplicaciones de los Hidrocarburos

Uso Industrial y Eléctrico

• La industria los utiliza principalmente para obtener energía térmica y para generar vapor.
• El sector eléctrico los emplea para la generación de electricidad mediante centrales termoeléctricas y sistemas de cogeneración.

Gases Licuados del Petróleo (GLP)

El 16% del gas natural se destina a la producción de propano y butano. Estos son empleados como combustibles envasados, ya que se almacenan en bombonas y se utilizan en usos domésticos o comerciales.

• Poder calorífico del butano: 28.000 kcal/kg
• Poder calorífico del propano: 24.000 kcal/kg

Se producen a partir de gas natural, petróleo y por hidrogasificación.

Centrales Termoeléctricas: Funcionamiento y Componentes

Fundamento de las Centrales Térmicas

Las centrales termoeléctricas están destinadas a la producción de energía eléctrica. Se basan en la transformación de la energía calorífica de los combustibles (como el carbón y el petróleo) en energía mecánica, y esta, a su vez, en energía eléctrica.

El proceso implica calentar agua hasta transformarla en vapor a gran presión, lo que aumenta la energía cinética de las moléculas de un gas que mueven la turbina. Este vapor pasa por una batería de turbinas que está conectada a un generador, transformando la energía mecánica en eléctrica.

El rendimiento de un generador de vapor se calcula como: Q útil / Q total.

Componentes Principales

Una central termoeléctrica típica incluye:

• Depósito de combustible
• Calderas
• Chimenea
• Generador de vapor
• Batería de turbinas
• Recalentador
• Condensador
• Torre de refrigeración
• Generador de corriente
• Transformador

Centrales Termoeléctricas de Gas

En estas centrales, los propios gases de combustión son los que provocan la rotación de la turbina. Se utilizan principalmente para pequeñas potencias.

Aspectos Ambientales de las Centrales Termoeléctricas

Las centrales termoeléctricas presentan importantes aspectos ecológicos negativos, como la contaminación atmosférica (niebla, smog) y la contaminación térmica.

Principales Contaminantes

• Anhídrido Carbónico (CO2): Es el principal gas que provoca el efecto invernadero.
• Monóxido de Carbono (CO): Generado por combustiones incompletas de combustibles orgánicos debido a defectos o falta de aire. Es un gas altamente contaminante y tóxico.
• Óxido de Azufre (SO2): Procede de la combustión de carbón con impurezas de azufre. Se transforma en SO3 en la atmósfera, contribuyendo al smog y la lluvia ácida.