Transporte de Energía por Tubería y Aplicaciones Energéticas

Transporte de Energía por Tubería

Diferencias entre Petróleo y Gas Natural

Existen diferencias significativas en el transporte por tubería entre el petróleo y el gas natural:

• Mayor coste del transporte por tubería de Gas Natural que el del Petróleo.
• El gas ocupa mayor volumen que el líquido de igual poder calorífico.
• Unidades de compresión más caras que las de bombeo.
• El factor de utilización del gasoducto es menor que el del oleoducto.

El Transporte de fluidos energéticos está sometido a la Reglamentación del Transporte de productos tóxicos y peligrosos.

Problemas del Transporte por Tuberías

Al contrario que los demás modos de transporte, la tubería solo se puede usar para un tipo de transporte muy específico. La implantación de una infraestructura para este modo de transporte depende de los siguientes factores:

• Naturaleza del producto
• Caudales transportados
• Trayectos recorridos

Otros problemas incluyen:

• La tubería debe permanecer constantemente llena.
• Existen unos caudales mínimos por debajo de los cuales la rentabilidad de la instalación cae fuertemente y unos caudales máximos limitados por el diámetro de la conducción, por encima de los cuales se incrementan fuertemente las pérdidas de carga y el coste del transporte.
• El trayecto no es susceptible de ser modificado.
• Se requieren grandes inversiones para su primer establecimiento.

Ventajas del Transporte por Tuberías

El transporte por tuberías ofrece numerosas ventajas:

• El consumo energético por unidad transportada es mucho menor que en otros modos.
• Su utilización es continua, y no es necesario organizar el retorno en vacío.
• La longitud del trayecto recorrido presenta en general acortamientos considerables respecto a otras rutas.
• A veces es la única alternativa de transporte cuando no hay otras infraestructuras (Países Subdesarrollados).
• Los costes de explotación y mantenimiento son reducidos.
• La seguridad es mayor que en otros modos.
• Los riesgos ambientales son mucho menores.
• La seguridad de funcionamiento no viene condicionada por meteorología adversa.

El Sector transporte consume en torno al 45% del total de la energía consumida en España. Un 95% de la energía consumida por este sector procede de productos petrolíferos. Solo el ferrocarril y la tubería pueden consumir energía no procedente del petróleo. Se pueden utilizar para su funcionamiento fuentes de energías no contaminantes. La tubería como modo de transporte, supone un menor coste por tonelada transportada.

Características de los Oleoductos

La línea de un oleoducto presenta las siguientes características:

• Presiones de trabajo: 72 bar (máximo en España).
• Tubería cerrada.
• Siempre tuberías de acero al carbono con junta soldada.
• Protecciones contra la corrosión: catódica (corrientes inducidas y ánodos de sacrificio) y pasiva (polietileno y resinas).

Instalaciones Concentradas: Estaciones de Bombeo

En el transporte de un fluido por tubería se produce:

• Consumo de energía debido a fricción, viscosidad y fenómenos de turbulencia.
• Se traduce en una pérdida de carga (caída de presión).

Las estaciones de bombeo aportan la energía necesaria para garantizar el flujo. La separación entre estaciones de bombeo está entre 50 y 200 km dependiendo del grado de explotación del Oleoducto. El número de estaciones de bombeo a disponer dependerá de la coyuntura económica, y se tratará como un problema de optimización de costes. Se utilizan Bombas volumétricas o de pistón y bombas centrífugas.

Aplicaciones Energéticas de Alta Eficiencia

Cogeneración y Ciclo Combinado

La cogeneración es un sistema de producción conjunta de energía térmica y eléctrica, ideal para industrias con altas necesidades de calor y electricidad. Permite alcanzar importantes rendimientos del combustible, aumenta la eficiencia global del sistema y reduce notablemente la emisión de contaminantes.

Esquema de una Instalación de Cogeneración y Ciclo Combinado

Una instalación de ciclo combinado, a menudo asociada a la cogeneración, sigue un esquema de fases:

1. Proceso primario: Generación de energía mediante turbina de gas (Recuperación de gases).
2. Proceso secundario: Suministro de calor, o producción de energía mediante turbina de vapor.

Las centrales de ciclo combinado utilizan turbinas de gas y su diseño se basa en superponer uno o varios ciclos de las mismas con un ciclo de vapor.

El proceso de generación de electricidad en un ciclo combinado se desarrolla en fases:

1. 1ª fase de generación de electricidad: Cuando el gas natural se inyecta en la turbina junto con aire comprimido, arde. Los gases generados en la combustión mueven los alabes de la turbina.
2. 2ª fase de generación de electricidad: De los gases que salen de la turbina de gas (aproximadamente 600° C), se recupera su energía térmica en una caldera de recuperación que calienta agua y la convierte en vapor, que a su vez acciona otra turbina de vapor y vuelve a generar electricidad.