Turbinas, alternadores e hidrocarburos: funcionamiento y aplicaciones en la industria

Resumen

El documento explica cómo funcionan las turbinas hidráulicas, que transforman la energía del agua en energía mecánica, y cómo los alternadores convierten esa energía mecánica en corriente alterna. Después trata el origen, la extracción y los yacimientos de los hidrocarburos, así como el proceso de refinación del petróleo y sus principales productos derivados.

Puntos clave

La turbina transforma la energía potencial y cinética del agua, vapor o gas en energía mecánica.
Una turbina hidráulica consta de un distribuidor (parte fija) y un rodete (parte móvil con álabes).
El alternador transforma la energía mecánica en energía eléctrica de corriente alterna; su estator contiene el inducido y su rotor el inductor.
La corriente alterna se produce por inducción electromagnética: al girar una espira en un campo magnético, la corriente cambia de valor y de sentido en cada vuelta.
Los hidrocarburos (petróleo y gas natural) se formaron hace millones de años por la descomposición de materia orgánica acumulada en lagunas y lechos marinos.
Una trampa de hidrocarburos es una estructura geológica que retiene el petróleo y el gas en una roca permeable; los yacimientos pueden ser off shore u on shore.
En una refinería, el petróleo se procesa para obtener combustibles como gasolina y gasóleo, además de aceites minerales y asfaltos.

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Funcionamiento de las Turbinas Hidráulicas y su Transformación Energética

La turbina es una máquina rotativa que transforma en energía mecánica la energía potencial y cinética del agua, vapor o gas. Una turbina hidráulica consta de una parte fija llamada distribuidor y de una parte móvil llamada rodete. El distribuidor se encarga de orientar o dirigir el caudal de agua sobre una rueda móvil, y el rodete es una rueda provista de álabes o paletas, en cuyo eje tiene lugar la transformación energética del agua.

Alternadores: Generadores de Corriente Alterna

Los alternadores son generadores eléctricos de corriente alterna. Son máquinas rotativas que transforman la energía mecánica cinética, producida en la turbina, en energía eléctrica. Disponen de las mismas partes que las máquinas eléctricas de CC (motor eléctrico y dinamo), es decir: una parte fija o estator, donde se realiza el bobinado inducido, y una parte móvil o rotor, donde se realiza el bobinado inductor. El eje del rotor es solidario con el eje de la turbina.

Funcionamiento del Alternador

Si entre los polos N y S de un potente imán hacemos girar una espira o una bobina cuyos extremos estén conectados a dos anillos, aislados del eje, mediante unas escobillas, aparece una tensión en estos anillos. Según el fenómeno de inducción electromagnética, al girar una espira en el interior del campo magnético se crea una corriente inducida que varía de sentido y de valor. El hecho de que varíe de valor y de sentido en cada vuelta del alternador hace que la llamemos corriente alterna.

Hidrocarburos: Origen, Extracción y Refinación

Los hidrocarburos (petróleo y gas natural) se formaron hace millones de años y se encuentran alojados a gran profundidad en el subsuelo terrestre. Se llaman así por su composición molecular de hidrógeno y carbono; son las fuentes de energía no renovables más importantes utilizadas hoy día. Su explotación comercial, tal y como hoy la conocemos, comenzó en el siglo XIX. Se formaron a lo largo de millones de años por la descomposición de enormes cantidades de detritos orgánicos (vegetal y animal) que se fueron acumulando en el fondo de lagunas y lechos marinos.

Trampas de Hidrocarburos y Tipos de Yacimientos

Una trampa de hidrocarburos es una estructura geológica que hace posible la acumulación del petróleo y gas natural, manteniéndolo atrapado y sin posibilidad de escapar de los poros de una roca permeable subterránea. Los yacimientos pueden encontrarse en el mar (off shore) o en tierra (on shore). Una vez alcanzado un yacimiento de petróleo o gas natural, los hidrocarburos ascienden a la superficie por la presión interna a la que están sometidos. Cuando esta presión disminuye, se utilizan sistemas de bombeo para aumentar la recuperación.

Refinerías de Petróleo y Productos Derivados

Una refinería de petróleo es una plataforma industrial destinada a la refinación del petróleo, por medio de la cual, mediante un proceso adecuado, se obtienen diversos combustibles fósiles capaces de ser utilizados en motores de combustión (gasóleo, gasolina, etc.), aceites minerales, asfaltos y otros.

Principales Productos Derivados del Petróleo

Los productos más importantes que se obtienen a partir del petróleo son la gasolina para el coche, el queroseno para aviación, el gasóleo para la calefacción, el propano, etc.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre el distribuidor y el rodete de una turbina hidráulica?

El distribuidor es la parte fija que dirige el caudal de agua sobre la rueda. El rodete es la parte móvil, provista de álabes o paletas, donde se produce la transformación energética.

¿Por qué se llama corriente alterna?

Se llama así porque la corriente inducida en el alternador varía de valor y de sentido en cada vuelta del generador.

¿Qué es una trampa de hidrocarburos?

Es una estructura geológica que permite la acumulación de petróleo y gas natural, manteniéndolos atrapados en los poros de una roca permeable del subsuelo.