Conceptos Clave sobre Energía y Medio Ambiente: Aclaraciones y Verdades
Verdadero o Falso
Medio ambiente libre de contaminación significa que no existen agentes contaminantes Falso. Un medio ambiente libre de contaminación no significa que no existan agentes contaminantes, sino que su presencia está dentro de límites aceptables y no afecta negativamente a los seres vivos o al ecosistema.
Las centrales solares y eólicas tienen factores de carga superiores al 70% Falso. El factor de carga de las centrales solares y eólicas es típicamente mucho menor, entre el 20% y el 40%, ya que dependen de condiciones climáticas variables como el viento y la radiación solar.
Las turbinas Pelton se usan en centrales hidroeléctricas Verdadero. Las turbinas Pelton son un tipo de turbina de acción utilizadas en centrales hidroeléctricas con altas caídas de agua y caudales relativamente bajos.
Los aerogeneradores se usan en centrales solares térmicas de torre Falso. Las centrales solares térmicas de torre utilizan espejos (heliostatos) para concentrar la radiación solar y generar vapor. Los aerogeneradores, en cambio, se usan en centrales eólicas.
La lluvia ácida es un contaminante primario Falso. La lluvia ácida es un contaminante secundario, ya que se forma a partir de la reacción de contaminantes primarios como el dióxido de azufre (SO₂) y los óxidos de nitrógeno (NOx) con el agua en la atmósfera.
El material particulado fino es lluvia ácida Falso. El material particulado fino (PM2.5 o PM10) son partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire, mientras que la lluvia ácida es un fenómeno químico causado por gases contaminantes disueltos en agua.
Los contaminantes endógenos son generados por la actividad humana Falso. Los contaminantes endógenos son los que se originan de procesos naturales, como erupciones volcánicas o incendios forestales. Los contaminantes generados por la actividad humana son exógenos.
Las centrales geotérmicas usan turbinas de vapor y condensador Verdadero. Las centrales geotérmicas extraen calor del interior de la Tierra para generar vapor, que impulsa turbinas de vapor, y luego condensan el vapor para completar el ciclo.
Las centrales solares térmicas usan turbinas de vapor y condensador Verdadero. Las centrales solares térmicas generan calor a partir de la radiación solar concentrada, produciendo vapor que impulsa turbinas de vapor, y utilizan condensadores para cerrar el ciclo.
Las centrales geotérmicas son termoeléctricas por definición Verdadero. Las centrales geotérmicas son consideradas termoeléctricas, ya que transforman energía térmica en energía eléctrica.
Las centrales solares fotovoltaicas no usan máquinas térmicas Verdadero. Las centrales solares fotovoltaicas convierten directamente la radiación solar en electricidad mediante células fotovoltaicas, sin necesidad de máquinas térmicas.
En el evaporador de un CRCV la presión es < la presión de descarga del compresor Verdadero. En un ciclo de refrigeración por compresión de vapor (CRCV), la presión en el evaporador es menor que la presión de descarga del compresor, ya que el compresor eleva la presión del refrigerante.
La cogeneración permite obtener simultáneamente W y Calor útil desde un mismo combustible Verdadero. La cogeneración produce simultáneamente trabajo mecánico (W) y calor útil, optimizando el uso del combustible.
Los ciclos de cola permiten obtener EE primero y Q útil después Verdadero. En los ciclos de cola, la energía eléctrica (EE) se genera primero y, posteriormente, el calor residual se aprovecha como calor útil (Q).
En el condensador de un CRCV la presión es > la presión de succión del compresor Verdadero. En el ciclo de refrigeración, la presión en el condensador es mayor que la presión de succión del compresor, ya que la refrigeración ocurre a alta presión.
En el evaporador de un CRCV la Ta del fluido es < la del medio externo Verdadero. En el evaporador, el refrigerante absorbe calor del medio externo, lo cual implica que la temperatura del refrigerante es menor que la del medio externo.
Los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado pueden usar compresores alternativos o rotatorios Verdadero. Los sistemas de refrigeración utilizan tanto compresores alternativos (pistón) como rotatorios (scroll, tornillo, etc.), dependiendo de la aplicación.
Los compresores de dos etapas comprimen por ambas caras Falso. Los compresores de dos etapas no comprimen por ambas caras; comprimen el gas en dos etapas secuenciales para mejorar la eficiencia.
El coeficiente de potencia de un aerogenerador es la relación entre la potencia disponible y la energía total del viento Falso. El coeficiente de potencia es la relación entre la potencia extraída por el aerogenerador y la potencia disponible en el viento.
Las centrales solares fotovoltaicas generan directamente corriente alterna Falso. Las centrales solares fotovoltaicas generan corriente continua (CC), que luego se convierte en corriente alterna (CA) mediante inversores.
Las minihidros son centrales convencionales Verdadero. Las minihidros son centrales hidroeléctricas que utilizan los mismos principios de funcionamiento que las grandes centrales, pero a menor escala.
La inversión térmica significa que la temperatura disminuye con la altura Falso. La inversión térmica ocurre cuando la temperatura aumenta con la altura, lo cual es contrario al comportamiento normal de la atmósfera.
Conceptos Adicionales
Toda pérdida, disminución, detrimento o menoscabo significativo inferido al medio ambiente o a uno o más de sus componentes se llama daño ambiental.
El monitoreo del aire ambiente debe hacerse para registrar o controlar: a) la calidad del aire, b) los contaminantes que una fuente emisora lanza o emite al aire.
El equipo principal en una torre generadora de una central eólica se llama aerogenerador.
Los heliostatos se usan en centrales de tipo solares térmicas de torre y su función es concentrar la radiación solar en un receptor central.
Definiciones
Cogeneración: Proceso que permite obtener simultáneamente energía eléctrica y calor útil a partir de un mismo combustible, optimizando la eficiencia energética.
Válvula de expansión en un CRCV: Dispositivo que reduce la presión y temperatura del refrigerante en el ciclo de refrigeración por compresión de vapor (CRCV), permitiendo su ingreso al evaporador.
Módulo fotovoltaico: Conjunto de células solares que convierten la radiación solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico.
Ciclo ORC (Organic Rankine Cycle): Ciclo termodinámico similar al ciclo Rankine, pero que utiliza un fluido orgánico en lugar de agua, adecuado para bajas y medias temperaturas.
Pérdidas por inquemados en una caldera: Son pérdidas de energía debidas a la combustión incompleta del combustible, lo que resulta en la presencia de residuos no quemados en los gases de salida o cenizas.
Ciclo de un Contaminante y Tipos de Contaminación
El ciclo de un contaminante atmosférico comprende emisión, transporte, transformación y deposición del contaminante.
La contaminación ambiental comprende los siguientes tipos: atmosférica, hídrica, del suelo, acústica, térmica, lumínica y radioactiva.
Sistemas formados por una comunidad natural que se compone de seres vivos (biocenosis), y elementos que constituyen el ambiente físico (biotopos) se denominan ecosistemas.
La contaminación endógena es la que representa a la contaminación por procesos naturales como erupciones volcánicas, incendios forestales o actividad biológica.
El ozono cuya fórmula química es O₃ forma una capa en la atmósfera que tiene por efecto proteger la Tierra de la radiación ultravioleta (UV) del sol
Verdadero o Falso con Justificación (Profundización)
La inversión térmica significa que la temperatura disminuye con la altura. Falso. Lo normal es la disminución de la temperatura con la altura. El fenómeno de inversión térmica significa que la temperatura aumenta con la altura debido a la inexistencia de corrientes de aire que puedan evacuar los gases hacia las capas atmosféricas superiores, generando una capa de gases que aumenta la temperatura.
Del 100% de agua existente en el planeta, se sabe que el agua de los océanos, que es salobre, ocupa el 70% de la superficie. El agua dulce representa un 3% del total de agua. Verdadero. El agua dulce representa un 3% del total, mientras que el 97% es agua salada. El agua dulce está contenida en ríos, lagos, glaciares y aguas subterráneas.
Las centrales solares térmicas generan corriente continua. Falso. Usan un generador eléctrico, los cuales generan corriente alterna.
Los generadores de vapor en las termoeléctricas de vapor son adiabáticos. Falso. Son isobáricos, donde existe intercambio de calor entre dos fluidos y pueden haber pérdidas de calor al medio externo.
La energía (potencia, MW) que genera una central minihidro siempre será menor que la que se obtiene de una termoeléctrica diésel. Falso. Las centrales minihidro tienen una potencia menor a 20 MW, por lo que una minihidro de 19 MW puede generar más energía que una central diésel con 6 motores, cuya potencia podría ser menor a 1 MW.
Completar Frases y Respuestas
Las centrales eléctricas que no usan un ciclo Rankine orgánico (ORC) son: Termoeléctricas de vapor, de ciclo combinado, de biomasa, solares térmicas, nucleares.
¿Qué es una estación de monitoreo de la calidad del aire y para qué se usa? Son equipos de medición de contaminantes atmosféricos, por lo que se usan para medir contaminantes locales, específicamente O₃, MP2.5, CO, NOₓ y SO₂.
¿La contaminación ambiental es la contaminación atmosférica? La contaminación atmosférica es un tipo de contaminación ambiental. También lo son: contaminación de suelos, contaminación de aguas, contaminación visual, contaminación por olores y contaminación biogenética (roedores).
¿El calentamiento global genera inversión térmica? No, son fenómenos distintos. El calentamiento global es el aumento de la temperatura de la superficie terrestre por la acumulación de gases de efecto invernadero, mientras que la inversión térmica ocurre por la falta de vientos que no permiten la evacuación de gases y smog.
Para una determinada velocidad de viento e independiente del coeficiente de Betz, ¿cuál es el parámetro más importante que determina la capacidad o potencia de una turbina eólica? El área o superficie de barrido. El largo de las aspas. Mientras más largas, mayor superficie de barrido. El diámetro que cubren las aspas porque determina el área de barrido.
