La corriente eléctrica fomenta el avance tecnológico y hace que el día a día de la humanidad sea mucho más sencillo. Esta electricidad es necesaria para el funcionamiento de computadoras, TVs, cocinas, electrodomésticos y una infinidad de aparatos electrónicos que usamos a diario. Pero, ¿en qué consiste la producción de electricidades? ¿Cómo se genera? y ¿cuáles son los principios básicos de su obtención? En esta publicación, exploraremos en profundidad el proceso de fabricación de corriente eléctrica.
1. ¿Qué es la corriente eléctrica?
La corriente eléctrica es un flujo de partículas cargadas que transportan electricidad. Está compuesta de electrones, gonones y otros partículas subatómicas que se mueven en un medio, como un cable. Esta corriente puede ser directa o alterna, lo que determina si sus partículas se mueven en una dirección únicamente, o varias. Esta es una de las herramientas más comunes y esenciales para la funcionalidad de la vida moderna.
La corriente eléctrica fue descubierta por el físico alemán Georg Ohm en el siglo XIX. El descubrió que los materiales realizaban conexiones entre sus extremos cuando la corriente se aplicaba. El define que el voltaje es igual a la resistencia de la corriente, de ahí se desarrollo la Ley de Ohm, que describe las propiedades de la corriente eléctrica.
La corriente eléctrica es usada principalmente para alimentar dispositivos impulsados por electricidad, como computadoras, televisores, refrigeradores, electrodomésticos y herramientas eléctricas. Esta energía tambien se usa para proveer luz de edificios, parques y calles. Existen dos principales medios para producir corriente eléctrica: plantas generadoras de electricidad y generadores portátiles.
2. ¿Por qué se produce electricidad?
¿Cómo se produce la electricidad?
La electricidad se produce mediante un proceso llamado generación eléctrica. Esto se consigue gracias a la conversión de energías como la energía solar, termal, eólica o nuclear en electricidad. La energía se genera mecánicamente o térmicamente y se convierte en energía eléctrica por un sistema de generación de energía.
¿Cómo funciona la generación eléctrica?
En la generación eléctrica, se aprovecha cierta energía que se obtiene de un combustible para mover una bomba que transforma esa energía en electricidad. Para convertir la energía mecánica en energía eléctrica se utilizan los elementos electrónicos en un sistema conocido como generador eléctrico. Este generador permite que losa trabajos aprovechen de la energía potencial.
¿Cómo se utiliza la energía eléctrica?
Una vez que se genera la energía eléctrica, se distribuye a las diferentes zonas donde se necesita. Esta energía se distribuye a través de líneas de transmisión hasta los lugares donde debe ser utilizada. Esta energíaelectricidad puede utilizarse para todo tipo de trabajos como la operación de computadoras, electrodomésticos, iluminación, maquinaria industrial, entre otros.
3. Principios de generación de energía eléctrica
Generación Ciclo Rankine: El ciclo Rankine es uno de los principales . Se basa en un ciclo de vapor para generar energía. Está compuesto de 5 etapas fundamentales: bombeo de agua, vaporización del agua, expansión del vapor, condensación y bombeo. El vapor creado luego se expande sobre la turbina para generar energía eléctrica. En esta etapa, se utiliza agua a temperaturas altas, suficientemente altas para generar vapor para poder impulsar una turbina.
Generación Mediante Ciclo de Carnot: El ciclo de Carnot se utiliza para generar electricidad mediante procesos térmicos en un sistema cerrado. Está compuesto de cuatro etapas fundamentales: enfriamiento de la fuente caliente, trabajo de combustión del gas, calentamiento de la fuente fría y descarga de calor. El principio del ciclo de Carnot es una solución ideal para la generación de energía eléctrica en un sistema cerrado. El proceso térmico genera energía eléctrica sin necesidad de emisiones o descargas ambientales.
Generación con Hidrógeno: La generación de energía eléctrica con hidrógeno se basa en la búsqueda de los combustibles de reemplazo de carbono, como el hidrógeno. El hidrógeno está disponible en el medio ambiente, y su uso en la electricidad reduce la dependencia de los combustibles fósiles como el petróleo y el gas natural. El hidrógeno se utiliza para generar electricidad a partir de la combustión térmica, la cual producirá calor para poder mover un generador eléctrico y convertir la energía térmica en energía eléctrica.
4. Métodos y tecnologías comunes para la producción de electricidad
Los se han desarrollado significativamente durante los últimos años. Algunos de los métodos y tecnologías destacados que se encuentran en uso en el mundo incluyen energía nuclear, energía hidroeléctrica, energía eólica, energía solar, biomasa, turbinas de gas y carbón.
Energía nuclear: La energía nuclear es un tipo de energía limpia con la que se genera electricidad a partir de la fisión nuclear de uranio. Esta energía se genera en reactores nucleares y no contamina el medio ambiente, por lo que se considera como una solución viable para la producción de electricidad. Esta energía es eficiente para producir electricidad y puede obtenerse en grandes cantidades. Sin embargo, las centrales nucleares tienen un alto costo inicial para ser construidas.
Energía hidroeléctrica: La energía hidroeléctrica se deriva de la fuerza de la corriente del agua. Esta energía es la forma más utilizada de energía limpia para producir electricidad. Aproximadamente el 16% de la electricidad que se produce en todo el mundo se obtiene a través de esta tecnología. Esta energía se genera a partir de presas hidroeléctricas y los costos de construcción y mantenimiento son relativamente bajos. Los métodos de energía hidroeléctrica son eficientes y prácticos para ahorrar energía.
5. Impacto ambiental de electricidad generada
La generación de electricidad a partir de combustibles fósiles -carbón, petróleo y gas- presenta efectos ambientales significativos. Los gases de efecto invernadero tales como el dióxido de carbono, el óxido nitroso y el metano se producen como consecuencia directa de la combustión de carbono y electrificación de los sistemas. Estas emisiones afectan el clima, el suelo y el agua.
También hay residuos del proceso de generación de energía eléctrica, en particular ríos y emisiones atmosféricas de azufre y partículas. La generación de energía eléctrica también se relaciona con el uso extensivo de terrenos, en particular para la ubicación de reactores nucleares y carreteras de acceso a ubicaciones industriales. Muchos de estos sitios de generación de electricidad requieren agua para el enfriamiento, lo que puede provocar cambios en los niveles del agua y afectar la vida silvestre.
Los combustibles fósiles también están asociados con una mayor producción de residuos radiactivos, como aquellos producidos por los reactores nucleares. Estos residuos suponen un riesgo potencial para la salud humana, la fauna y el ecosistema, dependiendo de cómo se almacenen. Por último, algunos de los productos químicos peligrosos liberados durante la generación eléctrica industrial pueden tener efectos de salud graves tales como daños en el sistema nervioso, cáncer y defectos congénitos.
6. Tendencias actuales en la producción de electricidad
A medida que la demanda mundial de electricidad aumenta, los gobiernos y los organismos de cooperación mundial están buscando soluciones a la problemática eléctrica. Las compañías de energía están desarrollando tecnologías de energa eficiente e innovadora para comprender mejor los problemas asociados con la producción y distribución de electricidad. Una de las tendencias actuales más importantes en la producción de electricidad es el uso de energías renovables, como la energía solar, geotérmica, eólica y eléctrica. Estos recursos de energía son viables para una diversas variedad de aplicaciones y son una alternativa viable para abastecer la demanda creciente de electricidad.
Otra tendencia importante ha sido el desarrollo de la energía nuclear. Esta tecnología es cada vez más segura y confiable, con una variedad de modelos de reactores disponibles para aplicaciones específicas. El uso de la energía nuclear para la producción de electricidad le permite a una empresa aislarse del mercado internacional y estar en una situación en la que el precio de la energía está garantizado. Esta tecnología también cuenta con una menor dependencia de combustibles fósiles y una reducción significativa de las emisiones de CO2.
Otra tendencia importante para la producción de electricidad es la integración de la energía solar con la electricidad. Esta tecnología permite a los productores de electricidad abastecer el suministro de electricidad en momentos de máxima demanda de energía. Esto enable a los productores combinar energías renovables y combustibles fósiles, permitiendoles ser más eficientes. Esto también ayuda a reducir los efectos ambientales asociados a la producción de electricidad.
En definitiva, la corriente eléctrica forma parte del tejido de nuestras vidas modernas , haciendo fácil demasiadas tareas de lo cotidiano. Está generada a través de diversos procesos, cada uno con sus propios matices y particularidades. Para aprender más sobre el nacimiento y el desarrollo de la corriente eléctrica, la mejor alternativa es adentrarse en los misterios del magnetismo y la electricidad, lo que sin duda nos dejará extasiados con la belleza de la naturaleza.