Temario
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
Pasamos ahora a la producción de electricidad mediante la energía geotérmica. El video recomendado es sobre el campo geotérmico de Cerro Prieto localizado en Mexicali. La liga es https://www.youtube.com/watch?v=TU6luP2Redw. En algunos lugares de la Tierra se da en forma natural algo similar a una olla de presión como las que se utilizan para cocinar. Una fuente de calor por abajo, rocas con mucha agua en el medio, y una tapa por arriba para que no escape el vapor. Perforando la tapa sale vapor de agua a muy alta presión y temperatura. El vapor se envía a un cuarto de máquinas donde hace girar turbinas que producen energía eléctrica. Las plantas convencionales necesitan quemar carbón o gas natural para producir el vapor. En una planta geotérmica el vapor sale de los pozos y se ahorra la quema de combustible. En el video se menciona que en México hay cuatro lugares con plantas geotérmicas. Investiguen estos lugares y busquen cual es la capacidad instalada en cada caso, así como la proporción que representa la geotermia con respecto al total de energía eléctrica que se produce en el país, y el lugar que ocupa México en el mundo.
BOMBAS DE CALOR
Muy relacionado con la geotermia está lo que se conoce como climatización geotérmica mediante bombas de calor. No se trata simplemente de llevar agua caliente a una casa y hacerla circular por tuberías como sistema de calefacción. Esto de hecho se hace en lugares donde hay disponibilidad de aguas termales. Por su parte, las bombas de calor geotérmicas se pueden utilizar casi en cualquier parte. Además, pueden funcionar como calefacción y también como refrigeración. De hecho, un refrigerador de casa es una bomba de calor que funciona también al revés, como calefacción. Imaginen un refrigerador colocado entre dos cuartos contiguos, el frente da a uno de los cuartos y la parte de atrás hacia el otro cuarto. Ahora pongan a funcionar el refrigerador y ábranle las puertas. ¿Qué va a pasar? No es difícil imaginarlo. El cuarto que tiene el refrigerador abierto tenderá a enfriarse y el que le tocó la parte de atrás tenderá a calentarse. Lo del enfriamiento lo comprobamos todos los días al abrir el refrigerador. Para comprobar el calentamiento acerquen su mano a la parte de atrás del refrigerador. Un refrigerador es una bomba de calor que mueve calor de un lugar a otro. En este caso lo toma de la parte de adentro y lo mueve hacia afuera. El calificativo de bomba es por el parecido a cómo se mueve el agua bajo el efecto de la gravedad. El agua fluye naturalmente de arriba hacia abajo y para que fluya de abajo hacia arriba se necesita forzarla o bombearla. Lo mismo con el calor, que fluye naturalmente de lo caliente a lo frío y para que fluya de lo frío a lo caliente hay que forzarlo o bombearlo. El refrigerador necesita estar trabajando para conservarse frío en su interior. En un corte prolongado de energía eléctrica se comprueba que el calor fluye de lo caliente a lo frío: todo en el refrigerador se echa a perder. Por cierto, el frío no existe. Lo que está frío es simplemente que tiene menos calor.
BASES CIENTÍFICAS DE LAS BOMBAS DE CALOR
Las bombas de calor se inventaron basándose en las leyes de los gases. Una de estas leyes establece que un gas se calienta cuando se comprime rápidamente. El siguiente video los va a impresionar: https://www.youtube.com/watch?v=4qe1Ueifekg. Aquí encienden fibras de algodón comprimiendo el aire, y lo hacen sin aparatos complicados. Igualmente impresionante es este otro video donde se muestra que el vapor de agua al expandirse se enfría y se convierte en gotitas de agua: https://www.youtube.com/watch?v=6S88XeA6fbM. El vapor sale muy caliente de una olla de presión pero al expandirse se enfría y se convierte en gotitas de agua no tan calientes. Volviendo al refrigerador, la expansión se realiza en el interior (la tubería no se ve) y la compresión en el exterior (la tubería sí se ve). Repitiendo el ciclo expansión-compresión muchas veces la parte de adentro se pone cada vez más fría (puerta del refrigerador cerrada). La tubería exterior, donde se realiza la compresión, se calienta poco porque el calor se dispersa en el aire (el aire de la cocina se calienta un poco). En su modo de calefacción una bomba de calor extrae calor del aire exterior y lo mueve hacia el interior de la casa. Aunque el aire esté frío se le puede extraer calor y hacer que fluya hacia la casa; recuerden que se trata de una bomba de calor. De hecho, al aire o a cualquier sustancia se le puede extraer calor sin importar su temperatura, al menos que ya le hayan extraído todo el calor que tenía. Una sustancia cualquiera ya no tiene calor cuando su temperatura es 0 K, o cero absoluto, lo que equivale a -273 oC. Si el aire exterior está a cero grados centígrados, aún así se le puede extraer calor para calentar una casa.
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