{"id":132406,"date":"2015-01-23T09:46:15","date_gmt":"2015-01-23T08:46:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=132406"},"modified":"2015-01-23T09:49:11","modified_gmt":"2015-01-23T08:49:11","slug":"el-analisis-exergetico-herramienta-de-evaluacion-de-procesos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2015\/01\/23\/132406","title":{"rendered":"El an\u00e1lisis exerg\u00e9tico: herramienta de evaluaci\u00f3n de procesos"},"content":{"rendered":"

[Autor: Pedro Cruz-Instituto IMDEA Energ\u00eda]<\/span><\/strong><\/p>\n

El continuo crecimiento en las necesidades energ\u00e9ticas globales y la utilizaci\u00f3n de fuentes no renovables siguen llevando a niveles de emisi\u00f3n de gases de efecto invernadero (GEI) cada vez mayores <\/span>[1]<\/span>. Ello, unido a la inseguridad de suministro por motivos geopol\u00edticos, ha provocado un aumento en los precios de los recursos energ\u00e9ticos f\u00f3siles <\/span>[2]<\/span>, a\u00fan mayoritariamente utilizados. Ante este problema energ\u00e9tico surgen m\u00faltiples soluciones que, principalmente, discurren por dos v\u00edas: bien, la mejora de las tecnolog\u00edas convencionales y no renovables para mejorar su eficiencia, o bien, el uso de nuevas tecnolog\u00edas, alternativas y renovables. <\/span><\/p>\n

Existe, pues, la necesidad de an\u00e1lisis de la viabilidad de las modificaciones en tecnolog\u00edas existentes y\/o del planteamiento de nuevos sistemas. El estudio de la viabilidad t\u00e9cnica de procesos, abordada desde el punto de vista termodin\u00e1mico, afecta consecuentemente a su componente econ\u00f3mica y ambiental. El comportamiento termodin\u00e1mico de un proceso puede evaluarse de manera eficaz a trav\u00e9s de la definici\u00f3n de exerg\u00eda y de su consecuente aplicaci\u00f3n con an\u00e1lisis exerg\u00e9tico.<\/span><\/p>\n

El concepto de exerg\u00eda fue concebido en el siglo XIX por Carnot, pero aplicado a ciclos industriales en el siglo XX. La exerg\u00eda se define como el trabajo te\u00f3rico \u00fatil m\u00e1ximo que se puede obtener al llevar un sistema termodin\u00e1mico al equilibrio con el entorno mediante interacciones con dicho entorno \u00fanicamente <\/span>[3]<\/span>. Los procesos termodin\u00e1micos siguen las leyes de conservaci\u00f3n de materia y energ\u00eda. Sin embargo, la exerg\u00eda no se conserva, sino que se destruye debido a irreversibilidades asociadas a ellos, adem\u00e1s\u00a0de perderse cuando una corriente material o energ\u00e9tica es emitida al entorno. <\/span><\/p>\n

Un an\u00e1lisis exerg\u00e9tico permite identificar los componentes o equipos del sistema con las mayores ineficiencias termodin\u00e1micas, localizarlos, cuantificar las ineficiencias y saber las fuentes y procesos que las causan <\/span>[4,5]<\/span>. Esta informaci\u00f3n, que no puede obtenerse con otro tipo de an\u00e1lisis energ\u00e9tico, es \u00fatil para mejorar la eficiencia global de un sistema, o\u00a0para comparar varios sistemas. <\/span><\/p>\n

\u00a0\"\"<\/p>\n

Figura 1. Sistemas de gasificaci\u00f3n de biomasa, s\u00edntesis FT y ciclo combinado estudiados.<\/span><\/em><\/p>\n

En la Unidad de An\u00e1lisis de Sistemas de IMDEA Energ\u00eda se han desarrollado multitud de an\u00e1lisis exerg\u00e9ticos de diferentes procesos de conversi\u00f3n energ\u00e9tica. Uno de los \u00faltimos procesos estudiados consiste en un sistema de gasificaci\u00f3n de biomasa lignocelul\u00f3sica acoplada con s\u00edntesis Fischer \u2013 Tropsch y generaci\u00f3n el\u00e9ctrica mediante ciclo combinado, estudi\u00e1ndose adem\u00e1s la influencia que diferentes configuraciones de proceso tienen en el desempe\u00f1o termodin\u00e1mico del sistema (Fig. 1). De este modo y previa simulaci\u00f3n en Aspen Plus\u00ae de los procesos, se ha podido determinar que la gasificaci\u00f3n, la combusti\u00f3n de char y la combusti\u00f3n de gas son los principales focos de ineficiencias del proceso, siendo los subprocesos de gasificaci\u00f3n y de generaci\u00f3n de vapor y electricidad (power) los que mayor tasa de exerg\u00eda destruyen (Fig. 2).\"\"<\/span><\/p>\n

Figura 2. Tasas de destrucci\u00f3n exerg\u00e9tica por subproceso.<\/span><\/em><\/p>\n

[1]<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>Stocker F, Qin D, Plattner G-K, Tignor M, Allen SK, Boshung A, et al. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press; 2013.<\/span><\/p>\n

[2]<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>BP. BP Statistical Review of World Energy June 2013. 2013.<\/span><\/p>\n

[3]<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>Sciubba E, Wall G. A brief Commented History of Exergy From the Beginnings to 2004. Int J \u2026 2007;10:1\u201326.<\/span><\/p>\n

[4]<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>Tsatsaronis G, Cziesla F. Thermoeconomics. Encycl Phys Sci Technol Third Ed 2002.<\/span><\/p>\n

[5]<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>Bejan A, Tsatsaronis G, Moran M. Exergy Analysis. Therm. Des. Optim., John Wiley & Sons, Ltd; 1996, p. 560. <\/span><\/p>\n

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[Autor: Pedro Cruz-Instituto IMDEA Energ\u00eda] El continuo crecimiento en las necesidades energ\u00e9ticas globales y la utilizaci\u00f3n de fuentes no renovables siguen llevando a niveles de emisi\u00f3n de gases de efecto invernadero (GEI) cada vez mayores [1]. Ello, unido a la inseguridad de suministro por motivos geopol\u00edticos, ha provocado un aumento en los precios de los recursos energ\u00e9ticos f\u00f3siles [2], a\u00fan mayoritariamente utilizados. Ante este problema energ\u00e9tico surgen m\u00faltiples soluciones que, principalmente, discurren por dos v\u00edas: bien, la mejora de las tecnolog\u00edas convencionales y no renovables para mejorar su eficiencia, o bien, el uso de nuevas tecnolog\u00edas, alternativas y renovables. Existe,\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[543,547],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132406"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=132406"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132406\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132416,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/132406\/revisions\/132416"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=132406"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=132406"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=132406"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}