¿Cómo pueden los carbones conducir electricidad?

¿Pueden los carbones conducir la electricidad? ¡Ciertamente sí! El carbón es un material interesante. Muestra las propiedades de ambos: metales y no metales. Sin embargo, como un metal, el carbón es un muy buen conductor de electricidad debido a la movilidad de los electrones en sus capas de valencia externa.

El papel del carbón en nuestro suministro eléctrico

El gas natural y el petróleo también se usan para producir electricidad. ¿Cómo se compara el carbón con estos otros combustibles fósiles? En términos de suministro, el carbón tiene una clara ventaja.

El carbón recuperable que se utiliza hoy en día es suficiente para durar unos 235 años si continuamos usando carbón al mismo ritmo que lo usamos hoy. Además, el carbón es un combustible versátil. Se puede usar como combustible sólido o se puede convertir en gas para reemplazar los costosos combustibles importados.

Pero, ¿qué pasa con los costos de los carbones?

Los costos de minería, transporte, generación de electricidad y control de la contaminación asociados con el uso del carbón están aumentando, pero tanto el gas natural como el petróleo son cada vez más costosos de usar. Esto es, en parte, porque se debe importar gran parte de suministro de petróleo de otros países (sí, puesto que no tenemos la tecnología para procesar el petróleo crudo ¿lo sabías?). Sin embargo, tiene suficiente carbón para atender sus necesidades de electricidad, con suficiente sobrante para exportar algo de carbón también. Si tan sólo se pudiera hacer uso alternativo de él…

El costo del uso del carbón debería seguir siendo aún más competitivo, en comparación con el costo creciente de otros combustibles. De hecho, generar electricidad a partir del carbón es más barato que el costo de producir electricidad a partir del gas natural. La electricidad barata, como la generada por el carbón, significa menores costos operativos para las empresas y para los propietarios. Esta ventaja puede ayudar a aumentar la competitividad del carbón en el mercado.

Convirtiendo carbón en electricidad

Nueve de cada 10 toneladas de carbón extraídas hoy en México se utilizan para generar electricidad, y más de la mitad de la electricidad que se usa en este país es electricidad generada a partir del carbón.

¿Cómo se convierte el carbón en electricidad?

La electricidad del carbón es la energía eléctrica producida a partir de la energía almacenada en el carbón. El carbono, hecho de material vegetal antiguo, le da al carbón la mayor parte de su energía. Esta energía se libera cuando se quema carbón.   Usamos electricidad generada por carbón para calefacción enfriamiento cocina iluminación transporte comunicación agricultura industria cuidado de la salud ¡y mucho más!

Liberando la energía del carbón

El proceso de convertir el carbón en electricidad tiene múltiples pasos y es similar al proceso utilizado para convertir el petróleo y el gas natural en electricidad:

Una máquina llamada pulverizador tritura el carbón en un polvo fino. El polvo de carbón se mezcla con aire caliente, lo que ayuda a quemar más eficientemente, y la mezcla se traslada al horno. La quema de carbón calienta el agua en una caldera, creando vapor. El vapor liberado de la caldera alimenta un motor llamado turbina, que transforma la energía térmica de la quema de carbones en energía mecánica que hace girar el motor de la turbina.

La turbina giratoria se utiliza para alimentar un generador, una máquina que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Esto sucede cuando los imanes dentro de una bobina de cobre en el generador giran. Un condensador enfría el vapor que se mueve a través de la turbina. A medida que el vapor se condensa, vuelve a convertirse en agua. El agua vuelve a la caldera y el ciclo comienza de nuevo.

Otros nuevos procesos de uso de carbones para producir electricidad incluyen los siguientes:

Combustión en lecho fluidizado (FBC), en el cual el carbón se inserta en un lecho de partículas suspendidas en el aire que reaccionan con el carbón para calentar la caldera y producir vapor.

Sistemas de ciclo combinado, en los que (1) el gas producido al calentar carbón opera una turbina de combustión conectada a un generador y (2) los gases de escape de esta turbina calientan el agua, que a su vez opera un generador a vapor

Suministro de electricidad en que las plantas generadoras de electricidad envían electricidad usando un transformador, lo que aumenta el voltaje de la electricidad en función de la cantidad requerida y la distancia que debe recorrer. Los voltajes son a menudo tan altos como 500,000 voltios en este punto.

La electricidad fluye a lo largo de las líneas de transmisión hacia los transformadores de la subestación. Estos transformadores reducen el voltaje para su uso en las áreas locales que se servirán.   Desde los transformadores de la subestación, la electricidad viaja a lo largo de las líneas de distribución, que pueden estar por encima o por debajo del suelo, a ciudades y pueblos. Los transformadores una vez más reducen el voltaje, esta vez a alrededor de 120 a 140 voltios, para un uso seguro dentro de hogares y negocios.

El proceso de entrega es instantáneo. Para cuando enciendes un interruptor para encender una luz, se ha suministrado electricidad.

Aterrizando el uso generalizado

Si alguna vez ha conectado un cable de cobre directamente a ambas terminales de una batería, habrás notado qué tan caliente se pone el cable. Sin algo con más resistencia en el circuito (por ejemplo, una bombilla) para reducir la corriente, generarás mucho calor (y también vas a gastar la batería antes de tiempo).  Si agregas una bombilla al circuito, la corriente bajaría, el cable de carbones no se calentaría tanto y la demostración no sería tan dramática. Esto también ve indirectamente en el peligro de un cortocircuito.  Los cortocircuitos existen cuando una resistencia en un circuito es ignorada por un cable de baja resistencia. Esto puede suceder, por ejemplo, si el aislamiento que rodea los cables en un electrodoméstico se deshilacha.  Si los cables se juntan, la corriente puede pasar por alto el artefacto, crear una derivación de resistencia extremadamente baja en los circuitos de tu hogar e inducir un calentamiento “óhmico” rápido y, por lo tanto, la posibilidad de un incendio eléctrico. Por ello y mucho más, ¡es bueno que tengamos interruptores automáticos en estos días!

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