La indutsria de la energía desde la óptica de la CTS, abril 2018

1. LA INDUSTRIA DE LA ENERGÍA
Jorge Luis Jaramillo
PIET EET UTPL abril 2018

2. •Introducción
•Matriz de energía
•Energía eléctrica
•Áreas de interés en la gestión de energía para los próximos años
•Discusión y análisis

3. •Introducción

4. Introducción
El término energía proviene de la palabra griega ἐνέργεια que significa
actividad u operación, y, está relacionado con la palabra griega ἐνεργóς que
significa fuerza de acción o la fuerza que se realiza al trabajar.
El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la
capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, energía
se define como la capacidad para realizar un trabajo.

5. Introducción
La energía también se define como una magnitud física que se presenta en
diversas formas. La energía está involucrada en todos los procesos de cambio
de estado, se transforma, se transmite, y, se conserva.
Todo cuerpo es capaz de poseer energía, gracias a su movimiento, a su
composición química, a su posición, a su temperatura, a su masa, y, a otras
propiedades.
La energía puede transformarse de un formato a otro. Durante esa
transformación, la energía se degrada o pierde calidad. En toda
transformación, parte de la energía se convierte en calor o energía calorífica.
Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor, pero el
calor no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice
entonces que, el calor es una forma degradada de energía.
El rendimiento se define como la relación (en %) entre la energía útil obtenida
y la energía aportada en una transformación.

6. Introducción
Por cuanto la energía se define como la capacidad de realizar un trabajo,
energía y trabajo son equivalentes, y, se expresan en las mismas unidades.
El calor es otra forma de energía, por lo que también hay una equivalencia
entre unidades de energía y de calor.
La capacidad de realizar un trabajo en un determinado intervalo de tiempo, se
denomina a potencia.
La unidad de energía definida por el sistema internacional de unidades (SIU)
es el Julio (J), definido como el trabajo realizado por una fuerza de un newton
(N) en un desplazamiento de un metro (m) en la dirección de la fuerza.
Dimensionalmente, se cumple que [1J]=[1N]*[1m]

7. Introducción
Nombre Abreviatura Equivalencia en julios
Caloría cal 4,1855
Caloría frigoría fg 4.185, 5
Caloría grande Cal 4.185,5
Termia Th 4.185.500
Kilovatio hora KWh 3.600.000
Tonelada equivalente de petróleo TEP 41.840.000.000
Tonelada equivalente de carbón TEC 29.300.000.000
Tonelada de refrigeración TR 3,517/h
Electronvoltio eV 1.602176462 × 10-19
British Thermal Unit BTU 1.055,05585
Caballo de vapor por hora CVh 3,777154675 × 10-7
Ergio erg 1 × 10-7
Distintas unidades de energía

8. Introducción
En tecnología y economía, el término energía se refiere al recurso natural y la
tecnología asociada para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o
económico.
La energía en sí misma nunca es un bien de consumo final, sino que es un bien
intermedio en la producción de bienes y servicios. Al ser un bien escaso, la
energía es fuente de conflictos para el control de los recursos energéticos.
Es común clasificar las fuentes de energía en renovables y no renovables, según
incluyan el uso irreversible o no de ciertas materias primas, como
combustibles o minerales radioactivos.

9. Introducción
ENERGÍAS RENOVABLES ENERGÍAS NO RENOVABLES
Eólica Carbón
Geotérmica Centrales nucleares
Hidráulica Gas natural
Solar Petróleo
Biomasa Atómica (uranio o plutonio)
Etanol Butano
Metanol
Cinética
Mareomotriz
Gradiente térmico oceánico (maremotérnica)
Azul
Termoeléctrica generada por termopares
Nuclear de fusión
Energías renovables y no renovables

10. Introducción
Relación entre las distintas formas de energía
Tomado de www.oni.escuelas.edu.ar

11. Introducción Tomado de www.oni.escuelas.edu.ar
Relación entre las distintas formas de energía

12. Introducción
Exergia

13. •Evolución histórica de la matriz de energía

14. Matriz energética
En una matriz energética se establecen las diferentes fuentes de energía de las que dispone
un país, indicando la importancia de cada una de estas y el modo en que estas se usan.
La matriz energética de un país o de una región puede hacer referencia a que algunas de
las fuentes energéticas son obtenidas o compradas de otros países. Un país puede ser
deficitario o excedentario de las diferentes fuentes de energía.
Las energías primarias son aquellas provistas por la naturaleza de forma directa, se
utilizan en su estado natural; entre las principales fuentes de energía primarias están: la
hidroenergía, el petróleo crudo, el gas natural, el carbón mineral, la biomasa, energía solar
y eólica.
Las energías secundarias son aquellas que provienen de diferentes centros de
transformación, como la energía eléctrica de las centrales de generación o el diesel de las
refinerías de combustibles. Tienen como principal característica su uso directo en los
diferentes sectores de consumo (industrial, comercial o doméstico) o en otros centros de
transformación (como el caso del diesel que es obtenido de la refinería para su empleo en
una central térmica).

15. Matriz energética
Requerimiento de energía por parte del ser humano
kilocalorías por minuto (Kcal/min)
En reposo (dormido) 1
Trabajo ligero 3,5
Trabajo duro 10,3-12,4
Se ha calculado que, como promedio, un hombre
requiere consumir 3.000 Kcal diarias para poder
desarrollar una vida de considerable actividad,
mientras que una mujer requiere 2.200, y, un niño
1.800.
Tomado de la energía y el hombre. José Altshuler

16. Matriz energética
Tomado de www.oni.escuelas.edu.ar
Evolución histórica de la matriz de energía utilizada por el ser humano

17. Matriz energética
Tomado de la energía y el hombre. José Altshuler
Requerimiento de energía por parte del ser humano en función de la tecnificación

18. Matriz energética
Requerimiento de energía por parte del ser humano en función de la tecnificación

19. Matriz energética
Evolución histórica y tendencias prospectivas en el uso de distintas formas de energía

20. Matriz energética

21. Matriz energética
Estructura del consumo de energía por fuente 2016. Fuente MEER

22. •Energía eléctrica

23. La electricidad , del griego elektron o ámbar, es un fenómeno físico cuyo origen son
las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos,
luminosos, químicos, etc.
También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que
rigen el fenómeno, y, a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas.
Se denomina corriente eléctrica al flujo ordenado de electrones dentro de un
conductor que conforma un circuito cerrado, en presencia de un campo eléctrico.
Energía eléctrica

24. Energía eléctrica
Tales de Mileto
639 – 547 aC
Batería de
Bagdad
226 dC
William Gilbert
1544 - 1603
Charles Francois
du Fay
1698 – 1739
Pieter van
Musschenbroek
1692 – 1761
Alessandro
Volta
1745 - 1827
Electricidad
estática
¿Baterías?
Conductores
y
dieléctricos
Cargas
positivas y
negativas
Capacitores Pila eléctrica

25. Energía eléctrica
Charles de Coulomb
1736 - 1806
Benjamin Franklin
1706 - 1790
André-Marie
Ampère
1775 - 1836
Michael Faraday
1791 - 1867
Georg Simon Ohm
1789 - 1854
Ley de atracción de cargas Pararrayos
Corriente
eléctrica
Inducción
electromagnética
Ley de Ohm

26. Energía eléctrica
Samuel Morse
1791 - 1872
William
Thomson
1824 -
Zénobe
Gramme
1826 - 1901
Alexander
Graham Bell
1847 - 1922
James Clerk
Maxwell
1831 - 1879
Telégrafo
Primer cable
trasatlántico
Dínamo de
Gramme
Teléfono
Teoría del campo
electromagnético

27. Energía eléctrica
Nikola Tesla
1856 - 1943
Joseph John
Thomson
1856 - 1940
Robert Andrews
Millikan
1868 - 1953
Thomas Alva
Edison
1847 - 1931
George
Westinghouse
1846 - 1914
Máquinas de CA
El
descubrimiento
del electrón
Determinación
de la carga del
electrón
La industria de
la generación de
ee

28. Energía eléctrica
Principio fundamental de la generación de energía eléctrica

29. Energía eléctrica
Steven W. Blume. ELECTRIC POWER SYSTEM BASICS: for the nonelectrical professional. IEEE Press Series on Power Engineering. IEEE, 2007
Esquema general de generación,
transmisión, y, distribución de energía eléctrica

30. Energía eléctrica
Centrales convencionales de generación de energía eléctrica

31. Energía eléctrica
Centrales no convencionales de generación de EE

32. Energía eléctrica
Centrales no convencionales de generación de EE

33. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS