Materiales en la ingeniería eléctrica

...

La energía eléctrica tiene las cualidades de fácil generación y distribución hasta los consumidores. También por su fácil transformación a otras formas de energía, tales como la térmica, luminosa, mecánica entre otras.

El rápido desarrollo del aprovechamiento de la energía eléctrica estimuló a crear nuevas formas de generación y transformación de ésta, entres estos tipos de generación encontramos diferentes centrales generadoras, entre ellas,

- Centrales termoeléctricas También llamada central térmica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fusión nuclear del Uranio u otro combustible nuclear, las plantas donde realizan esta fusión con combustibles nucleares son llamadas también centrales nucleares.

- Centrales hidroeléctricas.

Una central hidroeléctrica es aquella en la que la energía potencial del agua almacenada en un embalse se transforma en la energía cinética necesaria para mover el rotor de un generador, y posteriormente transformarse en energía eléctrica. Por ese motivo, se llaman también centrales hidráulicas. Las centrales hidroeléctricas se construyen en los cauces de los ríos, creando un embalse para retener el agua. Para ello se construye un muro grueso de piedra, hormigón u otros materiales, apoyado generalmente en alguna montaña.

- Centrales eólicas

La energía eólica se obtiene del viento, es decir, de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que dicho viento produce. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas.

- Centrales solares.

Una central solar es aquella instalación en la que se aprovecha la radiación solar para producir energía eléctrica. Hay dos tipos de energía solar, fotovoltaica y fototermica.

- Fotovoltaica: Se obtiene energía eléctrica a través de Paneles fotovoltaicos formados por dispositivos semiconductores tipo Diodo que al recibir la radiación solar se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial entre sus extremos, hasta ahora su empleo es básicamente para iluminación, y algunas aplicaciones domésticas.

- Fototérmica: En las centrales solares que emplean el proceso fototérmico, el calor de la radiación solar calienta un fluido y produce vapor que se dirige hacia la turbina produciendo luego energía eléctrica. El proceso de captación y concentración de la radiación solar se efectúa en unos dispositivos llamados Helióstatos, que actúan automáticamente para seguir la variación de la orientación del sol respecto a la tierra.

- TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La Red de Transporte de Energía Eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias la energía generada en las centrales eléctricas.

Para ello, los volúmenes de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose su nivel de tensión, no importa el tipo de generación de la energía eléctrica, para todos es básicamente el mismo sistema de transporte.

Parte de la red de transporte de energía eléctrica son las líneas de transporte. Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es básicamente el medio físico mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandes distancias. Está constituida tanto por el elemento conductor, usualmente cables de acero, cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte, las torres de alta tensión.

DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La distribución de energía eléctrica es una actividad cuyas técnicas están en un proceso constante de evolución reflejada en el tipo de equipos y herramientas utilizadas, en los tipos de estructuras, en los materiales con los que se construyen las redes de distribución y en los métodos de trabajo de las cuadrillas de construcción y mantenimiento, reflejada también en la metodología de diseño y operación empleando computadores (programas de gerencia de redes, software gráfico, etc).

Los sistemas de distribución se clasifican según su construcción, de acuerdo a voltajes nominales, a su ubicación geográfica y al tipo de cargas. El uso final de la energía eléctrica es la forma segura en cómo llega y debe de ser usada en nuestros hogares, sitios de trabajo, etc.

- INGENIERÍA DE MATERIALES EN LA INGENIERÍA ELÉCTRICA

La ingeniería es un campo que unifica diferentes saberes para ser aplicados a favor de una necesidad práctica en la sociedad. Es importante comprender dicho concepto como eje central de lo que se desarrollará en este capítulo, ya que al unificar saberes podemos ver la interdisciplinaridad que hay entre las ingenierías, como es el caso de la ingeniería de materiales aplicada al desarrollo, diseño y ejecución en el campo eléctrico.

Todo proceso de innovación humana lleva consigo unas necesidades específicas para que las soluciones a los diversos problemas que plantean tengan la satisfacción deseada. Por ejemplo, en la ingeniería eléctrica existen problemas que sobrepasan los saberes de dicha profesión e integran a otras profesiones que pueden encargarse de optimizar y mejorar su aplicación en la vida real. Así, se pretende estudiar los componentes que integran estas dos ingenierías gracias a la relación que hay entre la electricidad, su obtención y transporte respecto a las características que existen entre materiales conductores, semiconductores y aislantes.

- MATERIALES CONDUCTORES

Se denominan materiales conductores a aquellos elementos que tiene la propiedad de conducir la electricidad. Esto se da gracias a los electrones libres que se encuentran en el extremo del núcleo del átomo y se convierten en el vehículo por el cual se transporta la carga eléctrica. Por lo tanto, es importante comprender la importancia de dichos materiales ya que su correcta selección garantiza la poca perdida de energía en el proceso de transporte de las cargas eléctricas. El cobre es el material más usado para conducir la energía, pero es la plata y el oro son los mayores conductores, pero debido a su costo es muy poco usado