Capítulo I EL PROBLEMA

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CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

En este capítulo se presentan los aspectos que definen el proyecto, los

cuales abarcan desde la descripción de la situación objeto de estudio con la

formulación del problema, hasta los objetivos que se pretenden lograr, la

justificación y delimitación de la investigación.

1. DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN OBJETO DE ESTUDIO

La energía es un elemento primordial y fundamental dentro del desarrollo

de un país, aún más en épocas donde la sociedad gira en torno a las

innovaciones tecnológicas de la mano con el ahorro energético. De este

modo, es necesario destacar la importancia del uso racional y eficiente de la

energía para garantizar el mayor aprovechamiento de este recurso con el

menor impacto ambiental.

Venezuela cuenta con un elevado potencial eléctrico, el cual en los últimos

años, no ha sido aprovechado en su totalidad, esto en materia de gerencia

del sistema y producción energética.

Actualmente, el Sistema Eléctrico Regional no posee la capacidad de

satisfacer la demanda, incrementada directamente a través de los años con

la población, debido a deficiencias en la generación de energía causadas

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principalmente por factores que incluyen desde problemas de mantenimiento

hasta la falta de inversión económica en tecnologías de desarrollo en materia

energética que proporcionen el empleo de procesos con mínimos estándares

de contaminación (energías limpias) y que no cubren la función de base

regional necesaria creando mapas de escasez del servicio.

De acuerdo a lo planteado anteriormente, la situación se podría tornar

crítica en cuanto al suministro de energía eléctrica, de modo que al no aplicar

modificaciones en una línea de tiempo a corto o mediano plazo, la población

deberá estar preparada para asumir planes (constantes y cuya duración

pueda ser indeterminada) de racionamiento del nombrado servicio, afectando

igualmente al sector productivo de todo el país, ya que incide en el eficaz

desenvolvimiento de operaciones en distintas empresas. Por tanto, es

necesario tomar medidas inmediatas que contribuyan a aumentar la

capacidad de generación de energía eléctrica.

Ahora bien, en respuesta a problemáticas similares, en países

desarrollados e impulsadores de conciencia de ahorro energético, existe un

auge desde hace algunos años, del empleo de sistemas de cogeneración.

Según Fraile (2007, p.12) cogeneración es referido a “producción simultánea

de dos o más tipos de energía”.

En el mismo orden de ideas, el autor muestra características propias de la

cogeneración, entre ellas resalta el hecho del aprovechamiento de varios

tipos de energía, lo que traduce un potencial de rendimiento mayor que una

central convencional, por ende, disminución de la dependencia hacia

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combustibles, costes de producción menores, y reducción del impacto

ambiental. Aclarando, la base de la cogeneración es el aprovechamiento del

calor residual, que por teoría termodinámica debe existir evacuación de calor

en todo proceso térmico de producción de electricidad (no todo el calor

absorbido puede transformarse en trabajo).

Agregando, se conoce que una central termoeléctrica transforma la

energía química contenida en un combustible fósil en energía eléctrica, con

no más de un 45% de rendimiento (esto, con una alta eficiencia). Esta

cantidad porcentual se busca incrementar con el aprovechamiento energético

proporcionado por plantas de cogeneración, llegando a un rendimiento global

de 75 y 90% de energía química contenida en el combustible, explicándose

este proceso de la siguiente manera: la mayoría de los procesos industriales,

comerciales y de servicio requieren calor a una temperatura relativamente

baja, de forma que la cogeneración aprovecha el calor que se pierde, no

siendo así desechado, e inclusive pueden simultanear la producción de

electricidad con dicho aprovechamiento.

Es importante destacar que todas las cifras porcentuales nombradas

anteriormente, fueron proporcionadas por Diego Fraile (2007) en su estudio

“Cogeneración: Aspectos Tecnológicos”.

En la presente investigación se busca desarrollar un sistema de

cogeneración de turbina a gas como alternativa para el ahorro energético en

las centrales termoeléctricas del Estado Zulia, con la finalidad de brindar

respuesta a la crisis de este servicio experimentada en épocas actuales con

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gran efecto, con miras al futuro de nuestro país, posicionado dentro del

ámbito mundial en lo que respecta a la generación de energía eléctrica de

manera segura, limpia y eficiente, para beneficio de cada uno de los

habitantes de la región.

1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Partiendo de las consideraciones anteriores en cuanto a la necesidad de

incrementar la capacidad de generación de energía eléctrica para contribuir

con el ahorro energético y disminuir el racionamiento del servicio en el

Estado Zulia, surge el siguiente planteamiento:

¿Cómo sería posible realizar un sistema de cogeneración de turbina a

gas para disminuir la saturación del Sistema Eléctrico del Estado Zulia

contribuyendo con el uso eficiente de los recursos?

2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

Los objetivos de una investigación son establecidos con la finalidad de

brindar una solución ante una problemática planteada en el objeto de

estudio. En función a esto, los objetivos propuestos en la presente

investigación son los siguientes:

2.1. OBJETIVO GENERAL

Desarrollar un Sistema de Cogeneración de turbina a gas para el ahorro

energético de las centrales termoeléctricas del Estado Zulia.

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2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Cuantificar la demanda de consumo de energía del Sistema Eléctrico

Regional del Estado Zulia.

Describir la Cogeneración de turbina a gas para el ahorro energético

en las centrales termoeléctricas del Estado Zulia.

Determinar las cargas térmicas del Sistema de Cogeneración de

turbina a gas para el ahorro energético en las centrales termoeléctricas del

Estado Zulia.

Comparar la demanda del consumo de energía del Sistema Eléctrico

Regional con las cargas térmicas del Sistema de Cogeneración de turbina a

gas en las centrales termoeléctricas del Estado Zulia.

Establecer las condiciones de operación del Sistema de Cogeneración

de turbina a gas para el ahorro energético en las centrales termoeléctricas

del Estado Zulia.

Formular lineamientos para un Sistema de Cogeneración de turbina a

gas para el ahorro energético en las centrales termoeléctricas del Estado

Zulia.

3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

El Sistema de Cogeneración pretende potenciar el suministro de energía

eléctrica en el estado, con miras a cubrir la demanda existente y evitando la

ocurrencia de fallas en la generación del servicio que afectan, en gran

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proporción, tanto a la calidad de vida del habitante como al desarrollo

eficiente del sector productivo.

El presente trabajo de investigación ha sido realizado bajo tres enfoques

fundamentales: teórico, metodológico y práctico, los cuales se explican a

continuación.

Desde el punto de vista teórico, posee sustentos bibliográficos actuales,

con alta credibilidad y confiabilidad, de autores con conocimientos referentes

a la Generación de Energía, siendo la línea de investigación principal, los

cuales detallan las formas de aplicación de sistemas de cogeneración. De

igual manera, sustenta una base de información científica para siguientes

investigaciones.

En el ámbito metodológico, representa el marco referencial para futuros

trabajos de investigación pertenecientes a la misma área de estudio,

sirviendo como antecedente y presentando una metodología específica para

la recolección y análisis de la información al ser dirigida bajo métodos

científicos.

Tomando en cuenta el enfoque práctico, se busca una alternativa para la

generación de energía limpia en el Estado Zulia, esto, con la propuesta de un

Sistema de Cogeneración con turbina a gas para centrales termoeléctricas,

que además de ser un factor menos contaminante con respecto a la que se

obtiene por medio de fósiles y combustibles, contribuyendo así al ahorro

energético, aumentando de esta manera la capacidad de oferta del servicio

eléctrico.

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4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

El presente trabajo de investigación tuvo lugar en el Municipio Maracaibo,

Estado Zulia, entre los periodos académicos Enero - Diciembre del 2016.

Desde el punto de vista temático, esta investigación constituye un aporte de

acuerdo al Plan de la Patria (2013-2019) que busca el fortalecimiento de

todos los sectores que generen un compromiso de las universidades

venezolanas, vinculado con el objetivo estratégico 5.1.5., contribuyendo a dar

respuesta a las necesidades del entorno, apoyando al bienestar social y a la

soberanía nacional, en correspondencia a la línea de investigación Energía

en el área de conocimiento de Generación de Potencia, sustentada por

varios autores, entre ellos Esquerra (1988), Figueroa (2006), Fraile (2007),

Noriega (2009), McQuiston, Parker y Spitler (2008), Valderrama (1998) y

Jardon (1995).