Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
donde h estándar es la eficiencia del motor estándar y h eficiente es la del de alta
eficiencia. Entonces la energía anual y los ahorros de costo relacionados con
la instalación del motor de alta eficiencia son
Costos de energía (ahorros de potencia)(horas de operación)
(potencia nominal)(horas de operación)
(factor de carga)(1/h estándar – 1/h eficiente )
(60 hp)(0.7457 kW/hp)(3 500 h/año)(1)(1/0.89 – 1/0.932)
7 929 kWh/año
Ahorros de costo (ahorros de energía)(costo unitario de energía)
(7 929 kWh/año)($0.08/kWh)
$634/año
Asimismo,
Costo inicial extra diferencia del precio de compra
$5 160 $4 520 $640
Esto da un periodo de retorno simple de
Costo inicial extra
Periodo de retorno simple
Ahorros de costo anual $640
1.01 años
$634 >año
Comentario El motor de alta eficiencia paga su diferencia de precio dentro
de un año debido a la energía eléctrica que ahorra. Como la vida útil de los
motores eléctricos es de varios años, en este caso la compra del de mayor eficiencia
es definitivamente la indicada.
2-8 ■ ENERGÍA Y AMBIENTE
FIGURA 2-64
Los procesos de conversión de energía
suelen ir acompañados de contaminación
ambiental.
© Corbis Royalty Free
La conversión de una energía a otra(s) afecta frecuentemente y en diversas
formas al ambiente y al aire que respiramos, de ahí que el estudio de la energía
no esté completo si se omite su impacto ambiental (Fig. 2-64). Desde 1700
los combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural se han
utilizado para impulsar el desarrollo industrial y las comodidades de la vida
moderna, pero ha sido imposible evitar efectos colaterales indeseables. Desde
la tierra para cultivo, hasta el agua para consumo humano y el aire que respiramos,
el ambiente ha pagado un costo muy elevado. Efectos como el esmog,
la lluvia ácida, el calentamiento global y el cambio climático se deben a la
combustión de los fósiles. La contaminación ambiental ha alcanzado niveles
tan altos que se ha vuelto una seria amenaza para la vegetación, los animales
y los seres humanos; por ejemplo, el aire contaminado es la causa de numerosas
enfermedades como el asma y el cáncer. Se estima que en Estados Unidos
mueren más de 60 000 personas cada año por padecimientos cardiacos y pulmonares
relacionados con la contaminación del aire.
Se sabe que cientos de elementos y compuestos como el benceno y el formaldehído
se emiten durante la combustión de carbón, petróleo, gas natural y
leña, realizada en centrales eléctricas, motores de vehículos, hornos e incluso
chimeneas. Existen varias razones para añadir ciertos compuestos a los combustibles
líquidos (por ejemplo, el MTBE aumenta el índice de octano del combustible,
además de que durante el invierno se usa para oxigenarlo y así reducir
el esmog). La fuente más grande de contaminación del aire son los motores de
los vehículos, los cuales liberan contaminantes que se agrupan como hidrocarburos
(HC), óxidos de nitrógeno (NO x ) y monóxido de carbono (CO)
(Fig. 2-65). El HC es un componente importante de las emisiones de compues-