El vapor es agua en su fase gaseosa, que se produce cuando el agua hierve o se evapora. Aunque el vapor es invisible, a menudo se le refiere como vapor húmedo, que es la niebla o aerosol de gotas de agua que se forman al condensarse el vapor de agua. A presiones más bajas, como en la atmósfera superior o en las montañas altas, el agua hierve a temperaturas más bajas que los 100 grados Celsius a presión estándar. Si se calienta aún más, se convierte en vapor sobrecalentado.
Tipos de Vapor y Conversiones
El vapor se puede generar tradicionalmente calentando una caldera mediante la combustión de carbón u otros combustibles, pero también es posible crear vapor utilizando energía solar.
El vapor húmedo es aquel que incluye gotas de agua. A medida que se calienta, estas gotas se evaporan y, a una temperatura suficientemente alta, todo el agua se evapora y el sistema se encuentra en un equilibrio vapor-líquido.
El vapor sobrecalentado es aquel que se encuentra a una temperatura superior a su punto de ebullición para una determinada presión. Esto ocurre cuando todo el agua líquida se ha evaporado o ha sido eliminada del sistema.
Las tablas de vapor contienen datos termodinámicos para el agua/vapor y son utilizadas por ingenieros y científicos para diseñar y operar equipos que utilizan ciclos termodinámicos con vapor. Además, los diagramas de fase termodinámicos, como el diagrama de temperatura-entropía o el diagrama de Mollier, también son útiles para analizar ciclos termodinámicos.
Usos del Vapor
Agrícola
En la agricultura, el vapor se utiliza para la esterilización del suelo, evitando el uso de agentes químicos dañinos y mejorando la salud del suelo.
Generación Eléctrica (y Cogeneración)
Casi el 90% de la electricidad en el entorno se genera utilizando vapor como fluido de trabajo, principalmente a través de turbinas de vapor. En la cogeneración, el vapor se utiliza para proporcionar energía térmica a edificios después de ser utilizado en el ciclo de generación eléctrica.
Almacenamiento Energético
El vapor es un depósito de gran capacidad para la energía térmica debido a su alto calor de vaporización. Se utiliza en aplicaciones industriales para almacenar energía y se puede introducir y extraer mediante transferencia de calor.
Esfuerzo Mecánico
Las máquinas de vapor y las turbinas de vapor utilizan la expansión del vapor para impulsar pistones o turbinas y realizar trabajos mecánicos. Es importante devolver el vapor condensado a la caldera a alta presión para maximizar la eficiencia.
Esterilización
El vapor a presión se utiliza en laboratorios de microbiología y otros entornos para la esterilización de equipos y materiales.
Limpieza
El vapor se utiliza en la limpieza de fibras, materiales y equipos, ya que puede funcionar a temperaturas más altas y utiliza menos agua que otros métodos de limpieza.
El vapor es una forma de energía no renovable que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde la generación de electricidad hasta la limpieza y la esterilización. Aunque es una fuente de energía eficiente, es importante utilizar tecnologías y prácticas adecuadas para maximizar su rendimiento y minimizar su impacto ambiental.