ANÁLISIS DE DESEMPEÑO DE UN CICLO TERMODINÁMICO RANKINE CON RECALENTAMIENTO EN EES

Abstract

A pesar de los avances tecnológicos y la amplia utilización del ciclo Rankine en la generación de energía eléctrica, su eficiencia aún presenta un margen considerable de mejora, especialmente en configuraciones supercríticas y de recalentamiento. Las pérdidas irreversibles, o de exergía, en los principales componentes del ciclo (turbina, caldera, condensador y bombas) continúan limitando el rendimiento global del sistema y, por tanto, la cantidad de trabajo útil que puede extraerse del proceso. Estudios recientes han confirmado que, si bien el recalentamiento y la regeneración son estrategias efectivas para incrementar la eficiencia térmica y exergética del ciclo Rankine, la determinación de parámetros óptimos como la temperatura y presión de recalentamiento sigue siendo un desafío técnico y económico relevante. Por ejemplo, el análisis exergético avanzado de ciclos Rankine modernos demuestra que las mayores destrucciones de exergía se concentran en el condensador y los sistemas de recuperación de calor, lo que indica la necesidad de enfocar los esfuerzos de optimización en estos componentes para lograr mejoras sustanciales en la eficiencia total de la planta. Además, la literatura reciente destaca que el ciclo combinado supera en eficiencia exergética al ciclo Rankine con recalentamiento, subrayando la importancia de la innovación y optimización continua de los ciclos de vapor. El uso de herramientas computacionales avanzadas, como EES (Engineering Equation Solver), permite modelar con precisión los estados termodinámicos y realizar análisis detallados de las pérdidas de exergía bajo diferentes condiciones operativas, facilitando la identificación de estrategias de optimización aplicables tanto en contextos académicos como industriales. Sin embargo, la integración efectiva de estos avances en la práctica industrial requiere superar barreras asociadas a la selección del fluido de trabajo, la reducción de pérdidas de presión y la gestión de los límites metalúrgicos de los materiales sometidos a altas temperaturas y presiones.