Vapor

En agricultura , el vapor se utiliza para la esterilización del suelo con el fin de evitar el uso de agentes químicos dañinos y mejorar la salud del suelo . ^{[ 10 ]}

La capacidad del vapor para transferir calor también se utiliza en el hogar: para cocinar verduras, limpiar con vapor telas, alfombras y pisos, y para calentar edificios. En cada caso, el agua se calienta en una caldera y el vapor transporta la energía al objeto deseado. El vapor también se usa para planchar la ropa, ya que, junto con el calor, aporta la humedad necesaria para eliminar las arrugas y crear pliegues intencionados.

A partir del año 2000,alrededor del 90% de toda la electricidad se generó utilizando vapor como fluido de trabajo , casi toda mediante turbinas de vapor. ^{[ 11 ]}

En la generación eléctrica, el vapor se condensa normalmente al final de su ciclo de expansión y se devuelve a la caldera para su reutilización. Sin embargo, en la cogeneración , el vapor se canaliza a los edificios a través de un sistema de calefacción urbana para proporcionar energía térmica tras su uso en el ciclo de generación eléctrica. El sistema de generación de vapor más grande del mundo es el de la ciudad de Nueva York , que bombea vapor a 100 000 edificios en Manhattan desde siete plantas de cogeneración. ^{[ 12 ]}

En otras aplicaciones industriales, el vapor se utiliza para el almacenamiento de energía , que se introduce y extrae mediante transferencia de calor, generalmente a través de tuberías. El vapor constituye un depósito de gran capacidad para la energía térmica debido al alto calor de vaporización del agua .

Las locomotoras de vapor sin hogar eran locomotoras que funcionaban con vapor almacenado a bordo en un gran tanque similar a la caldera de una locomotora convencional. Este tanque se llenaba con vapor de proceso , como el que se encuentra en muchas grandes fábricas, como las papeleras . La propulsión de la locomotora se realizaba mediante pistones y bielas, como en una locomotora de vapor típica. Estas locomotoras se utilizaban principalmente en lugares donde existía riesgo de incendio por el hogar de una caldera, pero también en fábricas que simplemente disponían de un abundante suministro de vapor.

Las máquinas de vapor y las turbinas de vapor utilizan la expansión del vapor para accionar un pistón o una turbina y realizar trabajo mecánico . Es importante la capacidad de devolver el vapor condensado, en forma de agua líquida, a la caldera a alta presión con un gasto relativamente bajo de energía de bombeo. La condensación del vapor en agua suele producirse en el extremo de baja presión de una turbina de vapor, ya que esto maximiza la eficiencia energética ; sin embargo, estas condiciones de vapor húmedo deben limitarse para evitar una erosión excesiva de los álabes de la turbina. Los ingenieros utilizan un ciclo termodinámico idealizado , el ciclo Rankine , para modelar el comportamiento de las máquinas de vapor. Las turbinas de vapor se utilizan frecuentemente en la producción de electricidad.

Un autoclave , que utiliza vapor a presión, se emplea en laboratorios de microbiología y entornos similares para la esterilización .

El vapor, especialmente el vapor seco (altamente sobrecalentado), puede utilizarse para la limpieza antimicrobiana, incluso hasta alcanzar niveles de esterilización. El vapor es un agente antimicrobiano no tóxico. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

El vapor se utiliza en las tuberías de las líneas de servicios públicos. También se emplea en el revestimiento y la refrigeración de tuberías para mantener una temperatura uniforme en oleoductos y depósitos.

El vapor se utiliza en múltiples industrias por su capacidad de transferir calor para impulsar reacciones químicas, esterilizar o desinfectar objetos y mantener temperaturas constantes. En la industria maderera, el vapor se utiliza en el proceso de curvado de la madera , matar insectos y aumentar la plasticidad. El vapor se utiliza para acentuar el secado del hormigón, especialmente en prefabricados. Se debe tener cuidado ya que el hormigón produce calor durante la hidratación y el calor adicional del vapor podría ser perjudicial para los procesos de reacción de endurecimiento del hormigón. En las industrias química y petroquímica , el vapor se utiliza en varios procesos químicos como reactivo. El craqueo con vapor de hidrocarburos de cadena larga produce hidrocarburos de menor peso molecular para combustible u otras aplicaciones químicas. El reformado con vapor produce gas de síntesis o hidrógeno .

Se utiliza para limpiar fibras y otros materiales, a veces como preparación para pintar. El vapor también es útil para derretir residuos de grasa y aceite endurecidos, por lo que resulta práctico para limpiar suelos y equipos de cocina, así como motores y piezas de combustión interna. Entre las ventajas de usar vapor frente a un chorro de agua caliente se encuentran que el vapor puede funcionar a temperaturas más elevadas y consume mucha menos agua por minuto. ^{[ 15 ]}