Disponibilidad de La Energía y Exergía

Disponibilidad de la energía y exergía Termodinámica Unidad 5 Ingeniería Mecánica Profesor: Méndez Eschanga Genaro Alumnos: Benítez Soriano Gilberto Ortiz Montes Javier Osvaldo Del Valle Malpica Bernardo Cerón Vidal Osvaldo Horario: 8:00 a 9:00 hrs.

INDICE Introducción……………………………………………………………………………….. 2 Antecedentes del tema……………………………………………………………………..3 Disponibilidad de energía (exergía)………………………………………….. (exergía) ………………………………………….....................5 ...................5 Ambiente…………………………………………………………………………………..9 Estado muerto……………………………………………………………………………..10 Aspectos de la exergía…………………………………………………………………….10 Tipos de exergía…………………………………………………………………………...11 Perdidas de exenergía……………………………………………………………………...14 exenergía…………………………………………………………………… ...14 Energía disponible: otra forma de entender la termodinámica…………………………….15 Calculo de la exergía…………………………………………………………………….....17 exergía…………………………………………………………………… .....17 Conclusión………………………………………………………………………………….17 Bibliografías……………………………………………………………………………… ...20

Introducción En un universo lleno de energía tan presente en cualquier materia, tan próxima a nosotros y tan disponible desde la obtenida por el sol, en la atmosfera, y dentro de la tierra, la necesidad de transformarla en una fuente de abastecimiento para la vida se ha vuelto algo imprescindible en estos tiempos. El ser humano, a lo largo de su evolución ha tratado de conseguir una fuente de energía que sea capaz de satisfacer sus principales necesidades, desde el descubrimiento del fuego hasta la creación de fuentes amigables con el medio ambiente y limitando el uso de combustibles fósiles. La Termodinámica, generalmente se define como la parte de la física que se encarga de estudiar la acción mecánica del calor y los diferentes tipos de energía, para lo cual es de suma importancia conocer e interpretar las leyes de la termodinámica. Actualmente existe un gran interés para analizar de forma más cerrada los dispositivos de conversión de energía para desarrollar nuevas técnicas que empleen mejor los recursos naturales actuales y mitiguen el impacto sobre el medio ambiente que ocasiona su uso. ¿Cómo generar una mayor potencia de trabajo útil? ¿Cómo hacer interactuar un determinado número de sistemas, en condiciones termodinámicas diferentes con el fin de generar trabajo? En esta presentación se abordan temas y conceptos relacionados con la Exergía, fuentes de energía disponibles, no disponibles pero presentes en el ambiente,la disponiblidad de la energía y las formas para tener un mayor aprovechamiento de esta. El objetivo de este módulo es examinar el desempeño de dispositivos técnicos conforme a las dos leyes fundamentales de la Termodinámica, introduciendo el concepto de exergía o trabajo útil máximo que puede obtenerse, conforme a la reversibilidad de los procesos y la forma en que las irreversibilidades destruyen dicha exergía.

ANTECEDENTES DE DISPONIBILIDAD DE LA ENERGIA EXERGIA. Los diferentes tipos de energía presentan también diferentes calidades. Estas diferencias radican en la posibilidad de producir trabajo o de transformar un tipo de energía en otro. Por ejemplo, la calidad del calor  depende de su temperatura; a mayor temperatura, una fuente de calor puede transferir su energía con más posibilidades que a menor temperatura En general, se acepta como medida de la calidad de la energía, su capacidad para producir trabajo. El problema con esta definición es elegir el nivel de referencia adecuado. Hay que tener en cuenta, que para que una máquina térmica realice trabajo, debe tomar calor desde una fuente a alta temperatura, y ceder parte de ese calor a un sumidero a baja temperatura. Si la temperatura ( fría) del sumidero es muy alta, muy pocas fuentes tendrán la temperatura necesaria como para que una máquina térmica puede transformar el calor de esta fuente en trabajo. Por tanto, el nivel de referencia (es decir, el valor de la temperatura fría) es muy importante a la hora de definir la exergía. Como es habitual que las máquinas térmicas trabajen con el medio que las rodea como foco frío, se suele tomar el nivel de referencia en la temperatura ambiente. Por tanto, a la hora de calcular la exergía es necesario especificar cuál es el entorno en el que trabaja la máquina térmica. Debido a la falta de un equilibrio termodinámico en la naturaleza, no se puede especificar completamente cuál es el estado de referencia (debido a que, como ya se ha dicho, las condiciones del medio son cambiantes).  Normalmente, es suficiente con definir el estado de equilibrio mediante la temperatura. La capacidad de un medio energético para realizar trabajo expresa su potencial para transformarse en otros tipos de energía, y por tanto la exergía puede aplicarse al estudio de  procesos tecnológicos además de para plantas de energía, ciclos termodinámicos, máquinas, etc. A diferencia de la energía, no existe una ley de conservación para la exergía. Cualquier fenómeno irreversible causa una pérdida de exergía, lo que conlleva una reducción del  potencial de los efectos útiles de la energía, o por el contrario a un aumento del consumo de energía proporcionado por el foco caliente (para lograr una generación de trabajo igual).

Figura: Componentes de la exergía de una sustancia Si excluimos los efectos nucleares, magnéticos y eléctricos, la exergía,  puede dividir en cuatro componentes: exergía cinética física

y exergía química

, de una sustancia se

, exergía potencial

, exergía

. La exergía cinética es igual a la energía cinética cuando la

velocidad tiene como nivel de referencia la superficie de la Tierra. Lo mismo ocurre con la exergía potencial. En la figura se muestran los diferentes tipos de exergía.

La exergía física  es el trabajo que se puede obtener sometiendo a la sustancia a procesos físicos reversibles desde la temperatura y presión iniciales, hasta el estado determinado por la  presión y la temperatura del entorno. La exergía química es el trabajo que se puede obtener de una sustancia que se encuentra a la  presión y temperatura del entorno, si alcanza un estado de equilibrio termodinámico mediante reacciones químicas. En ocasiones, a la suma de la exergías física y química se le denomina exergía térmica,

.

DISPONIBILIDAD DE ENERGÍA (EXERGÍA) Exergía Es la cantidad de trabajo que puede ser extraído por un consumidor de energía externo durante una interacción reversible entre el sistema y sus alrededores hasta que un completo equilibrio es alcanzado. La exergía depende de los estados relativos de un sistema y sus alrededores, al ser definidos por cualquier conjunto relevante de parámetros. Bajo completo equilibrio, la exergía es cero. (ςengel,1998) De acuerdo a esta definición el objeto bajo consideración incluye primero, el sistema o el flujo de energía mismo, después los alrededores, y finalmente el trabajo transferido al consumidor externo de energía; aunque también se deben tomar en cuenta los objetos ex ternos de energía los cuales interactúan con el sistema.

Energia La Energía es la capacidad que posee un cuerpo para realizar una acción o trabajo, o producir un cambio o una transformación, y es manifestada cuando pasa de un cuerpo a otro. Una materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella. La energía se manifiesta continuamente a nuestro alrededor, y se presenta en la naturaleza bajo muchas formas; energía cinética, energía potencial, e nergía eléctrica, energía química, energía térmica, nuclear, eólica, hidráulica, mecánica, radiante o electromagnética, entre otras.

Energía y exergía Muchas formas de energía y transformaciones de energía intervienen en un proceso. Aunque todas obedecen la primera ley de la termodinámica, diferencias se asoman en el tratamiento  práctico y teórico de varios tipos de energía y transformaciones de energía debido a la segunda ley de la termodinámica. La segunda ley es importante para la definición de

eficiencia así como la correcta cuantificación de las diferentes formas de energía que pueden ser transformadas en trabajo. Los tipos de energía se dividen en dos grupos de acuerdo a la posibilidad de ser convertidas en otros tipos. La clasificación de formas de energía es un problema físico, aquí se hace en base a la entropía, utilizada como una medida de las transformaciones de energía. El  primer grupo se compone de las formas de energía que pueden transformarse en otras sin ningún límite y el segundo es de aquellas que no pueden transformarse completamente. Las entropías del primer grupo son iguales a cero. Y este tipo de energía es considerada como

"energía ordenada". La entrada o salida de calor a un cuerpo no cambia este tipo de

energía.

La energía del segundo grupo no tiene entropía cero, y se conoce como

"energía

desordenada". La energía desordenada a diferencia de la ordenada es alterada con entradas o salidas de calor. La segunda ley de la termodinámica permite transformaciones donde haya incremento de entropía o no haya cambio (reversibilidad). Por ello todas las formas de energía ordenadas se pueden convertir en otra forma por tener entropía cero, mientras que las energía desordenadas no se pueden convertir en otras formas que tengan menor entropía, y en particular no pueden transformarse en energías ordenadas. Las energías ordenadas poseen una habilidad ilimitada para transformarse, con ello quieren decir que son de mejor calidad. Y son universales porque se pueden convertir en cualquier otra forma del segundo grupo. Las posibles transformaciones entre formas de energía se muestran en la tabla 1, donde los pequeños círculos blancos significan transformación completa, y los negros transformaciones incompletas.

Tabla 1. Formas de energía  N

1 2

3

4

6

Mecánica

1

0 0

0

0

0

Eléctrica

2

00 0

0

00

Formas de energía

Energía

molecular

3

eeOeO•

interna de

Química

4

111 III.

medio

IlliClear

5

000000

energía en una

Calor

6



transición

Trabajo

7

0 0

•

O 0

0

O e O 41> 41> e 0

0

0

Las formas de energía (1,2,5,7) son referidas al primer grupo, y las otras al segundo. La importancia del ambiente es muy importante cuando el punto de comparación es su habilidad para transformarse, ya que el mismo interviene en las transformaciones de energía. Aún así, las formas de energía del primer grupo mantienen su capacidad de transformarse completamente. Cuando, como resultado de una transformación, una energía desordenada aparece, la situación cambia, ya que no solamente cambian las transformaciones posibles sino la extensión de las mismas es también afectada por las condiciones del ambiente. Entre más pequeña sea la diferencia entre los parámetros del medio de trabajo y aquellos de los alrededores, más pequeña es la cantidad de energía desordenada transformada. Y cuando son iguales la disponibilidad de tipos de energía del segundo grupo, es cero.

Las relaciones entre las transformaciones de las formas del segundo grupo de energía y el ambiente, varían dependiendo en el tipo de energía involucrada, aún para las mismas condiciones externas.

Para comparar adecuada y completamente las transformaciones de energía es necesario tener una medida general, que permita la evaluación de la cantidad de energía envuelta mientras también se toman en cuenta las características de calidad. La energía del  primer grupo, la cual puede ser obtenida de la energía del segundo grupo en un proceso de interacción reversible con los alrededores, puede ser utilizada para este propósito.

Esta medida general de cualquier tipo de energía es llamada

exergía. Este concepto nos

 permite expresar cualquier forma de energía del segundo grupo en términos de energía del  primer grupo.

Energia W

Exergía E

Depende de los parametros de flujo de Depende tanto en los parametros del flujo de energia o materia solamente y no depende e energia y de material como de los los parametros del ambiente.

 parametros del ambiente.

Tiene magnitues diferentes a cero (es igual Puede se igual a cero (en el estado muerto a mc^2 en corcondancia con la ecuacion de  por equilibrio con el ambiente) Einstein) Obedece la ley de conservacion de energia Obedece la ley de conservacion de energia en toos los procesos y no puede ser destruia. solamente losprocesos

en

procesos

irreversibles

reversibles;en es

parcial

o

completamentedestruida. La habilida para convertir entre diferentes La habilidad para transformarse entre otras formas esta limitada por la segunda ley de la formas no esta limitao para procesos termodinamica para todos los procesos reversibles ebido a la segunda ley de la incluidos los reversibles.

termodinamica.

AMBIENTE Es caracterizado porque sus parámetros permanecen sin cambios durante la interacción con el sistema bajo consideración. Esto quiere decir, que el ambiente es muy grande en comparación al sistema y puede amortiguar toda la energía dada a él por el sistema, de tal forma que su  propio balance de energía permanece sin cambio. También existe completo equilibrio termodinámico entre todos sus componentes.  No se debe olvidar que la exergía de un sistema es definida no solamente por sus acciones, sino simultáneamente por un efecto de parte del ambiente en ello. Tal vez existan situaciones en las cuales, sin dar energía, un sistema puede producir trabajo a expensas del ambiente. Un

gas en una vasija con presión menor que la atmosférica es un ejemplo. Cuando hay completo equilibrio entre un sistema y el ambiente, la exergía es igual a cero. Ese estado de un sistema es llamado cero o estado muerto.

ESTADO MUERTO Si el estado de una cantidad fija de materia, un sistema cerrado, es diferente al del ambiente, existirá la posibilidad de producir trabajo. Sin embargo, según vaya el sistema evolucionando hacia el equilibrio con el ambiente, dicha posibilidad disminuirá, desapareciendo por completo cuando alcancen el equilibrio uno con el otro. A este estado particular del sistema se le denomina estado muerto.

ASPECTOS DE LA EXERGIA 

La exergía es una medida de la separación entre el estado de un sistema cerrado y el estado del ambiente. Es, por tanto, una característica del conjunto formado por el sistema cerrado y el ambiente. Sin embargo, una vez que se han definido las condiciones de este, el valor de dicha medida puede asignarse como el valor de una  propiedad del sistema cerrado únicamente. Puede concluirse por tanto que la exergía es una propiedad de los sistemas cerrados.



El valor de la exergía no puede ser negativo. Si el sistema cerrado se encuentra en un estado distinto al estado muerto, el sistema podrá evolucionar espontáneamente hacia el estado muerto; esta tendencia cesará cuando el sistema alcance dicho estado. No se requerirá consumir ningún trabajo para llevar a cabo un proceso espontaneo como este. Así pues, como para cualquier estado inicial del sistema cerrado cabe su evolución espontanea hasta el estado muerto sin necesidad de consumir trabajo, el trabajo máximo (exergía) no puede ser negativo.



La exergía no se conserva, sino que se destruye a causa de las irreversibilidades. Un caso limite es aquel en que la exergía se destruye en su totalidad, como ocurrirá si  permitimos que el sistema cerrado evolucione según un proceso espontaneo hasta su estado muerto sin poner los medios para obtener trabajo en este proceso. El potencial  para producir trabajo que existía inicialmente se desperdiciara por completo en tal  proceso espontaneo.



La propiedad exergía se ha definido hasta ahora como el trabajo teórico máximo que  puede obtenerse del sistema combinado formado por el sistema cerrado más el ambiente al evolucionar el sistema cerrado desde un estado dado hasta su estado muerto por su interacción con el ambiente. De forma alternativa, la exergía también  puede definirse como el trabajo teórico mínimo que será necesario aportar para conseguir que el sistema cerrado pase desde su estado muerto hasta un estado prefijado.

TIPOS DE EXERGÍA Exergía química Se han realizado cálculos de exergía para una gran cantidad de compuestos, por lo cual existe un método de cálculo de exergía química de compuestos, basado en las exergía de sustancias elementales y dadas las energías libres de formación d e compuestos. aA + bB + cC = AaBbCc Donde A, B, y C son elementos químicos; a, b, y c son coeficientes estequiométricos; AaBbCc son productos de reacción. Si la energía libre AG de reacción a To,p,, es conocida, la exergía de esta sustancia puede ser calculada utilizando la ecuación: EmBbCc = AG + aeA + beB + ce, donde eA, eB, ec son los valores de exergía correspondientes a los elementos. El cálculo envuelve dos problemas: 1.

Elección de una sustancia de referencia para cada elemento

2.

El cálculo correcto de la exergía química ex de un elemento químico relativo a una

sustancia de referencia escogida y la parte del alrededor (atmósfera, litósfera, hidrósfera) en el cual la sustancia existe. La exergía química de un elemento consiste de dos partes: i) componente de reacción er resultando de una reacción de devaluación y ii) el componente de concentración e, que resulta de una diferencia de concentración de la sustancia de referencia con su concentración en el ambiente.

( 20 )ex = e, + ec Para el cálculo se asume que para la reacción química hay una sustancia de referencia AaBbCc, la cual tiene una exergía igual cero. Entonces si las exergías de elementos B y C son conocidas o pueden ser determinadas, el componente de reacción de exergía química del elemento A  puede ser obtenida por la ecuación: ( 21 ) e,A = -beb ceC

La componente de concentración de exergía de A se obtiene: ( 22 )E,,A JI AaBbCc JI AaBbCc Donde el primer y segundo términos de la derecha son potenciales químicos de una sustancia  pura de referencia, AaBbCc y de la misma sustancia en el ambiente local R' respectivamente. Si el ambiente es la atmósfera: err- O Y

ecá = ( un )R To ln(l/Ni) donde n es el número de átomos y Ni es la concentración

molar de la sustancia de referencia i en la atmósfera. R constante universal de los gases.

Exergía soluciones El cambio en composición de una fase es usualmente caracterizado por el cambio en su energía libre de Gibbs. Se puede considerar una mez cla ideal en donde la variación de entropía debido al cambio de su composición es: AS = R[x x + —   x)in(1 —   x)] donde x es una fracción de  partículas pequeñas. La correspondiente variación de la exergía es: AE., = — To AS en donde To es la temperatura del ambiente a la que el sistema opera. Se puede considerar también una mezcla no ideal en la cual si hay interacción entre moléculas considerando que todas están inicialmente unidas. El primer paso consiste en la disociación de los enlaces. Esto requiere una cantidad de energía AH, entalpía de exceso. La segunda parte es la misma que para una mezcla ideal. Entonces la exergía total que debe ser suministrada al sistema es: = AH  —   Toz\S . La exergía específica de la solución puede ser calculada de la ecuación:

e =le, + Ve donde la sumatoria de ei es la suma de las exergía específicas de los componentes de la solución y Ve es el decremento de exergía en el proceso de formación de la solución. Ve  puede ser calculado como Ve=Ah-ToAS donde Ah es la diferencia entre entalpía de solución y la suma de las entalpias de los componentes. AS es el incremento de entropía en el proceso de formación de la solución. Ya que Ve es igual a Ag (cambio en energía libre de Gibbs). Después de realizar varias sustituciones llegamos a las siguientes fórmulas: Exco = n(xi eco RTo xi lny xi) Exo = n(xi echi RTo X 10i xi) Por resultado la exergía total de una solución será igual a la suma de las exergías químicas y termomecánicas

e =Ze + —  ToAS

Exergía de radiación La exergía de radiación puede ser considerada desde dos pun tos de vista. Uno puede examinar la exergía de radiación erad que es producida por una superficie de la cual sus propiedades y temperatura son conocidas y en el segundo caso los parámetros de radiación son obtenidos  bajo mediciones. En ambos casos la exergía de radiación es igual al máximo trabajo que puede ser obtenido durante un proceso reversible de flujo de radiación a condiciones de equilibrio con el ambiente. Dos casos deben ser considerados en el análisis de exergía de radiación: 1.

El primer caso es radiación caracterizada por una cierta frecuencia de distribución de

acuerdo, por ejemplo, a un cuerpo absolutamente negro o absolutamente blanco. En estos casos el flujo de radiación es similar al flujo de calor porque este carga entropía diferente de cero. 2.

El segundo caso se refiere a radiación coherente monocromática como sería la

 producida por un generador de quantum a una frecuencia simple bien definida. En este caso

el flujo e radiación no tiene entropía y puede ser considerado un flujo de energía ordenada el cual es transferido de cuerpo a otro como trabajo. En este caso la exergía de radiación es igual a su energía: Erad= W. Para un cuerpo absolutamente negro con una temperatura superficial de T> To, la exergía de radiación por unidad de superficie es: ( 26 ) emd= EC0(T4- (4/3)T0T3+ (1/3)T04 Donde la E es la emisividad total y Co es la constante de Stefan-Boltzman

PERDIDAS DE EXENERGIA Las pérdidas de exergía se representan por la diferencia de dos sumas, la suma de las exergías de entrada y la suma de las exergías de salida. Pero pueden ser encontradas sin necesidad de realizar. El balance de exergía del sistema si las sumas correspondientes al cambio en entropía están disponibles: ( 27 ) D = To EAS Donde la EAS es el incremento en entropía como resultado de irreversibilidades tanto externas como internas en la superficie de control. Las pérdidas de exergía se dividen en dos de acuerdo a su distribución en un sistema: Pérdidas internas (Di), que son debidas a irreversibilidades de procesos que t oman lugar dentro de un sistema. Las pérdidas debido a expansiones, pérdidas de presión, fricción en máquinas, calor y transferencia de masa a temperaturas finales y diferencia de concentraciones son ejemplos de este tipo. Pérdidas externas (De), que son relacionadas a con diciones relativas del sistema y el ambiente. Por ejemplo, pertenecen a este grupo las pérdidas debido a un aislamiento no ideal de calor y los flujos de exergía no utilizada que dejan la planta.

Las pérdidas internas (DI ) se deben principalmente a imperfecciones en los equipos y máquinas, y a la manera en que son integradas en el sistema. Las pérdidas externas se deben a incompatibilidad entre los procesos como un todo y las condiciones externas a él, así como la

incompatibilidad

de

las

tecnologías

individuales

componentes

del

sistema.

(Brodyansky,B.M; Sorin,M.V. et a1,1994)

ENERGÍA DISPONIBLE: OTRA MANERA DE ENTENDER LA TERMODINÁMICA Los conceptos de disponibilidad nos permiten clasificar la energía en energía que puede ser convertida completamente en trabajo (por ejemplo, la que se mide con la función de disponibilidad) y energía no disponible para realizar trabajo. La atmósfera es un ejemplo típico de una fuente inmensa de energía no disponible. Otro ejemplo son los mares. En ciertas latitudes en las cuales existe una diferencia de temperatura sustancial entre el mar y la atmósfera, esta diferencia se utiliza como fuente de energía. Algunos libros de texto prefieren expresar la termodinámica clásica en estos términos pues a primera vista son más sencillos de interpretar y no dejan de ser rigurosos. La primera ley se puede expresar como: 

En el universo la suma de la energía disponible y la no disponible se mantiene constante.

La segunda ley puede ser enunciada equivalentemente de varias maneras: 

Es imposible convertir energía no disponible en energía disponible



La energía no disponible del universo aumenta (o se mantiene constante)



La energía disponible del universo disminuye (o se mantiene constante)

Por supuesto, todos son enfoques distintos una misma realidad.

Caso de un sistema cerrado fluido El cálculo de la exergía es muy general y puede aplicarse a todo tipo de sistemas físicos. En esta introducción nos limitaremos a considerar el caso sencillo de un sistema fluido (un gas)

que se encuentra a una cierta presión p y temperatura T diferentes de la presión p0 y temperatura T0 del aire que lo rodea. Calcularemos por separado la cantidad máxima de trabajo que podemos obtener por la diferencia de presiones y por la diferencia de temperaturas. La suma de las dos cantidades nos  permitirá hallar la exergía del sistema.

Exergía y entropía La exergía nos da el máximo de trabajo útil que podemos extraer de un sistema, apurando al límite las posibilidades que ofrece el segundo principio de la termodinámica. Para ello, hay que suponer procesos completamente reversibles y por tanto sin producción de entropía. En un proceso real siempre se produce entropía. La producción de entropía implica una reducción del trabajo útil que podemos extraer del sistema, es decir, cuanto mayor en la producción de entropía, menor es el aprovechamiento de su exergía.

CALCULO DE LA EXERGIA La exergía de un sistema, E, en un estado especificado está dada por la expresión:

Donde U, KE, PE, V y S denotan, respectivamente, energía interna, energía cinética, energía  potencial, volumen y entropía del sistema en el estado especificado. Uo, Vo y So indican energía interna, volumen y entropía, respectivamente, del sistema cuando está en estado muerto. En este capítulo, la energía cinética y potencial se evalúan en relación con el medio ambiente. Por lo tanto, cuando el sistema está en estado muerto, está en reposo relativo al medio ambiente y los valores de sus energías cinética y potencial son cero.

CONCLUSIÓN El análisis exergético de un sistema genera los mismos resultados que u n análisis convencional  basado en la Segunda Ley de la Termodinámica, y de alguna manera ha permitido que las consideraciones termodinámicas empiecen a tomarse en cuenta en el diseño de procesos industriales y en los análisis de tipo ecológico y urbanístico. El auge que ha venido tomando el concepto en las últimas décadas se debe a varias posibles razones: reúne un conjunto de términos que aparecen repetidamente en el análisis termodinámico de sistemas; se asocia fácilmente con la energía y permite hacer comparaciones; permite “penalizar” las etapas ineficientes de un proceso durante el análisis con el fin de identificar oportunidades de mejora; organizaciones importantes como el Massachusetts Institute of Technology se han interesado en desarrollar y aplicar el concepto; cada vez hay más libros y publicaciones sobre el tema; y hay un número creciente de profesionales y expertos que aplican y promueven este tipo de análisis. En relación con el problema de la notación, se puede considerar de fácil solución, y resulta sorprendente que todavía no haya surgido una iniciativa para uniformarla, pues esto contribuiría a aumentar la claridad de los conceptos, las fórmulas y las ecuaciones, tanto a nivel de la enseñanza como de la divulgación. Esto requeriría de uno o más congresos internacionales donde se discuta este tema y se llegue a un consenso. El problema del estado muerto o de referencia es más difícil, pero no imposible de resolver y de hecho es un área activa de trabajo de investigación en donde ya se han alcanzado avances importantes (Szargut et al, 1988; Ayres et al, 1996; Rosen & Dincer, 2004; Zvolinsky, 2006; Pons, 2009). Es opinión de este autor que eventualmente se llegará a un consenso en cuanto a la definición del estado de referencia y al manejo de las variaciones locales y estacionales.

Es problema de la reversibilidad, no es solamente una limitación del análisis exergético, sino del análisis termodinámico en general, y por tanto es de difícil solución. Existe una termodinámica de procesos irreversibles que se ha tratado de aplicar al análisis exergético; sin embargo, persiste la limitación de que los procesos deben cumplir el principio del equilibrio local, lo cual no se cumple en la mayoría de los procesos industriales, biológicos y ecológicos (Wall, 1977; Sciubba & Wall, 2007). Esta área constituye un campo de investigación activo y en el que se han dado avances recientes (ej. Zvolinsky, 2006). Para el cálculo de las irreversibilidades se seguirá dependiendo de la información acumulada sobre eficiencias de equipos y procesos, coeficientes fenomenológicos y otros datos, así como de la experiencia y el buen juicio del profesional. La redundancia del concepto de la exergía no es necesariamente un problema, ya que a nivel de la Termodinámica se han definido muchos conceptos y variables, debido a necesidades q ue no eran cubiertas por los conceptos anteriores. La justificación para definir y utilizar el concepto de exergía podría considerarse de orden práctico. Por la misma razón, resulta optativo para el profesional utilizar el análisis exergético o bien el análisis termodinámico convencional, y así sucede en la práctica en donde se combinan ambos. El problema de la inconsistencia al tratar de relacionar la exergía con el trabajo perdido −a través de la Ecuación 10− resulta ser principalmente un problema de ambigüedad de la notación, al escribir unos autores E en lugar de ∆E, por lo que este punto se puede considerar resuelto en este trabajo. En cambio, para resolver la inconsistencia que presenta la definición de exergía, se requiere revisar el desarrollo teórico y conceptual del análisis exergético, con el fin de que dicha definición sea totalmente rigurosa y general, que cumpla con la Ecuación 8 y que no se limite a hacer referencia a un trabajo máximo o trabajo obtenible. Finalmente, el problema de la aplicabilidad de los resultados del análisis exergético está relacionado con la práctica profesional, en el sentido que los errores y los malos resultados se  pueden dar cuando se realiza un análisis superficial del proceso (Pisa et al, 2010). Por tanto, la experiencia y el criterio del profesional serán siempre de suma importancia a la hora de definir la herramienta conceptual a utilizar. Un autor importante ha argumentado que una de las supuestas debilidades del análisis exergético, a saber, la falta de una metodología estructurada y su carácter completamente general, constituye a la vez una de sus mayores

fortalezas ya que no le impone restricciones a la imaginación y a la creatividad del ingeniero (Tsatsaronis, 1999).

BIBLIOGRAFIA http://laplace.us.es/wiki/index.php/Introducci%C3%B3n_a_la_exerg%C3%ADa http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/mateos_e_e/capitulo6.pdf https://conceptodefinicion.de/energia/ https://www.ecured.cu/Exerg%C3%ADa http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Modulos/Modulo4.pdf http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/exergia.pdf