recursos de la geosfera. recursos energéticos
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RECURSOS DE LA BIOSFERA
II. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES
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1. TIPOS DE ENERGÍA Energías
convencionales: Carbón Petróleo Gas natural Nuclear Hidroeléctrica
Energías alternativas o renovables: Solar Biomasa Eólica Maremotriz Geotérmica Hidrógeno Fusión nuclear
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2. ENERGÍAS CONVENCIONALES.2.1. Carbón
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TIPOS DE CARBÓN
Turba: Roca en la que se pueden distinguir bien los restos vegetales. Contiene menos de un 60% de carbono, lo que hace que tenga bajo poder calorífico.
Lignito: Se forma por compresión de la turba. Se puede distinguir algún resto vegetal. Contiene entre un 60 y un 75% de carbono.
Hulla: Se origina por compresión del lignito. Tiene entre un 75 y un 90% de carbono.
Antracita: Se forma a partir de la hulla. Contiene hasta un 95% de carbono, lo que
le confiere un elevado poder calorífico. Es el carbón de mejor calidad.
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USOS DEL CARBÓN: combustión en centrales térmicas para producir electricidad
Es un combustible muy contaminante.
Emite el doble de CO2
que el petróleo..
Soluciones para minimizar los impactos de las centrales térmicas: Utilizar un combustible
con menos cantidad de azufre.
Preprocesar el combustible para disminuir la cantidad de azufre.
Centrales con sistemas de eliminación de componentes sulfurados antes de emitir los gases a la atmósfera.
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2. ENERGÍAS CONVENCIONALES.2.2. Petróleo. Se origina a partir de depósitos de
plancton marino que, al sedimentar junto a cienos y arenas, formaron los barros sapropélicos.
Los barros se compactan y transforman en rocas sedimentarias (la roca madre) mientras que, el plancton fermenta y se transforma en hidrocarburos.
El petróleo tiene baja densidad y va ascendiendo hasta alcanzar una capa de roca impermeable o roca de cobertura (la roca almacén); por encima de él se acumula el gas y, por debajo, el agua salada.
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El petróleo se extrae en forma de crudo (mezcla de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos) y ha de pasar por un proceso de destilación fraccionada para extraer todas las sustancias útiles.
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Los lugares donde aparece almacenado el petróleo se denominan trampas. Los principales tipos son: de falla, de anticlinal, de domos y en lentejones de arena.
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2. ENERGÍAS CONVENCIONALES.2.3. Gas natural. Se forma a partir de
fermentación de materia orgánica acumulada entre los sedimentos.
Está formado por una mezcla de varios gases (butano, metano, propano,..)
En su proceso de extracción fluye por sí sólo debido a la presión que soporta.
Su transporte se realiza mediante gasoductos.
Su utilización se realiza en hogares, industrias y, empieza a sustituir al carbón, en las centrales térmicas.
Es menos contaminante que el carbón y el petróleo, elimina un 65% menos de CO2 y no emite NOx ni SO2.
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2. ENERGÍAS CONVENCIONALES.2.4. Fisión nuclear. Al impactar un neutrón
sobre un núcleo de uranio-235, éste se divide en dos núcleos más ligeros y se liberan neutrones y energía. Los neutrones liberados chocan con otros núcleos y, así sucesivamente, provocan una reacción en cadena.
Para que no se produzca una explosión nuclear se introduce un moderador que absorbe parte de los neutrones emitidos, es decir, “enfría” la reacción.
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Para extraer el calor producido por la fisión nuclear se suelen utilizar reactores refrigerados por agua. Existe un circuito primario que enfría al reactor, un circuito secundario que enfría al primario, origina vapor y mueve unas turbinas que hacen que una dinamo genere electricidad. Hay un tercer circuito encargado de licuar el vapor que genera el secundario.
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El combustible nuclear se obtiene a partir de uranio, del cual se separa el uranio-235 y se enriquece añadiéndole plutonio-239. A los tres o cuatro años, las barras de combustible se retiran y se almacenan en una piscina dentro del reactor. Este material puede tener actividad durante unos 10.000 años.
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2. ENERGÍAS CONVENCIONALES.2.5. Energía hidroeléctrica.
Procede de la energía potencial que lleva el agua en su desplazamiento.
Al abrir las compuertas, el agua mueve unas turbinas conectadas a una dinamo y la energía mecánica se transforma en eléctrica.
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La energía hidroeléctrica tiene bajo coste y mínimo mantenimiento. No es contaminante y favorece la regulación del caudal de los ríos. Inconvenientes:
Reducción de la diversidad biológica
Dificultad de emigración de los peces, navegación y transporte de elementos nutritivos del agua
Disminución del caudal de los ríos y de las aguas subterráneas
Eutrofización de las aguas Accidentes por rotura de
presas Costes de construcción
elevados Destrucción de tierras de
labor y traslado de poblaciones
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS VENTAJAS
Son renovables No contaminan
INCONVENIENTES Inexistencia de la infraestructura necesaria para su
uso Algunas no son explotables a gran escala Algunas provocan impacto paisajístico
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS3.1. Procedentes de Sol
SISTEMAS ARQUITECTÓNICOS PASIVOS Arquitectura bioclimática:
Mantener la arquitectura tradicional de la zona Con orientación Norte-Sur Con muros y cubiertas bien aislados Doble acristalamiento Conseguir ahorrar el máximo de energía.
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS.3.1. Procedentes del Sol
CENTRALES TÉRMICAS SOLARES capturar la luz solar y
concentrarla en un colector dónde se calienta un fluido.
El calor almacenado en el fluido se transforma en electricidad.
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS.3.1. Procedentes del Sol
CENTRALES SOLARES FOTOVOLTAICAS. Conversión directa de la
luz del Sol en electricidad Las células de silicio
absorben fotones y originan una corriente de electrones
Se necesita gran espacio para su instalación, produce impacto visual y su producción es variable.
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS3.1. Procedentes del Sol
BIOMASA Se obtiene a partir de
materiales forestales, desechos agrícolas, animales y basura.
Contiene gran cantidad de residuos inutilizables, por lo que, el transporte de estos materiales es caro.
Es renovable, siempre que reemplacemos tantos vegetales como se utilicen, así no se altera el balance de CO2.
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Biocombustibles Se obtienen a partir de la transformación de la
biomasa. Biogás (60% metano y 40% CO2): se forma por la
descomposición anaeróbica de los residuos Etanol: se obtiene por fermentación y destilación de
cereales, remolacha y caña de azúcar. Metanol: obtenido a partir de restos agrarios y basuras. Bioaceites: producidos a partir de colza, girasol y soja.
Para poder utilizarlos hay que modificar los automóviles. Los alcoholes son corrosivos. Liberan NOx y formaldehído (cancerígeno)
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS.3.1. Procedentes del Sol.
ENERGÍA EÓLICA Se utilizan
aerogeneradores que se mueven con el viento y hacen girar una dinamo que produce energía eléctrica.
Su producción es variable utilizándose como forma energética complementaria.
Produce impacto visual, muerte de aves y seca el suelo cercano.
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS3.2. ENERGÍA MAREMOTRIZ
Se obtiene a partir de las mareas. Se construye una presa
cerrando una bahía La marea alta atraviesa
la presa y se embalsa Cuando baja la marea
el agua embalsada sale al mar y mueve unas turbinas conectadas a un generador.
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS3.3. ENERGÍA GEOTÉRMICA Procede del calor
interno de la tierra. Se obtiene en las
centrales geotérmicas Se introduce agua fría a
través de tuberías a cierta profundidad y se recoge el vapor que se genera
El vapor es capaz de mover una turbina que hace girar a un generador
No se puede obtener en cualquier lugar
No es renovable
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS3.4. EL HIDRÓGENO
Es el gas más abundante del universo (75%) En la Tierra también es muy abundante pero se
encuentra asociado a otros átomos (agua, compuestos orgánicos)
Produce el triple de energía que el petróleo No produce emisiones de CO2
Se puede obtener mediante la electrolisis del agua pero es un proceso muy caro y se sigue investigando. En la actualidad, el H se obtiene del gas natural (se emite CO2 a la atmósfera)
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Las pilas de combustible El hidrógeno genera
electricidad de forma directa, sin que haya combustión
Son una especie de baterias: En el cátodo se produce
la ruptura del H en H+ y electrones
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Los electrones son conducidos a través de un circuito, originando una corriente eléctrica
Los H+ atraviesan la pila y se dirigen hacia el ánodo, donde reaccionan con O2 y se libera agua pura.
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3. ENERGÍAS ALTERNATIVAS3.5. ENERGÍA DE FUSIÓN NUCLEAR
La fusión consiste en la unió de núcleos ligeros que originan uno más pesado liberando gran cantidad de energía.
Para que se pueda producir esta reacción, los núcleos han de estar muy cerca, lo que solamente es posible a muy altas temperaturas (100x106 ºC). En estas condiciones los átomos se encuentran en estado de plasma: núcleos desnudos con carga + y los electrones separados de ellos.
Para contener este plasma se utilizan “botellas magnéticas”, con fuertes campos electromagnéticos que lo mantienen encerrado.
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Los elementos químicos utilizados no generan residuos radiactivos: deuterio y tritio, al unirse forman helio, liberan neutrones y gran cantidad de energía.
Se necesita muy poca cantidad de estos átomos para generar gran cantidad de energía.
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Reactores de fusión nuclear
Se investiga en un reactor de confinamiento magnético (tokamak), de estructura toroidal que permite mantener el plasma circulando hasta alcanzar la temperatura de reacción mediante inyección de energía.
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El proyecto ITER El Proyecto ITER (International
Thermonuclear Experimental Reactor: Reactor Termonuclear Experimental Internacional) es un consorcio internacional creado en 1.986 para desarrollar la tecnología de la fusión nuclear mediante un reactor Tokamak, que será construido en Cadarache (Francia), con un coste inicial de 10.300 millones de euros en 10 años. La idea es poder demostrar que la fusión nuclear para producir electricidad es factible.
El proyecto ITER lo componen la Unión Europea, Rusia, Estados Unidos, Japón, China, Corea del Sur e India.
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