RECURSOS ENERGÉTICOS RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALESY MINERALES

1. INTRODUCCIÓN HISTÓRICALas primeras fuentes de energía utilizada fueron el fuego y los animales de carga.

Posteriormente se añade la hidraulica( corrientes y saltos de agua) y eólica ( molinos y barcos)

La primera gran innovación fue el uso de la presión de vapor para mover telares y locomotoras.

Inicialmente era la madera el combustible y luego el carbón y petroleo.

2. USOS DE LA ENERGÍA

• CONCEPTOS ENERGÉTICOS. - CALIDAD ENERGÉTICA.

Depende de la capacidad de producir trabajo útil por unidad de masa y volumen.

Desde muy alta como el petróleo y la nuclear, hasta la de baja .- RENTABILIDAD.

Depende de la accesibilidad, facilidad de explotación y transporte, etc.- RENDIMIENTO.

Relación entre la energía suministrada y la que obtenemos en %.- COSTE ENERGÉTICO.

Precio que pagamos por utilizar la energía secundaria.

En los recibos se paguen costes ocultos como la construcción de la central, mantenimiento, desmantelamiento, almacenamiento de residuos, subvenciones a las renovables, etcétera.

• SISTEMAS ENERGÉTICOS

- Conjunto de procesos realizados sobre la energía desde sus fuentes originarias hasta su uso final.

- FASES.

1ª) Extracción de la energía primaria del medio natural.

2ª) Transformación de la energía primaria en secundaria que se puede utilizar.

3ª) Transporte de la energía secundaria hasta la zona de consumo.

4ª) Utilización de la energía secundaria.

3. RECURSOS ENERGÉTICOS

• FUENTES DE ENERGÍA PRIMARIALa mayoría tiene como origen el Sol. La energía solar indirecta( a partir del calor) origina la eólica, hidraúlica y mareomotriz

Energía solar directa ( a partir de la luz) origina la de biomasa la solar fotovoltaica.

Energía solar directa ( a partir de la temperatura), origina la solar térmica.

A partir de procesos radiactivos naturales obtenemos energía geotérmica y artificiales energía nuclear

Inicialmente los vegetales con la fotosíntesis fabrican materia orgánica que al sepultarse en condiciones anaerobias origina combustibles físiles: carbón, petroleo, gas.

• TIPOS DE RECURSOS ENERGÉTICOS

- ENERGÍAS RENOVABLES.

Se consumen mas lentamente que la capacidad de su fabricación.

Suelen ser más limpias, no generan residuos.

Es una energía autóctona, no se depende del exterior y cada país utiliza la mas adecuada para su zona.

Diversifica el uso de energías.

Pero tienen inconvenientes ya que no son fuentes permanentes y son difíciles de acumular

Hidraúlica, eólica, biomasa, solar, geotérmica, mareomotriz- ENERGÍAS NO RENOVABLES.

Se consumen más rápido que se capacidad de formación.

Es una energía sucia, ya que produce contaminantes.

Son fuentes muy localizadas y genera dependencia del exterior a los países.

Carbón, petróleo, gas y nuclear

4. CARBÓN• FORMACIÓN.

A partir de restos vegetales que se acumulan en zonas continentales pantanosas. Debido al enterramiento( altas presiones y temperaturas) y las condiciones anaerobias, las bacterias transforman la materia orgánica en carbón , dióxido de carbono y metano. Estos gases forman el grisú que se libera por las fisuras en los procesos de extracción.

• TIPOS DE CARBÓN

• YACIMIENTOS. LOCALIZACIÓN

La mayoría se encuentran en el hemisferio norte.

Proceden de la era primaria ( carbonífero y pérmico) y de la era secundaria ( triásico, jurásico, cretácico)

Se encuentran a distinta profundidad y rodeados de distintos materiales que condicionan su explotación. Se realiza mediante minas subterráneas o a cielo abierto.

• USOS . INCONVENIENTES

- USOS.

La mayoría para generar electricidad en centrales térmicas, donde el calor es utilizado para producir vapor de agua e impulsar las turbinas de un generador eléctrico, transformando la energía mecánica y electrica

También se utiliza para obtener gas ciudad , plásticos y fibras sintéticas.- INCONVENIENTES.

Combustible sucio ya que emite dióxido de carbono, gases de azufre, aunque ahora se desarrollan tecnicas de triturado y lavado para reducir los niveles de azufre.

Es el principal causante de la lluvia ácida e influye en el efecto invernadero.

Se calculan las reservas para unos 200 años.

5. PETRÓLEO• CONCEPTO. FORMACIÓN

Líquido de color oscuro, mas ligero que el agua y aspecto oleoso, formado por una mezcla de hidrocarburos sólidos , líquidos y gaseosos

Se forma a partir de la muerte de plancton marino, por efectos de la temperatura y cambios en la salinidad del agua, que se acumulan en el fondo junto a barros y arenas, formando un barro rico en materia orgánica llamado sapropel o protopetróleo.

En condiciones anaerobias y por efecto de presión y temperaturas, la materia orgánica por fermentaciones se transforma en hidrocarburos y los restos sedimentarios forman la roca madre, que queda impregnada de hidrocarburos

• MIGRACIÓN Y ACUMULACIÓN

Al ser un líquido se mueve a traves de fracturas y rocas porosas y como presenta baja densidad tiende a ascender a la superficie, dejando en su camino un residuo sólido, denominado pizarras bituminosas.

En su ascenso puede encontrar una capa impermeable y se acumula , impregnando la roca porosa cercana que se llama roca almacén . En esta trampa de petróleo se dispone el metano arriba, el petróleo debajo y por debajo de esta agua salada.

• OBTENCIÓN. TRANSPORTE.Se perfora y la presión de los gases disueltos ayuda a salir.

Si la presión no es suficiente, se inyectan fluidos a presión y se extrae por bombeo Al estar los yacimiento alejados de las zonas de consumo se transporta con petroleros y oleoductos

• TRATAMIENTO. PRODUCTOSEl proceso que se realiza es un refinado, que consiste en una destilación fraccionada. En esta se eleva progresivamente la temperatura y se van separando sus componentes según el punto de ebullición.

Primero se separan los productos gaseosos , metano, propano, butano , que forman el gas natural o se comercializan de forma independiente y se utilizan como combustible

Posteriormente los líquidos que forman gasolina( coches), queroseno ( combustible de aviones), gasóleo( coches y calefacción), fuel (combustible de centrales térmicas)

Finalmente los sólidos asfaltos y betunes que se utilizan para fabricar alquitranes, lubricantes, parafinas, plásticos, vaselinas, pavimentos impermeabilizantes, coque (carbón)

• INCONVENIENTESAgotamiento de recursos , y yacimientos dispersos y en paises conflictivos. El transporte puede generar desastres naturales como la marea negra.

Su combustión es la responsable de la mayor cantidad de gases de carbono y azufre en la atmósfera y por tanto del efecto invernadero

• FRACKING. FRACCIÓN HIDRAULICAEs una técnica que se utiliza para extraer el gas y el petróleo que se encuentra impregnado en rocas profundas.

Se inyecta agua a presión mezclada con arena y productos químicos, a unas profundidades de 1.500 - 3000 m ,se produce una fractura de la roca y se recupera el gas y el petróleo impregnado en las rocas, hasta ahora inaccesibles.

Con este método existen riesgos de microsismos y contaminación de acuíferos

6. GAS NATURAL

• FORMACIÓN . TRANSPORTE.Su origen es similar al petróleo, pero con las condiciones de presión y temperatura más altas.Es una mezcla de gases como el metano, butano, propano, hidrógeno.Se transporta en gaseoductos y barcos metaneros. Tiene la ventaja de que se puede enfriar por enfriamiento( - 160º), se reduce su volumen y se transporta en depósitos especiales.

• USOS. VENTAJAS.Es una importante fuente de calor en cocinas, calefacción y electricidad, también se utiliza como combustible en coches.Se extrae fácilmente al perforar, se transporta más fácilmente.Es el combustible fósil menos contaminante, menos gases de carbono y de nitrógeno y casi nada de gases de azufre..Existen más yacimientos que de petróleo y más dispersos, presenta mayor poder calorífico que carbón y petróleo.

7. ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN.• HISTORIA

Becquerel descubre la propiedad de algunos elementos como el U,Tr, Rd, que emiten radiaciones sin ser excitados previamente.

En 1902 Rutherford demuestra que la emisión de radiación provocaba que un elemento químico se transformase en otro de forma espontánea

• PROCESOSe bombardean isótopos como el uranio con neutrones, para dividir el núcleo y obtener energía.

Un átomo de uranio se desintegra en elementos más ligeros y neutrones. Al perderse parte de la materia , se origina mucha energía. Además los neutrones obtenidos estimulan a otros átomos de uranio, dándose un reacción en cadena.

La liberación incontrolada de energía origina una explosión nuclear. Si esto se realiza en un reactor nuclear , se controla la energía y se utiliza para producir electricidad.

El control se hace introduciendo barras con elementos moderadores como el boro y cadmio, que absorben los neutrones, así se controla la cantidad de energía liberada en cada momento

• COMBUSTIBLE NUCLEAR- URANIO

Es un metal abundante ( Austalia, Canadá, Rusia, Brasil, Namibia)

El uranio se extrae, se tritura y se obtiene una masa sólida (tortilla amarilla). Este no se puede utilizar directamente, ya que solo contiene un 0,7% de U235 fisionable el resto es U238. Se necesita un enriquecimiento de al menos un 3% de U235 ( entre un 3y un 5%).

Para su enriquecimiento se trata con hexafluoruro de uranio (gas) y posteriormente se centrifuga. Una vez enriquecido se transforma en un polvo de dióxido de uranio en pastillas a 1700º.

Si se enriquece hasta el 90% se puede utilizar para bombas de uranio.

El U238 liberado en el proceso de enriquecimiento se usa para balas antiblindaje.

Las pastillas se unen en una varilla de circonio y estroncio formando el combustible.

El U235 que se utiliza en el reactor, libera un 96% de uranio, 1% de plutonio (que se podría utilizar para bombas de plutonio)y el resto desechos radiactivos. Se cree que futuras centrales de 4ª generación, podrían utilizar como combustible U238 y Pu239

- TORIO

Podría ser el combustible del futuro, es más abundante, es más estable y se controla más fácilmente la reacción en cadena

• CENTRAL NUCLEAREl núcleo del reactor está protegido por un edificio de hormigón armado y el interior recubierto de acero.

Elementos controladores con las barras.

Circuito de refrigeración que extrae el calor del reactor para producir vapor de agua que mueve unas turbinas acopladas a un generador de corriente

Para evitar que la radiactividad salga al exterior. El circuito primario, en contacto con el material radiactivo, no sale de la vasija principal del reactor. Un circuito de refrigeración secundario enfría el primario, originando vapor que es el que genera electricidad. Un circuito terciario licua el vapor de agua; este utiliza el agua de un río

• VENTAJASNecesita poco combustible. El uranio es barato y se encuentra en países poco conflictivos.

Alto poder energético. Una pastilla de 5 gramos, equivale a 810 Kg de carbón, 562 litros de petróleo y 480 m3 de gas.

No libera gases de carbono ni de azufre.

No genera tanta dependencia energética de otros países.

El kw/ es más barato .

Una central nuclear puede funcionar todo el año

• DESVENTAJASContaminación térmica del agua de ríos y lagos, utilizados en su refrigeración.

Durante la fase de extracción, enriquecimiento y utilización aparecen isótopos radiactivos que son peligrosos.

Hay riesgos de sabotajes y accidentes en el reactor.. Riesgo de fabricar bombas.

Residuos nucleares que mantienen su actividad unos 10.000 años. Han de almacenarse en lugares seguros.

Todavía tienen una vida corta, aunque ya se alcanzan 40 años y se pretende llegar a los 60

• SOLUCIONES

Control automático, para evitar errores humanos.

Doble pared alrededor del reactor.

Mayor regulación en la gestión de residuos. Los países están buscando lugares adecuados para almacenar definitivamente los residuos, que de momento se encuentran en las piscinas de las propias centrales, o cuando estas están llenas en depósitos temporales.

Usar combustibles más seguros como el torio.

• USOSGenerar electricidad.

Utilizarlas para originar hidrógeno, para las pilas de hidrógeno.

Los residuos como el plutonio se pueden utilizar para fabricar bombas sucias.

Las medidas de seguridad y el agotamiento de los combustibles fósiles , puede potenciar de nuevo esta energía.

8. ENERGÍA HIDROÉLETRICA

• FUNCIONAMIENTOUtiliza la energía potencial del agua que desciende por gravedad para producir energía.

Un embalse almacena agua que canaliza a través de una tubería hacia el edificio de la central, donde las turbinas impulsan un generador que produce energía electrica.

• VENTAJASEs renovable, limpia y autóctona.

Bajo coste de explotación, el coste de combustible es nulo.

Al mismo tiempo el embalse utilizado es un almacen de agua.

Existen centrales con turbinas que bombean de nuevo el agua al embalse con poco coste eléctrico, de esta forma se puede embalsar el agua de nuevo .

• INCONVENIENTESLas debidas a la construcción de un embalse y la inundación de grandes áreas, impacto medioambiental.

Son trampas de sedimentos que no llegan a la desembocadura afectando a los deltas y las barras costeras. Los sedimentos pueden acabar colmatando la presa.

Interrumpe el cauce del río.

Impacto visual no solo por la presa, también por los tendidos eléctricos.

Riesgo de rotura.

No es constante dependiendo del clima y las lluvias.

• FUTUROPara reducir el impacto y el coste de una central de pie de presa, en muchos lugares se opta por minicentrales tipo fluyente. El impacto es menor, pero el rendimiento también.

En estas no existe embalse , se hace un pequeño dique o se desvía parte del río y se hace pasar por una minicentral, se obtiene energía y el agua vuelve al cauce.

Tienen un impacto menor,

no interrumpe el cauce

y al estar cercanos los puntos de consumo

los tendidos eléctricos disminuyen.

Tienen menos rendimiento y

necesitan caudal constante

9. ENERGÍA EÓLICA.• CONCEPTO. FUNCIONAMIENTO.

El sol calienta masas de aire que pierden densidad, formandose zonas de distinta presión, lo que provoca desplazamientos de masas de aire.

Se utilizan unos aerogeneradores con enormes palas que se mueven, están acopladas a un generador que produce electricidad.

• USOS Y TIPOS

A veces se instalan aerogeneradores aislados , para suministrar electricidad a lugares de difícil acceso, casas aisladas, pozos para bombear agua, equipos desaladores etc.

En grupos para electrificar zonas rurales aisladas.

Grandes parques eólicos que normalmente exportan su electricidad a los grandes centros urbanos

También se construyen parques eólicos marinos, aprovechando que el viento circula con más fuerza y regularidad. Estos tienen grandes costes de fabricación y explotación , ya que necesitan costas poco profundas, fuertes cimientos y cableados submarinos para llevar la electricidad a la costa.

Son importantes para países densamente poblados.

• VENTAJASEs energía limpia e inagotable.

Bajo coste de instalación y mantenimiento, salvo los parques eólicos marinos.

Contribuye a reducir el consumo de combustibles fósiles y no depende de flutuaciones del mercado.

No interfiere en exceso en otras actividades como las agrícolas y ganaderas.

Son instalaciones desmontables.

Beneficio económico para algunas poblaciones.

• INCONVENIENTESNo es una fuente de energía constante, ya que depende de que sople viento suficiente en cantidad e intensidad. Además es difícil de almacenar.

Impacto visual ( menor en los marinos por la lejanía), contaminación acústica, riesgo para las aves y en los marinos problemas para la pesca, y los movimientos migratorios de algunos peces.

Puede generar interferencia en radares y transmisiones de televisión.

Ocupación del terreno

10. ENERGÍA SOLAR

• ARQUITECTURA SOLAR O PASIVAConsiste en hacer las construcciones aprovechando las condiciones naturales de la zona:

Orientación sur con grandes ventanales para aprovechar mas horas de luz y ahorrar calefacción.

Muros que permiten la acumulación del calor o impedirlo.

Materiales aislantes: Dobles ventanas, vidrio con camara aislante, fibra de vidrio, fibra expansiva.

Sombra con persianas, toldos, porches, aleros.

Ventilación realizando edificios abiertos que puedan crear corrientes de aire.

Materiales que produzcan radiación nocturna: Pizarra, caliza, yeso, madera, cerámica( guarda el calor en invierno y lo expulsa en verano)

Vegetación que provoca una disminución de temperatura al retener el agua que libera lentamente, produce sombra y protección del viento.

Masas de agua próximas para favorecer las brisas.

Por tanto la arquitectura solar pasiva utiliza la energía solar directamente sin ninguna transformación. La arquitectura solar activa utiliza dispositivos como paneles solares colectores de agua ,etc para aprovechar mejor la energía solar.

• ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

Utilizan paneles solares formados por células generalmente de silicio ( material semiconductor), llamadas células solares, al que se añaden cantidades pequeñas de otros materiales ( F, Be) que impurifican la zona superficial. Esta disposición crea una diferencia de potencial entre ambas zonas y se genera electricidad.

Estan formados por las células fotovoltaicas que forman las placas, un regulador de la carga y descarga de la batería y la batería que almacena energía.

Poco a poco han ido mejorando los materiales para alcanzar un mayor aprovechamiento de la luz solar y organizando las células fotovoltaicas de otra forma.. Los primeros solo aprovechaban el 15% posteriormente se alcanza el 25%.

- USOS

Aplicaciones específicas como señalizaciones, faros, teléfonos, relojes, calculadoras, sistemas de depuración de aguas, riego por goteo, naves agrícolas…

Como fuente de energia para nuestros hogares.

Apoyo a la red general para obtener energía en forma de grandes parques solares

• ENERGÍA SOLAR TÉRMICASe basa en captar por medio de colectores solares la radiación solar para calentar un líquido , generalmente agua. Suelen utilizarse unos colectores planos fabricados de distintos materiales ( acero, cobre, alumino, plástico) que se conectan a un circuito hidraulico y se calienta agua.

Se usa para obtener agua caliente para uso doméstico y calefacción, climatización de edificios, invernaderos y secaderos, piscinas.

• ENERGÍA SOLAR TERMOELECTRICA

Se concentra la luz solar por espejos o heliostatos cilíndricos o discos parabólicos, sobre un receptor situado en una torre. Se alcanzan temperaturas superiores a 600ºC que se utiliza para calentar un fluido y generar vapor , que mueve una turbina y produce electricidad.

• VENTAJASAutóctona, inagotable y limpia.

Independencia del exterior.

Permite obtener energía en lugares de difícil acceso.

Mantenimiento barato.

No ocupa mucho territorio y por tanto no presenta mucho impacto ecologico

No hay residuos.

• INCONVENIENTESIrregular y dispersa.

Su almacenamiento debe mejorar.

Puede producir impacto visual.

Agentes químicos utilizados en paneles y acumuladores Si, Cd, Pb.

11. ENERGÍA DE BIOMASA

• CONCEPTO. BIOMASA UTILIZADA.Energía contenida en ´la materia orgánica que componen los seres vivos, al romper sus enlaces y liberar energía.

- BIOMASA NATURAL.

Extraída de los ecosistemas: Leña de podas, talas, clareos.

Procedente de biocultivos, al cultivarse especies con este objetivo. Estas deben cumplir unas condiciones: Alto rendimiento energético( cereales, remolacha), crecimiento rápido, crecimiento en suelos y climas difíciles ( cardos, chumberas)

- BIOMASA RESIDUAL.

Procedentes del sector primario: Forestal, agrícola, ganaderos( rastrojos, paja, hojas, corteza, cáscaras, estiércol, purines.

Procedentes del sector secundario: Transformaciones de la madera ,papel, aceitunas, azúcar, vino ( huesos, melaza, hollejos), cáscara,serrín, corcho.

Procedente del sector terciario: Urbana ( RSU, lodos de depuradoras)

• MÉTODOS DE CONVERSIÓN- COMBUSTIÓN

Oxidación completa de la biomasa liberándose agua y dióxido de carbono y puede usarse en calefacciones

- PIROLISIS.

Combustión incompleta en ausencia de oxígeno y a temperaturas cercanas a 500º. Se obtiene carbón vegetal y gas pobre que es una mezcla de dióxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos ligeros, con poco poder calorífico.

- BIOLÓGICOS

Las bacterias y levaduras realizan fermentaciones y se obtienen biocombustibles.

• PRODUCTOS

- COMBUSTIÓN DIRECTA DE LA BIOMASA.

Arde en presencia de oxígeno y se obtiene energía calorífica para:

Estufas y chimeneas.

Plantas e instalaciones industriales. El calor obtenido se usa para producir vapor de agua que mueve unas turbinas que activan generadores

eléctricos.

Sistemas de calefacción y agua caliente.

- GAS POBRE O GASÓGENO

Se somete la biomasa a una pirolisis a altas temperaturas y poco oxígeno, obteniéndose una mezcla de dióxido de carbono, hidrógeno e hidrocarburos ligeros.

Se utiliza como combustible pero tiene poco poder calorífico

- BIOGAS

Restos de biomasa ( RSU, lodos, estiercol…) sometidos a una descomposición anaerobia en unos digestores, obteniéndose una mezcla de gases con un 65% de metano. Este gas se utiliza para suministrar calor y luz a explotaciones ganaderas y agrícolas

Se utiliza también para cocinas, calentadores, motores.

Es muy importante su obtención en vertederos en pozos de desgasificación que captan los gases por tuberías y lo llevan a una central para tratarlo reducir los compuestos indeseables y utilizarlo o distribuirlo

- BIOETANOL

Es un alcohol obtenido a partir de materia orgánica que contenga azucares( caña, remolacha, maíz, trigo, cebada y otros materiales ricos en celulosa.. Son procesos de fermentación realizados por levaduras en los que se obtiene etanol y dióxido de carbono.

Se usa como combustible en motores de gasolina. En España se utiliza para añadirlo a la gasolina para aumentar los octanos, evitando así añadir sales de plomo. Es menos volatil y corrosivo y mas miscible en la gasolina.

Si se añade un 5% de bioetanol, no es preciso modificar los motores, por encima del 10% es necesario. En Brasil se utiliza directamente en motores especiales.

Presenta algunas desventajas: Reduce la potencia del motor, aumenta ligeramente el consumo de gasolina, aumenta la corrosión de las partes metálicas

- BIODIESEL

Es una mezcla de esteres de fuentes naturales( girasol, colza, soja, palma) o de aceites usados.

Se hacen reaccionar los aceites con metanol a 60º y se emiten el metilester mas glicerina.

Se utiliza como combustible en motores diesel solo o mezclado con gasóleo, por tanto no es necesario modificar motores.

Presenta algunos problemas frente al diesel: Aumenta ligeramente el consumo de combustible, disminuye un 5% la potencia, hay que reponer los aceites lubricantes con más frecuencia, cuesta un poco mas arrancar en invierno

Tiene la ventaja de que no emite SO2 y disminuye la contaminación de partículas

• VENTAJAS. INCONVENIENTES

- VENTAJAS

Renovable, no se agota.

Es un combustible biodegradable.

Reduce los residuos: No emite dióxido de carbono, ya que se contrarresta con su papel de sumidero, tampoco emite azufre.

Cultivos directos para ello en lugares que otros no se desarrollan, permite puestos de trabajo y revitalizar y proteger el suelo., también disminuye el abandono de tierras.

Las cenizas que se generan son pocas y pueden utilizarse como abono.- INCONVENIENTES

Bajo rendimiento energético,

Puede aumentar la ocupación del territorio y la desaparición de bosques y terrenos de cultivo

Sobreexplotación del agua de riego.

Aumenta la emisión de NOx

Puede reducir la biodiversidad al sustituir la vegetación natural

Al incinerarse los RSU se liberan dioxinas y furanos

12. ENERGÍA GEOTERMICAEnergía procedente del interior de la Tierra y que se manifiesta en algunas zonas en forma de manantiales de agua caliente o vapor. Se produce en zonas de actividad ígnea.

• PROCESOSi existe un acuífero en la zona se extrae directamente el agua caliente o vapor, se aprovecha el calor y se devuelve el fluido al interior.

Si no hay acuíferos, se inyecta agua fría y una vez caliente se extrae, utilizándose generalmente para obtener agua caliente y calefacción. Si se obtiene vapor puede utilizarse para obtener energía eléctrica. Un ejemplo importante es Islandia

Además de las grandes platas que aprovechan el calor interno de origen volcánico, existe la posibilidad de aprovechar el calor del sol que almacena el suelo para climatizar casas y obtener agua caliente.

Se instala un sistema de tuberías enterrado en el subsuelo por las que circula agua que cede calor o extrae calor a la tierra, para refrigerar o calefacción

• VENTAJAS. INCONVENIENTES- VENTAJAS

Limpia, de bajo coste y poco impacto, altera poco la estética, ya que las tuberías van a ras del suelo y la que se utiliza en las casas se entierra la tubería y además se obtiene refrigeración y calefacción a la vez.

Fácil explotación.

Residuos mínimos.

Explotación todo el año.- INCONVENIENTES

Yacimientos escasos.

La baja conductividad de las rocas dificulta la extracción del calor.

Difícil transporte, debe utilizarse en zonas próximas.

Contaminación térmica.

No es muy alta la vida útil de la instalación.

Puede darse impacto visual en grandes instalaciones.

El agua puede llevar otras sustancias que contaminen y alteren los conductos por los que se transporta.

13. ENERGÍA MAREOMOTRIZ• ENERGÍA DE LAS MAREAS

Producidas por los desplazamientos periódicos del nivel del mar, como influencia del Sol y la Luna.

Inicialmente se aprovecha la subida del nivel del mar en mareas altas, para retener el agua en presas o diques cerrando bahías o desembocaduras de ríos. Posteriomente se suelta el agua a través de unas turbinas cuando la marea baja. Para ser rentable se necesitan diferencias de 5m entre marea alta y baja

• ENERGÍA DE MAREAS Y CORRIENTES

Actualmente se instalan turbinas en el fondo marino propulsadas por el movimiento del agua que giran al subir y bajar en las mareas y al moverse una corriente marina. Estas hacen funcionar un generador que produce energía.

Para ser rentable se necesitan deferencias de 5 metros entre mareas altas y bajas y corrientes de más de 2m/s

• ENERGÍA DE LAS OLAS

Sistemas de boyas ancladas en el suelo y que deja visible en superficie parte de la baliza. Con la ola la boya sube y se llena de agua, al descender el aguaa sale, mueve un pistón que genera electricidad. Mediante un cable va a tierra.

También se utilizan tubos rojos de uno 140 metros de largo y 3,5 de diámetro, que flotan semisumergidos cerca de la costa. Al pasar la ola se mueven y mueven un líquido interno que activa un generador t produce electricidad. Mediante un cable submarino se lleva a una estación en tierra.

• ENERGÍA MAREOTÉRMICAAprovecha la diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y a 100 metros. En zonas tropicales existe una variación de 20º a 24º, por encima de 20º empieza a ser rentable

Pueden ser de ciclo abierto en las que utiliza directamente el agua de mar en un circuito abierto, evaporando el agua a baja presión y mover una turbina.

Pueden ser de ciclo cerrado en el que circula un fluido de baja temperatura de ebullición, que se evapora al ascender al entrar en contacto con el agua caliente superficial y pone en funcionamiento una turbina. Posteriormente se condensa con el agua fría de las capas profundas.

• VENTAJAS. INCONVENIENTES

- VENTAJAS

Autóctona y sin residuos.- INCONVENIENTES.

Es local y necesita unas condiciones precisas de localización e intensidad de los movimientos del agua.

Se utiliza una infraestructura que a veces supone un impacto visual.

Están sometidos a riesgos naturales del mar.

Puede producir daños a la flora y fauna de la zona.

Resulta todavía caro.

14. ENERGÍA DEL HIDRÓGENO

• OBTENCIÓN.Es la energía que utiliza al hidrógeno como combustible.

Se obtiene:

A partir del agua por electrolisis. Se requiere mucha energía y aún es caro.

A partir de combustibles fósiles( gas, carbón). Se obtiene al reaccionar un combustible con agua y la incoporación de energía. Se obtiene una

molécula de H y CO. Si se hace en presencia de oxígeno, no es necesario energía, obteniéndose además dióxido de carbono.

A partir de biomasa: Se obtiene biogas que por procesos químicos libra hidrógeno y dióxido de carbono.

.

• ALMACENAMIENTO. USOSSe almacena a latas presiones en tanques de acero, en estado líquido a bajas temperaturas o en forma de hidruros metálicos que tienen más facilidad de almacenamiento y es más fácil de manipular.

Se utiliza en pilas de hidrógeno. Se produce una combustión sin que el H y el O entren en contacto y la energía obtenida origina energía eléctrica. En el cátodo (-) se rompe el hidrógeno en protones y electrones. Los electrones son conducidos a través de un circuito originándose una corriente eléctrico. Posteriormente los hidrógenos llegan al ánodo (+) reaccionando con el oxígeno y se libera agua, por tanto no emite contaminantes

Se usa en el transporte, baterías de portátiles, calor , electricidad.

• VENTAJAS. INCONVENIENTES- VENTAJAS.

Alta eficacia, 1 Kg de hidrógeno contiene la misma energía que 4 litros de gasolina.

Bajo nivel de contaminación. No emite NOx, Sox, ni acústica.- inconvenientes.

Es muy inflamable y arde de forma invisible.

Su producción todavía es costosa.

Todavía resulta contaminante, no la utilización del hidrógeno, pero sí su manera de obtenerlo, que sigue utilizando combustibles fósiles.

En los coches aún proporciona poca autonomía y velocidades bajas. Un bus 300 Km y una velocidad de 70Km/h

Aún pesa mucho y ocupa mucho espacio.

15. ENERGÍA NUCLEAR DE FUSIÓN

• CONCEPTO.PROCESO.Consiste en la unión de dos núcleos ligeros para originar otro más pesado, liberándose una gran cantidad de energía. El núcleo resultante presenta defecto de masa ya que parte de la materia se transforma en energía.

Para que la reacción se produzca tienen que acercarse los núcleos y vencer las fuerzas de repulsión altas. Esto se consigue aumentando la presión y la temperatura que hace aumentar la densidad de las partículas y la energía de los choques. Se alcanzan temperaturas de 100 millones de ºC y a esta temperatura los átomos se encuentran en estado de plasma, En este estado los núcleos y los electrones se encuentran separados.

Se utilizan isótops del hidrógeno, el deuterio y el tritio, que al unirse forman helio, liberan neutrones y una gran cantidad de energía.

El deuterio es abundante en el agua de mar y el tritio no existe en estado natural pero se obtiene a partir del litio

Se necesitan pocas cantidades y la reacción deuterio – tritio es la más facil de controlar ya que precisa menos tº.

• USOSSölo se han utilizado como fuente bélica, bomba H, no se ha podido controlar la reacción en un reactor de fusión. No hay aún un material capaz de almacenar este plasma.

Hay dos proyectos:

- Contenedores de paredes magnéticas con forma toroidal( rosquilla) conocido como tokamak, permite mantener el plasma circulando hasta alcanzar la temperatura de reacción por inyección de energía.

- Someter pequeñas bolitas de combustible deuterio-tritio a pulsaciones laser, para comprimir y transformar el combustible en plasma.

• VENTAJAS. INCONVENIENTES

- VENTAJAS.

Combustible inagotable.

No produce residuos.

Sin riesgo de accidentes.

Se considera la energía del futuro.- INCONVENIENTES

Aún no se ha encontrado la forma de comercializarlo.

Problemas económicos mundiales por su poco precio.

16. USOS EFICIENTES DE LA ENERGÍA

• COGENERACIÓN.Consiste el la producción combinada de dos formas útiles de energía. Se produce electricidad a partir del vapor de agua utilizado para hacer funcionar un generador y al mismo tiempo se recupera el vapor para obtener energía térmica. Inicialmente sólo se utiliza una fuente de combustible

• MEDIDAS

- Aumentar la eficacia de los sistemas eléctricos.- Valoración del coste real de la energía que consumimos, según el precio del aparato,

gasto anual y tiempo de vida.- Valoración de los costes ocultos.- Diversificar fuentes de energía para disminuir la dependencia.- Reducir el consumo.- Medidas personales: Transporte público, arquitectura solar, electrodomésticos

eficientes, lámparas de bajo consumo, uso de termostatos, reciclar.

17. RECURSOS MINERALES

• CONCEPTO.Son minerales y rocas que tienen utilidad para el hombre, por sus características o por contener algún elemento necesario.

• RECURSOS MINERALES METALÍFEROS.Se emplean para obtener metales y energía a partir de yacimientos.

Los yacimientos contienen mena y ganga.

- Mena: Roca con alta proporción de mineral y por tanto rentable.

- Ganga: Acompañante de la mena y sin interés comercial.

Minerales importantes: Bauxita( aluminio), Pirita (hierro), Cuprita (cobre), galena (plomo), Blenda (zinc) cinabrio (mercurio).

• RECURSOS NO METALÍFEROS

- RECURSOS EN CONSTRUCCIÓN.

Granitos: En este grupo se incluyen granito, diorita gabro, gneis.

Arcillas: Al ser impermeable para construir ladrillos.

Pizarras: Presentan foliación muy marcada y se utiliza par tejados.

Marmol. Incluye también a la calcita, dolomitas y se utilizan en construcción y ornamentación.

Calizas y areniscas aunque son facilmente erosionables.- RECURSOS COMO FERTILIZANTES.- Algunos minerales proporcionan las sales que necesitan las plantas. Apatito rico en

fósforo, silvina rica en potasio

- ROCAS INDUSTRIALES

Cemento: A partir de calizas y arcilla mezclados con agua, que forman una pasta que se endurece al secarse.

Aridos: Fragmentos rocosos de pequeño tamaño que se usa como relleno en carreteras, escolleras y dar consistencia al hormigón.

Hormigón: Aridos mas agua y cemento. A veces se incorporan barras de hierro y tenemos el hormigón armado.

Yeso: Calcinando el yeso natural, se pierde el agua y se reduce a polvo. Posteriormente se mezcla con agua y se hace una masa.

Materiales cerámicos para ladrillos, baldosas, azulejos: A partir de arcilla y agua cocidos a altas temperaturas.

Caolín para las porcelanas.

Asbesto para fibrocemento.

Vidrios: Al derretir a 1700ºC arenas de cuarzo, sosa y cal, luego se deja enfriar.

• EXPLOTACIONES

- BUSQUEDA DEL YACIMIENTO.

Fase general: Recopilar datos sobre el yacimiento ( mapas geológicos, bibliografía y teledetección)

Fase particular: Se concreta la zona, se estudian estructuras geológicas( fallas, diques, batolitos..). Estudios geoquímicos de agua, suelo para delimitar la localización.

Fase de concreción: Determinar el yacimiento con prospecciones y sondeos.- TIPOS DE EXPLOTACIONES.

Minas o canteras a cielo abierto: Excavación superficial hasta el yacimiento.

Minas subterraneas: Se excavan pozos y galerías.

- RENTABILIDAD DE UN YACIMIENTO

Debe tener una concentración de mineral que permita cubrir gastos( investigación, explotación, corrección de impactos) y dar beneficios.

Depende de tres variables:

Valor del mineral en el mercado, que depende de la demanda de la industria.

Costes de explotación que depende de la profundidad, modo de explotación, distancia del yacimiento, riqueza.

Impacto ambiental ya que hay que tener en cuenta las medidas para evitar el impacto y poder corregirlo posteriormente.