UNIDAD 11: RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES.

Lo más importante: Introducción: concepto de energía, formas de energía, intercambios. Distinción entre:

fuentes de energía convencionales y fuentes de energía alternativas fuentes de energía renovables y no renovables

Usos de la energía por parte del hombre: algunos conceptos a tener en cuenta: calidad de la energía, rentabilidad económica, sistemas energéticos, rendimiento energético y costes energéticos

Fuentes de energía convencionales:

Combustibles fósiles: O CarbónO PetróleoO Gas natural

Energía nuclear por Fisión: Ventajas, inconvenientes,… Energía hidroeléctrica.

Energías alternativas: Ventajas e inconvenientes frente a las convencionales:

Energías procedentes del sol: Energía solar (aprovechamiento pasivo, térmico y

fotovoltaico). Energía eólica. Energía de la biomasa (residuos y biocombustibles)

Energías independientes de la energía solar: Energía mareomotriz Energía geotérmica El hidrógeno como combustible Energía de la fusión nuclear.

Uso eficiente de la energía: ahorro, cogeneración, eficiencia, valoración de costes ocultos,…

Recursos minerales: conceptos de mina, ganga, yacimiento

Principales impactos medioambientales provocados por la minería

Restauración de explotaciones mineras

Preguntas PAU Zaragoza

1.- a) Clasificación de las fuentes de energía. b) ¿En función de qué se evalúa la calidad de una energía? Menciona tres tipos de energía que tengan una calidad muy alta o alta y tres que tengan una calidad baja.

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Problemas ambientales derivados de su usoSu agotamientoAlternativas

Ventajas e inconvenientes

Ventajas e inconvenientes

2.- a) Concepto de rendimiento energético y de coste energético. b) ¿Qué tiene mayor rendimiento energético un motor a combustión o uno eléctrico?

3.- a) Concepto de sistema energético y de convertidor. b) Cita cuáles son las fuentes de energía utilizadas actualmente. ¿Que proporciones aproximadas representan cada una de ellas en cuanto al consumo?

4.- A la vista del siguiente gráfico contesta las cuestiones que se proponen a continuación:

a) Señala que tipo de relación guardan entre sí la densidad de población y el consumo de combustible para transporte. Emite una hipótesis que explique dicha relación.b) Compara según el gráfico Madrid con París y Madrid con los Ángeles, e indica en cada caso qué ciudad es ambientalmente más eficaz. Sugiere dos factores que puedan influir sobre dicha eficacia ambiental.c) ¿Cómo pueden afectar los excesos de consumo de energía para el transporte a la economía nacional (en el caso español) y a la calidad ambiental de las ciudades.d) ¿Qué repercusiones ambientales (positivas o negativas) tienen las inversiones en transportes públicos subterráneos, las tasas de pago de aparcamiento, los aparcamientos disuasorios muy baratos en los intercambiadores de transporte público y los aparcamientos subterráneos en las zonas céntricas de las ciudades?

5.- a) Concepto de recurso y de reserva. b) Recursos energéticos no renovables. (Tema 2)

6.- a) Combustibles fósiles utilizados como fuente primaria de energía. b) Problemas ambientales derivados de la extracción y combustión del carbón. Soluciones.

7.- a) Alternativas no renovables al agotamiento del petróleo. b) Consecuencias ecológicas de las mareas negras.

8.- a) Ventajas del gas natural frente a otros combustibles fósiles. b) Problemática de las energías no renovables.

9.- El Plan Energético Nacional (PEN), presentado en 1991, tenía varios objetivos, entre los que se encontraban el mayor desarrollo de las energías renovables, una parada del desarrollo nuclear, el ahorro y la eficiencia energética.

a) ¿Qué tipo de energía es la nuclear? ¿En qué consiste? Señala sus problemas básicos.b) ¿Qué problemas presenta la utilización de energías no renovables?c) Propón una serie de medidas que supongan un ahorro energético significativo.

10.- a) ¿Qué ventajas supone la fusión con respecto a la fisión? b) Aspectos positivos y negativos de la energía nuclear.

11.- a) Aspectos positivos y negativos de la energía hidroeléctrica. b) Cita las fuentes de energía que actualmente se utilizan en nuestra Comunidad. Señala cuales de ellas son renovables. (ANEXO 1)

12.- a) Energías alternativas: cita las que conozcas. b) ¿Cómo puede utilizarse actualmente de forma directa la energía solar?

13.- a) Explica las tres maneras de producir electricidad más utilizadas actualmente. ¿Son renovables los recursos energéticos implicados? b) Comenta las ventajas e inconvenientes de dichos recursos.

14.- Lee el siguiente texto y contesta las preguntas que se plantean a continuación:

TENERIFE ESTRENA LA MAYOR PLANTA DE CONCENTRACIÓN FOTOVOLTAICA DEL MUNDO.Esta planta presenta una nueva tecnología fotovoltaica que pretende reducir a la mitad, a corto plazo, el coste actual de la energía solar fotovoltaica. (..) Con sus 3.806 m2 de apertura, es la mayor planta de concentración fotovoltaica del mundo. Se trata de un sistema formado por células solares de silicio iluminadas mediante espejos cilíndrico-parabólicos montados sobre una larga viga giratoria que, orientada en la dirección norte-sur, gira a lo largo del día sobre su eje a fin de mantener constantemente enfocadas unas hileras de células solares.En este, como en los restantes sistemas de concentración fotovoltaica, el potencial de reducción de costes procede de la reducción del área requerida de células solares, ya que se envía sobre cada una de ellas mucha más energía.

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Sin embargo, hasta el presente, las células de concentración, debido a su poca demanda, se han ido fabricando con técnicas propias de laboratorio, y no con técnicas industriales, por lo que su precio ha resultado muy caro.Desde 1992, se está investigando para aumentar el rendimiento de las células de silicio. Se desarrolló un método para fabricar células de concentración a partir de células de alto rendimiento, empleando las técnicas de fabricación industrial. Posteriormente, se fabricó un concentrador adecuado a dichas células. El resultado es la gran planta fotovoltaica de Tenerife.ABC Cultural.

a) ¿Por qué la energía solar, para ser usada más eficazmente, requiere la construcción de concentradores?b) ¿Qué diferencia existe entre la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica?c) Según el artículo periodístico, ¿cuál es la razón de que la energía fotovoltaica sea tan cara? ¿Cómo se ha tratado de disminuir los costes en esta planta de Tenerife?d) Evalúa la rentabilidad actual del uso de la energía solar teniendo en cuenta variables derivadas del tipo de recurso energético, del coste de las instalaciones y de los posibles impactos.

15.- a) ¿Qué es la energía eólica? ¿Cómo y para qué se puede aprovechar esta energía? b) Explique las ventajas y los inconvenientes de su utilización

16.- a) Explica en que se basa la obtención de energía mareomotriz y de energía geotérmica. b) Ventajas e inconvenientes de ambas.

17.- La energía de combustión de la biomasa: a) ¿En qué forma ha sido aprovechada por la Humanidad a lo largo de la historia? b) ¿Cómo puede ser utilizada en la actualidad?

18.- a) Explica todo lo que sepas sobre la bioenergía. b) Ventajas e inconvenientes de este tipo de energía.

19.- a) ¿Es buena idea pensar que en el futuro el hidrógeno se utilizará como combustible? ¿Por qué? Razona tu respuesta. b) Menciona una serie de medidas prácticas para reducir de forma notable el consumo doméstico de energía.

20.- a) Defina los siguientes conceptos:- Yacimiento mineral- Mena y ganga de un yacimiento mineral- Ley de un mineral

b) Haz una lista de los impactos ambientales que puede producir la explotación de una cantera y señala argumentos importantes que se puedan aducir, a favor y en contra de dicha actuación.

21.- La figura siguiente representa el esquema de una cantera a cielo abierto. Según este dibujo responda a las siguientes cuestiones:

a) Explique el concepto de árido y sus posibles usos.b) señale los efectos medioambientales que una cantera de estas características puede ocasionar en la fase de explotación y después de ésta.c) Indique posibles medidas correctoras.

PAU reciente 22.- a) Aspectos positivos y negativos de la energía hidroeléctrica (1 punto). b) Cite las fuentes de energía que actualmente se utilizan en nuestra Comunidad Autónoma. Señale cuales son renovables (1 punto). PAU Zaragoza. Junio 2002.

PAU reciente 23.- a) Defina energía renovable y no renovable. (0,5 puntos)b) ¿En qué grupo se incluye la energía eólica? (0,5 puntos)c) Ventajas e inconvenientes de su utilización. (1 punto) PAU Zaragoza. Junio 2006.

PAU reciente 24. a) Defina recursos energéticos no renovables. (0,5 puntos)b) Origen del carbón. Tipos más importantes. (1 punto)c) Problemas en su utilización como recurso energético. (0,5 puntos) PAU Zaragoza. Septiembre 2006.

PAU reciente 25. a) ¿Qué son las energías renovables y las no renovables? (0,5 puntos)b) Explique las ventajas e inconvenientes de la utilización de la energía eólica (1,5 puntos). PAU Zaragoza. Junio 2007.

PAU reciente 26.-a)Defina qué son las energías renovables y no renovables (0,5 puntos)b) Explique brevemente qué es la energía fotovoltaica y sus aplicaciones

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c) Señale sus inconvenientes PAU Zaragoza. Septiembre 2007

PAU reciente 27. a) Energías renovables: cite las que conozca (1 punto). b) ¿Cómo puede utilizarse actualmente la energía solar? (1 punto). PAU Zaragoza. Septiembre 2005

PAU reciente 28. a) ¿Qué es un combustible fósil y por qué no se incluye dentro del grupo de energías renovables? (1 punto).b) La figura adjunta muestra la distribución de los tipos de energía primaria que se consumen en España. Señale el papel de los combustibles fósiles en la actualidad y su evolución en un horizontea 50 años (1 punto). PAU Zaragoza. Junio 2005

PAU reciente 29.En Aragón se produce gran cantidad de energía hidráulica.a) Indique dentro de qué tipo de energía se incluye y explique brevemente como se obtiene la energía hidráulica (0,5 puntos).b) Enumere y explique brevemente las desventajas que tiene (0,75 puntos).c) Indique dos energías renovables que puedan ser usadas de forma complementaria a la anterior en nuestra comunidad. Razone su respuesta (0,75 puntos). PAU Zaragoza. Junio 2008

PAU reciente 30. a) Defina energía renovable (0,5 puntos).b) Defina coste energético (0,5 puntos).c) En los últimos años se habla mucho de la arquitectura bioclimática, ¿qué objetivo tiene? (0,5 puntos).d) Enumere los elementos que se utilizan en dichas construcciones (0,5 puntos). PAU Zaragoza. Septiembre 2008

PAU reciente 31. a) ¿Qué son las energías no renovables? (0,25 puntos).b) Explique brevemente la formación del petróleo (1 punto).c) Enumere los inconvenientes que tiene el uso del petróleo (0,75 puntos). PAU Zaragoza. Septiembre 2008

Para repasar…

ENERGÍAS RENOVABLESVENTAJAS INCONVENIENTESLa energía consumida es compensada por regeneración natural, por tanto son consideradas inagotables (siempre y cuando el consumo no supere la capacidad de regeneración-biomasa-)

No son fuentes de energía permanentes, su posibilidad de aprovechamiento es variable con el tiempo atmosférico, climatología, estación del año

Son energías autóctonas, su consumo hace disminuir la dependencia del exterior en el abastecimiento energético.

En muchas ocasiones requieren gran extensión para sus instalaciones lo que genera impacto visual y paisajístico.

Su utilización no suele plantear problemas ambientales de contaminación (si exceptuamos la incineración de RSU y de algunos biocombustibles). Se trata por tanto de energías limpias.

Son difíciles de acumular

No tienen ninguna repercusión negativa sobre el clima, al revés, al ir sustituyendo progresivamente a los combustibles fósiles, las emisiones de CO2 a la atmósfera irán disminuyendo.

Su empleo supone un elevado coste inicial, lo que las hace menos competitivas. Se hace necesaria la ayuda estatal para fomentar su uso.

Diversifica los usos de la energía, al ser aprovechada de formas variadas.

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BIOMASA: La biomasa se puede definir como el conjunto de materia orgánica renovable existente de procedencia vegetal, animal o resultante de la transformación natural o artificial de la misma. Es la fuente de energía renovable más empleada. Tradicionalmente se utilizaba como principal combustible (calentar, cocinar, hornos de todo tipo, fundiciones,...), hasta que con la llegada de la era industrial fue sustituida por el carbón y por los otros combustibles fósiles. Las formas de biomasa más utilizadas en siglos pasados eran la madera, excrementos de animales, ramas, paja,... es decir sin ninguna transformación (si exceptuamos el carbón vegetal). En muchas zonas del planeta en nuestros días sigue siendo el principal combustible de sus habitantes, lo que acarrea una explotación intensa y deforestación de las zonas circundantes (algo que ya ocurrió en Europa hace tiempo).Actualmente se mantienen los usos tradicionales de la biomasa (chimeneas) con otros que permiten un mejor aprovechamiento de su energía, a la vez que resuelven otro tipo de problemas medioambientales como la eliminación de residuos.

VENTAJAS GENERALES DE ESTA FUENTE DE ENERGÍA: Es renovable y además podemos decir que no

contribuye al incremento del efecto invernadero, siempre y cuando su explotación se vea acompañada de nuevos cultivos o reforestación

Es barata (utiliza en muchos casos residuos procedentes de otros sectores, por lo tanto contribuye a su eliminación)

En general requiere tecnologías poco complejas.

Su empleo desplaza a las otras fuentes no renovables.

Apropiadas para satisfacer necesidades energéticas locales

INCONVENIENTES GENERALES:

Bajo rendimiento energético comparado con el de los combustibles fósiles

Elevado coste y alta ocupación del territorio que suponen las instalaciones necesarias para la recolección, preparación y almacenamiento de la biomasa.

Pueden provocar algunas formas de contaminación atmosférica.

TIPOS DE MATERIALES EMPLEADOS COMO BIOMASA

DESCRIPCIÓN USOS VENTAJAS INCONVENIENTES

RESIDUOS FORESTALES Y AGRÍCOLAS

Ramas procedentes de podas, matorral, pajas y otros subproductos (cáscaras, virutas, orujillo, recortes, cortezas)

Combustión directa o en forma de carbón vegetal o de briquetas.(producción de calor, vapor, electricidad,...)

Su empleo y recogida no supone un coste adicional, son trabajos que habría que hacer de cualquier manera.

La producción de residuos de este estilo en algunos casos es estacional y dispersa.

En estado fresco tiene un gran volumen que dificulta su manipulación

RESIDUOS BIODEGRADABLES

Residuos ganaderos (estiércol, camas, restos de matadero,...).Lodos de depuradoras, residuos de industrias orgánicas (papeleras, azucareras,..)

A partir de su fermentación anaerobia se obtiene biogás, (mezcla de metano y CO2).Este biogás se usa como combustible para producir calor, vapor y electricidad)

En muchos casos es más el interés ambiental que el energético, la digestión anaerobia es un proceso de depuración de residuos orgánicos.

El biogás de momento no puede utilizarse en motores.

RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS R.S.U.

Basuras urbanas Como combustible bruto o tras una separación previa de algunos componentes destinados a otros fines. (Incineradoras)Calor, vapor, electricidad

Mayor interés ambiental que energético.

Elevados costes de inversión

Pueden producir un impacto negativo sobre su entorno si no se adoptan las medidas necesarias ( emisión de partículas)

CULTIVOS ENERGÉTICOS

Son cultivos agrícolas y forestales cuyo único fin es producir biocombustibles.A tal fin se cultivan especies con mayor grado de hidrocarburos en sus tejidos (obtención de bioalcoholes por fermentación y destilación), u otras que producen altas cantidades de aceites que pueden ser empleados como carburantes en

Los biocombustibles se emplean principalmente como carburantes en el sector del transporte y para producir electricidad.

Contribuyen a frenar la erosión en terrenos marginales.

Contribuyen a la

reducción del efecto invernadero (las plantas son sumideros de CO2) ¿

Su uso requiere cambios en los motores

El etanol es muy corrosivo y su combustión genera NOx y formaldehído (cancerígeno)

Combustibles no aptos para todo tipo de vehículos

Su empleo provoca el encarecimiento de algunos alimentos (trigo, maíz, cebada,…)

En algunas zonas son causa de

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motores diesel (biodiesel).

deforestación.

Pueden acrecentar las diferencias Norte- Sur

Para echar un vistazo…

ANEXO 1: BALANCES ENERGÉTICOS EN ARAGÓN (2006 y 2007)

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ENERGÍA EN ARAGÓN.

AÑO 2006 AÑO 2007

POTENCIA ELECTRICA INSTALADA

2007

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Para leer

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