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Energias Renovables

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Las alumnas de 2º de BAC Cristina Baptista y Tamara Iglesias prepararon este estupendo power point sobre las energias alternativas.

Las alumnas de 2º de BAC Cristina Baptista y Tamara Iglesias prepararon este estupendo power point sobre las energias alternativas.

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  • 1.  
  • 2.
    • La energía es una magnitud física abstracta, ligada al estado dinámico de un sistema cerrado y que permanece invariable con el tiempo. hay dos tipos de energías :
    • Energías renovables. Energías no renovables.
  • 3.
    • RENOVABLES: Son aquellas cuya cantidad es casi inagotable. Por ejemplo:
    • Sol.
    • Agua.
    • Viento.
    • Mareas.
    • Biomasa.
  • 4.
    • Son aquellas cuya cantidad es limitada . Por lo tanto, se agotan progresivamente al consumirlas. Las fuentes no renovables conocidas en este momento son:
    • El carbón.
    • El petróleo.
    • El gas natural.
    • La energía nuclear de fisión (uranio).
    • La energía nuclear de fusión( deuterio).
    • La energía geotérmica.
  • 5.
    • Es una roca sedimentaria utilizada como combustible fósil, de color negro, muy rico en carbono. Suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de arena y arcilla. Se cree que la mayor parte del carbón se formó durante la era carbonífera (hace 280 a 345 millones de años).
  • 6.
    • En eras geológicas remotas, grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetación abundantísima que crecía en pantanos. Al morir las plantas, quedaban sumergidas por el agua y se descomponían poco a poco.
    • A medida que se producía esa descomposición, la materia vegetal perdía átomos de oxígeno e hidrógeno, con lo que quedaba un depósito con un elevado porcentaje de carbono. Así se formaron las turberas.
  • 7.
    • Con el paso del tiempo, la arena y lodo del agua se fueron acumulando sobre algunas de estas turberas. La presión de las capas superiores, así como los movimientos de la corteza terrestre y, en ocasiones, el calor volcánico, comprimieron y endurecieron los depósitos hasta formar carbón.
  • 8.
    • Tiene poder calorífico de unas 6500 cal/gr. Su combustión deja significativos residuos.
    • Las minas de carbón activas están en unos 50 países.
    • Las mayores reservas de carbón están en América del Norte, y en Europa Oriental.
    • China consume unos 2000 millones de toneladas al año, y EEUU unos 1300.
  • 9.  
  • 10.
    • Puede utilizarse directamente, quemándolo para obtener calor y movimiento en hornos, estufas, calderas y motores. También puede usarse para electricidad en las centrales térmicas o termoeléctricas, en las cuales, con el calor generado al quemar este combustible se obtiene vapor de aire que, conducido a presión, es capaz de poner en funcionamiento un generador eléctrico, normalmente una turbina.
  • 11.
    • Ventajas:
    • Es muy fácil de extraer.
    • Su gran disponibilidad.
    • Desventajas.
    • Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y resultan tóxicos para la vida.
    • Se puede producir un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo
    • Al ser utilizado contamina más que otros productos que podrían haberse utilizado en su sustitución.
  • 12.
    • El producto es un compuesto químico complejo en el que coexisten partes sólidas, líquidas y gaseosas. Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados hidrocarburos, formados por átomos de carbono e hidrógeno y, por otra, pequeñas proporciones de nitrógeno, azufre, oxígeno y algunos metale s. Se presenta de forma natural en depósitos de roca sedimentaria y sólo en lugares en los que hubo mar.
  • 13.
    • ORIGEN Factores para su formación:
    • Ausencia de aire.
    • Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino) .
    • Gran presión de las capas de tierra.
    • Altas temperaturas .
    • Acción de bacterias.
  • 14.
    • El hecho de que su origen sea muy diverso, dependiendo de la combinación de los factores anteriormente citados, provoca que su presencia sea también muy variada: líquido , dentro de rocas porosas y entre los huecos de las piedras; volátil , es decir, un líquido que se vuelve gas al contacto con el aire; semisólido , con textura de ceras. En cualquier caso, el petróleo, de por sí, es un líquido y se encuentra mezclado con gases y con agua
  • 15.
    • El petróleo no forma lagos subterráneos; siempre aparece impregnado en rocas porosas.
    • Al ser un compuesto líquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar en el que se generó, sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral, filtrándose a través de rocas porosas, a veces una distancia considerable, hasta encontrar una salida al exterior –en cuyo caso parte se evapora y parte se oxida al contactar con el aire, con lo cual el petróleo en sí desaparece– o hasta encontrar una roca no porosa que le impide la salida. Entonces se habla de un yacimiento.
  • 16.
    •   Estratigráficos : En forma de cuña alargada que se inserta entre dos estratos.
    • Anticlinal : En un repliegue del subsuelo, que almacena el petróleo en el arqueamiento del terreno.
    • Falla: Cuando el terreno se fractura, los estratos que antes coincidían se separan. Si el estrato que contenía petróleo encuentra entonces una roca no porosa, se forma la bolsa o yacimiento.
  • 17.
    • El petróleo se extrae mediante la perforación de un pozo sobre el yacimiento. Si la presión de los fluidos es suficiente, forzará la salida natural del petróleo a través del pozo que se conecta mediante una red de oleoductos hacia su tratamiento primario, donde se deshidrata y estabiliza eliminando los compuestos más volátiles. Posteriormente se transporta a refinerías o plantas de mejoramiento. Durante la vida del yacimiento, la presión descenderá y será necesario usar otras técnicas para la extracción del petróleo. Esas técnicas incluyen la extracción mediante bombas, la inyección de agua o la inyección de gas, entre otras . http :// www.youtube.com / watch?v = RlS2mFehnFQ & feature = related
  • 18.
    • Transporte 33%; Industria 25%; Petroquímica 25%; Domiciliario 8%; Varios 9%.
  • 19.
    • El petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y por lo tanto, difícil de limpiar. Además, la combustión de sus derivados produce productos residuales: partículas, CO 2 , SO x (óxidos de azufre), NO x (óxidos nitrosos), etc.
    • En general, los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida del lugar, razón por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir normas y procedimientos estrictos en materia de protección ambiental.
  • 20.
    • Casi la mitad del petróleo y derivados industriales que se vierten en el mar, son residuos que vuelcan las ciudades costeras. El mar es empleado como un accesible y barato depósito de sustancias contaminantes. Otros derrames se deben a accidentes que sufren los grandes barcos contenedores de petróleo, que por negligencia transportan el combustible en condiciones inadecuadas.
  • 21.
    • Como sustancias alternativas a los combustibles derivados del petróleo se encuentran el biodiesel, aceite combustible con características comparables al diesel que se extrae principalmente de las semillas oleaginosas de diferentes plantas y el bioetanol, alcohol procedente de restos vegetales, que se puede utilizar mezclándolo con otros combustibles o para la fabricación de éteres que son bases para fabricar combustibles más ecológicos.
    • http :// www.youtube.com / watch?v = Dr4t2lzHPh0
  • 22.
    • El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos fósiles, no-asociado (solo), disuelto o asociado con (acompañando al) petróleo o en depósitos de carbón.
    • Está compuesto principalmente por metano y suele contener otros gases como nitrógeno, etano, CO 2 , H 2 S, butano, propano, mercaptanos y trazas de hidrocarburos más pesados.
    • Puede obtenerse con procesos de descomposición de restos orgánicos. El gas obtenido así se llama biogás.
  • 23.
    • Algunos de los gases que forman parte del gas natural extraído se separan de la mezcla porque no tienen capacidad energética (nitrógeno o CO 2 ) o porque pueden depositarse en las tuberías usadas para su distribución debido a su alto punto de ebullición.
    • El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural son extraídos, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la combustión del gas natural.
    • El vapor de agua también se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. El propano, butano e hidrocarburos más pesados en comparación con el gas natural son extraídos, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la combustión del gas natural.
  • 24.
    • El vapor de agua también se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosión y olores perniciosos, así como para reducir las emisiones de compuestos causantes de lluvia ácida.
  • 25.  
  • 26.
    • El gas natural puede ser de varios tipos: Gas seco: está compuesto fundamentalmente por metano (CH4), aunque puede venir acompañado de etano (C2H6), nitrógeno (N), dióxido de carbono (CO2) y otra serie de gases en bajas concentraciones, pero se caracteriza fundamentalmente por estar compuesto por hidrocarburos de cadena muy corta, por lo que su contenido en hidrógeno es más bajo.
    • Gas húmedo: además de componerse de metano y etano, tiene hidrocarburos con más átomos de carbono (más pesados) llegando a contener incluso octanos.
  • 27.
    • Grisú : es el gas asociado a los yacimientos de carbón. Es una mezcla de metano y aire que, alcanzando entre el 5 y el 15% de metano, resulta explosiva. Por ello es muy peligroso que haya grisú en la atmósfera de una mina y debe ser eliminado diluyéndolo en el aire.
    • Exportación gas seco
  • 28.
    • Se puede transportar de varias formas: por tierra, en fase gaseosa y a través de los conocidos gaseoductos. Por mar a grandes distancias, en buques metaneros. El transporte en metaneros se lleva a cabo en fase líquida, ya que el gas natural licuado (GNL) ocupa del orden de 618 veces menos que en estado gaseoso y se puede transportar gran cantidad, aunque la licuefacción tiene lugar a -161 ºC y se necesita una planta de regasificación en el destino para devolver el estado gaseoso e introducirlo a la red de abastecimiento.
  • 29.
    • El CO 2 y los otros más hidrocarburos; etano, propano, butano.. expulsado a la atmósfera por el gas producen una reacción solar menos energética. Esto, pues produce que la tierra se vea afectada por un incremento de 0,2-0,5ºC cada década ya que los rayos del sol inciden en la atmósfera pero una parte de ellos no sale y se refleja a la tierra.
    • http :// www.youtube.com / watch?v =7t7U0ILWGQ0& feature = related
  • 30.  
  • 31.
    • Se llama energía nuclear a aquella que se obtiene al aprovechar las reacciones nucleares espontáneas o provocadas por el ser humano.
    • Estas reacciones se dan en algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo el más conocido de este tipo de energía la fisión del uranio-235 ( 235 U), con la que funcionan los reactores nucleares.
    • Los dos sistemas con los que puede obtenerse energía nuclear de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear.
  • 32.
    • La Fisión nuclear consiste en la fragmentación de un núcleo "pesado" (con muchos protones y neutrones) en otros dos núcleos de, aproximadamente, la misma masa, al mismo tiempo que se liberan varios neutrones. Los neutrones que se desprenden en la fisión pueden romper otros núcleos y desencadenar nuevas fisiones en las que se liberan otros neutrones que vuelven a repetir el proceso y así sucesivamente, este proceso se llama reacción en cadena .
  • 33.
    • El uranio presente en la naturaleza sólo contiene un 0,71% de uranio 235; el resto corresponde al isótopo no fisionable uranio 238. Una masa de uranio natural, por muy grande que sea, no puede mantener una reacción en cadena porque sólo el uranio 235 es fácil de fisionar. Es muy improbable que un neutrón producido por fisión, con una energía inicial elevada de aproximadamente 1 MeV, inicie otra fisión, pero esta probabilidad puede aumentarse cientos de veces si se frena el neutrón a través de una serie de colisiones elásticas con núcleos ligeros como hidrógeno, deuterio o carbono. En ello se basa el diseño de los reactores de fisión empleados para producir energía.
  • 34.  
  • 35.  
  • 36.
    • La Fusión nuclear consiste en la unión de varios núcleos "ligeros" (con pocos protones y neutrones) para formar otro más "pesado" y estable, con gran desprendimiento de energía. Para que los núcleos ligeros se unan, hay que vencer las fuerzas de repulsión que hay entre ellos. Por eso, para iniciar este proceso hay que suministrar energía (estos procesos se suelen producir a temperaturas muy elevadas, de millones de ºC, como en las estrellas).
  • 37.
    • El deuterio , cuyo símbolo es 2 H , es un isótopo estable del hidrógeno que se encuentra en la naturaleza con una abundancia de; uno de cada 6500 (0,015%) átomos de hidrógeno. El núcleo del deuterio está formado por un protón y un neutrón (el hidrógeno tiene un solo protón). Cuando el isótopo pierde su electrón el ion resultante recibe el nombre de deuterón .
    • El deuterio también recibe el nombre de hidrógeno pesado .
  • 38.  
  • 39.
    • los usos más extendidos de la energía nuclear son los civiles, tanto para producir la electricidad que utilizamos en nuestras casas y en la industria, como para usos médicos y de investigación.
    • Desde los Rayos X hasta las últimas aplicaciones, la energía nuclear, al margen de las controversias que crea, nos ayuda cada día en los aspectos más desconocidos de la labor humana.
  • 40.
    • Producción de electricidad.- El uso más conocido es la generación de energía eléctrica en las centrales nucleares.
    • La fisión genera calor que calienta agua para producir vapor, el cual mueve unas turbinas y éstas unos generadores eléctricos que producen la electricidad.
  • 41.
    • España Existen 7 centrales nucleares y nueve reactores (dos de aquellas disponen de sendos reactores). También es importante destacar que 1/3 de la energía eléctrica que se consume en nuestro país proviene de esas centrales nucleares, lo cual demuestra la importancia que ésta tiene y las dificultades económicas de sustituir un fuente tan destacada de recursos energéticos.
  • 42.  
  • 43.
    • http :// www.youtube.com / watch?v = JyqvBxHbyNw
    • http :// www.youtube.com / watch?v = tcYBJhG5HH4 & feature = related
  • 44.
    • La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico , el calor radio génico, etc.
  • 45.
    • Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing). El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable.
    • En la mayoría de los casos la explotación debe hacerse con dos pozos (o un número par de pozos), de modo que por uno se obtiene el agua caliente y por otro se vuelve a reinyectar en el acuífero, tras haber enfriado el caudal obtenido. Las ventajas de este sistema son múltiples:
  • 46.
    • Hay menos probabilidades de agotar el yacimiento térmico, puesto que el agua reinyectada contiene todavía una importante cantidad de energía térmica.
    • Tampoco se agota el agua del yacimiento, puesto que la cantidad total se mantiene.
    • Las posibles sales o emisiones de gases disueltos en el agua no se manifiestan al circular en circuito cerrado por las conducciones, lo que evita contaminaciones.
  • 47.  
  • 48.
    • Energía geotérmica de alta temperatura . La energía geotérmica de alta temperatura existe en las zonas activas de la corteza. Esta temperatura está comprendida entre 150 y 400 ºC, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad. Se requieren varios condiciones para que se dé la posibilidad de existencia de un campo geotérmico: una capa superior compuesta por una cobertura de rocas impermeables; un acuífero, o depósito, de permeabilidad elevada, entre 0,3 y 2 km de profundidad; suelo fracturado que permite una circulación de fluidos por convección, y por lo tanto la trasferencia de calor de la fuente a la superficie, y una fuente de calor magmático, entre 3 y 15 km de profundidad, a 500-600 ºC. La explotación de un campo de estas características se hace por medio de perforaciones según técnicas casi idénticas a las de la extracción del petróleo.
  • 49.
    • Energía geotérmica de temperaturas medias. La energía geotérmica de temperaturas medias es aquella en que los fluidos de los acuíferos están a temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 ºC. Por consiguiente, la conversión vapor-electricidad se realiza con un rendimiento menor, y debe explotarse por medio de un fluido volátil. Estas fuentes permiten explotar pequeñas centrales eléctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefacción y en refrigeración (mediante máquinas de absorción)
  • 50.
    • Energía geotérmica de baja temperatura. La energía geotérmica de temperaturas bajas es aprovechable en zonas más amplias que las anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Es debida al gradiente geotérmico. Los fluidos están a temperaturas de 50 a 70 ºC.
    • Energía geotérmica de muy baja temperatura. La energía geotérmica de muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a temperaturas comprendidas entre 20 y 50 ºC. Esta energía se utiliza para necesidades domésticas, urbanas o agrícolas.
    • Las fronteras entre los diferentes tipos de energías geotérmicas es arbitraria; si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mínima está entre 120 y 180 ºC, pero las fuentes de temperatura más baja son muy apropiadas para los sistemas de calefacción urbana.
  • 51.
    • Ventajas:
    • Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
    • Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón...
  • 52.
    • Inconvenientes:
    • En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
    • En ciertos casos, emisión de CO 2 , con aumento de efecto invernadero; es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión.
    • Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.
    • Contaminación térmica.
    • Deterioro del paisaje.
    • No se puede transportar (como energía primaria).
    • No está disponible más que en determinados lugares.
  • 53.
    • Generación de electricidad
    • Aprovechamiento directo del calor
    • Calefacción y ACS
    • Refrigeración por absorción
  • 54.
    • Tres tipos se usan para generar potencia de la energía geotérmica:
    • vapor seco
    • flash
    • binario .
    • En las plantas a vapor seco se toma el vapor de las fracturas en el suelo y se pasa directamente por una turbina, para mover un generador. En las plantas flash se obtiene agua muy caliente, generalmente a más de 200 °C, y se separa la fase vapor en separadores vapor/agua, y se mueve una turbina con el vapor. En las plantas binarias , el agua caliente fluye a través de intercambiadores de calor, haciendo hervir un fluido orgánico que luego hace girar la turbina. El vapor condensado y el fluido remanente geotérmico de los tres tipos de plantas se vuelve a inyectar en la roca caliente para hacer más vapor. El calor de la tierra es considerado como una energía sostenible. El calor de la Tierra es tan vasto que solo se puede extraer una fracción, por lo que el futuro es relevante para las necesidades de energía mundial.
  • 55.
    • Planta a vapor seco
    Planta binaria
  • 56.
    • Una de las características de las energías no renovables es la producción de emisiones y residuos que dañan el medioambiente y solo se encuentran y explotan en zonas determinadas del planeta.
    • Después de la extracción del petróleo, este se puede usar directamente como combustible o se fracciona para generar diferentes subproductos como gas licuado, gasolinas, parafinas, entre otros.
  • 57. Central nuclear Conversión gas electricidad Estanques petróleo Reactor nuclear Planta gas natural Oleoducto