Aquest treball conté els principals conceptes sobre els recursos energètics i les fonts d'energia. Realitzat a l'IES Josep Tapiró (Reus)

1. Els Recursos Energètics
Sergi Martín

2. Descripció del treball
.Aquest treball conté els principals i més importants conceptes dels recursos
energètics i de les fonts d'energia. A més a més de les diferents
contaminacions ambientals.
.El treball presenta continguts de les fonts d'energies, la classificació
d'aquestes energies, els materials combustibles (Carbó, petroli, gas
natural), l'energia nuclear, i per últim, els tipus de contaminació ambiental.

3. Fonts d'energia al llarg del temps
. Al llarg del temps, l'ésser humà ha anat descobrint recursos per aconseguir
l'energia necessària per a les seves necessitats. Abans s'utilitzava l'energia
muscular, l'energia solar i el foc. De fet, fins al segle passat la fusta i els
residus vegetals van ser els combustibles que l'ésser humà va utilitzar per
satisfer les seves necessitats energètiques primàries, llum i calor.
. La revolució industrial del s.XIX, va provocar un important augment de la
demanda d'energia per la utilització de la màquina de vapor i per la ràpida
mecanització del treball manual. A més, el carbó vegetal va ser substituït
pel carbó mineral.
. Els avenços tècnics, la invenció i la utilització del motor d'explosió, va donar
pas a l'expansió de la indústria de l'automòbil. Els automòbils funcionaven
amb benzina, un derivat del petroli.
. En la Primera Guerra Mundial, el petroli va ser el recurs energètic més
important per l'eficàcia demostrada. Als 70, el petroli era el que més
s'utilitzava, però després d'una guerra, el seu preu es va triplicar.
.L'ús del gas natural es va començar a impulsar a partir de la Segona Guerra
Mundial. Es va utilitzar com a combustible domèstic i industrial. L'ús de
l'energia nuclear va començar amb la construcció, l'any 1942, de la primera
pila atòmica. L'any 1954 es va posar en marxa la primera central nuclear.
Amb la crisi del petroli, accidents nuclears... han portat un canvi de
mentalitat: l'estalvi d'energia i l'ús de recursos renovables.

4. Fonts d'energia tradicional
.Després del Sol, el foc, la força del vent i l'impuls de l'aigua són les primeres
fonts d'energia que l'ésser humà adapta a les seves necessitats.
.El foc, va suposar una revolució i va permetre una gran quantitat
d'aplicacions. S'utilitzava i s'utilitza per escalfar-se, cuinar, il·luminar-se,
obtenir estris i fondre metalls.
.El vent, va ser utilitzat per moure les veles dels vaixells i per tant, per
transportar a la gent i materials. Més tard, es va utilitzar als molins de vent,
que s'encarregaven de bombar aigua. Avui en dia, s'utilitza la força del vent
per obtenir energia elèctrica.
.L'aigua, ha estat fonamental per al progrés de civilització. S'utilitzava per
regar aliments d'agricultura. Més tard, es va utilitzar en la roda hidràulica,
per obtenir energia mecànica. Aquesta màquina era fonamental per la
indústria tèxtil, la del paper, la metal·lúrgica...

5. Classificació de les fonts
d'energia
.Les fonts d'energia es poden classificar segons:
-La seva naturalesa: primàries o secundàries.
-Les reserves disponibles: renovables o no
renovables.
-El grau d'utilització: convencionals o no
convencionals.

6. Fonts d'energies segons la seva
naturalesa
.Poden ser:
.Primàries: són les energies que es
troben en la natura, per exemple,
la llenya, l'aigua, el carbó, el
petroli...
.Secundàries: són les energies que
s'obtenen a partir de les fonts
primàries. Per exemple:
l'electricitat i la benzina.

7. Fonts d'energia segons les
reserves disponibles
.Poden ser:
.Renovables: són les energies les quals
n'hi ha reserves il·limitades, perquè
es regeneren contínuament. Són les
que provenen del Sol, per exemple:
la solar, la eòlica, la biomassa...
.No renovables: són les energies les
quals n'hi ha reserves limitades, per
exemple: el carbó, el petroli, el gas
natural i l'urani.

8. Fonts d'energia segons el grau
d'utilització
.Poden ser:
.Convencionals: són aquelles energies
a partir de les quals es produeix la
major part d'energia consumida
per la societat, per exemple:
l'energia hidroelèctrica, el petroli,
gas natural, carbó, la nuclear.
.No convencionals: són aquelles
energies a partir de les quals es
produeix una petita part de
l'energia total consumida per la
societat, per exemple: la solar,
eòlica, mareomotriu...

9. Materials combustibles
.Els materials combustibles són
substàncies que, en combinar-se
amb l'oxigen, donen lloc al
fenomen de la combustió, amb la
qual cosa s'obté energia calorífica
i, sovint, energia lluminosa.
.Els combustibles són, principalment,
compostos de carboni d'origen
natural o sintètic. El primer
combustible utilitzat per l'ésser
humà va ser la llenya i avui encara
s'utilitza molt.

10. Materials combustibles
.Els combustibles fòssils són els combustibles naturals més abundants a la
natura. En funció del seu estat físic es poden classificar en sòlids, líquids o
gasosos:
-Sòlids: el més utilitzat és el carbó, en qualsevol de les seves formes: antracita,
hulla o lignit.
-Líquids: en general, provenen de la destil·lació del petroli (benzina, querosè,
gasoil i fuel), encara que en alguns països s'utilitzen alcohols, com l'etanol i
el metanol.
-Gasosos: els més utilitzats són el gas natural i els gasos liquats del petroli,
com el butà i el propà.

11. El Carbó
.El carbó o carbó mineral és una roca
sedimentària d'origen orgànic, de color
negre o marró fosc. Es fa servir
principalment com a combustible fòssil
pel seu elevat poder calorífic gràcies a
que té un contingut majoritari de
carboni. Té diferents aplicacions: com
a combustible a les centrals tèrmiques,
l'obtenció del coc...
.Aquest és el primer combustible fòssil
que va utilitzar la humanitat, artífex de
la revolució industrial. Es va utilitzar
per al transport marítim i ferroviari,
per l'enllumenat de les ciutats...
.També podem distingir del carbó
mineral, el carbó vegetal. El vegetal es
produeix per escalfament de fusta
(llenya) i altres materials vegetals.

12. Tipus de carbons
.Segons la seva composició i condició, el carbó es divideix en quatre grups:
.La torba: conté aproximadament el 60% de carboni i molta humitat- A simple
vista es pot veure l'estructura fibrosa vegetal. Es forma en zones pantanoses
anomenades torberes. Normalment s'utilitza per al consum domèstic.
.Els lignits: són carbons d'origen recent, de poder calorífic baix, que
produeixen moltes cendres quan cremen. A causa del seu baix poder
calorífic, només s'utilitzen prop del lloc d'extracció quan aquesta és fàcil.
.Les hulles: són carbons bituminosos o grassos, d'un elevat contingut en
carboni i gran poder calorífic, impermeables, de destil·lació fàcil;
normalment es converteixen en carbó de coc, i són utilitzats com a
reductors als alts forns per obtenir ferro.
.Les antracites: són els carbons més antics, de major poder calorífic i amb un
contingut de carboni de fins el 95%. Tenen un aspecte brillant, cremen amb
flama i provoquen poca cendra. L'inconvenient és que es troben en
jaciments molt profunds.
Aquest tipus de carbons es poden extreure per explotació subterrània (mines)
o per gasificació del carbó en un jaciment.

13. El Petroli
.El petroli, és un líquid de color variable,
des del terrós fins al negre,
lleugerament menys dens que l'aigua,
d'aspecte oliós, de viscositat variable,
encara que normalment alta i d'olor
desagradable. Està constituït per una
barreja d'hidrocarburs. També conté
sofre, oxigen i nitrogen.
.La localització del petroli resulta una tasca
complicada. El petroli normalment es
troba en regions amb roques
sedimentàries. Per perforar es
necessiten torres de perforació.
Després, si es troba petroli obren més
pous per determinar el petroli que conté
la bossa.
.L'extracció pot ser artificial (s'injecta aigua
a través dels tubs de la sonda i obliga al
petroli a pujar) o natural (el petroli es
troba pressionat i puja espontàniament
pel tub de sondeig).

14. Transformacions del petroli
.A les refineries es porten a terme un seguit de processos destinats a separar els
diferents components del petroli. Hi ha quatre processos:
-Destil·lació fraccionada: consisteix a escalfar el cru fins a l'evaporació, per
refredar-lo progressivament i obtenir les fraccions condensades separades en
funció del seu punt d'ebullició. S'efectua en torres de destil·lació o columnes de
fraccionament. Les fraccions que són gasoses, com el butà o propà, arriben al
punt més alt de la torre, on són extretes. Les altres fraccions són extretes a
diferents nivells segons el seu punts d'ebullició.
-Craqueig: consisteix en la descomposició dels hidrocarburs més pesants (olis i
fuels), per tal d'obtenir-ne de més lleugers (benzines). El procés es pot fer a
temperatures i pressions elevades (craqueig tèrmic) o amb catalitzadors químics
(craqueig catalític)
-Polimerització: és el contrari al craqueig: els hidrocarburs lleugers (butà i
propà), es converteixen en compostos més pesants (benzines o gasoils). El
craqueig i polimerització són molt importants perquè permeten obtenir el
producte més demandat, la benzina.
-Reformació: s'utilitza per millorar les característiques de les benzines. Es fa a
altes temperatures i en presència d'un catalitzador, el platí.

15. El Gas natural
.El gas natural, és format bàsicament per
metà (en el 70%) barrejat amb altres
gasos, com l'età, propà, butà... en
proporcions variables. Es troba
formant bosses, sol o associat amb el
petroli, cobertes per capes que
impedeixen la propagació.
.La localització i extracció del gas natural
es igual que la del petroli. Després de
trobar aquest gas en el jaciment. Més
tard, abans de transportar el gas cap
al consum, es refreda i es transforma
en estat líquid i també es disminueix
600 vegades el volum. Finalment es
transporta en vaixells metaners o per
gasoductes i ja es pot utilitzar per al
consum.

16. Aplicacions del gas natural
.El gas natural s'utilitza en diferents àmbits:
-La indústria , el comerç i l'habitatge: el desplegament d'una xarxa de
distribució en constant expansió ha anat desplaçant l'ús d'altres
combustibles.
-Les centrals tèrmiques i mixtes: es va imposant l'ús del gas natural, alternant-
lo amb els combustibles tradicionals (fuel i carbó).
-Les instal·lacions de cogeneració: consisteix en la producció simultània
d'energia elèctrica i calor útil. Una sofisticada tecnologia redueix al màxim
les pèrdues d'energia i ens permet proveir grans col·lectius d'energia
elèctrica, aigua calenta i calefacció.
-La indústria petroquímica: com a matèria primera.

17. Energia nuclear
.L'energia nuclear és aquella sorgida de
l'aprofitament de la capacitat
d'alguns isòtops de certs elements
químics per emetre energia al
experimentar determinades
reaccions nuclears.
.Una reacció nuclear és qualsevol
procés de transformació que implica
el nucli d'un àtom. El reactor nuclear
és un sistema per produir i controlar
reaccions en cadena sostingudes de
manera que permetin aprofitar
l'energia tèrmica obtinguda.
.La radioactivitat és el fenomen de la
transformació o transmutació
nuclear espontània. La radiació pot
ser de dos tipus: radiació
electromagnètica (raigs gamma) i
radiació de partícules (alfa i beta).

18. Tipus de reaccions nuclears
.La radioactivitat és fruit de reaccions
nuclears i, si bé es poden
aconseguir petites quantitats
d'energia, existeixen dos tipus de
reaccions nuclears artificials en
què es poden aconseguir grans
quantitats d'energia. Són les
reaccions:
-De fusió: s'uneixen nuclis d'elements
lleugers per formar nuclis més
pesants.
-De fissió: consisteixen a provocar la
ruptura del nucli d'un àtom amb
l'impacte d'un neutró.
(A les fotos de la dreta tenim el nucli d'un
reactor nuclear de fusió (1a foto) i el
nucli d'un reactor nuclear de fissió (2a
foto)

19. Contaminació Ambiental
.L'extracció i els processos d'obtenció i utilització dels combustibles
produeixen impactes en el medi natural. S'ha de procurar que aquests
impactes siguin com més petits millor, per preservar l'equilibri de l'entorn.
.Podem diferenciar quatre tipus de contaminació ambiental:
-Efecte hivernacle (nivells de CO2)
-Pluja àcida
-Boires fotoquímiques
-Contaminació radioactiva

20. Efecte hivernacle
.L'efecte hivernacle consisteix en
l'elevació de temperatura que
experimenta l'atmosfera a causa de la
presència de gasos d'hivernacle (CO2 i
H2O...) que actuen com un vidre en un
hivernacle, deixen passar la radiació
visible de l'espectre solar i absorbeixen
la infraroja (calor) emesa per la Terra.
.La causa principal de l'efecte
hivernacle es la crema de combustibles
fòssils que alliberen CO i també la
desforestació, que impedeix que els
vegetals fixin grans quantitats de CO2 i
altres gasos.

21. Pluja àcida
.La pluja àcida és el fenomen
fenomen consistent en una pluja
que cau amb uns nivells de pH
inferiors als normals.
.Els òxids de sofre i de nitrogen són
contaminants perillosos que
s'introdueixen a l'atmosfera quan
es cremen combustibles fòssils;
allà entren en contacte amb vapor
d'aigua, llum i oxigen i es
transformen en àcid sulfúric i
àcid nítric.
.Quan aquests àcids són arrossegats
per la pluja o per la neu, es
produeix la pluja àcida.

22. Boires fotoquímiques
.Les boires fotoquímiques es formes
amb unes condicions
atmosfèriques determinades, amb
inversió tèrmica i falta de vent, es
crea sobre les ciutats una cúpula
d'aire calent que, carregada de
partícules del fum del cotxe,
centrals tèrmiques..., queda
retinguda i no s'aixeca. Aquest
fenomen afecta a la salut
humana, als edificis, als
monuments... de les ciutats.
.A les boires fotoquímiques es troba
una barreja potent de
contaminants: SO2, NO2,
hidrocarburs reactius, monòxid
de carboni... Aquests
contaminants es combinen amb
l'atmosfera i formen
contaminants fins i tot més letals.

23. Contaminació radioactiva
.Les centrals nuclears no generen
gasos contaminants i, per tant, no
contribueixen a la pluja àcida ni a
l'efecte hivernacle, però tant el
combustible com els residus que es
generen són radioactius i emeten
radiacions perilloses per a les
persones, els animals o plantes. Les
centrals nuclears funcionen sota
mesures de seguretat estrictes per
assegurar-ne el control en les
condicions més desfavorables.
.L'any 1986, a la central de Txernòbil
(Ucraïna) es va produir un accident
nuclear amb conseqüències
catastròfiques. I aquest any a la
central de Fukushima (Japó) també,
però abans de que encara fos pitjor ho
van poder solucionar. Però aquest
accident tindrà més conseqüències de
les que ha tingut per als ciutadans.

24. Fonts i context del treball
.La informació d'aquest treball o presentació, bàsicament la he trobat al
llibre de tecnologia industrial.
.També, en alguns apartats m'he ajudat d'algunes pàgines a Internet, com
wikipedia o xtec.
.Les imatges les he trobat en google imatges.
.Alguns enllaços d'on he trobat la informació:
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclear
http://ca.wikipedia.org/wiki/Pluja_àcida
http://ca.wikipedia.org/wiki/Petroli