Energías.

Presentación del tema: "Energías."— Transcripción de la presentación:

1 Energías

2 Idea fuerza

3 La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para producir trabajo.
Conceptos previos La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para producir trabajo. La cantidad de energía que contienen los cuerpos se mide por la cantidad de trabajo que puede llegar a realizar. La energía se halla en cada proceso de la Tierra: el calor, el viento, la vida, el movimiento. Actualmente la mayor parte de la energía es obtenida de combustibles fósiles de carácter no renovable (petróleo, carbón y gas). Los combustibles fósiles, al ser quemados para obtener la energía contenida en ellos, producen anhídrido carbónico que al liberarse a la atmósfera aumentan el efecto invernadero natural. Entre las energías renovables encontramos la energía eólica, biomasa, geotérmica, hidráulica y la energía solar.

4 Dos principios básicos:
La energía ni se crea ni se destruye: se transforma. La energía pasa de formas concentradas a formas dispersas. ¿Hay muchas clases de energía? La energía sólo es una, pero se presenta de diferentes formas: •        E. Mecánica.- debida a la velocidad o la altura (cinética, potencial). •        E. Electromagnética.- aparece con los campos eléctricos o magnéticos. •        E. Térmica.- a partir de una combustión (aumento de temperatura). •        E. Química.- se pone de manifiesto cuando ocurre una reacción química. •        E. Eólica.- aire en movimiento. •        E. Nuclear.- Desintegración de los núcleos de algunos átomos. •        Etc.

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6 El petróleo

7 Cambio climático uso de energías

8 Energías alternativas
Las energías renovables en las que se trabaja actualmente son: La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento. La energía hidráulica, consistente en la captación de la energía potencial de los saltos de agua, y que se realiza en centrales hidroeléctricas. La energía oceánica o mareomotriz, que se obtiene bien de las mareas (de forma análoga a la hidroeléctrica), o bien a través de la energía de las olas. La energía solar recolectada de forma directa en forma de calor a alta temperatura en centrales solares de distintas tipologías, o a baja temperatura mediante paneles térmicos domésticos, o bien en forma de electricidad mediante el efecto fotoeléctrico mediante paneles fotovoltaicos. La energía geotérmica producida al aprovechar el calor del subsuelo en las zonas donde ello es posible. La biomasa por descomposición de residuos orgánicos o bien por su quema directa como combustible.

9 Eólica Ventajas: Es un tipo de energía renovable que tiene su origen en procesos atmosféricos, debidos a la energía que llega a la Tierra procedente del Sol. Es una energía limpia, que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. No requiere una combustión que produzca dióxido de carbono (CO2), por lo que no contribuye al incremento del efecto invernadero ni al cambio climático. Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines, por ejemplo en zonas desérticas, próximas a la costa, en laderas áridas y muy empinadas para ser cultivables.

10 Capacidad instalada LATINOAMERICA Brasil: 256 MW México: 88 MW
Capacidad total de energía eólica instalada (fin de año y últimas estimaciones)[2] Capacidad (MW) Posición País 2006[3] 2005 2004 1 Alemania 20.622 18.428 16.628 2 España 11.730 10.028 8.504 3 USA 11.603 9.149 6.725 4 India 6.270 4.430 3.000 5 Dinamarca 3.136 3.128 3.124 6 China 2.405 1.260 764 7 Italia 2.123 1.717 1.265 8 Reino Unido 1.963 1.353 888 9 Portugal 1.716 1.022 522 10 Francia 1.567 757 386 Total mundial 73.904 58.982 47.671 Capacidad instalada LATINOAMERICA Brasil: 256 MW México: 88 MW Costa Rica: 74 MW Argentina: 27 MW Chile: 20 MW Colombia: 20 MW Cuba: 5 MW Perú: 1 MW Otros países del Caribe: 57 MW

11 Cómo funciona? Puede convivir con otros usos del suelo, por ejemplo prados para uso ganadero o cultivos bajos como trigo, maíz, patatas, remolacha, etc. Crea un elevado número de puestos de trabajo en las plantas de ensamblaje y las zonas de instalación. Su instalación es rápida, entre 6 meses y un año. Su inclusión en un sistema permite, cuando las condiciones del viento son adecuadas, ahorrar combustible en las centrales térmicas y/o agua en los embalses de las centrales hidroeléctricas. Su utilización combinada con otros tipos de energía, habitualmente la solar, permite la autoalimentación de viviendas, terminando así con la necesidad de conectarse a redes de suministro, pudiendo lograrse autonomías superiores a las 82 horas, sin alimentación desde ninguno de los 2 sistemas. Posibilidad de construir parques eólicos en el mar, donde el viento es más fuerte, más constante y el impacto social es menor, aunque aumentan los costes de instalación y mantenimiento. Los parques offshore son una realidad en los países del norte de Europa, donde la generación eólica empieza a ser un factor bastante importante

12 Inconvenientes de la energía eólica
Aspectos técnicos Debido a la falta de seguridad en la existencia de viento, la energía eólica no puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. Por lo tanto, para salvar los "valles" en la producción de energía eólica es indispensable un respaldo de las energías convencionales (centrales de carbón o de ciclo combinado, por ejemplo, y más recientemente de carbón limpio). Sin embargo, cuando respaldan la eólica, las centrales de carbón no pueden funcionar a su rendimiento óptimo, que se sitúa cerca del 90% de su potencia. Tienen que quedarse muy por debajo de este porcentaje, para poder subir sustancialmente su producción en el momento en que afloje el viento.

13 Documentos sobre energía Eólica
Commons alberga contenido multimedia sobre Energía eólica. Asociación Latinoamericana de Energía Eólica (LAWEA). Cámara Argentina de Generadores Eólicos (CADEGE). Asociación Argentina de Energía Eólica (AAEE). Energía Eólica INVAP, Argentina. Efectos negativos de la energía eólica Artículo muy completo sobre la energía eólica en la Solarpedia Generadores eólicos en cornisas Generación de energía eólica mediante mecanismos alternativos The World Wind Energy Association WWEA

14 Ejemplo en COLOMBIA de energía Eólica

15 Máquinas eólicas conocidas como "ruedas de oraciones" fueron utilizadas con fines religiosos en el Tibet y Mongolia varios siglos antes de nuestra era.

16 Características Proyecto Jepirachi
Jepírachi está conformado por 15 aerogeneradores Nordex N60/250 – 1300 kW, para una capacidad instalada total de 19,5 MW de potencia nominal. Además del suministro de las 15 máquinas, una estación de meteorología y los equipos de control y monitoreo, la firma alemana Nordex Energy GmbH contempló los procesos de capacitación y entrenamiento del personal de EE.PP.M. involucrado en el proyecto. El parque eólico Jepírachi puede ser monitoreado y operado vía satélite, en tiempo real, desde el Centro de Control Generación Energía (CCG) de EE.PP.M en Medellín.  También puede ser monitoreado desde la sede del fabricante en Alemania, como parte de la transferencia tecnológica

17 Hidráulica Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable. Central hidroeléctrica de Santa Ana, Bogotá

18 Central hidroeléctrica de Santa Ana
Ejemplo colombiano: Central hidroeléctrica de Santa Ana El Acueducto de Bogotá construyó entre los años 2001 y 2003 la Central Hidroeléctrica de Santa Ana para producir energía eléctrica aprovechando la caída de agua que viene por túneles desde la Planta Wiesner en La Calera hasta el Tanque de Santa Ana en el norte de la ciudad. En el proceso de generación eléctrica, cercana a los 7 megavatios, Santa Ana reducirá, en el transcurso de 10 años, más de doscientas mil toneladas de gases de efecto invernadero a la atmósfera al desplazar el uso de fuentes fósiles como carbón y gas 105 mts

19 Energía solar La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol. La radiación solar incidente en la Tierra puede aprovecharse, por su capacidad para calentar, o, directamente, a través del aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía renovable y limpia, lo que se conoce como energía verde.

20 Ejemplo energía solar sábado, mayo 12, 2007
SOLAR ENERGY: Arriba a Nueva York el barco solar "Sun 21" Después de una travesía de casi 7 meses, el barco solar "Sun 21" arribó a Nueva York tras haber zarpado del puerto de Basen en Suiza, el pasado 16 de octubre en su primer viaje trasatlántico. La embarcación, navegó 7 mil millas náuticas sin consumir una sola gota de combustible debido a que funciona completamente con energía solar.

21 Energía geotérmica 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 radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

22 Así funciona la energía geotérmica

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24 Así funciona la energía geotérmica
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. Un ejemplo, en Inglaterra, fue el "Proyecto de Piedras Calientes HDR" (sigla en inglés: HDR, Hot Dry Rocks), abandonado después de comprobar su inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR se están desarrollando en Australia, Francia, Suiza, Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energía geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se pueden aprovechar económicamente esas fuentes.

25 Energía biomasa Biomasa es la abreviatura de masa biológica, cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo específico. El término es utilizado con mayor frecuencia en las discusiones relativas a la energía de biomasa, es decir, al combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La energía de biomasa que procede de la madera, residuos agrícolas y estiércol, continúa siendo la fuente principal de energía de las zonas en desarrollo

26 Así funciona una central de biomasa

27 El biodisel es un combustible natural que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales (raps o canola) o grasas animales mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiésel o gasóleo obtenido del petróleo.

28 Energía mareomotriz Las centrales maremotrices basan su funcionamiento en las subidas y bajadas de marea. Lo complicado del emplazamiento de estas centrales se basa fundamentalmente en que deben estar situadas en la desembocadura de un río donde al menos las diferencias entre altura de mareas sea de 5 metros como mínimo. Además, se debe contar con una red eléctrica cercana que supla la intermitencia de la producción dependiente del horario de cuando suban o bajen las mareas.

29 Así funciona la mareomotriz

30 CENTRALES DE OLEAJE: APROVECHAMIENTO DE LAS OLAS
   El oleaje es otra fuente de energía renovable que alberga un gran potencial generador de electricidad limpia. La energía cinética contenida en el movimiento de las olas puede transformarse en electricidad de distintas formas.  CENTRALES MAREMOTÉRMICAS: APROVECHAMIENTO DE LAS DIFERENCIAS DE TEMPERATURA. Esta tecnología es diferente a las otras. La diferencia de temperatura entre las aguas superficiales y profundas pueden accionar un motor térmico, de acuerdo con el principio de las bombas de calor. Actúan de la siguiente manera: a través de un evaporador, un fluido pasa del estado líquido a gaseoso pero absorbiendo parte del calor ambiente. Luego, el vapor recupera su estado líquido en un condensador despidiendo calor en el proceso. 

31 La opción nuclear

32 Así es Es aquella que se libera como resultado de cualquier reacción nuclear. Puede obtenerse por fisión (división de núcleos pesados) o por fusión (unión de núcleos atómicos livianos) En las reacciones se libera una gran cantidad de energía: parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía.

33 Actualmente En desarrollo
443 centrales en el mundo España: 7, Argentina: 3

34 VENTAJAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR
Fisión •        Producen una gran cantidad de energía de una manera muy eficiente, que resulta muy barata. •        No producen gases contaminantes para la atmósfera. •        Las reservas de uranio, aunque limitadas, son grandes todavía, ya que requiere solamente cantidades pequeñas de combustible. Las necesidades eléctricas de una ciudad de millones de personas se pueden resolver con solamente 3 kilogramos de combustible por día. Fusión •        La fusión nuclear no produciría ningún residuo radioactivo. El helio, el producto de la fusión nuclear, es un gas noble que es extremadamente estable y hasta el momento no ha mostrado ningún síntoma de ser un peligro para la salud. •        La fusión nuclear puede generar una cantidad inmensa de energía. Los científicos predicen que la fusión nuclear como fuente de energía, tendría bastante potencia para millones de años.

35 Otros usos

36 Una central nuclear es una central termoeléctrica en la que actúa como caldera un reactor nuclear. La energía térmica se origina por las reacciones nucleares de fisión en el combustible nuclear formado por un compuesto de uranio.   El combustible nuclear se encuentra en el interior de una vasija herméticamente cerrada, junto con un sistema de control de la reacción nuclear y un fluido refrigerante, constituyendo lo que se llama un reactor nuclear. El calor generado en el combustible del reactor y transmitido después a un refrigerante se emplea para producir vapor de agua, que acciona el conjunto turbina-alternador, generando la energía eléctrica.

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38 CN Barsebäck (Suecia CN Sizewell B (Inglaterra CN Olkiluoto 3 (Finlandia CN Bugey (Francia)

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40 La fisión nuclear es una reacción en la cual al hacer incidir neutrones sobre un núcleo pesado, éste se divide en dos núcleos, liberando una gran cantidad de energía y emitiendo dos o tres neutrones. Fue descubierta por O. Hahn y F. Strassmann en 1938, al detectar elementos de pequeña masa en una muestra de uranio puro irradiada con neutrones. El proceso de fisión es posible por la inestabilidad que tienen los núcleos de algunos isótopos de elementos químicos de alto número atómico, como por ejemplo el uranio 235, debido a la relación existente entre el número de partículas de carga eléctrica positiva (protones) y el número de partículas nucleares de dichos núcleos (protones y neutrones).

41 La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. La energía producida por el Sol tiene este origen. Para que se produzca la fusión, es necesario que los núcleos cargados positivamente se aproximen venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. En la Tierra, donde no se puede alcanzar la gran presión que existe en el interior del Sol, la energía necesaria para que los núcleos que reaccionan venzan las interacciones se puede suministrar en forma de energía térmica o utilizando un acelerador de partículas. La solución más viable es la fusión térmica. Estas reacciones de fusión térmica, llamadas reacciones termonucleares, se producen en los reactores de fusión y fundamentalmente con los isótopos de hidrógeno

42 Energía nuclear de cuarta generación
Menos residuos y de menor toxicidad; Incrementar su competitividad económica con respecto a las centrales actuales, Que no se favorezca la proliferación de armas nucleares.

43 Lovelock y la opción nuclear
P. En su libro, también se atreve a romper con la ortodoxia verde y defender la energía nuclear como tratamiento paliativo contra el cambio climático. ¿Por qué? R.- Somos fundamentalmente una civilización urbana, y debemos hacer todo lo posible para mantener todas las ciudades que puedan sobrevivir a las consecuencias del cambio climático. Es como cuando cayó el Imperio Romano y los monasterios mantuvieron viva la sabiduría de aquella vieja civilización. En un mundo arrasado por el calentamiento global, las pocas ciudades que sigan existiendo tendrán que desempeñar ese mismo papel para que nuestra civilización no entre en una nueva Edad Media gobernada por señores de la guerra, y todo el planeta sea como la Afganistán actual. Ahora bien, una gran ciudad sólo puede mantenerse si tiene un suministro fiable y constante de electricidad. Entonces, ¿qué es lo que nos queda aparte de la energía nuclear? Ni el sol ni el viento pueden garantizarnos un suministro constante. Yo nunca he sido un defensor fanático de la opción nuclear, pero considero que es fiable, segura, económicamente viable, y eficaz Diario El Mundo, Madrid, 08/03/2007