ENERGÍAS NO RENOVABLES TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 1. INTRODUCCIÓN Para obtener energía, el ser humano está explotando desde sus orígenes, de forma sistemática y progresivamente más tecnificada, las denominadas fuentes de energía, renovables o no renovables. En este tema estudiaremos las energías obtenidas a partir de fuentes como el carbón, el petróleo y el gas natural, es decir combustibles no renovables.

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 2. CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN DE LOS RECURSOS ENERGÉTICOS NO RENOVABLES Las energías no renovables son aquellas que están almacenadas en tiempos geológicos de entre 10 y 100 millones de años (combustibles fósiles) o en tiempos anteriores al geológico (combustibles nucleares); son recursos finitos y se distribuyen geográficamente de forma irregular. Carbón Petróleo Gas natural Combustibles fósiles Arenas asfálticas Pizarras bituminosas Recursos energéticos no renovables Otros hidrocarburos Uranio Torio Combustibles nucleares Energía geotérmica

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 3. EL CARBÓN Y SUS DERIVADOS (I) Combustible sólido de origen vegetal y color negro Procede de la descomposición de grandes masas vegetales, bajo aguas poco profundas (pantanos, lagunas, deltas), mediante un proceso de sedimentación iniciado hace millones de años. Contiene Carbono y materias volátiles. Variedades de carbón Turba 8500 7000 - 8500 6000 1500

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 3. EL CARBÓN Y SUS DERIVADOS (II) Ventajas del consumo de carbón - Se obtiene una gran cantidad de energía de forma sencilla y cómoda. - El carbón se suele consumir cerca de donde se explota. Se ahorran costes de transporte. Desventajas del consumo de carbón - Su extracción es peligrosa. - Al ser no renovable se agotará en el futuro. - Su combustión genera problemas ambiéntales, especialmente si contiene un índice elevado de azufre. Contribuye al efecto invernadero y la lluvia ácida. Aplicaciones: ● El carbón es la mayor fuente de combustible usada para la generación de energía eléctrica. ● El carbón es también indispensable para la producción de hierro y acero; casi el 70 % de la producción de acero proviene de hierro hecho en altos hornos con ayuda del carbón de coque.

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES Reservas de carbón El carbón se encuentra en casi todas las regiones del mundo, pero en la actualidad los únicos depósitos de importancia comercial están en Europa, Asia, Australia y América del Norte. Reservas en España Es el primer productor de carbón de toda la cuenca del Mediterráneo. El primer filón de hulla en España se descubrió (1713) en la cuenca central asturiana, que más tarde se transformó en el más importante yacimiento nacional. Otro gran centro hullero se forma en los terrenos hercinianos de Sierra Morena (cuenca de Puertollano y cuenca del Bélmez). Reservas Mundiales de carbón. Las reservas mundiales de carbón son enormes. La cantidad de carbón recuperado desde un punto de vista técnico y económico, proporcionaría cinco veces más energía que las reservas del petróleo crudo. Según el Consejo Mundial de la Energía, las reservas recuperables de antracita y carbón bituminoso ascendían a finales de 1980 a más de 1.2 billones de toneladas. De ese carbón recuperable, China tenía aproximadamente un 43%, EE.UU. un 17%, la Unión soviética un 12%, Sudáfrica un 5% y Australia un 4%.

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 3.1. EXTRACCIÓN DEL CARBÓN La explotación de los yacimientos de carbón puede ser: Explotación de cielo abierto: Minas de superficie (lignito) Está en capas que son extraídas a medida que se retira la capa de tierra que está encima. Grandes movimientos de tierra Transporte en camiones de gran tonelaje Importante impacto sobre el entorno natural del lugar Explotación subterránea o en profundidad Instalaciones complejas y complejas (dos pozos como mínimo) Red de trasporte interior Problemas asociados a la extracción: eliminación del grisú o metano (muy explosivo), gases tóxicos, aguas subterráneas (inundaciones). Enfermedades profesionales asociadas: silicosis (respiración sílice).

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 3.2. TRANSPORTE DEL CARBÓN Por ser un material sucio, pesado y difícil de manipular, su comercialización requiere el transporte de grandes tonelajes: Por barco: Requiere instalaciones portuarias y barcos carboneros (150000-225000 tm de carga). Por ferrocarril: Por carretera Combustible relativamente barato, los costes de transporte son primordiales para determinar la rentabilidad.

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 4. PETRÓLEO El petróleo es un líquido oleoso bituminoso de origen natural, está formado por hidrocarburos (H + C), y en menor cantidad por compuestos de azufre y oxígeno. El petróleo se puede clasificar en tres categorías: Parafínico, formado por moléculas CnH2n+2 Asfáltico, CnH2n De base mixta, hidrocarburos de ambos tipos. 4.1. FORMACIÓN DEL PETRÓLEO Se forma bajo la superficie terrestre por la descomposición de organismos vivos acuáticos, vegetales y restos de animales. Aparece formando depósitos o yacimientos al quedar atrapado en una capa o bolsa impermeable o bien una capa de roca muy densa.

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TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 4.2. EXTRACCIÓN DEL PETRÓLEO El petróleo se encuentra en grandes bolsas subterráneas, pueden ser bombeadas con facilidad. Para localizarlas se usan técnicas de tipo sísmico. TIPOS DE EXTRACCIÓN Para su extracción se realiza una perforación mayoritariamente con el método rotatorio. Producción primaria, es el crudo obtenido cuando la propia presión natural del yacimiento fuerza la salida del petróleo. Producción secundaria, cuando se bombea agua o gas en el interior del pozo para aumentar la presión y por tanto la cantidad de petróleo obtenida. Producción terciaria, cuando se disminuye la viscosidad del crudo (inyectando vapor de agua o productos químicos) para que fluya con mayor facilidad.

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TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 4.3. REFINADO DEL PETRÓLEO El petróleo no se utiliza directamente, debe someterse a un proceso de refino o destilación fraccionada. Se introduce el crudo sometido a Tª 400 ºC, se transforma en vapor y va condensándose en una torre, obteniéndose los productos: gases, naftas, queroseno, gasóleo, fuel, residuos ligeros (vaselina), residuos pesados (parafinas, alquitrán) y otros derivados (plásticos, disolventes, etc.).

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TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 4.3. TRANSPORTE DEL PETRÓLEO El petróleo se traslada desde los yacimientos a las factorías o refinerías y de allí a las zonas de consumo. Ello implica miles de km en ocasiones. Este transporte se realiza por vía marítima, terrestre o una combinación de ambas. Vía marítima, mediante los petroleros o superpetroleros de hasta 200000 tm de crudo. No está exento de riesgos como la pérdida de la carga que produce mareas negras. Vía terrestre, mediante los oleoductos que conectan los amarraderos de los puertos de destino con las refinerías (oleoductos de crudo) o éstas con los lugares de consumo (oleoductos de productos refinados).

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 4.4. PRODUCTORES Y CONSUMIDORES DE PETRÓLEO

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 5. COMBUSTIBLES GASEOSOS El GAS es un combustible de origen fósil que se encuentra en el subsuelo y procede de la descomposición de materia orgánica atrapada entre estratos rocosos. Los principales son: Gas de hulla, obtenido por destilación del carbón, propiedades similares al gas natural. Gas natural, extraído de yacimientos subterráneos, es una mezcla de hidrocarburos principalmente metano (CH4) . Propano y butano, obtenidos por destilación del petróleo, llamados gases embotellados, se almacenan en bombonas o tanques metálicos.

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES GAS NATURAL Incoloro, inodoro e inflamable. Más ligero que el aire Poder calorífico 10600 kcal /m3. Transporte: Mediante tuberías de acero (gasoductos) Por mar en buques metaneros, para ello se licúa a -160 ºC para reducir 600 veces su volumen.

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 6. CENTRALES TERMOELÉCTRICAS Son instalaciones industriales destinadas a la producción de energía eléctrica, basadas en la transformación de la energía calorífica de los combustibles en energía mecánica (cinética) y ésta en energía eléctrica.

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TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES INCONVENIENTES DE LAS CENTRALES TERMOELÉCTRICAS Contaminación atmosférica: por cada tonelada de carbón o petróleo se arrojan varias toneladas de CO2 a la atmósfera. Anhídrido carbónico (CO2), provoca el efecto invernadero. Monóxido de carbono (CO), generado por mala combustión o falta de aire, es altamente contaminante y tóxico. Niebla “smog” o lluvia ácida, provocada por el óxido de azufre, procede de la exposición a la luz solar de los gases emitidos por las chimeneas, pueden provocar afecciones cutáneas y respiratorias. Contaminación térmica, cuando las centrales son refrigeradas en ciclo abierto, se vierte agua caliente al medio ambiente próximo (ríos o mares) produciendo cambios en el ecosistema debido a esta variación de temperatura.

TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES 7. CENTRALES NUCLEARES Son instalaciones que transforman la energía liberada durante la fisión (ruptura) o fusión (unión) de núcleos atómicos. En ambos procesos parte de la materia es convertida en energía según la ecuación: Se trata de centrales térmicas que utilizan la energía obtenida en un proceso de fisión.

CENTRALES NUCLEARES Principio: TIPOS DE CENTRALES: Ruptura del núcleo de Uranio emisión de dos isótopos + liberación de 3 neutrones + ENERGIA TERMICA REACCIÓN EN CADENA TIPOS DE CENTRALES: PWR:  reactor de agua a presión dos circuitos BWR:  reactor de agua en ebullición  un solo circuito PARTES DE LAS CENTRALES

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TEMA 12: ENERGÍAS NO RENOVABLES INCONVENIENTES DE LAS CENTRALES NUCLEARES Riesgos nucleares accidentales Riesgos en funcionamiento normal: Contaminación térmica Contaminación radiactiva RESIDUOS RADIACTIVOS: Cementerios radiactivos.

Origen de la electricidad consumida 2007 Fuente: Red Eléctrica Española