RECURSOS ENERGETICOS Y MINERALES. UNIDAD 13

Presentación del tema: "RECURSOS ENERGETICOS Y MINERALES. UNIDAD 13"— Transcripción de la presentación:

1 RECURSOS ENERGETICOS Y MINERALES. UNIDAD 13
Segunda parte

2 Energía hidroeléctrica
La energía potencial que impulsa el agua en su camino desde las montañas al mar puede ser capturada y transformada en energía eléctrica mediante los embalses, que permiten concentrar y almacenar dicha energía. Al abrir las compuertas se libera esta energía, impulsando unas turbinas, las cuales estarán conectadas a una dinamo que transformará la energía mecánica en eléctrica

3 En España sólo el 10% de la energía consumida tiene este origen
En España sólo el 10% de la energía consumida tiene este origen. La energía hidroeléctrica es una energía renovable y no contaminante por lo que es una alternativa muy importante frente a los combustibles fósiles. El coste del mantenimiento de estas centrales es mínimo y, además, favorece la regulación del cauce de los ríos, evitando inundaciones y permitiendo el aprovechamiento del agua para otros usos. Pero la construcción de embalses también tiene sus inconvenientes:

4

5

6 Inconvenientes de los embalses:
Inundación de tierras de cultivo. · Reducción del caudal de los ríos. · Disminución del aporte de nutrientes aguas abajo y en la desembocadura de los ríos. · Reducción de la diversidad biológica. · Dificultad para la migración de peces. · Eutrofización de las aguas. · Impacto visual. · Riesgo de catástrofes debidas a la rotura de las presas.

7 Debido a la toma de conciencia sobre el impacto producido por las grandes presas, se están reduciendo mucho los proyectos de nuevas construcciones. Comienzan a aparecer nuevos diseños de pequeñas centrales hidroeléctricas (mini centrales), muy indicados para países en desarrollo porque tienen un menor coste económico, producen menos impacto ambiental y reducen las distancias que deben recorrer los tendidos eléctricos desde las centrales a las poblaciones, lo que disminuye las pérdidas.

8 VENTAJAS DE LA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
1)MINIMO MANTENIMIENTO 2)COSTE DE EXPLOTACIÓN BAJO 3) REGULACIÓN DEL CAUDAL DE LOS RÍOS, lo que facilita el control de las inundaciones, el suministro de agua a industrias, ciudades y cultivos agrícolas 4)Uso deportivo y recreativo de los embalses creados

9 INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
IMPACTO VISUAL DE LA PRESA PÉRDIDA DE SUELO AGRÍCOLA O FORESTAL (por inundación de terrenos) REDUCCIÓN DE LA BIODIVERSIDAD MODIFICACIÓN DEL NIVEL FREÁTICO MODIFICACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EMBALSADA (posible eutrofización) EROSIÓN DE LAS ZONAS COSTERAS DE LA DESEMBOCADURA (deltas, barras etc.) DESPLAZAMIENTOS HUMANOS (emigración)

10 ENERGIAS ALTERNATIVAS: solar, eólica, biomasa, biocombustibles, hidrógeno
ENERGÍA SOLAR: La energía solar es la generada en el Sol por las continuas reacciones nucleares de fusión en las que el hidrógeno se transforma en helio, liberándose gran cantidad de energía en forma de radiaciones que llegan a la superficie terrestre.

11 ENERGÍA SOLAR La gran ventaja de la energía solar es que no se agota, a diferencia de las energías no renovables como el carbón y el petróleo. Además no es contaminante por lo que está destinada a ser una de las energías del futuro sobre todo en países con muchas horas de insolación, como España. En el caso de nuestro país, desarrollar esta energía supone también reducir la dependencia energética exterior.

12 ENERGÍA SOLAR La energía solar también tiene sus inconvenientes, por ejemplo la disponibilidad de sol depende mucho de la región y de la época del año. Consideraremos tres formas de aprovechar esta energía: energía solar térmica, energía solar fotovoltaica y arquitectura solar pasiva.

13 ENERGÍA SOLAR POR VÍA TÉRMICA
Consiste en la captación del calor de las radiaciones solares para calentar un fluido, que posteriormente, según la temperatura alcanzada, es utilizado en distintos usos. Los sistemas basados en la vía térmica pueden ser de baja, media y alta temperatura

14 ENERGÍA SOLAR: VÍA TÉRMICA, Sistemas a baja temperatura
Se llaman así porque utilizan temperaturas entre 35 y 100 ºC. El aprovechamiento de la energía solar a baja Tª se puede realizar de forma PASIVA o ACTIVA PASIVA: su expresión mas general es la arquitectura solar pasiva ACTIVA: Se basa en colectores metálicos que absorben la radiación solar y la convierten en calor que se aprovecha para agua caliente o calefacción

15 La arquitectura solar pasiva utiliza materiales y diseños apropiados para el aprovechamiento térmico de la energía solar y juega con las orientaciones de los edificios para la insolación y la circulación del aire

16 ENERGIA SOLAR POR VIA TERMICA. Sistema de baja temperatura

17 ENERGIA SOLAR POR Vía TÉRMICA: sistemas de media temperatura
Aprovechan la energía solar a temperaturas que oscilan entre los 100 y los 300ºC

18 ENERGIA SOLAR POR Vía TÉRMICA: sistemas de alta temperatura
Se utilizan para aplicaciones que requieren temperaturas superiores a 300ºC, normalmente para producir energía eléctrica. Los rayos solares se concentran por medio de espejos, hasta conseguir una elevada temperatura de un fluido. Este fluido es conducido a un generador de vapor, donde transfiere su calor a un segundo fluido (agua). El vapor mueve la turbina-alternador y se produce electricidad.

19 SISTEMAS DE ALTA Tª Colector solar de concentración parabólico

20 ENERGÍA SOLAR POR VIA FOTOVOLTAICA
Por medio del efecto fotovoltaico, los fotones de la radiación solar pueden producir una corriente eléctrica. Para ello se han diseñado las denominadas células solares o células fotovoltaicas, formadas por láminas muy delgadas de materiales semiconductores(por ejemplo, silicio), donde la energía de la luz solar(fotones) excita los electrones del material semiconductor y su flujo genera electricidad.

21 ENERGÍA SOLAR POR VIA FOTOVOLTAICA
Las células solares se instalan sobre PANELES FOTOVOLTAICOS conectadas en serie o en paralelo de forma que la tensión se ajuste al valor deseado. Debe ponerse, además un sistema de acumulación, un regulador para evitar sobrecargas y un convertidor que transforme la corriente continua producida en los paneles en corriente alterna

22 Instalación de energía
Solar fotovoltaica

23 ENERGÍA SOLAR. USOS TERMICOS DE BAJA Tª: calefacción, agua caliente, climatización de piscinas, invernaderos, secaderos etc. TERMICOS DE MEDIA Tª: Industria, plantas desalinizadoras, generación de vapor, producción de electricidad TERMICOS DE ALTA Tª: Producción de energía eléctrica FOTOVOLTAICA: relojes, calculadoras, teléfonos de urgencia en autopistas, satélites espaciales, señales de trafico…

24 ENERGÍA SOLAR VENTAJAS
INAGOTABLE a escala humana ESCASO impacto ecológico INDEPENDENCIA ENERGETICA de otros países REDUCE EL CONSUMO DE ENERGIAS NO RENOVABLES FUENTE DE ELECTRICIDAD PARA NUCLEOS RURALES AISLADOS DE LA RED ELECTRICA( paneles fotovoltaicos)

25 ENERGÍA SOLAR. INCONVENIENTES
CARÁCTER ALEATORIO EN LA DISPONIBILIDAD (horas de sol, nubosidad…) IMPACTO VISUAL DE LAS GRANDES INSTALACIONES ELEVADO COSTE DE LA PRODUCCIÓN (aunque día a día va disminuyendo) Dificultad de ALMACENAMIENTO de la energía excedentaria USO DE GRANDES EXTENSIONES DE SUELO

26 ENERGÍA EÓLICA La energía eólica o energía producida por el viento ha sido utilizada por la humanidad desde muy antiguo. Por ejemplo, en la navegación a vela y en los molinos de viento con los que se molía el grano desde hace siglos. Sin embargo, en las últimas décadas ha empezado a utilizarse la energía del viento de una forma diferente, transformándola en energía eléctrica. Esa transformación se realiza en un aparato llamado aerogenerador

27 AEROGENERADORES Hay dos modelos, los de eje horizontal y los de eje vertical. En cuanto a la potencia, las hay de pequeña y mediana para aplicaciones aisladas y de alta potencia (mayores de 1 Mw) que se conectan a la red eléctrica. El movimiento de las aspas se utiliza para producir electricidad gracias a una turbina

28 ENERGÍA EÓLICA. USOS Los aerogeneradores de alta y media potencia se utilizan para producir energía eléctrica. (parques eólicos). Los de baja potencia se usan de forma aislada para uso de la energía mecánica como el bombeo de agua, o bien para producir electricidad de uso domestico o agrícola

29

30 ENERGÍA EÓLICA. VENTAJAS
INAGOTABLE (a escala humana) LIMPIA ALTA EFICIENCIA ENERGÉTICA REDUCE EL CONSUMO DE NO RENOVABLES BAJOS COSTES DE MANTENIMIENTO INDEPENDENCIA ENERGÉTICA DEL EXTERIOR

31 ENERGÍA EÓLICA. INCONVENIENTES
CARÁCTER ALEATORIO EN LA DISPONIBILIDAD (días sin viento) POCOS emplazamientos adecuados (los mejores son de difícil acceso) Uso de GRAN EXTENSION DE SUELO ELEVADO COSTE DE PRODUCCION Mayor impacto ambiental que la energía solar: Impacto visual Contaminación acústica Peligro para los animales voladores

32 ENERGÍAS ALTERNATIVAS: BIOMASA
Se puede definir como el conjunto de materia orgánica renovable de procedencia vegetal, animal o resultante de la transformación natural o artificial de la misma

33 ENERGÍAS ALTERNATIVAS: BIOMASA
Fuentes: • Residuos forestales (de podas, clareos) • Desechos agrícolas (poda, paja…) • Desechos animales • Basuras urbanas, a través de la incineración y utilización de calor o vapor de agua. Requiere filtros de partículas sólidas en la emisión de los gases. • Transformación de desechos en biocombustibles:

34 biocombustibles Biogas (60 % metano y 40 % dióxido de carbono) por descomposición anaerobia de residuos Etanol, por fermentación y destilación de cereales, remolacha y caña de azúcar, también de maíz Metanol, por transformación de madera, restos agrarios, basuras y carbón Bioaceites, a partir de semillas oleaginosas como la colza, girasol y soja

35 La leña sigue siendo el combustible básico en muchas zonas del planeta
La leña sigue siendo el combustible básico en muchas zonas del planeta. Su uso abusivo pone en peligro los bosques, por eso, cuando hablamos de “energía de la biomasa” solemos referirnos a aplicaciones novedosas de esa energía. Una de ellas consiste en aprovechar el gas procedente de la descomposición anaerobia de los restos orgánicos en los vertederos de basura y de los lodos en las E.D.A.R.; en ambos casos se genera biogás con un 60 % de metano. Del biogás puede obtenerse electricidad en las centrales térmicas.

36 BIOMASA. USOS Producción de electricidad Producción de agua caliente
Usos domésticos Generación de vapor para uso industrial.

37 BIOMASA. VENTAJAS Barata Limpia” Rentable
Requiere tecnologías sencillas

38 BIOMASA. INCONVENIENTES
Alto contenido en residuos inutilizables (15 al 90 %) Es rentable si se utiliza allí donde se extrae Requiere que plantemos tantos árboles como los que usamos (sostenibilidad) Bajo rendimiento energético Producción estacional y dispersa (en el caso de la forestal y agrícola)

39 PROBLEMÁTICA DE LOS BIOCOMBUSTIBLES
Los biocombustibles son la gran esperanza ante el agotamiento del petróleo, pero también pueden ser una fuente de conflicto cuando se desvía un producto alimentario, como ha pasado con el maíz, a la generación de combustible. Esto ha hecho que el precio del maíz haya aumentado y que no puedan acceder a él muchas personas en el tercer mundo que lo consumen como alimento básico.

40 los biocombustibles son generados a partir de la biomasa.
El etanol, por ejemplo, se puede obtener de la fermentación y posterior destilación de cereales, remolacha y caña de azúcar; se ha probado con éxito en motores de explosión una mezcla de etanol con gasolina. De forma parecida se consigue metanol a partir de restos agrícolas Otra alternativa muy interesante es la de utilizar aceites vegetales en vehículos con motor diesel porque no exige cambios en dichos motores (BIODIESEL)

41 EL AHORRO DE ENERGÍA La principal fuente energética a partir de la crisis de 1973 es el ahorro. Para ello es necesario: • Disminuir el nivel de vida para ahorrar • Hacer un estudio profundo de nuestro gasto energético • Analizar las pérdidas de energía • Utilizar la cogeneración de energía, producción combinada de dos formas útiles a partir de una sola fuente

42 Medidas de ahorro energético
1.)Aumentar eficiencia del sistema eléctrico (globalmente es del 33 % lo que obliga a generar el triple de energía de la que consumimos). Se pueden construir centrales más costosas, incentivar los negavatios (ayudas para consumidores ahorradores) y realizar auditorías para corregir las pérdidas.

43 2.)Valorar el coste real de la energía que consumimos a través del ciclo de vida de los
aparatos eléctricos. 3.) Valorar los costes ocultos de la energía como la contaminación generada en la producción de la electricidad en lugares alejados de nuestra casa. ¿qué ocurre en algún lugar del mundo cuando encendemos el interruptor? 4.) Reducir el consumo en los diferentes sectores: industrial (ha mejorado), transporte (ha empeorado por la utilización masiva de vehículos privados), hogar, agricultura y servicios.

44 5.)Establecer medidas de ahorro personales, como uso de transporte público,
revisar el consumo de automóviles, arquitectura solar pasiva, (bioclimatica) aislamientos para impedir pérdidas, electrodomésticos eficientes, reciclado de materiales.

45 RECURSOS MINERALES La industria actual depende de unos 88 minerales diferentes, todos ellos procedentes de la corteza continental, dada la dificultad de extracción de la corteza oceánica. Los minerales se extraen de los yacimientos. Para que sea rentable debe haber una proporción elevada del metal Las explotaciones se llaman minas y pueden ser a cielo abierto o profundas.

46 Impactos medioambientales de la minería
Mayor en el caso de la minería a cielo abierto, dado que se remueven grandes cantidades de tierra y que, una vez abandonada la explotación, quedan expuestas a una degradación total. La normativa obliga a realizar trabajos de restauración de modo que estas labores se incluyen en los estudios de rentabilidad de la explotación.

47 Impactos medioambientales de la minería SOBRE LA ATMOSFERA
Partículas sólidas Polvo Gases Ruidos

48 Impactos medioambientales de la minería SOBRE EL AGUA
Contaminación de aguas superficiales por escorrentía Arrastre de partículas sólidas Elementos tóxicos Contaminación de acuíferos por aceites, hidrocarburos, etc.

49 Impactos medioambientales de la minería SOBRE EL SUELO
Ocupación irreversible del suelo Modificación en su uso Contaminación por metales o inertes Eliminación del suelo

50 OTROS IMPACTOS de la mineria
Alteraciones de la flora y vegetación Alteraciones del paisaje Aumento de algunos riesgos geológicos (corrimientos de tierras)

51 COGENERACION La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil Al generar electricidad mediante una dinamo o alternador, movidos por un motor térmico o una turbina, el aprovechamiento de la energía química del combustible es del 25% al 40% solamente, y el resto debe disiparse en forma de calor

52

53 COGENERACION PAU Cogeneración: Producción combinada de dos tipos de energía a partir de una única fuente energética

54 CENTRALES DE CICLO COMBINADO
Con este nombre se conocen las centrales que utilizan gas natural como combustible y que para generar electricidad emplean la tradicional turbina de vapor y una turbina de gas que aprovecha la energía de los gases de escape de la combustión. Con ello se consiguen rendimientos termoeléctricos del orden del 55%, muy superiores al de las plantas convencionales.

55 CENTRALES DE CICLO COMBINADO
Una térmica convencional difícilmente supera un 30% de rendimiento, mientras que las de ciclo combinado pueden alcanzar el 55%-60%. Por ello, su efecto contaminante es también mucho menor: Su producción de CO2 por kilovatio (KW) y hora ronda los 350 gramos, frente a los gramos por KW y hora de las térmicas que consumen carbón

56

57 El HIDRÓGENO Es un gas combustible, cuya combustión produce agua y mucha energía. Se puede producir por hidrólisis del agua mediante una corriente continua. -USOS Se están realizando estudios para producir hidrógeno con la energía eléctrica excedentaria que no puede almacenarse (ej. Con renovables en momentos puntuales en que la producción supera a la demanda)

58 El HIDRÓGENO VENTAJAS La combustión del hidrógeno no es contaminante El hidrogeno es fácil de almacenar y transportar por tuberías INCONVENIENTES Es muy explosivo y su almacenaje y transporte pueden ser peligrosos A día de hoy está en fase de investigación y experimentación

59 Energía geotermica A buscar por el alumno (usos, ventajas e inconvenientes)

60 Sin palabras Cum Dederit de Vivaldi, interpretado por Sandrine Piau, con imágenes del documental Home del fotógrafo Yann Arthus-Bertrand. Espectacular, da que sentir y que pensar.

61

62