Recursos energéticos y minerales.
Tipos de recursos.
Energías no renovables.
Energías (potencialmente) renovables.
Energías renovables (continuas).
Medidas de ahorro energético.
Recursos minerales.
Size: 2.94 MB
Language: es
Added: Feb 22, 2016
Slides: 72 pages
Slide Content
Recursos I. Recursos energéticos y minerales.
Índice. Energías no renovables. Energías renovables y continuas. Medidas de eficiencia energética y ahorro. Conceptos básicos. Recursos minerales.
RECURSOS Conceptos básicos. Aunque la terminología varía, debéis conocer las 3 categorías!!!
Humanidad y medio ambiente. Funciones del M.A. Un recurso es toda materia o energía , producto, servicio o información que es útil para la humanidad, bien para cubrir nuestras necesidades o/y para satisfacer nuestros deseos . Natural Humano/cultural COMPROBADAS RECUPERABLES COMPROBADAS IN SITU RESERVAS : parte del recurso cuya cantidad y localización son conocidos , su aprovechamiento es técnicamente posible y es económicamente rentable.
Su tasa de renovación es rápida. Es posible explotar el recurso de forma continua si la tasa de utilización es menor que la tasa de renovación. Su tasa de renovación es independiente de la tasa de utilización. Son inagotables. Su tasa de renovación es muy lenta, abarca tiempo geológico, mucho más que una generación humana. Energía es la capacidad de producir trabajo. De acuerdo al recurso utilizado para producirla… Conceptos básicos. No Renovables Renovables Continuas ENERGÍAS
Un sistema energético es el conjunto de procesos realizados sobre la energía desde su fuente originaria hasta sus usos finales. Las etapas generales de un sistema son: Extracción de energía primaria. Transformación en energía secundaria. Transporte de la energía hasta lugar de consumo. Consumo de la energía secundaria. Cada paso entre etapa implica la pérdida de parte de esa energía. El rendimiento expresa esas pérdidas energéticas. Rendimiento = (E sale/E entra)*100 Conceptos básicos.
Energías no renovables.
Energías no renovables. Carbón El carbón es un combustible fósil de alto poder calorífico. Procede de la transformación de restos vegetales en ausencia de O 2 . La explotación del carbón se puede hacer de distintas formas. La minería subterránea : realización de dos pozos (principal y auxiliar) de los que arrancan galerías que llegan hasta las capas de carbón. La minería a cielo abierto es la extracción del carbón removiendo con grandes máquinas los materiales que se encuentran encima del carbón
Energías no renovables. Carbón Desarrollo de una gran masa vegetal (un bosque ) en zonas de fácil inundación como pueden ser los deltas o las llanuras próximas al litoral ( medios parálicos ) Inundación de la zona ocupada por la masa vegetal y enterramiento de los restos vegetales y recubiertos por sedimentos como limos o arcillas Transformación de los restos vegetales en carbón, por bacterias anaerobias. La lignina y la celulosa se transforman en carbono, CH4 y CO2. El terreno se pliega, quedando el carbón acumulado en el subsuelo. Está sometido a alta presión y temperatura. 1 2 3 4
Energías no renovables. Se queman en centrales nucleares para producir energía eléctrica.
Energías no renovables. PROBLEMAS AMBIENTALES DEL CARBÓN
Utilizar carbones con menos azufre y con menos impurezas, así disminuye la producción de óxidos de S y otros gases tóxicos. Retener mediante filtros las partículas sólidas de pequeño tamaño emitidas en la combustión. Restituir y recuperar mediante vegetación el paisaje de las zonas sometidas a labores de minería a cielo abierto. Depuración de las aguas utilizadas en el lavado del carbón y en otras actividades mineras antes de ser devueltas a los ríos. Energías no renovables. ATENUACIÓN DE IMPACTOS
El petróleo es un líquido viscoso, negro, formado por una mezcla de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos, y otros compuestos con N y S. Los restos de plancton marino (zoo y fitoplancton) constituyen la materia orgánica a partir de cuya transformación se origina el petróleo. Los yacimientos más importantes están en Oriente Próximo (2/3 de las reservas mundiales). Hay yacimientos importantes en el golfo de México, mar del Norte y Ártico, mar Negro, Siberia. En España en el delta del Ebro. Se considera que hay petróleo para un tiempo máximo de un siglo. Energías no renovables. Petróleo
Energías no renovables. Petróleo Algunos tipos de trampas de petróleo. La explotación se realiza mediante perforaciones.
Energías no renovables. Acumulación de los restos orgánicos ( plankton ) sobre el fondo de una cuenca sedimentaria. Enterramiento de los restos orgánicos en un ambiente anóxico . Las bacterias anaeróbicas los transformarán poco a poco en petróleo. Este proceso se ve favorecido por el aumento de presión y temperatura debido a un mayor enterramiento. Mezcla de los restos orgánicos con los sedimentos y posterior recubrimiento por fangos arcillosos o calcáreos de modo que se impida la oxidación Petróleo Generalmente, después se produce la migración del petróleo a través de rocas porosas, hasta que encuentra rocas impermeables donde se acumula. Esas estructuras geológicas se llaman "trampas petrolíferas". Se forma así un yacimiento. Se dice que migró desde la "roca madre" donde se formó, hasta la "roca almacén".
UTILIZACIÓN DEL PETRÓLEO La utilización del petróleo requiere un tratamiento previo que se hace en "plantas petroquímicas" (refinerías). Mediante procesos de destilación fraccionada, se separan una gran cantidad de productos, la mayoría de ellos energéticos, a partir del "crudo". Los principales usos de los derivados del petróleo son: Gasolinas combustible de automóviles. Gases licuados derivados del petróleo combustible de calefacciones y calderas. Queroseno combustible de aviones. Gasóleos combustibles de motores diesel y de calefacciones domésticas. Fuel- oil combustible en centrales térmicas para producir electricidad y en generadores industriales de calor. Otros productos: plásticos, fibras sintéticas, pinturas, lubricantes.
La destilación fraccionada del petróleo Cuando se calienta la mezcla de distintos líquidos que constituye el petróleo, cada uno de ellos alcanza el punto de ebullición a una temperatura diferente, de modo que se convierte en gas y se separa fácilmente del resto, primero los productos más ligeros, que tienen la temperatura de ebullición más baja.
Energías no renovables. PROBLEMAS AMBIENTALES DEL PETRÓLEO
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos (metano, propano), cuyo origen está asociado al de los yacimientos petrolíferos y en menor medida a los de carbón (yacimientos del mar del Norte). El gas natural se forma en condiciones de mayor presión y temperatura que el petróleo (mayor enterramiento). El transporte del gas hasta las zonas de consumo se realiza a través de gaseoductos o bien en forma de líquido en cisternas y buques especiales. El gas natural se utiliza directamente para usos domésticos (cocinas, calefacción…), en la industria (producción de calor en procesos industriales) y en centrales térmicas para la producción de energía eléctrica. Energías no renovables. Gas natural
Su extracción es fácil , económica y con pocos riesgos medioambientales, excepto los escapes de metano que incrementan el efecto invernadero. Su transporte hasta los puntos de consumo es más sencillo y más barato, aunque hay riesgos de fugas o roturas en los gasoductos. Su combustión es menos contaminante que la del carbón y el petróleo, ya que produce menos CO 2 , no produce gases derivados del S y N. Su poder calorífico es más alto. Actualmente se está desarrollando una red de gaseoductos para su distribución a los lugares de consumo. Será el combustible fósil de uso más generalizado en los próximos decenios. España es un país importador de gas natural aunque tiene algunos yacimientos de cierto interés como el de Sabiñánigo (Huesca) o el de Bermeo (Vizcaya). VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE GAS NATURAL Energías no renovables.
Se llama así a la energía que se libera en transformaciones que pueden sufrir los núcleos de algunos átomos. Energías no renovables. Energía nuclear de fisión Mecanismos R uptura de un núcleo atómico al ser bombardeado por neutrones. [Energía no renovable] U nión de dos núcleos atómicos ligeros. [Energía continua] FUSIÓN FISIÓN
FISIÓN NUCLEAR Combustible que usa el reactor. Esos neutrones chocan contra otros núcleos, y producen más colisiones nucleares. Se desata una reacción en cadena que debe ser controlada mediante un MODERADOR. Energías no renovables.
Central Nuclear El calor que se produce es estas reacciones es empleado en la producción de vapor de H 2 O que mueve turbinas acopladas a generadores eléctricos (como otras centrales térmicas de carbón o gas natural). Energías no renovables.
LOS PROCESOS DE LA FISIÓN NUCLEAR Los procesos de fisión nuclear se producen en el interior de reactores nucleares y liberan una gran cantidad de energía que se transforma en energía eléctrica. En los reactores nucleares se emplean como combustible barras de uranio-235 mezclado con plutonio-239. Al impactar un neutrón sobre un núcleo de U- se rompe dando lugar a dos núcleos más ligeros y se liberan neutrones acelerados, radiaciones y una gran cantidad de energía . Estos neutrones desprendidos, chocan con nuevos núcleos, provocando su fisión produciendo una " reacción en cadena ". La reacción se controla introduciendo un " moderador " (agua pesada, grafito) para absorber los neutrones para que no produzcan nuevas fisiones y de ese modo se "enfríe" la reacción.
El alto poder energético del uranio (1 Kg. de uranio produce un millón de veces más energía que 1Kg. de carbón). El relativo reducido coste y la abundancia del combustible nuclear (minerales de uranio). No se produce combustión , no contamina la atmósfera por emisiones de gases como ocurre con los combustibles fósiles, por tanto no contribuye al aumento del efecto invernadero. Puede ser una alternativa , durante un tiempo, a la utilización de los combustibles fósiles. VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE LA FISIÓN Energías no renovables.
Riesgos debidos a la posibilidad de accidentes con emisiones radiactivas muy peligrosas ( Chernobil 1986). En los reactores nucleares se producen residuos nucleares que continúan activos durante un largo tiempo (de 10.000 a 200.000 años). El almacenamiento de tales residuos supone un riesgo permanente de escapes radiactivos. En las labores mineras y en los procesos de tratamiento de los minerales radiactivos se producen emisiones radiactivas. Contaminación térmica de las aguas empleadas en la refrigeración de las centrales nucleares, que causa alteraciones en los ecosistemas acuáticos. Es una energía no renovable , incompatible por tanto con los planteamientos del "desarrollo sostenible". Energías no renovables. PROBLEMAS AMBIENTALES DE LA FISIÓN
Energías (potencialmente) renovables.
Energías (potencialmente) renovables. Biomasa Biomasa es la materia orgánica animal o vegetal por unidad de superficie. Ej. Kg/m 2 . NATURAL RESIDUAL
La biomasa puede ser aprovechada para obtener energía útil (calor, electricidad, energía mecánica…) A partir de la biomasa, se pueden obtener Productos sólidos como los pellets y briquetas, se emplean en la producción de calor en calderas Productos líquidos como biocombustibles ( biodiesel ) Productos gaseosos ( biogás ) Energías (potencialmente) renovables. Biomasa
Energías (potencialmente) renovables. Biomasa ¿Por qué es una energía sostenible?
Es potencialmente renovable , además apenas contamina el Medio ambiente, ya que no contribuye a la destrucción de la Capa de Ozono . Disminuye la dependencia de los combustibles fósiles. Ayuda a la limpieza de los montes y al uso de los residuos de las industrias. Tiene un coste muy inferior al de la energía convencional: es hasta cuatro veces más barato. Gran variedad de combustibles disponibles aptos para consumo en la misma caldera . Existe un gran excedente de biomasa . VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE LA BIOMASA Energías (potencialmente) renovables.
Debe ser transformada en energía en los puntos de producción ya que su transporte haría que el proceso no fuera rentable. La combustión de algunos productos produce contaminación atmosférica con NO x y CO 2 (incremento del efecto invernadero). Al aumentar la demanda de cereales puede aumentar el precio de alimentos básicos como el pan, especialmente en países en vías de desarrollo. La producción vegetal intensiva para biocombustibles requiere grandes superficies de cultivo y deforestación. Los rendimientos de las calderas de biomasa son algo inferiores a los de las calderas que usan un combustible fósil líquido o gaseoso . Energías (potencialmente) renovables. PROBLEMAS AMBIENTALES DE LA BIOMASA
Residuos sólidos urbanos (RSU): Obtención de energía. La utilización de los RSU como fuente energética se apoya en alguno de los siguientes procesos: Incineración . Se obtiene así calor que puede ser empleado en la producción de energía eléctrica. Provoca contaminación atmosférica. Descomposición anaeróbica en digestores . Se obtiene así el biogás que será utilizado como carburante en los procesos de incineración, para producir calor o para la producción de electricidad . Descomposición anaeróbica en vertederos . Se obtiene también biogás para producir calor o para la producción de electricidad . Energías (potencialmente) renovables.
CENTRAL HIDROELÉCTRICA
1º. Embalse que permite almacenar la energía del agua para su transformación. Un sistema de tuberías forzadas trasladan el agua desde el embalse hasta las turbinas situadas en un nivel inferior. 2º. Turbinas entran en rotación al ser impulsadas por el agua. Los generadores son máquinas que reciben la rotación de las turbinas y la transforman en energía eléctrica. 3º. Parque de transformación en el que la energía eléctrica producida en los generadores se prepara para su transporte. 4º. Red de distribución que transporta la energía producida en las centrales hasta los puntos de consumo. Energías (potencialmente) renovables. HIDRÁULICA
Es una energía potencialmente renovable . No produce contaminación (sí el embalse…) Es una energía barata puesto que los costes de mantenimiento de las instalaciones son muy bajos. Es autóctona en el sentido de que normalmente se puede producir en las mismas regiones en que se consume. La construcción de embalses permite la regulación de los cauces fluviales disminuyendo el riesgo de inundaciones y se almacena agua para otros fines como el regadío, la industria, consumo urbano, etc. VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE LA E. HIDRAÚLICA Energías (potencialmente) renovables.
La destrucción de ecosistemas y el traslado de poblaciones. Riesgo inducido de inundaciones por rotura de las presas. Dificultan las migraciones de la fauna fluvial. Producen una disminución de nutrientes en las aguas de los ríos a partir de la presa y cortan la navegación fluvial. Facilita los procesos de eutrofización. Cambios en el microclima de la zona. Producen importantes cambios geológicos en su entorno: Favorece la sedimentación aguas arriba del embalse y en el propio embalse conduciendo a su colmatación (tienen una vida limitada), Cambios en los niveles freáticos de los acuíferos de la cuenca regulada por el embalse. Energías (potencialmente) renovables. PROBLEMAS AMBIENTALES DE LA E. HIDRAÚLICA
Energías renovables (continuas).
La energía eólica está siendo aprovechada desde hace siglos mediante los molinos de viento . El aprovechamiento actual se realiza mediante aerogeneradores que transforman la energía mecánica del viento en energía eléctrica. Se instalan muchos en un área formando un " parque eólico ". Energías renovables (continuas). EÓLICA
Es una energía renovable No contamina. Es autóctona, es decir, se produce en las mismas regiones en que se consume. Las instalaciones se amortizan muy pronto y los costes de explotación son muy bajos. Su producción contribuye a disminuir el uso de combustibles fósiles (energías no renovables). Energías renovables (continuas). VENTAJAS DE LA E . EÓLICA
No es una fuente constante de energía ; hay épocas del año en que los vientos son flojos. Los parques eólicos producen un fuerte impacto visual y ruido (contaminación acústica). Puede afectar a la avifauna . En España la energía eólica está en expansión con una tecnología propia muy avanzada. Hay parques eólicos de cierta importancia en la zona del estrecho de Gibraltar (Tarifa), en Canarias, en Aragón, en Castilla la Mancha, en Galicia y Asturias. Energías renovables (continuas). PROBLEMAS AMBIENTALES DE LA E. HIDRAÚLICA
El Sol es la principal fuente energética de nuestro planeta. De una manera indirecta, captamos la energía solar a través del viento, las olas, la energía hidráulica (ciclo hidrológico). De una manera directa, podemos captar la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica . Energías renovables (continuas). SOLAR
Consiste en el aprovechamiento de la energía solar para calentar agua de uso doméstico o industrial o bién para la producción de electricidad. Existen diferentes sistemas: Con sistemas de espejos orientados para concentrar el calor sobre un punto donde es absorbido por un fluido (agua, aceite). Este fluido caliente es introducido en algún sistema de producción de electricidad o bien, en el caso del agua, es introducido en circuito de consumo (uso doméstico). Paneles solares térmicos, con un acumulador de agua, para consumo doméstico. Energías renovables (continuas). SOLAR TÉRMICA
Energías renovables (continuas). SOLAR TÉRMICA
Ventajas e Inconvenientes Ventajas de esta fuente energética: Es una energía no contaminante. Renovable Autóctona. Causa un bajo impacto ecológico. Entre sus inconvenientes están: Es una fuente energética irregular en el tiempo. Las instalaciones pueden producir un impacto visual La vida media de las instalaciones no es muy larga.
Consiste en la conversión de la luz solar en energía eléctrica. Las unidades de producción son las " células fotovoltaicas” que están formadas por cristales de silicio. Este material es un semiconductor y al incidir un fotón de luz sobre él se produce un movimiento de electrones dentro del cristal, es decir, se produce una corriente eléctrica. Las células fotovoltaicas se agrupan formando los paneles solares fotovoltaicos. Energías renovables (continuas). SOLAR FOTOVOLTAICA
Energías renovables (continuas). SOLAR FOTOVOLTAICA
Ventajas e inconvenientes Ventajas Es una fuente no contaminante, renovable y autóctona. No requiere el uso de agua en el proceso. Las instalaciones tienen un mantenimiento mínimo. Permite electrificar zonas muy apartadas de la red de distribución eléctrica. Inconvenientes Las instalaciones requieren espacio amplio por lo que producen un gran impacto visual. La producción es variable en el tiempo ya que depende de las condiciones de insolación. La potencia que se obtiene en las instalaciones fotovoltaicas es muy baja.
Se aprovecha la corriente que se produce al subir y bajar el nivel del mar con las mareas La oscilación mareal en zonas costeras de latitudes altas puede llegar a ser muy relevante (más de 10 m.). En el Cantábrico las mareas vivas oscilan entre los 4-5 m. Actualmente están en estudio las centrales mareomotrices. Se trata de la instalación de turbinas a la entrada de bahías con una amplia oscilación mareal. Hay una instalación en el norte de Francia en el estuario de La Rance . Energías renovables (continuas). MAREMOTRIZ
Energías renovables (continuas). MAREMOTRIZ
Ventajas e inconvenientes Ventajas Es una energía renovable. No contamina. Presumiblemente de bajo coste. Inconvenientes Produce impacto paisajístico. Puede causar problemas en los ecosistemas marinos.
Se trata de aprovechar el calor interno de la Tierra como energía primaria, en zonas de elevado flujo térmico . Las centrales geotérmicas constan de perforaciones verticales por las que se inyecta agua a presión, se calienta en profundidad y se recupera para ser usada: Con fines domésticos o urbanos ( agua caliente , calefacción) En centrales para la producción de energía eléctrica . Se limita a algunos emplazamientos muy específicos como Islandia o Nueva Zelanda. Energías renovables (continuas). GEOTÉRMICA
Energías renovables (continuas). GEOTÉRMICA
Energías renovables (continuas). GEOTÉRMICA
V entajas : se trata de una energía renovable y no contaminante . Inconvenientes : La energía que debe ser consumida en el entorno próximo a la zona de donde se obtiene. Hay pocas zonas adecuadas para el aprovechamiento geotérmico. Problemas en las instalaciones debido a la alta mineralización de las aguas. Ventajas e inconvenientes
Energías renovables (continuas). FUSIÓN NUCLEAR
Los núcleos atómicos deben aproximarse mucho entre sí. Tal aproximación sólo es posible a temperaturas muy altas (10 millones de grados, como en el interior del Sol) A esas temperaturas, los núcleos se encuentran desligados de los electrones de la corteza atómica, un estado de la materia que se conoce como " plasma ". La reacción más interesante para la producción de energía, es la del deuterio con el tritio (isótopos del Hidrógeno de masa atómica 2 y 3). En esta reacción se produce h elio y se desprenden neutrones y energía . Energías renovables (continuas). FUSIÓN NUCLEAR
La ventaja de la fusión frente a la fisión es la ausencia de residuos radiactivos y no se originan radiaciones . La fusión nuclear podría ser la fuente energética del futuro . El gran problema, aún no resuelto, es que no existe ningún material que pueda contener los reactivos a temperaturas tan altas. Una de las posibilidades es un confinamiento magnético . Ventajas e inconvenientes
El aumento de la población y del nivel de desarrollo ha supuesto un aumento de la demanda energética y 2/3 de la energía producida se pierde en el transporte y en la distribución hasta los puntos de consumo. Diversificar lo máximo posible las fuentes energéticas. Fomentar el modelo de desarrollo sostenible . Utilización más eficaz de los recursos energéticos. Promover la investigación y el desarrollo de nuevas fuentes de energía. Desarrollar medidas de ahorro energético. Minimizar el impacto ambiental producido por la explotación de los recursos energéticos . Medidas de ahorro energético .
Aplicar la Regla de las “tres erres”: reducir, reutilizar y reciclar . Usar más transporte público. Tecnologías más modernas , más eficaces. Usar vehículos de transporte más eficientes y ligeros, que consumen menos combustible . Uso de energías renovables para ahorrar comb . fósiles. Subvencionar las energías renovables Construir viviendas y edificios bioclimáticos , que usen la energía con mayor eficiencia . Electrodomésticos (Clase A) y lámparas de bajo consumo Impuestos sobre emisiones de CO 2 , sobre el carbón u otras formas de energía . Ecotasa por contaminar (Baleares) Instalación de termostatos para controlar la temperatura Medidas de ahorro energético .
La "arquitectura bioclimática”: consiste en el diseño de edificios teniendo en cuenta el clima de la zona , aprovechando los recursos disponibles (sol, vegetación, lluvia, vientos) para disminuir los impactos ambientales, intentando reducir el consumo de energía. Se trata de adoptar en cada zona climática un tipo de arquitectura que supongan una mayor adaptación al entorno natural . Estos modelos coinciden con la llamada arquitectura tradicional . Medidas de ahorro energético . ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA
El color de los edificios La orientación al sur (hemisferio norte), denominada “arquitectura solar pasiva“. El espesor de los muros. El aislamiento del edificio. Los tipos de acristalamiento El tamaño de los ventanales. La ventilación. Los materiales empleados en la construcción . Medidas de ahorro energético . ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA
La cogeneración la "cogeneración“ consiste en un aprovechamiento más eficiente de la energía. Se trata de la producción de más de una forma de energía útil a partir de la misma fuente energética. Por ejemplo, la cogeneración a partir de carbón significaría la producción simultánea de: Electricidad Vapor de agua que sería empleado en obtener trabajos mecánicos o en el calentamiento industrial o urbano. Medidas de ahorro energético .
Los recursos minerales se encuentran en zonas muy específicas formando acumulaciones a las que llamamos "yacimientos" En un yacimiento mineral aparecen habitualmente varios minerales asociados : menas y gangas Recursos minerales metálicos y recursos no metálicos (minería subterránea) Rocas ornamentales, áridos, arcillas…(canteras) Los recursos minerales .
Impactos medioambientales Impactos sobre la atmósfera : contaminación mediante partículas sólidas, ruidos Impactos sobre las aguas : contaminación, desviaciones de cursos de aguas (alteración de la dinámica fluvial) Impactos sobre la flora y la fauna Impactos sobre el paisaje . Los recursos minerales .
Minería a cielo abierto : Alteraciones en el paisaje Circulación y almacenamiento de aguas Ecosistemas y suelos Minería subterránea: Alteraciones en las aguas subterráneas (drenaje ácido de minas). Riesgos de colapsos. Escombreras. Contaminación: lavado del mineral. Impactos medioambientales Los recursos minerales . ¿Todo son impactos negativos?
PAISAJE PROTEGIDO RIO TINTO (Huelva)
La mina de diamantes de Mirnyi , Rusia
Restauración de minas En la actualidad, las empresas están obligadas a incluir un plan de restauración de la zona afectada y remediación de problemas graves derivados de la actividad. Los recursos minerales .