Central nuclear cmc

Formas de Producción de hidrógeno

Producción de Hidrógeno a partir de biomasa

1. Reformado de Fluidos bioderivados

Este proceso Consta de dos partes. En la primera se procede al reformado en reactor donde Sucede la reacción química principal y en la segunda se realiza el proceso de Purificación con vapor de agua y oxidación selectiva de monóxido a dióxido de Carbono.

Reformado con vapor de agua:CH3CH2OH+3H20—6H2+2CO2

Reformado por oxidación parcial CH3CH2OH + 3/2H20→3H2 + 2CO2

 Reformado autotérmico: CH3CH20H+H20+O2—4H2+2CO2

2. Pirólisis

Es una descomposición térmica acelerada de La materia orgánica en ausencia de oxigeno, de forma que los productos químicos Obtenidos son gases varios (H2 CH2 CO y CO.), hidrocarburos condensables (alquitranes y aceites); y cierto residuo carbonoso conocido como char.  

3. Fermentación

Existen dos tipos bien diferenciados. La Primera de ellas es la fermentación alcohólica, la cual tiene lugar en plantas Que han almacenado previamente la energía solar en forma de hidratos de carbón  sencillos (azúcares) o complejos (almidón o Celulosa), y gracias a los cuales se obtiene etanol mediante una serie de fases Químicas (pretratamiento de biomasa, hidrólisis,).

Fermentación: C2H6OH+2H20 +½02 5H, + 2CO

El segundo tipo de fermentación se Conoce como anaeróbica y consiste en una digestión microbiana en ausencia de Oxígeno de la mezcla de gases conocida como biogás (CH, y CO,) junto con una Suspensión acuosa.

4. Gasificación

Básicamente se trata de un conjunto de Reacciones termoquímicas que tienen lugar en un ambiente pobre en oxígeno para Trasformar un sólido en gases susceptibles de ser combustionados en motores de Combustión interna, calderas o turbinas. En función del tipo de gasificador, Existen dos tecnologías desarrolladas: la de lecho móvil y la de lecho fluidazado.

Producción de Hidrógeno a partir de energía solar producción de hidrógeno por medio de Electrólosis

1-Electrólisis a elevada temperatura del vapor de aguar Genera tanto el calor como la energía eléctrica gracias a discos parabólicos e Instalaciones de torre central.
Las reacciones químicas tienen lugar en Reactores tubulares, planos y monolíticos y responden a fórmulas tales como las Siguientes

 Reacción globat:H20—H2+1/2º2

Cátodo: 2H20+4e → 2H2 + 20

Ánodo: 202—02+4E-

Este proceso de electrólisis puede Tener lugar  tanto a temperatura Ambiental como a temperaturas altas,  en Vez de agua en estado líquido, se obtiene vapor en estado gaseoso. Presenta la Indudable ventaja de precisar menor energía eléctrica.

2. Métodos termoquímicos

Se Incluyen: termólisis directa del agua, ciclos termoquímicos, generalmente de Dos pasos, basados en la reducción de óxidos metálicos, así como el cracking, El reformado y la gasificación de hidrocarburos. Estos procesos utilizan la Radiación solar concentrada como fuente calorífica de alta temperatura para Llevar a cabo una reacción endotérmica. Para conseguir razones de concentración Elevadas se hace uso de dos de las tres configuraciones ópticas más comunes: Discos parabólicos y sistemas de torre, ya que con colectores Cilíndico-parabólicos no se alcanza el nivel necesario de temperatura.

¿CÓMO FUNCIONAN LOS MOTORES DE HIDRÓGENO?

Los Motores de hidrógeno funcionan gracias a una reacción Química que se produce, en el pasado momento en el que se crea la energía Necesaria para poner en funcionamiento el vehículo.El proceso es sencillo, en Un motor de hidrógeno se combinan tanto el hidrógeno como el aire que Son constantemente introducidos en el motor.Gracias a la combinación de estos, Se produce la electricidad necesaria para mover el vehículo y también El agua, que en este caso sería el equivalente a los gases de escape de un Vehículo convencional. el hidrógeno es una fuente de energía limpia, Sostenible y por tanto respetuoso con el medio ambiente, puesto que Las emisiones que producen es agua, en vez de CO2.

Estos vehículos utilizan Generalmente el hidrógeno en uno de estos dos métodos: combustión o Conversión de pila de combustible. En la combustión, el hidrógeno se quema en un motor de explosión, de la misma forma que la gasolina. En la conversión de pila de combustible, el hidrógeno se oxida y los electrones Que este pierde es la corriente eléctrica que circulará a través de pilas de Combustible que mueven motores eléctricos – de esta manera, la pila de Combustible funciona como una especie de batería.

 PILA DE COMBUSTIBLE hidrógeno

Las células de combustible o también llamadas pilas de Combustible, es el elemento fundamental de un vehículo de Hidrógeno, puesto que se trata del elemento de almacenamiento y transporte de La energía limpia de estos motores que no emiten ningún tipo de residuo ni gas Contaminante. Su funcionamiento es bastante parecido al de una batería Convencional.Están formadas por un cátodo y un ánodo, separadas por Una membrana central. Es en el momento en que el hidrógeno llega a la membrana Cuando se produce una reacción química. Al producirse esta reacción química, el Hidrógeno se divide en electrones cargados negativamente y en iones de Hidrógeno con carga positiva.Es entonces cuando los iones positivos se Desplazan por la membrana y los electrones también lo hacen, lo que propicia Una corriente eléctrica que hace que el motor se mueva. 
Los iones de Hidrógeno al combinarse con el oxígeno acaban por formar El agua que sale por el tubo de escape.

En la actualidad las pilas de combustible tienen una muy buena Eficiencia energética, son capaces de obtener 2 kilowatios por litro o Kilo de combustible.
Esto se ha podido conseguir gracias a la Conexión en serie de hasta 200 células simples, que son de 1 voltio cada una, y Que transforman las variaciones de presión en variaciones de intensidad de Corriente logrando de esta manera que la potencia llegue al rotor.

Formas de Almacenamiento de hidrógeno

1. Depósitos Criogénicos

Es una de las Más esperanzadoras posibilidades para almacenar hidrógeno. En estado líquido, El hidrógeno tiene una densidad lo suficientemente alta como para que, en un Tanque del mismo cubicaje que uno de gasolina, sea rentable  trasportar suficiente energía para un consumo Habitual del equivalente en dicho combustible. Este combustible permanecerá  liquido en  condiciones de temperatura extremas, muy Próximas a la friolera  de -253°C.Es Inevitable que pequeños flujos térmicos terminan invadiendo el depósito Evaporando en  pequeñas cantidades de Hidrógeno líquido que deberán ser venteadas  En ciertos periodos para evitar los peligrosos aumentos de la presión de La mezcla líquido-gas.

2.Hidruros Metálicos:

es la segunda de las soluciones  de almacenaje de hidrógeno. Se basa en que Existen ciertos metales que son hidrogenofilos  tienen cierta tendencia a combinarse Químicamente con el hidrógeno, si bien es cierto que los enlaces químicos Formados no son especialmente fuertes. Se aprovechan los propios gases Calientes del escape del automóvil  para Provocar la desorción del hidrógeno contenido en los metales.  este proceso termoquímico es reversible, de Manera que se puede rellenar el depósito de hidruro metálico tantas veces como Sea necesario. Se logran densidades de hidrógeno dentro de los hidruros Metálicos mayores incluso que las del hidrógeno liquido:  tendremos más hidrógeno en un hidruro Metálico que en hidrógeno en fase líquida.

3.Tanques de Hidrógeno en estado gaseoso es  el menos ventajoso de los sistemas de Almacenamiento . Consiste en disponer en el automóvil de depósitos de hidrógeno En estado gaseoso. Esto precisa cubicajes inmensos e imposibles de incluir en Un coche convencional, incluso presurizando el hidrógeno a altas presiones . A Estas  presiones necesitan materiales muy Resistentes  que son también materiales muy Pesados.

Central nuclear Partes y funcionamiento

Una central nuclear es una instalación industrial en La que se genera electricidad a partir de la energía térmica producida mediante Reacciones de fisión en la vasija de un reactor nuclear.El componente central De una central es el reactor, que es la instalación donde se aloja el combustible Nuclear y que cuenta con sistemas que permiten iniciar, mantener y detener, de Modo controlado, reacciones nucleares de fisión que liberan grandes cantidades De energía térmica.La energía térmica liberada se utiliza para calentar agua Hasta convertirla en vapor a alta presión y temperatura. Este vapor hace girar Una turbina que está conectada a un generador que transforma la energía Mecánica del giro de la turbina en energía eléctrica, lista para su utilización Industrial.

Las centrales nucleares constan principalmente de Cuatro partes:

·El reactor Nuclear, donde se Produce la reacción nuclear.

·El generador de vapor de agua (sólo en las centrales de tipo PWR).

·La turbina De vapor, que mueve Un generador para producir electricidad con la expansión del vapor.

·El condensador, un intercambiador de calor que enfría el vapor transformándolo nuevamente En líquido.

El reactor nuclear es el encargado de realizar La fisión de los átomos del combustible nuclear, como uranio, generando como residuo el plutonio, liberando una gran cantidad de energía calorífica Por unidad de masa de combustible.

El generador de vapor es un intercambiador de calor Que transmite calor del circuito primario, por el que circula el agua que se Calienta en el reactor, al circuito secundario, transformando el agua en vapor De agua que Posteriormente se expande en las turbinas de vapor, produciendo el movimiento De éstas que a la vez hacen girar los generadores eléctricos, produciendo La energía eléctrica. Mediante un transformador se aumenta la tensión eléctrica a la de la red de transporte de energía Eléctrica.

Después de la expansión en la turbina el vapor Es condensado en el condensador, donde cede calor al agua fría Refrigerante. Una vez condensado, vuelve al reactor nuclear para empezar el Proceso de nuevo.

Las centrales nucleares siempre están cercanas a un Suministro de agua fría, como un río, un lago o el mar, para el circuito de refrigeración, ya sea utilizando torres de refrigeración o no.

Central de Fusión

 La fusión Nuclear es una reacción nuclear en la que dos núcleos de átomos ligeros, en General el hidrógeno y sus isótopos (deuterio y tritio), se unen para formar Otro núcleo más pesado, generalmente liberando partículas en el proceso. Estas Reacciones pueden absorber o liberar energía, según si la masa de los núcleos Es mayor o menor que la del hierro, respectivamente.

Un ejemplo de reacciones de fusión son las que tienen Lugar en el sol, en las que se produce la fusión de núcleos de hidrógeno para Formar helio, liberando en el proceso una gran cantidad de energía en forma de Radiación electromagnética, que alcanza la superficie terrestre y que Percibimos como luz y calor.

Para que tenga lugar una reacción de fusión, es necesario Alcanzar altas cotas de energía que permitan que los núcleos se aproximen a Distancias muy cortas en las que la fuerza de atracción nuclear supere las Fuerzas  de repulsión electrostática

-Para lograr la energía necesaria se pueden utilizar Aceleradores de partículas o recurrir al calentamiento a temperaturas muy Elevadas se denomina fusión térmica y consiste en calentar los átomos hasta Lograr una masa gaseosa denominada plasma, compuesta por electrones libres y átomos altamente ionizados.

-Es necesario garantizar el confinamiento y control Del plasma a altas temperaturas en la cavidad de un reactor de fusión el tiempo Necesario para que se produzca la reacción.

-También es necesario lograr una densidad del plasma Suficiente para que los núcleos estén cerca unos de otros y puedan dar lugar a Las reacciones de fusión.

Central de Fisión y aplicaciones

La fisión nuclear es la reacción en la que el núcleo De un átomo pesado, al capturar un neutrón incidente, se divide en dos o más Núcleos de átomos más ligeros, llamados productos de fisión, emitiendo en el Proceso neutrones, rayos gamma y grandes cantidades de energía.

El núcleo que captura el neutrón incidente se vuelve Inestable y, como consecuencia, se produce su escisión en fragmentos más ligeros Dando lugar a una situación de mayor estabilidad. Además de estos productos, en La reacción de fisión se producen varios neutrones que al incidir sobre otros Núcleos fisionables desencadenan más reacciones de fisión que a su vez generan Más neutrones. Este efecto multiplicador se conoce como reacción en cadena.

Para que se produzca una reacción de fisión en cadena Es necesario que  se cumplan ciertas condiciones de geometría del material Fisionable y se supere un umbral determinado de cantidad del mismo, conocido Como masa crítica. La fisión puede llegar a producirse de forma Espontánea, pero es necesaria la existencia de un neutrón que incida Con la energía adecuada.

Se Utiliza como requisito previo para la completa automatización de las líneas de Producción de alta velocidad, y se aplica a la investigación de procesos, la Mezcla, el mantenimiento y el estudio del desgaste y corrosión de instalaciones Y maquinaria.

La Tecnología nuclear también se utiliza en la fabricación de plásticos y en la Esterilización de productos de un solo uso.

-Aplicaciones Que utilizan la tecnología nuclear para propulsarse. En esta segunda categoría Se incluyen los cruceros, portaaviones, submarinos…

Se Emplean radiofármacos, técnicas como la radioterapia para el tratamiento de tumores Malignos, la teleterapia para el tratamiento Oncológico o la biología radiológica que permite esterilizar productos médicos.

La Aplicación de los isótopos a la agricultura ha permitido Aumentar la producción agrícola de los países menos desarrollados.

La Tecnología nuclear resulta de gran utilidad en el control de plagas de insectos, En el máximo aprovechamiento de los recursos hídricos, en la mejora de las Variedades de cultivo o en el establecimiento de las condiciones necesarias Para optimizar la eficacia de los fertilizantes y el agua.

La radiactividad

Es un fenómeno físico natural, por el cual algunas Sustancias o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que Tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir Fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Debido a esa Capacidad se las suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las No ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas en forma De rayos X o rayos gamma, o bien partículas, como pueden ser núcleos de Helio, Electrones o positrones, protones u otras.

Impacto medioambiental de los residuos de las Centrales nucleares

El impacto medioambiental de la energía nuclear es Resultado del ciclo completo del combustible atómico que dicha central necesita Y del conjunto de operaciones precisas para su correcta operación y Mantenimiento. Aunque el impacto medioambiental de las plantas nucleares en Relación con la emisión de gases de efecto invernadero es muy pequeño comparado Con las plantas de potencia térmica de carbón y petróleo, sí que existen Riesgos ciertamente catastróficos. Existen dos de ellos realmente graves: la Temible posibilidad de que un recalentamiento del combustible nuclear libera Cantidades masivas de productos de la fisión hacia el medioambiente, así como La del empleo de tales residuos para fabricar armamento nuclear. Se podría Decir que la energía atómica tiene al menos cuatro fuentes de desechos Nucleares que pueden dañar el medioambiente: 1. Combustible nuclear gastado Ubicado en el propio reactor. 2. Relaves (partículas arrastradas y mezcladas Con agua y barro) en minas de uranio, 3. Isótopos radiactivos peligrosos: Estroncio , yodo  y cesio . 4. Otros Materiales radiactivos y carcinógenos también de alta peligrosidad.