Fuentes de energía
Las fuentes de energía primarias son todas aquellas formas de energía naturales que actualmente utiliza el hombre. Se clasifican en renovables y no renovables
- Las energías no renovables son todas aquellas que nos proporciona la naturaleza, pero que una vez consumidas, no hay forma de obtener de nuevo. Sus reservas son limitadas
- Las energías renovables son todas aquellas que están disponibles para el ser humano sin peligro de que se agoten, pues la propia naturaleza las proporciona
Las energías secundarias son todas aquellas energías resultantes de la transformación de las energías primarias en otro tipo de energía (gasolina)
Los combustibles fósiles
Son el carbón, el petróleo y el gas natural, todas proceden de restos vegetales y otros organismos vivos que hace millones de años fueron sepultados por efecto de grandes cataclismos o fenómenos naturales y se fueron transformando por la acción de microorganismos bajo unas condiciones de temperatura y presión adecuadas.
- El carbón
Tipos de carbón
- Carbón mineral: procede de grandes masas de vegetación sepultadas que sufrieron un proceso de carbonización total o parcial. Se distinguen 4 tipos: antracita, hulla, lignito y turba.
- Carbones artificiales: son fabricados por el ser humano.
- Carbón vegetal: se obtiene quemando madera apilada en montones recubiertas de barro para evitar el contacto con el aire.
- Carbón de coque: se obtiene de la destilación seca del carbón de hulla y se utiliza fundamentalmente en el alto horno para la obtención de acero a partir del hierro.
Aplicaciones del carbón
- Fabricación de carbón de coque: se emplea para la fabricación del acero, donde realiza dos funciones:
- Servir como combustible para fundir el hierro
- Emitir gases que reaccionen con los óxidos ferrosos para transformarlos en hierro
- Obtención de productos industriales: gas ciudad, vapores amoniacales, grafito casi puro o alquitrán
- Central térmica clásica:
Una central térmica transforma la energía calorífica de un combustible (gas, carbón,fuel) en energía eléctrica.
1. Se calienta el agua líquida, que ha sido bombeada hasta un serpentín de calentamiento, mediante una caldera que obtiene energía de la combustión del combustible (carbón pulverizado, fuel o gas).
2. El agua líquida pasa a transformarse en vapor; este vapor es húmedo y poco energético.
3. Se sobrecalienta el vapor que se vuelve seco, hasta altas temperaturas y presiones.
4. El vapor sobrecalentado pasa por un sistema de conducción y se libera hasta una turbina, provocando su movimiento a gran velocidad, es decir, generamos energía mecánica.
5. La turbina está acoplada a un alternador solidamente que, finalmente, produce la energía eléctrica.
6. Finalmente, el vapor se enfría, se condensa y regresa al estado líquido mediante un condensador. El agua líquida forma parte de un circuito cerrado y volverá otra vez a la caldera. La corriente eléctrica se genera a unos 20.000 voltios de tensión y se pasa a los transformadores para elevar la tensión hasta unos 400.000 voltios, para su traslado hasta los puntos de consumo.
Carbón y medio ambiente
La combustión del carbón afecta de una manera significativa al ser humano:
1. Impacto medioambiental: la combustión del carbón origina una serie de deterioros medioambientales importantes, como la emisión de los óxidos de azufre o los óxidos de nitrógeno. Provocando grandes efectos:
- Efecto invernadero: es el aumento del tanto por ciento de dióxido de carbono en la atmosfera, que hace que los rayos entren en la atmosfera atravesando el CO2 sin dificultad, pero cuando los rayos infrarrojos intentan salir, son absorbidos.
- Lluvia acida: se genera como la consecuencia de la emisión de azufre y óxidos de nitrógeno en la atmosfera, a veces estas precipitaciones ocurren a gran distancia del lugar de emisión.
- Perdida de parte del manto fértil del suelo: origina la destrucción de buena parte de los bosques.
- Contaminación de los ríos y deterioro del patrimonio arquitectónico.
2. Tratamiento de los residuos: tanto la obtención del carbón como su posterior utilización generan residuos que deben aminorarse y tratarse. En las proximidades de una mina se suelen generar aguas acidas por la oxidación de piritas y sulfuros.
Tipos de reacciones nucleares:
- Fisión nuclear: consiste en romper un núcleo de un átomo de uranio enriquecido al 3 % o de plutonio. Proceso: se inicia lanzando un neutrón, choca el neutrón con el núcleo, se rompen formando dos nuevos átomos, liberando tres neutrones y gran cantidad de calor, a este fenómeno lo llamamos reacción en cadena. Tipos de centrales:
- PWR: Combustible: uranio enriquecido al 3%; moderador: agua ligera (protón); 2 circuitos de refrigerador: primario (agua en estado liquido) y secundario (el refrigerante, al pasar por el generador de vapor, se convierte en vapor a alta presión); son el 50% de las centrales.
- BWR: Combustible: =; Moderador: =; 1 circuito de refrigeración: el refrigerante que extrae el calor del núcleo pasa a estado gaseoso y se dirige a las turbinas; son el 25% de las centrales
Fusión nuclear: consiste en la unión de átomo más ligeros para conseguir un núcleo más pesado y el desprendimiento de gran cantidad de energía. Esta en estado experimental por varios problemas: Calentar el gas a temperaturas tan elevadas (por lo menos 100 000 000 °C); Disponer de un recipiente que pueda soportar esas altísimas temperaturas; Extraer la energía liberada y transformarla en electricidad; Métodos para contener el plasma: confinamiento inercial y magnético.
Energía nuclear y medio ambiente
- Impacto medioambiental: si una central de fisión funciona con normalidad las emisiones radiactivas no superan las producidas de manera natural, sin embargo, puede haber accidentes debidos a:
- Explosiones de agua radiactiva del circuito primario
- Explosiones del reactor motivadas por un exceso de temperatura al fundirse las paredes que lo recubren
- Tratamiento de los residuos: los residuos de las centrales nucleares son aquellos materiales que están contaminados con radioisótopos y se pueden clasificar en tres tipos:
- De baja actividad: ropas, guantes
- De media actividad: filtros de gases y líquidos usados
- De alta actividad: los combustibles gastados
Los residuos de baja y media actividad se mezclan con hormigón y se introducen en bidones que se almacenan en la propia central y luego se llevan a almacenes definitivos
Los residuos de alta actividad se almacenan provisionalmente en la central, dentro de piscinas de hormigón con agua.