13.-+Recursos+energéticos+y+minerales.

=Tema 13: Recursos energéticos y Minerales =

Índice
 * Energía y características
 * Calidad
 * Rentabilidad económica
 * Sistemas energéticos
 * Rendimiento energéticos
 * Coste energético
 * Energías convencionales
 * Combustibles fósiles
 * Energía Nuclear
 * Energía Hidroeléctrica


 * Energías renovables
 * Energía Solar Directa
 * Energía Solar indirecta


 * Uso eficiente de la energía
 * Recursos minerales
 * Metalíferos
 * No metalíferos

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ = ** Energía y Características ** =

Energía: capacidad para realizar un trabajo. El 99% de la energía de La Tierra proviene de forma directa o indirecta del Sol y puede aparecer de muchas formas (calorífca, electromagnética, mecánica elástica..) Su utilidad se evalúa en función de la capacidad de producir trabajo útil. A mayor calidad, mayor concentración.

Térmica a altas temperaturas (>2500ºC); Luz solar concentrada; Nuclear ||= Procesos industriales, uso de electricidad para iluminación o motores || Biocombustibles Comida ||= Movimientos de vehículos Procesos industriales Producción de electricidad || Flujo de agua a alta velocidad Vientos fuertes Térmica a temperaturas moderadas (100-1000ºC) Madera y deshechos orgánicos ||= Procesos industriales sencillos || Flujos de agua a velocidad lenta Vientos flojos Energía geotérmica dispersa ||= Calentamiento de casas y locales ||
 * = Calidad ||= Tipos de Energía ||= Utilidad ||
 * = Muy Alta ||= Electricidad;
 * = Alta ||= Térmica a altas temperaturas(1000-2500ºC)
 * = Moderada ||= Luz Normal del Sol
 * = Baja ||= Térmica a bajas temperaturas

Rentabilidad de la energía, inidicada por su accesibilidad, facilidad de explotación y transporte, su utilización dependerá del precio, a menos precio más utilización.

Sistemas energéticos
Son el conjunto de procesos realizados sobre la energía desde sus fuentes originarias hasta sus usos finales sus fases son:
 * 1) __Captura o extracción:__ conseguir la energía de la fuente original
 * 2) __Transformación__: Generar fuente de energía
 * 3) __Tranporte:__ Llevar los recursos hasta su lugar de utilización
 * 4) __Consumo:__

El rendimieno es la relación de la energía suministrada y la que obtenemos en porcentaje, siempre será menor del 100%, ya que existirán pérdidas debidas al incremento de la entropía y otras que se pueden corregir.

Es el precio que pagamos por utilizar la energía, aunque existen costes ocultos o insumos que muchas veces se abonan con los impuestos que pagamos.
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Combustibles fósiles
El 79.6% de la energía convencional del mundo es de origen fósil. Éste tipo de energía provoca graves problemas de contaminación e incremento del efecto invernadero pero no podemos abandonar su uso hasta que se encuentren sustitutos adecuados, pues la sociedad se paralizaría. La solución propuesta es ir sustituyendo poco a poco estos recursos por otros que tengan menor impacto sobre el entorno. **Carbón** Se produce por la acumulación se restos vegetales en el fondo de pantanos, lagunas o deltas que posteriormente sufren un proceso de fermentación. El principal uso del carbón es su combustión en centrales térmicas para producir electricidad (30% de electricidad mundial). Las centrales térmicas producen grandes impactos ecológicos, por ello se han propuesto varias estrategias para minimizar estos impactos:
 * Sustitución del combustible por otro con menos azufre.
 * Preprocesado del combustible para eliminar el máximo combustible posible.
 * Diseño de centrales térmicas más eficientes que eliminen el azufre antes de emitir gases.

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**Petróleo**
Se originó por la muerte masiva del plancton marino, debido a cambios bruscos de temperatura o salinidad del agua, que al sedimentar junto a cienos y arenas formó los barros sapropélicos. Ambos componentes sufren una transformación: la materia organica se convierte en hidrocarburos, mientras que los cienos y arenas constituyen la roca madre. Su transporte se realiza a través de los conocidos oleoductos, pero la forma más habitual es mediante grandes petroleros, que presentan un elevado riesgo de accidentes. Se extrae en forma de crudo, que no tiene ninguna aplicación directa, por lo que se le somete a un proceso de refinado conocido como destilación fraccionada

**Gas natural**
Procede de la fermentación de la materia orgánica acumulada entre los sedimentos. Su extracción es muy sencilla, por lo que la explotación es muy económica, es transportado por gaseoductos, que aunque son caros, son sencillos y de bajo riesgo. Se utiliza directamente en los hogares y en la industria y comienza a sustituir al carbón en centrales térmicas.

Energía nuclear: Fisión
http://www.youtube.com/watch?v=tQa4LONy9XM&feature=related

Ha pasado de ser considerada la resolución de los problemas energéticos a ser el método más peligroso e inadecuado de producir energía. Funcionamiento de un reactor nuclear: Al dividirse un núcleo de uranio-235 por el impacto de un neutrón en dos núcleos más ligeros se produce energía y electrones más rápidos que al chocar entre los núcleos de uranio provocarán su fisión, dando lugar a una gran liberación de energía en muy poco tiempo, luego pasa a un proceso de refrigeración compuesto por tres circuitos: Una central nuclear puede afectar al microclima haciéndolo más cálido y húmedo a la vez que puede incrementar la temperatura de los ríos y alterar el ecosistema. A los 3 ó 4 años las barras de uranio-235 son retiradas y almacenadas en una piscina dentro del reactor, cuando la piscina se llena se transportan a e re procesado donde se extrae el plutonio y otros isotopos de corta vida media
 * Circuito primario: contacto con el material radiactivo
 * circuito secundario: enfría al primario
 * Tercer circuito: licua el vapor producido en el secundario

Energía hidroeléctrica
Se genera mediante embalses que permiten concentrar y almacenar dicha energía, generada por turbinas conectadas a una dinamo. La energía hidroeléctrica es de bajo coste y mínimo mantenimiento, no emite contaminación durante su funcionamiento y favorece la regulación del caudal, por otro lado reduce la diversidad biológica, dificulta la emigración de los peces, transporte de sedimentos, cambia el micro clima y la composición química del agua embalsada y eutrofización de sus aguas. La presa acelera a erosión que produce su colmatación además de la posible rotura



Energías alternativas

En nuestra sociedad actual, se están contemplando el uso de otras energías diferentes a los combustibles fósiles y la fisión del uranio, debido a los problemas que se derivan de su obtención y de su uso. Por ello se están intentando desarrollar las energías alternativas, que dependen del sol. Estas fuentes de energía que permitirían mantener el ritmo de desarrollo de nuestra sociedad cuando las energías tradicionales se agoten. Ademas producirían un impacto ambiental mínimo, sin destrucción del medio ambiente, y serían renovables; es decir son energías presentes de forma potencial en la naturaleza, y con posibilidades de utilización prácticamente ilimitadas debido a que su fuente de obtención se renueva constantemente.



Sistemas arquitectónicos pasivos
En la actualidad, se construyen casas pensadas para ser lo mas ahorradoras energeticamente. Retienen el calor, protegen del frio, aprovechan la energía solar y renuevan el aire interior mezclandolo con el aire exterior limpio.

Centrales Térmicas Solares
En este proceso se utiliza la energía térmica procedente del sol para producir electricidad. Se captura y se concentra la luz solar mediante un conjunto de espejos planos que se mueve siguiendo al sol y que reflejan la luz hacia un único punto situado en lo alto de una torre central.

Una vez concentrado el calor solar se utilizará para calentar el aceite hasta 400º C que recorrerá un circuito cerrado. Este circuito calienta a su vez el agua que circula por otro circuito, transformándola en vapor. Este vapor moverá una turbina conectada con un generador de energía eléctrica.

Centrales solares fotovoltaicas
Las centrales solares fotovoltaicas son aquellas que permiten convertir directamente la luz del sol en electricidad. Para ello se utiliza un material semiconductor que al absorber protones proporciona una corriente de electrones, o lo que es lo mismo, corriente eléctrica.



Energía Eólica
Esta energía hace siglos que es usada por el ser humano gracias a los molinos de viento. En nuestros días, los aerogeneradores son los descendientes de aquellos molinos y convierten la energía cinética del movimiento de sus aspas en energía eléctrica mediante una dinamo.



A pesar de que se trata de una energía limpia, tiene un gran impacto visual, es un peligro para las aves y además, incrementa la erosión puesto que seca la superficie del suelo cercana.

Cada vez se está convirtiendo en una energía mas económica debido a las propuestas de innovación en este campo de la energía renovable. Como consecuencia de su variación de producción energética, se la ve mas como una energía complementaria a las otras fuentes tradicionales de energía reduciendo de esta manera el consumo de combustibles fósiles.

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Energía Mareomotriz
Las mareas son producidas por la interacción entre los sistemas Sol-Tierra-Luna. De ellas podemos obtener energía eléctrica de manera totalmente renovable. Para poder aprovechar los movimientos de las mareas se ha de construir un una presa que cierre una bahía o estuario y que per mita que la marea alta la atraviese. De esta manera se aprovecha la energía cinética resultante de la entrada de agua a la bahía y la que resulta de la salida de agua moviendo una turbina que hace girar el generador convirtiendo la energía cinética en energía eléctrica.

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 * → Ventajas:**
 * La energía mareomotriz puede generar 635.000 GW/h anuales, lo que equivale a 1.045.000.000 barriles de petróleo o 392.000.000 toneladas de carbón/año.
 * Es renovable, ya que se obtiene a base del movimiento del agua del mar y, como ya sabemos, mares y océanos cubren el 75% de la superficie de nuestro planeta.
 * Es limpia, es decir, no contamina la atmósfera.
 * La vida útil de las centrales es bastante larga.
 * Tiene una gran facilidad de predicción, frente a otras energías renovables.
 * → Inconvenientes:**
 * Las centrales suponen un impacto visual negativo en el paisaje.
 * Pueden causar otros problemas medioambientales, ya que alteran la flora y la fauna costeras.
 * La inversión inicial para construir las centrales mareomotrices es bastante grande, aunque después el mantenimiento es relativamente barato.
 * El traslado de la energía desde la central hasta los puntos de suministro es complicado y bastante costoso.
 * El flujo eléctrico es variable e intermitente, ya que la energía no se produce de manera constante.
 * No se pueden instalar en cualquier zona costera. Debe hacerse en golfos, bahías o estuarios, lo que limita la explotación de la energía sólo al 20% de las áreas costeras mundiales.
 * De toda la energía producida por las mareas, sólo es aprovechable un tercio, ya que el resto se disipa mar adentro.
 * Para que la marea pueda aprovecharse, la altura de las olas debe ser superior a cuatro metros.

Energía Geotérmica
El calor existente en el interior de la Tierra es también una fuente de energía. Es posible utilizar esta energía en zonas volcánicas para obtener vapor de agua y agua caliente. De hecho, en las centrales geotérmicas se puede introducir agua fría a través de cañerías a bastante profundidad y recoger vapor de agua a presión por otras cañerías. El vapor mueve una turbina para así, hacer girar un generador y convertir la energía cinética en energía eléctrica. También se puede aprovechar el agua caliente resultante para calefacción y agua caliente en los hogares.



Las perforaciones buscando la energía geotérmica han llegado a los 3500m de profundidad buscando siempre una mayor energía que directamente proporcional a la profundidad.

El problema de la energía geotermica es que no es renovable (a pesar de que es limpia: solo emite vapor de agua a la atmósfera) puesto que la energía térmica de los pozos no dura mas que quince años y tarda millones en volver a regenerarse.

El Hidrógeno como combustible
Se trata del gas mas abundante del universo. En la Tierra se encuentra formando el agua y otras moléculas como los combustibles fósiles. Ademas su combustión es mucho mas ventajosa que la del petroleo. El hidrógeno se obtiene del gas natural (en su mayoría) y de la hidrólisis del agua por medio de una corriente eléctrica. En este ultimo se descompone el agua en Hidrógeno y Oxígeno mediante una corriente eléctrica. Se está investigando su obtención por medio de la fotolisis del agua.

Las ventajas del hidrógeno como combustible son:


 * El hidrógeno obtenido se quema para obtener energía, con la ventaja de que su combustión genera sólo agua y no CO2. Como el hidrógeno se obtiene del agua y su combustión produce agua, se puede considerar como una fuente energética prácticamente inagotable.
 * Se podrían utilizar para su transporte los oleoductos del gas natural que ya existen.

Por desgracia, el método mas usado para obtener Hidrógeno es mediante una reacción con vapor de agua en la cual se desprende CO2 a la atmósfera. Por lo tanto, se sigue contaminado la atmosfera y siendo poco renovable ya que, como ya he explicado, se extrae de combustibles fósiles como el gas natural. Se le considera el combustible del futuro.

Este es un documental muy ineresante sobre el Hidrogeno:
 * [|La era del Hidrogeno]**

Energía de fusión nuclear.
La fusión nuclear se basa en el aprovechamiento de la energía resultantes de la unión entre átomos. Más exactamente de la unión entre isotopos de hidrógeno (deuterio y tritio) debido a su mínima fuerza de repulsión entre núcleos (solo tiene un protón).

Para conseguir que los núcleos se fusionen, primero hay que vencer la repulsión electrostática entre ellos. Subiendo la temperatura a millones de grados se puede conseguir, pero el problema es que todavía no se ha concebido un reactor que pueda aguantar temperaturas tan altas. Esta es la reacción de la fusión nuclear

Deuterio + Tritio = Helio + neutrones + energía (17.6 MeV)



Recursos minerales: La minería
Es sobre todo llevada a cielo abierto causando graves impactos en el medio ambiente, los terrenos quedan en situación de degradación total. Los principales impactos son:


 * Impactos sobre la atmósfera: partículas sólidas, polvo y gases
 * Impactos sobre las aguas: arrastre de partículas sólidas, elementos tóxicos, aceites, carburantes...
 * Impactos sobre el suelo: ocupación irreversile
 * Impactos sobre la flora y fauna: a causa de la ocupación del suelo eliminación de la flora y fauna
 * Impactos sobre la morfolo´gia del paisaje:
 * Impactos sobre el ambiente sociocultural: aumento tráfico y alteración de zonas de interés turístico

Los recursos minerales se dividen en 2 tipos:
 * 1) Recursos minerales metalíferos:Se extraen de yacimientos donde se encuentran concentrados, según la concentración del metal en el mineral se dice que es mena(si la concentración es elevada), del mineral sólo se aprovecha el metal, lo demás es desechado. Los minerales metalíferos se dividen en abundantes y escasos. las explotaciones del yacimiento se llaman minas.
 * 2) Recursos minerales no metalíferos


 * Minerales usados como fertilizantes(P, N, y K)
 * Roca empleadas en la constucción:
 * Bloques de piedra extraídos de canteras
 * Rocalla( cualquier tipo de roca triturada)
 * Arena y grava extraídas en la graveras de formación natural
 * Cemento (mezcla de caliza y arcilla)
 * Hormigón(mezcla de cemento arena o grava)
 * Yeso
 * Arcillas
 * Vidrio