presentación energías no renovables
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Energía del carbón, petróleo, gas y nuclearTRANSCRIPT
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Energías
No
Renovables
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Carbón Petroleo
Combustibles fosiles Energía nuclear
No renovables
Hidraulica Solar
Eólica Biomasa
R.Urbanos Maremotriz
De las olas
Alternativas
Renovables
Energías primarias
Fuentes de Energía
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Combustibles fósiles-Carbón: Combustible sólido, poroso, de color negro
compuesto fundamentalmente por carbono y otros elementos
químicos, como hidrogeno, nitrógeno, azufre, oxigeno, etc...
Procede de la transformación de grandes masas de vegetación
que fueron sepultadas.
Tipos de carbón
•carbón mineral: Antracita, hulla, lignito y turba.
•carbón artificial: carbón vegetal y carbón de coque.
Empleo del carbón mineral
Se emplea principalmente para producir electricidad en
centrales térmicas, para producir coque para la siderurgia, y
principalmente en países del tercer mundo, para calefacción.
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Combustibles fósiles
-Carbón vegetal: Se obtiene de la quema parcial de restos de
podas de los bosques en un horno hecho con barro.
Hoy en día se emplea para iniciar fuegos en hornos,
barbacoas, etc. por su buen poder calorífico
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Combustibles fósiles
Coque. Se obtiene de la hulla por un proceso de coquizado en
una cámara cerrada a 1100 ºC durante 16 horas. Luego, el
carbón al rojo vivo se enfría con una cortina de agua.
La energía necesaria para el proceso se extrae de los propios
gases que emana el carbón.
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Combustibles fósiles
Aplicaciones del coque en la siderurgia:
Realiza la función de combustible, gracias a su gran poder
calorífico.
Aporta carbono al hierro, por lo que se hace más duro.
Reduce los óxidos de hierro que tienden a perderse en la
escoria.
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Combustibles fósiles
Productos del carbón: También se extraen otras sustancias
del carbón, como son:
Gas ciudad.
Fertilizantes.
Grafito.
Alquitrán.
Aspirina.
TNT.
Plásticos.
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Combustibles fósiles
Extracción del carbón
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Combustibles fósiles
Partes de una central térmica: Circuito principal de caldera
y turbina, circuito de refrigeración y circuito de tratamiento de
humos.
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Combustibles fósiles
Esquema de una central térmica.
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Combustibles fósiles
Partes de una central térmica: Circuito principal de caldera
y turbina, circuito de refrigeración y circuito de tratamiento de
humos.
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Combustibles fósiles
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CENTRAL
TERMOELECTRICA CLASICA
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EL PETRÓLEO
• El petróleo. El petróleo es un combustible natural formado
por una mezcla de hidrocarburos y otros elementos como
azufre, oxígeno y nitrógeno.
• Origen del petróleo. Inicialmente se produce por la
descomposición de materia orgánica mediante bacterias
aerobias. Posteriormente aparecieron bacterias anaerobias
por la desaparición del oxigeno. La materia orgánica se
transformo en hidrocarburos y se almacenaba en roca
porosa o impermeable.
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Red de Oleoductos en España
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POZOS PETROLÍFEROS
Extracción de petróleo
La localización y extracción del petróleo
o crudo no es una tarea sencilla. Se necesita
Personal muy cualificado y equipos muy
costoso. Por ello es necesario, antes de
proceder a la perforación, hacer un estudio de
las características del terreno.
Una vez localizado el posible pozo de petróleo
(algo que nunca se conoce con certeza) se
procede a la perforación.
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POZOS PETROLÍFEROSSe realizan sondeos con sistemas que permiten la detección de las capas de arcilla.
Posteriormente se extrae el crudo en tres fases: por presión de los gases, mediante
bombas e inyectando agua.
Se separan inicialmente
el agua y el gas que lleva
el petróleo asociados.
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REFINERÍASEl petróleo crudo no se utiliza directamente
tal y como se extrae del yacimiento. Previamente
debe sufrir un proceso de destilación en las
refinerías, con objeto de separar los distintos
hidrocarburos que lo forman.
El proceso de destilación es el siguiente:
1.-Se hace pasar todo el crudo por un horno a una
Tª de unos 340ºC, con lo que todo el petróleo se
transforma en gas.
2.-Este gas se lleva a la parte inferior de la
refinería(torre de fraccionamiento). Los gases
mas ligeros tienden a subir hasta la parte mas alta
de la torre y los mas pesados se condensan en
forma liquida a diferentes alturas. La Tª en la parte
Inferiosr es mas elevada que en su parte alta.
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Hidrocarburos
líquidos,sólidos,gaseosos
Metano+Etano Butano
Propano
Gaseosos
Gasolina Queroseno
Gasoleo Fueloleo
Aceites
Liquidos
Ceras Alquitran
Solidos
Hidrocarburos
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Gas natural-Se ha originado como consecuencia de la descomposición de
materia orgánica, a través de un proceso análogo al del petróleo.
Suele encontrarse de dos maneras distintas.:
-En la parte superior de los yacimientos de petróleo, como se
indico anteriormente. Recibe el nombre de gas natural húmedo,
ya que se halla mezclado con combustibles gaseosos derivados
del petróleo(hidrocarburos),como metano, etano, propano y
butano.
-En grandes bolsas recubiertas de material
impermeable(arcilla), que soportan las altas presiones que hay en
el interior. Este gas recibe el nombre de gas natural seco. Se
compone básicamente de metano y etano y pequeñas
proporciones de hidrógeno y nitrógeno.
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GASODUCTOS EN ESPAÑA
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Gas natural
El gas natural es el combustible fósil con menor impactomedioambiental de todos los utilizados, tanto en la etapade extracción, elaboración y transporte, como en la fasede utilización.
Respecto a la fase de extracción, la única incidenciamedioambiental está ligada a los pozos en los que el gasnatural se encuentra ligado a yacimientos de petróleo quecarecen de sistemas de reinyección. En esos casos el gasse considera como un subproducto y se quema enantorchas.
Las consecuencias atmosféricas del uso del gas naturalson menores que las de otros combustibles.
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Gas natural:emisiones
Emisiones de CO2 . El gas natural como cualquier otrocombustible produce CO2. Sus emisiones son un 40-50%menores de las del carbón y un 25-30% menores de las delfuel.
Emisiones de Nox. Los óxidos de nitrógeno se producenen la combustión al combinarse radicales de nitrógeno, conel oxigeno. La propia composición del gas natural generados veces menos emisiones de NOx que el carbón y 2,5veces menos que el fuel.
Emisiones de SO2. Se trata del principal causante de lalluvia ácida. Tiene un contenido en azufre inferior a las10ppm , por lo que la emisión es 150 veces menor a la delgas-oil, entre 70 y 1.500 veces menor que la del carbón.
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Gas natural: emisiones
Emisiones de CH4. El metano, que constituye el principal
componente del gas natural es un causante del efecto
invernadero mas potente que el CO2, aunque las moléculas
de metano tienen un tiempo de vida en la atmósfera mas
corto que el del CO2. De acuerdo con estudios
independientes, las perdidas directas de gas natural durante
la extracción, trasporte y distribución son del 1% del total
del gas transportado. La mayor parte de las emisiones de
metano a la atmósfera son causadas por la actividad
ganadera y los arrozales, que suponen alrededor del 50% de
las emisiones causadas por el hombre.
Partículas sólidas. El gas natural se caracteriza por la
ausencia de cualquier tipo de impurezas y residuos, lo que
descarta cualquier emisión de partículas sólidas, hollines,
humos, etc.
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Gas natural: emisiones
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Combustibles fósiles y medio ambiente
IMPACTOMEDIOAMBIENTAL
-Efecto Invernadero
-Lluvia Ácida
-Pérdidas de parte del manto fértil del suelo.
-Contaminación de ríos
-Deterioro del patrimonio arquitectónico.
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Energía nuclear
• Se llama energía nuclear a aquella que se desprende de los núcleos de ciertos átomos, cuando entre ellos se produce una determinada reacción.
• Einstein descubrió que la masa se podía transformar en energía según la fórmula E=m· c2
• Existen dos tipos de energía nuclear:
– Fisión
– Fusión
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LA FISION NUCLEAR
• La fisión nuclear. Se produce cuando un núcleo deuranio 235 es bombardeado con neutrones, aun debaja energía, se produce una violenta inestabilidadque hace que el núcleo se divida en dos fragmentosaproximadamente iguales.
• Una reacción nuclear en cadena es posible porqueaparte de los dos fragmentos liberados se emitenneutrones y en este caso particular del uranio 235 losneutrones son suficientes como para causar unanueva fisión.
U235 + n = kr92 + Ba141 + 3n + energía
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Partes de una central: el reactor
• En el se origina la reacción nuclear de fisión. Constade:
• Tubos de acero inoxidable: en los que se introduce elcombustible.
• Barra de control: regulan la cantidad de escisiones enla unidad de tiempo y, por tanto, la potencia delreactor
• Moderador: Cuya finalidad es la de reducir lavelocidad de los neutrones.
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Partes de una central: el reactor
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Reactor Nuclear: esquema vasija
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Reactor Nuclear: reacciones
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Otras partes de la central• La Turbina. La energía que se produce en las reacciones
de fisión calienta un circuito de agua, que pasa al estadogaseoso. El vapor atraviesa una turbina, que conectada aun generador produce energía eléctrica, que setransforma y se transporta por la red eléctrica.
• El condensador. Se encarga de refrigerar los circuitos deagua.
• El circuito de refrigeración. El vapor de agua se enfríamediante un sistema de transmisión del calor al aire entorres de refrigeración. El agua que se pierde porevaporación se compensa con agua del río.
• Edificio de manipulación. En este se almacena elcombustible en piscinas de hormigón.
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Otras partes de la central
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Otras partes de la central
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Central nuclear: Conjunto
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Tipos de reactores nucleares:
BWR y PWR
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Tipos de reactores nucleares:
BWR y PWRBWR PWR
Emplea uranio 235 También emplea uranio
El moderador es agua ligera El moderador es también agua
El 25% de las centrales son El 50% son de este tipode este tipo
Consta de un único circuito Consta de dos circuitos de aguade agua
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Componentes de una central nuclear
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Mapa de las centrales en España
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Fusión nuclear• La fusión nuclear se basa en la energía
que se libera de la unión entre losátomos.
• En la fusión intervienen dos isótoposdel hidrógeno, el tritio y el deuterio. Seutilizan estos isótopos pues para quese produzca la fusión de los átomos, esnecesario que sus núcleos tengan lamínima fuerza de repulsión, y esto selogra precisamente con los átomosmás ligeros, los de hidrógeno, que sólotienen un protón en su núcleo.
• Sin embargo se necesitan millones degrados centígrados para conseguir quela materia se transforme en plasma yno se produzcan las repulsioneselectrostáticas que repelen el núcleo.
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Impacto Medioambiental
• El peligro de la energía nuclear se encuentra en laradiactividad, que son las emisiones de las sustanciasnucleares, y que son las radiaciones alfa, beta, gammay los neutrones.
• Radiación alfa: Son flujos de partículas cargadas positivamente(núcleos de helio). Se detienen con una hoja de papel. Son pocopenetrantes aunque muy ionizantes.
• Radiación beta: Son flujos de electrones. Se detienen con unatabla de madera. Es más penetrante aunque su poder deionización no es tan elevado como el de las partículas alfa.
• Radiación gamma: Son ondas electromagnéticas. Es el tipo máspenetrante de radiación. Tienen mayor penetración y se necesitancapas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlos.
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Impacto Medioambiental
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Impacto Medioambiental
• Los neutrones. Tienen mayor capacidad de penetraciónque los rayos gamma, y sólo puede detenerlos unagruesa barrera de hormigón, agua o parafina.
• El hombre recibe una serie de radiaciones naturalesprocedentes de nuestro entorno: radiación cósmica,alimentos y bebidas, sustancias que hay en elsubsuelo, y otras artificiales: electrodomésticos,radiografías, centrales nucleares, etc.
• Los objetos que han tenido contacto con sustanciasradiactivas se tratan y se almacenan en lugaresseguros. Según su actividad se clasifican en residuosde baja, media y alta actividad.
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Residuos de baja y media actividad• Son los que en menos de 30 años reducen su actividad a la mitad.
• Proceden de hospitales, laboratorios e industria.
• Se mezclan con hormigón y se introducen en bidones
• Se llevan a El Cabril (Córdoba) en donde se almacenan.
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Residuos de alta actividad• Lo componen principalmente restos de combustible gastado.
• Proceden de las centrales nucleares.
• Se almacenan en las piscinas o almacenes de las propias centrales.