Trabajo maca jaime y m arc os
- 1. TEMA 7: NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS RECURSOS.
- 2. ÍNDICE: 1. La energía eléctrica. 2. Las centrales eléctricas. 3. La aparición denuevas necesidades energéticas 4. Los biocombustibles. 5. Las nuevas fuentes de energía eléctrica. 6. Nuevos materiales. Los polímeros. 7. La nanotecnología
- 3. 1. La energía eléctrica El uso de turbinas en las centrales eléctricas permitió la extensión de una energía fácil de utilizar. 1.1. TURBINAS Y MOTOTRES. En una máquina o turbina de vapor, el combustible se quema fuera del motor. Con la fuerza que se genera, se puede mover el émbolo de la máquina o los álabes de la turbina. Podemos verlo en los siguientes ejemplos:
- 4. 2. Las centrales eléctricas Es una instalación donde se produce corriente eléctrica. Lo que distingue a los diferentes tipos de centrales eléctricas es el mecanismo que se utiliza para producir el movimiento de la turbina. 2.1. CENTRALES TÉRMICAS DE CARBÓN Y PETRÓLEO. Las más antiguas utilizan la combusatión del carbón y de derivados del petróleo para calentar agua y producir vapor. Estas centrales tienen algunos inconvenientes medioambientales: Solo se aprovecha el 30% de la energía y el 70% se transfiere al medio ambiente en forma de calor. Utilizan combustibles fósiles, que no son fuentesde energía no renovables. La combustión desprende gran cantidad de CO2 y otros gases y productos contaminantes responsables del efecto invernadero y del cambio climático.
- 5. 2. Las centrales eléctricas Hay tres sistemas de producción de energía eléctria que utilizan el gas natural: ● Centrales térmicas convencionales: Generan electricidad mediante un sistema caldera-turbina de vapor con un rendimiento global del 33% ● Centrales de cogeneración termoeléctrica: Se obtiene electricidad y calor al aprovechar el residual de los motores y turbinas. El rendimiento eléctrico es del 40% y el rendimiento térmico es del 55%. ● Centrales de ciclo combinado: Combinan una turbina de gas y una turbina de vapor y tienen un rendimiento global del 57%. ● Las centrales térmicas de gas natural emiten menos CO2 que las centrales de carbón o petróleo.
- 6. La principal diferencia es que el calor que produce el vapor de agua que mueve las turbinas se libera en la fisión del isótopo U-235. La reacción nuclear de fisión se lleva acabo en el reactor nuclear. Las centrales nucleares presentan ventajas e inconvenientes medioambientales: VENTAJAS: No emiten CO2 a la atmósfera y producen una gran cantidad de energía. INCONVENIENTES: Originan residuos radiactivos de difícil eliminación. Por ejemplo, el plutonio 239.
- 8. 2.4. LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS Es una instalación que transforma la energía potencial del agua almacenada en un embalse en energía eléctrica. Estas centrales constan de tres elementos: - Presa. - Canal de derivación. - Central eléctrica.
- 9. La seguridad de una presa debe ser máxima. Hay pequeñas centrales hidroeléctricas o minihidráulicas, que aprovechan los saltos naturales de un curso de agua. Se puede considerar una energía renovable y no contaminante, aunque también presenta sus ventajas e inconvenientes: - GRANDES CENTRALES HIDROELÉCTRICAS: - Ventajas. La producción eléctrica es elevada, y la energía producida, una vez amortizados los costes de producción, resulta económica. - Inconvenientes. Los embalses generan un elevado impacto ambiental al inundar y destruir zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas fluviales. - PEQUEÑAS CENTRALES HIDRÁULICAS: - VENTAJAS. Bajo impacto ambiental y su construcción es menos costosa. - INCONVENIENTES. Su rendimiento energético es menor.
- 10. 3. LA APARICIÓN DE NUEVAS NECESIDADES ENERGÉTICAS El 85% de la energía procede de la combustión de combustibles fósiles. El consumo mundial de energía aumenta un 2% de media anual y, en algunos países supera el 6%. La energía nuclear no ha sido la alternativa, debido a los problemas medioambientales y de seguridad que genera. Aunque la energía nuclear produce electricidad, no suple la necesidad de combustibles. Numeroso países construyen más centrales nucleares para reducir el petróleo y sus emisiones de CO2. La energía hidráulica no es utilizable en todos los sitios del planeta por sus condicionantes de relieve y clima. De la constatación de estos surge la necesidad de sustituir los combustibles fósiles por otras alternativas y utilizar nuevas tecnologías que sean limpias y respetuosas con el medio ambiente.
- 11. La seguridad de una presa debe ser máxima. Hay pequeñas centrales hidroeléctricas o minihidráulicas, que aprovechan los saltos naturales de un curso de agua. Se puede considerar una energía renovable y no contaminante, aunque también presenta sus ventajas e inconvenientes: - GRANDES CENTRALES HIDROELÉCTRICAS: - Ventajas. La producción eléctrica es elevada, y la energía producida, una vez amortizados los costes de producción, resulta económica. - Inconvenientes. Los embalses generan un elevado impacto ambiental al inundar y destruir zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas fluviales. - PEQUEÑAS CENTRALES HIDRÁULICAS: - VENTAJAS. Bajo impacto ambiental y su construcción es menos costosa. - INCONVENIENTES. Su rendimiento energético es menor.
- 12. 4. LOS BIOCOMBUSTIBLES. Son combustibles de origen biológico no fosilizado. Se distinguen tres tipos de biocombustibles: - Bioetanol. Se produce mediante la fermentación de granos ricos en azúcares o almidón. - Biodiésel. Se obtiene a partir de aceites vegetales de plantas oleaginosas. - Biogás. Estos consiste en realizar una fermentación anaeróbica sin presencia de oxígeno.
- 13. 5. LAS NUEVAS FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA Esta energía puede ser captada de dos maneras: - Energía solar térmica. Se emplea un panel solar plano como elemento receptor de energía que se utiliza para calentar el agua. Ocupa mucho espacio y deben estar construidas en lugares de alta insolación. - Energía solar fotovoltaica. Son paneles con numerosas células fotovoltaicas. Su materia prima es el silicio. Las células de alto rendimiento son muy costosas.
- 14. 5.2. ENERGÍA EÓLICA. ● Los aerogeneradores son máquinas de elevada altura, necesitan una velocidad mínima de 10 a 15 km/h para funcionar y cuando el viento llega a superar los 80km/h se detiene para no sufrir daños. ● Actualmente la electricidad eólica es más cara que las centrales térmicas o nucleares, pero esto podrá cambiar en el futuro.
- 15. 5.3 ENERGÍA MAREOMOTRIZ. ● La energía cinética es producto de las enormes masas de agua en movimiento de mares y océanos y también puede transformarse en electricidad. Las centrales que realizan este tipo de transformación se llaman centrales mareomotrices.
- 16. 5.4. ENERGÍA GEOTÉRMICA El principio de la geotermia consiste en aprovechar el calor generado en la Tierra y bombear el agua caliente para utilizarla en la calefacción , o si está a una temperatura que sea lo suficientemente elevada, mover una turbina con el vapor y producir electricidad. Se trata de una energía renovable, porque su restitución y recalentamiento en el subsuelo son muy lentos.
- 17. 5.5. ANÁLISIS MEDIOAMBIENTAL DEL USO DE LAS NUEVAS FUENTES DE ENERGÍA. Las energías convencionales tienen treinta y una veces más impacto ambiental que las energías renovables. El ecopunto mide el impacto ambiental por cada billón de julios de electricidad producido, por lo que cuantos más ecopuntos tenga una energía, mayor impacto ambiental generará.
- 18. 6. Nuevos materiales. Los polímeros Los polímeros son sustancias formadas por moléculas muy grandes que resultan de la unión de otras moléculas mas sencillas llamadas monómeros. La polimerización es la unión sucesiva de muchas unidades de monómeros para obtener un polímero.
- 19. 6.1. Clasificación de polímeros ● Según su origen: - Naturales - Sintéticos ● Según sus propiedades mecánicas: -Elastómeros -Plásticos -Fibras -Recubrimientos -Adhesivos ● Según su comportamiento al calentarlos: -Termopĺásticos -Termoestables
- 20. 6.2. Estructura de los polímeros
- 21. 6.3. Aplicaciones de los polímeros sintéticos. - Poliestireno: termoplástico empleado como aislante y en la fabricación de envases. - Poliestireno expandido: se usa como aislante en la construcción y en el embalaje de productos frágiles. - Polietileno: se emplea en conducciones y depósitos resistentes a ácidos y disolventes en instalaciones eléctricas y en fabricación de juguetes. - Nailon: se usa en la fabricación de textiles y para fabricar paracaídas y cuerdas de arrastre. - Polietilentereftalato: se usa en la fabricación de botellas y envases, y carcasas de motores. - Policloruro de vinilo: en tuberías, aislantes eléctricos, puertas, ventanas, tarjetas de crédito y juguetes.
- 22. 7. La nanotecnología - La nanotecnología es el desarrollo y la aplicación práctica de estructuras y sistemas de dimensiones nanométricas. Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro. - La nanociencia no implica una aplicación, sino el estudio científico de las propiedades del mundo nanométrico. - Si tenemos en cuenta que cinco átomos situados en línea suman un nanómetro, podemos definir la nanotecnología como el campo de las ciencias dedicado al control y la manipulación de la materia a nivel de átomos y moléculas.
- 23. 7.1.Enfoques y aplicaciones El objetivo de la nanotecnología es fabricar, mediante el reordenamiento de átomos y moléculas, nuevos materiales y máquinas con amplias aplicaciones en química, biología, industria, medicina… Hay dos tipos o enfoques de la nanotecnología: - Nanotecnología de arriba abajo. Su objetivo fundamental es la reducción de tamaño progresiva de mecanismos y estructuras. - Nanotecnología de abajo arriba. Su finalidad es la realización de máquinas a escala atómica, que se denominan nanomáquinas, como por ejemplo las lanzaderas moleculares.
- 24. 7.2. ENFOQUES Y APLICACIONES SOBRE LA NANOTECNOLOGÍA Algunas de las aplicaciones prácticas comercializadas de la nanotecnología son: - Minerales con poros de tamaño inferior a un nanómetro que sirven de catalizadores con eficacia para partir las grandes moléculas de hidrocarburos y formar gasolina. - Hacer mas eficiente el consumo de combustible. - Almacenamiento de datos de alta densidad mediante capas nanométricas. - Encapsulado de fármacos en diminutas esferas de lípidos. - Cremas de protección solar. Como futuras aplicaciones podemos decir: - Obtención de materiales muyresistentes y ligeros. - Creación de componentes informáticos rápidos y de mínimas dimensiones. - Almacenamiento de datos de alta densidad. - Microchips capaces de realizar análisis genéticos. - Producción de sensores moleculares capaces de detectar y destruir selectivamente células cancerógenas.