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Recursos alternativos y energias alternativas para ciencias de la tierra y el medio ambiente de segundo de bachillerato
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Energías alternativas
Debido a los problemas que generan las energías convencionales, se están buscando otras alternativas.
Tienen en común que son:
- renovables, de bajo impacto ambiental,
- tienen una distribución amplia,
- generan empleo local,
- aunque en comparación con las tradicionales los rendimientos energéticos son bajos.
Energía solar
Mapa Europeo de Irradiación Solar
Irradiación anual ( kWh/m2 ) según los valores del Atlas Europeo de Radiación solar
Tipos:
a) Energía solar pasiva (arquitectura bioclimática)
b) Energía solar térmica
c) Energía solar fotovoltaica
Energía solar pasiva (arquitectura bioclimática)
Construcción de edificios con diseños eficientes desde el punto de vista energético:
- por su orientación,
- el espesor de los muros,
- el tamaño de las ventanas,
- los materiales de construcción empleados,
- el tipo de acristalamiento,
- la vegetación,...
Energía solar térmica
Una superficie (placa o colector) absorbe el calor del Sol y lo transmite a un fluido (aire, agua, aceite).
Hay dos tipos:
- Energía solar térmica de baja temperatura
- Energía solar térmica de alta temperatura
Energía solar térmica de baja temperatura
Se usa para calentar agua, en calefacción, climatización de piscinas, invernaderos,... .
Energía solar térmica de alta temperatura
En la que el calor del Sol se utiliza para producir electricidad.
Una vez concentrado el calor del Sol en centrales solares térmicas se utilizará un fluido para almacenarlo y posteriormente convertirlo en electricidad
Centrales solares térmicas
Energía solar fotovoltaica
Las radiaciones emitidas por el Sol son aprovechadas de forma directa para transformarlas en electricidad.
Para ello se utiliza unas células fotovoltaicas hechas con materiales semiconductores como el silicio.
Se puede obtener de dos maneras:
- En centrales solares fotovoltaicas.
- Colocando los paneles en viviendas o edificios, que en algunos casos vierten luego a la red la energía.
Biblioteca Pública de Mataró (Barcelona)
Ventajas:
- En una energía renovable.
- Es una energía límpia, pues no hay ni ruidos, ni contaminación.
Desventajas/ Impactos:
- El desembolso inicial, sobre todo en el caso de particulares, aunque actualmente hay muchas ayudas.
- Al no ser continua se necesitan acumuladores para almacenarla, por eso lo mejor es verterla a la red eléctrica .
- Impacto visual, aunque actualmente se está corrigiendo, adaptando las placas solares a la arquitectura de los edificios.
Energía de la biomasa
Central de biomasa de Allariz
Biogas, biodigestor
Se obtiene de la materia orgánica. Se puede producir a partir de una gran variedad de productos:
- Combustión de residuos orgánicos.
- Biocombustibles: biogás, etanol, bioaceites o biodiesel.
Combustión de residuos orgánicos
- forestales,- agrícolas,- ganaderos y- basura orgánica
Se queman en centrales de biomasa para producir electricidad.
Central de biomasa. Allariz
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Biocombustibles: biogas
Descomposición anaeróbica de residuos por bacterias (basuras orgánicas, lodos residuales de las depuradoras de agua).
Se produce biogás (60% metano y 40% dióxido de carbono) que en las centrales de biogás se utiliza para producir electricidad.
Biocombustibles: bioetanol
Fermentación y destilación de cereales, remolacha, caña de azúcar, maíz,.. para obtener etanol que mezclado con gasolina se utiliza para el transporte.
Biocombustibles: bioaceites o biodiesel
Semillas oleaginosas (colza, girasol, soja) o residuos de las mismas (aceite usado), que producen bioaceites o biodiesel, utilizado en el transporte con motores diesel.
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Centrales de biomasa
Ventajas :
-Es una energía potencialmente renovable.
-Es barata porque requiere tecnologías poco complejas, pero se debe realizar la transformación energética en el mismo punto en que se obtiene la biomasa.
-Si se trata de residuos forestales se previenen incendios.
- Impactos/ Desventajas:
- Contaminación del aire aunque menor que la producida por los combustibles fósiles.
Biocombustibles:
Ventajas :
- Es una energía potencialmente renovable.- Si no compite con cultivos alimentarios, puede crear una actividad agraria en zonas abandonadas.- Se puede obtener de residuos (aceites usados, basura orgánica, lodos residuales de las depuradoras,…).- Se reduce la emisión de gases de efecto invernadero en comparación con los combustibles fósiles.
- Impactos/ Desventajas:
- Su producción a gran escala puede desplazar a cultivos alimentarios y producir deforestación y aumento del uso de fertilizantes químicos.- Grandes monocultivos en zonas muy alejadas de los lugares de consumo.
Energía de los residuos sólidos urbanos (RSU)
Origen y uso:
Utiliza la energía que se libera en la incineración de la basura, ya sea aprovechando directamente el calor o bien generando electricidad.
Ventajas:
-Se elimina la basura obteniendo energía de ella.
Impactos/ Desventajas:
- Contaminación del aire.
Origen y uso:
Transformar la energía del viento en energía eléctrica mediante aerogeneradores.
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Ventajas:
- Es una energía renovable.
- No produce contaminación: no emite gases contaminantes, no produce residuos,…
Impactos/ Desventajas:
- Impacto visual (es el impacto más importante).
- Al ser una energía discontinua, son difíciles de almacenar los excedentes.
- Muerte de aves.
- Incremento de la erosión, porque seca la superficie de suelo cercana.
- Ruido e interferencias electromagnéticas.
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2003
Energía mareomotriz
Praia de Laxe
El antiguo molino de Mareas de A Seca, actualmente restaurado y convertido en museo, se encuentra situado en la pontevedresa Ría de
Arousa, entre las puntas de Tragove y Fefiñáns. Sobre esta ensenada se instaló una presa de aprox. 50 metros de largo. Recibe el nombre de Seca porque la zona interior queda en seco en bajamar, y se vuelve a llenar con
la pleamar. El flujo y reflujo de las mareas es aprovechado para hacer funcionar las cuatro piedras con las que contaba.
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Las interacciones del sistema Tierra-Luna-Sol producen unas variaciones en el nivel del mar conocidas como mareas. Se está estudiando su utilización para la producción de energía eléctrica
La Voz de Galicia21 de mayo del 2006
Energía geotérmica
Origen
El calor existente en el interior de la Tierra.
• En las zonas volcánicas es posible utilizar la energía geotérmica para obtener vapor de agua y agua caliente.
• Galicia y otras zonas no son zonas volcánicas, pero su gradiente geotérmico puede ser superior a la media, en estos casos las aguas subterráneas pueden ser utilizadas para calefacción, agua caliente y para calentar los invernaderos.
Usos:
-Balnearios
-Calefacción y agua caliente.
-Obtención de energía eléctrica en centrales geotérmicas.
En las centrales geotérmicas se puede introducir agua fría a través de caños y recoger el vapor de agua que sale a presión a través de otros caños. El vapor es capaz de mover una turbina que, a su vez hace girar un generador. Este último transforma la energía cinética en eléctrica.
A Chavasqueira
Ventajas:
-Puede considerarse como una energía potencialmente renovable si no se produce una sobreexplotación.
- No contamina el aire, como los combustibles fósiles, ni produce ningún otro residuo.
Origen del termalismo en Galicia
- Presencia de agua,procede da infiltración deagua de lluvia en un lugarno muy alejado de suposterior surgencia.
- Vías de acceso, por laintensa red de fracturas que afecta a los macizo de Galicia y a través de las cuales el agua puede circular con Cierta libertad.
- Focos térmicos en profundidad queexpliquen el calentamientoanómalo del agua.
El hidrógeno como combustible
Origen y uso:
Consiste en quemar hidrógeno para obtener energía o bien producir electricidad directamente mediante pilas de combustible.
El hidrógeno es el gas más abundante en el universo, pero no se encuentra libre por lo que hay que obtenerlo del agua, del metano,…
Ventajas:
-Es una energía renovable, pues el H es muy abundante en la naturaleza.
-No contamina, porque su combustión libera vapor de agua y no CO2.
Impactos/ Desventajas:
-Todavía está en fase de experimentación.
- La obtención de hidrógeno resulta cara, pues supone un gasto de energía y a veces producción de CO2.
- Las pilas de combustible resultan voluminosas, pesadas y caras.
Energías Alternativas en el Transporte Urbano
Energía de fusión nuclear
Origen:
Consiste en la fusión de dos núcleos ligeros (deuterio y tritio, isótopos del H) para dar origen a otro más pesado (He), liberándose en dicho proceso una enorme cantidad de energía (éste es el mecanismo que proporciona energía al Sol y a las estrellas).
Ventajas:
-Es una energía renovable, pues el combustible es inagotable.
-No genera residuos radiactivos.
Impactos/ Desventajas:
-Está en fase experimental.
- Se necesitan grandes inversiones.
RECURSOS ENERGÉTICOS EN GALICIA
Energía hidroeléctrica
Galicia ocupa uno de los primeros lugares del estado en producción de este tipo de energía. En Galicia hay alrededor de cincuenta centrales hidroeléctricas, de las que la mitad están en la provincia de Ourense.
Energía eólica
Galicia es actualmente la principal productora de España y España una de las principales productoras del mundo, además la instalación de parques eólicos sigue en aumento.
Carbón
Los yacimientos de lignito de As Pontes y Meirama (A Coruña) están agotados. En Xinzo da Limia hay también lignito pero sin explotar.
En las centrales térmicas de As Pontes y Meirama se va a sustituir el carbón por gas natural, que además es menos contaminante. Hay una tercera central térmica en Galicia, la de Sabón (A Coruña), que utiliza como combustible fuel-oil (está previsto su cierre).
Residuos sólidos urbanos (RSU)
En Cerceda (A Coruña) hay una incineradora de RSU con aprovechamiento energético.
- Central de biomasa. En Allariz (Ourense).
- Bioetanol. En Curtis (A Coruña).
- Biodiesel. En la ría de Ferrol.
- Central de biogás. En A Coruña.
Energía geotérmica
Se manifiesta en Galicia en las aguas termales. Se aprovecha en los numerosos balnearios que hay a lo largo de la geografía gallega.
Los manantiales con mejores perspectivas de aprovechamiento son el de As Burgas en Ourense con un caudal de 5 l/s y una temperatura de 70º C, el de Cuntis en Pontevedra (30 l/s y 60ºC) y el Caldas de Reis también en Pontevedra (30 l/s y 42ºC).
Energía mareomotriz y de las olas
Aunque actualmente en Galicia no se explotan estas fuentes de energía, cuando la tecnología esté más desarrollada, debido a la gran cantidad de costa que tenemos puede ser interesante su explotación.
USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: AHORRO ENERGÉTICO
Cogeneración
Producción combinada de dos formas útiles de energía a partir de una única fuente de combustible.
Por ejemplo aprovechar el calor residual de una central térmica. Este sistema permite utilizar prácticamente un 90% de la energía del combustible, contra el 33% de eficiencia típica de una planta energética.
Aumentar la eficiencia del sistema eléctrico
El transporte eléctrico tiene una eficiencia global del 33%.
Reducción del consumo y aumento de la eficiencia energética en los diferentes sectores
-Transporte (en España es el sector que consume más energía, el 40%),
- Industria (consume el 32%),
- Hogar (el 16%).
Por ejemplo: - Diseñar coches de bajo consumo y más eficientes.
- Hacer auditorías energéticas a las empresas.
- Usar bombillas de bajo consumo.
- Aparatos eléctricos más eficientes y de bajo consumo.
Medidas de ahorro personales
- Usar el transporte público.
- Arquitectura solar pasiva: doble ventana, orientación adecuada,…
- Usar coches de bajo consumo.
- Hogar: comprar electrodomésticos eficientes y de bajo consumo.
- Reducir el consumo de productos, aumentar la reutilización y el reciclado.
Los planes energéticos deben intentar no sólo la búsqueda y explotación de nuevos recursos, sobre todo renovables, sino también potenciar el ahorro y la eficiencia energética.
Si sólo se pretende lo primero, la energía será más barata, en un principio, pero a la larga, como aumenta el consumo, su precio volverá a subir.
Automóviles híbridos
El REY
Julián se ha comprado un coche nuevo. Tiene 22 años y vive con sus padres. Ha decidido gastar el dinero que gana trabajando como electricista en una máquina de 100 caballos: un deportivo. Cuando circula por la autopista se siente el rey. El no se lo imagina, pero si su coche fuese una carroza necesitaría 100 caballos a galope para mantener esa velocidad. Es más de lo que tuvo ningún emperador en la historia
Muy apretaditos
Imagine el sistema económico mundial como una mesa de madera, las patas de la cual son las energías que lo sostienen. El gas natural y el petróleo serían 3 de las 4 patas que tiene la mesa. Si quitamos estas 3 patas la mesa caería, que es lo mismo que le pasaría al sistema económico mundial si faltasen el petróleo y el gas. Para volver a equilibrar la economía mundial habría que sacrificar parte del tablero para recomponer las patas que falten: resultado, una mesa mucho más pequeña, en la cual sino aprendemos a acomodarnos bien apretaditos los codazos pueden llegar a ser muy duros.
Dietas insostenibles
A Lidia le encanta el café con leche. Bebe varios al día, que prepara ella misma en casa. Para ella no supone apenas dinero, el café, la leche y el azúcar son baratos. Lo que no sabe Lidia es que tanto el café como el azúcar han viajado más de 5000 km, y la leche casi 500 para llegar a su mesa. El café con leche le alimenta, pero su producción ha costado unas 50 veces la energía que el café le aporta. ¿puede ser que Lidia se esté alimentando de petróleo? ¿por qué será el color del café tan parecido al del viscoso mineral?
“Los EEUU pretenden que dejemos de ir en autobús para que ellos puedan seguir yendo en coche” Ministro Chino en la cumbre de Kyoto 1992.
”Hoy, la quinta parte rica de la humanidad, consume el 58% de la energía mundial, mientras que la quinta parte más pobre usa el 4% de esa energía.” La situación del mundo 1999, Pág. 86.
¿Qué ocurriría si todos los ciudadanos del planeta evolucionaran hacia un nivel de consumo energético similar a los del primer mundo?
Tabla: Consumo de energía primaria en algunos países del planeta
Ford comienza la producción de vehículos 'flexibles'Los vehículos Ford de motor flexible pueden funcionar sólo con gasolina o con
una mezcla de un 85& de etanol y un 15% de gasolina. Ford apuesta por la eficiencia energética. A su línea de vehículos híbridos, es decir, que funcionan con un motor de combustible convencional y con un motor eléctrico que genera
electricidad aprovechando el movimiento mismo del vehículo, añade los vehículos de motor flexible, que pueden funcionar con la gasolina convencional o con una mezcla de alto contenido en etanol, combustible más económico y además, renovable. La potencia del coche, en este segundo caso, no varía
respecto a su funcionamiento mediante gasolina.
Los modelos en producción que funcionan con este sistema saldrán en principio sólo al mercado americano. Ford se enfrenta al reto de que, de las 180.000
gasolineras existentes en los Estados Unidos, sólo 500 ofrecen el denominado E85, la mezcla de un 85% de etanol y un 15 de gasolina. Para solucionar este
problema, ha firmado una alianza con VeraSun Energy Corporation, el segundo productor norteamericano de etanol, para ampliar el número de gasolineras
implicadas en la distribución del E85.
