2. NDICE: 1. La energa elctrica. 2. Las centrales elctricas. 3.
La aparicin denuevas necesidades energticas 4. Los biocombustibles.
5. Las nuevas fuentes de energa elctrica. 6. Nuevos materiales. Los
polmeros. 7. La nanotecnologa
3. 1. La energa elctrica El uso de turbinas en las centrales
elctricas permiti la extensin de una energa fcil de utilizar. 1.1.
TURBINAS Y MOTOTRES. En una mquina o turbina de vapor, el
combustible se quema fuera del motor. Con la fuerza que se genera,
se puede mover el mbolo de la mquina o los labes de la turbina.
Podemos verlo en los siguientes ejemplos:
4. 2. Las centrales elctricas Es una instalacin donde se
produce corriente elctrica. Lo que distingue a los diferentes tipos
de centrales elctricas es el mecanismo que se utiliza para producir
el movimiento de la turbina. 2.1. CENTRALES TRMICAS DE CARBN Y
PETRLEO. Las ms antiguas utilizan la combusatin del carbn y de
derivados del petrleo para calentar agua y producir vapor. Estas
centrales tienen algunos inconvenientes medioambientales: Solo se
aprovecha el 30% de la energa y el 70% se transfiere al medio
ambiente en forma de calor. Utilizan combustibles fsiles, que no
son fuentesde energa no renovables. La combustin desprende gran
cantidad de CO2 y otros gases y productos contaminantes
responsables del efecto invernadero y del cambio climtico.
5. 2. Las centrales elctricas Hay tres sistemas de produccin de
energa elctria que utilizan el gas natural: Centrales trmicas
convencionales: Generan electricidad mediante un sistema
caldera-turbina de vapor con un rendimiento global del 33%
Centrales de cogeneracin termoelctrica: Se obtiene electricidad y
calor al aprovechar el residual de los motores y turbinas. El
rendimiento elctrico es del 40% y el rendimiento trmico 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 trmicas de gas natural emiten menos CO2 que las centrales
de carbn o petrleo.
6. La principal diferencia es que el calor que produce el vapor
de agua que mueve las turbinas se libera en la fisin del istopo
U-235. La reaccin nuclear de fisin se lleva acabo en el reactor
nuclear. Las centrales nucleares presentan ventajas e
inconvenientes medioambientales: VENTAJAS: No emiten CO2 a la
atmsfera y producen una gran cantidad de energa. INCONVENIENTES:
Originan residuos radiactivos de difcil eliminacin. Por ejemplo, el
plutonio 239.
7. CENTRAL ELCTRICA
8. 2.4. LAS CENTRALES HIDROELCTRICAS Es una instalacin que
transforma la energa potencial del agua almacenada en un embalse en
energa elctrica. Estas centrales constan de tres elementos: -
Presa. - Canal de derivacin. - Central elctrica.
9. La seguridad de una presa debe ser mxima. Hay pequeas
centrales hidroelctricas o minihidrulicas, que aprovechan los
saltos naturales de un curso de agua. Se puede considerar una
energa renovable y no contaminante, aunque tambin presenta sus
ventajas e inconvenientes: - GRANDES CENTRALES HIDROELCTRICAS: -
Ventajas. La produccin elctrica es elevada, y la energa producida,
una vez amortizados los costes de produccin, resulta econmica. -
Inconvenientes. Los embalses generan un elevado impacto ambiental
al inundar y destruir zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas
fluviales. - PEQUEAS CENTRALES HIDRULICAS: - VENTAJAS. Bajo impacto
ambiental y su construccin es menos costosa. - INCONVENIENTES. Su
rendimiento energtico es menor.
10. 3. LA APARICIN DE NUEVAS NECESIDADES ENERGTICAS El 85% de
la energa procede de la combustin de combustibles fsiles. El
consumo mundial de energa aumenta un 2% de media anual y, en
algunos pases supera el 6%. La energa nuclear no ha sido la
alternativa, debido a los problemas medioambientales y de seguridad
que genera. Aunque la energa nuclear produce electricidad, no suple
la necesidad de combustibles. Numeroso pases construyen ms
centrales nucleares para reducir el petrleo y sus emisiones de CO2.
La energa hidrulica no es utilizable en todos los sitios del
planeta por sus condicionantes de relieve y clima. De la
constatacin de estos surge la necesidad de sustituir los
combustibles fsiles por otras alternativas y utilizar nuevas
tecnologas que sean limpias y respetuosas con el medio
ambiente.
11. La seguridad de una presa debe ser mxima. Hay pequeas
centrales hidroelctricas o minihidrulicas, que aprovechan los
saltos naturales de un curso de agua. Se puede considerar una
energa renovable y no contaminante, aunque tambin presenta sus
ventajas e inconvenientes: - GRANDES CENTRALES HIDROELCTRICAS: -
Ventajas. La produccin elctrica es elevada, y la energa producida,
una vez amortizados los costes de produccin, resulta econmica. -
Inconvenientes. Los embalses generan un elevado impacto ambiental
al inundar y destruir zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas
fluviales. - PEQUEAS CENTRALES HIDRULICAS: - VENTAJAS. Bajo impacto
ambiental y su construccin es menos costosa. - INCONVENIENTES. Su
rendimiento energtico es menor.
12. 4. LOS BIOCOMBUSTIBLES. Son combustibles de origen biolgico
no fosilizado. Se distinguen tres tipos de biocombustibles: -
Bioetanol. Se produce mediante la fermentacin de granos ricos en
azcares o almidn. - Biodisel. Se obtiene a partir de aceites
vegetales de plantas oleaginosas. - Biogs. Estos consiste en
realizar una fermentacin anaerbica sin presencia de oxgeno.
13. 5. LAS NUEVAS FUENTES DE ENERGA ELCTRICA Esta energa puede
ser captada de dos maneras: - Energa solar trmica. Se emplea un
panel solar plano como elemento receptor de energa que se utiliza
para calentar el agua. Ocupa mucho espacio y deben estar
construidas en lugares de alta insolacin. - Energa solar
fotovoltaica. Son paneles con numerosas clulas fotovoltaicas. Su
materia prima es el silicio. Las clulas de alto rendimiento son muy
costosas.
14. 5.2. ENERGA ELICA. Los aerogeneradores son mquinas de
elevada altura, necesitan una velocidad mnima de 10 a 15 km/h para
funcionar y cuando el viento llega a superar los 80km/h se detiene
para no sufrir daos. Actualmente la electricidad elica es ms cara
que las centrales trmicas o nucleares, pero esto podr cambiar en el
futuro.
15. 5.3 ENERGA MAREOMOTRIZ. La energa cintica es producto de
las enormes masas de agua en movimiento de mares y ocanos y tambin
puede transformarse en electricidad. Las centrales que realizan
este tipo de transformacin se llaman centrales mareomotrices.
16. 5.4. ENERGA GEOTRMICA El principio de la geotermia consiste
en aprovechar el calor generado en la Tierra y bombear el agua
caliente para utilizarla en la calefaccin , o si est a una
temperatura que sea lo suficientemente elevada, mover una turbina
con el vapor y producir electricidad. Se trata de una energa
renovable, porque su restitucin y recalentamiento en el subsuelo
son muy lentos.
17. 5.5. ANLISIS MEDIOAMBIENTAL DEL USO DE LAS NUEVAS FUENTES
DE ENERGA. Las energas convencionales tienen treinta y una veces ms
impacto ambiental que las energas renovables. El ecopunto mide el
impacto ambiental por cada billn de julios de electricidad
producido, por lo que cuantos ms ecopuntos tenga una energa, mayor
impacto ambiental generar.
18. 6. Nuevos materiales. Los polmeros Los polmeros son
sustancias formadas por molculas muy grandes que resultan de la
unin de otras molculas mas sencillas llamadas monmeros. La
polimerizacin es la unin sucesiva de muchas unidades de monmeros
para obtener un polmero.
19. 6.1. Clasificacin de polmeros Segn su origen: - Naturales -
Sintticos Segn sus propiedades mecnicas: -Elastmeros -Plsticos
-Fibras -Recubrimientos -Adhesivos Segn su comportamiento al
calentarlos: -Termopsticos -Termoestables
20. 6.2. Estructura de los polmeros
21. 6.3. Aplicaciones de los polmeros sintticos. -
Poliestireno: termoplstico empleado como aislante y en la
fabricacin de envases. - Poliestireno expandido: se usa como
aislante en la construccin y en el embalaje de productos frgiles. -
Polietileno: se emplea en conducciones y depsitos resistentes a
cidos y disolventes en instalaciones elctricas y en fabricacin de
juguetes. - Nailon: se usa en la fabricacin de textiles y para
fabricar paracadas y cuerdas de arrastre. - Polietilentereftalato:
se usa en la fabricacin de botellas y envases, y carcasas de
motores. - Policloruro de vinilo: en tuberas, aislantes elctricos,
puertas, ventanas, tarjetas de crdito y juguetes.
22. 7. La nanotecnologa - La nanotecnologa es el desarrollo y
la aplicacin prctica de estructuras y sistemas de dimensiones
nanomtricas. Un nanmetro es la mil millonsima parte de un metro. -
La nanociencia no implica una aplicacin, sino el estudio cientfico
de las propiedades del mundo nanomtrico. - Si tenemos en cuenta que
cinco tomos situados en lnea suman un nanmetro, podemos definir la
nanotecnologa como el campo de las ciencias dedicado al control y
la manipulacin de la materia a nivel de tomos y molculas.
23. 7.1.Enfoques y aplicaciones El objetivo de la nanotecnologa
es fabricar, mediante el reordenamiento de tomos y molculas, nuevos
materiales y mquinas con amplias aplicaciones en qumica, biologa,
industria, medicina Hay dos tipos o enfoques de la nanotecnologa: -
Nanotecnologa de arriba abajo. Su objetivo fundamental es la
reduccin de tamao progresiva de mecanismos y estructuras. -
Nanotecnologa de abajo arriba. Su finalidad es la realizacin de
mquinas a escala atmica, que se denominan nanomquinas, como por
ejemplo las lanzaderas moleculares.
24. 7.2. ENFOQUES Y APLICACIONES SOBRE LA NANOTECNOLOGA Algunas
de las aplicaciones prcticas comercializadas de la nanotecnologa
son: - Minerales con poros de tamao inferior a un nanmetro que
sirven de catalizadores con eficacia para partir las grandes
molculas de hidrocarburos y formar gasolina. - Hacer mas eficiente
el consumo de combustible. - Almacenamiento de datos de alta
densidad mediante capas nanomtricas. - Encapsulado de frmacos en
diminutas esferas de lpidos. - Cremas de proteccin solar. Como
futuras aplicaciones podemos decir: - Obtencin de materiales
muyresistentes y ligeros. - Creacin de componentes informticos
rpidos y de mnimas dimensiones. - Almacenamiento de datos de alta
densidad. - Microchips capaces de realizar anlisis genticos. -
Produccin de sensores moleculares capaces de detectar y destruir
selectivamente clulas cancergenas.
