Fuentes de Energía

Las fuentes de energía se pueden clasificar en primarias y secundarias:

Fuentes de Energía Primarias

Son todas aquellas fuentes de energía naturales que actualmente utiliza el ser humano. Se pueden clasificar en renovables y no renovables:

Las energías renovables son aquellas que, de manera natural, nunca se agotan, pues la naturaleza nos las seguirá proporcionando.

Las energías no renovables son aquellas que la naturaleza nos proporciona de manera natural, pero una vez consumidas no vuelven a generarse, al menos en un espacio de tiempo corto; es decir, se agotan con el uso.

Fuentes de Energía Secundarias

Se denominan energías secundarias o finales a aquellas que son resultado de la conversión de alguna energía primaria en otro tipo de energía. Algunos ejemplos son la gasolina, el queroseno, el carbón de coque, la electricidad, etc.

La electricidad, en realidad, es una energía de transición, pues esta, al ser consumida, se convierte en otras energías, como la mecánica, luminosa, etc.

Combustibles Fósiles

Los combustibles fósiles son el petróleo, el carbón y el gas natural. Provienen de restos animales y vegetales que se fueron transformando, bajo condiciones de gran presión y temperatura, y con la ayuda de microorganismos, en minerales.

El Carbón

El carbón es un combustible sólido, formado principalmente por carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc.

Tipos de Carbón

• Carbón mineral: Procede de la transformación de grandes masas de vegetación que han quedado sepultadas y han sufrido un proceso de carbonización total o parcial. Hay cuatro tipos, según el porcentaje de carbono:
  • Antracita (95%)
  • Hulla (85%)
  • Lignito (75%)
  • Turba (50%)
• Carbones artificiales: Son fabricados o modificados por el ser humano. Se distinguen:
  • Carbón vegetal: Se obtiene(…) Apenas se emplea en la actualidad, solo en restaurantes y barbacoas.
  • Carbón de coque: Se obtiene(…) Se usa, fundamentalmente, como combustible y reductor en los hornos altos para la obtención de acero.

Aplicaciones del Carbón

Aunque su uso haya disminuido, principalmente por su contaminación, todavía sigue teniendo tres usos importantes:

• Fabricación de carbón de coque: Este carbón de coque se emplea en la fabricación de acero, donde el carbón sirve de combustible, además de producir la reducción en la mezcla. A partir de la hulla, con un oxígeno reducido y unos 1100 ºC durante 16 horas seguidas, se obtiene el carbón de coque.
• Obtención de productos industriales: Se pueden obtener: Gas ciudad, vapores amoniacales, grafito casi puro, brea o alquitrán (de los que se obtienen medicamentos, colorantes, etc.), además de pez.
• Producción de electricidad en antiguas centrales térmicas.

Funcionamiento de una Central Térmica

(…)

Carbón y Medio Ambiente

El carbón afecta significativamente a la contaminación del medio ambiente:

Impacto Medioambiental

El carbón, en su combustión, libera SO2 y NO2, que si no son absorbidos naturalmente, causan efecto invernadero, lluvia ácida, pérdida del suelo fértil y de bosques, y contaminación de ríos.

Los residuos sólidos generados por la quema de carbón no suelen perjudicar al medio ambiente si se depositan en vertedores controlados.

El Petróleo

El petróleo es un combustible natural formado por una mezcla de hidrocarburos y, en menor proporción, por otros elementos como azufre, oxígeno y nitrógeno.

Origen

La formación del petróleo es análoga a la del carbón y del gas natural…

Pozos Petrolíferos

La localización y extracción del petróleo o crudo no es una tarea sencilla; es necesario un estudio antes de proceder. El petróleo se encuentra siempre entre capas permeables (normalmente arcilla), además de estar rodeado de sal, agua salada y gas natural. Cuando la cantidad de petróleo en el yacimiento va disminuyendo, también lo hace la presión, por lo que se necesitan bombas o inyectar agua.

Refinerías: Destilación Fraccionada o Múltiple del Petróleo

…

Petróleo y Medio Ambiente

Impacto Medioambiental

Sus repercusiones son muy parecidas a las del carbón. Se produce tanto lluvia ácida como un incremento del efecto invernadero, destrucción de la capa de ozono, etc. Para evitarlo, al menos en cierta medida, se procura:

• Utilizar la gasolina sin plomo.
• Usar gasóleos sin azufre.
• Sustituir instalaciones de gasóleo por gas natural, mucho menos contaminante.

De vez en cuando, se producen accidentes durante su transporte por mar, dando lugar a grandes catástrofes medioambientales, como la sufrida en España con el hundimiento del Prestige. Respecto a los residuos, durante su extracción apenas los hay (solamente metano y etano, que son de muy difícil almacenamiento); es durante la combustión de la gasolina cuando se contamina realmente.

Otros Combustibles

Gas Ciudad o Manufacturado

Se obtiene mayoritariamente durante la generación de carbón de coque. Actualmente se usa para generar energía en el proceso de coquización. Su inconveniente es que es bastante tóxico y contamina más que otros gases, por lo que se está sustituyendo por gas natural.

Gas Pobre o Gas del Alumbrado

Se obtiene a partir de la combustión incompleta de materia vegetal. Tiene muy poca utilidad.

Acetileno

Se obtiene al añadir agua al carburo de calcio. Se emplea en la soldadura oxiacetilénica.

Energía Nuclear

La energía nuclear es 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: E = m · c². Se puede observar que el aprovechamiento de energía es mucho mayor, pues el proceso por el cual se libera energía es muy distinto: combustión frente a fisión/fusión.

Tipos de Reacciones Nucleares

Existen dos tipos de reacciones nucleares: fisión y fusión. Sin embargo, en este tema solo abordaremos la fisión, pues en la actualidad la fusión está en estado experimental, aunque la energía producida será, en teoría, mucho mayor.

La Fisión Nuclear

Consiste en la rotura de un núcleo de un átomo de uranio enriquecido o de plutonio. El proceso se inicia lanzando un neutrón a gran velocidad sobre el átomo que se desea fisionar. Al chocar, el núcleo se rompe en dos nuevos átomos, liberando tres neutrones y gran cantidad de calor.

Esos tres neutrones emitidos a gran velocidad pueden provocar nuevas fisiones en otros núcleos, que se rompen y liberan más neutrones y calor, generándose así una reacción en cadena. Si esta reacción en cadena no se controla, dará lugar a una bomba nuclear.

Componentes de una Central Nuclear

A. Reactor Nuclear: En él se origina la reacción nuclear de fisión. Consta de:

• Tubos de acero inoxidable: donde se introduce el combustible.
• Barras de control: que regulan la cantidad de reacciones en la unidad de tiempo, controlando así la cantidad de calor generada. Las barras son de boro, pues absorben muy bien los neutrones. Evitan una posible explosión nuclear.
• Moderador: Cuya finalidad es la de reducir la velocidad de los neutrones. Los reactores con moderador son mucho más controlables y seguros.

B. Turbina: A la que llega vapor a alta presión y velocidad, que la hace girar moviendo un alternador y generando corriente eléctrica.

C. Condensador: Para que la turbina funcione correctamente es necesario licuar el vapor que sale de ella, para lo que se utiliza un condensador o intercambiador de calor.

D. Edificio de Almacenamiento y Manipulación: Se utiliza como depósito de combustible. Este combustible es almacenado en piscinas de hormigón llenas de agua. En este lugar, además, se almacena el combustible ya usado, a la espera de su almacenamiento final.

E. Circuito de Refrigeración: El núcleo del reactor está rodeado por un líquido refrigerante cuya misión es la de evacuar el calor. Se suele usar deuterio, protio o helio. Respecto a este elemento, se distinguen dos tipos de centrales: las PWR y las BWR, cuya diferencia radica en si el líquido de refrigeración y el agua pesada se encuentran en el mismo o distinto circuito.

Energía Nuclear y Medio Ambiente

Impacto Medioambiental

Si una central de fisión funciona con normalidad, las emisiones radiactivas no superan las naturales. Sin embargo, pueden ocurrir accidentes:

• Escapes de agua radiactiva del circuito primario.
• Explosiones del reactor, por un exceso de temperatura al fundirse las paredes que lo recubren.

Si hay un escape radiactivo, la gran mayoría de seres vivos morirán, pues no soportarían la radiactividad.

Tratamiento de Residuos

Los residuos de las centrales nucleares son aquellos materiales que contienen o están contaminados con radioisótopos. Los residuos de baja y media actividad se recubren de hormigón y son enviados a un almacén, y los de alta actividad se almacenan provisionalmente, hasta que son reprocesados o encapsulados y almacenados.