Recursos naturales
Concepto de recurso natural
Recurso natural
• Conjunto de elementos proporcionados por el medio
natural susceptibles de ser aprovechados en su
estado natural para satisfacer unas necesidades
(producir un bien o servicio)
• Pueden ser renovables o no renovables
• ¿el carbón es un recurso renovable?
• ¿la pesca es un recurso renovable?
Tipos de recursos
• No renovables
– No pueden ser producidos, cultivados, regenerados o
reutilizados a una escala tal que pueda sostener su
tasa de consumo
– Por ello se dice que presentan una cantidad limitada
– Tasa de consumo > Tasa de regeneración (se agotan)
– Ejemplos; recursos minerales, combustibles fósiles
(carbón, petróleo, etc.)
Tipos de recursos
• Renovables
– Aquellos que se regeneran a una tasa mayor que la
tasa con que los recursos disminuyen mediante su
utilización
– Tasa de consumo < Tasa de regeneración
– Sin embargo no todos los recursos renovables lo son
“para siempre”
– Recursos potencialmente renovables; son renovables
siempre que su explotación no sobrepase la capacidad
de regeneración.
– Ejemplos; recursos renovables que no se agotan; sol,
viento, etc.
– Ejemplos; recursos potencialmente renovables;
bosques, pesca, etc.
Clasificación de recursos
• Recursos energéticos
• Recursos minerales
• Recursos de la biosfera
– R. Forestales
– R. Agrícolas
– R. Ganaderos
– R. Pesqueros
• Otros (paisaje)
RECURSOS ENERGÉTICOS
Fuentes renovables de energía
• Sol
– Energía Solar Térmica
– Energía solar fotovoltaica
• Energía eólica
• Biomasa
• Agua
– Energía hidroeléctrica
– Energía mareomotriz
– Energía olamotriz
• Otras
– Energía geotérmica
Fuentes renovables de energía
• Ejercicio. Identifica las ventajas e inconvenientes de las
energía renovables
Fuentes renovables de energía
Identifica las ventajas e inconvenientes de las energía renovables
• Ventajas
–
–
–
–
Impacto ambiental reducido
Reservas a priori no se agotan (dependiendo de tasa de consumo)
Disminuyen dependencia energética del país
Contribuyen al desarrollo sostenible
• Desventajas
– Mayor coste en producción energética
– En algunos casos dependen de la condiciones meteorológicas
(suministro no estable)
– Aunque reducido, también tienen un impacto ambiental negativo
– De momento, son insuficientes para cubrir la demanda energética
Fuentes no renovables de energía
• Combustibles fósiles
– Carbón
– Petróleo
– Gas natural
• Combustibles nucleares. Energía nuclear de fisión
Fuentes renovables de energía
• Ejercicio. Identifica las ventajas e inconvenientes de las
energía no renovables
Fuentes renovables de energía
Identifica las ventajas e inconvenientes de las energía no
renovables
• Ventajas
– Menor coste energético en la producción
– Alta eficiencia energética
– Pueden cubrir un alto porcentaje de la demanda energética
• Desventajas
– Alto impacto ambiental, en algunos casos muy contaminantes
– Riesgo para la población
– Reservas limitadas, que se agotan
– Maximizan la dependencia del exterior, de terceros países
aumentando el déficit nacional
– En algunos casos, generan residuos costosos de eliminar
PRINCIPALES FUENTES RENOVABLES
DE ENERGÍA
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
• Aprovechamiento de la energía del sol para generar calor
• Se emplean colectores o paneles solares térmicos para
calentar agua u otro tipo de fluidos
• Ejemplo; sol  colector solar térmico  agua caliente
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
Sistema solar térmico para uso
domestico
1) Colector
2) Deposito de almacenamiento
3) Caldera
4) Estación solar
5) Consumo del agua (ducha)
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
• También se puede producir energía termosolar a gran
escala; centrales termosolares
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
• También se puede producir energía termosolar a gran
escala; centrales termosolares
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
• También se puede producir energía termosolar a gran
escala; centrales termosolares
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
• También se puede producir energía termosolar a gran
escala; centrales termosolares
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
• También se puede producir energía termosolar a gran
escala; centrales termosolares
ENERGÍA SOLAR TÉRMICA (TERMOSOLAR)
• También se puede producir energía termosolar a gran
escala; centrales termosolares
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
• Aprovechamiento de la energía del sol para producir
electricidad (transformación directa en energía eléctrica)
• Requieren paneles solares fotovoltaicos, formadas por
multitud de células fotovoltaicas y convertidores
• Las plantas solares fotovoltaicas más comunes en España
inyectan directamente la energía eléctrica producida a la
red de distribución (Plantas de conexión a red)
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Centrales fotovoltaicas
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Centrales fotovoltaicas
ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
Otras aplicaciones
ENERGÍA EÓLICA
• Aprovechamiento de la energía viento (energía eólica), ya
utilizada desde la antigüedad
• Genera electricidad a través de la fuerza del viento,
mediante la utilización de la energía cinética producida
por efecto de las corrientes de aire
• La energía eólica mueve una hélice de un aerogenerador
y, mediante un sistema mecánico, hace girar el rotor de
un generador que produce energía eléctrica
• Los aerogeneradores suelen agruparse en parques
eólicos
• Vida media de un aerogenerador; 20 años
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
ENERGÍA EÓLICA
Parque eólico
Mapa Parques Eólicos cyl
ENERGÍA EÓLICA
Producción de energía en Europa
España es el 4º productor mundial de energía eólica
ENERGÍA EÓLICA
Parque eólico
ENERGÍA DE LA BIOMASA
• Combustión de combustibles de la biomasa
• Aprovechamiento de recursos de la biosfera como leña,
madera, desechos agrícolas y ganaderos, basuras,
cultivos energéticos
• Las instalaciones se denominan plantas de biomasa
• Genera emisiones a la atmósfera por la combustión
• Posibles productos a obtener (según el interés)
– Calor
– Vapor de agua para generar electricidad
– Biocombustibes (etanol, metanol, biodiésel)
ENERGÍA DE LA BIOMASA
ENERGÍA DE LA BIOMASA
ENERGÍA DE LA BIOMASA
ENERGÍA DE LA BIOMASA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
• Se aprovecha la energía del agua en su caída (energía
potencia gravitatoria), que hace mover una turbina
(energía cinética), generándose electricidad
• Mantenimiento bajo
• No produce emisiones a la atmósfera
• Fuerte alteración de ecosistemas; necesidad de
determinar un caudal ecológico (mínimo caudal que
debe llevar el curso de agua para preservar sus valores
ecológicos)
• Minicentrales hidroeléctricas; menor impacto, pero
menor energía producida
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Escala
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
• Aprovecha las corrientes de las mareas (energía cinética
de las mareas), para producir electricidad al mover una
turbina
• Principio similar a las turbinas eólicas de planta eólica
• Efectos negativos sobre flora y fauna, costosa en
términos de tecnología, impacto paisajístico
• No produce gases ni contaminantes, totalmente
renovable, disponible todo el año, silenciosa
• No se puede ubicar en cualquier zona, requiere
corrientes relevantes
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
Tidal Power - Siemens
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
ENERGÍA GEOTÉRMICA
• Aprovecha el calor del interior de la tierra, en forma de
agua caliente o vapor de agua
• El objetivo es obtener calor o producir electricidad
• Su rendimiento depende del tamaño del yacimiento
• Emite CO2, pero en menor cantidad que otras energía, así
como ácido sulfhídrico (H2S)
• Fuerte impacto paisajístico
• Contaminación térmica (inyectar agua fría en subsuelo) y
de las aguas
• Posible riesgo por subsidencia y microseismos
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
ENERGÍA GEOTÉRMICA
Islandia - Central geotérmica
Fuente del S
FUENTES NO RENOVABLES DE ENERGÍA
– ENERGIAS CONVENCIONALES
CARBÓN
• Roca sedimentaria originada por la acumulación de
restos vegetales en zonas pantanosas
• Un depósito de carbón puede tardar en formarse 500
millones de años (no renovable)
• El carbón además de C, tiene un % variable de agua,
hidrógeno y azufre
• Los carbones de menor a mayor poder calorífico se
clasifican en ; Turba Lignito  Carbón sub-bituminoso
Carbón bituminoso (incluida la hulla)  Antracita (el de
mayor rendimiento)
• En España, mayoría de explotaciones son de carbón subbituminoso, lignito y hulla
• León; explotaciones de antracita y hulla, a cielo abierto y
subterráneas
• Aprovechamiento  Centrales Térmicas
CARBÓN
CARBÓN
CARBÓN
CARBÓN
CARBÓN
CARBÓN
CARBÓN
CARBÓN
• Aprovechamiento  Centrales Térmicas
• Carbón  Combustión  E. calorífica  Vapor de agua 
Turbina  Generador  Transformador  E. eléctrica
CARBÓN
• Aprovechamiento  Centrales Térmicas
CARBÓN
• Aprovechamiento  Centrales Térmicas
CARBÓN
• Extracción y aprovechamiento carbón  Fuerte impacto
en el medio ambiente (especialmente contaminación
atmosférica por gases de efecto invernadero)
Presentación en grupo
• Temática; presentación de un nuevo material o
tecnología con aplicación en el campo de la
ciencia (libre elección)
• Presentación máximo 15 minutos por grupo
• Grupos; coinciden con los grupos para la
presentación anterior
• Fecha de presentaciones  Mayo (20, 22, 27, 29)
• Asistencia obligatoria a presentaciones
Examen del tema
• Jueves de la semana que viene (15 de mayo)
• Tipo test
Energía nuclear de fisión
• La energía procede de la fisión (rotura) de núcleos de
átomos radiactivos por el impacto de neutrones
• Se suelen emplear núcleos atómicos de uranio (U235)
o plutonio (Pu239), que son bombardeados por
neutrones y forman isótopos inestables (p.ej. U236)
• Los núcleos de los isótopos inestables se fisionan en
otros más pequeños y en ese proceso se libera
energía y neutrones (3 neutrones) que a su vez
reproducen el proceso (reacción en cadena) al
chocar con otros núcleos de U235
Energía nuclear de fisión
• En realidad se forma un bucle de retroalimentación
positivo, que es necesario controlar con un “moderador”
que absorbe parte de los neutrones emitidos, enfriando
la reacción (suele ser el agua, o el grafito)
Energía nuclear de fisión
• Se libera una cantidad elevada de energía que se
puede aprovechar para obtener calor que vaporice el
agua, y el vapor mueva turbinas que originen
energía eléctrica en un generador
• Este proceso tiene lugar en centrales nucleares de
fisión
• El calor que vaporiza el agua no se obtiene de la
combustión de un combustible fósil (central térmica)
sino de la fisión nuclear de un combustible nuclear
en un reactor (central nuclear de fisión)
FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Antes de introducir el combustible nuclear en el reactor,
es necesario:
– Extracción de minerales de uranio
– Pulverización de minerales de uranio y obtención de
óxidos de uranio ricos en el isótopo U235
– Concentración de óxidos de uranio (en el caso de U235)
formando las denominadas “torta amarilla”
– Enriquecimiento
– Transformación en pastillas que se apilan en barras,
que son las que se introducen en el reactor
Barras de uranio enriquecido
Energía nuclear de fisión
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Circuito primario
– El material radiactivo está confinado dentro de la vasija
principal (blindaje) del reactor
– En el interior, se encuentra el reactor con las barras de
uranio enriquecido y un refrigerante que controla la
reacción, así como un moderador y barras de control
Energía nuclear de fisión
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Circuito primario. Se obtiene vapor de agua
– El material radiactivo está confinado dentro de la vasija
principal (blindaje) del reactor
– En el interior, se encuentra el reactor con las barras de
uranio enriquecido y un refrigerante que controla la
reacción, así como un moderador y barras de control
Energía nuclear de fisión
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Circuito primario.
– El material radiactivo está confinado dentro de la vasija
principal (blindaje) del reactor
– En el interior, se encuentra el reactor con las barras de
uranio enriquecido y un refrigerante que controla la
reacción, así como un moderador y barras de control
Energía nuclear de fisión
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Circuito secundario
– Entra el vapor de agua obtenido en el circuito primario y
mueve una turbina conectada a un alternador que genera
energía eléctrica.
– También se produce la refrigeración del circuito primario
Energía nuclear de fisión
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Circuito secundario
Energía nuclear de fisión
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Circuito terciario
– El vapor de agua del circuito secundario entra y se licua
– Esa agua licuada sale a un depósito exterior, río o embalse
– A su vez, se capta agua del depósito exterior, río o embalse para
todo el proceso de refrigeración
– El exceso de vapor de agua sale por la torre de refrigeración
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
Energía nuclear de fisión
ESTRUCTURA DE UNA CENTRAL NUCLEAR
• Circuito terciario o de refrigeración
Torre de refrigeración (sale vapor de
agua)
Energía nuclear de fisión
Central nuclear de Santa María de Garoña (Burgos)
Características - Santa María de Garoña
VENTAJAS DE LA ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN
• Gran producción eléctrica; muy rentable
energéticamente
• Disminuye dependencia externa de combustibles fósiles
• No emite gases de efecto invernadero
INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN
• Requiere recursos no renovables (minerales de uranio)
• Necesaria un nivel tecnológico alto
• Vida útil limitada (40 años)
• Combustible nuclear tiene una vida útil de apenas 12-24
meses  Residuos radiactivos por combustible gastado
• Riesgo para la población y los ecosistemas en caso de
fuga accidente con daños severos
• Impactos ambientales; contaminación térmica de masas
de agua, impacto paisajístico, gestión de residuos
radiactivos
Energía nuclear de fisión
• Genera residuos radiactivos (combustible gastado), muy
activos y de prolongada vida media (100.000 años).
Gestión complicada y costosa:
– Almacenamiento primario en piscinas refrigeradas de las
propias centrales
– Almacenamiento centralizado de los residuos radiactivos,
en instalaciones superficiales acondicionadas (ATC;
Almacén Temporal Centralizado  Villar de Cañas). Vida
aprox. De 50 años
– Almacenamiento definitivo en zonas estables donde se
entierran (zonas con estabilidad geológica). Se denominan
AGP (almacenamiento geológico profundo)
Energía nuclear de fisión
• Piscina refrigerada en Central Nuclear
Energía nuclear de fisión
• Almacén de El Cabril (en superficie)
• AGP
Energía nuclear de fisión
• AGP; WIPP de Nuevo México (EEUU). Única instalación de este
tipo en el mundo
Energía nuclear de fisión
• AGP; WIPP de Nuevo México (EEUU). Única instalación de este
tipo en el mundo
Energía nuclear de fisión
Situación en España
Moratoria nuclear desde 1.982  Suspensión temporal de
construcción y puesta en marcha de Centrales Nucleares en
España
Energía nuclear de fisión
Situación en España
Energía nuclear de fisión
Residuos de alta actividad
• Contienen concentraciones elevadas de radionucleidos
de vida corta y media y concentraciones considerables de
radionucleidos de vida larga, generan grandes cantidades
de calor, como consecuencia de la desintegración
radiactiva y, aunque la actividad decrece con el tiempo,
tardará varios miles de años en llegar a un nivel no
nocivo para la salud.
Energía nuclear de fisión
Situación en España
Residuos de alta actividad
• Totalidad del combustible gastado generado en las
centrales nucleares españolas Almacenado de forma
temporal en las piscinas sumergidos bajo agua para su
enfriamiento, y desde el año 2002, en los contenedores
metálicos de almacenamiento en seco del denominado
almacén temporal individualizado (ATI) existente en el
emplazamiento de la central nuclear de Trillo
• Excepción; combustibles generados hasta 1983 en las
centrales nucleares José Cabrera y Santa María de
Garoña, que fueron enviados al Reino Unido para su
reprocesado, y la totalidad de los generados durante la
operación de la central nuclear Vandellós I, enviados a
Francia igualmente para su reprocesado
• Construcción de ATC en Villar de Cañas
Energía nuclear de fisión
Energía nuclear de fisión
Situación en España
Residuos de baja actividad  Almacenamiento de El Cabril
(Córdoba)
Residuos de baja actividad; Contienen concentraciones
bajas o medias de radionucleidos de vida media corta,
generalmente inferior a 30 años (isótopos emisores betagamma) y un contenido bajo y limitado en radionucleidos
de vida larga (emisores alfa)
Energía nuclear de fusión
• Unión (fusión) de dos núcleos de isótopos que
originan un núcleo más pesado
• En el proceso se libera gran cantidad de energía
• Ejemplo; unión de Deuterio y Tritio (isótopos de
Hidrógeno) para formar Helio
Energía nuclear de fusión
Energía nuclear de fusión
Energía nuclear de fusión
VENTAJAS
• Gran liberación de energía (proceso similar al que sucede
en el Sol)
• No contaminante
• Los materiales para este tipo de reacciones (isótopos de
hidrógeno) se pueden extraer de forma prácticamente
ilimitada del agua de mar (recurso renovable)
INCONVENIENTES
• Se requiere una temperatura muy elevada para que los
átomos se desprendan de los electrones y se facilite la
fusión de los núcleos
• Es fundamentar confinar las reacciones de fusión;
confinamiento magnético
• Aún no se ha conseguido la liberación de energía de
forma controlada (en investigación)
PETRÓLEO
• Mezcla homogénea de hidrocarburos (formados por H y C)
• Procedente de la descomposición de restos de materia
orgánica de algas y zooplancton en zonas lacustres o mares
poco profundos
• Extracción; pozos de extracción, plataformas petrolíferas
• Refinería; el petróleo se refina, y se obtienen diversos
combustibles fósiles como gasolina, gasoil, asfaltos, etc.
PETRÓLEO
Pozo extracción
PETRÓLEO
PETRÓLEO
PETRÓLEO
PETRÓLEO
GAS NATURAL
• Mezcla de gases que se encuentran en un yacimiento
petrolífero
• Formado en un 90% por metano (CH4)
• Extracción similar a petróleo
• Nueva técnica  Fracking
– Perforación e inyección a presión de agua y productos químicos
en subsuelo para favorecer la salida de gas al exterior (y su
captación) por las fracturas del terreo
– Riesgo de contaminación de acuíferos, entre otros (ruidos, etc.)
– Requiere gran consumo de agua
GAS NATURAL
GAS NATURAL
• Nueva técnica  Fracking
GAS NATURAL
• Nueva técnica  Fracking
• Fracking - Esquema
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Recursos naturales