Fuentes energía

1. FUENTES DE ENERGÍA
TIPOS DE ENERGÍA SEGÚN SU ORIGEN

2. FUENTES DE ENERGÍA
ENERGÍAS NO RENOVABLES
CARBÓN
• Mineral de origen orgánico constituido básicamente por
carbono.
• Formado hace 300 millones de años por carbonatación de
restos vegetales bajo ciertas condiciones de presión y
temperatura
TIPO DE
CARBÓN % DE CARBONO PC (Kcal/kg) ORIGEN
Antracita
95% 8000 Era primaria
Hulla
85% 7000 Era primaria
Lignito 75%
6000 Era secundaria
Turba
50% 2000 Muy reciente

3. FUENTES DE ENERGÍA
CARBÓN ARTIFICIAL
VEGETAL
• Se obtiene por medio de una combustión parcial de
madera.
• En la actualidad es poco utilizado. Uso casi exclusivo
para barbacoas.
CARBÓN DE COQUE
• Se obtiene a partir de la hulla
• Utilizado en la fabricación del acero como
combustible y como reductor de óxidos ferrosos.
• Este carbón es poroso y resistente.

4. FUENTES DE ENERGÍA
FABRICACIÓN CARBÓN DE COQUE
• Se introduce la hulla en una cámara cerrada.
• Se introduce oxígeno en la cámara.
• Se mantiene a 1100ºC durante 16 horas.
• Se extrae en vagonetas y se transporta a la torre
de enfriamiento.
• Se comprime y se obtienen briquetas de coque.
• Se enfría con cortinas de agua.

5. FUENTES DE ENERGÍA
PRODUCTOS OBTENIDOS
Además del coque en el destilado se obtiene
• Gas ciudad.
• Vapores amoniacales para fertilizantes.
• Grafito.
• Brea o alquitrán.
 Aceites.
 Pez, alquitranes.

6. FUENTES DE ENERGÍA

7. FUENTES DE ENERGÍA
ENERGÍAS NO RENOVABLES
PETRÓLEO
• El petróleo es un combustible sólido, de color
negro, constituido fundamentalmente por carbono,
hidrógeno y trazas de otros elementos químicos,
como nitrógeno, azufre, oxígeno… .
• El petróleo se originó a partir de la descomposición
de restos de animales y algas microscópicas
acumulados en terrenos sedimentarios,
generalmente en los lechos de mares y lagos.
• En estas condiciones de presión, temperatura y falta
de oxígeno, los restos orgánicos se fueron
transformando en hidrocarburos.

8. FUENTES DE ENERGÍA
POZOS DE PETRÓLEO
Para que se pueda formar una bolsa de petróleo en un terreno
Es necesario que exista una roca madre porosa que actúe a modo de
esponja; en ella se forman los hidrocarburos que impregnan esta roca
madre.
De la roca madre los hidrocarburos deben migrar hacia las trampas de
petróleo, estructuras geológicas en las que el crudo queda atrapado;
están recubiertas por estratos de roca impermeable que impide la
migración del petróleo a la superficie.
Esta acumulación, llamada bolsa de petróleo es de donde se extrae
comercialmente el petróleo.

9. FUENTES DE ENERGÍA
DESTILACIÓN DEL PETRÓLEO

10. FUENTES DE ENERGÍA

11. FUENTES DE ENERGÍA
ENERGÍAS NO RENOVABLES
GAS NATURAL
Formado en un proceso análogo al del petróleo.
Gas natural húmedo, se encuentra en la parte
superior de los yacimientos petrolíferos.
• Se halla mezclado con combustibles gaseosos
procedentes del petróleo
Gas natural seco, se encuentra en grandes bolsas
recubiertas de material impermeable.

12. FUENTES DE ENERGÍA

13. FUENTES DE ENERGÍA
ENERGÍAS NO RENOVABLES
ENERGÍA NUCLEAR
La energía nuclear es una energía contenida en la
materia, que es liberada cuando se producen ciertas
reacciones nucleares.
La energía nuclear se caracteriza por:
• Producir una gran cantidad de energía eléctrica.
• Generar residuos nucleares, muy difíciles de tratar,
que hay que confinar en depósitos aislados y
controlados durante mucho tiempo.
• No producir contaminación atmosférica de gases de
efecto invernadero porque no hay combustión.

14. FUENTES DE ENERGÍA
TIPOS DE ENERGÍA NUCLEAR
ENERGÍA DE FISIÓN
Es una reacción en la que los núcleos de ciertos elementos
químicos pesados (uranio-233, uranio-235 y plutonio-239) se
rompen (fisión) en dos núcleos más ligeros por el impacto de un
neutrón sobreexcitado.
liberando una gran cantidad de energía térmica y quedando libres
dos o tres neutrones energizados.
Estos neutrones están dispuestos a chocar con nuevos núcleos,
generando nuevas fisiones, con gran desprendimiento de energía
y con la liberación de nuevos neutrones dispuestos a nuevos
choques.
A este fenómeno se le llama reacción en cadena, y si no se
controla el número de escisiones, la energía térmica producida es
tan grande que provocaría un efecto asimilable a una bomba
atómica.

15. FUENTES DE ENERGÍA
TIPOS DE ENERGÍA NUCLEAR
ENERGÍA DE FUSIÓN
Es una reacción que consiste en la unión (fusión) de
dos núcleos de elementos ligeros, deuterio y tritio
(isótopos del hidrógeno), a muy elevada temperatura
para que la energía que porten sea capaz de superar
las fuerzas de repulsión entre núcleos.
El fin de esta unión es formar un núcleo, de helio, más
pesado y estable, liberándose una gran cantidad de
energía térmica.
Éste es el mismo fenómeno que se produce en la
superficie solar y en las estrellas.
El problema que presenta la fusión es puramente
tecnológico: la necesidad del desarrollo de nuevos
materiales capaces de confinar este tipo de reacciones
en las que se pueden alcanzar millones de grados
centígrados, ya que, a día de hoy, no existe ningún
material capaz de soportar esas temperaturas.

16. FUENTES DE ENERGÍA

17. FUENTES DE ENERGÍA
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES
LLUVIA ÁCIDA
Es la lluvia producida por nubes que contienen pequeñas partículas de
ácido.
Al quemar combustibles, sobre todo, fósiles se generan gases
contaminantes.
Estos gases, en especial los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre,
reaccionan al contacto con la humedad del aire y se transforman en ácido
sulfúrico, ácido nítrico y ácido clorhídrico . Estos ácidos se depositan en
las nubes.

18. FUENTES DE ENERGÍA
EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA S
ACUATICOS
• Al aumentar la acidez de las aguas
de ríos y lagos, produce trastornos
importantes en la vida acuática.
• Camarones, caracoles y mejillones
son las especies más afectadas por
la acidificación acuática. Una
mayor acidez en el agua puede
causar deformaciones en los peces
jóvenes y puede evitar la eclosión
de las huevas.
• Infiltra metales tóxicos, tales como
el cadmio, níquel, manganeso,
plomo, mercurio. Se introducen
en el terreno y de ahí se filtran a
las corrientes de agua.

19. FUENTES DE ENERGÍA

20. FUENTES DE ENERGÍA
EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA S
SUELOS
• Aumenta la acidez de los suelos, y esto
origina cambios en la composición de
los mismos, produciéndose la
lixiviación de importantes nutrientes
para las plantas (como el calcio)
• La vegetación sufre también un daño
directo por contacto que puede llegar a
ocasionar en algunos casos la muerte
de la especie.
• Las construcciones históricas, que se
hicieron con piedra caliza,
experimentan también los efectos de la
lluvia ácida.
• La piedra al entrar en contacto con la
lluvia acida, reacciona y se transforma
en yeso, que se disuelve con el agua
con mucha facilidad.
• También los materiales metálicos se
corroen a mucha mayor velocidad.

21. FUENTES DE ENERGÍA

22. FUENTES DE ENERGÍA
CENTRALES DE CICLO COMBINADO
Su funcionamiento inicial es
parecido a la turbina de un avión.
Una turbina de gas está unida a un
generador.
Los gases de la combustión los
utilizamos para calentar un
segundo circuito y crear vapor de
agua.
Este vapor mueve una turbina de vapor, a la que conectamos un
generador de electricidad.

23. FUENTES DE ENERGÍA
GASIFICACION DEL CARBÓN
• La gasificación del carbón es un proceso que transforma el carbón desde su estado
sólido, en un combustible gaseoso mediante una oxidación parcial
• Se le retiraran una serie de sustancias indeseables, como son los compuestos de S y la
ceniza del carbón original.
• El resultado es una fuente energética gaseosa, limpia y transportable.
• La gasificación es el proceso de suministro de O2 de forma controlada para que se
produzca calor y un nuevo combustible gaseoso, conforme se consume el carbón.
• Cuando un carbón se quema, su energía química se libera en forma de calor; el O2 del
aire se combina con el C y el H2 del carbón, produciendo CO2, H2O y energía térmica.
• En condiciones normales, cuando hay aire en exceso, toda la energía química del
carbón se convierte en calor y el proceso normal es la combustión.
• Si el O2 disponible se reduce, se libera menos calor del carbón y en la reacción
aparecen nuevos productos gaseosos, como el H2, CO y CH4 que contienen también
energía química.
• Continuaremos con la reducción del O2 disponible hasta alcanzar un punto a partir
del cual un porcentaje del carbón ya no se convierte en gas

24. FUENTES DE ENERGÍA
•

25. FUENTES DE ENERGÍA
•

26. FUENTES DE ENERGÍA
•

27. FUENTES DE ENERGÍA
•

28. FUENTES DE ENERGÍA
•

29. FUENTES DE ENERGÍA
•

30. FUENTES DE ENERGÍA
•

31. FUENTES DE ENERGÍA
En una zona turística para subir a una montaña de 500 m se emplea una
locomotora de vapor. Suponiendo que la locomotora junto con los
pasajeros pesa 30 tn, determina la cantidad mínima de antracita
necesaria quemar si su rendimiento es del 8%
Pc=8.000kcal/kg.
퐸푢
퐸푠
훈=
= 0,08
Eu = m · g · h = 30.000Kg · 9,8m/s2 · 500m = 1,47 · 108J =
35.167,46kcal
Es = Pc · m = 8.000kcal/kg · m
Eu = 0,08 · Es; 35.167kcal = 0,08 · 8.000kcal/kg·m
m=54,95kg

32. FUENTES DE ENERGÍA
Suponiendo que el poder calorífico consumido en España en 2010 fue
Pc=7.000kcal/kg. Y que las centrales térmicas usadas tuvieron un
rendimiento del 33%. Calcula la energía eléctrica producida por ellas en
Mwh. Carbón consumido 24,09·106 tn
퐸푢
퐸푠
훈=
= 0,33
Es = Pc · m = 7.000kcal/kg · 24,09 · 109kg = 168,63 · 1012kcal
168,63 · 1012kcal/2,4 · 10-4 = 70,26 · 1016J
Eu = 0,33 · Es = 0,33 · 70,26 · 1016J =23,19 · 1016J = 23,19 · 1016 ws
0,00644166 · 1016wh = 64.416.666Mwh
E = 64.416.666 Mwh

33. FUENTES DE ENERGÍA
Para calentar un deposito de agua de 2.000 litros, se han gastado
1,5 litros de gasóleo. Calcula el incremento de temperatura
originado si el rendimiento de la instalación es del 85%.
Densidad del gasóleo (훅=0,7kg/dm3)
훈=
퐸푢
퐸푠
= 0,85
Eu = m · Ce · 훥t = 2.000 kg · 1kcal/kg°C · 훥t
m = V · D = 1,5dm3 · 0,7 kg/dm3 = 1,05 kg
Es = Pc · m = 10.300kcal/kg · 1,05kg = 10.815kcal
Eu = 훈 · Es
2.000 kcal/°C · 훥t = 0,85 · 10.815kcal
훥t = 9.192,75 kcal/2.000kcal/°C = 4,6°C
Δt = 4,6°C

34. FUENTES DE ENERGÍA
Disponemos de 2 litros de alcohol para calentar 0,5 kg de
petróleo. Suponiendo que el rendimiento del mechero es del
60%, calcular hasta que temperatura podremos calentar el
petróleo si la temperatura inicial es de 10°C.
Petróleo Ce = 0,5kcal/kg°C
Alcohol Pc = 7.000cal/kg