Presentación sobre la energía térmica y los Resíduos Sólidos Urbanos

1. La Energía térmica y RSU Yeikel Jason Juan Carlos

2. La energía Térmica ¿Qué es? La energía térmica es la forma de energía que interviene en los fenómenos caloríficos. Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto, el caliente comunica energía al frío; el tipo de energía que se cede de un cuerpo a otro como consecuencia de una diferencia de temperaturas es precisamente la energía térmica. El cuerpo caliente es el que comunica la energía al cuerpo frío, la diferencia entre ambas temperaturas es lo que se denomina energía térmica; no es tarea fácil definir de manera precisa a la energía térmica debido a que ésta posee más de un enfoque. De acuerdo con la teoría cinético-molecular, ésta es la energía resultante de sumar las energías mecánicas de los movimientos de las diferentes partículas que lo constituyen. La energía térmica no puede medirse en términos absolutos, pero sí podemos determinar cuánto varía y esto se hace tomando como referencia al calor. ¿Qué se quiere decir con esto?, sencillamente que la cantidad de energía térmica que gana o pierde un cuerpo que se encuentra en contacto con otro el cual posee una temperatura diferente recibe la denominación de calor, y justamente son las variaciones de calor lo que implican una variación de energía térmica. En conclusión señalamos que el calor es la medida de este tipo de energía.

3. Tipos : Termoeléctricas de combustibles Fósiles : Producen electricidad mediante la energía calorífica generada por la combustión de diesel, carbón, gas natural, combustóleo y otros aceites pesados.

4. Energía Solar-Térmica La energía térmica del tipo solar emplea el calor generado por la radiación solar para generar electricidad, este recurso es válido tanto para la producción eléctrica de grandes centrales como para una producción menor, es decir, de tipo doméstica. Actualmente el mundo cuenta con varias centrales de generación de electricidad que emplean a la energía solar térmica captada por dos dispositivos diferentes: los de alta o baja concentración. Los primeros son los que absorben la radiación a través de espejos curvos o de discos parabólicos los cuales están orientados hacia el sol para luego reflejar la luz concentrándola en un único punto. Los segundos, poseen varios cilindros parabólicos que también se mueven con el sol pero, esta vez, concentran la radiación en una tubería que posee en su interior un fluido. Éste cuando se calienta, es transportado a una red de tuberías que es diseñada específicamente para reducir las pérdidas de calor; los dispositivos de baja concentración son los más tecnológicos pero poseen una desventaja bastante grande: dependen del Sol, es por eso que para trabajar adecuadamente necesitan un cielo despejado.

9. Funcionamiento de una central Termoeléctrica Las centrales térmicas convencionales o clásicas. Son las centrales que utilizan combustibles fosiles como materia prima, es decir, carbón, fuel y gas natural. En términos de producción de energía eléctrica, la única diferencia entre las centrales nucleares y las térmicas convencionales es la manera de generar el vapor para activar las turbinas. En las centrales nucleares el calor se produce por la fisión nuclear en un reactor, mientras que en las centrales convencionales el vapor se genera por la combustión del carbón o de derivados del petróleo.

10. Central Térmica convencional accionada por Carbón En las centrales térmicas convencionales, la energía química ligada por el combustible fósil (carbón, gas o fuelóleo) se transforma en energía eléctrica. Se trata de un proceso de refinado de energía. El esquema básico de funcionamiento de todas las centrales térmicas convencionales es prácticamente el mismo, independientemente de que utilicen carbón, fuelóleo o gas. Las únicas diferencias sustanciales consisten en el distinto tratamiento previo que sufre el combustible antes de ser inyectado en la caldera y el diseño de los quemadores de la misma, que varía según el tipo de combustible empleado. En el caso de una central térmica de carbón, el combustible se reduce primero a un polvo fino y se bombea después dentro del horno por medio de unos chorros de aire precalentados. Si es una central térmica de fuelóleo, el combustible es precalentado para que fluidifique e inyectado posteriormente en quemadores adecuados a este tipo de derivados del petróleo. Finalmente, si se trata de una central térmica de gas, tenemos otro tipo de quemadores específicos. En definitiva, la energía liberada durante la combustión en la cámara de la caldera, independientemente del tipo de combustible, hace evaporarse el agua en los tubos de la caldera y produce vapor. El vapor de agua se bombea a alta presión a través de la caldera, a fin de obtener el mayor rendimiento posible. Gracias a esta presión en los tubos de la caldera, el vapor de agua puede llegar a alcanzar temperaturas de hasta 600 ºC (vapor recalentado). Este vapor entra a gran presión en la turbina a través de un sistema de tuberías. La turbina consta de tres cuerpos; de alta, media y baja presión respectivamente. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente.

11. Así pues, el vapor de agua a presión hace girar la turbina, generando energía mecánica. Hemos conseguido transformar la energía térmica en energía mecánica de rotación. El vapor, con el calor residual no aprovechable, pasa de la turbina al condensador. Aquí, a muy baja presión (vacío) y temperatura (40ºC), el vapor se convierte de nuevo en agua, la cual es conducida otra vez a la caldera a fin de reiniciar el ciclo productivo. El calor latente de condensación del vapor de agua es absorbido por el agua de refrigeración, que lo entrega al aire del exterior en las torres de enfriamiento. La energía mecánica de rotación que lleva el eje de la turbina es transformada a su vez en energía eléctrica por medio de un generador síncrono acoplado a la turbina.

12. Ventajas e Inconvenientes: Termosolar Ventajas Los sistemas solares pueden suponer ahorros en el coste de preparación del agua caliente de aproximadamente entre un 70 y un 80% respecto a los sistemas convencionales. Los equipos para aprovechamiento térmico de la energía solar constituyen un desarrollo tecnológico fiable y rentable para la producción de agua caliente sanitaria en las viviendas. La inversión en paneles solares, además, pueden amortizarse con el ahorro que se obtiene. Las placas solares pueden ser un complemento interesante de apoyo a la calefacción, sobre todo en sistemas que utilicen agua a temperatura inferior a 60ºC, tal y como sucede con los sistemas por suelo radiante o en los de "fan-coil". En la mayoría de los casos, tanto en viviendas unifamiliares, como en edificios, las instalaciones de energía solar térmica proporcionan entre un 50 y un 70% del agua caliente demandada, por lo que siempre necesitan un apoyo de sistemas convencionales de producción de agua caliente (caldera de gas, caldera de gasóleo, etc.).

13. Central termoeléctrica(gas, carbón y petróleo) Ventajas Son las centrales más baratas de construir (teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado), especialmente las de carbón, debido a la simplicidad (comparativamente hablando) de construcción y la energía generada de forma masiva. Las centrales de ciclo combinado de gas natural son mucho más baratas (alcanzan el 50%) que una termoeléctrica convencional, aumentando la energía térmica generada (y por tanto, las ganancias) con la misma cantidad de combustible, y rebajando las emisiones citadas más arriba en un 20%, quedando así en 0,35 kg de CO2, por kWh producido.

14. Termosolar INCONVENIENTES Su discontinuidad en el tiempo Sólo aprovechan la radiación directa, por lo que necesitan que no haya nubes. Para solventar estos problemas se disponen de 2 sistemas de almacenamiento térmico: Sistemas de almacenamiento en medio único: son aquellos en los que el medio utilizado para almacenar energía térmica es el mismo fluido que circula por los colectores solares. Los más comunes utilizan aceite sintético como fluido de trabajo y como medio de almacenamiento. Este sistema presenta una eficiencia superior al 90%. Sistemas de almacenamiento en medio dual: son aquellos en los que el almacenamiento de calor se efectúa en un medio diferente al fluido de trabajo que se calienta en los colectores solares. Los medios de almacenamiento más comunes son las placas de hierro, materiales cerámicos o el hormigón. La eficiencia de estos sistemas ronda el 70%.

15. Central termoeléctrica(gas, carbón y petróleo) Inconvenientes El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes (en el caso del carbón) que pueden contener metales pesados. Al ser los combustibles fósiles una fuente de energía finita, su uso está limitado a la duración de las reservas y/o su rentabilidad económica. Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local. Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en estos. Su rendimiento (en muchos casos) es nulo (comparado con el rendimiento ideal), a pesar de haberse realizado grandes mejoras en la eficiencia (un 90-91% de la energía liberada en la combustión se convierte en electricidad, de media).

16. Datos Generales Componentes de una central térmica El almacén de combustible, La caldera, Las turbinas, El condensador, Torre de refrigeración, Las chimeneas, Equipo eléctrico principal, Sala de tratamiento del agua de alimentación Hay varios tipos de centrales tèrmica: La clásica (tèrmica), la termosolar, la termoelectrica de combustibles fósiles.

17. Las centrales térmicas convencionales son de carbón y de fuelóleo, y hoy en día siguen dando rendimientos muy apreciables. el recurso energético que se utiliza como fuente de energía en este tipo de centrales es un combustible fósil, pero también es imprescindible otro recurso natural: el agua y estas centrales deben instalarse cerca de una fuente de agua (ríos, lagos…) Ya se han comenzado a construir Centrales Térmicas con otros combustibles y otros procedimientos de combustión.Tal es el caso de la gasificación del carbón, combinada con combustión de gas. También se está utilizando directamente el gas natural como combustible de las centrales térmicas.

18. Desarrollo Matemático Las centrales termoeléctricas tipo vapor Una central termoeléctrica de tipo vapor es una instalación industrial en la que la energía química del combustible se transforma en energía calorífica para producir vapor, este se conduce a la turbina donde su energía cinética se convierte en energía mecánica, la que se transmite al generador, para producir energía eléctrica.

19. Su uso es lo mismo en todos los rincones de la Tierra y eso es la obtención de energía a partir de combustibles Uso en España y Europa

20. Vocabulario Congeneración:El término cogeneración se empezó a utilizar en USA en la década de los 70 para definir la producción conjunta en una o varias etapas de energía mecánica (eléctrica si se coloca un generador) y térmica. El Ciclo de Rankine:Es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. La teoría cinético molecular: Nos describe el comportamiento y las propiedades de los gases de manera teórica. Se basa en las siguientes generalizaciones. 1-Todos los gases tienen átomos ó moléculas en continuo movimiento rápido, rectilíneo y aleatorio. 2-Los átomos ó moléculas de los gases están muy separados entre sí, y no ejercen fuerzas sobre otros átomos ó moléculas salvo en las colisiones. Las colisiones entre ellos o con las paredes son igualmente elásticas.

21. central térmica: Es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural. Ciclo termodinámico: Se denomina ciclo termodinámico al proceso que tiene lugar en : 9 Dispositivos destinados a la obtención de trabajo a partir de dos fuentes de calor a distinta temperatura (Máquinas Térmicas) 9 o, de manera inversa, a producir el paso de calor de la fuente de menor temperatura a la fuente de mayor temperatura mediante la aportación de trabajo (Refrigeradores y Bombas de Calor).natural o carbón.

22. Cuestiones 1-¿Dónde se produce la energía solar-térmica para generar la electricidad? En grandes centrales En casas En las dos 2-¿Qué utilizan las centrales térmicas clásicas para generar energía? Combustibles fósiles El viento Elementos radiactivos 3-¿están construyendo centrales térmicas con otros combustibles y con otros procedimientos de combustión Si no

23. 4-En las centrales térmicas convencionales accionadas por el carbón, el vapor de agua puede llegar a alcanzar temperaturas de 500 grados Celsius 600 grados Celsius 700 grados Celsius 5-¿ A que se denomina “energía térmica”? A la diferencia entre ambas temperaturas(la temperatura de cuerpos cálidos y fríos) Al calor que irradia un cuerpo cálido

24. Respuestas 1-La opción c) 2-La opción a) 3-La opción a) 4-La opción b) 5-La opción a)

25. RSU Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) son los que se originan en la actividad doméstica y comercial de ciudades y pueblos . Los resíduos producidos por los habitantes urbanos comprenden basura, muebles y electrodomésticos viejos, embalajes y desperdicios de la actividad comercial, restos del cuidado de los jardines, la limpieza de las calles, etc. El grupo más voluminoso es el de las basuras domésticas.

27. Papel y cartón : Periódicos, revistas, publicidad, cajas y embalajes, etc.

28. Plásticos : Botellas, bolsas, embalajes, platos, vasos y cubiertos desechables, etc.

29. Vidrio : Botellas, frascos diversos, vajilla rota, etc.

30. Metales : Latas, botes, etc.

32. Tipos de contenedores Contenedor verde para el vidrio. Contenedor azul para el papel y cartón. Contenedor amarillo para los envases. Contenedor gris o marrón para los residuos orgánicos.

34. Evitar el vertido incontrolado de los residuos de gran tamaño que no pueden ser eliminados por medio de los servicios convencionales de recogida de basuras.

36. Ejemplo : A la entrada del recinto, un operario informa a los usuarios sobre la forma de depositar los resíduos y toma nota de lo que traen (qué y cuánto). La señalización horizontal (colores) y vertical (símbolos) conduce hacia los contenedores e identifica los residuos que se pueden depositar. Los contenedores deben ser estancos, protegidos del exterior, para que no haya entradas ni fugas de contenido, pero con un sistema de depósito de fácil acceso. Los frigoríficos y aparatos de refrigeración se depositan en una zona cubierta donde se les extraen los CFC. Un camión se lleva los residuos de las instalaciones para darles el final apropiado.

37. Final de los productos no peligrosos:Los escombros van a vertederos de inertes. Los restos de poda y jardinería, a plantas de compostaje. Las chatarras y maderas, a plantas específicas de reciclado. Los colchones, juguetes y otros asimilables a residuos sólidos urbanos se llevan a vertederos o se incineran. Final de los resíduos peligrosos:Los responsables de los puntos limpios contactan con un gestor autorizado que se encargue de llevarlos a una planta de tratamiento específico. ¿Qué se hace con los aceites de cocina? Se mezclan con agua y sosa para fabricar jabones; se hacen velas, pinturas, piensos, lubricantes industriales y biocombustible. Algunas gasolineras venden biodiesel para su uso directo en este tipo de motores. ¿Qué se hace con las pilas? De las pilas de botón se recupera el mercurio. Las pilas normales se trituran y se obtienen dos fracciones: por un lado, la parte metálica, y por otro, la salina, de la que se pueden recuperar sulfato de zinc y sales de magnesio. ¿Qué se hace con los fluorescentes? Se rompe el vacío para separar sus componentes. A continuación, se desencapsula y se limpia el interior de polvos y mercurio. El vidrio se tritura y se envía a la industria vidriera para reciclaje, y de la fracción restante se recupera el mercurio.

38. Producción de Rsu en España

39. Puntos Limpios en Tenerife Punto Limpio de Adeje Punto Limpio de Arona Punto Limpio de Buenavista Punto Limpio de Güimar Punto Limpio de San Andrés Punto Limpio de Taco

41. Contaminación de acuíferos por lixiviados

42. Contaminación de las aguas superficiales.

43. Emisión de gases de efecto invernadero fruto de la combustión incontrolada de los materiales allí vertidos.

44. Ocupación incontrolada del territorio generando la destrucción del paisaje y de los espacios naturales.

45. Creación de focos infecciosos. Proliferación de plagas de roedores e insectos.

46. Producción de malos olores.

48. Preguntas tipo Test RSU 1-¿Qué son los RSU? Aquellos resíduos generados en las grandes fábricas La basura generada por las viviendas de una determinada ciudad Ambas 2- ¿Dónde se produce mayor cantidad de RSU? En las grandes ciudades En las playas En los campos 3-¿De qué se compone principalmente los RSU? a)Papeles b)Plásticos c)Materia Orgánica

49. 4- ¿Para qué clase de resíduos es el contenedor verde? Vidrio Cartón Envases 5- ¿ Cuál es la utilidad de un punto limpio? Para el tratamiento de resíduos Para el almacenaje de resíduos Ambos

50. Respuestas : 1- c) Se producen tanto a nivel familiar como empresarial 2-a) Con la nueva tendencia de los productos de «usar y tirar» se ven incrementados los resíduos en las ciudades 3- c) El nivel de producción de materia orgánica es del orden del 44% . 4- a) Más que hablado 5- a) Por lógica