1. FUENTES DE
ENERGÍA Y
SOSTENIBILIDAD
FISICA Y QUÍMICA. TEMA 5
Pablo Brizuela Simón Nº4 4ºA E.S.O

2. ÍNDICE
 1- LA ENERGÍA Y LOS CAMBIOS
 2- CONSEVACIÓN Y DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA
 3- FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES
- EL CARBÓN
- EL PETRÓLEO
- EL GAS NATURAL
- LA ENERGÍA NUCLEAR
 4-FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES
- LA BIOMASA
- LA ENERGÍA EÓLICA
- LA ENERGÍA SOLAR
- LA ENERGÍA GEOTÉRMICA Y LA ENERGÍA DEL MAR
 5- LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
 6-ENERGÍA Y DESARROLLO SOSTENIBLE

3. 1- LA ENERGÍA Y LOS CAMBIOS
• La energía es una propiedad de los sistemas materiales que les permite
experimentar y producir cambios.
Existen distintos tipos de energías: energía
química (energía de los alimentos y de los
combustibles), energía eléctrica (energía
suministrada por una pila o un generador),
energía nuclear( energía liberada por los
núcleos de los átomos) y energía térmica
( la energía que se relaciona con las
temperaturas de los cuerpos). Otras veces,
los nombres empleados hacen referencia a
las fuentes de energía como la solar o la
eólica, cualquier forma que presente la
energía pueden incluirse en una o en las
dos clases:
• Energía cinética o asociada al movimiento, como la energía de un coche que se encuentra en
movimiento
• Energía potencial o asociada a la posición, como la energía del agua embalsada en una presa.
Toda energía adopta diversas formas y puede transformarse de unas en otras.

4. 2-CONSERVACIÓN Y DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA
PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN: La energía no se crea ni se destruye, solo se
transforma. Por tanto, la energía total del universo se mantiene constante .
LA DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA: Es la perdida de energía útil, la energía se
conserva en los cambios, pero tiende a transformarse en energía térmica, que es una
forma de energía menos aprovechable.
En una transformación energética, la energía suministrada es igual a la suma de la energía útil, o
aprovechable, más la energía disipada caloríficamente.
Energía útil
r= * 100
Energía suministrada

5. FUENTES DE ENERGÍA
NO RENOVABLES
Las fuentes de energía no renovables son aquellas cuyas reservas se
consumen a un ritmo mayor del que son repuestas por la naturaleza.
VENTAJAS INCONVENIENTES
• La energía procedente de fuentes no renovables es •Las reservas de combustibles fósiles son limitadas.
relativamente barata y fácil de obtener. •La combustión de carbón y petróleo libera a la
• La tecnología requerida para el aprovechamiento de la atmósfera gases que contribuyen a la lluvia ácida.
energía está muy desarrollada. •Las emisiones de CO2 contribuyen al aumento del
efecto invernadero.
•Los reactores nucleares de fisión producen residuos
radiactivos de larga duración que son difíciles de
almacenar.

6. EL CARBÓN
El carbón es una roca sedimentaria, formada durante millones de
años a partir de residuos vegetales.
El carbón es el combustible fósil más abundante en nuestro planeta.
Se estima que existen reservas para cerca de 200 años más de
consumo humano.
TIPOS DE CARBÓN
Existen distintos tipos de carbón:
-Antracita: posee en torno al 90% de carbono, es el más antiguo y
el que más poder calorífico tiene.
-Hulla: posee entre un 75% y un 90% y posee un alto poder
calorífico, se utiliza en las centrales térmicas.
-Lignito: Tiene entre un 50% y un 70% de carbono, es el más joven
de los carbones.
-Turba: Su contenido en carbono es inferior al 50%, se emplea
como abono de la agricultura.
EXTRACCIÓN Y USOS DEL CARBON
El carbón se puede extraer en minas subterráneas o a cielo descubierto, en la actualidad existen pocos yacimientos al
aire libre porque se han ido agotando. El carbón, tal y como sale de las minas, se debe lavar para limpiar las impurezas
del azufre. Después se muele y se tritura hasta pulverizarlo. Por último se procede a cribarlo y a clasificarlo, separando
los distintos tipos de carbón.
Se empezó a actualizar en la Edad Media para producir calor, pero su verdadera importancia llegó a partir de la
Revolución industrial, sustituyendo a la madera como combustible. En la actualidad, aunque se sigue utilizando el
carbón, ha sido desplazado por el petróleo.

7. EL PETRÓLEO
El petróleo es un combustible fósil. Se presenta en forma de líquido viscoso cuyo calor varía desde el amarillo y
pardo hasta el negro. Tiene un fuerte olor característico y es menos denso que el agua, de modo que flota sobre
ella. Puede tener diferentes composiciones dependiendo del yacimiento de donde provenga.
ORIGEN Y FORMACIÓN DEL PETRÓLEO
El petróleo se originó a partir de la descomposición de restos de animales y
algas microscópicas acumuladas en terrenos sedimentarios, generalmente
en los mares, ríos y lagos. Esta materia orgánica se fue cubriendo, con el
paso de mucho tiempo, con capas cada vez mayores de sedimentos, que la
sepultaron. En estas especiales condiciones de presión, temperatura y falta
de oxígeno, los restos orgánicos se fueron transformando en hidrocarburos,
es decir, compuestos de carbono e hidrógeno. Cuanto más antiguo es un
yacimiento, mayor es su contenido en carbono.
EXTRACCIÓN DEL PETRÓLEO
1. Para abrir un pozo petrolífero se perfora el subsuelo, con una
máquina que porta una gran barra de diamante, el material mas
duro que se conoce, es capaz de perforar estratos muy compactos.
2. Al tiempo que la barra profundiza en el terreno se lubrica el
espacio perforado para evitar que se pueda romper.
3. Finalmente se instala una tubería con una bomba, el petróleo irá
subiendo hasta la superficie.

8. EL GAS NATURAL
El gas natural es una mezcla de distintos hidrocarburos, generalmente gaseosos, que se produce en el subsuelo
de manera natural. Suele aparecer junto al petróleo, en la parte superior de los mismos yacimientos, y su
composición, como la del crudo, varía dependiendo del lugar de donde provenga.
ORIGEN Y COMPOSICIÓN DEL
GAS NATURAL
El gas natural se formó a partir de la descomposición de restos
orgánicos que quedaron sepultados bajo montañas de capas de
sedimentos durante millones de años.
El componente principal del gas natural es el metano (70%-90%),
y otros hidrocarburos más ligeros, como el etano, el propano y el
butano. Otros de sus componentes son el sulfuro de hidrógeno
dióxido de carbono y nitrógeno aunque se eliminan en su
extracción ya que no sirven. El principal componente del gas
natural, el metano, tiene un gran poder energético, no es un gas
tóxico pero mezclado con el oxígeno es muy inflamable.
USOS DEL GAS NATURAL
El uso del gas natural como combustible se ha extendido mucho en los últimos años debido a que su combustión
es poco contaminante en comparación con el carbón y el petróleo. Hoy en día el gas natural supone un 20% del
consumo energético mundial.

9. LA ENERGÍA NUCLEAR
La energía nuclear es la que está contenida en el núcleo de los átomos. Se manifiesta en las reacciones
nucleares, en las que se libera una gran cantidad de energía. En las reacciones nucleares, parte de la masa
inicial de las sustancias se transforma en energía, por lo que, al final, hay menos masa que al principio. Las
reacciones nucleares pueden ser de fisión o de fusión:
•FISIÓN NUCLEAR: Es una reacción química en la que un núcleo pesado se divide en dos mas ligeros, al ser
bombardeados por neutrones. La masa de los fragmentos finales es menor que la inicial, porque parte de ella
se ha transformado en energía.
• FUSIÓN NUCLEAR: Es una reacción nuclear en la que dos núcleos ligeros se unen para formar otro mas
pesado y estable, emitiendo una gran cantidad de energía. El problema de esta reacción es que para que se
produzca se necesita una gran cantidad de energía.

10. FUENTES DE ENERGÍA
RENOVABLES
Las fuentes de energía renovables son aquellas cuyas reservas se consumen
a un ritmo menor del que son repuestas por la naturaleza.
VENTAJAS INCONVENIENTES
• Sus reservas son prácticamente inagotables. • Los conocimientos y la tecnología necesaria para su uso
•Su impacto sobre el ambiente es, en general, más están en algunos casos poco desarrollados, por lo que su
reducido que el de las fuentes no renovables. contribución al consumo total de energía es aún reducida
•Tienen carácter autóctono: la energía se produce cerca (aunque la energía solar y eólica han avanzado mucho)
de donde se consume, por lo que disminuye la • Una unidad de energía es, en muchos casos, más cara
dependencia energética. obtenida a partir de fuentes renovables que obtenida de
•Su uso favorece el desarrollo de la tecnología necesaria fuentes no renovables.
para su aprovechamiento, lo que a su vez fomenta el • La producción de lagunas, como la eólica o la hidráulica,
desarrollo tecnológico en otras áreas. depende de condiciones meteorológicas.

11. LA BIOMASA
La biomasa es materia orgánica de origen vegetal o animal. La energía que contiene fue la primera que utilizó el
hombre.
Hay diversos modos de aprovechar la biomasa:
-De forma directa, como combustible de los residuos agrícolas.
- Transformación de residuos animales en biogás a través de fermentaciones.
- Obtención de biocarburantes mediante cultivos vegetales. Por ejemplo, el bioetanol y el biodiesel puede sustituir a
la gasolina en los motores.
- Mediante la quema de residuos urbanos en incineradoras, pudiendo calentar aguo o produciendo energía.
ORIGEN DE LA BIOMASA
VEGETAL ANIMAL
MADERA ESTIÉRCOL
PAJA RESIDUOS
ANIMALES
PODAS RESIDUSO
URBANOS
RESIDUOS
URBANOS

12. ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica es la energía cinética del viento. Históricamente esta energía se ha utilizado para
mover barcos o para moler granos, en la actualidad se utiliza para generar energía eléctrica. La
energía eólica es un recurso limpio, renovable y abundante y ayuda a disminuir las emisiones de
gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles lo que
le convierte en un tipo de energía verde. Su principal inconveniente es la intermitencia del viento.
Hoy en día España es el tercer país que mas energía eólica produce por detrás de Estados Unidos
y Alemania.
AEROGENERADOR
Un aerogenerador es un generador
eléctrico movido por la acción del
viento. Sus precedentes directos son
los molinos que se empleaban para
moler el grano y la obtención de
harina. En este caso, la energía eólica
en realidad la energía cinética del
aire en movimiento, mueve la hélice y,
a través de un sistema mecánico de
engranajes, hace girar el rotor de un
generador, convirtiendo la energía
mecánica en energía eléctrica. Los
aerogeneradores pueden estar tanto
en tierra como en el mar.

13. INSTALACIÓN IMPACTO ATMOSFÉRICO IMPACTO ACÚSTICO IMPACTO TERRESTRE
• Parques •Ruido. • Limpia • Contaminación
eólicos. • Muerte de aves al visual e impacto
impactar con las paisajístico.
aspas.

14. LA ENERGÍA SOLAR
La energía solar es la energía radiante que llega directamente del sol. La energía solar es inagotable gratuita e
inagotable pero tiene el inconveniente de que es intermitente. El Sol es como un gran reactor nuclear. En su
interior se producen reacciones de fusión nuclear que liberan gran cantidad de energía. La energía solar se
puede aprovechar de distintas formas:
• Aprovechamiento fotovoltaico: Las células fotovoltaicas convierten directamente la energía solar en energía
eléctrica. Se usa, por ejemplo, en las calculadoras, no utilizando así las pilas.
• Aprovechamiento térmico de baja temperatura: Se basa en le calentamiento de un fluido en un colector
solar. Se aprovecha para tener agua caliente en edificios.
• Aprovechamiento térmico de alta temperatura: Se basa en la concentración de la radiación solar mediante
espejos para calentar un fluido a alta temperatura. La producción de vapor mueve la turbina de un generador
eléctrico.
La energía solar se recoge sobre un panel solar. La
irradiación hace que se produzca una corriente eléctrica
dentro del semiconductor. Esta corriente eléctrica ya puede
ser almacenada en una batería como la de los automóviles o
transportada, mediante hilos conductores, al lugar en que va
a ser utilizado.

15. INSTALACIÓN IMPACTO IMPACTO IMPACTO TERRESTRE
ATMOSFÉRICO ACÚSTICO
• Central solar. • Limpia •Limpia • Contaminación visual e
impacto paisajístico.
• Contaminación mínima
por la industria fabricante
de paneles y conectores.

16. ENERGÍA
GEOTÉRMICA
La energía geotérmica es la energía térmica
acumulada en el subsuelo. Cuando los focos
calientes están a poca profundidad, se aprovecha
para inyectar agua fría en el subsuelo, que se
transforma en agua caliente o en vapor. El vapor
puede mover una turbina de un alternador.
LA ENERGÍA DEL
MAR
El movimiento del agua del mar ofrece otra posibilidad
más para obtener energía. Sin embargo, las mareas deben
ser bastante pronunciadas para poder aprovechar esta
energía. Se puede aprovechar de distintas formas:
• La energía mareomotriz es la energía potencial que
adquiere el agua marina al subir su nivel por efecto de las
mareas.
• La energía undimotriz es energía del movimiento de las
olas.
• La energía de las corrientes es la energía cinética de las
corrientes marinas.
•La energía maremotérmica se debe a la diferencia de
temperatura entre las aguas superficiales y profundas.

17. 5- LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
La contaminación atmosférica es la presencia en el aire de sustancias gaseosas, liquidas o sólidas,
perjudiciales para las personas, el resto de los seres vivos y el entorno.
 LAS SUSATANCIAS CONTAMINANTES
Las sustancias contaminantes pueden tener un origen natural, como las
erupciones volcánicas, o de origen artificial, debido a la actividad
humana. También la quema de combustibles fósiles emiten gases
contaminantes a la atmosfera. Los efectos que producen estas
sustancias son:
• Los óxidos de azufre y nitrógeno producen irritación en los ojos,
complicaciones del aparato respiratorio, retraso en el crecimiento de las
plantas y contribuye a la lluvia ácida.
• El monóxido de carbono es muy tóxico y en altas concentraciones
puede producir la muerte.
• La presencia de ozono produce irritaciones en las mucosas y afecciones
en el aparato respiratorio.
Los principales efectos de la contaminación atmosférica son la lluvia
ácida, el aumento del efecto invernadero y el deterioro de la capa de
ozono.
¿QUÉ ES EL SMOG?
El esmog es una forma de contaminación originada a partir de la
combinación del aire con contaminantes durante un largo período de
altas presiones (anticiclón), que provoca el estancamiento del aire y,
por lo tanto, la permanencia de los helios en las capas más bajas de la
atmósfera, debido a su mayor densidad. Produce sequedad en los ojos.

18.  EL EFECTO INVERNADERO
Los principales gases de efecto invernadero son el dióxido del carbono generado al quemar combustibles fósiles
y en menor medida el metano originado en pantanos, estiércol, escapes de gas natural… La temperatura media
de la tierra es de 15 ºc y se ha mantenido así durante dos mil años. Sin embargo, desde hace unos doscientos
años, la humanidad ha incrementado la emisión de estos gases a la atmósfera, lo que esta produciendo un
aumento de la temperatura media de la Tierra. Este calentamiento global puede causar un aumento de las
precipitaciones en las zonas húmedas, un incremento de la aridez en las zonas secas y la fusión de los hielos
polares produciendo la inundación de las zonas costeras.
El incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero causa un aumento de la temperatura
media de la Tierra o calentamiento global, que parece estar produciendo un cambio climático.

19.  LA LLUVIA ÁCIDA
La lluvia ácida se forma cuando la humedad en
el aire se combina con los óxidos de nitrógeno y
el dióxido de azufre emitidos por fábricas,
centrales eléctricas y vehículos que queman
carbón o derivados del petróleo. En interacción
con el vapor de agua estos gases forman ácido
sulfúrico y ácidos nítricos. Estas sustancias
químicas caen a la tierra acompañadas de
precipitaciones. La lluvia ácida altera el
crecimiento de las plantas, incremento de la
acidez del suelo y de la aguas, disuelve metales
tóxicos que luego pasan desde el agua de lagos
y ríos a la cadena alimentaria deteriora los
monumentos realizados en caliza
 EL DETERIORO DE LA CAPA DE OZONO
El ozono de la estratosfera absorbe el 90% de la radiación
ultravioleta que llega a la Tierra procedente del sol y protege a los
seres vivos de sus efecto perjudiciales. Los gases
clorofluorocarbonos, empleados en aerosoles y en circuitos de
refrigeración, reaccionan con el ozono y destruyen su molécula. La
disminución de la capa de ozono origina un aumento de la
radiación ultravioleta nociva que llega a la superficie terrestre. En
los Polos Norte y Sur, esta disminución de la concentración de
ozono estratosférico se incrementa cada primavera por motivos
meteorológicos, creando los denominados “agujeros de ozono”.

20. 6- ENERGÍA Y DESARROLLO SOSTENIBLE
 EL PROBLEMA ENERGÉTICO
Se pueden identificar diversas causas que contribuyen a la carencia energética:
• La degradación de la energía es el origen físico del problema energético: la energía transferida mediante
calor no puede transformarse íntegramente en otras formas de energía. La energía disponible en cada
momento para satisfacer las necesidades energéticas de la sociedad va perdiendo calidad y es necesario
extraer nuevas cantidades de energía de las distintas fuentes energéticas.
• El agotamiento de las fuentes de energía, se consumen a un ritmo mayor que el que necesita la naturaleza
para reponerlas. El petróleo y el gas se agotarán en pocas décadas al ritmo actual de consumo; el carbón en
pocos siglos
• La demanda creciente de energía a nivel mundial. Las reservas energéticas se consumen a un ritmo cada vez
mayor. Dichas reservas están concentradas en pocos países, por lo que los precios de la energía están muy
influenciados por diversos factores sociopolíticos.

21.  ENERGÍA Y MEDIOAMBIENTE
El uso de los combustibles fósiles y de la energía nuclear, ha tenido
efectos ambientales negativos. Entre ellos la contaminación El protocolo de Kyoto entró en
atmosférica, la lluvia ácida, el efecto invernadero y el almacenamiento vigor en el 2005. Obligaba a los
de residuos radiactivos de larga duración. países firmantes a reducir en un
La contaminación de la atmósfera del agua y del suelo no tiene 5% las misiones de gases de efecto
fronteras; no solo afecta a las zonas donde se produce la invernadero antes del 2012. Entre
contaminación sino a todo el planeta. El uso de la energía debe los países firmantes se encuentra
compatibilizarse con hábitos de consumo que reduzcan el impacto España y toda la Unión Europea
ambiental: pero no se encuentra el país que
• El reciclado de los residuos. mas gases emite, Estados Unidos.
• El ahorro energético.
• El aprovechamiento de las fuentes de energía menos contaminantes.
 ENERGÍA Y DESARROLLO SOSTENIBLE
Un incremento económico incontrolado acarrea graves perjuicios
medioambientales y el agotamiento de muchas fuentes de energía. Para
La sostenibilidad consiste en que haya un equilibrio entre el desarrollo económico y el mantenimiento
satisfacer las necesidades de la del medio ambiente se exige:
actual generación sin sacrificar • Sostenibilidad ambiental: La actuación humana sobre el medio natural
la capacidad de futuras debe ser compatible con su recuperación al mismo ritmo, conservando la
generaciones para satisfacer sus biodiversidad y los ecosistemas. Los recursos naturales no pueden
propias necesidades. extraerse a un ritmo mayor que el que se produce. Se impone el principio
Un desarrollo sostenible solo es de precaución: “no se deben realizar actividades productivas hasta que no
posible con la colaboración de se demuestre que no son dañinas.
todos. • Sostenibilidad social: Debe respetar el medioambiente y asegurar una
distribución equilibrada de los recursos energéticos.
• Sostenibilidad económica: Las actuaciones humanas sobre el entorno
deben ser económicamente rentables y viables.

22.  MEDIDAS PARA UNA UTILIZACIÓN SOSTENIBLE DE LA ENERGÍA
• Ahorro energético: La energía es cara y escasa, por tanto hay que
adoptar medidas de ahorro energético. El uso racional de la energía
supone no gastar energía en actividades innecesarias y utilizar la
mínima cantidad posible de energía en todas las actividades.
• Diversificación de las fuentes energéticas para obtener la energía
primaria de distintas fuentes y conseguir un uso equilibrado de
todas ellas.
•Impulso de las energías renovables, que favorecen el desarrollo
tecnológico y son más respetuosas con el medio ambiente.
• Desarrollo de energías autóctonas propias del país. Más cercanas
al consumidor, además de que disminuyen la dependencia
energética del exterior.
 CONTRIBUCIÓN DE LA CIENCIA AL DESARROLLO SOSTENIBLE
La ciencia contribuye al desarrollo sostenible de varias formas:
• Desarrollo de nuevas energías, como el hidrógeno y la fusión nuclear, que
pueden contribuir a la solución del problema energético.
• Mejora de las tecnológicas de producción de energía: Los avances científicos y
tecnológicos en el campo de las energías solar, marina y eólica han posibilitado un
mejor aprovechamiento de estas fuentes.
•Desarrollo de métodos de ahorro y eficiencia energéticos: mediante el diseño de
procedimientos y aparatos que optimizan el uso de la energía como las bombillas
de bajo consumo.
• disminución del impacto ambiental del uso de la energía: Como por ejemplo, las
investigaciones para capturar y almacenar el dióxido de carbono emitido y
disminuir el efecto invernadero.