El documento describe los componentes y funcionamiento de una central eólica. Explica que una central eólica aprovecha la energía del viento para generar electricidad mediante aerogeneradores. Enumera los principales componentes de un aerogenerador como las palas del rotor, el buje, los ejes de baja y alta velocidad, el generador eléctrico y la torre. También analiza los tipos de aerogeneradores según su eje, posición respecto al viento y ventajas e inconvenientes de cada uno.

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Índice de contenidos
SECCIÓN: ARTÍCULO DESTACADO DEL MES 2
CENTRAL EÓLICA..................................................................................................... 2
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44253518 T ................. 2
SECCIÓN: EDUCACIÓN INFANTIL
11
LA ALIMENTACIÓN EN LA EDUCACIÓN INFANTIL ............................................. 11
AUTORA: SOFÍA RODRÍGUEZ TORO DNI: 48946169F ......................... 11
SECCIÓN: SECUNDARIA
15
LA ENERGÍA, FUENTES Y TIPOS DE ENERGÍA. .................................................. 15
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T.............. 15
LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA .......................................................................... 24
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T.............. 24
LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA ......................................................................... 34
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T.............. 34
LA CENTRAL NUCLEAR ......................................................................................... 47
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T.............. 47
SECCIÓN: PEDAGOGÍA Y DIDÁCTICA
57
ENSEÑAMOS EN CENTROS MULTICULTURALES ............................................... 57
AUTOR: RAFAEL BAILÓN RUIZ
D.N.I. 74678752-Y ...................... 57

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SECCIÓN: ARTÍCULO DESTACADO DEL MES
CENTRAL EÓLICA
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA
DNI: 44253518 T
ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA
El fundamento de una central eólica se encuentra en el aprovechamiento de la fuerza
generada por el movimiento del aire para la producción de electricidad. La energía
eólica se incluye dentro del denominado grupo de nuevas energías, cuyo campo de
experimentación ha alcanzado notable desarrollo en décadas recientes.
El término eólico deriva de la palabra latina aeolicus, que quiere decir
perteneciente o relativo a Eolo, que era el dios del viento en el mundo griego. La
energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos de
vela o hacer funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. En la
actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica
mediante aerogeneradores.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda disminuir
las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar la producción mediante
centrales térmicas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de
energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire
que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de
baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. Los vientos son
generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte
de la radicación solar, entre el 1 y el 2 % de la energía proveniente del sol se convierte
en viento. Durante el día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos
se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas
continentales. Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto
el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana
y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y
grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
Una energía conocida
La energía eólica no es una energía nueva, es una de las energías más
antiguas junto a la energía térmica. El viento como fuerza motriz existe desde la
antigüedad y en todos los tiempos ha sido utilizado como tal, como podemos observar.
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Tiene su origen en el sol. Así, ha movido barcos impulsados por sus velas o ha hecho
funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. Desde tiempos remotos, el
hombre ha utilizado la fuerza del viento para el transporte marítimo y fluvial, así como
para diversas aplicaciones agrícolas. La producción de energía eléctrica de origen
eólico es un fenómeno que se remonta a los comienzos del siglo XX. En un principio,
esta nueva forma de generar electricidad proporcionó modestos niveles de potencia
que,
no obstante, han podido suministrar electricidad a pequeñas zonas aisladas
emplazadas al margen de redes integradas. Sin embargo, ha sido en la etapa final de
la mencionada centuria cuando ha comenzado la experimentación con nuevas
tecnologías.
Además de la investigación encaminada a la fabricación de mecanismos
adecuados, ha sido necesario realizar profundos estudios de las zonas de cada
geografía nacional, para precisar el emplazamiento idóneo de las centrales. En este
sentido, la elaboración de mapas eólicos ha resultado de capital importancia. Para
poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y
nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la
altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breces y valores
máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración de unos 20 años.
Para poder utilizar la energía del viento, se necesita que esta tenga un valor
mínimo, que está a partir de los 3 m/s (10 Km. /h) y hasta un máximo que no supere
los 25 m/s (90 Km. /h). Un aerogenerador puede estar funcionando al máximo de su
potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones de
uso, es necesario cambiar la inclinación de las aspas del aerogenerador para que
dejen de girar, pues con el viento a altas velocidades la estructura puede resultar
dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje.
La instalación de una central eólica
Para que la energía eólica pueda ser utilizada con eficacia, es necesario que
en la zona de emplazamiento de la planta las características del viento cumplan
determinadas condiciones
velocidad, estabilidad y continuidad. La densidad de
potencia del viento, el valor máximo de la potencia que puede obtenerse por cada
unidad de área barrida por el viento, resulta un parámetro fundamental. Por encima de
los 200 W/m2, los sistemas eólicos destinados a la producción de energía eléctrica
resultan rentables, por debajo de los 50 W/m2, la construcción de este tipo de
instalaciones no es aconsejable. Por otra parte, es necesario que se den densidades
de potencia del viento superiores a 1.000 W/m2 para que el rendimiento de
aerogeneradores de potencia superior a 0,50 MW sea aceptable.
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La energía eólica presenta como principal ventaja un elevado rendimiento en la
transformación de energía mecánica en eléctrica. Es una de las más limpias,
renovables y abundantes, ya que los aerogeneradores no producen emisiones
contaminantes (atmosféricas, residuos, vertidos líquidos) y no contribuyen, por lo
tanto, al efecto invernadero ni a la acidificación de los suelos.
Por el contrario, los problemas técnicos y económicos son todavía importantes.
En este sentido, hay que mencionar factores derivados de la fluctuación del viento, el
posible daño al medio ambiente o las dificultades de almacenamiento de la
producción, cuando se aplica en zonas aisladas, en los casos en que se supera la
demanda. En términos generales, el coste de Kwh. generado sigue siendo elevado.
Pasamos a enumerar estos factores negativos, algunas de las consecuencias
para el medio ambiente son:
•
El impacto visual: Mientras que un parque de pocos aerogeneradores puede
hasta llegar a considerarse atractivo, una gran concentración de máquinas
plantea problemas. Para evitarlo, se suelen utilizar colores adecuados, una
cuidada ubicación de las instalaciones en la orografía del lugar y una precisa
distribución de los aerogeneradores.
•
El impacto sobre las aves: Se trata de un impacto potencial que, si bien no
reviste gravedad en términos generales, depende principalmente de la
ubicación del parque eólico. En aquellos parques en que se sitúen en áreas
sensibles, puede ser minimizado a través de programas de vigilancia y
seguimiento.
•
La flora y la fauna: Una central eólica puede tener efectos directos en la
destrucción del hábitat existente en la zona y de algunos de los organismos
que en él habitan, y efectos indirectos como la generación de contaminantes
que afectan a la salud de los organismos, así como ruidos y movimientos que
afectan el comportamiento de los animales.
•
El efecto sonoro: Un aerogenerador produce un ruido similar al de cualquier
otro equipamiento industrial de la misma potencia. La diferencia recae en que
mientras los equipamientos convencionales se encuentran normalmente
cerrados en edificios diseñados para minimizar su nivel sonoro, los
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aerogeneradores tienen que trabajar al aire libre y cuentan con un elemento
transmisor de sonido, el propio viento.
•
El impacto por erosión: se producen principalmente por el movimiento de
tierras durante la preparación de los accesos al parque eólico. Esta incidencia
se puede reducir mediante estudios previos a su trazado.
•
Las interferencias electromagnéticas: El gran tamaño de los aerogeneradores
puede producir una interferencia en las ondas de radio, telefonía, televisión,
etc. cuando las aspas están en movimiento.
Aerogeneradores
El aerogenerador es el tipo de máquina empleada para el aprovechamiento de
la energía eólica con destino a la producción de electricidad. Actualmente existe una
gran variedad de modelos de aerogeneradores que se diferencian entre ellos por su
potencia, por el número de palas o incluso por la manera de producir energía eléctrica
atendiendo a diferentes criterios:
1) Por la posición del aerogenerador
A) Eje vertical: su característica principal es que el eje de rotación se encuentra
en posición perpendicular al suelo. Son los modelos:
1. Darrieus: consisten en dos o tres arcos que giran alrededor del eje.
2. Panemonas: cuatro o más semicírculos unidos al eje central.
3. Sabonius: Dos o más filas de semicilindros colocados de forma opuesta.
B) Eje horizontal: son los más habituales y en los que se ha invertido un mayor
esfuerzo para su mejora en los últimos años. Se les denomina también “HAWTs”
2) Por la orientación respecto al viento
•
A sobre viento: La mayoría de los aerogeneradores tienen este diseño. En este
tipo de aerogeneradores el viento empieza a desviarse de la torre antes de
llegar, aunque la torre sea redonda y lisa.
•
A bajo viento: las máquinas de corriente baja tienen el rotor situado en la cara
de bajo viento de la torre. Pueden ser construidos sin un mecanismo de
orientación.
Las turbinas eólicas de eje horizontal están integradas por una hélice o rotor
acoplada a un soporte, denominado góndola o navecilla, que alberga el alternador y
la caja de engranajes, instalados los dos sobre una torre fabricada en hormigón o
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material metálico. El rotor puede estar emplazado tanto a barlovento como a
sotavento. En el primer caso el aerogenerador ha de poseer un dispositivo de
orientación; como ventaja hay que señalar la disminución del efecto de carga de
fatiga sobre las palas de rotor. Si el rotor se encuentra a sotavento, la turbina se
autoorienta; pero el efecto de carga de fatiga es superior.
Los aerogeneradores de eje vertical presentan el generador en la base de la
torre, lo que le facilita las tareas de mantenimiento. Se trata de mecanismos
autoorientables; dado que las palas se encuentran acopladas a lo largo de la torre,
en
sentido
perpendicular
al
suelo,
es
posible
aprovechar
el
viento
independientemente de su dirección. Como factor negativo puede señalarse el
menor rendimiento de este tipo de aerogeneradores con respecto a los de eje
horizontal.
Los principales componentes de un aerogenerador de eje horizontal son:
•
La góndola: es la carcasa que protege los componentes clave del
aerogenerador.
•
Las palas del rotor: capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje.
Tienen una longitud de 20m.
•
El buje: es un elemento que une las palas del rotor con el eje de baja
velocidad.
•
Eje de baja velocidad: conecta el buje del rotor al multiplicador. Gira muy lento,
a 30 rpm.
•
El multiplicador: permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire
50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.
•
Eje de alta velocidad: gira aproximadamente a 1.500 rpm, lo que permite el
funcionamiento del generador eléctrico.
•
El generador eléctrico: en los aerogeneradores modernos la potencia máxima
suele estar entre 500 y 1.500 Kw.
•
El controlador electrónico: es un ordenador que continuamente monitoriza las
condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación.
•
La unidad de refrigeración: contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar
el generador eléctrico.
•
La torre: soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer
de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta a medida que nos
alejamos del nivel del suelo
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•
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El mecanismo de orientación: está activado por el controlador electrónico, que
vigila la dirección del viento utilizando el panel.
•
El anemómetro y el panel: las señales electrónicas del anemómetro conectan
el aerogenerador cuando el viento tiene una velocidad aproximada de 5 m/s.
Explicamos más profundamente los componentes más importantes del
aerogenerador de eje horizontal:
1.- El rotor:
El rotor de un aerogenerador puede estar provisto de una o varias palas,
generalmente hasta seis. La pala es el componente más importante de la turbina
eólica; se trata del elemento más costoso y el que precisa de un diseño más complejo.
En un principio, las palas fueron fabricadas con acero; diversas investigaciones
pusieron de manifiesto la conveniencia de emplear materiales más ligeros en su
elaboración como, por ejemplo carbono o fibra de vidrio. El problema fundamental que
plantea la pala se deriva de la enorme
intensidad de las cargas aerodinámicas
alternativas a las que se encuentra sometida, lo que determina una fuerte vibración en
ella. La forma de acoplamiento entre el modo de vibración experimentado por las palas
y el propio de la torre es objeto de complejos estudios, puesto que el desajuste entre
ambos puede producir torsiones e, incluso la destrucción de la máquina.
2.- La navecilla:
Con el nombre de navecilla o góndola se designa el aerogenerador
propiamente dicho. Contiene el equipo eléctrico y mecánico que hace posible la
transformación de la energía cinética suministrada por el rotor a través de un
embrague, un engranaje situado en una caja de cambios y un generador eléctrico. La
navecilla se encuentra recubierta por placas de aluminio, que aseguran su aislamiento
del ruido y del calor. Presenta una forma troncocónica o cilíndrica, especialmente
adecuada para el reparto de su peso sobre el eje principal. Habitualmente, está
provista de un microprocesador para regular y vigilar el ángulo de inclinación de las
palas del rotor y la posición de éste con respecto al viento. Todo ello encaminado a la
obtención del máximo rendimiento posible. Finalmente, consta de un sistema de
seguridad que, en caso necesario, opera bloqueando las palas del rotor y de frenos de
disco por si eventualmente hay que detener el rotor.
3.- La torre:
La torre es un componente convencional, cuya forma es, semejante a las del
tendido eléctrico. No obstante, algunas presentan forma troncocónica o cilíndrica.
Pueden ser metálicas o estar construidas con hormigón armado. Lo más usual es
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hacerlas metálicas y huecas con unas escalas que permiten el acceso a la navecilla
para las labores de programación, mantenimiento, etc. En todo caso, lo realmente
importante es que en el diseño de la torre se tengan en cuenta la necesidad de que
sus modos de vibración se acoplen de manera adecuada con los que sufre el rotor.
Funcionamiento de la central eólica
En esencia, el funcionamiento básico de las centrales eólicas es muy sencillo.
En las de eje horizontal se dispone sobre una torre la navecilla, el generador
propiamente dicho, que acoge en su interior una turbina. Esta se encuentra conectada
a través de una caja de cambios a un conjunto de aspas. La energía eléctrica
producida por el movimiento de la turbina es transportada por medio de unos cables
conductores hasta un centro de control, donde se puede almacenar en acumuladores
o bien distribuirse directamente hasta los centro de consumo. En los aerogeneradores
de eje vertical, el funcionamiento es semejante: el viento mueve las palas acopladas al
eje vertical, el movimiento se traslada al equipo generador emplazado al pie de dicho
eje.
Puesto que la producción de energía eléctrica por vía eólica es aleatoria, una
planta de este tipo ha de estar provista de una fuente auxiliar que garantice, en todo
momento, el suministro de energía eléctrica.
El mecanismo que controla el movimiento de la turbina en la central eólica es el
volante de inercia. Este dispositivo actúa como carga de frenado, permitiendo controlar
las revoluciones de las aspas independientemente de la velocidad del viento.
Asimismo, dada la gran altura a la que está emplazado el generador y el rozamiento
que el aire produce sobre él, se hace necesario que el equipo esté conectado a tierra,
para evitar la electricidad estática que, de otro modo, se generaría en la instalación.
Como hemos mencionado anteriormente, para producir electricidad con una
central eólica es necesario que el viento sople a una velocidad de entre 3 y 25m/s. El
viento hace girar las palas al incidir sobre ellas, convirtiendo así la energía cinética del
viento en energía mecánica que se transmite al rotor. Esta energía se transmite
mediante un de baja velocidad a la caja del multiplicador, de donde sale a una
velocidad 50 veces mayor, y es entonces cuando se puede transmitir al eje del
generador para producir energía eléctrica.
Dado que la producción de energía eléctrica mediante una central eólica es de
carácter aleatorio, ya que unos días puede soplar más viento que otros o incluso que
no sople, todas estas centrales disponen de una fuente auxiliar para tener garantizado
en todo momento el suministro de energía eléctrica. En un aerogenerador se crea
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electricidad estática al producirse el roce del viento sobre él. Esta electricidad estática
se descarga a través de una presa en el suelo que tienen todos los aerogeneradores.
Esta presa en el suelo se instala porque, debido a la altura de la torre se crea una
diferencia de potencial (tensión) entre el suelo y el aerogenerador, si alguna persona
tocara la torre, esta electricidad estática podría descargarse en el suelo a través de
ella, provocando un accidente o incluso la muerte.
Debido a la falta de seguridad en la existencia del viento, la energía eólica no
puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. La producción eléctrica de
origen eólico está coordinada con la producción en centrales térmicas (energías
convencionales). El procedimiento es mantener las térmicas por debajo de su
rendimiento óptimo, cerca del 90 % de su potencia, de forma que cuando afloja el
viento, estas centrales suben su producción y compensan la caída generada por la
energía eólica. Uno de los inconvenientes es que las centrales térmicas consumen
más combustible por kilovatio hora producido en este modo respaldo. También, al
subir y bajar su producción cada vez que cambia la velocidad del viento, se desgasta
más la maquinaria. Para solucionar los problemas de respaldo, está en proyecto una
interconexión con la red europea a través de Francia, para emplear el sistema europeo
como colchón de la variabilidad eólica.
La distribución de los parques eólicos responde principalmente a criterios de
disponibilidad de "combustible", es decir, vientos intensos, constantes y regulares a lo
largo del año. Es por ello, que dos de las zonas tradicionales para estas instalaciones
sean la costa gallega del N. y Tarifa, donde el mapa de potencial eólico indica valores
muy altos. Algo parecido se puede decir de los parques instalados en las serranías del
Sistema Ibérico.
En algunas comunidades autónomas se ha combinad la existencia de buenos
potenciales eólicos con una apuesta muy decidida por este tipo de energía; por
ejemplo en Navarra, se ha decidido por lograr un alto porcentaje de auto
abastecimiento energético combinando este y otros procedimientos. En las Islas
Canarias, es una opción muy rentable para la producción de energía eléctrica, a veces
la conexión en el abastecimiento de agua potable cuando los aerogeneradores
alimentan las instalaciones de desalinización.
La mayor potencia instalada se encuentra en Galicia, donde la energía eléctrica
producida por los aerogeneradores, es ya un porcentaje sustancial respecto del total
producido en la comunidad, su potencial eólico aprovechable es el mayor de España.
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El crecimiento de la electricidad eólica en Castilla-La Mancha, ha sido muy
rápido. Ha pasado de 174 unidades en el año 1999 a tener 457 instalados en el año
2000. También en otras regiones está tomando importancia esta manera de producir
electricidad, como en Aragón y en Castilla-León.
Según datos facilitados por el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en su
informe “La energía en España 2010”, (página 223), en nuestro país hay una potencia
total instalada de 20.203 MW que generó una producción de energía eléctrica de
43.784 GWh. La conclusión que sacamos es que en nuestro país, la potencia instalada
para producción eólica es algo superior a la de origen hidroeléctrico (19.553 MW en
2010), lo mismo ocurre al analizar la producción de energía mediante estos
procedimientos, las cifras también son más o menos parecidas ya que la energía
producida mediante centrales hidroeléctricas fue de 45.446 GWh.
En España se ha optado por la diversificación en las fuentes de obtención de la
energía, intentando dar, cada vez más, un mayor protagonismo al grupo de las
energías renovables. De esto se obtienen, entre otras, dos ventajas muy importantes,
ya que nuestro país tiene un déficit considerable en combustibles fósiles, los cuales
tiene que comprar, cada vez somos menos dependientes de este tipo de combustibles
y nos afectan menos las oscilaciones tanto en su precio como en su producción. La
otra ventaja tiene que ver con el impacto medioambiental generado a la hora de la
producción de energía, ya que estas energías, aunque tienen impacto, es una energía
limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. Al no
necesitar una combustión, no se producen gases, como el dióxido de carbono, por lo
que no contribuye al efecto invernadero ni al cambio climático.
Bibliografía y fuentes consultadas:
www.unesa.net
www.unesa.es
www.endesaeduca.com
La energía en España 2010
Ministerio de Industria, Turismo y Comercio
* Fuentes de energía eléctrica
Ramón R. Mujal Rosas
Ediciones UPC, 2005
* Fuentes de energía
José Roldán Viloria
Ediciones Paraninfo, S. A., 2008.
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SECCIÓN: EDUCACIÓN INFANTIL
LA ALIMENTACIÓN EN LA
EDUCACIÓN INFANTIL
AUTORA: SOFÍA RODRÍGUEZ TORO
DNI: 48946169F
ESPECIALIDAD: EDUCACIÓN INFANTIL
La alimentación es un aspecto que tanto los maestros/as como los
padres y madres de los niños de educación infantil debemos cuidar. Para ello,
debemos llevar a cabo una especie de “programación” tanto en casa como en
el colegio, ya que del buen equilibrio alimenticio dependerá el aprendizaje de
los niños/as, así como el grado de concentración y cansancio.
Diversos estudios confirman que es durante la edad escolar cuando se
gestan muchos de los problemas de salud que aparecen en la edad adulta y
que entre las causas de éstos se encuentra la alimentación y los hábitos y
conductas alimenticias que las personas adquieren en su niñez. La L.O.E.
(L.E.A. en Andalucía) contempla en el apartado dedicado a la EDUCACIÓN EN
VALORES la Educación para la salud, y dentro de los contenidos de la misma
es donde se encuentran las orientaciones que desde el centro escolar
podemos trabajar con los niños/as y sus familias con el objetivo final de
prevenir trastornos alimentarios en el futuro.
La alimentación equilibrada consiste en la combinación de alimentos
necesarios para proporcionar diariamente las calorías, proteínas, minerales y
vitaminas necesarias.
La rueda de los alimentos, es una forma práctica de agrupar los alimentos. Se
agrupan en siete grupos o sectores.
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En relación con el peso corporal, como establece Varela G, las
necesidades nutritivas son más importantes cuanto más pequeño sea el niño/a.
Si observamos a los niños de educación infantil, podremos ver que muchos
de ellos siempre comen lo mismo a la hora de la merienda, por lo que debemos
plantearnos una serie de puntos a tratar con ellos.
-
Hábitos de alimentación: antes, durante y después de las comidas.
Diversidad de alimentos.
Planificación de menús.
Importancia de la salud bucodental.
En lo referente a los hábitos alimenticios, enseñaremos a los niños/as que
hay tres momentos fundamentales en lo referente a las comidas: antes, por la
importancia de lavarse las manos, poner la mesa, y sentarse para comer.
Durante, pues hay que enseñar a los niños/as que tienen que permanecer
sentados durante las comidas.
La diversidad de alimentos, como hemos dicho anteriormente en la rueda
de los alimentos, es esencial para que los niños y niñas puedan crecer con
todos los nutrientes necesarios para su organismo.
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Para la planificación de menús, debemos dar prioridad a aquellos alimentos
fundamentales para el crecimiento: leche y derivados, carne, hígado, pescado,
huevos, cantidades variables de patatas y cantidades moderadas de dulces y
grasas.
Dentro de la alimentación infantil y los hábitos alimenticios había un tema
que nos interesaba tratar y es el relacionado con las chucherías, aunque en
las charlas con los padres/madres insistimos en lo que estas perjudican sobre
todo la salud bucodental de los niños/as, todavía vemos un uso abusivo de las
mismas en el horario escolar, ya que encontramos niños/as que a la entrada
del colegio ya están comiendo “chuches”.
Por todo ello, algo que debe ser un hábito en el día a día de los niños y
niñas es la higiene buco dental, concienciar a los niños/as de la importancia
de la misma es otra de las tareas que nos fijamos. Por ello para motivarlos, en
el aula se pueden hacer diversas actividades como el seguimiento de las veces
y los momentos en que ellos/as se cepillan los dientes.
No podemos terminar este artículo sin hablar sobre los principales
trastornos infantiles relacionados con la educación infantil.
Hay una serie de causas que pueden provocar estos trastornos: causas
biológicas, como por ejemplo el exceso de alimentación, causas socioculturales, por malos hábitos y causas psicológicas, como llamadas de
atención.
Los trastornos más comunes que podemos encontrar son los siguientes:
Híper selectividad en la alimentación, es decir, ofrecerle al niño/a gran
variedad de alimentos y que ellos puedan elegir, qué quieren comer.
El niño inapetente, es aquel que en ningún momento del día tiene ganas
de comer.
El niño que come a cualquier hora.
Obesidad, provocada especialmente por no comer todo tipo de
alimentos, sino principalmente grasas, dulces y chucherías.
Anorexia, por la falta de comer las proteínas, nutrientes,
vitaminas necesarias para el organismo.
Pica. Se refiere a esos niños y niñas que sólo hacen picar entre horas,
pero que además normalmente, los alimentos que pican, no suelen ser
sanos.
CONCLUSIÓN.
Como conclusión de este artículo, debemos resaltar la importancia de la
alimentación no solo en la etapa de educación infantil, ya que los
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conocimientos y hábitos que se adquieren a estas edades, van a repercutir en
gran medida en nuestra vida de adultos.
Debemos de tener en cuenta la necesidad de la coordinación familiaescuela, pues las horas de comer se desarrollan fundamentalmente en casa.
Además, en una época de estrés y agotamiento, se dan cosas como:
alimentacióm inadecuada, sobrepeso, comidas rápidas habiendo adquirido
estas últimas demasiada importancia en la vida de nuestros niños y niñas de
educación infantil.
Terminaremos este artículo con la siguiente cita " Una comida bien
equilibrada es como una especie de poema al desarrollo de la vida”.
Anthony Burgess (n. 1917). Escritor y político inglés.
BIBLIOGRAFÍA.
Varela, G. (2008). Ingesta recomendada en la nutrición infantil.
Fernándes G. (2002). Patrones alimentarios en el siglo XXI. Problemas y
perspectivas. Madrid. Aljibe.
www.infantil.profes.net.
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SECCIÓN: SECUNDARIA
LA ENERGÍA, FUENTES Y TIPOS DE
ENERGÍA.
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA
DNI: 44.253.518T
ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA
La energía es necesaria para el desarrollo de la humanidad, en todos los
campos de su actividad tecnológica. La escasez de energía va a ser un factor
predominante en el futuro inmediato, que nos va a llevar a que la energía sea cara,
escasa y dé lugar a crisis de suministros y precios, como las que periódicamente
padecemos.
La energía se define como la capacidad que poseen los cuerpos para producir
trabajo. La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. La humanidad ha
adquirido los conocimientos técnicos y la tecnología necesaria para utilizar diferentes
formas de energía, transformarlas y obtener electricidad, para su posterior transporte,
distribución y consumo. La generación y utilización de energía conlleva problemas
como la escasez de recursos no renovables, carbón, petróleo, etc., la gestión,
almacenamiento y destrucción de residuos radiactivos, la contaminación de las
centrales térmicas, etc.
La energía se define como la capacidad que poseen los cuerpos para producir
trabajo. El problema del agotamiento de los recursos energéticos, planteado tras la
crisis del petróleo de 1973, abrió el camino hacia la utilización de fuentes de energía
renovables. Las investigaciones recientes en este ámbito se centran, además en la
puesta en marcha de procesos no contaminantes.
La energía en el pasado
En los inicios de la historia, la fuerza muscular fue la única fuente de energía
utilizada. Además, el hombre descubrió que podía emplear la energía del viento para
la navegación, navegación a vela, o la energía del agua en movimiento, rueda
hidráulica. A partir del siglo XI comenzó a utilizarse el carbón como combustible. El
Renacimiento fue una época de desarrollo cultural y científico y el hombre buscó
formas más sencillas de utilización de la energía. Como consecuencia, y ya a finales
del siglo XVIII, tuvo lugar un rápido desarrollo de la tecnología aplicada a los procesos
productivos, en el marco de lo que se ha dado en denominar la Revolución Industrial.
El calor pasó a ocupar un lugar central en la tecnología y con el desarrollo de la
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termodinámica, se consiguió, en unas pocas décadas llegar a construir las máquinas
térmicas que caracterizaron esta fase de la evolución tecnológica.
Fuentes de energías renovables y no renovables
Con el nombre de fuentes de energía y recursos renovables se designan
aquellas que son inagotables y que aparecen en la tierra de manera continua, como:
energía hidráulica, solar, eólica y mareomotriz. Por el contrario, las fuentes de energía
de recursos no renovables se encuentran de forma limitada en el planeta y a medida
que son consumidas, sus reservas disminuyen; son el carbón, el petróleo, el gas
natural, la energía geotérmica y la nuclear.
Energía hidráulica, eólica y mareomotriz
La principal forma de aprovechamiento de la energía procedente del agua y del
viento es su aplicación a la producción de energía eléctrica. Las centrales
hidroeléctricas utilizan la fuerza de los ríos, haciéndola descender por gravedad, para
que atraviese una turbina que impulsa un generador. Las centrales de energía
mareomotriz son instalaciones en las que se construye un dique provisto de un túnel,
que aísla el agua del mar para emplear el desnivel provocado por la marea. En el
interior del túnel se canaliza el agua, que origina un flujo similar al de un curso fluvial.
La cantidad de energía obtenida de esta manera es, no obstante muy pequeña. La
energía procedente del viento es dispersa, aleatoria e intermitente. En función de
estas características, puede decirse que su importancia como fuente energética, fuera
del ámbito de las centrales electroeólicas, es limitada. No obstante, puede emplearse
para la extracción de agua en pozos, para accionar molinos de viento y para poner en
movimiento pequeñas dinamos.
La energía solar
La energía solar es la que llega a la tierra en forma de radiación
electromagnética procedente del sol, donde se genera como resultado de un proceso
de fusión nuclear. Existen dos formas principales de aprovechar la energía solar: la
conversión térmica y la conversión fotovoltaica. La térmica presenta tres modalidades
diferentes: a baja, media o alta temperatura. En el primer caso, hasta una temperatura
de 90º C, se trata de captar la energía solar gracias a la utilización de superficies de
material adecuado, que se instalan de manera que sobre ellas recaiga la máxima
incidencia solar. Su aprovechamiento se reduce al ámbito doméstico, por ejemplo para
procurar la elevación de la temperatura del agua en una piscina o para los sistemas de
calefacción y agua caliente sanitaria. En la conversión térmica a media temperatura,
hasta los 200º C, la energía solar se concentra mediante la utilización de dispositivos
especiales, que reciben el nombre de lectores. Se emplea esta modalidad en ámbitos
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industriales, como por ejemplo, en los procesos de esterilización y destilación del agua
marina. Cuando la temperatura supera los 200º C, la energía solar se capta y se
concentra para producir vapor de agua, gracias al empleo de una caldera solar. En
este caso, se aplica a la obtención de energía electrica, en las centrales solares.
El proceso de conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de
la energía luminosa en energía eléctrica, a partir de la utilización de células solares o
fotovoltaicas. El efecto fotovoltaico se verifica cuando los rayos del sol contactan con
un material semiconductor. Cuando los fotones inciden sobre determinados materiales
provocan en su interior un desplazamiento de electrones y como resultado, la
aparición en sus extremos de una diferencia de potencial. De esta manera actúan
como pequeñas pilas o generadores eléctricos.
Carbón, petróleo y gas natural
El carbón es un combustible fósil formado a partir de la acumulación de
vegetales. Sometidos a variaciones de temperatura y presión a lo largo de grandes
períodos de tiempo y alterados por diferentes acciones químicas, estos vegetales
sufren el proceso de carbonización. La proporción de carbono y el porcentaje de
materias volátiles determinan la capacidad calorífica de cada tipo de carbón. El carbón
más antiguo, y por tanto con mayos contenido en carbono, menor nivel de materia
volátil y más capacidad calorífica es la antracita. Le siguen en importancia la hulla, el
lignito y la turba. Además de su utilización como combustible doméstico e industrial, la
principal aplicación del carbón se encuentra en el ámbito siderúrgico, donde se usa
para producir acero y de manera especial en las centrales térmicas, donde se quema
para producir electricidad.
El petróleo es un aceite mineral combustible, compuesto esencialmente por
hidrocarburos. Es el resultado de la descomposición de restos de organismos vivos,
animales y vegetales, en ausencia de aire. Los mencionados residuos orgánicos se
depositan en los fondos marinos y fluviales a poca profundidad, en las
desembocaduras de los cursos fluviales o en las lagunas desecadas. El proceso de
refinado consiste en la operación realizada para separar el petróleo bruto en
fracciones, pesadas y ligeras, para su posterior purificación y creación, mediante el
proceso de síntesis, de hidrocarburos susceptibles de ser utilizados y que no se dan
en la naturaleza. En una primera fase las fracciones obtenidas son metano, etano,
propano, butano, gases que se destinan al uso industrial y doméstico, una vez
embasados a presión. La segunda fracción está formada por gasolinas y carburantes
utilizados como combustibles. A partir de aquí, las sucesivas fracciones permiten la
destilación de queroseno, gasoil, fueloil, lubricantes, parafinas, betunes, asfaltos, etc.
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Denominado generalmente gas metano, por la elevada proporción de este que
contiene, el gas natural es un hidrocarburo gaseoso que se forma en las ciénagas y
pantanos, en las minas y también en los volcanes; aparece frecuentemente en los
yacimientos petrolíferos, donde antes se quemaba como otro más de sus residuos. El
metano se utiliza como materia prima para obtener metanol, formaldehídos, acetileno y
óxido de carbono. Como combustible tiene un alto poder calorífico. En los últimos
años, sus usos civiles e industriales han proliferado rápidamente. En áreas urbanas
dotadas de una red de distribución de gas, el metano ha sustituido al gas ciudad.
La energía nuclear.
Este tipo de energía procede de las reacciones nucleares o de la
desintegración de los núcleos de determinados átomos. Existen dos tipos de
reacciones nucleares que libren energía: la fisión y la fusión nuclear. La fisión consiste
en la ruptura de un núcleo pesado en otros dos núcleos, que a su vez, liberan
neutrones. Los neutrones desprendidos pueden romper otros núcleos de uranio
(uranio-235), que, al fisionarse, vuelven a liberar neutrones. La repetición del proceso
determina una propagación de la fisión a toda la masa: lo que se conoce como la
reacción en cadena, que provoca la liberación de gran cantidad de energía.
La fusión nuclear es el proceso de unión de varios núcleos ligeros para formar
uno más pesado y estable. Para que se verifique la fusión, es necesario que se
produzca un acercamiento entre los núcleos iniciales, venciendo las fuerzas
electrostáticas de repulsión. La energía necesaria para que los núcleos reaccionen
puede proceder de la energía térmica, reacciones termonucleares, o del empleo de un
acelerador de partículas. Ha sido en el terreno militar donde las experiencias de fusión
nuclear han dado resultados, ciertamente amenazantes, con la fabricación de bombas
nucleares. En principal problema que se plantea al hablar de energía atómica y
centrales nucleares es la cuestión del almacenamiento y destrucción de los residuos
radiactivos.
Energía geotérmica
El aprovechamiento del calor
producido continuamente por
la lenta
desintegración de elementos radiactivos en el interior de la tierra constituye la base de
la energía geotérmica. Este tipo de energía puede salir al exterior de diferente manera;
en forma de gases a altas temperaturas, como vapor y agua hirviendo, en el caso de
los géiseres, o en forma de agua caliente, como en las fuentes de aguas termales. El
principal uso de la energía geotérmica es la producción de electricidad, a partir de
yacimientos de vapor y rocas calientes.
Tipos de energía
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Cuando un cuerpo es capaz de realizar trabajo físico, se dice que posee
energía. Ésta, que puede ser debida a la posición del cuerpo, a su movimiento o a su
propio estado, es única, aunque se manifiesta de manera diversa a partir de
la
transformación de unas formas en otras.
La producción de trabajo puede determinar fenómenos de distinta naturaleza
cono: caloríficos, químicos, mecánicos, etc. En función de esta diversidad, se habla de
energía térmica, energía química, energía mecánica, energía nuclear, etc., sin que ello
implique la existencia de varios tipos de energía. Las distintas formas de manifestarse
la energía están asociadas a los cambios que experimentan los sistemas materiales.
La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma si un cuerpo experimenta un
cambio en su estado. Cuando un cuerpo está aislado, es decir, cuando no puede
ceder energía al exterior ni recibirla, la suma de todas las formas de energía que
posee se mantiene constante, aunque dentro del propio sistema cerrado que
representa el cuerpo sí se están produciendo transformaciones de energía de una
forma a otra.
Energía cinética y potencial
La capacidad de los cuerpos para producir trabajo mecánico por el hecho de
estar moviéndose se llama energía cinética. La energía cinética adquirida por un
cuerpo se mide por el trabajo realizado sobre él ara ponerlo en movimiento o por el
que el cuerpo realiza hasta que se para. Su fórmula es:
Ec= ½ mv2
siendo m la masa del cuerpo y v la velocidad a la que se
mueve.
La otra forma de energía mecánica es la energía potencial, que no se
manifiesta exteriormente. Es la que tienen los cuerpos elevados, que producen trabajo
al caer, energía potencial gravitatoria; la de los resortes tensos, que realizan trabajo al
quedar libres, energía potencial elástica; o la de un cartucho de dinamita que, en el
momento de la explosión, transforma la energía química que contiene en energía
cinética mecánica, energía potencial química. La energía potencial almacenada por un
cuerpo se mide, igual que la cinética, por el trabajo realizado sobre él para adquirirla o
por el que el cuerpo realiza para perderla. La energía potencial (Ep) de un cuerpo
sometido a la fuerza de la gravedad respecto de un plano horizontal tomado como
referencia es el producto de su peso (P) por la distancia (h) a dicho plano:
Ep= P x h = m x g x h
Principio de conservación de la energía. Energía mecánica.
Dado un sistema físico aislado (que no cede ni toma energía de ningún otro), el
principio de conservación de la energía se hace válido si consideramos únicamente
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transformaciones de tipo mecánico: la suma de las energías cinética y potencial que
un cuerpo posee en una posición B es la misma que poseía en A. Si llamamos E a la
energía mecánica total, dada por la suma de las energías potencial y cinética, en un
campo de fuerzas gravitatorio la energía mecánica total de un punto material
permanece constante, esto es:
E= Ep + Ec = constante
Pesemos, por ejemplo, en un cuerpo situado a una cierta altura del suelo, que
tomamos como punto de referencia para la medida de la energía potencial. Si el
cuerpo está en reposo, su energía cinética es nula, por lo que su energía total coincide
con su energía potencial. Si lo dejamos caer, su energía potencial disminuye conforme
va perdiendo altura, y su energía cinética aumenta conforma va aumentando su
velocidad. Cuando el cuerpo llegue al suelo, su energía potencial será nula y su
energía total será sólo energía cinética.
El principio de conservación de la energía mecánica resulta fundamental para
la solución de muchos problemas en física. Hay que recordad, no obstante, que las
consideraciones realizadas son válidas sólo en el caso ideal de que el sistema
mecánico esté aislado, es decir, que no pueda recibir ni ceder energía del exterior.
Energía mecánica y rozamiento
Lo expuesto en el apartado anterior no se cumple en la práctica en los sistemas
reales. Cualquier movimiento realizado por un cuerpo está sometido inevitablemente al
rozamiento, ya sea con otro cuerpo en contacto o con el propio aire. El rozamiento
provoca un frenado del desplazamiento, que se traduce en una pérdida de energía
cinética, al disminuir la velocidad, y en consecuencia, de la energía mecánica. Esta
pérdida de energía no es tal, como ya se ha indicado: la energía cinética se transforma
en energía calorífica.
Principio de mínima energía
Todos los sistemas en la naturaleza evolucionan hacia el estado de mínima
energía potencial: cualquier cuerpo en un plano inclinado rueda hasta el punto más
bajo, en el que la energía potencial es mínima o nula; un muelle comprimido tiende a
estirarse, para adquirir la condición de mínima deformación y por tanto de mínima
energía; una reacción química evoluciona hacia el estado de menor contenido
energético. También los electrones en el átomo se hallan siempre en el nivel de menor
energía posible, en estado de no excitación.
Energía térmica
Si se ponen en contacto dos cuerpos a diferentes temperaturas, se produce
una transmisión de calor del cuerpo más caliente al más frío, hasta que se iguala la
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temperatura de ambos. Lo que entendemos por transmisión de calor es exactamente
otra forma de manifestarse la energía. La energía térmica de un cuerpo está
relacionada con la energía mecánica a nivel molecular, ya que se entiende como la
suma de energías mecánicas asociadas a los movimientos de todas las moléculas que
lo componen. Si bien no se puede medir el valor absoluto de esta forma de energía, si
es posible calcular la variación que experimenta al aumentar o disminuir la
temperatura: esto es lo que se denomina calor.
El principio de conservación de la energía en termodinámica es equivalente a la
mecánica, en este caso la energía mecánica se denomina energía interna. La energía
interna de un sistema es la suma de las energías cinéticas, asociadas a los
movimientos de todas las moléculas, las energías potenciales, asociadas a su
posición, las energías de vibración y de rotación de las partículas que integran el
sistema, las energías de enlace y la energía térmica.
Para cada reacción química existe una energía asociada, que se puede
manifestar de diferentes formas: como energía eléctrica, luminosa, nuclear, mecánica,
calorífica, etc. Lo habitual es que se manifieste como energía calorífica, ya que en la
mayor parte de las reacciones se produce una transferencia energética desde el
sistema al entorno o al revés. Esto es así por que tanto los reactivos como los
productos almacenan una cierta energía en su interior, denominada entalpía.
Hablamos entonces de reacciones exotérmicas, cuando desprenden calor al exterior
por ser los reactivos más energéticos que los productos, es el caso de las reacciones
de combustión, o endotérmicas, cuando el sistema absorbe energía del exterior por
ocurrir lo contrario. Los cambios de energía en las reacciones químicas son debidos a
la ruptura de los enlaces entre las moléculas de los reactivos y a la formación de
nuevos enlaces entre ellas para dar lugar a los productos.
Energía electrostática
El concepto de energía potencial, es decir, la energía de un cuerpo asociada a
su posición, se traduce en términos de electricidad en la energía potencial
electrostática. Supongamos una carga eléctrica q situada en un punto del espacio, a
una distancia r de otra carga Q de signo contrario. Por el mero hecho de hallarse en
ese punto, la carga q posee una energía potencial Ep. Si se libera la carga q el efecto
de la fuerza atractiva haría que se aproximara a Q, con lo que se liberaría esa energía
potencial. Si llevamos de nuevo la carga q a su posición inicial, estaremos realizando
un trabajo en contra de la fuerza de atracción entre q y Q, que se invierte en aumentar
la energía Ep de la carga q.
Conclusión:
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La energía es necesaria para el desarrollo de la humanidad, en todos los
campos de su actividad tecnológica. La escasez de energía va a ser un factor
predominante en el futuro inmediato, que nos va a llevar a que la energía sea cara,
escasa y dé lugar a crisis de suministros y precios, como las que periódicamente
padecemos. Debemos prestar mucha atención a todas las energías en el desarrollo,
pero de forma especial, las energías alternativas (solar, eólica, hidráulica, biomasa y
otras), que no son contaminantes, no son caducas y muchas de ellas gratuitas en su
origen. Debemos conocer de forma sencilla y práctica todo aquello que se relaciona
con la energía, destacando el conocimiento de los principales productos energéticos
(renovables y no renovables), las energías alternativas, los procedimientos para la
generación
de
electricidad,
las
instalaciones
fotovoltaicas,
las
instalaciones
térmicas...etc.
La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. Una vez que la
humanidad ha adquirido los conocimientos técnicos y la tecnología necesaria para
poder hacerlo, utiliza diferentes formas de energía para transformarlas y obtener
principalmente en electricidad, para su posterior transporte, distribución y consumo. La
generación y utilización de energía conlleva problemas como la escasez de recursos
no renovables, carbón, petróleo, etc., la gestión, almacenamiento y destrucción de
residuos radiactivos, la contaminación de las centrales térmicas, etc. En un intento por
obtener una energía limpia, prácticamente inagotable, en la actualidad se continúa
estudiando las reacciones de fusión, logro que se alcanzará en cualquier momento
determinado cuando seamos capaces de controlar de forma pacífica el poder
energético es estas reacciones químicas.
Como hemos visto la energía potencial es la que tiene un cuerpo elevado, que
produce un determinado trabajo al caer. Este principio es el que se utiliza en las
centrales hidroeléctricas para conseguir electricidad a partir de la energía potencial del
agua almacenada por la presa.
En las centrales termoeléctricas, la energía calorífica es empleada para
producir electricidad. Dependiendo del sistema transformador de energía térmica en
energía eléctrica empleado, las centrales termoeléctricas pueden ser de vapor, de gas
o diesel.
La energía procedente del sol es una de las principales energías alternativas
en la actualidad, sobre todo en países como España, en los que hay un gran número
de horas de exposición solar. Entre las fuentes de energía renovable se encuentra la
solar. Una de las aplicaciones es la transformación de la energía luminosa en energía
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eléctrica o en energía calorífica. Cada vez hay más viviendas utilizan la energía solar
para obtener agua caliente sanitaria, calefacción y un sistema de iluminación.
Bibliografía:
* Fuentes de energía.
José Roldán Viloria
Ediciones Paraninfo, S. A., 2008.
* Las fuentes de energía.
Carlos J. Pardo Abad.
Síntesis, 1993.
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LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA
DNI: 44.253.518T
ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA
Las centrales hidroeléctricas son instalaciones que aprovechan la energía potencial
contenida en el agua transportada por los ríos, para convertirla en energía eléctrica.
Para ello, emplean un sistema de turbinas acopladas a alternadores.
Las centrales hidroeléctricas actúan a partir de la energía potencial del agua
embalsada a niveles superiores con respecto al punto donde se encuentra situada la
central. Durante la caída, el agua se transforma en energía cinética, que se aplica al
movimiento de turbinas hidráulicas unidas a generadores, para su transformación en
energía eléctrica. Una turbina hidráulica es una rueda formada por paletas curvas
denominadas álabes, sobre las que actúa la corriente de agua, poniéndolas en
movimiento.
Un ejemplo de las ventajas del uso de la energía hidroeléctrica es que la
potencia generada por este medio, deja de generarse mediante la combustión en
centrales térmicas de combustibles fósiles, lo cual supone un ahorro económico, una
menor dependencia de los recursos no renovables y una menor contaminación
ambiental.
En España tenemos aproximadamente unas 800 centrales hidroeléctricas, que
tienen un rango de tamaño muy variado, más que las centrales térmicas. Las 20
centrales de más de 200 MW representan en conjunto el 50% de la potencia
hidroeléctrica de total instalada. En el otro extremo, existen centenares de pequeñas
instalaciones con potencias menores de 20 MW. La potencia hidroeléctrica total
instalada en el año 2000 era algo más de 20.000 MW.
Hay que recordar que un generador funciona sobre la base de los principios de
inducción electromagnética, descubierta en 1831 por Michael Faraday, fue un físico y
químico británico que estudió el electromagnetismo y le electroquímica. Logró crear
una corriente eléctrica al mover un imán junto a un circuito eléctrico cerrado. La
inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza
electromotriz (f. e. m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético
variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así,
que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este
fenómeno está recogido en la Ley de Faraday, que expresa que la magnitud del voltaje
inducido es proporcional a la variación del flujo magnético.
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Por otra parte, Heinrich Lenz, que fue un físico alemán, comprobó que la
corriente debida a la f. e. m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma
tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que
la intensidad del flujo varíe, o que le cuerpo conductor se mueva respecto de él. Lenz,
formuló la ley que dice: “El sentido de las corrientes o fuerza electromotriz inducida es
tal que se opone siempre a la causa que la produce, o sea, a la variación del flujo”.
Existen dos tipos de generadores, los que originan una corriente eléctrica continua,
llamados dinamos, y los que crean una corriente alterna, denominados alternadores.
La potencia de una central hidroeléctrica viene determinada por el producto del
caudal, el volumen de agua que puede ser desalojado por segundo y el salto, la
diferencia de altura existente entre la situación del agua y el lugar donde se sitúa la
turbina.
El emplazamiento
Dado que normalmente, el caudal de los ríos no asegura una aportación
regular de agua, excepto en los grandes ríos, la construcción de una central
hidroeléctrica requiere del embalse previo de agua en una presa. Se forma así un lago
artificial en el que puede generarse un salto a partir del cual se libera la energía
potencial de la masa de agua, que se transforma posteriormente en energía eléctrica.
El emplazamiento de una central hidroeléctrica viene condicionado, en primer lugar por
las características y peculiaridades orográficas del terreno. No obstante, existen dos
modelos
básicos:
el
aprovechamiento
por
derivación
de
las
aguas
y
el
aprovechamiento por acumulación.
Aprovechamiento por derivación
En este primer caso, las aguas del río se desvían mediante la construcción de
una pequeña presa hacia un canal que las conduce hasta un depósito, la cámara de
descarga, procurando que la pérdida de nivel sea mínima.
Aprovechamiento por acumulación
En las centrales de aprovechamiento por acumulación se construye una presa
a altura determinada, en un tramo del río que presenta un desnivel apreciable. De esta
manera, el desnivel del agua se sitúa en un punto cercano al extremo superior de la
presa. Para aprovechar el volumen de embalse de la cota superior, a media altura se
sitúa la toma de aguas, en la base inferior se emplaza el sistema de turbina-alternador.
Funcionamiento de una central hidroeléctrica: componentes principales
La presa
Se trata de un elemento esencial en los aprovechamientos hidráulicos. Existen
dos grandes tipos de presas, las construidas con el sistema de gravedad y las de
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bóveda. En el primer caso, el propio peso del muro de la presa sirve para contener el
agua. En las presas de bóveda, la contención de las aguas se consigue mediante el
empuje que ejercen los dos extremos del arco formado por la presa sobre las paredes
laterales de la roca.
Los aliviaderos
En la pared principal de la presa existen puntos donde parte del agua retenida
se libera sin necesidad de que pase previamente por la sala de máquinas, donde se
localiza el sistema de turbina-alternador. Los aliviaderos entran en funcionamiento
cuando se producen grandes avenidas en el río o para asegurar las necesidades de
riego. La salida del agua por los aliviaderos se regula gracias a la presencia de
grandes compuertas metálicas. La energía de caída del agua ha de ser disipada para
evitar que cause daños en su caída a los terrenos emplazados aguas debajo de la
presa. La instalación de cuencos de amortiguación permite guiar la corriente.
Tomas de agua
Se sitúan en la pared anterior de la presa, la que da al embalse, al agua. Desde
las tomas de agua parten diversas conducciones que se dirigen hacia las turbinas. Un
sistema de compuertas permite regular el volumen de agua que llega a la sala de
maquinas; por otra parte, la existencia de rejillas metálicas impide el acceso de
elementos extraños, tales como troncos o ramas, que podrían dañar la maquinaria.
Desde las tomas, el agua pasa a una tubería forzada que atraviesa el cuerpo de la
presa y conduce el agua hacia las máquinas de la central. En el interior de la tubería,
el agua transforma su energía potencial en cinética, es decir, al caer desde cierta
altura adquiere velocidad.
La sala de máquinas: turbina y alternador
La turbina y el alternador son los mecanismos esenciales de la central
hidroeléctrica. Cuando el agua llega a las máquinas, actúa sobre los álabes de la
turbina, haciendo girar el rodete y perdiendo energía. El rodete de la turbina
permanece unido por un eje al rotor del alternador, que, al girar con los polos
excitados por una corriente continua, induce una corriente alterna en las bobinas del
estator del alternador. Cuando el agua ha cedido su energía, es restituida al curso del
río, aguas abajo de la instalación.
Unido al eje de la turbina y el alternador gira un generador de corriente
continua, empleado para excitar los polos del rotor del alternador. De esta manera, en
los terminales del estator aparece una corriente alterna de media tensión y alta
intensidad. Mediante un transformador, esta corriente altera sus propiedades y pasa a
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ser de alta tensión y baja intensidad. Se encuentra ya disponible para ser transportada
mediante líneas de alta tensión hacia los centros de distribución y consumo.
Centrales hidroeléctricas de bombeo
Las centrales de bombeo constituyen un tipo específico de instalaciones
eléctricas. Están pensadas para lograr el máximo aprovechamiento de la energía del
agua. Una central hidroeléctrica de bombeo consta de dos embalses emplazados a
diferente altura. En las horas en que la demanda de electricidad en más alta o
máxima, el funcionamiento del sistema no cambia respecto de las centrales
hidroeléctricas convencionales. Así, el agua almacenada en el embalse superior
provoca con su caída el giro de una turbina que se encuentra asociada a un
alternador. Finalizada esta operación, el agua permanece almacenada en el embalse
ejecutado en un nivel inferior.
Cuando la demanda de electricidad disminuye, el agua almacenada en el
embalse de cota inferior, se bombea hacia el superior, haciendo posible que el ciclo se
reinicie. Para ello, la central está provista de motobombas o bien turbinas reversibles
que pueden actuar como bombas y alternadores que funcionan como motores.
Las centrales termoeléctricas no pueden adaptarse a los cambios de demanda
señalados, puesto que están diseñadas para producir de manera estable electricidad.
Puede darse el caso de que, en un momento de poca demanda, se esté generando un
volumen de energía eléctrica excesivo. Dado que la energía no puede almacenarse,
en las centrales de bombeo puede aprovecharse la generada en la central
termoeléctrica, funcionando a su mínimo técnico, para elevar el agua desde el
embalse inferior al superior.
Una vez que el agua ha sido recuperada, la central de bombeo se utiliza
nuevamente como central hidroeléctrica convencional, a lo largo del periodo del día en
que la demanda es mayor. En suma, las instalaciones hidroeléctricas de bombeo
evitan la pérdida de una parte importante de energía, optimizando el aprovechamiento
de los recursos hidráulicos.
En España tenemos aproximadamente unas 800 centrales hidroeléctricas, que
tienen un rango de tamaño muy variado, más que las centrales térmicas. Las 20
centrales de más de 200 MW representan en conjunto el 50% de la potencia
hidroeléctrica de total instalada. En el otro extremo, existen centenares de pequeñas
instalaciones con potencias menores de 20 MW.
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La potencia hidroeléctrica total instalada en el año 2000 era algo más de
20.000 MW. El criterio de distribución de las centrales obedece a la existencia de
caídas de agua con la suficiente altura y energía. Existen, por lo tanto, densas
concentraciones de centrales en las montañas del ángulo noroeste y en el Pirineo,
donde empezaron a construirse desde principios del siglo XX para abastecer de
energía a la industria catalana.
Otras centrales se reparten más aleatoriamente por las montañas del interior
de la península, aprovechando los puntos donde existe agua y desnivel suficientes
ligados a núcleos montañosos. La mayor concentración de grandes centrales se da en
la caída de los ríos Duero y Tajo cuando abandonan la meseta, ya en la frontera con
Portugal. Las centrales de Villarino, Saudelle, Aldeavilla, José María de Oriol y Cedillo,
suman nada menos que el 20% del total de la potencia hidráulica instalada en el país,
y el 7% de la potencia eléctrica total.
El mapa representa las centrales mayores de 20 MW. Se indica el nombre de las 10 centrales
mayores de 300 MW.
Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto
de vista de su capacidad de generación de electricidad son:
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1.- La potencia, que está en función del desnivel existente entre el nivel medio
del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo
que se puede dirigir hacia las turbinas, además de las características de las turbinas y
de los generadores usados en la transformación.
2.- La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente
un año, que está en función del volumen útil del embalse y de la potencia instalada.
La potencia de una central hidroeléctrica puede variar desde unos pocos MW
(megavatios), hasta los 14.000 MW que tiene la central de Itaipú, situada en la frontera
entre Brasil y Paraguay, sobre el río Paraná, dónde se encuentra la segunda mayor
central hidroeléctrica del mundo, que tiene instaladas 20 turbinas de 700 MW cada
una. La mayor es la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia
instalada de 22.500 MW.
Las centrales hidroeléctricas y las centrales térmicas (que usan combustibles
fósiles) producen energía de una manera muy similar. En ambos casos la fuente de
energía es usada para impulsar una turbina que hace girar un generador eléctrico, que
es el que produce la electricidad. Una central térmica usa calor para, a partir de agua,
producir el vapor que acciona las paletas de una turbina, en contraste con la planta
hidroeléctrica, la cual usa la fuerza del agua (energía potencial) directamente par
accionar la turbina.
Un ejemplo de las ventajas del uso de la energía hidroeléctrica es que la
potencia generada por este medio, deja de generarse mediante la combustión en
centrales térmicas de combustibles fósiles, lo cual supone un ahorro económico, una
menor dependencia de los recursos no renovables y una menor contaminación
ambiental. Un ejemplo de esto es el proyecto Palomino, ubicado en la República
Dominicana, se espera obtener una generación anual de aproximadamente 184
GWh/año, lo cual le ahorrará al país 400.000 barriles de petróleo con un valor cercano
a los 60 millones de dólares.
Grandes centrales hidroeléctricas del mundo
La central hidroeléctrica Simón Bolívar, también conocida como Represa del
Gurí y antes llamada central hidroeléctrica de Raúl Leoni, esté situada en el Cañón de
Necuima, a cien kilómetros de la desembocadura del río Caroní en el Orinoco, en
Venezuela. La generación de energía eléctrica de esta planta supera los 50.000 GWh
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al año, que son capaces de abastecer un consumo equivalente de unos 300.000
barriles de petróleo diarios, lo que ha permitido la sustitución de energía procedente de
la generación mediante centrales térmicas por la hidroelectricidad, que permite la
finalidad de ahorrar combustibles líquidos, petróleo, que se pueden conservar para
otros fines, o en el caso que nos ocupa de Venezuela, para su exportación.
La ejecución de esta obra comenzó en 1963 y finaliza en 1978, fue inaugurada
en su totalidad en 1986. En una primera fase tubo una potencia total instalada de
2.065 MW producida por 10 unidades generadoras, más tarde, en la etapa final, se
construyó una segunda casa de máquinas, donde se instalaron otras 10 unidades
generadoras de 730 MW cada una. Actualmente es la tercera central hidroeléctrica
más grande del mundo, alcanzando la capacidad instalada los 10.000 MW, sólo
superada por Itaipú (Brasil y Paraguay) y Las Tres Gargantas (China).
La represa hidroeléctrica de Itaipú, está situada en la frontera entre Paraguay y
Brasil, sobre el cauce del río Paraná. Está construida con hormigón, roca y tierra. Es la
central hidroeléctrica más grande de los hemisferios sur y occidental, y la segunda
más grande del mundo, sólo superada por la presa de Las Tres Gargantas. El agua
embalsada es de 29.000 Hm3 y ocupa un área aproximada de 1.400 Km2, con unos
200 Km. de extensión en línea recta. Se calcula que ha tenido un coste aproximado de
15.000 millones de €.
La potencia total de generación electro-hidráulica instalada es de 14.000 MW,
formada por 20 turbinas generadoras de 700 MW, cada una. Esta central hidroeléctrica
ha tenido picos de producción anual muy altos, durante el año 2000, se produjeron
93.400 GWh año, para que nos hagamos una idea de la magnitud, se generó el 95 %
de energía eléctrica que consume Paraguay y el 24 % de la que consume un gigante
como Brasil, con sus casi 193 millones de habitantes y sus cerca de ocho millones y
medio de kilómetros cuadrados de superficie, comparativamente, en extensión es 17
veces más grande que España y su población es 4,168 veces la nuestra.
Las obras de Itaipú comenzaron en 1978 con los trabajos para desviar el río
Paraná de su cauce con el fin de secar el lecho original del río para poder construir la
presa principal realizada con hormigón. Que se terminó en 1982, cuando fueron
concluidas las primeras obras de la represa y las compuertas del canal de desvío
fueron cerradas. Las aguas embalsadas subieron 100 m en apenas 15 días debido a
las fuertes lluvias ocurridas en aquella época.
Itaipú produce una media de 90 millones de megavatios-hora (MWh) por año,
aunque en condiciones favorables del caudal del río Paraná se pueden llegar a
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incrementar esa cantidad. Durante el año 2008, la represa de Itaipú alcanzó un nuevo
récord histórico de producción de energía, se alcanzaron los 94,7 millones de MWh
producidos. Esta capacidad de producción se obtiene con 18 unidades de generación
en
funcionamiento
constante,
mientras
que
dos
unidades
permanecen
en
mantenimiento. Se optimiza al máximo la producción mediante un eficiente programa
de mantenimiento de las máquinas y el control permanente del sistema de generación
de energía que evita fallos y pérdidas en la producción. Esta cantidad de energía
nunca ha sido alcanzada por ninguna otra central hidroeléctrica del mundo. La central
china de las Tres Gargantas situada sobre el río Yang Tse, con la potencia instalada
de 22400 MW, no podrá exceder a Itaipú en la producción anual de energía, ya que el
caudal del río Paraná tiene un alto volumen de agua durante todo el año.
La presa de las Tres Gargantas, está situada en China, sobre el cauce del río
Yang Tse, es la central hidroeléctrica más grande del mundo. La presa se levanta a
orillas de la cuidad de Yichag, en el centro de China, el embalse podrá almacenar
unos 39.300 millones de m3, la presa mide 2.309 metros de longitud, una anchura de
126 m y una altura de 185 metros. Está diseñada para evitar las inundaciones que el
río sufría en sus orillas cada cierto tiempo y para mejorar el control del cauce del río y
proteger a los 15 millones de chinos que habitan en sus orillas. Está dotada con 32
unidades de generación, turbinas de 700 MW cada una, de las que 14 unidades se
han colocado en lado norte de la presa, 12 unidades en el lado sur y las 6 restantes
subterráneas, alcanzando los 22.500 MW instalados al estar terminada.
Esta central tiene el título de la mayor represa para generación de energía del
mundo. Será el mayor proyecto hidroeléctrico en el mundo con una capacidad total de
18,20 millones de kilovatios y una producción anual de 84.680 millones de kilovatios
hora. Los especialistas en energía hidroeléctrica predicen que la capacidad de
generación de electricidad de este proyecto permanecerá sin igual internacionalmente
durante muchos años.
Se calcula que se requerirían 50 millones de toneladas de carbón sin refinar ó 25
millones de toneladas de petróleo crudo para producir la misma cantidad de energía que la
producción anual del Proyecto de las Tres Gargantas. Por lo tanto, el proyecto evitará la emisión
de entre un millón y dos millones de toneladas de dióxido de azufre, de 300.000 a 400.000
toneladas de óxido de nitrógeno, 10.000 toneladas de monóxido de carbono y 150.000 toneladas
de hollín al aire anualmente. Además del importante coste económico de los combustibles
fósiles que se dejan de necesitar. También es importante mencionar el costo aproximado de
29.000 millones de $, aunque en este caso, está fuera de toda duda, que también es una obra de
propaganda política.
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Los datos relativos a nuestro país, según datos aportados por el Ministerio de Industria y
Energía, pertenecientes al año 2010, son: la potencia total instalada correspondiente a las
centrales hidroeléctricas fue de 19.553 MW, que generaron un total de 45.446 GWh, para una
demanda total de 279.996 GWh. Si analizamos los datos y los comparamos con las cifras de
estas tres grandes centrales hidroeléctricas, vemos que teniendo una potencia instalada que casi
dobla a la de la central Venezolana Simón Bolívar, sin embargo producimos unos 5.000 GWh
/año menos. Debemos tener en cuenta que la producción depende de la cantidad de agua
embalsada o de la regularidad de agua en el cauce, que es lo que hace que la central de Itaipú
sea la más eficiente si comparamos la potencia instalada y la producción de energía conseguida.
Conclusión:
Las centrales hidroeléctricas son instalaciones que aprovechan la energía
potencial contenida en el agua transportada por los ríos, para convertirla en energía
eléctrica. Para ello, emplean un sistema de turbinas acopladas a alternadores.
Las centrales hidroeléctricas actúan a partir de la energía potencial del agua
embalsada a niveles superiores con respecto al punto donde se encuentra situada la
central. Durante la caída, el agua se transforma en energía cinética, que se aplica al
movimiento de turbinas hidráulicas unidas a generadores, para su transformación en
energía eléctrica. Una turbina hidráulica es una rueda formada por paletas curvas
denominadas álabes, sobre las que actúa la corriente de agua, poniéndolas en
movimiento.
En España tenemos aproximadamente unas 800 centrales hidroeléctricas, que
tienen un rango de tamaño muy variado, más que las centrales térmicas. Las 20
centrales de más de 200 MW representan en conjunto el 50% de la potencia
hidroeléctrica de total instalada. En el otro extremo, existen centenares de pequeñas
instalaciones con potencias menores de 20 MW. La potencia hidroeléctrica total
instalada en el año 2000 era algo más de 20.000 MW.
Bibliografía y fuentes consultadas:
Energía hidroeléctrica
José Francisco Sanz Osorio
Universidad de Zaragoza, 2008.
*
Ministerio de Industria, Energía y Turismo
www.minetur.gob.es
32

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La energía en España 2010
*
Red Eléctrica Española
www.ree.es
*
Asociación Española de la Industria Eléctrica
www.unesa.es
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LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA
DNI: 44.253.518T
ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA
En una central hidroeléctrica, la producción de energía eléctrica se puede realizar a
partir de la combustión de carbón, fuel-oil o gas natural, etc., en el interior de una
caldera. Generalmente,
este tipo de instalaciones se denominan centrales
termoeléctricas convencionales, para diferenciarlas de otras centrales termoeléctricas
que, como las nucleares o las solares, generan electricidad también a través de un
ciclo termodinámico, pero utilizando fuentes de energía diferentes de los combustibles
fósiles y recurriendo a una tecnología muy avanzada, mucho más reciente que la
aplicada en las centrales termoeléctricas convencionales.
Componentes principales de una central térmica convencional:
Caldera: en este espacio el agua se transforma en vapor, es decir,
•
cambia su estado. Esta acción se produce gracias a la combustión del gas natural
(o cualquier otro combustible fósil que pueda utilizar la central) la cual genera
gases a muy alta temperatura que al entrar en contacto con el agua líquida la
convierte en vapor. Este agua circula por unas cañerías llamadas serpentines
donde se produce el intercambio de calor entre los gases de la combustión y el
agua.
•
Turbina de vapor: es la máquina que recoge el vapor de agua y gracias a un
complejo sistema de presiones y temperaturas, consigue que se mueva el eje que
la atraviesa. Esta turbina tiene 4 cuerpos, uno de alta presión, uno de media
presión y dos de baja presión. El eje atraviesa los cuatro cuerpos y está conectado
con el generador.
•
Generador: máquina que recoge la energía mecánica generada por el eje que
atraviesa la turbina y la transforma en eléctrica. Las centrales eléctricas
transforman la energía mecánica del eje en una corriente eléctrica trifásica y
alterna.
Funcionamiento de las centrales termoeléctricas clásicas
Sea cual sea el combustible fósil utilizado, ya hemos indicado que los más
usuales son el fuel-oil, gas o carbón, las centrales termoeléctricas funcionan según el
mismo esquema básico; las diferencias vienen dadas por el peculiar tratamiento que
cada uno de los combustibles mencionados experimenta antes de ser inyectado en la
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caldera. Asimismo, determinadas instalaciones, como los quemadores de la caldera,
varían dependiendo de dicho factor.
Uno de los elementos esenciales en una instalación termoeléctrica es el
depósito donde se almacena el combustible, ubicado dentro del propio recinto. En las
centrales de carbón, el mineral se tritura previamente en molinos, que lo convierte en
un polvo muy fino; de esta manera, la combustión resultará más fácil. Desde el molino
se envía a la caldera mediante chorros de aire precalentado. En las centrales de fueloil, este componente se precalienta para asegurar su fluidificación; posteriormente en
inyectado en quemadores especialmente adaptados, cuyo diseño y funcionamiento es
diferente si el combustible empleado es gas. Las centrales mixtas disponen de
instalaciones aptas para quemar indistintamente todo tipo de combustibles fósiles.
Cuando el gas, carbón o el fuel-oil ha llegado a la caldera, los quemadores
provocan su combustión, como consecuencia de la cual se genera energía calorífica.
Esta energía transforma el agua que transita por la vasta red de tubos que compones
la caldera en vapor, a elevada temperatura. A continuación, el vapor de agua, a gran
presión, penetra en la turbina, integrada por tres cuerpos, de alta, media y baja
presión, unidos a un mismo eje. En el primero de estos cuerpos, el de alta presión,
existen centenares de paletas o álabes de pequeño tamaño. En el segundo, los álabes
también numerosos son mayores. Finalmente, las paletas del cuerpo de baja presión
son aún más grandes que las precedentes. Con esta gradación de tamaños se
aprovecha al máximo la fuerza del vapor, puesto que éste va disminuyendo su presión
poco a poco; ésta es la razón de que los álabes de la turbina crezcan en tamaño a
medida que se pasa de un cuerpo a otro. Antes de que el vapor penetre en la turbina
es necesaria su deshumidificación. Si no se sometiera a dicho proceso, las diminutas
gotas de agua que transporta en suspensión serian despedidas a gran velocidad
contra los álabes, erosionando el mecanismo.
Así pues, el vapor de agua a presión provoca el giro de los álabes o paletas de
la turbina y la hace girar generando una energía mecánica. Por otra parte, el eje que
mantiene unidos los tres cuerpos de la turbina hace girar, a su vez, un alternador que
se encuentra conectado a ella, produciendo energía eléctrica. Gracias al empleo de un
transformador, la energía eléctrica pasa a la red de transporte tras elevar su tensión.
El vapor, cuya presión ha resultado ya muy debilitada, pasa a los
condensadores, donde se enfría y se convierte nuevamente en agua. El agua retorna
otra vez a los tubos que conforman las paredes de la caldera, reiniciándose así el ciclo
productivo.
La protección del medio ambiente
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La emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión
que se producen en las centrales termoeléctricas tienen una incidencia importante
sobre el medio ambiente. Para tratar de paliar, en la medida de lo posible, los daños
que estas plantas provocan en el entorno natural, se incorporan a las instalaciones
diversos elementos y sistemas.
El problema con la contaminación es máximo en el caso de las centrales
termoeléctricas convencionales que utilizan como combustible carbón. En las de fueloil o gas, los niveles de polución son mucho menores, prácticamente inapreciables en
las plantas de gas. Sin embargo, la combustión del carbón tiene como consecuencias
la emisión de partículas y ácidos de azufre. Unos de los sistemas ideados para reducir
el volumen de emanaciones es la construcción de chimeneas de gran altura que sirven
para dispersar las mencionadas partículas en la capas altas de la atmósfera,
consiguiendo así que su nociva influencia sea mínima. Por otra parte, el empleo de
filtros electrostáticos y precipitadores permite la retención de estas partículas volátiles
dentro de la propia central.
En las centrales de fuel-oil, la emisión de partículas sólidas es, como se ha
indicado, mucho más pequeña. No obstante, ha de tenerse en cuenta la emisión de
óxidos de azufre y hollines ácidos. El efecto de los primeros puede ser anulado
parcialmente a través de diversos sistemas de purificación; los hollines pueden ser
neutralizados gracias a la adicción de neutralizantes de la acidez.
El proceso de combustión que se verifica en las centrales termoeléctricas
constituye una forma de contaminación (contaminación térmica) que puede ser
contrarrestada gracias a la instalación de torres de refrigeración. Como se ha indicado,
el agua que, tras ser convertida en vapor, se emplea para hacer girar la turbina, es
enfriada en los condensadores para volver nuevamente a los conductos de la carera.
La refrigeración se lleva a cabo utilizando el agua del mar o la de algún río cercano a
la instalación; esta agua recibe el calor incorporado por el agua de la central que
atraviesa los condensadores. Cuando los caudales de los ríos son pequeños, las
centrales emplean sistemas de refrigeración en circuito cerrado, a través de torres
refrigerantes, para evitar así la contaminación térmica. El agua caliente procedente de
los condensadores penetra en la torre a determinada altura. De manera natural, el aire
frío asciende en forma continua en la torre. El agua, al penetrar en ella desciende por
su propio peso y, en su caída, tropieza con un sistema de rejillas colocadas de tal
manera que la pulverizan hasta convertirla en una fina lluvia. Cuando las gotas de
agua caen contactan con la corriente de aire frío ascendente, pierden su calor. El agua
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enfriada de esta manera retorna a los condensadores por medio de un circuito
cerrado; el proceso de producción continúa eliminado los daños medioambientales.
En diversos países se han puesto en marcha proyectos encaminados a
aprovechar estos residuos nocivos producidos por la combustión en las centrales
termoeléctricas; asimismo, el exceso térmico de estas plantas puede servir para criar
determinadas especies marinas, cuyo desarrollo se beneficia del aumento de la
temperatura de las aguas en las que se desarrollan.
La aplicación de las nuevas tecnologías
La gasificación del carbón in situ o el empleo de maquinaria hidráulica de
arranque de mineral y de avance continuo son dos de los procedimientos utilizados
para optimizar el aprovechamiento del carbón. Con estos sistemas es posible explotar
yacimientos de poco espesor o bien aquellos en los que el mineral se encuentra
disperso o mezclado en exceso. La gasificación consiste en inyectar oxígeno en el
yacimiento para provocar la combustión del carbón. Así se produce un gas
aprovechable para generar energía eléctrica gracias a la instalación de centrales
eléctricas en la bocamina. El segundo de los procedimientos mencionados se lleva a
cabo lanzando potentes chorros de agua contra las vetas de mineral para provocar los
denominados barros de carbón que a través de tuberías, son evacuados fuera de la
mina.
Por otra parte, puede mencionarse también el sistema de combustión de
carbón en lecho fluidificado. Según este método, el carbón se quema en un lecho de
partículas inertes, por ejemplo caliza, a través del cual se hace pasar una corriente de
aire que soporta el peso de las partículas, manteniéndolas en suspensión.
Finalmente, cabe citar diversas líneas de investigación con nuevas tecnologías,
encaminadas a sustituir el fuel-oil, en un intento de reducir la dependencia respecto del
petróleo.
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Diagrama de una central térmica de carbón de ciclo convencional
1. Torre de refrigeración
10. Válvula de control de gases 19. Supercalentador
11.Turbina de vapor de alta
2. Bomba hidráulica
20. Ventilador de tiro forzado
presión
3. Línea de transmisión
12. Desgasificador
21. Recalentador
(trifásica)
22. Toma de aire de
4. Transformador (trifásico)
13. Calentador
combustión
14. Cinta transportadora de
5. Generador eléctrico (trifásico)
23. Economizador
carbón
6. Turbina de vapor de baja
15. Tolva de carbón
24. Precalentador de aire
presión
7. Bomba de condensación
16. Pulverizador de carbón
25. Precipitador electrostático
8. Condensador de superficie
17. Tambor de vapor
26. Ventilador de tiro inducido
9. Turbina de media presión
18. Tolva de cenizas
27. Chimenea de emision
Central térmica de ciclo combinado
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La central térmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad
mediante la utilización conjunta de dos máquinas generadoras:
a) Un turbogrupo de gas
b) Un turbogrupo de vapor
Es decir, para la transformación de la energía del combustible en electricidad se
superponen dos ciclos:
a) El ciclo de Brayton (turbina de gas): Toma el aire directamente de la atmósfera y se
somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía mecánica o
eléctrica.
b) El ciclo de Rankine (turbina de vapor): Donde se relaciona el consumo de calor con la
producción de trabajo o creación de energía a partir de vapor.
Las características principales de las centrales térmicas de ciclo combinado son:
•
Flexibilidad: la central puede operar a plena carga o cargas parciales,
hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la carga máxima.
•
Eficiencia elevada: el ciclo combinado proporciona mayor eficiencia por
un margen más amplio de potencias.
•
Consideraciones medioambientales: Sus emisiones son más bajas.
•
Coste de inversión bajo por MW instalado, periodos de construcción
cortos, menor superficie por MW instalado y bajo consumo de agua de
refrigeración.
2. Ventajas del Ciclo Combinado
•
•
Menores emisiones y ahorro energético en forma de combustible.
•
Mayor rendimiento de la planta y flexibilidad en la operación.
•
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Menor impacto visual y costes menores de inversión.
Mayor eficacia para una amplia categoría de potencias.

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Partes fundamentales de una central de ciclo combinado
Para entender el funcionamiento de una Central Térmica de Ciclo Combinado, que se
explicará en el siguiente punto, hay que conocer primero las partes que la forman:
•
Turbina de gas: consta de compresor, cámara de combustión y la propia
turbina.
•
Compresor: generalmente es un compresor por etapas y su función es
inyectar el aire a presión por la combustión del gas y la refrigeración de las
zonas calientes.
•
Cámara de combustión: en este punto de la instalación es donde se
mezclan el gas natural con el aire a presión y se produce la combustión.
•
Turbina de gas: en ella se produce la expansión de gases que
provienen de la cámara de combustión. Consta de tres o cuatro etapas de
expansión y la temperatura de los gases en la entrada está alrededor de 1.400º
C saliendo de la turbina a temperaturas superiores a los 600º C.
•
Caldera de recuperación: en esta caldera convencional el calor de
los gases que provienen de la turbina de gas se aprovechan en un ciclo
de agua-vapor.
•
Turbina de vapor: esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos
y está basada en la tecnología convencional. Es muy habitual que la
turbina de gas y la turbina de vapor se encuentren acopladas a un
mismo eje de manera que accionan un mismo generador eléctrico.
Funcionamiento de una central de ciclo combinado
En primer lugar, el aire es comprimido a alta presión en el compresor, después pasa a
la cámara de combustión donde se mezcla con el combustible. A continuación, los
gases de combustión pasan por la turbina de gas donde se expansionan y su energía
calorífica se transforma en energía mecánica transmitiéndolo al eje de la turbina.
Los gases que salen de la turbina de gas se llevan a una caldera de
recuperación de calor para producir vapor, a partir de este momento tenemos un ciclo
agua-vapor
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convencional
explicado
en
el
apartado
de
centrales
térmicas

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convencionales. A la salida de la turbina el vapor se condensa (trasformándose
nuevamente en agua) y vuelve a la caldera para empezar un nuevo ciclo de
producción de vapor. Actualmente la tendencia es acoplar la turbina de gas y la turbina
de vapor a un mismo eje de manera que accionan conjuntamente un mismo generador
eléctrico.
Impactos medioambientales de les centrales de ciclo combinado
La utilización de gas natural para la generación de electricidad mediante la
tecnología del ciclo combinado se encuentra dentro de la política medioambiental de
un gran número de países, ya que ofrece un gran número de ventajas en comparación
con el resto de tecnologías de producción eléctrica. En concreto, las emisiones de CO
2
en relación a los KWh producidos son menos de la mitad de las emisiones de una
central convencional de carbón.
¿Que es la biomasa? La palabra biomasa describe los materiales provenientes de seres vivos
animales o vegetales. Es decir, toda la materia orgánica (materia viva) procedente del reino
animal y vegetal. Toda esta materia se convierte en energía si le aplicamos procesamientos
químicos. La biomasa era la fuente energética más importante para la humanidad hasta el inicio
de la revolución industrial, pero su uso fue disminuyendo al ser sustituido por el uso masivo de
combustibles fósiles. Actualmente el mundo de la biomasa está repartido de forma muy
desigual. Mientras que en los países desarrollados es la energía renovable la más utilizada y
conocida, a muchos países en vías de desarrollo es la principal fuente de energía la biomasa y
cada vez mejor. Eso también ha hecho que las industrias utilicen la biomasa en vez de los
combustibles fósiles que son contaminantes.
La energía de la biomasa proviene en última instancia del Sol. Los vegetales
absorben y almacenan una parte de la energía solar que llega a la tierra, llega también
a los animales en forma de alimento y energía. Cuando la materia orgánica almacena
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la energía solar, también crea subproductos que no sirven para los animales ni para
fabricar alimentos pero si para hacer energía de ellos.
Tipos de biomasa
La biomasa se puede clasificar en tres grandes grupos:
•
Biomasa natural: es la que se produce a la naturaleza sin la intervención
humana.
•
Biomasa residual: son los residuos orgánicos que provienen de las
actividades de las personas. Por ejemplo, restos del trabajo del campo, de los
albañiles cuando transforman la madera o de las ciudades (residuos sólidos
urbanos (RSU).
•
Biomasa producida: son los cultivos energéticos, es decir, campos de
cultivo donde se ha un tipo de especie con la único finalidad de su
aprovechamiento energético.
Conversión de la biomasa en energía
Existen diferentes formas para transformar la biomasa en energía que se pueda
aprovechar, pero hay dos de ella que hoy en día se utilizan más: métodos
termoquímicos y bioquímicos.
•
42
Métodos termoquímicos

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Es la manera de utilizar el calor para transformar la biomasa. Los materiales que
funcionan mejor son los de menor humedad (madera, paja, cáscaras, etc.). Se utilizan
para:
•
Combustión: existe cuando quemamos la biomasa con mucho aire (20-40%
superior al teórico) a una temperatura entre 600 y 1.300ºC. Es el modo más básico
para recuperar la energía de la biomasa, de donde salen gases calientes para producir
calor y poderla utilizar en casa, en la industria y para producir electricidad.
•
Pirolisis: se trata de descomponer la biomasa utilizando el calor (a unos 500ºC)
sin oxígeno. A través de este proceso se obtienen gases formados por hidrógeno,
óxidos de carbono e hidrocarburos, líquidos hidrocarbonatos y residuos sólidos
carbonosos. Este proceso se utilizaba hace ya años para hacer carbón vegetal.
•
Gasificación: existen cuando hacemos combustión y se producen diferentes
elementos químicos: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), hidrógeno
(H2) y metano (CH4), en cantidades diferentes. La temperatura de la gasificación
puede estar entre 700 y 1.500ºC y el oxígeno entre un 10 y un 50%. Según se utilice
aire u oxígeno, se crean dos procedimientos de gasificación distintos. Por un lado, el
gasógeno o “gas pobre” y por otro el gas de síntesis. La importancia de éste es que
puede transformar en combustibles líquidos (metanol y gasolinas), por eso se están
haciendo grandes esfuerzo que tienden a mejorar el proceso de gasificación con
oxigeno.
•
Co-combustión: consiste en la utilización de la biomasa como combustible de
ayuda mientras se realiza la combustión de carbón en las calderas. Con este proceso
se reduce el consumo de carbón y se reducen las emisiones de CO2.
•
Métodos bioquímicos
Se llevan a cabo utilizando diferentes microorganismos que degradan las moléculas.
Se utilizan para biomasa de alto contenido en humedad. Los más corrientes son:
•
Fermentación alcohólica: técnica que consiste en la fermentación de hidratos
de carboneo que están en las plantas y en la que se consigue un alcohol (etanol) que
se puede utilizar para la industria: disolventes y combustibles.
•
Fermentación metánica: es la digestión anaerobia (sin oxigeno) de la biomasa,
donde la materia orgánica se descompone (fermenta) y se crea el biogás.
Sistemas de aprovechamiento de la biomasa
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Si a la gran variedad de biomasa existente aplicamos distintas tecnologías podemos
transformar esta energía para usarla en:
Producción de energía térmica: son sistemas de combustión directa. Se utilizan
para dar calor, que se puede utilizar directamente, como por ejemplo, para cocer
alimentos o para secar productos agrícolas. También se pueden aprovechar para
hacer vapor para la industria o para generar electricidad. El peligro sin embargo, es la
contaminación.
Producción de biogás: la finalidad es conseguir combustible, principalmente el
metano, muy útil para aplicaciones térmicas para el sector ganadero u agrícola,
subministrando luz y calor. Endesa tiene una planta de producción de biogás en el
municipio de Garraf (Barcelona).
•
Producción de biocombustibles: son una alternativa a los combustibles
tradicionales del transporte y tienen un grado de desarrollo desigual en los diferentes
países. Existen dos tipos de biocombustibles: bioetanol y biodiesel.
•
Bioetanol: substituye la gasolina. En el caso del etanol, y en cuanto a la
producción de materia prima, actualmente se obtiene de cultivos tradicionales como el
cereal, el maíz y la remolacha.
•
Biodiesel: Su principal aplicación va dirigida a la substitución del gasoil. En un
futuro servirá para variedades orientadas a favorecer las calidades de producción de
energía.
Producción de energía eléctrica: la electricidad se puede producir par
combustión o gasificación y se pueden obtener potencias de hasta 50 MW.
O por gasificación.
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¿Qué es una central de biomasa? Es una instalación industrial diseñada para generar
energía eléctrica a partir de recursos biológicos. Estos recursos biológicos utilizados como
combustibles son la leña, desechos orgánicos, excrementos de animales, celulosa y una inmensa
cantidad de materiales orgánicos. Esta es una central que utiliza fuentes renovables para la
producción de energía eléctrica.
Funcionamiento de una central de biomasa de generación eléctrica
Una central de biomasa se ocupa de obtener energía eléctrica mediante los
distintos procesos de transformación de la materia orgánica. En primer lugar, el
combustible principal de la instalación y los residuos forestales se almacenan en la
central. Allí se los trata para reducir su tamaño, si fuera necesario. A continuación,
pasa a un edificio de preparación del combustible, donde se clasifica en función de su
tamaño
y
finalmente
se
llevan
a
los
correspondientes
almacenes.
A continuación son conducidos a la caldera para su combustión, eso hace
que el agua de las tuberías de la caldera se convierta en vapor debido al calor. El agua
que circula por las tuberías de la caldera proviene del tanque de alimentación: donde
se precalienta mediante el intercambio de calor con los gases de combustión aún más
lentos
que
salen
de
la
propia
caldera.
Del mismo modo que se hace en otras centrales térmicas convencionales, el
vapor generado a la caldera va hacia la turbina de vapor que está unida al generador
eléctrico (donde se produce la energía eléctrica que se transportará a través de las
líneas
correspondientes).
El vapor de agua se convierte en líquido al condensador, y desde aquí es nuevamente
enviado al tanque de alimentación cerrándose así el circuito principal agua-vapor de la
central.
Impacto ambiental de una central de biomasa
Esta es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable,
siempre y cuando la obtención de la biomasa se realice de una forma renovable y
sostenible de manera que el consumo del recurso se haga más lentamente que la
capacidad de la Tierra para regenerarse. De esta manera la materia orgánica es capaz
de retener durante su crecimiento más CO2 del que libera en su combustión, sin
incrementar la concentración de CO2.
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Aunque el potencial energético existente en el planeta sería suficiente para
cubrir todas las necesidades energéticas, esta no se puede utilizar en su totalidad, ya
que exigiría el aprovechamiento a gran escala de los recursos forestales. Esto haría
imposible mantener el consumo por debajo de la capacidad de regeneración, lo cual
reduciría muy considerablemente la energía neta resultante y conduciría a un
agotamiento de dichos recursos a la vez que daría lugar a efectos medioambientales
negativos.
Los efectos producidos serian tales como la deforestación y el aumento notable
de las emisiones de CO2, lo que implicaría una contribución al cambio climático. La
emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se
producen en las centrales térmicas tienen una incidencia importante sobre el medio
ambiente. Para tratar de paliar, en la medida de lo posible, los daños que estas plantas
provocan en el entorno natural, se incorporan a las instalaciones diversos elementos y
sistemas.
El problema de la contaminación es máximo en el caso de las centrales
termoeléctricas convencionales que utilizan como combustible carbón. Además, la
combustión del carbón tiene como consecuencia la emisión de partículas y ácidos de
azufre que contaminan en gran medida la atmósfera. En las de fuel-oil los niveles de
emisión de estos contaminantes son menores, aunque ha de tenerse en cuenta la
emisión de óxidos de azufre y hollines ácidos, prácticamente nulos en las plantas de
gas.
Bibliografía:
Tecnologías de generación eléctrica
Gilberto Enriquez Harper
Autor-Editor, 2009
Fuentes de energía
José Roldan Viloria
Ed. Paraninfo, S. A., 2008.
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LA CENTRAL NUCLEAR
AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA
DNI: 44.253.518T
ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA
La energía es necesaria para el desarrollo de la humanidad, en todos los
campos de su actividad tecnológica. La escasez de energía va a ser un factor
predominante en el futuro inmediato, que nos va a llevar a que la energía sea cara,
escasa y dé lugar a crisis de suministros y precios, como las que periódicamente
padecemos.
Las centrales nucleares constituyen un tipo específico de instalaciones
termoeléctricas; aprovechan una fuente de calor para convertir en vapor a alta
temperatura un líquido que circula por una red de conductos. El vapor acciona el grupo
turbina-alternador, generando energía eléctrica. La principal diferencia entre centrales
nucleares y centrales termoeléctricas clásicas es que, en las primeras, la fuente de
calor se obtiene de la fisión de núcleos de uranio.
Según datos procedentes del año 2010, de la energía eléctrica generada en
nuestro país, la producción nuclear ocupa el tercer puesto con un 20,4%. Uno de los
problemas que plantea la utilización de la energía nuclear es la cuestión del
almacenamiento y la destrucción de los residuos radiactivos.
La fisión nuclear
Con el nombre de fisión se conoce la reacción mediante la cual ciertos núcleos
de elementos químicos pesados se escinden, se separan, se fisionan, en dos
fragmentos como consecuencia del impacto de un neutrón, que es una partícula
atómica sin carga. El resultado es la liberación de gran cantidad de energía que se
manifiesta en forma de calor. Los neutrones emitidos en la reacción de fisión pueden
provocar, a su vez, nuevas fisiones de otros núcleos, siempre dentro de determinadas
condiciones. Este proceso se conoce como reacción nuclear en cadena, es decir, se
provoca el primer impacto de un neutrón sobre un núcleo de material radiactivo y
debido a esa reacción inicial, hay nuevas fisiones y el proceso continúa al chocar de
nuevo neutrones con núcleos. Los descubridores de la reacción nuclear de fisión
fueron O. Hahn y F. Strassman, que en 1938, detectaron la presencia de elementos de
pequeña masa en una muestra de uranio puro irradiado por neutrones
Biografía de Otto Hahn
Otto Hahn, (Fráncfort, Alemania 8 de marzo de 1879- 28 de julio de 1968) fue
un químico alemán que ganó el Premio Nobel de Química en 1944. Nació en Fráncfort
del Meno y estudió química en Marburg y en Múnich. Tras recibir su doctorado en
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Filosofía en 1901, trabajó en la Universidad de Marburg; en 1904 pasó a Londres y al
año siguiente a Montreal, para finalmente establecerse en Berlín en 1906. Recibió el
premio Nobel de Química en 1944 por sus trabajos pioneros en el campo de la
radiactividad.
Junto a Lise Meitner y Otto von Baeyer, desarrolló una técnica para medir los
espectros de la desintegración beta de isótopos radiactivos; para su fortuna este logro
fue reconocido y le aseguró el puesto de profesor en el Instituto de Química KaiserWilhelm de Berlín en 1912. En 1918, junto con Meitner, descubrió el protactinio.
Cuando Meitner huyó de la Alemania nazi en 1938, él continuó el trabajo con Fritz
Strassmann en la dilucidación del resultado de bombardeo del uranio con los
neutrones térmicos. Comunicó sus resultados a Meitner quien, en colaboración con su
sobrino Otto Roberto Frisch, los interpretó correctamente como evidencia de la fisión
nuclear. Una vez que la idea de la fisión fue aceptada, Hahn continuó sus
experimentos y demostró las cantidades enormes de energía que se liberan en la
fisión inducida con neutrones y que podría tener uso pacífico o para la guerra.
Otto Hahn estuvo entre los científicos alemanes puestos bajo vigilancia por el
programa aliado ALSOS, que lo incluyó en el proyecto alemán de energía nuclear para
desarrollar una bomba atómica (su sola conexión era el descubrimiento de la fisión, él
no trabajó nunca en el programa).
A Hahn le fue concedido el premio Nobel de Química en 1944. Fue apresado
por los británicos, quienes buscaban información sobre el esfuerzo alemán fallido de
desarrollar una bomba atómica. En la era de la posguerra Hahn destacó como un firme
opositor al uso de armas nucleares. Se propuso en diversas ocasiones que los
elementos 105 y 108 de la tabla periódica se llamasen Hahnium en honor de Hahn,
pero ninguna de estas propuestas fue aprobada. Sin embargo, uno de los pocos
buques mercantes de propulsión nucleares del mundo, el Otto Hahn, fue bautizado así
en su honor.
Biografía de F. Strassman
Friedrich Wilhelm "Fritz" Straßmann (22 de febrero, 1902 - 22 de abril, 1980)
fue un químico alemán que, junto con Otto Hahn en 1938, identificó el bario en el
residuo dejado después de bombardear uranio con neutrones, lo cual se interpretó
entre sus resultados como producto de la fisión nuclear. Strassmann nació en
Boppard, Renania-Palatinado comenzó sus estudios químicos en 1920 en la
Universidad Técnica de Hannover y ganó su doctorado en 1929. Comenzó una carrera
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académica porque la situación de empleo en la industria de la química fue mucho peor
que en las universidades de ese tiempo.
En 1933, renunció de la Sociedad de Químicos Alemanes cuando se hizo parte de una
corporación pública de control Nazi, y luego fue apuntado en la lista negra. Hahn y
Meitner encontraron ayudantía para él por la mitad del pago. Durante la guerra, él y su
esposa María Heckter Strassmann ocultaron un amigo judío en su propio apartamento
por meses, poniéndose ellos mismos y a su hijo de tres años en riesgo.
La pericia de Strassmann en química analítica fue empleada por Otto Hahn y Lise
Meitner en sus investigaciones sobre los productos del uranio bombardeado por
neutrones. En diciembre de 1938, Hahn y Strassmann comunicaron que habían
detectado el elemento bario después de bombardear uranio con neutrones estos
resultados a Meitner, quien había escapado de Alemania en 1938 y se encontraba
ahora en Suecia. Meitner, y su sobrino Otto Robert Frisch, interpretaron correctamente
estos resultados como producto de la fisión nuclear. Frisch confirmó esto
experimentalmente el 13 de enero de 1939. En 1944, Hahn recibió el Premio Nobel de
Química por el descubrimiento de la fisión nuclear.
En 1946 se convirtió en profesor de de química inorgánica en la Universidad de Mainz
y en 1948 director del nuevamente establecido Instituto Max Planck para Química.
Luego fundó el instituto de Química Nuclear. En 1957 fue uno de los científicos (un
grupo de 18 destacados investigadores de química), quienes protestaron contra los
planes del gobierno de Konrad Adenauer para equipar la armada occidental de
Alemania, con armas nucleares tácticas. El 22 de abril de 1980, F. Strassmann murió
en Mainz.
Los reactores
Los reactores nucleares son máquinas preparadas para iniciar, mantener y
controlar una reacción en cadena de fisión nuclear; en cierto sentido, son las calderas
de las centrales nucleares. El combustible que se consume en las centrales nucleares
es el uranio. A diferencia de lo que ocurre en las instalaciones termoeléctricas
convencionales, en las primeras no se produce reacción de combustión química
alguna. El conjunto del núcleo del reactor está contenido en un recipiente de acero de
varios metros de diámetro y cuya altura, supera, generalmente los 12 metros. Las
paredes de la denominada vasija del reactor alcanzan espesores de 25 o 30 cm. La
vasija del reactor y el conjunto de conductos por donde circula el líquido refrigerante,
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denominado circuito primario, se encuentran en el edificio de contención, provisto de
espesos muros preparados para resistir hipotéticos movimientos sísmicos y evitar el
escape de la radiactividad en caso de accidente (Japón, marzo de 2011, accidente
nuclear de Fukushima). Su forma suele ser esférica y está rematado por una cúpula.
Componentes de una central nuclear
El combustible de la central nuclear, que se encuentra en el núcleo del reactor,
está formado, habitualmente, por una mezcla de isótopos (átomos de un mismo
elemento cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones y por tanto difieren
en su masa) fisionables e isótopos fértiles. Dicho combustible ha de ser un elemento
fisionable que, en ausencia de neutrones, se mantenga estable el mayor tiempo
posible, para que pueda ser manipulado. El uranio-233, el uranio-235 y el plutonio-239
son los tres isótopos que cumplen esta condición.
Entre ellos, únicamente el uranio-235 se halla presente en la naturaleza
(aunque en muy baja proporción: el 0.7% del uranio natural); los otros dos se obtienen
de manera artificial, a partir del bombardeo con neutrones del uranio-238 y del torio
232, denominados isótopos fértiles. Por su parte, estos dos últimos son isótopos
fisionables con neutrones rápidos. Los neutrones que resultan liberados como
consecuencia de la reacción de fisión sufrida por los elementos fisionables pueden
golpear a su vez, a los elementos fértiles, quienes, por su parte, dan lugar a nuevos
elementos fisionables. En función del tipo de reactor que posea la central nuclear se
empleará una clase u otra de combustible. Los más comunes son uranio natural, óxido
de uranio natural y óxido de uranio enriquecido en su isótopo
235
U. Habitualmente, el
combustible se presenta en forma de pastillas incorporadas en el interior de vainas de
acero inoxidable, de 1 cm de diámetro y 4 ó 5 m de longitud. Las vainas forman
conjuntos de sección cuadrada o circular, denominados elementos de combustible.
El moderador es otro de los elementos básicos de la central nuclear; se trata de
un mecanismo que controla la velocidad con la que los neutrones impactan en nuevos
núcleos de uranio. La presencia de determinadas sustancias, como el agua pesada, el
berilio, el grafito o el agua libera aseguran este proceso. El berilio es el menos
empleado, debido a su elevada toxicidad.
El tercer componente fundamental son las barras de control, que se encuentran
en el núcleo del reactor. Las barras de control permiten regular el nivel de potencia de
aquel. La potencia del reactor depende del calor generado en su núcleo, que se
encuentra, a su vez, en relación con el número de neutrones que se ponen en acción
durante la reacción de fisión en cadena. Cuanto menor es el número de neutrones,
menor es la energía calorífica y consecuentemente, la potencia. Si no se actúa sobre
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el número de neutrones que se pone en acción durante la reacción en cadena, se
logra el efecto contrario. Para regular el número de neutrones, se insertan en el núcleo
determinadas sustancias que los absorben parcialmente; dichas sustancias reciben el
nombre de barras de control del reactor. Cuando las barras se encuentran totalmente
introducidas en el núcleo del reactor, la absorción de neutrones es tan intensa que el
proceso de reacción en cadena no continúa. A la inversa, a medida que se van
retirando, el número de neutrones que se ponen en acción se incrementa,
consiguiéndose así el restablecimiento de la reacción en cadena. Generalmente, las
barras de control se fabrican a partir de la aleación de cadmio con plata, a la que se
incorporan berilio y aluminio, con el objeto de incrementar su resistencia a la corrosión.
Es también habitual la aleación de boro con acero.
La extracción del calor del núcleo y su transporte hasta el grupo del
turboalternador se realiza a través de un fluido refrigerante, que se encuentra también
en el interior del núcleo, en contacto con los elementos de combustible, el moderador y
las barras de control. El líquido refrigerante traslada el calor generado en el núcleo, de
manera directa o bien a través de un circuito secundario, hasta el conjunto turbinaalternador, retornando posteriormente al núcleo del reactor, donde comienza
nuevamente el proceso. Como refrigerantes más habituales se emplean el agua ligera,
el agua pesada, el sodio, el litio y el potasio (todos ellos en estado líquido), así como el
nitrógeno, el helio, el hidrógeno y el dióxido de carbono (en estado gaseoso).
Funcionamiento de una central nuclear
Una vez que se ha realizado la carga de combustible en el reactor, se inicia la
reacción de fisión en cadena mediante un isótopo generador de neutrones, que
permite la entrada en actividad de los átomos de uranio contenidos en el combustible.
El moderador proporciona a los neutrones el nivel de energía cinética que garantiza la
continuidad de la reacción en cadena. Las barras de control se introducen en el núcleo
del reactor en mayor o menor medida, para absorber más o menos neutrones y
mantener el grado de potencia adecuado.
Las continuas reacciones de fisión que se verifican en el núcleo determinan
grandes cantidades de energía en forma de calor. Esta energía calorífica eleva la
temperatura del fluido refrigerante que circula por la red de conductores. A partir de
aquí, en función del tipo de reactor, el proceso varía.
En los reactores de agua a presión, el fluido, agua ligera, circula de manera
continua por un circuito primario, cerrado, que conduce el refrigerante hasta el
generador de vapor. Allí, el fluido a elevada temperatura convierte en vapor el agua
que circula por un circuito secundario, también cerrado. El agua del primer circuito, no
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entra nunca en contacto con la del segundo. Por su parte, el vapor de agua del circuito
secundario es enviado al grupo o grupos turbina alternador. En los reactores de agua
en ebullición sólo existe un circuito; el propio refrigerante se convierte en vapor por
efecto del calor, en la misma vasija y es enviado al grupo turbina-alternador. Tras
accionarlo, el fluido se refrigera y se condensa de nuevo, para volver al núcleo y
reiniciar el proceso. En ambos casos, el vapor mueve los álabes de la turbina y el
alternador unido e ella, generando energía eléctrica como resultado de un ciclo
termodinámico convencional. En los reactores de agua a presión, el fluido refrigerante,
una vez que ha vaporizado el agua del circuito secundario, retorna al núcleo del
reactor. El vapor, tras accionar el grupo turbina-alternador, es enfriado nuevamente y
vuelve a su estado líquido, para pasar inmediatamente por una batería de
precalentadores. A continuación retorna al generador de vapor para repetir el ciclo.
Otras instalaciones
Junto al edificio de contención, las centrales nucleares poseen instalaciones
destinadas a operaciones concretas. El edificio de turbinas contiene el grupo o grupos
turbina-alternador. En las centrales con sistemas de refrigeración integrados por un
único circuito, el edificio está protegido, puesto que el vapor que mueve los álabes de
la turbina puede arrastrar elementos radiactivos. En el recinto de manipulación de
combustible se almacenan las nuevas cargas de este elemento, así como el
combustible
ya
empleado,
que,
posteriormente,
se
traslada
al
centro
de
reprocesamiento para extraer de él los elementos o materiales aprovechables. Este
edificio y el de conservación están interconectados para asegurar el traslado de
elementos radiactivos sin salir de la zona controlada de la central, que se encuentra
aislada de las restantes dependencias.
Las centrales nucleares, cuentan, asimismo, con un sistema que permite
refrigerar el vapor a alta temperatura que acciona los álabes de la turbina antes de que
éste retorne al reactor, donde se reinicia el ciclo productivo. Finalmente, existen en
una planta nuclear edificios de salvaguardia y equipos auxiliares, donde se localizan
los sistemas de emergencias, para los casos de avería, y los sistemas auxiliares
propiamente dichos, recarga del combustible, puesta en marcha del reactor, etc.
Dependencias destinadas al tratamiento de aguas y almacenamiento temporal de
residuos, laboratorios, talleres, y un parque eléctrico propio, empleado para las
operaciones de parada segura del reactor y en casos de emergencia, completan las
instalaciones y edificios de una central nuclear.
Si bien la energía eléctrica que llega a nuestros hogares es indistinguible de la
que consumen nuestros vecinos u otros consumidores conectados al mismo sistema
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eléctrico, ahora sí es posible garantizar el origen de la producción de la energía
eléctrica que consumimos. A estos efectos, observando el desglose de la mezcla de
tecnología de producción nacional podemos comprobar la diversificación de las
fuentes de producción de energía eléctrica.
Según datos aportados por Endesa Energía XXI, S. L. U., procedentes del
año 2010, la energía eléctrica en nuestro país se obtiene: en primer lugar de origen
renovable con un 34 %, en segundo lugar se encuentra la producida por Térmicas de
Gas Natural con un 21,2%, el tercer puesto lo ocupa la producción nuclear con un
20,4%, el cuarto puesto es la producida en centrales de Cogeneración con un 9,20% y
en quinto lugar la producida por centrales Térmicas de Carbón con un 8,4 %. Estas
cinco diferentes formas de producir energía eléctrica suman el 93,20% de la
producción, el 6,80% restante tiene otros orígenes.
El impacto medioambiental de la electricidad producida depende de las fuentes
utilizadas para su generación. La media nacional de emisiones de dióxido de carbono
es de 0,24 kg por kWh producido, procedente principalmente de la generación en
centrales térmicas del tipo que sean. La media nacional de emisiones de residuos
radiactivos es de 0,39 miligramos por kWh producido.
Lugar
Origen
Total producción nacional
1
Renovable
34,00 %
2
C.C. Gas Natural
21,20 %
3
Nuclear
20,40 %
4
Cogeneración
9,20 %
5
Térmicas Carbón
8,40 %
6
Térmicas Fuel / Gas
3,20 %
7
Cogeneración Alta Eficacia
2,40 %
8
Otras fuentes
1,20 %
Escala internacional de accidentes nucleares
La energía nuclear tiene como inconvenientes la generación y almacenamiento
de los residuos que genera y además los problemas de seguridad. Hace tiempo que
son conocidos los efectos nocivos de la radiactividad. En el mundo, a lo largo de la
historia de la energía nuclear, han ocurrido varios accidentes nucleares, como el
acontecido en la ciudad de la actual Ucrania, Chernobil o el más cercano en el tiempo,
de Fukushima, Japón.
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La escala internacional de accidentes nucleares, más conocida por las siglas
abreviadas de su denominación en inglés (International Nuclear Event Scale) INES,
fue introducida por la OIEA (organización internacional de la energía atómica) para
permitir la comunicación sin falta de seguridad en caso de accidentes nucleares y
facilitar el conocimiento de la sociedad de la importancia en materia de seguridad.
La escala pretende ser una escala de magnitud para clasificar los accidentes,
similar a la que se utiliza para describir la magnitud comparativa de los terremotos,
escala Richter. Cada nivel, representa comparado con el anterior, un accidente diez
veces más grave. El nivel de gravedad de un desastre como un accidente nuclear,
está más sujeto a interpretación.
Se ha definido un número de criterios e indicadores para asegurar la
información de acontecimientos nucleares por varias autoridades oficiales diferentes.
Acordando una escala con siete niveles. Los tres primeros niveles se consideran
incidentes sin consecuencias en el exterior de la planta y los cuatro restantes, son
accidentes.
Los niveles de gravedad
Como hemos indicado hay siente niveles distintos de cero en la escala INES:
los sucesos de nivel inferior, de 1 a 3, sin consecuencias graves para la población y el
medio ambiente, se califican como incidentes; los superiores (del 4 al 7) son
accidentes. El máximo nivel corresponde a un accidente cuya gravedad es comparable
al ocurrido el 26 de abril de 1986 en central soviética de Chernobil y al ocurrido el 11
de marzo de 2010 en Fukushima. También hay un nivel cero para valorar los eventos
que no tengan incidencia en la seguridad.
7 ---------Accidente Grave
6 ---------Accidente Importante
Chernobil (Unión Soviética), Fukushima (Japón)
..Desastre Kyshtym (Unión Soviética)
5 ---------Accidente con riesgo fuera del emplazamiento
4 ---------Accidente sin riesgo fuera del emplazamiento
.Windscale (Reino Unido)
.SL-1 (Estados Unidos)
3 ---------Incidente Importante
..Vandellós (España)
2 ---------Incidente
.
1 ---------Anomalía
Gravelines (Francia)
Ascó (España)
0 ---------Desviación
Parque de centrales nucleares en España
Las centrales españolas están participadas, en diferentes proporciones según
cada central por las empresas privadas (Nuclenor, Endesa, Unión Fenosa, Iberdrola y
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Hc Energía, etc.), habiendo ocupado algunas de ellas puestos avanzados en
clasificaciones internacionales de las mejores centrales nucleares.
Se encuentran operativas y conectadas a la red las siguientes centrales nucleares:
Central
Almaraz
Reactor
Año inicio uso
Fin licencia
Potencia
Almaraz I
1983
2021
977,00 MW
Almaraz II
1984
2023
980,00 MW
Ascó I
1984
2023
1.032,50 MW
Ascó II
1986
2025
1.027,20 MW
Cofrentes
1984
2034
1.092,00 MW
Garoña
1970
2013
466,00 MW
Vandellós II
1988
2027
1.087,10 MW
Trillo I
1988
2028
1.066,00 MW
Ascó
Total:
7.727,80 MW
Centrales desconectadas:
Central
Potencia Año inicio uso Año fin uso
Estado
Vandellós I
480 MW
1972
1989
Latencia hasta 2028
José
150 MW
1969
2006
Desmontando
Cabrera o
Zorita
Mientras que el cese de actividad de la central de Zorita se debió a su
antigüedad, el cierre de Vandellós I, se motivó como consecuencia del suceso ocurrido
en octubre de 1989, cuando un incendio de la sala de turbinas, que fue calificado de
nivel tres (incidente importante) en la escala internacional de accidentes, tratándose
del accidente más grave en la historia nuclear española, tubo como consecuencias la
retirada de la licencia por parte del gobierno.
Las centrales nucleares españolas en 2008, tenían una potencia instalada del
7.727,80 MW, representando el 8,14% del total. En ese año, la producción eléctrica
fue de aproximadamente 59.000 millones de kWh, habiendo producido el 18,29 % de
la energía eléctrica total.
Las centrales nucleares constituyen un tipo específico de instalaciones
termoeléctricas; aprovechan una fuente de calor para convertir en vapor a alta
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temperatura un líquido que circula por una red de conductos. El vapor acciona el grupo
turbina-alternador, generando energía eléctrica. La principal diferencia entre centrales
nucleares y centrales termoeléctricas clásicas es que, en las primeras, la fuente de
calor se obtiene de la fisión de núcleos de uranio.
Según datos procedentes del año 2010, de la energía eléctrica
generada en nuestro país, la producción nuclear ocupa el tercer puesto con un 20,4%.
Uno de los problemas que plantea la utilización de la energía nuclear es la cuestión del
almacenamiento y la destrucción de los residuos radiactivos.
Bibliografía:
Fuentes de Energía
José Roldán Viloria
Ediciones Paraninfo, S. A., 2008.
*
Fuentes de energía eléctrica
Ramón R. Mujal Rosas
Ediciones UPC, 2005.
*
Energía; descubre tú mismo.
Trevor Day
Blume, 2007.
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SECCIÓN: PEDAGOGÍA Y DIDÁCTICA
ENSEÑAMOS EN CENTROS
MULTICULTURALES
AUTOR: RAFAEL BAILÓN RUIZ
D.N.I. 74678752-Y
ESPECIALIDAD: LENGUA Y LITERATURA
Decir que las aulas en las que impartimos docencia están plagadas de alumnos
extranjeros no es ninguna mentira. Cada vez más, el número de jóvenes que llegan a
nuestro país es mayor , y, como encargados de formarles debemos poner en marcha
medidas que favorezcan su integración.
La migración ha aumentado notablemente en los últimos años como consecuencia de
las crisis económicas vividas a nivel mundial. En este sentido, hemos de favorecer el
clima de respeto en el aula, ayudando al alumnado a sentirse cómodo, así como
ofreciéndoles herramientas que les permitan familiarizarse con nuestra lengua.
La puesta en marcha de buenas prácticas educativas permitirá que nuestros pupilos
salgan de la monotonía, a la vez que afrontando con garantías de éxito la atención a la
diversidad. La aparición de los ATAL ha sido una a mi juicio un gran acierto, en tanto
que se han atendido las carencias o deficiencias lingüísticas de los alumnos
extranjeros, si bien no es suficiente.
La implicación de las familias, AMPAS, equipos docentes y equipos directivos serían
otro elemento que ayudaría a lograr nuestro propósito : una escuela que atienda a la
diversidad, sin restricciones. De la misma forma, en numerosas ocasiones son los
extranjeros víctimas propicias de acoso por parte de quienes sí nacieron y crecieron en
nuestro país.
Queda claro que el trato despectivo y/o marginal hacia el colectivo foráneo es un hecho
constatado en numerosos centros. Una medida que ayudaría a abordar y solucionar
problemas de convivencia entre iguales y ayudar a mejorar las relaciones
interpersonales es la inclusión de la figura del alumno ayudante.
Contar con la comunidad educativa y darle al alumnado mayores cuotas de
protagonismo, con la colaboración mediante el denominado alumno ayudante
potenciaría valores tendentes a la erradicación de conductas intolerantes.
Por tanto, los objetivos como formadores en escuelas o institutos deben ser:
Fomentar la cooperación en el alumnado, promoviendo actuaciones que ayuden
a combatir posibles problemas de convivencia.
• Buscar soluciones en problemas interpersonales en el ámbito escolar.
• Favorecer la comunicación dentro y fuera, en aras de conocer las diferentes
culturas representadas en el aula.
Concienciar a nuestros alumnos acerca de la diversidad como hecho enriquecedor.
•
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Usar las aulas de convivencia como espacios de reflexión, tal y como se recoge en el
Decreto 327/2010, de 13 de julio, por el que se aprueba el
Reglamento Orgánico de los Institutos de Enseñanza Secundaria de Andalucía (Art.25).
Promover el diálogo como herramienta de comunicación y resolución de conflictos,
ofreciendo alternativas al alumnado disruptivo antes de establecer las sanciones o
medidas correspondientes.
Debemos partir de la base de que una diversidad de interacciones favorece: la
convivencia en el centro, caminar hacia el respeto mutuo y promover relaciones
igualitarias. Además apostar por el pensamiento crítico, por la exposición y
argumentación en nuestras clases, nos lleva a todos a compartir distintas opiniones o
saberes, enriqueciéndonos a la vez que siendo aún más solidarios.
Para conseguir todos los objetivos planteados, debemos usar una metodología
encaminada al trabajo grupal y no al seguimiento pasivo del alumnado. Es cierto que en
ocasiones encontramos jóvenes reacios a trabajar con el compañero, si bien debemos
trabajar por el cambio de mentalidad y percepción.
Si queremos resultados, seguiremos distintas fases:
•
•
•
Mejoraremos la confianza o autoestima de nuestros pupilos.
Plantearemos dinámicas en las que trabajemos por parejas, pequeños o grandes
grupos.
Haremos del diálogo el hilo conductor o de comunicación en el aula.
Otras iniciativas que promuevan el espíritu de solidaridad, a la vez que creen lazos de
amistad entre iguales son:
Escuelas de padres y madres.
Elaboración de un periódico.
Realización de actividades extraescolares (con especial atención a aquellas en
las que impulsemos la igualdad).
Implantación de programas en los que se puedan dar a conocer las diferentes
culturas y/o tradiciones existentes en nuestros centros.
Grupos de trabajo sobre resolución de conflictos y sesiones de video-forum.
Campañas de fomento de la lectura.
Semanas culturales.
Encuentros multiculturales (conferencias, jornadas internacionales
gastronómicas, bailes y danzas de otros países, etc).
En definitiva, con una comunidad educativa más implicada en todo lo que concierne a
los centros y un alumno conocedor a la vez que cooperante, podemos resolver cualquier
problema de convivencia que se dé. De igual forma, la comunicación es fundamental
para resolver cualquier situación planteada. Así pues, comunicación y participación
deben ser los ejes en torno a los que desarrollar nuestras actuaciones, si queremos una
escuela inclusiva y no exclusiva (no discrimine en función del sexo, raza, condición
social o religión).
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BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
CUOMO, I. (1994). La integración escolar. Madrid: Visor.
DIAZ AGUADO, M.J. (2003).Educación Intercultural y aprendizaje
cooperativo. Madrid: Pirámide.
ECHEITA, G. y SOTORRÍO, B. (1994). Necesidades especiales en el aula.
Revista Cuadernos de Pedagogía, No. 226. Barcelona: Ed. Fontalba.
HARGREAVES, A. (1996). Profesorado, cultura y postmodernidad.
Madrid: Morata, 1996.
LÓPEZ MELERO, M. (1993). Lecturas sobre integración social y escolar. Barcelona:
Paidós.
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