1. TEMA 7: NUEVAS NECESIDADES Y
NUEVOS RECURSOS.

2. ÍNDICE:
1. La energía eléctrica.
2. Las centrales eléctricas.
3. La aparición denuevas necesidades energéticas
4. Los biocombustibles.
5. Las nuevas fuentes de energía eléctrica.
6. Nuevos materiales. Los polímeros.
7. La nanotecnología

3. 1. La energía eléctrica
El uso de turbinas en las centrales eléctricas permitió la extensión de una
energía fácil de utilizar.
1.1. TURBINAS Y MOTOTRES.
En una máquina o turbina de vapor, el combustible se quema fuera del
motor. Con la fuerza que se genera, se puede mover el émbolo de la
máquina o los álabes de la turbina. Podemos verlo en los siguientes
ejemplos:

4. 2. Las centrales eléctricas
Es una instalación donde se produce corriente eléctrica.
Lo que distingue a los diferentes tipos de centrales eléctricas es el
mecanismo que se utiliza para producir el movimiento de la turbina.
2.1. CENTRALES TÉRMICAS DE CARBÓN Y PETRÓLEO.
Las más antiguas utilizan la combusatión del carbón y de derivados del
petróleo para calentar agua y producir vapor. Estas centrales tienen algunos
inconvenientes medioambientales:
Solo se aprovecha el 30% de la energía y el 70% se transfiere al medio
ambiente en forma de calor.
Utilizan combustibles fósiles, que no son fuentesde energía no renovables.
La combustión desprende gran cantidad de CO2 y otros gases y productos
contaminantes responsables del efecto invernadero y del cambio climático.

5. 2. Las centrales eléctricas
Hay tres sistemas de producción de energía eléctria que utilizan el gas
natural:
●
Centrales térmicas convencionales: Generan electricidad mediante un
sistema caldera-turbina de vapor con un rendimiento global del 33%
●
Centrales de cogeneración termoeléctrica: Se obtiene electricidad y calor
al aprovechar el residual de los motores y turbinas. El rendimiento eléctrico
es del 40% y el rendimiento térmico es del 55%.
●
Centrales de ciclo combinado: Combinan una turbina de gas y una turbina
de vapor y tienen un rendimiento global del 57%.
●
Las centrales térmicas de gas natural emiten menos CO2 que las centrales
de carbón o petróleo.

6. La principal diferencia es que el calor que produce el vapor de agua que
mueve las turbinas se libera en la fisión del isótopo U-235.
La reacción nuclear de fisión se lleva acabo en el reactor nuclear. Las
centrales nucleares presentan ventajas e inconvenientes medioambientales:
VENTAJAS: No emiten CO2 a la atmósfera y producen una gran cantidad de
energía.
INCONVENIENTES: Originan residuos radiactivos de difícil eliminación. Por
ejemplo, el plutonio 239.

7. CENTRAL ELÉCTRICA

8. 2.4. LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
Es una instalación que transforma la energía potencial del agua almacenada
en un embalse en energía eléctrica.
Estas centrales constan de tres elementos:
- Presa.
- Canal de derivación.
- Central eléctrica.

9. La seguridad de una presa debe ser máxima. Hay pequeñas centrales
hidroeléctricas o minihidráulicas, que aprovechan los saltos naturales de un
curso de agua.
Se puede considerar una energía renovable y no contaminante, aunque
también presenta sus ventajas e inconvenientes:
- GRANDES CENTRALES HIDROELÉCTRICAS:
- Ventajas. La producción eléctrica es elevada, y la energía producida,
una vez amortizados los costes de producción, resulta económica.
- Inconvenientes. Los embalses generan un elevado impacto
ambiental al inundar y destruir zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas
fluviales.
- PEQUEÑAS CENTRALES HIDRÁULICAS:
- VENTAJAS. Bajo impacto ambiental y su construcción es menos
costosa.
- INCONVENIENTES. Su rendimiento energético es menor.

10. 3. LA APARICIÓN DE NUEVAS NECESIDADES
ENERGÉTICAS
El 85% de la energía procede de la combustión de combustibles fósiles. El
consumo mundial de energía aumenta un 2% de media anual y, en algunos
países supera el 6%.
La energía nuclear no ha sido la alternativa, debido a los problemas
medioambientales y de seguridad que genera. Aunque la energía nuclear
produce electricidad, no suple la necesidad de combustibles. Numeroso
países construyen más centrales nucleares para reducir el petróleo y sus
emisiones de CO2.
La energía hidráulica no es utilizable en todos los sitios del planeta por sus
condicionantes de relieve y clima.
De la constatación de estos surge la necesidad de sustituir los combustibles
fósiles por otras alternativas y utilizar nuevas tecnologías que sean limpias y
respetuosas con el medio ambiente.

11. La seguridad de una presa debe ser máxima. Hay pequeñas centrales
hidroeléctricas o minihidráulicas, que aprovechan los saltos naturales de un
curso de agua.
Se puede considerar una energía renovable y no contaminante, aunque
también presenta sus ventajas e inconvenientes:
- GRANDES CENTRALES HIDROELÉCTRICAS:
- Ventajas. La producción eléctrica es elevada, y la energía producida,
una vez amortizados los costes de producción, resulta económica.
- Inconvenientes. Los embalses generan un elevado impacto
ambiental al inundar y destruir zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas
fluviales.
- PEQUEÑAS CENTRALES HIDRÁULICAS:
- VENTAJAS. Bajo impacto ambiental y su construcción es menos
costosa.
- INCONVENIENTES. Su rendimiento energético es menor.

12. 4. LOS BIOCOMBUSTIBLES.
Son combustibles de origen biológico no fosilizado.
Se distinguen tres tipos de biocombustibles:
- Bioetanol. Se produce mediante la fermentación de granos ricos en
azúcares o almidón.
- Biodiésel. Se obtiene a partir de aceites vegetales de plantas
oleaginosas.
- Biogás. Estos consiste en realizar una fermentación anaeróbica sin
presencia de oxígeno.

13. 5. LAS NUEVAS FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Esta energía puede ser captada de dos maneras:
- Energía solar térmica. Se emplea un panel solar plano como elemento
receptor de energía que se utiliza para calentar el agua. Ocupa mucho
espacio y deben estar construidas en lugares de alta insolación.
- Energía solar fotovoltaica. Son paneles con numerosas células
fotovoltaicas. Su materia prima es el silicio. Las células de alto rendimiento
son muy costosas.

14. 5.2. ENERGÍA EÓLICA.
●
Los aerogeneradores son máquinas de elevada altura, necesitan una
velocidad mínima de 10 a 15 km/h para funcionar y cuando el viento llega a
superar los 80km/h se detiene para no sufrir daños.
●
Actualmente la electricidad eólica es más cara que las centrales térmicas o
nucleares, pero esto podrá cambiar en el futuro.

15. 5.3 ENERGÍA MAREOMOTRIZ.
●
La energía cinética es producto de las enormes masas de agua en
movimiento de mares y océanos y también puede transformarse en
electricidad. Las centrales que realizan este tipo de transformación se llaman
centrales mareomotrices.

16. 5.4. ENERGÍA GEOTÉRMICA
El principio de la geotermia consiste en aprovechar el calor generado en la
Tierra y bombear el agua caliente para utilizarla en la calefacción , o si está
a una temperatura que sea lo suficientemente elevada, mover una turbina
con el vapor y producir electricidad.
Se trata de una energía renovable, porque su restitución y recalentamiento
en el subsuelo son muy lentos.

17. 5.5. ANÁLISIS MEDIOAMBIENTAL DEL USO DE LAS NUEVAS
FUENTES DE ENERGÍA.
Las energías convencionales tienen treinta y una veces más impacto
ambiental que las energías renovables. El ecopunto mide el impacto
ambiental por cada billón de julios de electricidad producido, por lo que
cuantos más ecopuntos tenga una energía, mayor impacto ambiental
generará.

18. 6. Nuevos materiales. Los polímeros
Los polímeros son sustancias formadas por moléculas muy grandes que
resultan de la unión de otras moléculas mas sencillas llamadas monómeros.
La polimerización es la unión sucesiva de muchas unidades de monómeros
para obtener un polímero.

19. 6.1. Clasificación de polímeros
●
Según su origen: - Naturales
- Sintéticos
●
Según sus propiedades mecánicas: -Elastómeros
-Plásticos
-Fibras
-Recubrimientos
-Adhesivos
●
Según su comportamiento al calentarlos: -Termopĺásticos
-Termoestables

20. 6.2. Estructura de los polímeros

21. 6.3. Aplicaciones de los polímeros sintéticos.
- Poliestireno: termoplástico empleado como aislante y en la fabricación de envases.
- Poliestireno expandido: se usa como aislante en la construcción y en el embalaje
de productos frágiles.
- Polietileno: se emplea en conducciones y depósitos resistentes a ácidos y
disolventes en instalaciones eléctricas y en fabricación de juguetes.
- Nailon: se usa en la fabricación de textiles y para fabricar paracaídas y cuerdas de
arrastre.
- Polietilentereftalato: se usa en la fabricación de botellas y envases, y carcasas de
motores.
- Policloruro de vinilo: en tuberías, aislantes eléctricos, puertas, ventanas, tarjetas de
crédito y juguetes.

22. 7. La nanotecnología
- La nanotecnología es el desarrollo y la aplicación práctica de
estructuras y sistemas de dimensiones nanométricas. Un nanómetro es
la mil millonésima parte de un metro.
- La nanociencia no implica una aplicación, sino el estudio científico de
las propiedades del mundo nanométrico.
- Si tenemos en cuenta que cinco átomos situados en línea suman un
nanómetro, podemos definir la nanotecnología como el campo de las
ciencias dedicado al control y la manipulación de la materia a nivel de
átomos y moléculas.

23. 7.1.Enfoques y aplicaciones
El objetivo de la nanotecnología es fabricar, mediante el
reordenamiento de átomos y moléculas, nuevos materiales y
máquinas con amplias aplicaciones en química, biología, industria,
medicina…
Hay dos tipos o enfoques de la nanotecnología:
- Nanotecnología de arriba abajo. Su objetivo fundamental es la
reducción de tamaño progresiva de mecanismos y estructuras.
- Nanotecnología de abajo arriba. Su finalidad es la realización
de máquinas a escala atómica, que se denominan
nanomáquinas, como por ejemplo las lanzaderas moleculares.

24. 7.2. ENFOQUES Y APLICACIONES SOBRE
LA NANOTECNOLOGÍA
Algunas de las aplicaciones prácticas comercializadas de la nanotecnología
son:
- Minerales con poros de tamaño inferior a un nanómetro que sirven de
catalizadores con eficacia para partir las grandes moléculas de
hidrocarburos y formar gasolina.
- Hacer mas eficiente el consumo de combustible.
- Almacenamiento de datos de alta densidad mediante capas nanométricas.
- Encapsulado de fármacos en diminutas esferas de lípidos.
- Cremas de protección solar.
Como futuras aplicaciones podemos decir:
- Obtención de materiales muyresistentes y ligeros.
- Creación de componentes informáticos rápidos y de mínimas dimensiones.
- Almacenamiento de datos de alta densidad.
- Microchips capaces de realizar análisis genéticos.
- Producción de sensores moleculares capaces de detectar y destruir
selectivamente células cancerógenas.