ENERGÍA
Ing. Gabriela Abad F, MSc
Algo inmaterial y fundamental del universo
ENERGIA Proviene del griego “energeia”,
que significa actividad o fuerza.
“Capacidad
de efectuar un trabajo”
Trabajo significa acciones que producen movimiento, calentamiento, iluminación y otras, todas ellas diferentes formas de trabajo.
ENERGÍA PRIMARIA
Se encuentra a disposición del usuario final (sea una vivienda, una fábrica, o un avión)
ENERGÍA SECUNDARIA
Energía disponible en la naturaleza antes de ser convertida o transformada
LA TRANSFORMACION DE LA ENERGIA SOLAR SOBRE LA TIERRA
30% Energía reflejada por la atmósfera: 467784 TWh/año
r : a l l a o s l e a e í D g r . e o n ñ e a a n n u u n e e d h i c n W i T a r r 0 e 8 i t 2 a 9 5 l 5 e r 1 b e o S d
50% Absorbida y reirradiada por la tierra: 799640 TWh/año 20% Ciclo hidrológico: 311856 TWh/año
Evaporación: 269263 TWh/año
0,18% Viento: 2806,7 TWh/año
0,06% Fotosíntesis: 935,5 TWh/año
CLASIFICACION DE LAS FUENTES ENERGÉTICAS
Núcleos atómicos
Energía nuclear Energía del carbón
Energía del petróleo Energía solar acumulada a partir de la fotosíntesis
Energía del gas
E. pizarras bituminosas
E. pizarras asfálticas
N O R E N O V A B L E S
Sol Fotosíntesis
Energía biomasa Energía solar fotovoltaica
Luz directa Energía solar térmica Energía solar actual Energía hidráulica Calor en el agua E. gradiente térmico del mar Calentamiento del aire Interacción gravitatoria Tierra-Luna
Movimiento del agua de los océanos
Energía del viento Energía mareomotriz
R E N O V A B L E S
FUENTES DE ENERGIA NO RENOVABLE
PETRÓLEO Compleja mezcla natural compuesta principalmente por hidrocarburos y otros compuestos carbonados que tienen principalmente azufre,; minoritariamente también están presentes níquel, vanadio y otros metales.
84% carbono
La composición porcentual de los elementos que integran las moléculas constituyentes del petróleo es:
14% hidrógeno
<1% oxígeno
1-3% azufre
<1% metales
<1% nitrógeno
<1% sales
PETRÓLEO Origen Se formó a partir de organismos animales y vegetales que quedaron ocluidos en el interior de la corteza y que a través de miles de años se transformaron, en un ambiente anaeróbico, en el producto que es en la actualidad.
PETRÓLEO FORMAS DE APROVECHAMIENTO Estado natural
Productos elaborados
Usos industriales
Sólidos (asfaltos, bitúmenes)
Vaselinas Parafinas Alquitranes
Lubricantes Plásticos Impermeabilizantes Pavimentos
Líquidos (crudos)
Fuel Gasóleo Gasolina Keroseno
Combustibles de centrales térmicas Automoción Aviación
Gaseosos (gas natural)
Propano Etano Butano Metano
Calefacción Cocción
PETRÓLEO
VENTAJAS
DESVENTAJAS
• Reservas amplias para 42-93 años • Se requiere encontrar un sustituto en los próximos 50 años • Costo bajo (con enormes subsidios) • El precio artificialmente bajo • Alto rendimiento energético neto estimula el desperdicio y desalienta • De fácil transporte dentro y entre
la búsqueda de alternativas los países • Contamina el aire cuando se quema • Bajo uso del terreno • La tecnología esta bien • Libera CO2 cuando se quema • Moderada contaminación del agua desarrollada • Sistema de distribución eficiente
PETRÓLEO
CARBÓN Recurso natural hidrocarbúrico mucho más abundante que el petróleo.
Se formó principalmente a partir de plantas y árboles que quedaron bajo estratos rocosos mediante procesos que estuvieron acompañados de calor y presión.
La materia vegetal fue transformándose en un material con grado creciente de contenido en carbono, carbonización; éste carbón mineral se puede clasificar, según dicho grado, así:
CARBÓN CARACTERISTICAS DE TIPOS DE CARBONES Tipo
Carbono fijo %
Humedad %
Materia volátil
Poder calorífico KJ/kg
Antracita
86 – 98
<3
<5
23000 – 33000
Bituminoso (bajo, medio y alto en volátiles)
45 – 86
5 – 10
10 – 30
24000 – 35000
Sub-bituminoso
35 – 45
15 – 30
30 – 40
20000 – 21000
Lignito
25 – 42
40 – 60
40 – 50
10000 – 20000
Turba
< 25
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•
Mayor grado de carbonización, menor contenido de agua y materia volátil implica una mejor calidad como combustible. Contenido de materia volátil significa que en la combustión, esta materia, que es un polvo inerte y fino, se emite a la atmósfera con la consiguiente contaminación si no se retiene. El calor generado en la combustión está dado por el poder calorífico, que es la cantidad de calor liberada por la combustión completa de una unidad de masa de dicho combustible, a una temperatura y presión dada.
CARBÓN
DESVENTAJAS VENTAJAS
• Impacto muy alto en el ambiente • Severa afectación del terreno,
contaminación
del
aire
y
• Reservas amplias (225 – 900 años) contaminación del agua • Alto rendimiento energético neto • Alto uso del terreno (incluyendo minería) • Costo bajo (con enormes subsidios) • • Tecnología de minería y combustión Severa amenaza a la salud humana bien desarrollada • Altas emisiones de CO2 cuando se
quema
• Libera
partículas radioactivas y mercurio tóxico al aire
CARBÓN
GAS NATURAL COMPOSICIÓN TÍPICA DEL GAS NATURAL REFINADO
Mezcla de hidrocarburos gaseosos y de otros que se han formado y acumulado en pozos debido a la descomposición anaeróbica de la materia orgánica en procesos que han ocurrido en millones de años.
Componente
Porcentaje (%)
Metano
93,7
Etano
5,1
Propano
0,03
Butano
0,01
Nitrógeno
1,02
Dióxido de carbono
0,14
Propano y butano se licuan y se emplean como combustible, constituyen el Gas Licuado de Petróle (GLP).
GAS NATURAL El gas natural convencional se encuentra por encima de casi todos los depósitos de petróleo crudo. Sin embargo, a menos que se construya un conducto para el gas natural, los depósitos no se pueden usar. En realidad, el gas natural encontrado sobre los depósitos de petróleo en el fondo del mar y las zonas remotas se suele considerar un subproducto no deseado y se quema. Esto desperdicia un recurso energético valioso y libera dióxido de carbono a la atmosfera.
GAS NATURAL
VENTAJAS • • • • • • • • •
Reservas amplias (125 años) Alto rendimiento energético neto Costo bajo (con enormes subsidios) Menos contaminación del aire que otros combustibles fósiles Menos emisiones de CO2 que otros combustibles fósiles Impacto ambiental moderado Se transporta con facilidad mediante conductos Bajo uso del terreno Buen combustible para celdas de combustibles y turbinas de gas
DESVENTAJAS • Recurso no renovable • Libera CO2 cuando se quema • El metano (un gas que retiene el calor en
• • • •
la superficie terrestre) se puede fugar de los conductos Difícil de transferir de un país a otro Se embarca para atravesar el océano como GLN muy explosivo En ocasiones se quema y se desperdicia en los pozos debido al precio bajo Requiere conductos
ENERGIA NUCLEAR
Es aquella que se encuentra en el núcleo del átomo y que se libera de modo espontáneo o artificial en las reacciones nucleares
ENERGIA NUCLEAR ¿CÓMO SE LIBERA LA ENERGIA?
FISIÓN NUCLEAR
FUSIÓN NUCLEAR
• Los átomos se separan para
• Cuando los átomos se fusionan
formar átomos más pequeños liberando energía
entre si para formar un átomo más grande
ENERGIA NUCLEAR APLICACIONES
ENERGIA NUCLEAR
ENERGIA NUCLEAR DESVENTAJAS VENTAJAS
• No puede competir de manera económica
Grandes reservas de combustible Bajo impacto ambiental (sin accidentes) Emite 1/6 del CO2 que genera el carbón Afectación moderada del terreno y contaminación del agua (sin accidentes) • Uso moderado del terreno • Bajo riesgo de accidentes debido a múltiples sistemas de seguridad (excepto para los 15 reactores tipo Chernobil)
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sin los inmensos subsidios gubernamentales Bajo rendimiento energético neto Alto impacto ambiental (sin accidentes importantes) Puede ocurrir accidentes catastróficos (Chernobil) No existe una solución ampliamente aceptada para el almacenamiento a largo plazo de los desechos radioactivos y la desactivación de las plantas gastadas Esta sujeto a los ataques terroristas Difunde los conocimientos y la tecnología para construir armas nucleares
