Modulo 5

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Modulo 5
Energía Recursos, energía renovable
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SENSIBILIZACIONRECURSOS ENERGÉTICOS

•  Energías no renovables
•  Energías renovables
•  Uso sostenible de los recursos energéticos
•   Cómo se puede ahorrar energía ?
•   Cómo podemos ahorrar energía en casa ?

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ENERGÍAIntroducción

• La energía es la fuerza vital de nuestra
  sociedad.
• De ella dependen la iluminación de interiores y
  exteriores, el calentamiento y refrigeración de
  nuestras casas, el transporte de personas y
  mercancías, la obtención de alimento y su
  preparación, el funcionamiento de las fábricas,
  etc. 
• Hace poco más de un siglo las principales
  fuentes de energía eran la fuerza de los animales
  y la de los hombres y el calor obtenido al quemar
  la madera. El ingenio humano también había
  desarrollado algunas máquinas con las que
  aprovechaba la fuerza hidráulica para moler los
  cereales o preparar el hierro en las herrerías, o
  la fuerza del viento en los barcos de vela o los
  molinos de viento
• Pero la gran revolución vino con la máquina de
  vapor, y desde entonces, el gran desarrollo de la
  industria y la tecnología han cambiado,
  drásticamente, las fuentes de energía que mueven
  la moderna sociedad. Ahora, el desarrollo de un
  país está ligado a un creciente consumo de
  energía de combustibles fósiles como el petróleo,
  carbón y gas natural.

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Unidades de energía

• La energía se manifiesta realizando un trabajo.
  Por eso sus unidades son las mismas que las del
  trabajo. En el SI (Sistema Internacional de
  Unidades) la unidad de energía es el julio. Se
  define como el trabajo realizado cuando una
  fuerza de 1 newton desplaza su punto de
  aplicación 1 metro.
• En la vida corriente es frecuente usar la
  caloría. 1 Kcal 4,186 103 julios. Las
  Calorías con las que se mide el poder energético
  de los alimentos son en realidad Kilocalorías
  (mil calorías).
• Para la energía eléctrica se usa el
  kilovatio-hora. Es el trabajo que realiza una
  máquina cuya potencia es de 1 KW durante 1 hora.
• 1 KW-h 36105 J
• Cuando se estudian los combustibles fósiles como
  fuente de energía se usan dos unidades
• tec (tonelada equivalente de carbón) es la
  energía liberada por la combustión de 1 tonelada
  de carbón (hulla) 1 tec 29,3 109 J 
• tep (tonelada equivalente de petróleo) es la
  energía liberada por la combustión de 1 tonelada
  de crudo de petróleo. 1 tep 41,84 109 J 

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Tipos de energía que usamos

• el 99 de la energía utilizada para calentar la
  tierra y todos nuestros edificios proviene
  directamente del sol.
• Sin esta entrada inagotable de energía solar, la
  temperatura media de la tierra sería de -240 C y
  no existiría la vida tal y como la conocemos.
• La energía solar también contribuye a reciclar el
  carbono, oxígeno, agua y otros elementos que
  necesitamos nosotros y los demás organismos para
  mantenernos vivos y sanos.
• La entrada directa de energía solar también
  produce varias formas de energía renovable
  viento, agua que fluye y caídas de agua (energía
  hidráulica) y biomasa (energía solar convertida
  en energía química almacenada en los enlaces
  químicos de los compuestos orgánicos en los
  árboles y otras plantas).
• El 1 restante, la porción que nosotros generamos
  para complementar la energía solar es energía
  comercial que se vende en el mercado. La mayor
  parte de la energía comercial se obtiene al
  extraer y quemar recursos minerales obtenidos de
  la corteza terrestre, principalmente combustibles
  fósiles no renovables

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Recursos importantes de energía comercial que se
obtienen de la corteza terrestre

• energía geotérmica, carbón, petróleo y gas
  natural. La mena de uranio también se extrae de
  la corteza terrestre y después se procesa para
  aumentar su concentración de uranio-235, que
  puede usarse como combustible en los reactores
  nucleares para producir electricidad.

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Utilización de las fuentes de energía comercial
en los países desarrollados y en vías de
desarrollo.
La energía comercial supone sólo un 1 de la
energía que se consume en el mundo el otro 99
proviene del sol y no se vende en el mercado.

• Los países desarrollados y los que están en vías
  de desarrollo difieren mucho en cuanto a sus
  fuentes de energía y en su consumo medio de
  energía per cápita.
• La fuente suplementaria de energía más importante
  para los países en vías de desarrollo es la
  biomasa potencialmente renovable, especialmente
  la leña y el carbón hecho de leña
• (Datos del Departamento de Energía de EEUU y de
  British Petroleum y del Instituto Worldwatch.)

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Estados Unidos es el mayor consumidor (y
derrochador) de energía del mundo

• Con sólo el 4,6 de la población consume el 24
  de la energía comercial de todo el mundo el 93
  procede de combustibles fósiles no renovables
  (85) y energía nuclear (8).
• La India, en cambio, con el 17 de la población,
  sólo consume un 3 aproximadamente de la energía
  comercial mundial.

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Cambios en el consumo de fuentes de energía
comercial en EEUU desde 1850, con los cambios
previstos hasta 2100

• El cambio de la madera al carbón y después del
  carbón al petróleo y al gas natural han llevado
  unos 50 años cada uno de ellos.
• Se espera que el petróleo a un precio razonable
  se agote en un plazo entre 40 a 80 años además
  de que la quema de combustibles fósiles es la
  causa principal de polución del aire y del
  calentamiento previsto de la atmósfera.
• Por ello, se cree que deberíamos hacer un nuevo
  cambio en nuestros recursos energéticos a lo
  largo de los próximos 50 años.
• Algunos creen que este cambio debería traer
  consigo una mejora en la eficiencia de la energía
  y una utilización mucho mayor de la energía solar
  y el hidrógeno. (Datos del Departamento de
  Energía de EEUU.)

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Flujo de energía comercial en la economía
estadounidense

• Obsérvese que sólo el 16 de la energía
  comercial utilizada en EEUU termina
• realizando trabajo útil o convertida en
  derivados del petróleo el resto, o bien se
  desaprovecha de forma automática e inevitable
  debido a la segunda ley de la energía (41) o se
  despilfarra innecesariamente (43).

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Eficiencia de la energía en algunos mecanismos
comunes de conversión de energía.

• La eficiencia de la energía es el porcentaje de
  energía total de entrada que realiza un trabajo
  útil (que no se convierte en energía de baja
  calidad,
• fundamentalmente calor inútil) en un sistema de
  conversión de energía.

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Rendimiento neto de dos tipos de calefacción

• Debido a la segunda ley de la termodinámica, a
  mayor número de etapas de un proceso de
  conversión de energía, menor será su rendimiento
  neto.
• El 86 de la energía que se utiliza para
  proporcionar calefacción por medio de
  electricidad producida en una central nuclear se
  desperdicia.
• Si se suma la energía adicional para manejar los
  residuos radiactivos y el desmantelamiento de las
  centrales el rendimiento neto de energía de una
  planta nuclear es sólo del 8 (o el 92 de
  despilfarro).
• En cambio, con la calefacción pasiva solar, sólo
  se desperdicia un 10 de la energía solar
  entrante.

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Combustibles fósiles

• Los combustibles fósiles son el carbón, el
  petróleo y el gas.
• Han sido los protagonistas del impulso industrial
  hasta nuestros días.
• De ellos depende gran parte de la industria y el
  transporte actualmente
• Ellos cubren casi el 90 de la energía comercial
  usada en el mundo.
• Estan compuesto por restos de organismos que
  vivieron hace millones de años.
• El carbón se formó a partir de plantas terrestres
  
• El petróleo y el gas natural a partir de
  microorganismos y animales principalmente
  acuáticos.
• Estos combustibles han permitido un avance sin
  precedentes en la historia humana, pero son
  fuentes de energía que llamamos no renovables.
• Esto significa que cantidades que han tardado en
  formarse miles de años se consumen en minutos y
  las reservas de estos combustibles van
  disminuyendo a un ritmo creciente.
• Además, estamos agotando un recurso del que se
  pueden obtener productos muy valiosos, como
  plásticos, medicinas, etc., simplemente para
  quemarlo y obtener energía.

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El carbón

• Es un tipo de roca formada por el elemento
  químico carbono mezclado con otras sustancias.
• Es una de las principales fuentes de energía.
• En 1990, por ejemplo, el carbón suministraba el
  27,2 de la energía comercial del mundo.
• Formación.
• El carbón se formó, principalmente, cuando los
  extensos bosques de helechos y equisetos gigantes
  que poblaban la Tierra hace unos 300 millones de
  años, en el periodo Carbonífero de la era
  Paleozoica, morían y quedaban sepultados en los
  pantanos en los que vivían.
• Al ser el terreno una mezcla de agua y barro muy
  pobre en oxígeno, no se producía la putrefacción
  habitual y, poco a poco, se fueron acumulando
  grandes cantidades de plantas muertas
• Con el tiempo nuevos sedimentos cubrían la capa
  de plantas muertas, y por la acción combinada de
  la presión y la temperatura, la materia orgánica
  se fue convirtiendo en carbón.

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Tipos de carbón

• Según las presiones y temperaturas que los hayan
  formado distinguimos distintos tipos de carbón
  turba, lignito, hulla (carbón bituminoso) y
  antracita.
• Cuanto más altas son las presiones y
  temperaturas, se origina un carbón más compacto y
  rico en carbono y con mayor poder calorífico.. 
• La turba es poco rica en carbono y muy mal
  combustible.
• El lignito viene a continuación en la escala de
  riqueza, pero sigue siendo mal combustible,
  aunque se usa en algunas centrales térmicas.
• La hulla es mucho más rica en carbono y tiene un
  alto poder calorífico por lo que es muy usada,
  por ejemplo en las plantas de producción de
  energía. Está impregnada de sustancias
  bituminosas de cuya destilación se obtienen
  interesantes hidrocarburos aromáticos y un tipo
  de carbón muy usado en siderurgia llamado coque,
  pero también contiene elevadas cantidades de
  azufre que son fuente muy importante de
  contaminación del aire.
• La antracita es el mejor de los carbones, muy
  poco contaminante y de alto poder calorífico.

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Etapas en la formación del carbón a lo largo de
millones de años
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Depósitos de carbón

• Los mayores depósitos de carbón están en América
  del Norte, Rusia y China,
• Con el actual ritmo de consumo se calculan
  reservas de carbón para algo más de 200 años,
  aunque si se tienen en cuenta las que no son
  fáciles de explotar en el momento actual, las
  reservas podrían llegar para otros mil años.
• Problemas ambientales de la explotación y el uso
  del carbón
• La minería del carbón y su combustión causan
  importantes problemas ambientales y tienen
  también consecuencias negativas para la salud
  humana
• En el proceso de uso del carbón también se
  producen importantes daños ambientales porque al
  quemarlo se liberan grandes cantidades de gases
  responsables de efectos tan nocivos como la
  lluvia ácida, el efecto invernadero, la formación
  de smog

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El petróleo y Gas natural

• El petróleo es un líquido formado por una mezcla
  de hidrocarburos
• En las refinerías se separan distintos
  componentes como gasolina, gasoil, fueloil y
  asfaltos, que son usados como combustibles.
• También se preparan otros productos como
  plásticos, fertilizantes, pinturas, pesticidas,
  medicinas y fibras sintéticas.
• El gas natural está formado por un pequeño grupo
  de hidrocarburos como metano con una pequeña
  cantidad de propano y butano.
• El propano y el butano se separan del metano y se
  usan como combustible para cocinar y calentar,
  distribuidos en bombonas.
• El metano se usa como combustible tanto en
  viviendas como en industrias y como materia prima
  para obtener diferentes compuestos en la
  industria química orgánica y se distribuye por
  gaseoductos.

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Refinado del petróleo

• Los componentes se separan en distintos niveles,
  en función de su punto de ebullición, en una
  columna de destilación gigantesca.
• Los componentes más volátiles, que tienen el
  punto de ebullición más bajo, se retiran en la
  parte más alta de la columna.

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Formación del petróleo y el gas natural

• Se forman cuando grandes cantidades de
  microorganismos acuáticos mueren y son enterrados
  entre los sedimentos del fondo de estuarios y
  pantanos, en un ambiente muy pobre en oxígeno.
• Cuando estos sedimentos son cubiertos por otros
  que van formando estratos rocosos que los
  recubren, aumenta la presión y la temperatura y,
  en un proceso poco conocido, se forman el
  petróleo y el gas natural.
• El gas natural se forma en mayor cantidad cuando
  las temperaturas de formación son más altas.
• El petróleo y el gas, al ser menos densos que la
  roca, tienden a ascender hasta quedar atrapados
  debajo de rocas impermeables, formando grandes
  depósitos.
• La mayor parte de estos combustibles se
  encuentran en rocas de unos 200 millones de años
  de antigüedad como máximo.

21
Tipos de crudo

• La palabra crudo es típica para designar al
  petróleo antes de su refinado. 
• La composición de los crudos es muy variable
  dependiendo del lugar en el que se han formado.
• No solo se distinguen unos crudos de otros por
  sus diferentes proporciones en las distintas
  fracciones de hidrocarburos, sino también porque
  tienen distintas proporciones de azufre,
  nitrógeno y de las pequeñas cantidades de
  diversos metales, que tienen mucha importancia
  desde el punto de vista de la contaminación

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Depósitos de petroleo y Gas natural

• Se puede encontrar petróleo y gas natural en
  todos los continentes distribuidos de forma muy
  irregular.
• Enormes campos petrolíferos que contienen
  alrededor de la mitad del petróleo mundial se
  encuentran en el Oriente Próximo, en el Golfo de
  México, Mar del Norte y el Artico (tanto en
  Alaska como en Rusia).
• Se piensa que debe haber notables reservas en las
  plataformas continentales, aunque por diversos
  problemas la mayoría de ellos no están todavía
  localizados y explotados

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Reservas de Petróleo

• Es muy difícil estimar para cuantos años tenemos
  petróleo y gas natural.
• Es difícil hacer este cálculo porque depende de
  muchas variables desconocidas.
• No sabemos cuantos depósitos nuevos se van a
  descubrir.
• Tampoco cual va a ser el ritmo de consumo, porque
  es probable que cuando vayan escaseando y sus
  precios suban se busque con más empeño otras
  fuentes alternativas de energía y su ritmo de
  consumo disminuya.
• Por esto las cifras que se suelen dar son muy
  poco fiables.
• En 1970 había reservas conocidas de petróleo para
  unos 30 años (hasta el año 2000) y de gas natural
  para unos 40 años.
• En cambio en 1990 había suficientes depósitos
  localizados de petróleo para otros 40 años (hasta
  el 2030) y de gas natural para unos 60 años es
  decir, en estos años se ha descubierto más de lo
  que se ha consumido.
• Por todo esto se puede decir que hay reservas
  para un tiempo comprendido entre varias decenas y
  unos 100 años.

24
Problemas ambientales en el uso del petróleo y el
gas natural

• Estos combustibles causan contaminación tanto al
  usarlos como al producirlos y transportarlos. 
• Uno de los problemas más estudiados en la
  actualidad es el que surge de la inmensa cantidad
  de CO2 que estamos emitiendo a la atmósfera al
  quemar los combustibles fósiles.
• El CO2 tiene un importante efecto invernadero y
  se podría estar provocando un calentamiento
  global de todo el planeta con cambios en el clima
  que podrían ser catastróficos.
• Otro impacto negativo asociado a la quema de
  petróleo y gas natural es la lluvia ácida, en
  este caso no tanto por la producción de óxidos de
  azufre, como en el caso del carbón, sino sobre
  todo por la producción de óxidos de nitrógeno.
• Los daños derivados de la producción y el
  transporte se producen sobre todo por los
  vertidos de petróleo, accidentales o no, y por el
  trabajo en las refinerías. 

25
Emisiones de dióxido de carbono

• Emisiones de dióxido de carbono por unidad de
  energía producida por varios combustibles,
  expresadas en porcentajes de las emisiones
  producidas por el carbón.

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Energía nuclear

• Procede de reacciones de fisión o fusión de
  átomos en las que se liberan gigantescas
  cantidades de energía que se usan para producir
  electricidad.
• En 1956 se puso en marcha, en Inglaterra, la
  primera planta nuclear generadora de electricidad
  para uso comercial.
• En 1990 había 420 reactores nucleares comerciales
  en 25 países que producían el 17 de la
  electricidad del mundo.
• En los años cincuenta y sesenta esta forma de
  generar energía fue acogida con entusiasmo, dado
  el poco combustible que consumía (con un solo
  kilo de uranio se podía producir tanta energía
  como con 1000 toneladas de carbón).
• Pero ya en la década de los 70 y especialmente en
  la de los 80 cada vez hubo más voces que
  alertaron sobre los peligros de la radiación,
  sobre todo en caso de accidentes.
• El riesgo de accidente grave en una central
  nuclear bien construida y manejada es muy bajo,
  pero algunos de estos accidentes, especialmente
  el de Chernobyl (1986) que sucedió en una central
  de la URSS construida con muy deficientes medidas
  de seguridad y sometida a grandes riesgos de
  funcionamiento, han hecho que en muchos países la
  opinión pública mayoritariamente se haya opuesto
  a la continuación o ampliación de los programas
  nucleares.
• Además ha surgido otro problema de difícil
  solución el del almacenamiento de los residuos
  nucleares de alta actividad. 

27
Obtención de energía por fisión nuclear
convencional

• El sistema por fisión nuclear es el más usado
  para generar energía nuclear y utiliza el uranio
  como combustible.
• Se usa el isótopo 235 del uranio que es sometido
  a fisión nuclear en los reactores.
• En este proceso el núcleo del átomo de uranio
  (U-235) es bombardeado por neutrones y se rompe
  originando dos átomos de un tamaño
  aproximadamente igual a la mitad del átomo de
  uranio, liberándose dos o tres neutrones que
  inciden sobre átomos de U-235 vecinos, que
  vuelven a romperse, originándose una reacción en
  cadena.
• La fisión controlada del U-235 libera una gran
  cantidad de energía que se usa en la planta
  nuclear para convertir agua en vapor.
• Con este vapor se mueve una turbina que genera
  electricidad.
• El mineral de uranio se encuentra en la
  naturaleza en cantidades limitadas. Es por tanto
  un recurso no renovable. Suele hallarse casi
  siempre junto a rocas sedimentarias.
• Hay depósitos importantes de este mineral en
  Norteamérica (27,4 de las reservas mundiales),
  Africa (33) y Australia (22,5). 
• El mineral del uranio contiene tres isótopos
  U-238 (99,28), U-235 (0,71) y U-234 (menos que
  el 0,01).
• Dado que el U-235 se encuentra en una pequeña
  proporción, el mineral debe ser enriquecido
  (purificado y refinado), hasta aumentar la
  concentración de U-235 a un 3, haciéndolo así
  útil para la reacción.

28
reacción nuclear en cadena

• Una reacción nuclear en cadena iniciada por un
  neutrón que desencadena la fisión en un único
  núcleo de uranio-235.
• Esta figura muestra solamente algunos de los
  billones de fisiones que se producen cuando un
  único núcleo de uranio-235 es partido dentro de
  una masa crítica de núcleos de uranio-235.
• Los elementos krypton (Kr) y bario (Ba), que se
  muestran aquí como fragmentos de la fisión, son
  sólo dos de una gran cantidad de posibilidades.

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Producción de electricidad en la central nuclear

• Una central nuclear tiene cuatro partes 
• El reactor en el que se produce la fisión
• El generador de vapor en el que el calor
  producido por la fisión se usa para hacer hervir
  agua
• La turbina que produce electricidad con la
  energía contenida en el vapor
• El condensador en el cual se enfría el vapor,
  convirtiéndolo en agua líquida.

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Medidas de seguridad

• En las centrales nucleares habituales el núcleo
  del reactor está colocado dentro de una vasija
  gigantesca de acero diseñada para que si ocurre
  un accidente no salga radiación al ambiente.
• Esta vasija junto con el generador de vapor están
  colocados en un edificio construido con grandes
  medidas de seguridad con paredes de hormigón
  armado de uno a dos metros de espesor diseñadas
  para soportar terremotos, huracanes y hasta
  colisiones de aviones que chocaran contra él.

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Repercusiones ambientales de la energía nuclear

• Una de las ventajas que los defensores de la
  energía nuclear le encuentran es que es mucho
  menos contaminante que los combustibles fósiles.
• Comparativamente las centrales nucleares emiten
  muy pocos contaminantes a la atmósfera.
• Los que se oponen a la energía nuclear argumentan
  que el hecho de que el carbón y, en menor medida
  el petróleo y el gas, sean sucios no es un dato a
  favor de las centrales nucleares.
• Que lo que hay que lograr es que se disminuyan
  las emisiones procedentes de las centrales que
  usan carbón y otros combustibles fósiles, lo que
  tecnológicamente es posible, aunque encarece la
  producción de electricidad.

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Problemas de contaminación radiactiva

• En una central nuclear que funciona correctamente
  la liberación de radiactividad es mínima y
  perfectamente tolerable ya que entra en los
  márgenes de radiación natural que habitualmente
  hay en la biosfera.
• El problema ha surgido cuando han ocurrido
  accidentes en algunas de las más de 400 centrales
  nucleares que hay en funcionamiento.
• Una planta nuclear típica no puede explotar como
  si fuera una bomba atómica, pero cuando por un
  accidente se producen grandes temperaturas en el
  reactor, el metal que envuelve al uranio se funde
  y se escapan radiaciones.
• También puede escapar, por accidente, el agua del
  circuito primario, que está contenida en el
  reactor y es radiactiva, a la atmósfera. 
• La probabilidad de que ocurran estos accidentes
  es muy baja, pero cuando suceden sus
  consecuencias son muy graves, porque la
  radiactividad produce graves daños.
• Y, de hecho ha habido accidentes graves. Dos han
  sido más recientes y conocidos. El de Three Mile
  Island, en Estados Unidos, y el de Chernobyl, en
  la antigua URSS.

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Accidente en la central nuclear de Chernobyl

• En la antigua Unión Soviética, tuvo lugar, el 26
  de abril de 1986,
• Ha sido el peor accidente ocurrido en una planta
  nuclear.
• Explosiones en uno de los reactores nucleares
  arrojaron grandes cantidades de material
  radiactivo a la atmósfera.
• Esta radiación afectó grandes extensiones del
  Hemisferio Norte.
• Muchas personas sufrieron gravísimas exposiciones
  a la radiactividad y muchos murieron y morirán.
• Mas de 300 000 personas fueron evacuadas de los
  alrededores de la central.

34
Almacenamiento de los residuos radiactivos

• Con los adelantos tecnológicos y la experiencia
  en el uso de las centrales nucleares, la
  seguridad es cada vez mayor, pero un problema de
  muy difícil solución permanece el almacenamiento
  a largo plazo de los residuos radiactivos que se
  generan en las centrales, bien sea en el
  funcionamiento habitual o en el desmantelamiento,
  cuando la central ya ha cumplido su ciclo de vida
  y debe ser cerrada.

Los países del Norte, que desarrollaron
inicialmente la energía nuclear con fines
bélicos, eligieron el mar para desprenderse de
los residuos nucleares. Según datos de la Agencia
Ambiental de los Estados Unidos, este país arrojó
oficialmente unos 75.000 barriles con residuos
radioactivos al Océano Atlántico entre 1950 y
1970. Inglaterra por su parte volcó 58.000
contenedores en el Canal de la Mancha y el Golfo
de Vizcaya entre 1949 y 1966. La aparición de
altos contenidos de plutonio y cesio en muestras
de fondo marino, y las reiteradas denuncias de
organizaciones ecologistas internacionales,
forzaron a la búsqueda de otras alternativas como
la construcción de basureros nucleares
35
Fusión nuclear

• Se obtiene cuando dos núcleos atómicos (por
  ejemplo hidrógeno) se unen para formar uno mayor
  (por ejemplo helio). Este tipo de reacciones son
  las que se están produciendo en el sol y en el
  resto de las estrellas, emitiendo gigantescas
  cantidades de energía. 
• Muchas personas que apoyan la energía nuclear ven
  en este proceso la solución al problema de la
  energía, pues el combustible que requiere es el
  hidrógeno, que es muy abundante. Además es un
  proceso que, en principio, produce muy escasa
  contaminación radiactiva. 
• La principal dificultad es que estas reacciones
  son muy dificiles de controlar porque se
  necesitan temperaturas de decenas de millones de
  grados centígrados para inducir la fusión y
  todavía, a pesar de que se está investigando con
  mucho interés, no hay reactores de fusión
  trabajando en ningún sitio. 

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Energía alternativa

• Es aquélla que se busca para suplir a las
  energías actuales, en razón de su menor efecto
  contaminante y de su capacidad de renovarse.
• El término se gesta, de la mano de científicos y
  movimientos ecologistas y sociales, con el
  propósito de proponer un modelo energético
  alternativo al imperante en la actualidad.
• Dicho modelo energético, se basa en las
  siguientes premisas
• El uso de fuentes de energía renovables, ya que
  las fuentes fósiles actualmente explotadas,
  terminarán agotándose, según los pronósticos
  actuales en el transcurso de este siglo XXI.
• El uso de fuentes limpias, abandonando los
  procesos de combustión convencionales y la fisión
  nuclear.
• La explotación extensiva de las fuentes de
  energía, proponiéndose como alternativa el
  fomento del autoconsumo, que evite en la medida
  de lo posible la construcción de grandes
  infraestructuras de generación y distribución de
  energía eléctrica.
• La disminución de la demanda energética, mediante
  la mejora del rendimiento de los dispositivos
  eléctricos (electrodomésticos, lámparas, etc.)
• Este modelo, se enmarca dentro de una estrategia
  de mayor calado, denominada Desarrollo
  sostenible.

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Energías renovables

• Energía solar
• Energía eólica
• Energía hidráulica
• Energía mareomotriz
• Energía geotérmica
• Energía de biomasa
• Energía de residuos sólidos urbanos

38
Energía solar

• La energía que procede del sol es fuente directa
  o indirecta de casi toda la energía que usamos.
• Los combustibles fósiles existen gracias a la
  fotosíntesis que convirtió la radiación solar en
  las plantas y animales de las que se formaron el
  carbón, gas y petróleo.

El ciclo del agua que nos permite obtener energía
hidroeléctrica es movido por la energía solar que
evapora el agua, forma nubes y las lleva tierra
adentro donde caerá en forma de lluvia o nieve.
El viento también se forma cuando unas zonas de
la atmósfera son calentadas por el sol en mayor
medida que otras. El aprovechamiento directo de
la energía del sol se hace de diferentes formas
39
Sol

• El Sol es una estrella. Está cerca de la Tierra,
  a la que proporciona la luz, el calor y las
  radiaciones necesarias para la vida.
• En comparación con las que existen en el universo
  es una estrella de tamaño mediano.
• El Sol se formó hace unos 4.500 millones de años
  y al final de su vida, en unos 5.000 millones de
  años, se apagará.
• En nuestro Sistema Solar sólo hay una estrella
  que es el Sol, y alrededor del cual orbitan todos
  sus planetas.
• El término Sol también se usa de manera genérica,
  sobre todo en la literatura, para referirse a la
  estrella o estrellas alrededor de las cuales
  orbitan planetas.

40
Aprovechamiento de la Radiación solar

• El efecto térmico producido por la energía solar
  hace posible que el hombre lo utilice
  directamente mediante determinados dispositivos
  artificiales para concentrarlo y hacerlo más
  intenso, transfiriéndolo a otros fluidos que le
  interesen.
• Adicionalmente el sol produce un efecto luminoso,
  y también el hombre ha aprendido a aprovecharla
  para producir energía eléctrica.

41
Energía solar

• Se obtiene directamente del Sol.
• La radiación solar incidente en la tierra puede
  aprovecharse por su capacidad para calentar
  directamente o a través dispositivos ópticos o
  de otro tipo.
• La radiación tiene un valor de potencia que varía
  según el momento del día, las condiciones
  atmosféricas que la amortiguan y la latitud.
• Se puede asumir que en buenas condiciones de
  irradiación el valor es superior a los 1000 W /
  m2 a nivel de la superficie terrestre.
• La radiación es aprovechable en sus componentes
  directa y difusa, o en la suma de ambas.
• La radiación directa es la que llega directamente
  del foco solar, sin reflexiones o refracciones
  intermedias.
• La difusa es aquella que está presente en la
  atmósfera gracias a los múltiples fenómenos de
  reflexión y refracción solar de las nubes, y el
  resto de elementos atmosféricos y terrestres.
• La radiación directa es direccional y puede
  reflejarse y concentrarse, mientras que la difusa
  no, pues es omnidireccional.

42
LA ENERGÍA SOLAR

•  
• Como rasgos generales podemos decir que la
  energía solar es
• - De elevada calidad energética.
• - De pequeño o nulo impacto ecológico.
• - Inagotable a escala humana.
• Sin embargo existen algunos problemas a la hora
  de su aprovechamiento
• - La energía llega a la Tierra de manera
  dispersa y semialeatoria,
• - - Esta sometida a ciclos día- noche y
  estacionales invierno-verano.
• Dicho aprovechamiento puede hacerse de dos
  maneras
• - Por captación térmica y
• - Por captación fotónica.

                               Estación de
radioenlace Madrid-Sevilla
43
Aprovechamiento por captación térmica

• La energía solar al ser interceptada por una
  superficie absorbente se degrada apareciendo un
  efecto térmico.
• Esto se puede conseguir
• de forma pasiva sin utilizar elementos
  mecánicos o
• de forma activa utilizando elementos mecánicos

Un Sistema Pasivo capta directamente la luz
solar dentro de una estructura Un Sistema Activo
unos colectores absorven energía solar y un
ventilador o una bomba suministran parte de la
calefacción o agua caliente de un edificio
44
Calentamiento directo de locales por el sol

• En invernaderos, viviendas y otros locales, se
  aprovecha el sol para calentar el ambiente.
• Algunos diseños arquitectónicos buscan aprovechar
  al máximo este efecto y controlarlo para poder
  restringir el uso de calefacción o de aire
  acondicionado. 
•  

45
Aprovechamiento por captación fotónica

• La radiación solar puede ser empleada de forma
  energética directa, utilizando la energía de los
  fotones mediante el efecto fotoeléctrico y que
  origina la energía fotovoltaica.
• Mediante el efecto fotoeléctrico la energía de
  los fotones se aprovecha para producir
  electricidad.
• Una de las variantes del fenómeno fotoeléctrico
  es el efecto fotovoltaico.

46
Energía solar térmica

• Es la utilización de la radiación solar para
  calentar el agua a temperaturas medias (u otros
  fluidos), destinada a uso como agua caliente
  sanitaria o calefacción.
• También puede emplearse para alimentar una
  máquina de refrigeración por absorción, que
  emplea calor en lugar de electricidad para
  acondicionar el aire.
• Una instalación de energía solar térmica consta
  de un conjunto de placas, por las que discurren
  unos tubos que se exponen de esta forma a la
  radiación solar.
• Las características constructivas responden a la
  minimización de las pérdidas de energía una vez
  calentado el fluido que transcurre por los tubos,
  por lo que se encuentran aislamientos a la
  conducción (vacío u otros) y a la reirradiación
  de baja temperatura.
• El circuito se completa con un sistema de bombeo
  natural o forzado, y almacenaje para desacoplar
  el consumo a la producción y generar inercia
  térmica en el sistema, y los mecanismos de
  control y conducción necesarios.
• En ocasiones se utiliza además una caldera de
  combustible fósil o de calentamiento eléctrico
  para suplementar la acción del sol.
• Además de su uso como agua caliente sanitaria,
  calefacción y refrigeración , tambien se usa para
  para el calentamiento de piscinas

47
Acumulación del calor solar

• Se hace con paneles o estructuras especiales
  colocadas en lugares expuestos al sol, como los
  tejados de las viviendas, en los que se calienta
  algún fluido almacenando el calor en depósitos.
• Se usa, sobre todo, para calentar agua y puede
  suponer un importante ahorro energético si
  tenemos en cuenta que en un país desarrollado más
  del 5 de la energía consumida se usa para
  calentar agua.

48
Campo de aplicación del calentador solar

• RESIDENCIAL.- Baño, Jacuzzi, Cocina, Lavadoras
  Automáticas, Albercas, etc.
• COMERCIAL.- Hoteles, Restaurantes, Tintorerías,
  Estéticas, Deportivos, Baños Públicos, etc.
• INDUSTRIAL.- Desengrase, Teñido, Generación de
  vapor.

49
Ventajas del calentador solar de agua

• Proporcionan agua caliente segura y confiable
  durante las 24 horas del día
• Alcanza temperaturas en piscinas 30C, en duchas
  60C, Industrial hasta 90C.
• Sin riesgo de explosión.
• Elimina problemas de abastecimiento continuo de
  gas.
• No requiere de mantenimiento.
• No contiene partes mecánicas ni eléctricas que
  se desgasten y por lo tanto no requiere de
  ningún tipo de refacciones.
• Fácil instalación, se colocan en la azotea para
  aprovechar áreas muertas.
• Es una tecnología a favor del medio ambiente.
• Económico. Un sistema al alcance de las personas.
• Confortable. Solo abrir la llave y el agua
  caliente estará disponible en el acto.
• Se recupera la inversión en 1 o 2 años por ahorro
  en el consumo de gas.
• La vida útil de estos colectores es de hasta 20
  años.

50
Generación de electricidad

• Se puede generar electricidad a partir de la
  energía solar por varios procedimientos.
• En el sistema termal la energía solar se usa para
  convertir agua en vapor en dispositivos
  especiales.
• En algunos casos se usan espejos cóncavos que
  concentran el calor sobre tubos que contienen
  aceite.
• El aceite alcanza temperaturas de varios cientos
  de grados y con él se calienta agua hasta
  ebullición.
• Con el vapor se genera electricidad en turbinas
  clásicas.
• Con algunos dispositivos de estos se consiguen
  rendimientos de conversión en energía eléctrica
  del orden del 20 de la energía calorífica que
  llega a los colectores

51
La luz del sol se puede convertir directamente en
electricidad
Fotones con energía suficiente
Fotones con energía insuficiente

• Usan el efecto fotoeléctrico.
• Las células fotovoltaicas no tienen rendimientos
  muy altos.
• La eficiencia media en la actualidad es de un 10
  a un 15, aunque algunos prototipos
  experimentales logran eficiencias de hasta el
  30. Por esto se necesitan grandes extensiones si
  se quiere producir energía en grandes
  cantidades. 

52
Problemas y soluciones de la conversión de
energía solar en eléctrica

• Uno de los problemas de la electricidad generada
  con el sol es que sólo se puede producir durante
  el día y es difícil y cara para almacenar.
• Para intentar solucionar este problema se están
  investigando diferentes tecnologías.
• Una de ellas usa la electricidad para disociar el
  agua, por electrólisis, en oxígeno e hidrógeno.
• Después el hidrógeno se usa como combustible para
  regenerar agua, produciendo energía por la noche.
  
• La producción de electricidad por estos sistemas
  es más cara, en condiciones normales, que por los
  sistemas convencionales.
• Sólo en algunas situaciones especiales compensa
  su uso, aunque las tecnologías van avanzando
  rápidamente y en el futuro pueden jugar un
  importante papel en la producción de
  electricidad.
• En muchos países en desarrollo se están usando
  con gran aprovechamiento en las casas o granjas a
  los que no llega el suministro ordinario de
  electricidad porque están muy lejos de las
  centrales eléctricas.

53
Energía solar fotovoltaica
Forma de obtención de energía solar a través de
dispositivos semiconductores que al recibir
radiación solar se excitan, provocan saltos
electrónicos y una pequeña diferencia de
potencial tipo diodo en sus extremos.

• El acoplamiento en arreglo serie de varios de
  estos diodos ópticos permite la obtención de
  voltajes mayores en configuraciones muy
  sencillas, y aptas para pequeños dispositivos
  electrónicos.
• A mayor escala, la corriente eléctrica continua
  que proporcionan las placas fotovoltáicas se
  puede transformar en corriente alterna e
  inyectarla a la red, operación que es poco
  rentable económicamente y que precisa todavía de
  subvenciones para su viabilidad.
• En entornos aislados, donde se requiere poco
  consumo de energía eléctrica y el acceso a la red
  es dificultoso o caro, como en estaciones
  remotas meteorológicas o de comunicaciones, que
  emplean placas fotovoltaicas como alternativa
  económicamente viable.

54
Aplicaciones de celdas Fotovoltaicas

• Electrificación de viviendas
• Electrificación establecimientos rurales
• Iluminación,
• Televisores,
• Telefonía,
• Bombeo de agua
• Comunicaciones.
• Electrificación de alambradas
• Balizas
• Casas rodantes
• Náutica

55
Ventajas de las celdas fotovoltaicas

• No consumen combustibles.
• No tienen partes de movimiento.
• Son modulares, lo que permite aumentar la
  potencia instalada, sin interrumpir el
  funcionamiento
• La vida útil es superior a 2 años.
• Resisten condiciones externas como vientos,
  granizos, temperatura y humedad.
• Son totalmente silenciosos.
• No contaminan el medio ambiente.  

56
Características de los módulos fotovoltaicos
Siemens SM-55 y SM-50  

• SM-55 SM-50
• Tensión nominal 12V 12V
• Potencia máxima (1) 55W 50W
• Potencia mínima (2) 50W 45W
• Corriente a máxima potencia 3,15A 3,05A
• Tensión a máxima potencia 17,4V 16,6V
• Corriente máx. ( en corto) 3,45A 3,4A
• Tensión máx. (salida abierta) 21,7 21,4
• Temperatura nominal de trabajo 45ºC
• Rango de variación de temperatura -40 a 85ºC
• Humedad relativa 85
• Presión máxima sobre la superficie 2400N/m2
• Distorsión máxima (3) 1.2 grados
• Células en serie 36
• Dimensiones 93 x 329 x 34 mm
• Peso 5,5 kg
• (1) Determinada bajo las condiciones
  irradiación  1000W/m2, temperatura de célula
  25ºC,
• (2) Determinada bajo las condiciones
  irradiación  800W/m2, temp. ambiente 20ºC,
  vel. del viento 1m/s
• (3) Levantamiento diagonal de una esquina del
  módulo con las otras tres fijas

57
El ciclo del hidrógeno solar

• Mediante la utilización de paneles solares es
  posible obtener energía eléctrica durante el día,
  esta energía es utilizada en operar un equipo de
  electrólisis que divide el agua en sus
  componentes elementales hidrógeno y el oxígeno .
• El oxígeno producido se libera al aire y el
  hidrógeno es bombeado a los tanques, donde es
  almacenado en su lugar de producción o es enviado
  a las regiones donde el sol escasea.
• Por la noche, cuando no es posible obtener
  energía solar, el hidrógeno es combinado
  nuevamente con el oxígeno del aire en una celda
  de combustible, la cual convierte el hidrógeno en
  energía eléctrica, agua pura y calor.
• De esta forma el hidrógeno solar nos permite
  utilizar la energía solar durante las 24 horas
  del día y nos provee de un recurso energético
  abundante, sano, eficiente y producido
  localmente.
•  

58
Sistemas de producción de Hidrogeno

• Ventajas
• -Renovable si se produce por medio de energía
  solar
• -Menos inflamable que la gasolina
• -Prácticamente no hay emisiones
• -Emisiones cero de C02
• -No tóxico
• Desventajas
• -No renovable si se obtiene a partir de
  combustibles fósiles o energía nuclear
• -Se necesita un depósito grande
• -No existe sistema de distribución
• -Exige remodelar el motor
• -Actualmente es caro

59
Central solar térmica

• Existen diversos tipos de centrales solares de
  tipo térmico, pero las más comunes son las de
  tipo torre, con un número grande de helióstatos.
• Para una central tipo de solo 10 MW, la
  superficie ocupada por los helióstatos es de unas
  20 Ha.

60
Central
térmica solar
Es una instalación industrial en la que el
calentamiento de un fluido se produce la potencia
necesaria para mover un alternador para generar
electricidad como en una central térmica clásica.

• Se concentra la radiación solar para alcanzar
  temperaturas elevadas, de 300 º C hasta 1000 º C,
  y obtener así un rendimiento aceptable que no se
  podría obtener con temperaturas más bajas.
• La captación y concentración de los rayos
  solares se hacen por medio de espejos con
  orientación automática que apuntan a una torre
  central donde se calienta el fluido, o con
  mecanismos más pequeños de geometría parabólica.
• El conjunto de la superficie reflectante y su
  dispositivo de orientación se denomina
  "heliostato".
• Los fluidos y ciclos termodinámicos ensayados
  experimentalmente, así como los motores que
  implican, son variados.
• En la actualidad la tecnología sigue en fase
  experimental, y existen dudas sobre su futura
  viabilidad técnica y económica.

61
Partes de un central solar térmica
62
Nobel de Física proyecta innovadora central
térmica solar en Italia

• El Premio Nobel de Física italiano Carlo Rubbia
  proyectó central térmica solar con tecnologías
  efectivas y menos contaminantes
• La nueva central térmica incorpora tecnologías
  diferentes" a las utilizadas en las actuales
  instalaciones de energía solar.
• La principal novedad es que el fluido térmico que
  se utiliza en las placas solares, está formado
  por "una mezcla de sales en vez de los aceites
  minerales que son altamente inflamables
• Dicha mezcla de sales, entre ellas nitrato de
  sodio y de potasio, permite que se alcancen
  temperaturas de 550 grados, frente a los 350 que
  se logran con el fluido basado en aceites
  minerales.
• También se introducen novedades en la estructura
  de las placas, así como en los tubos conductores
  de la energía y en los reflectores, que
  permitirán acumular la energía solar y tenerla
  disponible en todo momento también cuando no hay
  sol, mientras que el hecho de que se use una
  mezcla de sales permite que una rotura en la
  instalación no tenga un efecto negativo en el
  medio ambiente.
• La nueva instalación de energía solar, con 360
  placas térmicas que se extienden en una
  superficie de 200.000 metros cuadrados, permitirá
  suministrar energía a una ciudad de 20.000
  habitantes y ahorrar al año unas 12.500 toneladas
  de petróleo.

63
La Eólica

• El calentamiento desigual de la superficie de la
  tierra produce zonas de altas y bajas presiones.
• Este desequilibrio da lugar a desplazamientos del
  aire que rodea la tierra y que da lugar al
  viento.
• El viento es por tanto, energía en movimiento y
  este movimiento es posible trasladarlo a otros
  elementos que interesan al hombre para sus
  utilizaciones.

64
Energía eólica

• La energia eólica ha sido aprovechada desde
  antiguo para mover los barcos impulsados por
  velas o mover la maquinaria de molinos o bombear
  agua de pozos al mover sus aspas.
• En la actualidad se utiliza además para mover
  aerogeneradores que son molinos que mueven un
  generador que produce energía eléctrica.
• Este tipo de generadores se ha popularizado
  rápidamente al considerarse una fuente limpia de
  energía
• Sin embargo la cantidad de energía producida por
  este medio es una mínima parte de la que
  consumen los países desarrollados.

65
Aerogenerador

• Es un generador de electricidad activado por la
  acción del viento, similar a los generadores
  eléctricos de las centrales hidroeléctricas,
• Son máquinas dotadas de un sistema que
  transforma la energía cinética del viento en
  energía mecánica de rotación sincrónica (50 hz.)
  que impulsa un generador eléctrico
• Estos generadores son fuentes limpias y
  renovables de energía, pues no produce residuo
  contaminante.
• Sin embargo, su localización en cumbres
  montañosas puede provocar importantes impactos
  ecológicos, como el impacto visual, el ruido, la
  muerte de aves al chocar contra las aspas, etc.
• Esta contaminación siempre será menor que la
  nuclear o la combustión sólida y con menos coste
  inicial para los ciudadanos.
• En cuanto a medidas de seguridad e higiene los
  gastos no son tan ingentes como las energías
  convencionales
• No es tan segura, pués no siempre existe viento
  para mover las aspas (algunas de hasta 3 metros).
  

66
Partes de una Central Eólica
67
Partes de una Central Eólico-Solar
68
Algunos problemas con los aerogeneradores

• La energía eólica plantea algunos problemas.
• Los parques eólicos son concentraciones de
  aerogeneradores necesarios para que la producción
  de energía resulte rentable

• Hay también quienes consideran que su silueta
  afea el paisaje.

• Se está experimentado la viabilidad de construir
  parques eólicos sobre plataformas fondeadas en el
  mar, no lejos de la costa, pero situadas de tal
  forma que no incidan en exceso sobre el paisaje.
• En sus proximidades se produce contaminación
  acústica debido al ruido que producen
• Por otra parte, los aerogeneradores no pueden
  instalarse de forma rentable en cualquier zona ya
  que requieren un tipo de viento constante pero no
  excesivamente fuerte.

69
Energía Hidráulica
                                              
                                           
70
Energía hidráulica

• Se obtiene del aprovechamiento de la energía
  cinética y potencial de la corriente de los ríos
  y los saltos de agua.
• La energía hidráulica se puede transformar a muy
  diferentes escalas, por ej. la corriente de un
  río mueve un pequeño molino rural de trigo
• Sin embargo, la aplicación más significativa la
  constituyen las centrales hidroeléctricas
• El origen de la energía hidráulica está en el
  propio ciclo hidrológico de las lluvias
• Este proceso está originado por tanto, de manera
  más primaria, por la radiación solar terrestre.
• Es posible sólo en regiones donde se combinan
  abundantes lluvias con desniveles geológicos
  importantes, con valles profundos y cerrados para
  la construcción de presas.
• Alrededor del 20 de la electricidad usada en el
  mundo procede de esta fuente.

71
TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
Central de Agua Fluente
Central de agua embalsada

• Se pueden clasificar según varios argumentos,
  como características técnicas, peculiaridades del
  asentamiento y condiciones de funcionamiento.
• En primer lugar hay que distinguir
• Centrales de Agua Fluente las que utilizan el
  agua según discurre normalmente por el cauce de
  un río
• Centrales de agua embalsada aquellas otras a las
  que ésta llega, convenientemente regulada, desde
  un lago o pantano

72
Turbinas de Centrales embalsadas

• Rodete Francis para gran potencia (izquierda)
  y rueda Pelton de una central de EEUU (derecha).
• Las turbinas pueden ser de varios tipos, según
  los tipos de centrales
• Francis (salto más reducido y mayor caudal),
  Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande)
• Pelton (saltos grandes y caudales pequeños), y
• De hélice

73
Partes de una Central Hidroeléctrica
74
Central Hidroeléctrica de Bombeo
75
Ventajas de la Energía Hidroeléctrica

• La energía hidroeléctrica en general, presenta
  ciertas Ventajas sobre otras fuentes de energía,
  como son 
• Disponibilidad Es un recurso inagotable, en
  tanto en cuanto el ciclo del agua perdure.    
• "No contamina" (en la proporción que lo hacen el
  petróleo, carbón, etc.) Nos referimos a que no
  emite gases "invernadero" ni provoca lluvia
  ácida, es decir, no contamina la atmósfera, por
  lo que no hay que emplear costosos métodos que
  limpien las emisiones de gases
• Produce trabajo a la temperatura ambiente No hay
  que emplear sistemas de refrigeración o calderas,
  que consumen energía y, en muchos casos,
  contaminan, por lo que es más rentable en este
  aspecto.
• Almacenamiento de agua para regadíos
• Permite realizar actividades de recreo (remo,
  bañarse, etc)
• Evita inundaciones por regular el caudal  
• Actualmente se construyen centrales
  minihidráulicas, mucho más respetuosas con el
  medio ambiente, y que se benefician de los
  progresos tecnológicos, logrando un rendimiento y
  viabilidad económica razonables

76
Inconvenientes de Centrales Hidroeléctricas

• Las presas son obstáculos insalvables Salmones y
  otras especies que tienen que remontar los ríos
  para desovar se encuentran con murallas que no
  pueden traspasar.
• Producen Contaminación" del agua El agua
  embalsada no tiene las condiciones de salinidad,
  gases disueltos, temperatura, nutrientes, y demás
  propiedades del agua que fluye por el río.
• Privación de sedimentos al curso bajo Los
  sedimentos se acumulan en el embalse
  empobreciéndose de nutrientes el resto de río
  hasta la desembocadura.
• Alteración del paisaje Se produce una severa
  alteración del paisaje e incluso la inducción de
  un microclima en su emplazamiento, lo que ha
  desmerecido la bondad ecológica de este concepto
  de energía en los últimos años.
• Al mismo tiempo, la gran explotación de la
  energía hidráulica hace que en los países
  desarrollados no queden ubicaciones atractivas
  para desarrollar nuevas centrales hidráulicas,
  por lo que en muchos países no se permite un
  desarrollo adicional excesivo

77
Estadisticas

78
Estadisticas
79
Estadísticas
80
Energía de los océanos

• De los océanos se puede obtener energía de varias
  maneras, Por Ej.  
• Energía Mareomotriz
• Las mareas pueden tener variaciones de varios
  metros entre la bajamar y la pleamar.
• La mayor diferencia se da en la Bahía de Fundy
  (Nueva Escocia) en la que la diferencia llega a
  ser de 16 metros.
• Para aprovechar las mareas se construyen presas
  que cierran una bahía y retienen el agua a un
  lado u otro, dejándola salir en las horas
  intermareales.
• En China, Canadá, Francia y Rusia hay sistemas de
  este tipo en funcionamiento.
• Nunca podrá ser una importante fuente de energía
  a nivel general porque pocas localidades reúnen
  los requisitos para construir un sistema de este
  tipo.
• Por otra parte la construcción de la presa es
  cara y alterar el ritmo de las mareas puede
  suponer impactos ambientales negativos en algunos
  de los más ricos e importantes ecosistemas como
  son los estuarios y las marismas.

81
Energía mareomotriz

• La energía mareomotriz resulta de aprovechar las
  mareas, es decir, la diferencia de altura media
  de los mares
• Esta diferencia de alturas se aprovecha al
  interponer partes móviles al movimiento natural
  de ascenso o descenso de las aguas, junto con
  mecanismos de canalización y depósito, para
  obtener movimiento en un eje.
• Mediante su acoplamiento a un alternador se puede
  utilizar el sistema para la generación de
  electricidad
• La energía mareomotriz tiene la cualidad de
  renovable, y limpia, ya que no se producen
  subproductos contaminantes.
• Sin embargo, la relación entre la cantidad de
  energía que se puede obtener con los medios
  actuales y el coste económico y ambiental de
  instalar los dispositivos para su proceso han
  evitado una proliferación notable de este tipo de
  energía.

82
Energía Mareomotriz

•  La técnica utilizada consiste en encauzar el
  agua de la marea en una cuenca, y en su camino
  accionar las turbinas de una central eléctrica.
• Cuando las aguas se retiran, también generan
  electricidad. Se considera que los lugares más
  viables para aprovechar esta energía son unos 40,
  que rendirían unos 350.000 GW-h anuales.
• Para obtener esta cantidad de energía sería
  necesario quemar unos 220 millones de barriles de
  petróleo/año.
• Las áreas más prometedoras son
• La Bahía de Funday, Canadá.
• Las Bahías de Cobscook y Passamaquoddy, Estados
  Unidos.
• Chansy, Francia.
• El Golfo de Mezen, en la ex Unión Soviética.
• El estuario del río Servern, Inglaterra.
• La ensenada de Walcott, Austria.
• San José, en la costa patagónica Argentina.
• Onchón, en Corea del Sur.
• Proyecto Kislogubskaya, de Rusia.

83
Central mareomotriz de Rance

• La primera central mareomotriz fue la de Rance,
  en Francia, que estuvo funcionando casi dos
  décadas desde 1967.
• Consistía en una presa de 720 metros de largo,
  que creaba una cuenca de 22 Km2.
• Tenia una exclusa para la navegación y una
  central con 24 turbinas de bulbo y seis
  aliviaderos, y generaba 240MW .
• Desde el punto de vista técnico-económico
  funcionaba muy satisfactoriamente, y proporcionó
  muchos datos y experiencias para proyectos del
  futuro.
• Rance producía 500 GW/año 300.000 barriles de
  petróleo.
• Sus gastos anuales de explotación en 1975 fueron
  comparables a los de plantas hidroeléctricas
  convencionales de la época, no perjudicaban al
  medio ambiente y proporcionaba grandes beneficios
  socioeconómicos en la región.
• Se benefició la navegación del río, y en el
  coronamiento de esta estructura se construyó una
  carretera.

84
Central electrica de olas

• Se han desarrollado diversas tecnologías
  experimentales para convertir la energía de las
  olas en electricidad, aunque todavía no se ha
  logrado un sistema que sea económicamente
  rentable.

85
Generación de electricidad desde olas

• Se utilizan unas boyas ancladas al fondo marino.
• La oscilación de las olas, hace que las boyas se
  eleven y desciendan sobre una estructura similar
  a un pistón, en la que se instala una bomba
  hidráulica.
• El agua entra y sale de la bomba con el
  movimiento, e impulsa un generador que produce la
  electricidad.
• La corriente se transmite a tierra a través de un
  cable submarino. 
• Se dispone de motores trifásicos convencionales.
• Al estar sumergido es un sistema más seguro, que
  no corre peligro y tiene una mayor durabilidad. 
  
• En Santoña, España La planta cuenta de diez
  boyas que ocupan un área de 100 por 20 metros y
  estarán ancladas a un fondo situado a treinta
  metros.
• La potencia inicial de cada unidad es de 125 kW,
  similar a la de los primeros generadores eólicos
  instalados en España y que podrá aumentar a 250
  kW. 

86
Gradientes de temperatura

• La temperatura del agua es más fría en el fondo
  que en la superficie, con diferencias que llegan
  a ser de más de 20ºC.
• En algunos proyectos y estaciones experimentales
  se usa agua caliente de la superficie para poner
  amoniaco en ebullición y se bombea agua fría para
  refrigerar este amoniaco y devolverlo al estado
  líquido. En este ciclo el amoniaco pasa por una
  turbina generando electricidad.
• Este sistema se encuentra muy poco desarrollado,
  aunque se ha demostrado que se produce más
  electricidad que la que se consume en el bombeo
  del agua fría desde el fondo.
• También es importante estudiar el impacto
  ambiental que tendría bombear tanta agua fría a
  la superficie.

87
Laguna solar salina
88
Laguna solar de agua dulce
89
La Geotérmica

• La energía geotérmica, como excepción, no tiene
  su origen inmediato en la radiación solar, sino
  en una serie de reacciones químicas naturales que
  tienen lugar en el interior de la tierra y que
  producen grandes cantidades de calor.
• Esta realidad a veces se pone de manifiesto de
  forma natural y violenta por fenómenos como el
  vulcanismo o los terremotos,
• Pero también el hombre puede aprovechar esta
  fuente de calor extrayéndolo mediante
  perforaciones y transfiriendo este calor.

90
Energía geotérmica

• Es la energía interna y cinética asociada al
  vapor de agua que sale directamente a la
  superficie en zonas volcánicas y al aumento de
  temperatura que se produce conforme profundizamos
  en la superficie terrestre.
• Se transforma en energía eléctrica o en energía
  térmica para calefacción.
• Algunos países como Islandia o Nueva Zelanda
  utilizan muy