Recursos minerales petrogenéticos y energéticos de Extremadura




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TEMA 9- LOS RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES.. CTMA. IES LLERENA. 2009/2010. 26 de febrero de 2010

UNIDAD 9.- RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES

Temporalización 2 semanas: Del 25 de Febrero al 5 de Marzo.

  1. Recurso: concepto y tipos (renovables y no renovables)

  2. Fuentes de energía convencionales: situación actual de dependencia y consumo

A) Combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural.

      • Origen

      • Aprovechamiento:

B) Centrales térmicas convencionales y de ciclo combinado (cogeneración)

C) Refinerías y petroquímica. Ventajas e inconvenientes

D) Energía nuclear

  • Fisión nuclear

  • Aprovechamiento (Centrales nucleares)

  • Ventajas e inconvenientes

  • Energía hidraúlica

    • Aprovechamiento (centrales hidroeléctricas, de bombeo y minihidraúlicas)

    • Ventajas e inconvenientes

  1.  Fuentes alternativas de energía

  1. Energía solar

  • Aprovechamiento:

  • • Conversión térmica a baja y alta temperatura

  • • Conversión fotovoltaica

  • Ventajas e inconvenientes

  1. Energía eólica

  • Aprovechamiento (centrales eólicas)

  • Ventajas e inconvenientes

  1. Energía de la biomasa.

    • Aprovechamiento (biomasa residual y cultivos energéticos):

  • • Procesos termoquímicos (combustión directa, gasificación y pirólisis)

  • • Procesos bioquímicos (fermentación metanogénica y fermentación alcohólica)

  • • Biodiésel

    • Ventajas e inconvenientes

  1. Energía geotérmica

  • Aprovechamiento (centrales geotérmicas)

  1. Energías del mar

  2. Recursos minerales. petrogenéticos y energéticos de Extremadura.

    • Minerales de interés económico. Menas de wolframio, estaño, plomo, cinc, hierro y uranio(sólo citar).

    • Rocas de interés económico

        1. Rocas de interés industrial: áridos, calizas (cal y cemento), arcillas (cerámica, Construcción y alfarería) y fosforita (mena de P y abonos).

        2. Rocas ornamentales: rocas plutónicas y pizarras




  1. Recurso: concepto y tipos

Se define RECURSO como cualquier sustancia o forma de energía que es útil para la humanidad y económicamente rentable. Aquellos obtenidos directamente de la naturaleza son los recursos naturales: como las rocas y minerales, las fuentes de energía, como los combustibles fósiles y nucleares,...etc..
Se conoce como RESERVA aquellas partes de los recursos cuya localización y cantidad se conocen y cuya explotación resulta económicamente rentable con la tecnología disponible . El recurso es un concepto medioambiental mientras reserva es un concepto económico.

Los términos recurso y reserva no son fijos, pueden transformarse uno en otro según las condiciones económicas, sociales o políticas del momento. Así, yacimientos que en la actualidad son antieconómicos, pueden ser rentables en un futuro próximo por aplicación de nuevas tecnologías en su explotación, agotamiento de otros recursos o cambios en las condiciones de mercado.

TIPOS DE RECURSOS.

  1. Atendiendo a su naturaleza pueden ser:

    • Biológicos, constituidos por seres vivos. Ejm: los recursos alimenticios, forestales, la biomasa como fuente de energía, la biodiversidad como recurso científico.

    • Geológicos-Hídricos, Están constituidos por diversas formas de energía o de materia inerte. En este grupo se incluyen: el suelo, los recursos hídricos, los recursos minerales y las rocas industriales. Las fuentes de energía suelen incluirse en recursos energéticos y comprenden: energía hidráulica, combustibles fósiles y nucleares, geotérmica, mareomotriz, solar, biomasa o la energía procedente de los residuos sólidos urbanos.




  1. Según sus posibilidades de regeneración:

  • Renovables. Son aquellos que se forman mediante procesos cíclicos rápidos o bien, aquello que tras su utilización pueden ser regenerados. Son aquellos recursos que se consumen a una velocidad inferior a su producción. Estos productos pueden ser explotados indefinidamente siempre y cuando la tasa de extracción no sobrepase la de producción.

En este grupo se incluyen los recursos biológicos y el agua en las zonas húmedas. También puede considerarse como recurso renovable la energía geotérmica, la solar, la eólica y la mareomotriz.

  • Recurso no renovable. Son aquellos que se generan por procesos muy lentos por lo que, una vez extraídos y utilizados, son imposibles de reponer a escala de tiempo humana; por lo tanto están en cantidades fijas y su uso supone una disminución irreversible. En este grupo se incluyen la mayor parte de los recursos geológicos: el suelo, los recursos minerales, los combustibles fósiles y nucleares y el agua en zonas secas de la Tierra. Son recursos limitados y que, tarde o temprano, se agotarán. El problema generado por el agotamiento se palia con la búsqueda de materiales alternativos, el avance tecnológico, el reciclado del material y la economía en el uso.


No obstante la “explotación incontrolada” de los recursos naturales pone en entredicho esta clasificación. Recursos renovables pueden dejar de serlo si se someten a un consumo descontrolado. Por ejemplo ciertas especies sometidas a la presión de la caza o de la pesca pueden desaparecer.

En cualquier caso la explotación y uso de los recursos naturales altera las condiciones del medio ocasionando los llamados IMPACTOS AMBIENTALES.


Naturaleza

Tipo de recursos

Renovables

Recursos biológicos

Agropecuarios

Forestales

Biomasa

biodiversidad

Si

Si

Si

Si


Recursos geológicos

Hídricos (agua y energía )

Combustible fósiles

E. Nuclear

E.mareomotriz

E. geotérmica

E. solar y eólica

Minerales

Rocas industriales

Suelo


Si (no siempre)

No

No

Si

Si

Si

No

No

No

Recursos recreativos y culturales

Paisajes

Parques




  1. fuentes de energía convencionales.

    1. 2.a. COMBUSTIBLES FÓSILES (no renovables)

Los combustibles fósiles, carbón, petróleo y gas natural, tienen un alto poder calorífico debido a la cantidad de carbono e hidrocarburos que contienen.

Presentan los siguientes inconvenientes:

a) No son renovables y se agotarán a medio plazo (con esta tasa de consumo, unos 75 años).

b) Su combustión genera una gran cantidad de contaminantes atmosféricos, principalmente CO2 (responsable principal del efecto invernadero), óxidos de azufre y de nitrógeno ( causantes de la lluvia ácida y del smog), hidrocarburos, partículas sólidas, CO…

c) No permiten un desarrollo sostenible.

A pesar de todos los problemas, no podemos abandonar su utilización hasta que no dispongamos de los sustitutos adecuados. La solución es ir sustituyéndolos por otras energías alternativas que tengan un menor impacto sobre el entorno.
a. CARBÓN.

El carbón es el combustible fósil más abundante. Las reservas conocidas podrían permitir el abastecimiento al ritmo actual durante unos cientos de años. Muy usado en otras épocas, hoy en desuso debido a su dificultad de extracción y transporte y a la contaminación
El carbón es una roca orgánica sedimentaria que resulta de la transformación, por parte de las bacterias anaeróbicas de los restos vegetales acumulados en el fondo de los pantanos, lagos, deltas, estuarios.

Su formación tuvo lugar de la siguiente manera:

  • Se formó en cuencas sedimentarias marinas o lacustres poco profundas (como marismas, lagunas, pantanos o deltas).

  • En estas cuencas se acumulaba vegetación que quedaba rápidamente enterrada (sin oxígeno) por nuevos sedimentos.

  • Los restos vegetales eran descompuestos por bacterias anaeróbicas que transformaban la materia orgánica en carbón y gases como el metano (carbonización).

  • A continuación nuevos sedimentos enterraban esta capa con lo que aumentaba la presión y la temperatura, se compactaba y perdía fluidos y gases (proceso de maduración). Así el carbón evoluciona desde turba a antracita enriqueciéndose cada vez más en carbono.

  • Este proceso podía repetirse varias veces por hundimiento del terreno bajo el agua y posteriores emersiones con lo que es frecuente que las capas de carbón aparezcan intercaladas entre otras capas de naturaleza detrítica o carbonatada (conglomerados, arcillas, areniscas, pizarras y calizas).



Dependiendo del grado de carbonización alcanzado, la cantidad de carbono y el poder calórífico del mismo se clasifican en :

  • Turbas, con menos de un 60% de carbono. En ella se observan restos orgánicos a simple vista. Tienen un bajo poder calorífico.

  • Lignitos, hasta un 75% de C, han soportado una mayor transformación que la turba. El lignito se forma por compresión de la turba. Es desmenuzable y en él se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. Es de color negro o pardo y frecuentemente presenta una textura similar a la de la madera. Es un combustible de mediana calidad, fácil de quemar por su alto contenido en volátiles, pero con un poder calorífico relativamente bajo.

  • Hullas. Con hasta un 90% de C. Han sufrido una mayor transformación y tienen menor contenido en agua. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó mediante la compresión del lignito, principalmente en la Era Primaria, durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Su poder calorífico es algo mayor que el del lignito.

  • Antracita. La antracita es el carbón mineral que presenta mayor contenido en carbono, hasta un 95%. Es negro, brillante y muy duro, con irisaciones y sonoro por percusión. Debido a su bajo contenido en materia volátil, la antracita presenta una ignición dificultosa. Su poder calorífico es el mayor de todos. Procede de la transformación de la hulla y casi siempre está metamorfizado.


TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CARBÓN.
Dependiendo de la profundidad a la que se encuentren los sedimentos de carbón se pueden realizar :
a) Explotaciones a cielo abierto.

Son más económicas, pero su impacto ambiental y paisajístico es mayor, afectando a grandes extensiones de terreno: nubes de polvo, movimientos de tierra escombreras, livixiados... La legislación actual obliga a las compañías a efectuar restauraciones una vez finalizada la explotación.
b) Minas subterráneas, se efectúan si el yacimiento se encuentra a mayor profundidad. Esta explotación aumenta los costes económicos y sociales de producción. Se incrementan los riesgos debido al colapso de las galerías, explosiones de grisú (gas formado por metano y CO2, que al entrar en contacto con el aire, produce explosiones) y provoca muchas enfermedades laborales derivadas como silicosis (enfermedad provocada por la infiltración de polvo de sílice en los pulmones).
APROVECHAMIENTO DEL CARBÓN.

El aprovechamiento del carbón se realiza mediante dos técnicas:

  • Combustión directa. Su finalidad es la obtención de calor. A ella se destina la mayor parte de producción del carbón. Principalmente se utiliza como :

    • Fuente de alimentación de altos hornos

    • Y centrales térmicas para producir electricidad. En las centrales térmicas el calor resultante de la combustión del carbón produce vapor de agua que hace girar unas turbinas, que a su vez mueven los alternadores de un generador que transforman la energía mecánica en eléctrica.

  • Destilación. El carbón (especialmente la hulla) puede destilarse para obtener derivados como: Hidrocarburos, amoniaco, aceites de alquitrán, brea y un residuo sólido denominado coque, que en realidad es un carbón muy puro, de gran poder calorífico que arde sin emitir llama ni humo.


YACIMIENTOS DE CARBÓN.

Existen dos tipos de yacimientos de carbón:

  • Los del carbonífero ( finales de la era primaria) que al ser los más antiguos son de hulla y antracita (Asturias, León, Palencia y Sierra Morena y vertiente meridional de los Pirineos)

  • Los de la era secundaria y terciaria que son sobre todo de lignitos. Cordillera Ibérica, prepirineo y Mallorca ( era secundaria), Zaragoza, Teruel y A Coruña ( Era terciaria)


INCONVENIENTES.

  • Es un combustible sucio porque :

    • Emite el doble de CO2 que el petróleo: contribuye al efecto invernadero y la presunta aceleración del cambio climático.

    • Debido a su elevado contenido en azufre, cuando se quema expulsa una gran cantidad de SO2 (causante de la lluvia ácida: acidificación de lagos, suelos, deterioro de bosques y del patrimonio y del smog sulfuroso ( que irrita las mucosas, necrosa las hojas y causa corrosión en metales).

El uso principal del carbón es su combustión en las centrales térmicas. Actualmente es imposible eliminar las centrales térmicas, pero existen múltiples estrategias para disminuir sus impactos como:

  • Sustituir el combustible por otro de menor contenido en azufre.

  • Preprocesado del combustible, machacándolo y lavándolo para eliminar la mayor cantidad de azufre posible.

  • Diseño de centrales térmicas más eficientes que incluyen sistemas de eliminación de los componentes sulfurados antes de emitir los gases de la combustión.

  • La extracción del carbón también genera problemas:

    • Generan grandes escombreras que ocupan mucho terreno y producen un gran impacto paisajístico.

    • La contaminación del aire por la producción de grandes nubes de polvo y de la de las aguas superficiales y subterráneas por los livixiados de aguas ácidas.

    • Se libera metano al desgasificarse las capas del carbón ( gas de efecto invernadero).

  • Aunque disponemos de reservas, su extracción es cara por lo que no es rentable.

  • Es un combustible no renovable, cuyas reservas se agotarán a medio plazo.

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