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Recursos Minerales y Energéticos

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Jesús Martínez Donoso

on 24 February 2014

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Transcript of Recursos Minerales y Energéticos

Tipos:
Distribución de elementos:
Minerales en la vida diaria:
Recursos Minerales y Energéticos

Recursos Minerales
Definición:
Yacimiento, Mena, Ley, Reserva:
Los recursos minerales pueden ser: renovables y no renovables. El soporte básico para la vida está en las siguientes materias primas naturales: aire, gases nobles, agua, hielo, aguas minerales, suelos, biota y materia orgánica. En su mayor parte, recursos renovables. Los recursos minerales incluyen:recursos energéticos, menas metálicas, minerales industriales y agua (parcialmente renovable). La mayor parte de los recursos minerales no son renovables y por tanto agotables, ya que la Tierra contiene unas cantidades fijas de todos ellos. Los recursos minerales se extraen de las zonas externas de la Tierra (corteza, hidrosfera, atmósfera) que representan sólo el 0,4% de toda la masa terrestre. El manto y el núcleo son tan inaccesibles para las tecnologías actuales que es imposible considerar su potencialidad minera.
MENAS METÁLICAS:
Son los minerales de los que se pueden extraer los elementos químicos. Según la abundancia en la corteza terrestre, se distinguen metales abundantes: Fe, Al, Cr, Ti, Mg, Mn (>0,01%), y escasos: Cu, Pb, Zn, Ni, Sn, W, Au, Ag, Pt, Hg, Sb, Mo, Bi, Co (<0,01%).
RECURSOS ENERGÉTICOS:
Son todos aquellos recursos minerales de los que pueden obtener energía: petróleo, carbón, gas natural, minerales radioactivos, hidrógeno, azufre, pizarras bituminosas...
MINERALES Y ROCAS INDUSTRIALES:
Son aquellas sustancias minerales utilizadas en procesos industriales, directamente o mediante una preparación adecuada, en función de sus propiedades físicas y químicas, y no en función de los elementos extraíbles ni de la energía. Se incluyen también materiales sintéticos preparados a partir de minerales industriales (cemento). Algunos minerales industriales pueden ser menas (magnesita, fluorita, cromita, etc.).
Yacimiento de cobre
Mena metálica(calcopirita)
Tuberías de cobre
Yacimiento de petróleo
Recurso energético(petróleo)
Combustible
Yacimiento arcilla
Ladrillos
YACIMIENTO:
Es el lugar de la corteza terrestre donde se produce una concentración anormalmente alta de un determinado mineral de interés económico. El origen de tal concentración se debe a procesos geológicos diversos y complejos.
MENAS:
Minerales o rocas que se pueden explotar de manera rentable para la obtención de uno o más elementos químicos. En su mayoría son metales. Se diferencia de la ganga, a la que está asociada, por consideraciones puramente económicas. La ganga está constituida por minerales cuya explotación no es rentable o útil. Si cambian las condiciones de mercado o las técnicas de extracción, una mena puede pasar a ser ganga y viceversa.
LEY:
Término minero que expresa el contenido del elemento explotable de una mena. Se mide en ppm (partes por millón). Se llama ley mínima a la concentración mínima por debajo de la cual la explotación de una mena deja de ser rentable. Por ejemplo, un filón de oro no se explota si no tiene más de dos gramos de oro puro por tonelada de roca. Esta ley mínima varía en función de parámetros de orden tecnológico, industrial, económico y político.
RESERVA:
Cantidad total de un mineral que existe en uno, varios, o todos los yacimientos explotables en las condiciones actuales de tecnologías y mercado. Las reservas forman parte de los recursos. Éstos incluyen las reservas estimadas y también las desconocidas.
Lavabo, sanitarios:
porcelana (cuarzo, feldespato y caolín).
Encimera:
piedra natural.
Techo:
de fibra de vidrio.
Suelo cocina:
baldosas cerámicas (arcilla en la pasta y feldespato, carbonatos, boratos, cuarzo y pigmentos minerales en el esmalte).
Tejado:
Teja cerámica, pizarra.
Recubrimiento de fachada:
piedra natural.
Entrada a la vivienda:
losas de piedra.
Estructura e interior de edificios:
hormigón (áridos), cuarzo, caliza, margas y yeso, acero (hierro).
Paneles de yeso:
escayola, yeso con aditivos retardantes (vermiculita, perlita, alúmina hidratada, boratos).
Moqueta:
carbonato cálcico.
Bombilla (vidrio):
arenas de sílice, sosa y feldespato.
Cafetera:
vidrio y plástico (carbonato cálcico, talco).
Periódico:
caolín, carbonato cálcico.
Platos:
cerámica.
Pasta de dientes:
diatomita, carbonato cálcico, carbonato sódico.
Barra de labios:
carbonato cálcico, talco.
Limpiadores de cocina:
sílice, pumita, diatomita, feldespato, caliza.
Joyería:
piedras preciosas y semipreciosas, oro y plata.
Baldosas cerámicas:
masillas de yeso y caliza.
Cama de gato:
sepiolita, palygorskita, montmorillonita, zeolita, pumita, diatomita, cenizas volcánicas.
Lápiz:
grafito y arcilla.
Papel copiativo:
bentonita y zeolita.
Revistas (papel satinado):
caolín estucado.
Tintas:
carbonato cálcico.
Tizas:
carbonato cálcico, yeso.
Equipos de comunicaciones:
chips de sílice, fibra óptica.
Televisión o monitor de ordenador:
vidrio, lantánidos, celestina, barita.
Superconductores:
itrio, lantánidos, titanio, circonio, barita.
Gemas:
Se define una gema como cualquier material que de forma natural, o después de ser tallado y pulido, tiene suficiente atractivo para ser usado como adorno personal u objeto decorativo. Los adjetivos “preciosa” y “de ornamentación”distinguen las gemas más valiosas (diamante, rubí, zafiro, esmeralda...) de las menos (ópalo, topacio, granate...).Las gemas pueden ser minerales, rocas, cristales sintéticos, vidrios, plásticos, o compuestos inorgánicos de origen biológico (perlas, marfil, hueso)
Diamante
Rubí
Zafiro
Esmeralda
Aquamarina
Perla
Ámbar
Recurso industrial(arcilla)
Los recursos minerales que hay en la Tierra son abundantes, pero su formación es muy lenta y por lo tanto un consumo excesivo puede llevar a su agotamiento, por eso son considerados no renovables.
La extracción de minerales es costosa tanto desde el punto de vista económico como ambiental. Su distribución es irregular y eso genera problemas y conflictos en el mundo entre los países productores que poseen los yacimientos y los países consumidores, que dependen de los primeros para disponer de los materiales.
Para que sirven:
Recursos energéticos
Definición:
Denominamos recursos energéticos a los medios o recursos que nos ofrece la naturaleza, y a partir de los cuales, mediante un proceso industrial, se obtiene alguna forma de energía que puede ser directamente utilizada por el consumidor o por alguna actividad productiva.
Las necesidades energéticas de las poblaciones humanas han aumentado considerablemente. EL crecimiento demográfico y la industrialización son las causas principales.
Los mayores consumidores son los países desarrollados o industrializados, cuya fabricación de productos y el nivel de vida dependen de la disponibilidad de energía.
La mayor parte de la energía utilizada en el mundo proviene de cinco fuentes energéticas convencionales: petróleo, carbón, gas, energía nuclear, energía hidroeléctrica.
Teniendo en cuenta el ritmo de crecimientos de los países, el consumo de energía aumentará mucho más y las reservas energéticas se agotarán, por lo que se busca alternativas.
Tipos
Las energías convencionales: el combustible habitual
Son las energías fósiles(carbón, petróleo, gas natural), la energía nuclear de fisión y la energía hidroeléctrica.
Las energías convencionales son todas aquellas energías tradicionales que se comercializan entrando a formar parte del computo del producto interior bruto (PIB). Las energías convencionales no tienen porque ser energías no renovables, pero debido principalmente a circunstancias históricas, se puede decir que son principalmente las no renovables.
Estas energías se utilizan principalmente para la obtención de energías eléctricas. Todas tienen en común principalmente que son limitadas y que el uso indiscriminado que se ha echo durante años hacen que sean cada vez mas difíciles de conseguir. Esto hace que cada vez se piense mas que se está tendiendo a su desaparición.
Por otro lado son altamente contaminantes y deterioran el medio ambiente provocando un paulatino calentamiento del planeta.
De todos modos todavía podemos encontrar energías que son renovables y que podrían ser utilizadas como energías convencionales. Tomemos como ejemplo, la fuerza del agua, y de modo que nos permitirá producir energía eléctrica. El agua utilizada para este fin pertenece al medio ambiente natural en que vivimos y se considera un recurso de la clase renovable pero es mucho más elevado el coste de utilizarla como energía que nos permita transformarla en energía y se siguen utilizando energías no renovables como las mencionadas anteriormente.
Las energías fósiles:
Se forman a partir de acumulación, el enterramiento y la transformación de materia orgánica en zonas pantanosas como el caso del carbón o en zonas marinas como el petróleo y el gas natural.
Son las principales energías utilizadas en el mundo y tienen un alto poder calorífico. Este tipo de energía puede utilizarse directamente en una caldera de calefacción, como el carbón o el gas natural. También se utiliza para producir electricidad en las centrales térmicas.
Son altamente contaminantes porque producen CO2, principal responsables del efecto invernadero. A partir de la destilación del petróleo se sacan muchos productos utilizados en actividades, plásticos y cosméticos.
La energía nuclear de fisión:
Llamamos fisión nuclear a la división del núcleo de un átomo. El núcleo se convierte en diversos fragmentos con una masa casi igual a la mitad de la masa original más dos o tres neutrones.
La suma de las masas de estos fragmentos es menor que la masa original. Esta 'falta' de masas (alrededor del 0,1 por ciento de la masa original) se ha convertido en energía según la ecuación de Einstein (E=mc2). En esta ecuación corresponde a la energía obtenida, a la masa de la que hablamos y una constante, la de la velocidad de la luz: 299.792.458 m/s2. Con este valor de la constante ya se puede ver que por poca unidad de masa que extraigamos en una fisión nuclear obtendremos grandes cantidades de energía.
La fisión nuclear puede ocurrir cuando un núcleo de un átomo pesado captura un neutrón, o puede ocurrir espontáneamente.
Una reacción en cadena se refiere a un proceso en el que los neutrones liberados en la fisión produce una fisión adicional en al menos un núcleo más. Este núcleo, a su vez produce neutrones, y el proceso se repite. El proceso puede ser controlado (energía nuclear) o incontrolada (armas nucleares).
Si en cada fisión provocada por un neutrón se liberan dos neutrones más, entonces el número de fisiones se duplica en cada generación. En este caso, en 10 generaciones hay 1.024 fisiones y en 80 generaciones aproximadamente 6 x 1023 fisiones.
Aunque en cada fisión nuclear se producen entre dos y tres neutrones, no todos neutrones están disponibles para continuar con la reacción de fisión. Si las condiciones son tales que los neutrones se pierden a un ritmo más rápido de lo que se forman por la fisión, los que se produzcan en la reacción en cadena no serán autosuficientes.
La masa crítica es el punto donde la reacción en cadena puede llegar a ser autosostenible.
Para controlar la cantidad de neutrones libres en el espacio de reacción debe estar presente un elemento de absorción de neutrones. La mayoría de los reactores son controlados por medio de barras de control hechas de neutrones de un fuerte material absorbente, como el boro o el cadmio.
Los científicos sabían que el isótopo más común, el uranio 238. Hay una probabilidad bastante alta de que un neutrón incidente sea capturado para formar uranio 239 en lugar de causar una fisión. Sin embargo, el uranio 235 tiene una probabilidad de fisión más alta.
Del uranio natural, sólo el 0,7% es de uranio 235. Esto significa que se necesita una gran cantidad de uranio para obtener la cantidad necesaria de uranio 235. Además, el uranio 235 no se pueden separar químicamente del uranio 238, ya que los isótopos son químicamente similares.
La tasa de la fisión nuclear espontánea es la probabilidad por segundo que un átomo dado se fisione de forma espontánea - es decir, sin ninguna intervención externa. El plutonio 239 tiene una muy alta tasa de fisión espontánea en comparación con la tasa de fisión espontánea de uranio 235.
¿Por qué se usa uranio y el plutonio?
La energía hidroeléctrica:
Es básicamente una forma de la energía generada por la fuerza del movimiento del agua, que una máquina primaria la transforma inicialmente en energía mecánica y luego una máquina secundaria la transforma en energía eléctrica.
También es una forma de energía renovable, es decir no se agota (al menos mientras subsista el ciclo hidrológico). En pocos lugares todavía se la transforma en energía mecánica (usando una máquina primaria) pero casi toda es aprovechada y la transforma en energía eléctrica, para ello hacemos uso de las denominadas plantas o centrales hidroeléctricas.
Las plantas hidroeléctricas tradicionales y de desarrollo industrial, suelen tener:
Una gran presa
(para almacenar agua, disponer de un caudal más constante, además incrementar y acumular energía potencial en forma de carga hidráulica)
Una aducción
es decir un sistema hidráulico (en la mayoría de los casos una galería y una tubería de presión); encargado de transportar el agua hacia la turbina
Una casa de máquinas
, en la que se aloja la turbina (máquina primaria) y ésta transforma la energía del agua en energía mecánica, que la traspasa (mediante la flecha) al generador (máquina secundaria) para producir energía eléctrica.
Una succión
, otro sistema hidráulico (aguas bajo de la casa de máquinas y generalmente un tubo difusor y un desfogue) que restituye el agua, generalmente, a su cauce natural.
Tiene algunos inconvenientes como son la alteración del ecosistema, el salmón se encuentra con una barrera cuando se construyen estas presas.
Las energías alternativas:
Se denomina energía alternativa, o más propiamente fuentes de energía alternativas, a aquellas fuentes de energía planteadas como alternativa a las tradicionales o clásicas. No obstante, no existe consenso respecto a qué tecnologías están englobadas en este concepto, y la definición de energía alternativa difiere según los distintos autores.

En las definiciones más restrictivas, energía alternativa sería equivalente al concepto de energía renovable o energía verde, mientras que las definiciones más amplias consideran energías alternativas a todas las fuentes de energía que no implican la quema de combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo). En éstas, además de las renovables, están incluidas la energía nuclear o incluso la hidroeléctrica.

Energía solar:
Energía producida mediante el efecto del calor del sol en una placa solar. Se usa principalmente en hogares para calentar agua y para calefacción, y en instalaciones de alumbrado en carreteras mediante una batería que se carga durante el día. Proviene del sol y se produce por la fusión de los núcleos atómicos de hidrógeno, componente principal del Sol.
Calientan el agua o la electricidad mediante paneles fotovoltaicos. También se producen en centrales , donde ciento de rayos de espejos concentran los rayos solares hacia un depósito donde se forma vapor de agua, que pone en marcha una turbina.
Energía Eólica:
La energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, aquella que se obtiene de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire y así mismo las vibraciones que el aire produce.
Un inconveniente es que las palas de las aereogeneradores provocan impacto visual y son un peligro para las aves.
¿De dónde viene la energía eólica?
Todas las fuentes de energía renovables (excepto la maremotriz y la geotérmica), e incluso la energía de los combustibles fósiles, provienen, en último término, del sol. El sol irradia 174.423.000.000.000 [kWh] de energía por hora hacia la Tierra. En otras palabras, la Tierra recibe 1,74 x 10 [W] de potencia. Alrededor de un 1 a un 2 por ciento de la energía proveniente del sol es convertida en energía eólica. Esto supone una energía alrededor de 50 a 100 veces superior a la convertida en biomasa por todas las plantas de la tierra.
Energía de la biomasa:
La Energía de la biomasa es la que se obtiene de los compuestos orgánicos mediante procesos naturales. Con el término biomasa se alude a la energía solar, convertida en materia orgánica por la vegetación, que se puede recuperar por combustión directa o transformando esa materia en otros combustibles, como alcohol, metanol o aceite. También se puede obtener biogás, de composición parecida al gas natural, a partir de desechos orgánicos.
De ellos se obtienen la leña, madera, desechos agrícolas y ganaderos.
Ventajas:
Es una fuente de energía limpia y con pocos residuos que, además son biodegradables. También, se produce de forma continua como consecuencia de la actividad humana.
Inconvenientes:
Se necesitan grandes cantidades de plantas y, por tanto, de terreno. Se intenta "fabricar" el vegetal adecuado mediante ingeniería genética. Su rendimiento es menor que el de los combustibles fósiles y produce gases, como el dióxido de carbono, que aumentan el efecto invernadero.
Energía geotérmica:
Geotérmico, es un término que proviene de la lengua griega y que está compuesto por dos vocablos: geo (“Tierra”) y thermos (“calor”), es decir, “calor de la Tierra”.
La noción de energía geotérmica, está vinculada a la energía obtenida a partir del aprovechamiento de calor del interior de la Tierra. Este calor puede generarse por distintos factores.
La energía geotérmica pueda hacer uso de las aguas termales que se encuentran a poca profundidad y que emanan vapor. Otra fuente de energía geotérmica es el magma (mezcla de roca fundida y gases), aunque no existen recursos tecnológicos suficientes para una explotación industrial del mismo.
Lo habitual es que las plantas de energía geotérmica funcionen con, al menos, dos pozos: de uno se obtiene el agua caliente, mientras que el otro se utiliza para reinyectar el caudal obtenido ya enfriado en el acuífero. Este sistema permite mantener el caudal de agua del yacimiento.
Es posible distinguir entre la energía geotérmica de muy baja temperatura (utilizada para la agricultura o en el ámbito residencial), la energía geotérmica de baja temperatura (con fluidos de entre 50º y 70º), la energía geotérmica de temperatura media (entre 70º y 150º) y la energía geotérmica de alta temperatura (entre 150º y 400º).
Cabe destacar que los yacimientos geotérmicos pueden agotarse y /o enfriarse, lo que supone que este tipo de energía no es totalmente renovable.
Energía mareomotriz:
Energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse poniendo partes móviles al proceso 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, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia.
La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes gaseosos, líquidos o sólidos. 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 impedido una proliferación notable de este tipo de energía.
El hidrógeno como combustible:
Debido a la necesidad que se tiene actualmente por reducir el nivel de contaminantes presentes en la atmósfera, ya que estos son los principales causantes de problemas como el efecto de invernadero, la variación de los regímenes climatológicos , entre otros que están afectando seriamente a la humanidad, surge la necesidad de buscar nuevas soluciones que contribuyan al mejoramiento de estos problemas sin recurrir a limitaciones en la producción de energía, ya que esto implicaría un retraso tanto en el desarrollo económico, cultural, tecnológico como en el investigativo de nuestro país.
Teniendo en cuenta que los beneficios e intereses de la energía alternativa como solución energética van más allá de la reducción de costos únicamente, se presenta además que el mayor uso de estas brindan, la oportunidad de reducir la dependencia con los combustibles fósiles como también de disminuir la contaminación ambiental, debido a que causa un efecto notablemente menor sobre el medio ambiente.
De lo expuesto anteriormente se llega a la conclusión de que una buena solución se encuentra en cambiar de base energética utilizando un combustible con el cual se puedan eliminar o reducir notablemente las emisiones de contaminantes a la atmósfera y esto es precisamente lo que se lograría con el uso de una fuente alterna de energía. El combustible que se propone como solución es el hidrógeno.
Se ha seleccionado al hidrógeno como el combustible que puede dar solución a dichos problemas debido a:
El hidrógeno cuya base de obtención es el agua, es muy abundante y puede ser utilizado tanto en países energéticamente pobres como en los ricos. El petróleo crudo y el gas natural son abastecedores de energía limitados.
Un aplauso por vuestra soberana paciencia :)
y gracias por atender a todo el trabajo (^_^)
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