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Energia

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by

miquel carsi caballer

on 17 February 2014

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Transcript of Energia

L'energia a l'Univers
Què és l'energia?
Tipus d'energia
No renovables
Renovables
Carbó
Petroli
Energía nuclear
Gas natural
Energia solar
Energia eòlica
Energia hidroelèctrica
Biomassa
Mecànica
L'energia és la propietat que permet a alguns objectes físics la realització d'algun treball.
Fonts d'energia
Definició
Exemples
Quan el gel es fon: transformació física, on l'aigua canvia el seu estat de sòlid a líquid per efecte de l'aplicació d'energia calòrica.
La reducció de la fusta a cendres quan es crema, irradiant alhora energia calorífica i lumínica. Transformació física i química.
Procés digestiu dels animals. Transformació química.
Tots els canvis o transformacions de la natura són produïts per algún tipus d'energia.
Podem afirmar que l'energia és la font de tot moviment.
Cada vegada que assistim a una transformació d'algún tipus, aquesta s'expressa amb canvis físics i/o químics.
Què és l'energia?
Tipus d'energía
Fonts d'energia
Energia mecànica
La energía mecánica se debe a la posición y movimiento de un cuerpo y es la suma de la energía potencial, cinética y energía elástica de un cuerpo en movimiento. Refleja la capacidad que tienen los cuerpos con masa de hacer un trabajo.
Potencial
: asociada a la posición en que se encuentra el objeto.


Cinética
: asociada a la velocidad que tiene el objeto.

Química
Energia química
Esta energía es la retenida en alimentos y combustibles, Se produce debido a la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos, posibilita mover objetos o generar otro tipo de energía.
Elèctrica
Metabòlica
Calorífica
La energía calorífica es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Este movimiento implica que los átomos tienen una determinada energía cinética a la que nosotros llamamos calor o energía calorífica.
Energia calorífica
o térmica
La energía luminosa es la fracción que se percibe de la energía que trasporta la luz y que se puede manifestar sobre la materia de diferentes maneras tales como arrancar los electrones de los metales, comportarse como una onda o como si fuera materia, aunque la mas normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física, también añadimos que esta no debe confundirse con la energía radiante.
Energia lumínica
La energia electrica es la energia resultante de una diferencia de potencial entre dos puntos y que permite establar una corriente electrica entre los dos, para obtener algun tipo de trabajo, también puede trasformarse en otros tipos de energía entre las que se encuentran energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica
Energia elèctrica
Lumínica
Otras energías
Magnética
Sonora
Electromagnética
El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono y con cantidades variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno, utilizada como combustible fósil.
Extracció
Aplicació
Formació
El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los restos vegetales se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire, que los degradaría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono.
Tipus de carbó
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.
La antracita es el mejor de los carbones, muy poco contaminante y de alto poder calorífico.
Mina a cielo abierto
: Se llama minería a cielo abierto a las explotaciones mineras que se desarrollan el la superficie del terreno.
Pozo minero
: La minería subterránea, abarca todas las actividades encaminadas a extraer materias primas depositadas debajo de la tierra y transportarlas hasta la superficie. El acceso a los recursos se efectúa por galerías y pozos que están comunicados con la superficie.
Accidents
Energies no renovables
Las Fuentes de energía no renovables son aquellas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración.

Los combustibles fósiles
(carbón, petróleo y gas natural)


La energía nuclear
(fisión y fusión nuclear)
Ventajas:
Facilidad de extracción (casi todos).
Gran disponibilidad temporal.
Vasta continuidad cronológica.
Comparativamente baratos.

Desventajas:
Emisión de gases contaminantes en la atmósfera que resultan tóxicos para la vida.
Posibilidad de terminación de reservas en los plazos corto y mediano.
Disminución de disponibilidad de materias primas aptas para fabricar productos, en vez de ser quemadas.
Metabólica
Ventajas:
Producción continua de energía abundante.
Ausencia de emisiones de gases de efecto invernadero durante su funcionamiento.

Desventajas:
Reservas limitadas de materias primas para obtención de estas fuentes energéticas.
Generación de residuos radiactivos potencialmente nocivos durante miles de años.
Catástrofes ambientales graves en caso de accidente.
Desarrollo tecnológico no vanguardista en algunas centrales nucleares

El carbón suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo. Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial (datos de 2006).
Estados Unidos (22%), Rusia (14%) y China (12%) tienen casi la mitad de las reservas mundiales de carbón.
Las aplicaciones principales del carbón son:
Generar electricidad
Central térmica Alcúdia
Siderúrgia
Uso doméstico
Carboquímica
Energies renovables
Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Limpias o no contaminantes
: solar, eólica, hidroeléctrica, mareomotriz.

Contaminantes
: biomasa
El petróleo (del griego: πετρέλαιον, "aceite de roca") es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente
crudo
.
Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. Se originaron a partir de restos de plantas y microorganismos enterrados por millones de años y sujetos a distintos procesos físicos y químicos.
Formació
Extracció
El proceso de perforación de pozos petroleros y de gas natural se realiza en las etapas de exploración y desarrollo, de lo que la industria petrolera se conoce como upstream. La extracción es una actividad de la última etapa del upstream, denominada producción.
Si la presión de los fluidos es suficiente, forzará la salida natural del petróleo a través del pozo.
A medida que se explota el yacimiento y va quedando menos petróleo, la presión disminuye y se deben usar sistemas de bombeo para la extracción. Según la superfície debajo de donde se encuentre el yacimiento:
tierra
mar
L'èsser humà i el petroli
Contaminació
Conflictes bèlics
El petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y por lo tanto, difícil de limpiar. Además, la combustión de sus derivados produce productos residuales
Vertidos, problemas del transporte
Combustión
EEUU ha creado y participado diferentes conflictos bélicos por el petróleo como la Guerra del Golfo (1991), la Guerra de Irak (2004) o más recientemente en la Guerra de Libia (2011).
Consum
Producció
La
OPEP
es la Organización de los Paises Exportadores de Petróleo es una organización intergubernamental, con sede en Viena. Creada como respuesta a la bajada del precio oficial del petróleo acordada unilateralmente por las grandes compañías distribuidoras en agosto de 1960 (que eran extranjeras). Sus fines son la unificación y coordinación de las políticas petroleras de los países miembros, con la defensa de sus intereses como naciones productoras
El gas natural es una de las varias e importantes fuentes de energía no renovables formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón.
El gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más limpia y eficazmente
Almacenamiento y transporte
Resultaron en décadas pasadas un problema. Sin embargo, con la perfección de la técnica de licuefacción el gas natural era sometido a 160ºC bajo cero se solucionó el conflicto del almacenamiento. Con esto se consigue que el gas se transforme en liquido, facilitando así su almacenamiento en grandes toneles esféricos
Reserves, producció i consum
Tractament
Una vez ha llegado a su destino, el petróleo crudo se procesa en las refinerías según la utilidad que vaya a tener.
En España contamos con nueve refinerias ubicadas por todo el territorio.

A Baleares nos llega a través de barcos, de ahí que su preció sea más caro que en otros lugares.
La energía nuclear es la energía que se obtiene al manipular la estructura interna de los átomos. Se puede obtener mediante la división del núcleo (fisión nuclear) o la unión de dos átomos (fusión nuclear).
Generalmente, esta energía (que se obtiene en forma de calor) se aprovecha para generar energía eléctrica en las centrales nucleares, aunque se puede utilizar en muchas otras aplicaciones.
La fisión nuclear es el método usado actualmente debido a que su potencia es menor que la fusión y por tanto más fácil de controlar.
Ventajas
Desventajas
Con la
fisión nuclear
:
No emite CO2 al ser producida.
Con poco combustible (uranio y titanio) se generan grandes cantidades de energia (ahorro de transporte y residuos).

Si la
fusión nuclear
fuera practicable, ofrecería las siguientes ventajas:
Obtendríamos una fuente de combustible inagotable.
Evitaríamos accidentes en el reactor por las reacciones en cadena que se producen en las fisiones.
Los residuos generados son mucho menos radiactivos.
Generación de residuos radiactivos difíciles de transportar y almacenar.
Construcción y mantenimiento de centrales nucleares es muy caro (vida útil de una planta nuclear 40 años).
Riesgo de accidentes nucleares.
Uso militar.
Funcionament
Llei conservació de l'energia
L'energia ni es crea ni es destrueix, sols es transforma.
J.R. von Mayer
Lleis de l'energia
Llei conservació de la masa
L'energia solar arriba a la terra des del Sol en forma de radiació (ones electromagnètiques).
La radiació té un valor de potència que varia segons:
el moment del dia
les condicions atmosfèriques
la latitud
Avantatges
Inconvenients
L'energia solar tot i ser, amb diferència, més neta que qualsevol de les energies no renovables també produeix impactes mediambientals.
Contaminació durant la fabricació dels panells fotovoltaics.
Cost elevat ja que el silici no es troba en estat pur a la natura. Molta energia i temps per processar-lo.
Ocupació de gran superfície de terreny
La radiació solar que arriba a la superfície terrestre és quasi 10.000 vegades el consum total d'energia elèctrica a la terra.
La contaminació produïda en la fabricació dels panells solars no emet gasos contaminants. Polítiques de reciclatge dels materials.
Les instal·lacions fotovoltaiques poden arribar a tenir una vida útil de fins a 100 anys. Cost de manteniment baix.
Energia solar fotovoltaica
Transformació directa en energia elèctrica a través dels panells solars.
Els panells solar es poden instal·lar tant a la superfície terrestre com integrats en les parets o sostres d'edificis existents. Així mateix es poden integrar específicament en enginys com ara vehicles, fanals, màquines de venda autònomes, etc.
Energia solar tèrmica
Consisteix en l'aprofitament de la radiació provinent del sol per produir calor.

Escalfadors solars (aigua i aire)
Cuines solars
Forns solars
Escalfador solar
És l'energia obtinguda a partir de les corrents d'aigua. És un tipus d'energia verda quan el seu impacte ambiental és mínim i usa la força hídrica sense enmagatzermar-la, en cas
Molí d'aigua
Embassaments
Embassament
contrari és considerada solament una forma d'energia renovable.
Les centrals hidroelèctriques aprofiten l'energia potencial gravitatòria que posseeix la massa d'aigua d'un llit natural en virtut d'un desnivell, també conegut com a salt geodèsic. L'aigua en la seva caiguda entre dos nivells es fa passar per una turbina hidràulica la qual transmet l'energia a un generador on es transforma en energia elèctrica.
Avantatges:
Es tracta d'una energia renovable d'alt rendiment energètic.
A causa del cicle de l'aigua la seva disponibilitat és inesgotable.
És una energia totalment neta, no emet gasos, no produeix emissions tòxiques, i no causa cap tipus de pluja àcida i, des d'aquest punt de vista, és ecològica.
Avantatges
Inconvenients
A més, els embassaments que es construeixen per generar energia hidràulica:
Permeten l'emmagatzematge d'aigua per proveir fàcilment a activitats recreatives o sistemes de reg.
Poden regular el cabal del riu evitant possibles riscos d'inundació en cas de crescuda anormal.
Destrucció de naturalesa amb la inundació de grans superfícies de terreny.
Inundació de poblacions.
Interromp moviments migratoris de peixos i animals.
Canvi d'ecosistemes riu a baix. Amb la regulació del cabal del riu es pot modificar dràsticament causant una dramàtica alteració en els ecosistemes.
És l'energia obtinguda del vent, és a dir, l'energia cinètica generada per efecte dels corrents d'aire, i que és transformada en altres formes útils d'energia per a les activitats humanes.

Eolo és el Déu del vent.
A Espanya l'energia eòlica va produir un 21,1% del consum elèctric en 2013, convertint-se en la tecnologia amb major contribució a la cobertura de la demanda, per damunt fins i tot de l'energia nuclear.
Del molí a l'aerogenerador
Aport energètic a la xarxa
Un molí és una màquina que transforma el vent en energia aprofitable, que prové de l'acció de la força del vent sobre unes aspes obliqües unides a un eix comú. L'eix giratori pot connectar-se a diversos tipus de maquinària per moldre gra, bombar aigua o generar electricitat.
Quan l'eix es connecta a una càrrega, com una bomba, rep el nom de molí de vent.
Si s'usa per produir electricitat se li denomina generador de turbina de vent.
Avantatges
Inconvenients
És una energia neta ja que no produeix emissions atmosfèriques ni residus contaminants.
No requereix una combustió que produeixi diòxid de carboni (CO2), per la qual cosa no contribueix a l'increment de l'efecte hivernacle ni al canvi climàtic.
Pot instal·lar-se en espais no aptes per a altres finalitats, per exemple en zones desèrtiques, properes a la costa, en vessants àrids i molt empinades per ser cultivables.
Pot conviure amb altres usos del sòl, per exemple prats per a ús ramader o cultius baixos com a blat, blat de moro, patates, remolatxa, etc.
Crea un elevat nombre de llocs de treball en les plantes d'assemblatge i les zones d'instal·lació.
Generalment, encara que no sempre, es combina amb centrals tèrmiques.
Existeixen parcs eòlics a Espanya en espais protegits. Les aus moren al trobar-se els aerogeneradors.
L'impacte paisatgístic és una nota important a causa de la disposició dels elements horitzontals que ho componen i l'aparició d'un element vertical com és l'aerogenerador.
L'obertura de pistes i la presència d'operaris als parcs eòlics fa que la presència humana sigui constant en llocs fins llavors poc transitats. Això afecta també a la fauna.
Tipus d'energia renovable procedent de l'aprofitament de la matèria orgànica i industrial formada en algun procés biològic o mecànic, generalment és treta dels residus de les substàncies que constitueixen els éssers vius (plantes, ésser humà, animals, entre uns altres), o les seves restes i residus. L'aprofitament de l'energia de la biomassa es fa directament (per exemple, per combustió), o per transformació en altres substàncies que poden ser aprofitades més tard com a combustibles o aliments.
Potser el major problema que poden generar aquests processos és la utilització de cultius de vegetals comestibles (serveixi com a exemple el blat de moro, molt adequat per a aquests usos), o el canvi de cultiu en terres, fins a aquest moment dedicades a l'alimentació, al cultiu de vegetals destinats a produir biocombustibles, que els països rics poden pagar, però a costa d'encarir la dieta dels països més pobres, augmentant el problema de la fam al món.
La incineració pot resultar perillosa i produeixen substàncies tòxiques. Per això s'han d'utilitzar filtres i realitzar la combustió a temperatures majors als 900 °C.
No existeixen massa llocs idonis per al seu aprofitament avantatjós.
En pujar els preus es finança la tala de boscos natius que seran reemplaçats per cultius de productes amb destinació a biocombustible.
Inconvenients
Avantatges
Poques emisions de diòxid de carboni.
Si la matèria primera empleada procedeix de residus, aquests combustibles ajuden al reciclatge. Però sempre cal considerar si la producció de combustibles és el millor ús possible per a un residu concret.
Si la matèria primera empleada procedeix de cultius, cal considerar si aquest és el millor ús possible del sòl enfront d'altres alternatives (cultius alimentaris, reforestació, etc). Aquesta consideració depèn sobre manera de les circumstàncies concretes de cada territori.
Transport i enmagatzenament
La energia y las fuentes de energía se transportan. El consumo de carburantes para asumir todo este movimiento es mucho mayor que la energía en si que se transporta.
La construcción de vías de transporte (carreteras, oleoductos, ferrocarril, rutas aéreas y marítimas) suelen afectar a zonas de gran riqueza natural. Además, el el transporte de estas fuentes de energía, comporta los riesgos de accidentes.
Para guardar las fuentes de energía nos vemos
obligados a construir depósitos, almacenes o demás instalaciones. Estas tienen un coste y
ocupan un lugar. ¿A quién le gustaría vivir cerca
de unos depósitos de carburante? La energía
eléctrica no se puede almacenar, cuando se
produce, se tiene que consumir.
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