Recursos_energeticos_y_minerales

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UNIDAD 12 Recursos energéticos y minerales

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Recursos energéticos: El carbón El carbón es consecuencia de la acumulación de restos vegetales en una cuenca sedimentaria (pantanos, lagunas, deltas…) que son transformados por bacterias anaerobias (fermentaciones) en carbón, CH4 y CO2. A medida que se desprenden los gases, se enriquece el carbón (carbonización), que va quedando enterrado bajo capas de tierra. Eduardo Gómez

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Eduardo Gómez

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Tipos de carbón Según el origen Húmicos: Restos vegetales leñosos estratificados con rocas detríticas Sapropélicos: Restos vegetales no leñosos (algas, hongos, esporas…) y no estratificados Según la cantidad de carbono Turba: menos del 60% de carbono. Muchas impurezas, bajo poder calorífico. Lignito: entre un 60 y un 75 % de carbono. Aspecto leñoso. Hulla: Tiene entre un 75 y un 90% de carbono. Procede de grandes bosques de helechos. Antracita: Contiene hasta un 95% de carbono. El carbón con mayor poder calorífico. Arde con difucultad. Se metamorfiza a grafito. Eduardo Gómez

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Cantidad de carbono Turba Antracita Hulla o bitumen Lignito Tipos de carbón Eduardo Gómez

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Eduardo Gómez Grandes bosques que cubrían la tierra hace 300 millones de años La vegetación muere y se forma la turba La turba se comprime entre capas de sedimentos y forma el lignito Aumenta la presión y se forma la hulla o carbón bituminoso Si sigue aumentando la presión se puede llegar a formar antracita

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Eduardo Gómez

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Explotación del carbón Eduardo Gómez

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Impacto ambiental La extracción de carbón origina grandes cambios geomorfológicos (paisaje). Si la extracción es a cielo abierto hay varios impactos: Grandes agujeros abandonados Escombreras Nubes de polvo Contaminación de aguas subterráneas y superficiales Contaminación acústica (máquinas y voladuras) En la actualidad, en los países desarrollados las compañías mineras están obligadas a dejar el paisaje restituido cuando han terminado su trabajo, rellenando los agujeros y reforestando la zona. También es muy importante controlar y depurar el agua de lixivación, que va cargada de materiales muy tóxicos, como metales pesados y productos químicos usados en la minería, y es muy contaminante, por lo que debe ser controlada cuidadosamente. Eduardo Gómez

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Si la extracción es en minas subterráneas: Tiene un mayor coste económico y social. Pilas de escombros de estériles. Enfermedades (silicosis). Explosiones de grisú. Contaminación de aguas. Eduardo Gómez

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Utilización del carbón El principal uso del carbón es como combustible en las centrales térmicas. Los principales impactos que se originan al quemarlo son: Nubes de cenizas y gases Sustancias tóxicas (metales pesados) Formación de lluvia ácida Incremento de gases de efecto invernadero Alteraciones del microclima local La legislación actual también obliga a las centrales a controlar sus emisiones. El lavado y machacado previo del carbón ayuda a reducir las emisiones de compuestos de azufre. Eduardo Gómez

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El carbón en España Eduardo Gómez Las diferentes áreas de producción de carbón se encuentran distribuidas en Asturias (hulla y antracita), Castilla y León (hulla y antracita), Andalucía - Castilla la Mancha (hulla y antracita), Aragón - Cataluña (lignito negro) y Galicia (lignito pardo). Se trata de una industria históricamente importante en determinadas regiones, a pesar de que se encuentra en recesión desde la modernización del mercado y las tecnologías energéticas.

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El petróleo Se empieza a extraer de forma industrial a partir de 1859 y supuso un gran avance para distintos tipos de industrias, como la energética y la del automóvil. Eduardo Gómez

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Características El petróleo se forma por la acumulación de grandes cantidades de plancton que muere debido a cambios ambientales (cambio de salinidad, enturbiamiento del agua, cambio de temperatura, etc.). Estos restos de materia orgánica pueden quedar enterrados por arenas y arcillas formando fangos en los que se desarrollan bacterias anaerobias que descomponen los restos orgánicos, eliminando el N y O y quedando un residuo enriquecido en C y H. El resultado de las fermentaciones es la formación de un fango rico en materia orgánica descompuesta, negro y de mal olor, que se denomina sapropel. El enterramiento de estos barros provoca un incremento de temperatura y una creciente maduración de los restos orgánicos. Eduardo Gómez

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Yacimientos de petróleo Los yacimientos de petróleo son grandes masas rocosas con sus poros y fisuras inundados con este material (normalmente con metano por encima y agua salada por debajo). Normalmente, la roca almacén no corresponde al lugar o roca madre en la que se generó el petróleo, ya que, debido a su menor densidad, su estado fluido y la presión a la que está sometido, se produce su migración desde dicha roca hasta la que actúa como almacén. La migración del petróleo se ve detenida en los casos en los que se encuentra una “pantalla” impermeable, llamada trampa petrolífera. Eduardo Gómez

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Extracción del petróleo Hay varias fases: Eduardo Gómez

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Refinado del crudo primero los gases (metano, etano, butano, …) después los líquidos (gasolina, nafta, queroseno, …) finalmente depositados los sólidos (alquitrán, betún, …) El petróleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de él se pueden obtener por encima de los 2.000 productos. El crudo (petróleo extraído sin tratar) no sirve para nada, debe ser refinado antes de utilizarse. Los procesos de refinado se denominan destilación fraccionada. Consisten en un progresivo aumento de temperatura , con lo que se consigue separar las distintas fracciones según su punto de ebullición: Eduardo Gómez

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Ventajas del petróleo Poder calorífico alto (88% del consumo energético mundial) No produce depósitos sólidos (cenizas…) Barato Extracción localizada Industria petroquímica: Importante y fuente de muchos productos: Abonos Fibras sintéticas Plásticos Cosméticos Detergentes, disolventes, etc. Eduardo Gómez

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Inconvenientes – Impacto ambiental Riesgo de catástrofes: Incendios Vertidos Mareas negras Eduardo Gómez

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Inconvenientes – Impacto ambiental Contenido en azufre Liberación de SO2 Lluvia ácida Eduardo Gómez

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Inconvenientes – Impacto ambiental Combustión: Liberación de CO2 Efecto invernadero Uso de la gasolina: Óxidos de Nitrógeno PAN Sustancias cancerígenas Metales pesados Dependencia excesiva. Agotamiento (aproximadamente 80 años). Calentamiento del agua de refrigeración y alteración de ecosistemas. Eduardo Gómez

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Gas natural El GAS es un combustible de origen fósil que se encuentra en el subsuelo y procede de la descomposición de materia orgánica atrapada entre estratos rocosos. Los principales son: Gas de hulla, obtenido por destilación del carbón, de propiedades similares al gas natural. Gas natural, extraído de yacimientos subterráneos, es una mezcla de hidrocarburos principalmente metano (CH4) . Propano y butano, obtenidos por destilación del petróleo, llamados gases embotellados, se almacenan en bombonas o tanques metálicos. Eduardo Gómez

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Gas natural Procede de la fermentación de materia orgánica. Es una mezcla de H2, CH4, butano, propano y otros gases en proporciones variables. Inicialmente no se utilizaba, se consideraba un residuo que se quemaba en la extracción del crudo. Hoy en día está cobrando más importancia debido a su poder calorífico mayor que el petróleo. Su extracción es sencilla, fluye por la propia presión. El transporte y almacenamiento necesita una licuefacción previa: Mediante tuberías de acero (gasoductos) Por mar en buques metaneros, para ello se licua a -160ºC para reducir 600 veces su volumen. Eduardo Gómez

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Ventajas Poder calorífico alto. Regulable. No produce humos. Transporte sencillo y de bajo riesgo. Produce un 65% menos de CO2 que otros combustibles fósiles. No genera NOx ni SO2 (un poco), por lo tanto no produce prácticamente lluvia ácida. Eduardo Gómez

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Inconvenientes Riesgo de explosiones. Escapes de metano (efecto invernadero más grave que el CO2). El transporte en barcos puede ser peligroso. Accidentes domésticos. Eduardo Gómez

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Energía nuclear La energía nuclear es la acumulada en el núcleo de distintos elementos que se liberan en reacciones de fisión o fusión. Eduardo Gómez

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Fisión nuclear Al bombardear núcleos pesados con neutrones, el núcleo se divide en elementos más ligeros, más neutrones y una gran cantidad de energía. Como los neutrones pueden chocar a su vez con otros núcleos pesados se desencadena una reacción en cadena, en la que el principal problema era controlar la energía liberada. Inicialmente, todos los estudios e investigaciones están encaminados a la fabricación de bombas nucleares. La utilización con fines no militares se inicia en la década de los años 40 y conducen a la fabricación de los reactores nucleares para la obtención de energía eléctrica. Eduardo Gómez

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Eduardo Gómez La Energía nuclear en España es la tercera fuente de generación de energía eléctrica del país, con un 22% de la producción en 2010 (tras las renovables (35,4%) y el ciclo combinado (23%), lo que representa el 12,2 % del total de energía primaria consumida.

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Ventajas Cantidades enormes de energía No explota como las bombas atómicas (distintos materiales: uranio vs. Plutonio) Medidas de seguridad altas Coste económico bajo No genera gases de efecto invernadero La energía nuclear tiene numerosos defensores, que señalan como principales ventajas: Eduardo Gómez

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Inconvenientes También tiene numerosos detractores, que señalan como principales desventajas: Los posibles fallos de los sistemas de seguridad (accidentes nucleares como Chernóbil o Fukuhima) Residuos radiactivos. Efectos nocivos de la radiación sobre los seres vivos Contaminación térmica Posibilidad de usos militares Eduardo Gómez

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Impacto ambiental Alteración de los ecosistemas cercanos a las centrales por variaciones microclimáticas: calentamiento del agua (refrigeración) y aumento de vapor de agua atmosférico. Los residuos radiactivos permanecen activos mas de 10.000 años. Los costes de construcción y mantenimiento son altísimos. No es una energía renovable. Por estas razones, a pesar del auge inicial, se han parado muchos proyectos para la construcción de centrales nucleares, aunque todavía supone un importante porcentaje de la energía obtenida en el mundo desarrollado. Eduardo Gómez

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Fusión nuclear Se puede obtener hasta 4 veces más energía que con la fisión. Es la energía que tiene lugar en el sol. Se fusionan isótopos de hidrógeno y se obtiene helio y energía. Inicialmente hay que aportar mucha energía para iniciar la reacción, pero luego se recupera. Eduardo Gómez

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Ventajas de la fusión nuclear Es todavía una fuente de energía teórica, pero presenta muchas ventajas frente a la fisión: Más energía obtenida. Menos contaminación. No hay radiactividad. Materia prima abundante y barata. Eduardo Gómez

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Energía geotérmica Aprovecha el calor interno de la Tierra. Tiene un elevado potencial (40 millones de veces más energía que el gas y el petróleo), pero es difícil de aprovechar. Eduardo Gómez

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Ventajas Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior. Residuos mínimos y con menor impacto ambiental que los originados por el petróleo, carbón... Tampoco genera ruidos exteriores. Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio combinados. No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de tanques de almacenamiento de combustibles. Eduardo Gómez

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Inconvenientes En ciertos casos, la emisión del ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevos podridos, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal. En otros casos, la emisión de CO2 que produce aumento del efecto invernadero; aunque es inferior al que se emitiría para obtener la misma energía por combustión. Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. No está disponible más que en determinados lugares (elevado flujo térmico). No se puede transportar (como energía primaria). Contaminación térmica. Deterioro del paisaje. Eduardo Gómez

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Recursos geológicos Los recursos minerales son recursos naturales no renovables que obtenemos de la geosfera. Han sido continuamente explotados a lo largo de la historia como fuente de materias primas. En los últimos tiempos han evolucionado las técnicas de explotación y también el impacto causado por las diferentes técnicas mineras. Eduardo Gómez

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u Eduardo Gómez

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Recursos minerales Existen más de 2.000 minerales conocidos, pero sólo unos 90 tienen interés industrial y comercial. Se extraen en lugares donde la concentración es elevada: Yacimientos Si la concentración del mineral compensa los costes de explotación, el yacimiento será rentable. Eduardo Gómez Procesos geológicos de génesis de yacimientos

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Mena del mineral: parte metálica y de interés del mineral. Ganga del mineral: Material sin interés. Se amontona en escombreras de residuos o escorias Después de sacar el mineral (minas a cielo abierto o subterráneas) el mineral es tratado para separar la mena de la ganga. Eduardo Gómez

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Menas metálicas de interés Eduardo Gómez

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Recursos no metálicos Rocas industriales Fertilizantes Energéticos (ya vistos en este tema) Eduardo Gómez

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Rocas industriales Se usan en procesos industriales de forma directa o tras un proceso de preparación. Existen cinco grupos según el Instituto Geológico y Minero de España (IGME): ÁRIDOS CONGLOMERANTES ROCAS DE CONSTRUCCIÓN VIDRIOS PRODUCTOS CERÁMICOS Eduardo Gómez

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ÁRIDOS Se extraen y se usan de forma directa. Como mucho, se someten a triturado, se lavan y se clasifican por tamaños. El uso principal es como componente del hormigón. Es el grupo de rocas industriales que mayor volumen y peso supone de todos los recursos minerales. Esto implica procesos de transporte muy caros. Se distinguen dentro de este grupo: Rocalla Gravas Eduardo Gómez

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Rocalla: Es cualquier tipo de roca triturada para el firme de carreteras y vías de ferrocarril Gravas: Se extrae de graveras, donde se acumula de forma natural. Se explota en la cercanía al lugar de uso (ciudades, carreteras…) debido al coste del transporte, lo que supone importantes impactos ambientales. Eduardo Gómez

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Impactos de la gravera El agua se usa para lavar las gravas. Aumento de la turbidez Materiales de arrastre Impacto en la flora y fauna Montones de arenas y gravas Pérdida de suelo y cubierta vegetal Impacto visual Posible transformación en vertedero incontrolado Contaminación de aguas subterráneas y ríos cercanos Aumento de la evaporación del agua Descenso del nivel freático Polvo, ruidos, aumento de tráfico pesado Vertidos de aceites de maquinaria RIO Gravera Eduardo Gómez

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Conglomerantes Materiales que contienen áridos en polvo. Se mezclan con agua para formar pastas que, en contacto con el aire, se endurecen. Eduardo Gómez

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ARCILLA CAL VIVA CEMENTERA Eduardo Gómez

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Rocas de construcción La arcilla, yeso y cemento también pueden considerarse, en sentido amplio, rocas de construcción. Cantera de granito Bloques de piedra extraídas de canteras próximas al lugar de construcción (para minimizar los costes del transporte). Pueden pulirse en caso de materiales ornamentales como mármoles, granitos o travertinos. Cantera de mármol Eduardo Gómez

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Vidrios Se obtienen derritiendo arena de cuarzo (sílice) a más de 1.700ºC con sosa y cal, y luego se deja enfriar rápidamente. Productos cerámicos La base de estos productos es la arcilla. Se moldea en húmedo y se endurece en la cocción. Los distintos materiales cerámicos dependen de los aditivos utilizados durante la cocción. Eduardo Gómez

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Fertilizantes Otro uso importante de las rocas es para la fabricación de fertilizantes. Principalmente se usan rocas sedimentarias que contengan P (rocas de sedimentos marinos), N, K (de sales marinas) y S (se extrae de rocas magmáticas). Eduardo Gómez

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Impacto ambiental de la minería Impactos en la atmósfera: Contaminación por partículas sólidas (polvo) y gases. En menor medida, emisiones de la maquinaria empleada en la mina. Contaminación acústica (maquinaria y voladuras). Eduardo Gómez

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Mina de cobre de Chuquicamata (Chile) Eduardo Gómez

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Impactos en las aguas Contaminación de aguas superficiales por la escorrentía. Arrastre de partículas sólidas y elementos metálicos. Contaminación de acuíferos por aceites, hidrocarburos y productos del lavado de las escombreras Eduardo Gómez

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Escombreras de una mina abandonada en Teruel Eduardo Gómez

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Impactos en el suelo: Ocupación irreversible Modificación del uso del suelo Aumento de la erosión Eduardo Gómez

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Impactos en la flora y en la fauna: Eliminación del suelo que supone eliminación de la flora y, por tanto, también de la fauna. El polvo de la mina sobre las hojas provoca disminución de la fotosíntesis y muerte de plantas. La creación de carreteras para la maquinaria y transporte del mineral. Puede suponer un importante efecto barrera. Los ruidos pueden suponer alteraciones de las costumbres de los animales, aumento del estrés, disminuye la reproducción… Eduardo Gómez

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Impactos sobre el paisaje y la geomorfología: Cambios globales del paisaje Escombreras Inestabilidad de laderas (peligro de derrumbamientos) Eduardo Gómez

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Eduardo Gómez

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Impacto sobre el medioambiente sociocultural Alteración de zonas de interés cultural Aumento de tráfico Riesgo de accidentes Afecta a la calidad de vida (aumento de las enfermedades nerviosas y respiratorias en las proximidades de las minas) Cambios demográficos (primero aumenta durante la explotación y luego disminuye cuando se abandona la mina) Oscilación de sueldos y de poder adquisitivo. Eduardo Gómez

Tags: recursos naturales fuentes de energia minerales ctm

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