Obtención de energía

LA QUÍMICA EN SOCIEDAD
3º E.S.O.
6.6. OBTENCIÓN DE ENERGÍA.
6.6.1. CENTRALES TÉRMICAS.
Como se ha mencionado, existen diversos tipos de energía, pero, con
diferencia, la más empleada es la energía eléctrica que puede ser
transportada con facilidad a nuestros hogares para ser empleada en ellos.
Así, hay diversas formas de obtener energía eléctrica.
Las centrales térmicas producen electricidad mediante la combustión de fuel o
carbón. Este combustible se encuentra en depósitos adyacentes a la central y
se introduce en la caldera para su combustión. La caldera está tapizada por
tuberías por las que circula el agua, que se calienta y pasa a vapor de agua
que mueve las paletas de una turbina solidaria con un generador.
El vapor de agua se enfría en un condensador y, otra vez en estado líquido,
vuelve a la caldera para empezar un nuevo ciclo. Para condensar el vapor de
agua se emplea agua de refrigeración, que es expulsada en forma de vapor
no contaminante a la atmósfera.
Los gases de la combustión del fuel o el carbón sí son contaminantes. Parte
de las cenizas producidas se recuperan para su empleo en la fabricación de
cementos o para la recuperación de metales, pero los gases pasan a la
atmósfera donde ocasionan graves problemas ecológicos, como el efecto
invernadero o la lluvia ácida.
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1. Entrada de combustible
6. Refrigerador
combustión
4. Turbina
5. Generador y transformador
8. Tendido eléctrico
6.6.2. CENTRALES HIDROELÉCTRICAS.
contaminante
las
centrales
térmicas, las centrales
hidroeléctricas
aprovechan la caída de
agua
para
producir
electricidad. El agua cae
sobre
unas
paletas
acopladas a una turbina,
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de
7. Chimenea de vapores de
3. Vapor de agua
que
salida
vapor de agua
2. Entrada de aire
Menos
y
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que gira solidaria a un generador produciendo energía eléctrica.
Las centrales hidroeléctricas necesitan una gran inversión inicial, ya que es
necesario la construcción de presas, canales de derivación, grandes turbinas
y requieren que en la zona haya abundante agua. En las zonas en las que el
agua no es abundante o su caudal no es constante, se prefiere el empleo de
centrales térmicas.
Aunque las hidroeléctricas no son contaminantes, no por eso carecen de
problemas ecológicos. Las grandes presas alteran el paisaje y el ecosistema,
impidiendo, tras ella, el normal desarrollo del río sobre el que se han
construido y cauce arriba, provocan inundaciones.
El empleo de minicentrales, en los que los embalses no son muy grandes y el
aprovechamiento de los saltos naturales del agua minimizan estos problemas
ambientales, aunque la producción de energía eléctrica no es tan constante.
6.6.3. CENTRALES ATÓMICAS.
Quizás la forma más
controvertida
y
criticada de obtener
energía eléctrica es a
partir
del
mediante
átomo,
las
centrales nucleares. La energía que puede extraerse del núcleo atómico
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sobrepasa, con mucho, la que puede extraerse de otros medios aunque,
como es lógico, los riesgos pueden ser mayores.
En la central nuclear el núcleo del reactor, que contiene el combustible
nuclear, uranio normalmente, y que está regulado por barras de cadmio o
grafito para detener o acelerar el proceso nuclear, está rodeado por agua que
se calienta hasta 300ºC, pero que no hierve por estar a más de 350atm. Este
agua, por un circuito cerrado y sin escapes, calienta el agua en otro circuito,
también cerrado, que es la que hierve y hace moverse la turbina del
generador.
Finalmente, el agua del generador sí es enfriada mediante un aporte externo
de agua. Pero ni el agua que está en contacto con el reactor nuclear ni la que
refrigera a ésta, pueden salir nunca al exterior.
Los residuos atómicos y la posibilidad de accidentes, como el de Chernobil en
1986, son los principales riesgos de las centrales atómicas.
6.6.4. ENERGÍAS RENOVABLES.
Se consideran energías renovables o
energías
blandas
a
aquellas
que
producen un menor impacto sobre el
medio ambiente y no necesitan del aporte
de ningún tipo de combustible para su
funcionamiento.
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Las centrales hidroeléctricas, que usan el agua de los ríos, emplean energía
renovable. La biomasa, el empleo de cultivos para obtener combustibles o la
energía procedente del viento, la energía eólica, son otras fuentes renovables.
Quizás la más conocida sea la energía solar, que puede emplearse para
obtener calor o electricidad. Sin dudarlo, las energías renovables que menos
impactan sobre el medioambiente son:
1. Energía solar.
Empleada sobre todo para obtener
agua caliente haciéndola pasar por un
colector plano, de color negro para
absorber mejor la radiación solar.
También existe energía fotovoltaica,
para producir electricidad, y hornos
solares,
que
consiguen
altas
temperaturas concentrando la luz mediante espejos, pero tanto una
como otros no son económicamente muy rentables.
2. Energía eólica.
En aquellos lugares en los que el viento es
fuerte
y
velocidad
constante,
media
de
se
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necesita
una
km/h,
una
importante fuente de energía eléctrica
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puede conseguirse a partir de éste, mediante el empleo de generadores
de turbina de viento. Aunque no son contaminantes, los generadores de
turbina de viento tienen un fuerte impacto visual sobre el paisaje y
pueden ocasionar problemas con las aves migratorias si se instalan en
sus lugares de paso.
6.6.5. ACTIVIDADES.
a) Para el aula:
• Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras y anótalo
en tu cuaderno. Si en la definición no comprendes alguna palabra, búscala
también y escribe su significado:
)
Turbina
)
Condensador
)
Paleta
)
Eólico
)
Residuo
• ¿Cuáles son las principales energías renovables?
• Para minimizar los efectos medioambientales se hacen centrales
hidroeléctricas pequeñas, ¿Cuáles son sus desventajas?
• ¿Qué central de energía es la más contaminante?
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• ¿Para qué sirve el grafito o el cadmio empleado en las centrales
nucleares?
b) Para casa:
• ¿Qué combustibles se suelen emplear en las centrales térmicas?
• La energía nuclear es barata. ¿Qué problemas presenta?
• ¿Puede obtenerse electricidad directamente de la luz solar? Si es así,
¿qué nombre recibe?
• ¿Cómo se llaman los aparatos empleados para obtener electricidad a partir
del viento?
• ¿Qué desventajas tiene la energía eólica?
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/ Experiencia 34
Destilación seca de la madera:
Material:
Reactivos:
Vaso de precipitados de 250 ml.
Agua.
Tubo de ensayo.
Serrín de madera.
Tubo de ensayo con tubulura.
Codo de vidrio de 90º.
Tubos de vidrio.
Manguitos de goma.
2 tapones de goma horadados.
1 soporte.
1 pinza y doble nuez.
Mechero.
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Procedimiento:
En un tubo de ensayo que se pueda calentar
fuertemente, coloca serrín o finas astillas de madera
hasta llenar una tercera parte de su capacidad.
Cierra el tubo con un tapón horadado y atravesado por
un tubo de vidrio.
Conduce esta salida hasta el fondo de un tubo de ensayo con tubulura que
hace de refrigerante tal y como se ve en el montaje de la figura.
Calienta con el mechero.
Observa como se ennegrece la madera al tiempo que se desprende vapor
de agua que condensa, luego se producen vapores alquitranados que
también condensan dando un líquido de color pardo al tiempo que se
desprenden gases combustibles que pueden hacerse arder en la tubulura .
Responde en tu cuaderno:
•
Describe el procedimiento que has utilizado en la experiencia.
•
¿Qué sustancia queda en el tubo de ensayo tras la experiencia?
•
Dibuja los materiales empleados y un esquema del trabajo realizado.
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