miércoles, 8 de enero de 2020

FUENTES DE ENERGIA

Fuentes de energía


En las sociedades desarrolladas (las llamadas del primer mundo) utilizamos cantidades enormes de energía en las grandes obras (autopistas, rascacielos, astilleros, minería...), en
el transporte (coches, trenes, aviones, barcos...), en las industrias y en nuestra propia casa
(electricidad, gas, leña, etc.).

¿De dónde obtenemos toda esta energía? 
Los recursos naturales que nos permiten obtenerla son las llamadas fuentes de energía


Las fuentes de energía o recursos energéticos son aquellos recursos que el ser humano utiliza para generar energía, que puede usarse directamente o transformarse en otra forma de energía. No siempre fueron las mismas; antiguamente se usaban los animales para el trabajo en el campo y la leña para cocinar y calentar.
Después fue el carbón, que da más calor que la madera, el que permitió construir máquinas de vapor que trajeron la conocida Revolución Industrial (siglo XVIII y principios del XIX) y sus grandes repercusiones sociales. Actualmente las que más utilizamos son, además del carbón, los derivados del petróleo, la energía hidráulica y la nuclear. Y poco a poco comienzan a utilizarse otras.

Las fuentes de energía pueden ser de dos tipos:


No renovables: las que proceden de recursos que se agotan con el tiempo al seguirlas consumiendo.

Renovables: las que no se agotan; lo que de ellas se consume se regenera o es prácticamente inagotable.

De todas estas fuentes de energía, de su uso y sus repercusiones vamos a hablar a continuación.

Fuentes de energía no renovables



Son las que existen en la Tierra de modo limitado y que tardan en renovarse.

 Son contaminantes, pues al usarlas desprenden gases a la atmósfera y residuos difíciles de eliminar.

Ejemplos:
carbón , petróleo , gas natural y las sustancias radiactivas: uranio y plutonio.


El carbón

Origenel carbón es un mineral de color negro que procede de grandes masas fósiles vegetales que quedaron sepultadas hace millones de años. 

Hay varios tipos:
antracita , hulla  lignito ( el más abundante en Galicia) y turba

Extracción: se extrae de minas a cielo abierto o excavadas a diferentes profundidades.
Las reservas de carbón pueden durar unos 300 años.

Uso: se usa como combustible para calentar agua u obtener vapor en centrales térmicas,para producir electricidad.




El petróleo

Origen: es un líquido oscuro y viscoso que fue producido  a partir de restos biológicos de origen marino.

Extracción: se obtiene perforando pozos en tierra firme o con plataformas petrolíferas en el mar. Al ritmo actual de consumo se calculan reservas de petróleo para unos 100 años.

Uso: es la fuente de energía más utilizada en la actualidad, como combustible para locomoción en forma de gasolina, gasóleo y fuel; como materia prima para plásticos, disolventes, cauchos, ceras, asfalto, fibras sintéticas y medicinas.


El gas natural



Origen: el gas natural es una mezcla de gases, fundamentalmente de metano, propano y butano.


Extracción: se extrae de pozos subterráneos o submarinos mediante un proceso similar al del petróleo. Por lo general los depósitos de gas natural están lejos de zonas urbanas, y se transporta por medio de un tubo subterráneo llamado gaseoducto.

Uso: se usa en las centrales térmicas para producir electricidad y en las viviendas para cocinar, calefacción, agua caliente, etc. Sus reservas son similares a las del petróleo aunque su ritmo de consumo es inferior.




Sustancias radiactivas: uranio

Origen: el uranio es un elemento radiactivo que se usa como combustible nuclear.  El mineral uranio se encuentra en la naturaleza en cantidades limitadas, generalmente junto a rocas sedimentarias, por lo que es un recurso no renovable.

Extracción: el uranio que se extrae de las minas tiene solo un 7 % de uranio fisionable (uranio-235) y hay que enriquecerlo en máquinas centrífugas.

Uso: la ruptura de los núcleos de uranio-235 libera una gran cantidad de calor, que se utiliza para producir electricidad en las centrales nucleares.

Inconvenientes:
- elevado peligro en caso de accidente (central de Chernobil, central de Fukushima).
- su uso con fines no pacíficos
- produce residuos altamente radiactivos y peligrosos que duran miles de años y son difíciles de almacenar.

Fuentes de energía renovables



Son las que la naturaleza puede ir generando al mismo ritmo o a un ritmo superior al consumo que nosotros hacemos de ellas.  Las llamamos también energías limpias porque no contaminan.



Ejemplos de energías renovables son la hidráulica, la eólica, la solar, la geotérmica, la mareomotriz y la biomasa (son recursos inagotables salvo en el caso de la biomasa).

Energía hidráulica

-El agua en los pantanos está a gran altura, por lo que tiene energía potencial gravitacional.
-Cuando se deja caer, la velocidad del agua mueve turbinas que producen electricidad en las centrales hidroeléctricas.
-Es limpia y no genera residuos.
-En Galicia esta energía se usa en molinos, herrerías y serrerías.

Inconvenientes:
- poca disponibilidad en épocas de sequía.
- inundación de valles fértiles o de importancia ecológica.


Energía eólica



El aire en movimiento tiene energía cinética. Se usó en molinos de viento y barcos. Hoy se produce electricidad en remuneradores, que están formados por unas palas, a modo de molino, que giran con la fuerza del viento (energía eólica). Este giro hace que un generador incorporado produzca corriente eléctrica.



Un conjunto de aerogeneradores es una central eólica.

Inconvenientes:
- el impacto visual.
- provoca muertes de aves, que chocan contra las palas.
- sólo generan electricidad cuando hay viento adecuado.

Energía solar

Se llama energía solar la que procede directamente del sol. Cada año llega a la Tierra una cantidad de energía en forma de radiación solar 4.000 veces mayor que el consumo anual de la humanidad. Los organismos fotosintéticos (plantas y otros) aprovechan este tipo de energía. 

Actualmente aprovechamos la radiación solar de dos modos:

Energía solar térmica. Se obtiene calor utilizando placas solares, que son grandes paneles de vidrio bajo los que se instalan tuberías por las que circula agua, que se calienta aprovechando la radiación solar. Se produce así agua caliente para uso doméstico y de calefacción.
Energía solar fotovoltaica. Se produce directamente electricidad cuando la radiación solar incide en las placas fotovoltaicas .
En la actualidad se construyen grandes concentraciones de placas fotovoltaicas conectadas entre sí, que forman una central solar.

Inconvenientes:
- es una fuente de electricidad cara.
- intermitente, ya que por las noches y en los días nublados no se puede obtener.

Energía geotérmica

El interior de la Tierra está a elevada temperatura. El agua caliente que sale espontáneamente en algunos lugares puede aprovecharse para calefacción, uso sanitario y doméstico, y para producir electricidad.

Energía mareomotriz

Existen centrales que aprovechan la energía de las mareas para producir electricidad.
Otras formas de extraer energía del mar para producir electricidad son aprovechar la energía de las olas (energía undimotriz).

Biomasa

La energía de la biomasa es la que procede de materia orgánica vegetal o animal no fosilizada.
Fue la primera fuente de energía utilizada por la humanidad.
Existen los llamados cultivos energéticos, que son plantaciones de crecimiento rápido destinadas a la producción de biomasa para utilizarla tanto por combustión como para la fabricación de los biocombustibles.

Inconvenientes:
 - disminuye la cantidad de tierras disponibles para el cultivo de consumo humano y la ganadería.
- La energía de la biomasa produce contaminación durante la combustión (emisión de CO2) aunque éste se reabsorbe por el crecimiento de las plantas cultivadas.



Ventajas de las energías renovables 

- Prácticamente inagotables (se renuevan continuamente).
- No contaminan; la combustión de la biomasa devuelve al
aire el dióxido de carbono antes absorbido por las plantas.
- No producen residuos, o muy pocos.
- Se generan cerca del lugar de su consumo, evitando gastos
de transporte. Disminuyen la dependencia externa
del abastecimiento de combustibles; el desarrollo de estas
energías genera puestos de trabajo.
- El impacto ambiental es, generalmente, menor que el producido
por la extracción del carbón y petróleo.

Inconvenientes de las energías renovables

- Su uso permite, de momento, producir pequeñas cantidades de energía.
- Debido a su escaso desarrollo, su extracción y la explotación son aún caras.
-La producción de algunas depende de factores meteorológicos (viento, olas en el mar, días nublados…) por lo que
esta producción puede ser discontinua.
- También hay impactos ambientales (valles inundados por pantanos, aerogeneradores sobre el paisaje y las aves, etc.).
- El rendimiento energético aún es bajo en general, comparado con el de las energías no renovables.


Hasta que el uso de la energía provenga exclusivamente de fuentes renovables que no contaminen el ambiente, debemos adoptar hábitos que reduzcan el consumo energético y potencien el desarrollo sostenible. Diez normas básicas son las siguientes:


10 normas básicas para el ahorro energético



1. Encienda sólo las luces que necesite. No deje luces encendidas en dependencias vacías. Use lámparas de bajo consumo

2. Aproveche la luz natural. Abra las persianas por el día, y bájelas durante la noche en el inverno, para ahorrar en calefacción.

3. Programe el ordenador para que cuando esté inactivo más de 10 minutos se ejecute el programa de ahorro de energía.

4. Si no utiliza el ordenador, apague el monitor, ya que consume tanto como una lámpara de 100 W.

5. Evite consumos ocultos (stand by) de los equipos eléctricos. Cuando no los utilice, apáguelos.

6. Las tecnologías informáticas permiten la transmisión y recepción de información sin necesidad de utilizar papel; no imprimatextos y hojas innecesariamente.

7. Mantenga cerradas las puertas y ventanas cuando funcione la calefacción o el aire acondicionado.

8. No abuse de la calefacción. Regule su termóstato entre 18ºC y 20 ºC. Cierre los radiadores que no necesite.

9. Promueva la utilización de papel y consumibles reciclados en su lugar de trabajo.

10. Use el transporte público o comparta el vehículo con compañeros y compañeras que vivan en zonas próximas.



jueves, 28 de noviembre de 2019

SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS


“Sustancias puras y mezclas”


1. Clasificación de la materia

1.1. La materia y sus propiedades

La materia es todo lo que nos rodea. Posee masa y ocupa un lugar en el espacio.

 
                                                                 Las propiedades de la materia se clasifican en :
   propiedades generales y propiedades características

Las propiedades generales son comunes a todo tipo de materia y no nos sirven para identificarla (masa, volumen, longitud, temperatura).
Las propiedades características tienen un valor propio para cada sustancia y nos sirven para identificarlas (densidad, color, conductividad, temperatura de fusión).
 

                                                               
La materia se divide en  : Sustancias puras y mezclas  
                                                                               
 1.2. Sustancias puras

- Una sustancia pura es aquella cuya composición no varía.
- No se puede descomponer en otras sustancias más simples utilizando métodos físicos.


                                       - Una sustancia pura tiene propiedades características propias o definidas.
                                                                                                             -Dentro de las sustancias puras se distinguen 2 tipos:  Elementos y  Compuestos 

Los elementos son sustancias puras que no se pueden descomponer en otras más simples por ningún procedimiento.
-          Están formadas por un único tipo de átomo.
-           Son todos los de la tabla periódica.
-          En su fórmula química solo aparece el símbolo de un elemento.
 Ej: octoazufre (S8), dihidrógeno (H2), dioxígeno (O2), hierro (Fe).

En la naturaleza, podemos encontrar 91 elementos diferentes y, de forma artificial, se han obtenido casi treinta más, aunque son muy inestables. Todas las demás sustancias que conocemos se forman por combinación de esos 91 elementos.

Los compuestos son sustancias puras que sí se pueden descomponer en otras sustancias más simples (elementos) por medio de métodos químicos.
-          En su fórmula química aparecen los símbolos de 2 ó más elementos.
 Ejemplo:
Agua (H2O) - formada por los elementos hidrógeno y oxígeno,
sal común (NaCl) - formada por los elementos sodio y cloro,
 amoniaco (NH3) - formado por los elementos nitrógeno e hidrógeno.

1.3. Mezclas

Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias puras que se pueden separar mediante métodos físicos.
-          No tiene propiedades características fijas, depende de su composición.
-          Su composición puede variar.
-             Podemos diferenciar dos tipos de mezclas: 
heterogéneas y homogéneas:

Una mezcla heterogénea es una mezcla en la que es posible distinguir sus componentes a simple vista o mediante procedimientos ópticos. Ejemplo: Agua y aceite, granito, etc.
Una mezcla homogénea es una mezcla en la que no es posible distinguir sus componentes ni a simple vista ni a través de ningún procedimiento óptico. Este tipo de mezcla también se llama disolución. Ejemplo: agua con azúcar, aire, acero, etc.

El componente de la disolución que se encuentra en mayor cantidad se llama disolvente y el o los que aparecen en menor cantidad se llaman solutos

Ejemplo: En una disolución de sal en agua, la sal es el soluto y el agua es el disolvente.


SEPARACIÓN DE MEZCLAS HETEROGÉNEAS

CRIBA



La criba es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas sólidas donde uno de los componentes tiene un tamaño muy distinto al otro. 

Ej: Arena y piedras.






FILTRACIÓN


La filtración es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas sólido-líquido donde el sólido es insoluble en el líquido. 

Ej.: Arena y agua.





SEPARACIÓN MAGNÉTICA



La separación magnética es un procedimiento que se emplea cuando uno de los componentes de la mezcla es ferromagnético (Fe, Ni, Co), el cuál se separa del resto empleando un imán.








DECANTACIÓN


La decantación es un procedimiento que se emplea para separar mezclas heterogéneas de líquidos inmiscibles con diferente densidad. Para este procedimiento se usa un embudo llamado embudo de decantación, que tiene una válvula en la parte inferior.
Cuando los dos líquidos están claramente separados, la válvula se abre y sale el primero que es el líquido de mayor densidad.

 Ej: Agua y aceite.





SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS


CRISTALIZACIÓN


La cristalización es un procedimiento que se emplea para separar mezclas homogéneas de un sólido disuelto en un líquido.

Esta técnica consiste en hacer que cristalice un soluto sólido con objeto de separarlo del disolvente en el que está disuelto. Para ello es conveniente evaporar parte del disolvente o dejar que el proceso ocurra a temperatura ambiente.

Si la evaporación es rápida se obtienen cristales pequeños y, si es lenta, se formarán cristales de mayor tamaño.




DESTILACIÓN


La destilación es un procedimiento que se emplea para separar mezclas homogéneas de dos líquidos miscibles que hierven a temperaturas muy diferentes o también un sólido que tiene un líquido disuelto.

Es el caso, por ejemplo, de una disolución de dos componentes, uno de los cuáles es volátil (es decir, pasa fácilmente al estado gaseoso). Cuando se hace hervir la disolución contenida en el matraz, el componente volátil, que tiene un punto de ebullición menor, se evapora y deja un residuo de soluto no volátil. 
Para recoger el disolvente así evaporado se hace pasar por un condensador por el que circula agua fría.
 Ahí se condensa el vapor, que cae en un vaso o en un erlenmeyer.

Ejemplo: Esta técnica se emplea para separar mezclas de agua y alcohol. El alcohol es más volátil que el agua y es la primera sustancia en hervir, enfriándose después y separándose así del agua.

CROMATOGRAFÍA


La cromatografía es un procedimiento que se emplea para separar los distintos componentes de una mezcla homogénea aprovechando su diferente afinidad por un disolvente.