18/03/2015

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Unidad 1- Energa 1

Electivo - Eficiencia Energtica

Tema I- Energa

Ingeniera Civil en Obras Civiles

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I. Tabla de contenido

Contexto de la energa Problemas asociados al consumo energtico y cambio climtico

Tipos de generacin energa Energa en Chile

Unidad 1- Energa

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Contexto de la energa

La energa es la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo: trabajo mecnico, emisin de luz, generacin de calor, etc.

La energa puede manifestarse de distintas formas: gravitatoria, cintica, qumica, elctrica, magntica, nuclear, radiante, etc., existiendo la posibilidad de que se transformen entre s, pero respetando siempre el principio de conservacin de la energa.

Prcticamente toda la energa de que disponemos proviene del Sol. El Sol produce el viento, la evaporacin de las aguas superficiales, la formacin de nubes, las lluvias, etc. Su calor y su luz son la base de numerosas reacciones qumicas, cuyos restos, con el paso de los siglos, originaron los combustibles fsiles: carbn, petrleo y gas natural.

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Contexto de la energa

La energa es un concepto fundamental en la sociedad moderna. Sin embargo, resulta mucho mas importante entender la energa como base del progreso humano: todo el desarrollo tcnico, social y econmico del hombre se ha sustentado en la utilizacin cada vez mas eficiente de las fuentes de energa lo que ha permitido lograr los niveles de desarrollo y bienestar que disfrutamos actualmente

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Contexto de la energa

Con el descubrimiento del fuego el hombre primitivo pudo acceder, por primera vez, a algunos servicios energticos Finales del siglo XVIII: la invencin de la mquina de vapor, 1. revolucin industrial. Estas mquinas de vapor utilizaban carbn como fuente de combustible En la segunda mitad del siglo XIX: los primeros motores de combustin interna y, con ellos, los automviles, y en el ltimo tercio de ese siglo se empiezan a emplear como combustible el petrleo y sus derivados. En la primera mitad del siglo XX: gas natural, y a partir de los aos 50 se ponen en funcionamiento las primeras centrales nucleares. Todo este intervalo de tiempo se ha caracterizado por la bsqueda por parte del hombre de nuevos artificios y combustibles que facilitasen su trabajo y mejoras en su nivel de vida, pero tambin por un crecimiento del consumo energtico, al principio lentamente y en los ltimos doscientos aos de forma mucho ms rpida.

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Contexto de la energa

Como se clasifican las fuentes de energa?

Desde el punto de vista de la utilizacin de la energa, podemos clasificar la energa en:

Primarias

Secundarias til

Es la que se obtiene directamente de la naturaleza y corresponde a un tipo de energa almacenada o disponible. Ejemplo: el petrleo, el carbn, el gas natural, el uranio y las energas renovables.

Tambin conocida como energa final: se obtiene a partir de transformaciones de la energa primaria. Ejemplos de esta categora son la electricidad o la gasolina.

Es la que obtiene el consumidor despus de la ltima conversin Ejemplo la energa mecnica gastada en un motor, luz de la bombilla. Algunas energas primarias pasan directamente a energa til, sin transformarse previamente en energa secundaria.

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Contexto de la energa

Atendiendo a su disponibilidad, se clasifican en:

No Renovables

Aquellas que existen en la naturaleza en una cantidad limitada. No se renuevan a corto plazo y por eso se agotan cuando se utilizan. La demanda mundial de energa en la actualidad se satisface fundamentalmente con este tipo de fuentes energticas - Carbn - Petrleo - Gas natural - Uranio

Cuyo potencial es inagotable, ya que provienen de la energa que llega a nuestro planeta de forma continua, como consecuencia de la radiacin solar o de la atraccin gravitatoria de la Luna - Hidrulica - Solar - Elica - Biomasa - Geotrmica - Las marinas

Renovables

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Contexto de la energa

Energas Renovables, incluida Hidrulica

Combustibles Fsiles

Nuclear

En el presente, el sistema energtico mundial est fundamentado en el consumo de combustibles fsiles que, por su propia naturaleza, son temporales. En trminos de energa primaria, el conjunto de estos combustibles (petrleo, carbn y gas natural) representa el 89% del total, a nivel mundial.

A nivel mundial, la mayor parte de la energa consumida se dedica a la produccin de electricidad y al transporte.

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Problemas asociados al consumo energtico

El desarrollo sostenible ha sido definido por la Comisin Mundial para el Medioambiente y el Desarrollo de la ONU como: aquel desarrollo que satisface las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades. Esta opcin se basa en la idea de que es posible conservar el capital natural y cultural de un territorio sin comprometer su desarrollo presente y futuro. El mantenimiento del sistema energtico actual durante un plazo de tiempo de una o dos generaciones es, simplemente, insostenible

Es sostenible nuestro actual modelo energtico?

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Problemas asociados al consumo energtico

1) Est agotando las reservas de combustible: Se consume combustible fsil a unas 100.000 veces mas rpido que su velocidad de formacin. La posibilidad de agotamiento del petrleo y del gas natural ser una realidad en el plazo de 1 2 generaciones. Las reservas de carbn son menos limitadas. Sin embargo, este combustible es altamente contaminante, de forma que su utilizacin estar condicionada al desarrollo de tecnologas ms limpias para la quema del carbn.

Por qu?

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Problemas asociados al consumo energtico

2) Contribuye al efecto invernadero: Sin nuestra atmsfera, la temperatura media de la Tierra sera de unos -18 C y no los 15 C actuales. La atmsfera aumenta la temperatura del globo terrestre unos 30 C, slo una fraccin de ese calor vuelve directamente al espacio exterior. El resto queda retenido en las capas inferiores de la atmsfera, que contienen gases (vapor de agua, CO2, metano y otros) que absorben los rayos infrarrojos emitidos. A medida que estos gases se calientan, parte de su calor vuelve a la superficie terrestre. Todos ellos actan como una gran manta que impiden que salga el calor. Todo este proceso recibe el nombre de efecto invernadero.

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Problemas asociados al consumo energtico

La energa solar llega a la Tierra en forma de radiacin de longitud de onda corta (radiacin ultravioleta), al tomar contacto con el suelo se refleja una parte, siendo el resto absorbido por ste. La radiacin absorbida vuelve a la atmsfera en forma de calor, que es una radiacin de longitud de onda larga (radiacin infrarroja).

Al viajar hacia la atmsfera se encuentra con los mismos gases, que si bien antes dejaban pasar libremente a las radiaciones de onda corta, actan de freno a las de onda larga, devolvindola otra vez a la Tierra, evitando que la energa escape hacia el exterior y calentando ms el resto del planeta. Cuanto mayor sea la concentracin de esos gases, mayor es la energa devuelta hacia el suelo y, por tanto, mayor el calentamiento de la superficies.

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Problemas asociados al consumo energtico

En los ltimos decenios, se ha producido en la atmsfera un sensible incremento de CO y de otros gases de efecto invernadero. Segn estudios realizados por el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climtico reunido por la ONU) alrededor de tres cuartas partes de las emisiones de CO antropognicas que se han producido en los ltimos 20 aos se deben a la quema de combustibles fsiles, el resto se debe, a la deforestacin. En la actualidad, los ocanos y los suelos estn absorbiendo aproximadamente la mitad de estas emisiones; a pesar de lo cual las concentraciones atmosfricas de CO se han incrementado un 31% desde 1750 al ao 2000.

Por "cambio climtico" se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la

composicin de la atmsfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante perodos comparables

(ONU, 1992).

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Problemas asociados al consumo energtico

Los rastros de calentamiento global puede seguirse hasta seis familias de contaminantes. Estos gases y el holln son emitidos por numerosas actividades humanas, desde el transporte, la agricultura y la ganadera hasta la calefaccin.

Entre algunas de las consecuencias ms palpables del cambio climtico se encuentra el deshielo de parte de los casquetes polares, lo cual provocara un ascenso del nivel del mar, generando innumerables catstrofes en todo el mundo debido a la inundacin de amplias zonas costeras con el consiguiente coste humano y econmico, adems del aumento de las sequas y la prdida de muchos ecosistemas que no podran adaptarse a un cambio tan rpido.

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Problemas asociados al consumo energtico

Listado de gases que contribuyen al cambio climtico y su ponderacin

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Problemas asociados al consumo energtico

Problemas en la calidad del aire

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Problemas asociados al consumo energtico

Magnitudes de las respuestas previsible del cambio climtico

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Problemas asociados al consumo energtico

3) Contribuye a la contaminacin local y la lluvia cida: La quema de combustibles fsiles libera una importante cantidad de xidos de azufre y de nitrgeno que sufren transformaciones qumicas en la atmsfera al ser absorbidos por el agua de las nubes y las gotas de lluvia, originando cidos muy corrosivos. Las precipitaciones cidas pueden disolver nutrientes de los suelos, reduciendo la capacidad de realizar la fotosntesis y de alimentarse. Estos cidos contribuyen a la contaminacin global del planeta y corroen edificios, estructuras metlicas y automviles.

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