tema 2. los combustibles fÓsiles

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I.E.S. ALMICERÁN. CURSO: 2012 2013. MATERIA: TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I. TEMA 2. LOS COMBUSTIBLES FÓSILES. ÍNDICE: 1. EL CARBÓN 1.1. Tipos de carbón. 1.2. Explotación y transporte del carbón. 1.3. Producción mundial de carbón. 1.4. El carbón en España. 1.5. Ventajas e inconvenientes del uso del carbón. 1.6. Impacto medioambiental. 2. EL PETRÓLEO 2.1. Prospección, explotación y transporte del petróleo. 2.2. Aplicaciones del petróleo. 2.3. Producción y consumo mundial de petró- leo. 2.4. El petróleo en España. 2.5. Ventajas e inconvenientes del uso del petróleo. 3. EL GAS NATURAL 3.1. Aplicaciones del gas natural. 3.2. Producción y consumo mundial de gas natural. 3.3. El gas natural en España. 3.4. Impacto medioambiental del petróleo y del gas natural. 4. CENTRALES TERMOELÉCTRICAS 5. RECURSOS WEB 6. BIBLIOGRAFÍA Entre las fuentes de energía no renovables, los combustibles fósiles -como son el carbón, el petróleo y el gas natural- ocupan, sin lugar a dudas, el puesto de honor en lo que a utilidad práctica se refiere debido, en especial, a lo relativamente fácil y económica que resulta su extracción. El carbón puede considerarse como el motor de la era industrial que comenzó a finales del siglo XVIII, hasta el punto de que desde entonces su producción se dobló regularmente cada quince o veinte años. Un siglo más tarde, el carbón fue prácticamente sustituido por el petróleo. Pero el previsible agotamiento no muy lejano de las reservas de este combustible, unido al aumento continuo de su precio, ha hecho volver los ojos hacia el carbón. Según los cálculos, al ritmo del consumo actual existen reservas recupe- rables -ocultas en el subsuelo del planeta- para abastecer de carbón de 4 a 16 siglos. Hoy día, muchos países dedican enormes cantidades de dinero a investigaciones destinadas a transformar el carbón en energía práctica, es decir, en gasolina o, incluso, en gas, y ello -si es posible- in situ. Que todos estos proyectos se hagan efectivos con bastante rapidez dependerá, sin duda, de la evolución futura del precio del petróleo.

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Page 1: TEMA 2. LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

I.E.S. ALMICERÁN. CURSO: 2012 – 2013.

MATERIA: TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I.

TEMA 2. LOS COMBUSTIBLES FÓSILES.

ÍNDICE:

1. EL CARBÓN

1.1. Tipos de carbón.

1.2. Explotación y transporte del carbón. 1.3. Producción mundial de carbón.

1.4. El carbón en España. 1.5. Ventajas e inconvenientes del uso del

carbón.

1.6. Impacto medioambiental.

2. EL PETRÓLEO

2.1. Prospección, explotación y transporte del petróleo.

2.2. Aplicaciones del petróleo.

2.3. Producción y consumo mundial de petró-leo.

2.4. El petróleo en España. 2.5. Ventajas e inconvenientes del uso del

petróleo.

3. EL GAS NATURAL

3.1. Aplicaciones del gas natural.

3.2. Producción y consumo mundial de gas

natural. 3.3. El gas natural en España.

3.4. Impacto medioambiental del petróleo y del gas natural.

4. CENTRALES TERMOELÉCTRICAS

5. RECURSOS WEB

6. BIBLIOGRAFÍA

Entre las fuentes de energía no renovables, los combustibles fósiles -como son el carbón, el petróleo y el

gas natural- ocupan, sin lugar a dudas, el puesto de honor en lo que a utilidad práctica se refiere debido, en especial, a lo relativamente fácil y económica que resulta su extracción.

El carbón puede considerarse como el motor de la era industrial que comenzó a finales del siglo XVIII, hasta el punto de que desde entonces su producción se dobló regularmente cada quince o veinte años.

Un siglo más tarde, el carbón fue prácticamente sustituido por el petróleo. Pero el previsible agotamiento

no muy lejano de las reservas de este combustible, unido al aumento continuo de su precio, ha hecho

volver los ojos hacia el carbón. Según los cálculos, al ritmo del consumo actual existen reservas recupe-rables -ocultas en el subsuelo del planeta- para abastecer de carbón de 4 a 16 siglos. Hoy día, muchos

países dedican enormes cantidades de dinero a investigaciones destinadas a transformar el carbón en energía práctica, es decir, en gasolina o, incluso, en gas, y ello -si es posible- in situ. Que todos estos

proyectos se hagan efectivos con bastante rapidez dependerá, sin duda, de la evolución futura del precio del petróleo.

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1. EL CARBÓN.

El carbón es un combustible sólido de color negro, formado por:

- carbono, fundamentalmente; - otros elementos químicos ligeros: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno...

- componentes volátiles y no volátiles. Estos últimos (arcillas, carbonato de calcio, sílex, óxidos de hierro,

etc.), al quemarse el carbón, quedan en forma de residuos (cenizas).

Su densidad oscila entre 1 y 1,8 g/cm3.

1.1. Tipos de carbón Debido a las distintas variedades existentes, suele hablarse de carbones. Éstos se pueden clasificar en

dos grandes grupos: naturales y artificiales.

1.1.1. Carbones naturales Son combustibles fósiles que proceden de la transformación de grandes masas vegetales provenientes

del llamado período Carbonífero de la Era Primaria. Estos vegetales quedaron enterrados y sufrieron un proceso de fermentación anaerobia, debido a la acción conjunta de microorganismos, presión y tempera-

turas elevadas. Como consecuencia de ello, se fueron originando -y desprendiendo- metano, dióxido de

carbono y agua, aumentando progresivamente su contenido en carbono, que será tanto más elevado cuanto más antiguo sea el carbón de que se trate. Este contenido en carbono sirve precisamente para

clasificar los carbones naturales en los cuatro tipos que recoge la siguiente tabla I:

• Turba. Es el carbón de más reciente formación. Incluso se está produciendo en la actualidad en regio-

nes pantanosas o encharcadas con abundante vegetación, llamadas turberas. Su contenido en agua es muy elevado -pudiendo llegar al 90%-, pero si se desea su utilización como combustible es necesario

desecarlo al aire y reducir su humedad al 40%. Se emplea casi exclusivamente en calefacciones, sobre todo en aquellas zonas en las que escasean otras variedades de carbón.

• Lignito. Se encuentra en yacimientos poco profundos, hasta el punto de que incluso en ocasiones se extrae a cielo abierto, lo que se traduce en costes de explotación relativamente bajos. Su nombre provie-

ne del aspecto leñoso que posee, que muestra la estructura del tronco vegetal del que procede. Como su contenido en agua es bastante alto, se ha de secar antes de su utilización. Produce una llama larga ca-

racterística, de escaso poder calorífico.

Se emplea para calefacción doméstica e industrial, para la producción de energía y en diversos procesos

químicos y de carbonización.

• Hulla. Posee un contenido en carbono más elevado que la turba y el lignito. Esta característica le otor-ga muy buenas cualidades como combustible, ardiendo con llama corta y muy calorífica. Una gran canti-

dad de hulla se emplea para obtener, por destilación seca, coque, alquitrán, gas ciudad, amoníaco y gra-

fito. También se utiliza para la fundición de metales y la obtención de energía eléctrica.

• Antracita. El hecho de ser el carbón más antiguo explica su mayor contenido en carbono. Aunque arde difícilmente al principio, luego lo hace con llama azulada pálida, poco desprendimiento de humo y un alto

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poder calorífico. Es negro, duro, opaco y de brillo vítreo; no mancha al tacto.

El gas grisú: Si durante la formación del carbón el yacimiento queda totalmente cubierto, los gases desprendidos (fundamental-mente, metano) forman bolsas que frecuentemente permanecen aprisionadas entre el carbón y que en contacto con el aire son explosivas bajo la acción de una chispa. Esta mezcla gaseosa, que se conoce como grisú, se desprende frecuentemente en el proceso de arranque del carbón y su explosión suele dar lugar a accidentes muy peligrosos en las minas.

1.1.2. Carbones artificiales

Los más importantes son el coque y el carbón vegetal.

• Coque. Es una sustancia carbonosa, sólida, ligera, negra y lustrosa que se obtiene a partir del carbón -especialmente de la hulla- por destilación seca. Al calentar la hulla, en ausencia de aire, en unos hornos

especiales se obtienen, además del coque, una serie de productos volátiles (gas ciudad, amoníaco, al-

quitrán), quedando en las paredes del horno un residuo de carbono prácticamente puro, que recibe el nombre de carbón de retorta y que se usa para la fabricación de electrodos.

El coque arde sin llama y tiene un gran poder calorífico. Se usa como combustible en los hornos de fuego

continuo, y especialmente como agente reductor en la producción del hierro en los altos hornos (coque

metalúrgico).

• Carbón vegetal. Se obtiene por destilación seca de la madera. Aunque su densidad neta es 1,5 g/cm3, el carbón vegetal es muy poroso y por esta razón flota en el agua.

Puede usarse como combustible, pero su principal aplicación es como absorbente de gases; por ese mo-

tivo, se emplea en mascarillas antigás y en bombas de alto vacío.

1.2. Explotación y transporte del carbón Para extraer el carbón de sus yacimientos existen dos métodos: la explotación a cielo abierto y el laboreo

subterráneo.

Mina de carbón a cielo abierto. Corte transversal de una mina de carbón.

• Explotación a cielo abierto. Se lleva a cabo cuando el yacimiento se encuentra en la superficie o a

escasa profundidad. Se retiran, en primer lugar, los materiales que cubren el carbón y se procede luego a su extracción, como si se tratase de una cantera. Una vez terminada la extracción, se recubre de nuevo

el terreno con objeto de minimizar el impacto medioambiental.

El carbón obtenido de esta forma es de baja calidad. Por lo tanto, solo resultará económicamente compe-

titivo cuando su precio sea muy inferior al extraído mediante laboreo subterráneo.

• Laboreo subterráneo. Se utiliza cuando el carbón se encuentra a gran profundidad. Se perforan po-zos hasta llegar a la veta y a continuación se excavan galerías para proceder a la extracción del mineral.

Por los pozos se accede a la mina y también a su través se sube el carbón, ya sea con vagonetas o por medio de elevadores o cintas transportadoras. La ventilación se realiza por medio de motores, o pozos

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intercomunicados que eviten posibles acumulaciones de grisú; éste en una proporción mayor del 6%

resulta explosivo.

Una vez limpio, triturado y clasificado, el carbón se traslada hasta los lugares de consumo en trenes,

barcos o camiones. Esto encarece sobremanera el producto; por ello, en un principio las industrias que utilizaban carbón tendían a concentrarse en las cuencas carboneras, sobre las que recaía prácticamente

todo el impacto medioambiental consecuencia de la explotación.

Hoy en día, en EE. UU., el carbón, fluidificado, se transporta también a través de tuberías.

1.3. Producción mundial de carbón

Aunque se conoce desde la antigüedad, el carbón natural comenzó a adquirir verdadera importancia hacia la segunda mitad del siglo XVIII, constituyéndose en una de las bases de la Revolución Industrial.

Pese a que en la actualidad ha sido sustituido en muchas de sus aplicaciones por el petróleo y el gas natural, sigue siendo el combustible más abundante en la Naturaleza, pues sus reservas se estiman en

casi el 70% del total mundial de fuentes no renovables de energía.

Según el Consejo Mundial de la Energía, en el año 2005 las reservas recuperables de carbón, que se

encuentran mayoritariamente en los Estados Unidos de América, en la Federación Rusa, en China y en la India, se pueden evaluar en unos 909.000 Mtep y resultarían suficientes para abastecer la demanda du-

rante los próximos dos siglos. Seguridad e higiene en la minería del carbón: La minería del carbón ofrece múltiples riesgos que conviene minimizar adoptando las oportunas normas de preven-ción. A modo de ejemplo, citaremos algunas de ellas:

- Instalar sistemas de ventilación adecuados que eviten las acumulaciones peligrosas de grisú. - Efectuar las obras de apuntalamiento necesarias para evitar derrumbes. - Utilizar la tecnología adecuada. - Instruir a los mineros acerca del cumplimiento de las normas de seguridad. - Disponer en todo momento de personal sanitario y de equipo de salvamento para casos de emergencia.

1.4. El carbón en España Los recursos de carbón españoles, de una calidad considerada como aceptable, se estiman en unos cua-

tro mil millones de toneladas que, al ritmo actual de consumo, suponen una producción para unos 100 años: de aquí la necesidad de una explotación racional. Los yacimientos más importantes de hulla y an-

tracita se concentran en las provincias de Asturias y León.

La mayor parte del carbón nacional se destina al consumo en centrales térmicas. También se utiliza en:

- La obtención del hierro (siderurgia).

- Industrias químicas y cementeras, aunque para estos fines está siendo sustituido por gas natural y co-

que de petróleo.

- Como combustible doméstico. También en este caso, debido a los problemas medioambientales que

conlleva, se ha sustituido casi en su totalidad por otros combustibles, tales como gas natural, gasóleo, propano-butano, etc.

En lo que respecta al carbón importado por España, la mayor parte procede de EE. UU., Sudáfrica, Aus-

tralia, Rusia, Ucrania e Indonesia.

1.5. Ventajas e inconvenientes del uso del carbón Entre las ventajas de uso que presenta el carbón como fuente de energía, se pueden citar las siguien-

tes:

- En su combustión se desprende energía de una forma muy regular.

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- Permite la obtención de una cantidad considerable de energía de una forma relativamente sencilla y

cómoda.

- Las zonas de utilización del carbón suelen estar cercanas a los yacimientos, lo que abarata los gastos de

transporte.

No obstante, también ofrece bastantes inconvenientes; entre los más destacados están los siguientes:

- La extracción del carbón en el interior de las minas resulta sumamente peligrosa. Buena prueba de ello

lo constituye el gran número de muertes producidas por accidentes laborales.

- La carestía del transporte obliga a que el consumo de carbón tenga que efectuarse cerca de los lugares

de extracción.

- El hecho de ser una energía no renovable acarrea la posibilidad de que se agote en un futuro no muy lejano.

- El proceso de combustión del carbón origina graves alteraciones medioambientales.

1.6. Impacto medioambiental

De modo muy similar a los restantes combustibles fósiles, tanto la explotación como la utilización del carbón dan lugar a serios deterioros medioambientales en el suelo, en las aguas y en la atmósfera.

a) Influencia sobre el suelo. Las explotaciones de carbón a cielo abierto producen un considerable impacto visual y destruyen una gran superficie de suelo. No obstante, estos efectos pueden eliminarse

posteriormente mediante una oportuna restauración de los daños causados.

Por otra parte, la capa superficial del suelo también se ve seriamente afectada por la llamada lluvia ácida,

que consideraremos más adelante.

b) Influencia sobre el agua. En las centrales térmicas el vapor de agua e condensa merced a un cir-cuito de refrigeración que recoge agua de un río o del mar y que suele devolver al mismo a elevada tem-

peratura, lo que altera por completo el ecosistema. En efecto, al aumentar la temperatura del agua dis-minuye la cantidad de oxígeno disuelto en ella y precisamente esta insuficiencia imposibilita las condicio-

nes de vida animal y vegetal que se desarrolla en el medio acuático. No obstante, este problema se evita

disponiendo un sistema cerrado, con torres de refrigeración, lo que permite que el calor desprendido se pueda aprovechar en pequeñas instalaciones, en especial de tipo agrícola.

Por otra parte, el agua empleada en el lavado del carbón en el exterior de las minas arrastra partículas a

los ríos y al mar, con la consiguiente contaminación del ecosistema cercano, afectando fundamentalmen-

te a la flora y fauna acuáticas.

c) Influencia sobre la atmósfera. En la combustión del carbón se originan una serie de productos y residuos volátiles que pasan a la atmósfera:

- Dióxido de carbono. - Vapor de agua.

- Óxidos de azufre (SOx) - Óxidos de nitrógeno (NOx)

- Hidrocarburos. - Partículas sólidas.

Mientras que los dos primeros son característicos de todas las combustiones, los óxidos de azufre y de nitrógeno se producen como consecuencia de las impurezas que acompañan al carbón.

Todos estos gases son la causa de una serie de efectos perjudiciales, entre los que citaremos los si-

guientes:

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Efecto invernadero. Aunque parte del dióxido de carbono producido en la combustión del carbón lo

utilizan las plantas en el proceso de fotosíntesis y otra parte se disuelve en el agua de los mares y océa-

nos, el dióxido de carbono restante se acumula en la atmósfera, aumentando su proporción progresiva-mente en el transcurso de los años.

Ahora bien, el dióxido de carbono es diatérmano (transparente al calor) para la radiación solar que llega

a la superficie de nuestro planeta y, en cambio, absorbe la radiación infrarroja que remite la Tierra hacia

el espacio. De esta forma se conserva más eficazmente el calor del Sol (efecto invernadero) y la tempera-tura de la atmósfera se eleva proporcionalmente al aumento de CO2, lo que se puede traducir en altera-

ciones climáticas importantes.

Por ejemplo, si la temperatura aumentara lo suficiente podría llegar a fundirse el hielo de los casquetes

polares, lo que supondría una elevación del nivel del mar que llegaría a inundar muchas zonas costeras.

Otros gases también responsables del efecto invernadero son: el metano (CH4), el hemióxido de nitróge-no (N20) y los compuestos clorofluorocarbonados (CFCs).

Lluvia ácida. Los óxidos de nitrógeno y de azufre -procedentes de las impurezas que acompañan al

carbón y que se desprenden en las centrales térmicas, aunque también se originan, en menor medida, en

los automóviles y en las calefacciones- reaccionan con el agua de la lluvia formando ácidos nítrico y sulfú-rico, que constituyen la llamada lluvia ácida, de efectos sumamente perniciosos para la vegetación.

Contaminación del agua de los ríos y lagos, lo que afecta tanto a la vida acuática como a la potabi-

lidad del agua de consumo.

Destrucción del manto fértil del suelo y de gran parte de los bosques. Este es un grave proble-

ma que afecta sobremanera a las naciones más industrializadas.

Deterioro del patrimonio arquitectónico. Los daños que se producen en la piedra de muchos mo-numentos representan un serio peligro para su futura conservación.

ACTIVIDADES:

1. Ordena los distintos tipos de carbones de acuerdo con: a) su contenido en carbono;

b) su contenido en materias volátiles;

c) su poder calorífico; d) su contenido en humedad.

2. ¿En qué consiste la silicosis? Busca la bibliografía adecuada y realiza una breve redacción al respecto.

2. EL PETRÓLEO.

El petróleo es un combustible natural líquido, constituido por una mezcla compleja de hidrocarburos líqui-dos que llevan en disolución hidrocarburos sólidos. Su composición es muy variable de unos yacimientos

a otros.

El producto bruto es un líquido oleoso, de color pardo negruzco, densidad entre 0,82 y 0,95 g/cm3 e inso-

luble en agua. Su poder calorífico oscila entre 9.000 y 11.000 kcal/kg.

El petróleo es de origen fósil. Procede de la transformación, por la acción de determinadas bacterias, de enormes masas de plancton. Este proceso tuvo lugar en ausencia de aire y bajo capas de sedimentos en

cuencas marinas próximas a la costa. Las rocas madres del petróleo son siempre sedimentos arcillosos;

sin embargo, raramente se encuentra en su yacimiento de formación, ya que las fuerzas orogénicas ple-garon y elevaron los estratos, y expulsaron al petróleo que fue a situarse en sedimentos porosos.

Por otra parte, debido a su pequeña densidad y gran movilidad, el petróleo puede desplazarse horizontal

y verticalmente hasta llegar a un emplazamiento donde queda estabilizado. Solo puede conservarse el

petróleo en su sitio original si se halla en un tipo de yacimiento llamado cerrado. Normalmente se en-cuentra formando «bolsadas» a profundidades que oscilan entre los 10 y los 5000 m, en las que, por

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regla general, está asociado a agua salada y a gases; y en los terrenos plegados -por ejemplo, en arenis-

cas petrolíferas- el agua salada, como más densa, se acumula en los sinclinales y los gases tienen ten-

dencia a situarse en los anticlinales.

Tabla III. Composición del petróleo crudo. Estructura anticlinal favorable para un sondeo petrolífero.

El asfalto: El petróleo, en ocasiones, brota en la superficie de la tierra. Cuando esto sucede, los hidrocarburos líquidos y gaseo-sos que lo integran se evaporan y pasan al aire, quedando una sustancia de color negro, blanda y pegajosa, conoci-da desde la antigüedad con el nombre de asfalto. Buena prueba de ello es el nombre de lago Asfaltites con que los romanos conocían al mar Muerto. El asfalto, llamado también betún, pez y brea, fue ya utilizado en Mesopotamia y Babilonia, 2400 años antes de Cristo, para calafatear embarcaciones e impermeabilizar suelos. En la actualidad, el yacimiento más importante de asfalto natural se encuentra en el lago de Brea, en la isla de Trini-dad, descubierto por Sir Walter Raleigh hacia el año 1600.

2.1. Prospección, explotación y transporte del petróleo 2.1.1. Prospección del petróleo

Se conoce como prospección la investigación de las acumulaciones de petróleo de valor comercial. La operación final y más importante de la prospección es siempre la perforación de un sondeo de explora-

ción, cuyo éxito nunca puede asegurarse de antemano, ya que todavía no se ha descubierto un medio

infalible de detectar la presencia de una acumulación de petróleo de interés comercial antes de efectuar la perforación.

Una vez localizado un yacimiento rentable de petróleo, se hace necesario perforar un pozo hasta alcan-

zarlo. Esta perforación puede llevarse a cabo mediante dos métodos diferentes:

• Método de percusión. Consiste en romper la roca que cubre el yacimiento de petróleo por medio de

una sonda de acero, que se eleva y desciende rítmicamente. Cuando el fondo se llena de fragmentos de roca hay que sacar la sonda e introducir un portatestigos o cuchara que permita extraer dichos fragmen-

tos, aunque también se puede lograr por medio de sistemas especiales con circulación de agua. Este

método se utiliza con buenos resultados en pozos de pequeña profundidad, en especial en rocas poco duras, cavernosas y permeables. No obstante, la velocidad de perforación es lenta: de solo unos 20-30

m/día.

• Método de rotación. En este caso se emplea un trépano muy duro, en forma de cola de milano, que al girar a gran velocidad (300 r.p.m. o más) va disgregando la roca. El trépano va en el interior de una

columna de tubos de acero, a la que se van añadiendo nuevos tubos conforme aquél profundiza. Para

eliminar el calor producido se hace circular entre el tubo de acero y la pared del pozo una corriente de lodo (constituida por los fragmentos triturados), que además sirve para sostener las paredes del pozo y

para arrastrar hasta la superficie el material disgregado. La ventaja primordial de este método radica en su rapidez. Entre sus inconvenientes podemos mencionar la tendencia a desviarse el pozo de la vertical,

así como la dificultad para determinar la naturaleza de las formaciones atravesadas por el trépano.

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La maquinaria externa empleada en la perforación se sitúa en las plataformas de unas estructuras metá-

licas en forma de torre. Según la naturaleza de estas estructuras, la extracción puede ser terrestre o

marítima. Aunque la terrestre -con torres de explotación fijas, pero desmontables- es la más económica, la explotación marítima -que utiliza plataformas flotantes arrastradas por medio de remolcadores e insta-

ladas mediante anclaje en los lugares elegidos- ha adquirido un gran auge en la actualidad.

Torre y maquinaria de perforación rotativa

Una vez que se ha perforado el pozo, se procede a la extracción del petróleo, pudiendo utilizarse para

ello diferentes métodos:

Flujo natural. El petróleo brota de forma espontánea, como un surtidor, debido a la presión ejercida tanto por el agua como por los gases existentes en el yacimiento.

Bombeo mediante varillas, que accionan una bomba situada en el fluido del pozo.

Extracción por gas, inyectando gas en el pozo por debajo del nivel del fluido. Por bombas hidráulicas o eléctricas, etc.

El petróleo extraído (crudo) se conduce sucesivamente a dos depósitos; en el primero se le extrae el gas

que contenga, y en el segundo el agua, y a continuación se almacena en grandes tanques para su poste-rior transporte.

2.1.3. Transporte del petróleo

Debido a la desigual distribución de los yacimientos petrolíferos, que no suelen coincidir con los lugares de utilización final, se hace necesario el transporte, tanto del petróleo como de sus derivados (gas natural

y otros), a grandes distancias.

Los medios de transporte utilizados pueden clasificarse de la manera siguiente:

• Canalización: oleoductos o «pipelines». Los oleoductos se construyen soldando tubos de acero de

unos 80 cm de diámetro, que se colocan en la superficie o se entierran en pequeñas zanjas, protegidos

con telas engomadas. Los oleoductos parten de los yacimientos o de las refinerías y finalizan en los puer-tos de embarque o en los grandes centros de consumo.

Por ellos circula el petróleo a una velocidad de varios kilómetros por hora.

La energía necesaria para el transporte se consigue por medio de una serie de estaciones de bombeo

intercaladas a lo largo de la red.

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• Buques para petróleo (petroleros). Los buques petroleros tienen su espacio de carga dividido, por

medio de tabiques transversales y longitudinales, en una serie de tanques separados. Por motivos tanto

de construcción como de seguridad, las salas de máquinas, bombas y camarotes de la tripulación se en-cuentran ubicados en la popa, donde también se sitúa la chimenea. Además, la sala de máquinas está

separada de la zona de carga por medio de compartimentos vacíos (cofferdam) extendidos transversal y longitudinalmente a lo largo de todo el barco.

En la actualidad se construyen superpetroleros del orden de las 500.000 toneladas, que resultan muy económicos en grandes travesías, pero que solo pueden hacer escala en algunos puertos especialmente

equipados para ello.

Para el transporte costero y fluvial se utilizan barcos y buques cisternas más pequeños.

• Transporte por ferrocarril y carretera. Los centros de consumo situados en el interior y donde no

es rentable la instalación de un oleoducto (caso típico de Suiza) se han de abastecer con vagones o ca-miones cisterna. Los productos para la venta al por menor salen al mercado en envases, como barriles,

toneles, bidones y latas. La parafina sólida (mezcla de hidrocarburos saturados de elevado número de átomos de carbono, procedente del petróleo) se envasa, por lo general, en sacos. Los oleoductos: El primer oleoducto se instaló en Pittsburgh (EE. UU.) en 1861. En la actualidad este país sigue siendo el que dispone de una red más larga de oleoductos. También son importantes los que enlazan Irak y el Golfo Pérsico, como el TAP (TransArabian Pipeline), de 1800 km y 30/31 pulgadas de diámetro. El 13 de julio de 2006 se inauguró el BTC, que comunica Bakú (Azerbaijan), Tiflis (Georgia) y el puerto turco de Cayhan. Tiene unos 1600 km de longitud y es capaz de transportar 50 millones de toneladas de crudo al año, equivalentes a 1 millón de barriles de petróleo diarios. En lo que respecta a España, destacan los oleoductos Rota-Zaragoza (776 km) y Málaga-Puertollano (165 km). Principales oleoductos europeos: El NWO (Nord-West-Olleitung), de 28 pulgadas y 390 km de longitud, transporta petróleo crudo desde Wilhelms-haven hasta Wesseling, en el Rin. El oleoducto Rotterdam-Rin, de 24 pulgadas y una longitud de 240 km hasta Godorf, tiene una ramificación des-de la frontera holandesa hasta Wessel, y pone en comunicación el mar con la zona de Colonia. El oleoducto de Europa del Sur, de 32/34 pulgadas y una longitud aproximada de 800 km, enlaza Marsella-Lavera, en el Mediterráneo, con Estrasburgo/Karlsruhe, en el alto Rin. En Francia e Italia existe también una considerable red de gas natural. ¿Sabías que...? La producción de petróleo de un país, así como el precio en el mercado de este combustible, se suele medir en barri-les. El barril es una unidad norteamericana de capacidad que equivale aproximadamente a 159 litros. Uno de los primeros petroleros, el Glückauf, botado en 1886, tenía una capacidad de carga de solo 3000 toneladas (¡casi 200 veces menor que los modernos superpetroleros!).

2.2. Aplicaciones del petróleo

El petróleo crudo, según se extrae del yacimiento, carece de utilidad, por lo que debe someterse a un proceso de refino con objeto de separar los distintos componentes que lo constituyen y que sí tienen

aplicación industrial.

Esta técnica de refino, que se lleva a cabo en instalaciones especiales -refinerías-, se basa fundamen-

talmente en una destilación fraccionada del petróleo, operación que se realiza en una torre de frac-cionamiento, en cuya base el petróleo se calienta hasta una temperatura de unos 360 ºC. Los gases pro-

ducidos se van enfriando a medida que ascienden en la torre y, al alcanzar su temperatura de licuación, se condensan en bandejas, y de ellas pasan a unos depósitos. De esta forma, a la parte superior de la

torre llegan los gases que se licuan a temperatura ambiente; en las bandejas sucesivas, de arriba abajo,

se recogen los líquidos de punto de ebullición progresivamente creciente, y en el fondo de la torre que-dan sin evaporar los aceites pesados.

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En ocasiones puede ocurrir que la necesidad de un producto -por ejemplo, gasolina- sea mayor que la de

otro -ejemplo: aceites lubricantes-. En estos casos, para evitar almacenamientos innecesarios de stocks, se recurre al proceso llamado cracking, que se basa en que al calentar una mezcla de hidrocarburos de

moléculas grandes, como corresponden a las de gasóleo o fuel, por encima de su temperatura de ebulli-ción, dichas moléculas se rompen en otras más sencillas -las de la gasolina-, de mayor interés industrial.

O también, con el mismo fin -obtención de gasolina- se pueden unir moléculas más ligeras de hidrocarbu-

ros gaseosos (polimerización).

En la tabla siguiente se indican los principales productos obtenidos en la destilación fraccionada del

petróleo:

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Algunos de estos productos sirven de base para la fabricación de una enorme variedad de sustancias

petroquímicas, que reciben este nombre a causa de su procedencia. Citaremos algunas de ellas: plásti-

cos, fibras sintéticas (nailon, poliéster, fibras acrílicas...), detergentes, pinturas, disolventes, explosivos, caucho sintético, insecticidas, medicamentos...

Sin embargo, lo que interesa en este momento es el carácter combustible de las distintas fracciones ob-

tenidas en la destilación del petróleo, y que en primera instancia podremos clasificar en combustibles

líquidos y gaseosos. ¿Qué es la OPEP? La OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo) es una organización económica internacional con sede en Viena, que fue creada en Bagdad en septiembre de 1960, como respuesta a la bajada del precio oficial del petró-leo acordada unilateralmente por las grandes compañías distribuidoras. Fueron cinco los países fundadores: Arabia Saudí, Iraq, Irán, Kuwait y Venezuela. Posteriormente, la organización se amplió con siete miembros más (Qatar en 1961, Indonesia en 1962, Libia en 1962, Emiratos Árabes Unidos en 1967, Argelia en 1969, Nigeria en 1971 y Angola en 2007). Ecuador formó parte de la OPEP entre 1973 y 1992, y Gabón entre 1975 y 1994. A comienzos de 2007, cuando Angola se convirtió de forma oficial en el duodécimo socio del grupo, el gobierno de Ecuador anunció la posibilidad de regresar a la organización. Su objetivo fundamental es estabilizar el precio del petróleo con el fin de evitar una guerra de precios entre los paí-ses exportadores. Internacionalmente se la conoce como OPEC (Organization of the Petroleum Exporting Countries). Las «Seven Majors» La industria petrolera se ha caracterizado siempre por un grado acentuado de monopolio y cartelización. Recibe el nombre de Seven Majors (las siete hermanas, según denominación del industrial italiano Enrico Mattei) un cártel formado por siete compañías (British Petroleum Company, con sede en Londres; Exxon Corporation, con sede en Nueva York; Gulf Oil Corporation, con sede en Pittsburg; Mobil Corporation, con sede en Nueva York; Royal Dutch-Shell Group of Companies, con sedes en Londres y La Haya; Standard Oil Company of California, con sede en San Francisco y Texaco Incorporated, con sede en Nueva York), cuya influencia en el mercado mundial es muy importan-te, pues controlan el 60% de la producción y refinan y distribuyen el 55% del total de productos petrolíferos.

2.2.1. Combustibles líquidos Se utilizan en motores y en centrales térmicas.

2.2.2. Combustibles gaseosos

Se pueden clasificar en tres grupos, de acuerdo con el tipo de instalación en la que se lleve a cabo su

combustión.

• Combustible del primer grupo.

Se le denomina gas ciudad y se obtiene, no solo a partir del petróleo y del gas natural, sino también en

la destilación seca de la hulla y por la acción del agua a presión sobre carbón al rojo.

Su poder calorífico es de 4000-5500 kcal/m3 en condiciones normales y se utiliza como combustible doméstico, distribuyéndose a las viviendas por medio de una red de tuberías subterráneas. En la actuali-

dad ha sido sustituido casi totalmente por el gas natural.

• Combustibles del segundo grupo.

Su poder calorífico oscila entre 10000 Y 13000 kcal/m3 en condiciones normales y también se distribuyen

a los puntos de consumo por medio de tuberías. Pertenecen a este grupo el gas natural y mezclas de butano y propano con aire en la proporción adecuada para sustituir al gas natural, o mezclarse con él

en condiciones óptimas de combustión.

Page 12: TEMA 2. LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

12

• Combustibles del tercer grupo.

Integran este grupo los llamados gases licuados del petróleo (GLP), que son el butano y el propano, los cuales se almacenan y transportan en estado líquido.

Estos gases se comercializan con tres denominaciones:

- Gas butano comercial, de poder calorífico PC = 28700 kcal/m3 en condiciones normales.

- Gas propano comercial (PC = 23000 kcal/m3 en condiciones normales).

- Gas propano metalúrgico (PC = 22500 kcal/m3 en condiciones normales).

- Bombonas de acero de butano comercial (12,5 kg), de propano comercial (11 kg) Y de propano me-

talúrgico (35 kg).

- Tanques fijos, recargables mediante camiones-cisterna.

2.3. Producción y consumo mundial de petróleo El petróleo ha pasado por varias crisis, como consecuencia de las cuales su producción y consumo mun-

diales han tendido a estabilizarse, alcanzando en 2005 las cantidades respectivas de 3.895,0 y 3.836,8 Mtep. Aproximadamente la mitad del petróleo producido se exporta a otros países. Por otra parte, las

reservas probadas en esta fecha (163,6 Gtep) equivalen al consumo de 40,6 años, y se concentran prefe-

rentemente en el Oriente Medio.

El «Prestige» no fue el primero La catástrofe del Prestige no fue la primera que asoló las costas gallegas. • El 5 de mayo de 1970 el petrolero Polycommander embarrancó y se incendió en las cercanías de las Islas Cíes (Vigo), vertiéndose unas 15000 toneladas de crudo, que afectaron a las localidades de Baiona y Panxón. • El 12 de mayo de 1976 el petrolero Urquiola embarrancó a la entrada del puerto de A Coruña, perdiéndose un total de 101000 toneladas de crudo y produciéndose graves daños en las costas del las rías del Ferrol, Ares y A Coruña. • El 31 de diciembre de 1978 el superpetrolero griego Andros Patria explotó y se incendió a 30 millas de las Islas Sisargas (A Coruña), vertiéndose al mar 16000 toneladas de crudo que afectaron a las costas gallegas. • El 13 de diciembre de 1992 el petrolero de bandera griega Aegean Sea encalla, se incendia y hunde frente a las costas de A Coruña, vertiéndose unas 80000 toneladas de crudo, que afectaron a 300 km de costa.

2.4. El petróleo en España En España se explotan en la actualidad cuatro yacimientos de relativa importancia: el de Ayoluengo en

Burgos y los de Boquerón, Casablanca y Rodaballo en Amposta (Tarragona), que suministraron en 2003 un total de 316000 toneladas de petróleo. Si comparamos estos datos con el total consumido, vemos que

representan escasamente un 0,5 %, lo que significa que nuestro país depende casi exclusivamente de importaciones de crudo procedentes de distintos países productores: México (15,1 %), Rusia (13,6 %),

Nigeria (11,5 %), Arabia Saudí (11,4 %), Libia (10,5 %), Irán (8,7 %), Noruega (5,1 %), Irak (4,9 %),

Argelia (3,3 %) Y otros países (15,9 %), datos todos ellos correspondientes al año 2005.

2.5. Ventajas e inconvenientes del uso del petróleo

Entre las ventajas que ofrece el uso del petróleo, se pueden citar las siguientes:

Produce energía de una forma muy regular y con buen rendimiento.

De él se obtiene una gran cantidad de productos de considerable interés (sustancias petroquími-cas).

En cuanto a sus inconvenientes, mencionaremos:

Page 13: TEMA 2. LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

13

Su carácter de energía no renovable motiva que, al ir disminuyendo las reservas de petróleo, su

precio sea cada vez más caro.

La contaminación derivada de los gases que se desprenden en su combustión. Los riesgos derivados de accidentes -en especial, incendios y explosiones- en pozos y platafor-

mas petrolíferas, refinerías, oleoductos, etc., así como hundimientos de barcos petroleros, tal como ocurrió al Prestige, el 13 de noviembre de 2002, a unos centenares de kilómetros de las

costas de Galicia.

Gas butano. Petrolero.

ACTIVIDADES:

1. Tanto el petróleo como el carbón se conocen con el nombre de combustibles fósiles. ¿Se han ori-ginado los dos de la misma manera? Buscando la bibliografía adecuada, realiza un breve trabajo

de redacción acerca de la génesis del petróleo.

2. ¿En qué consiste el proceso de cracking? ¿Cuál es su finalidad? ¿Qué productos se obtienen? Busca información al respecto.

3. EL GAS NATURAL

El gas natural es una mezcla de gases que se encuentra almacenada en el interior de la Tierra, unas ve-ces aisladamente (gas seco) y en otras ocasiones acompañando al petróleo (gas húmedo). Está com-

puesto principalmente por metano (>70 %), y también por etano, propano y butano, interviniendo en menor proporción monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrógeno, helio y ácido sulfhídrico, aunque

los porcentajes correspondientes dependen del yacimiento de procedencia. Es un gas incoloro, muy in-

flamable, cuya densidad es del orden de 0,7 veces la del aire.

Su origen es semejante al del petróleo, así como los métodos que se llevan a cabo para su prospección y extracción, si bien esta última resulta más fácil que la del petróleo, ya que el gas natural tiende a subir

hacia la superficie a través de la perforación.

Una vez extraído, se purifica con objeto de eliminar el agua, los productos sulfurosos, el propano, el bu-

tano y el petróleo (este último, en caso de encontrarse en el mismo yacimiento).

Los principales problemas que plantea el gas natural se refieren al transporte, que se realiza de dos for-mas:

• Mediante gasoductos.

Son tuberías por las que circula el gas a alta presión (>16 bar), hasta llegar a los lugares de consumo -industrial o doméstico-, en los que se reduce la presión hasta el valor adecuado.

• Mediante buques cisterna.

En este caso, es necesario licuar primero el gas, lo que se realiza en instalaciones situadas en el mismo puerto. De esta manera, el gas natural se transporta en forma líquida y, al llegar al puerto de destino, se

almacena, se regasifica y se distribuye por medio de gasoductos o tuberías de baja presión.

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14

3.1. Aplicaciones del gas natural • Como combustible doméstico e industrial. Cada usuario está conectado a la red de gas y dispone de un contador, de manera que la compañía suministradora factura periódicamente el consumo y el man-

tenimiento de la instalación.

• Como materia prima en la industria petroquímica.

• Para la obtención de gasolina.

• En programas de cogeneración.

3.2. Producción y consumo mundial de gas natural En el año 2005 la producción mundial de gas natural alcanzó la cifra de 2,763 billones de metros cúbicos,

equivalentes a 2486,7 Mtep, elevándose el consumo a 2,750 billones de metros cúbicos (2474,7 Mtep): su importancia en el balance energético se ha incrementado considerablemente en los últimos años.

Las reservas probadas ascienden a 179,83 billones de metros cúbicos, que equivalen a 65,1 años de con-

sumo, y más de la cuarta parte (el 26,6 %) se encuentran en la Federación Rusa, situándose a continua-ción Irán (14,9 %), Qatar (14,3 %), Arabia Saudí (3,8 %), Emiratos Árabes (3,4 %), EE.UU. (3,0 %),

Nigeria (2,9 %), Venezuela (2,4 %), etc.

El mayor productor mundial de gas natural es China (38,4 %), seguido de EE.UU. (20,0 %), Australia

(7,0 %), India (6,9 %), Sudáfrica (4,8 %), etc. Algunas precauciones en el uso de gas en las viviendas • Es necesario comprobar si el aparato que se va a instalar es adecuado al tipo de gas que se utilice.

• Los calentadores de agua deben estar situados, como mínimo, a 1,80 m del suelo y a 0,40 m del techo, y disponer de evacuación directa de los gases de combustión. • Las botellas con gases licuados del petróleo deben colocarse siempre en posición vertical y situarse, en caso de que no exista pantalla de protección, a una distancia mínima de 1,5 m de la llama. • Las botellas deben estar, como mínimo, a una distancia de 0,5 m de los enchufes eléctricos, y de 0,3 m de conduc-tores e interruptores. • Los locales con instalación de gas natural deben poseer un orificio de ventilación en la parte superior, y en la parte inferior si se trata de gases licuados del petróleo. • En caso de fugas de gas, no se debe encender ningún tipo de llama, ni accionar dispositivos eléctricos. Gas natural artificial El gas natural se puede elaborar artificialmente a partir del carbón, de dos maneras diferentes: - En los hornos de coque. - Por el método de gasificación, que consiste en hacer arder el carbón dentro de la misma mina, inyectando oxígeno por un pozo y recogiendo los gases por otro. También se puede obtener por cracking a partir de algunas fracciones del petróleo.

3.3. El gas natural en España El consumo de gas natural en nuestro país ascendió en el año 2005 a 29,1 Mtep, lo que cuadruplica las

cifras correspondientes a 1995. Como la producción propia es muy pequeña (no llega al 1 % del total

consumido), España ha de importar gas natural de otros países, en especial de Argelia (44,9 %) (a través del gasoducto Zagreb-Europa Gas, que pasa por Marruecos), Nigeria (15,2 %), Qatar (14,2 %), Egipto

(8,5 %), Noruega (6,5 %), Omán (5,0 %), Libia (2,7 %), Malasia (1,0 %), Emiratos Árabes Unidos (1,0 %), Trinidad y Tobago (0,8 %), etc.

Las infraestructuras actuales de gas natural en España constan de dos almacenamientos subterráneos:

Serrablo en Huesca (con los pozos de Aurín y Jaca) y Gaviota en Vizcaya; tres yacimientos (entre los que

destaca el de Poseidón, en el Golfo de Cádiz); tres terminales de descarga y regasificación de gas natural licuado (Barcelona, Huelva y Cartagena) con una capacidad total de 560000 m3; además de unos 6000

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km de gasoductos de transporte y 31000 km de gasoductos de distribución, y cuatro conexiones interna-

cionales (con Marruecos, con Francia y dos con Portugal), además de otras instalaciones auxiliares, esta-

ciones de compresión y plantas satélite de gas natural licuado.

3.4. Impacto medioambiental del petróleo y del gas natural

Las repercusiones del petróleo y del gas natural sobre el medioambiente son muy semejantes a las del

carbón, por tratarse todos ellos de combustibles fósiles.

a) Influencia sobre el suelo. Se deben destacar, por su importancia, los efectos producidos por la existencia de pozos petrolíferos, refinerías, oleoductos, gasoductos, etc., y en especial los derrames

tanto de petróleo como de sus derivados, que afectan muy seriamente al suelo, en ocasiones de ma-

nera irrecuperable.

b) Influencia sobre el agua. El mayor impacto lo producen los vertidos de las refinerías y los que se producen en la carga y descarga de los petroleros. Asimismo, se deben mencionar incendios y hun-

dimientos de barcos petroleros y de plataformas marinas, que han originado verdaderos desastres

ecológicos.

c) Influencia sobre la atmósfera. Algunos de los gases procedentes de la combustión de derivados del petróleo, tanto en las centrales térmicas como en las calefacciones y en los vehículos con motor

de explosión, se pueden considerar como los principales responsables de la creciente contaminación atmosférica. Estos gases son:

Dióxido de carbono, responsable del efecto invernadero. Óxidos de nitrógeno y azufre, causantes de la lluvia ácida.

Monóxido de carbono, sumamente tóxico, que procede de la combustión incompleta de los com-bustibles (gasolinas y gasóleos) en los motores de explosión de los vehículos.

Hidrocarburos, producidos en motores y en refinerías.

También deberemos tener en cuenta que hasta hace poco tiempo muchos motores de explosión utilizaban gasolina a la que se había añadido plomo (sustancia contaminante de la atmósfera)

como antidetonante.

Todos estos problemas medioambientales requieren la adopción de una serie de medidas, como pueden ser las siguientes:

Incorporar un catalizador en los tubos de escape de los automóviles de gasolina. De esta forma se reduce la emisión de gases, a la vez que se elimina la necesidad de utilizar gasolinas con plo-

mo.

Utilizar filtros y catalizadores en las instalaciones de combustión, para limitar las emisiones de

gases contaminantes.

Tratar adecuadamente el agua de refrigeración en las centrales térmicas.

Establecer las medidas de seguridad adecuadas que eviten o disminuyan el riesgo de producción

de accidentes en petroleros, refinerías y oleoductos.

A más largo plazo, promover la sustitución de estos combustibles por otras fuentes de energía «más limpias», procurando una utilización cada vez mayor de las energías renovables.

Atención al peligro Es importante observar el color de la llama de los quemadores de los electrodomésticos: • Si es azul, la combustión es correcta. • Si es roja, existe defecto de oxígeno, lo que implica la producción de monóxido de carbono, CO, sumamente vene-noso. La contaminación en cifras Los combustibles fósiles producen el 80 % de la cantidad total de dióxido de carbono (24 millones de toneladas) que se emite a la atmósfera cada año. Anualmente se vierten al mar unos 4 millones de toneladas de petróleo, que deterioran gravemente la vida marina.

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Se calcula que en EE.UU. mueren al año 20.000 personas como consecuencia de la contaminación procedente del consumo de derivados petrolíferos en los automóviles.

ACTIVIDAD:

1. ¿Qué ventajas e inconvenientes presenta la utilización del gas natural en comparación con otros com-

bustibles?

4. CENTRALES TERMOELÉCTRICAS (TÉRMICAS CLÁSICAS) Las centrales termoeléctricas clásicas son aquellas instalaciones que transforman la energía

calorífica procedente de los combustibles fósiles en energía eléctrica.

Se las llama «clásicas» para distinguirlas de otras centrales semejantes que aprovechan fuentes energéti-

cas diferentes, tales como las centrales nucleares (utilizan la energía desprendida al fisionarse los núcleos de algunos átomos) y las solares (aprovechan la energía procedente del Sol).

Las centrales térmicas que estudiaremos en este apartado utilizan como combustible carbón, fuel o gas

natural, existiendo entre ellas pequeñas diferencias en lo que respecta a los sistemas de almacenaje de

combustible y a los quemadores utilizados para la combustión.

El esquema y funcionamiento de una central térmica son los que veremos a continuación.

Esquema de una central termoeléctrica (térmica clásica).

En las centrales térmicas de carbón, éste se almacena a medida que llega de la mina y se traslada por

medio de una cinta transportadora hasta la tolva, de donde pasa a un molino en el que se tritura hasta quedar convertido en polvo fino que arde más fácilmente. A continuación se mezcla con aire precalenta-

do y se introduce en la caldera.

Si el combustible empleado es fuel, éste se almacena en depósitos a medida que llega de la refinería y

tras ser calentado, se conduce desde ellos a la caldera; si, por el contrario, la central térmica es de gas, éste pasa de los tanques de almacenamiento a la caldera, experimentando también un calentamiento

previo.

Algunas centrales térmicas, denominadas mixtas, poseen un diseño especial que las capacita para utilizar

indistintamente combustibles de diferentes tipos.

En la caldera, al arder el combustible produce energía calorífica, que convierte en vapor el agua que cir-cula a través de unos tubos que rodean las paredes de la caldera. Este vapor a alta presión llega a las

turbinas, en las que se distinguen tres cuerpos diferentes:

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17

• Turbinas de alta presión, que constan de álabes (paletas) de pequeño tamaño.

• Turbinas de media presión, cuyos álabes son de mayor tamaño.

• Turbinas de baja presión, de álabes aún mayores.

De esta forma se consigue un máximo aprovechamiento energético del vapor, pues el tamaño progresi-vamente mayor de los álabes está de acuerdo con la disminución gradual de la presión del vapor de

agua.

El giro de los álabes de la turbina se transmite al rotor del generador, produciéndose energía eléctrica en

forma de corriente cuya tensión se eleva en los transformadores, transportándose luego hasta los lugares de consumo por medio de líneas de alta tensión.

El vapor procedente de las turbinas se conduce hasta un condensador, en el que se licua por medio de un circuito refrigerante que descarga el calor al mar o a un río, o bien lo transporta a una torre de refri-

geración. El agua líquida obtenida se hace pasar por unos calentadores y luego se envía a la caldera para comenzar de nuevo el ciclo.

El gas producido en la combustión, no solo calienta el agua, sino también el aire de entrada y antes de

ser expulsado a través de la chimenea se hace pasar por un precipitador con el fin de separar la mayor

parte de las sustancias contaminantes que lo acompañan.

Esquema de una central térmica de vapor. Ubicación de las principales centrales térmicas.

Todo un récord Las centrales térmicas de mayor potencia existentes en España son las de As Pontes, en la provincia de A Coruña, con 1.400 MW, y la de Compostilla, en León, con 1.313 MW.

Central térmica de As Pontes, en la provincia de A Coruña,

con 1.400 MW.

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ACTIVIDADES DE SÍNTESIS.

1. ¿Qué ventajas e inconvenientes presenta la explotación de carbón a cielo abierto, en comparación con el laboreo subterráneo (minas)?

2. ¿Qué es el coque metalúrgico? ¿Para qué se utiliza?

3. ¿Qué ventajas e inconvenientes presenta la utilización del carbón como combustible? ¿Cuál crees que será su futuro en los próximos años?

4. Analiza el impacto medioambiental producido por la combustión del carbón, y establece algunas nor-

mas de seguridad que tiendan a evitar sus efectos negativos.

5. ¿Por qué es necesario destilar el petróleo? ¿Qué productos se obtienen en su destilación? ¿Cuál es su

utilidad?

6. El análisis de las tablas V y VI pone de manifiesto que las zonas geográficas de mayor producción de petróleo y gas natural no suelen coincidir con las zonas de mayor consumo de estos combustibles. ¿Qué

consecuencias de orden económico, político y social crees que pueden derivarse de este hecho?

7. Dada la gran dependencia de España con respecto al exterior tanto en petróleo como en gas natural,

resultaría conveniente -e incluso necesario- ahorrar al máximo en el consumo de estas dos fuentes de energía. ¿Qué soluciones se te ocurren a este problema?

8. ¿Por qué el poder calorífico de un combustible gaseoso, expresado en kcal/m3, depende de las condi-ciones de presión y temperatura en que se encuentre?

9. ¿Dónde se encuentra el gas natural? ¿Acompaña siempre al petróleo? ¿Cuál es su composición?

10. ¿Qué diferencia existe entre el gas natural y el gas ciudad?

11. ¿Cuál de los cuatro tipos de carbones naturales tiene mayores aplicaciones industriales? ¿Cuál es el de mayor poder calorífico?

12. ¿Qué ventajas representa el hecho de establecer las industrias que utilizan carbón en lugares próxi-

mos a las zonas de extracción? ¿Qué consecuencias medioambientales supone esto?

13. El dióxido de carbono es diatérmano para la radiación solar y, a la vez, absorbe la radiación infrarroja

que emite la Tierra. ¿Qué consecuencias acarrea este fenómeno?

14. ¿En qué consiste la llamada lluvia ácida? ¿Cuál es su causa? ¿Cómo podrían evitarse o disminuirse

sus efectos?

15. ¿Qué es un oleoducto? ¿Cómo se construyen normalmente?

16. Los gases licuados del petróleo (GLP) son, en realidad, hidrocarburos gaseosos que se almacenan y transportan en estado líquido. ¿Cuáles son esos gases? ¿Qué ventajas y qué inconvenientes presenta

esta forma de almacenaje y de transporte?

17. Explica el funcionamiento de una central termoeléctrica clásica. Basa tu explicación en los distintos

procesos que impliquen transformaciones energéticas.

18. A pesar de que su poder calorífico es muy inferior al de los gases licuados de petróleo, el gas natural

está sustituyendo hoy en día a estos gases como combustible doméstico. ¿Cuáles pueden ser, en tu opi-nión, las razones que justifican esta creciente utilización del gas natural?

19. ¿Existe alguna central térmica cercana a tu localidad? ¿Cuál es su potencia eléctrica? ¿Qué problemas

medioambientales origina su funcionamiento?

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19

5. RECURSOS WEB.

Agencia Internacional de la Energía (IEA), estadísticas sobre energía en España en 2009: http://www.iea.org/stats/balancetable.asp?COUNTRY_CODE=ES Energías Renovables en la web del IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía): http://www.idae.es/index.php/idpag.16/relmenu.301/mod.pags/mem.detalle Página web Aulatecnología: http://www.aulatecnologia.com/BACHILLERATO/1_bg/APUNTES/teoria1bg.htm Centrales eléctricas: http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/paginaprincipal.html Energías alternativas: http://es.libros.redsauce.net/index.php?folderID=5 Energía eólica: http://es.libros.redsauce.net/index.php?pageID=16 Blog El rincón de las Tecnologías: http://blog.educastur.es/mjtecnomoreda/category/tecnologia-industrial-i/energia-fuentes-de-energia/ Blog Renovables sin límites: http://renovablessinlimites.blogspot.com.es/2008_06_01_archive.html Video Energía Solar Fotovoltaica: http://www.youtube.com/watch?v=dRBxezccUKc&feature=player_embedded#! Funcionamiento de una placa solar fotovoltaica: http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=31r_CaWsFRs&feature=endscreen

Manual de Energía Solar Térmica (IDAE) en pdf: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_10374_Energia_solar_termica_06_8a90370e.pdf Manual de Energía Eólica (IDAE) en pdf: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_10374_Energia_eolica_06_d9231f5c.pdf Manual de Geotermia (IDAE) en pdf: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_10952_Manual_Geotermia_A2008_e3bf1e59.pdf Manual de Minicentrales hidroeléctricas (IDAE) en pdf: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_10374_Minicentrales_hidroelectricas_06_d3d056dd.pdf Manual de Energía de la Biomasa (IDAE) en pdf: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_10374_Energia_de_la_biomasa_07_b954457c.pdf

Manual de Biocarburantes en el transporte (IDAE) en pdf: http://www.idae.es/index.php/mod.documentos/mem.descarga?file=/documentos_10822_Biocarburantes_en_el_transporte_2008_503da5d6.pdf Central Hidroeólica de Gorona del Viento (Isla de El Hierro): http://www.idae.es/index.php/id.700/relcategoria.1021/mod.pags/mem.detalle Video interactivo de SM sobre Temperatura y Calor: http://www.profes.net/varios/videos_interactivos/ Proyecto Newton (ITE), unidad didáctica “Trabajo y energía”: http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/trabajoyenergia/index.htm Energía y fuentes de energía: http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo1.html

Centrales eléctricas: http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/paginaprincipal.html Centro de Control Eléctrico de Red Eléctrica (Cecoel): http://www.ree.es/operacion/cecoel.asp Red Eléctrica de España: http://www.ree.es/home.asp Página web del CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas. Contiene informa-ción de todo espectro sobre energía. http://www.ciemat.es/ Página web del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía. http://www.idae.es/ Proyecto Newton ITE “El trabajo y la energía”: http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/conceptos.php?pulsado=trabajoenerg Unidad Didáctica “Materia y energía”. Nivel 2º. E.S.O. http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/materia_y_energia/objetivos.htm Unidad Didáctica “La energía”. Nivel 3º E.S.O. http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/index.html Manifestaciones de la energía. http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/materia_y_energia/tipos.htm?4&0 Fuentes de energía: renovables y no renovables. http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/materia_y_energia/fuentes.htm?4&1 Colección de infografías sobre Energía. http://www.bioygeo.info/Consumer.htm “Sigue la ruta de la energía”. Información energía. http://www.larutadelaenergia.org/index.asp http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/12/20/147913.php Infografía sobre “Energías no renovables” (carbón, petróleo, gas natural y energía nuclear”. http://www.bioygeo.info/Consumer.htm#Combustibles_fosiles Infografías sobre Combustibles fósiles. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/10/31/147662.php

Infografía “Petróleo”. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/12/15/147824.php Infografía “Gas Natural”. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/08/02/144179.php Infografía “Energía Nuclear”. http://www.bioygeo.info/Consumer.htm#Energia_nuclear Infografía sobre Energía Nuclear.

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http://www.andaluciainvestiga.com/espanol/cienciaAnimada/sites/nuclear/nuclear.html Infografía sobre el funcionamiento de una Central Nuclear.

Web del Consejo de Seguridad Nuclear. En el menú principal, en Canal Saber, se puede encontrar información sobre Energía Nuclear. http://www.csn.es/ Infografía “El ciclo del combustible nuclear”. http://www.csn.es/index.php?option=com_content&view=article&id=13451%3Ael-ciclo-del-combustible-nuclear-&catid=46%3Ainfografias&Itemid=62&lang=es Web de Enresa (control y gestión de residuos nucleares). http://www.enresa.es/ Web de la Sociedad Nuclear Española. http://www.sne.es/es/energia-nuclear Revista Física y Sociedad. Portal Residuos Radiactivos. http://www.fisicaysociedad.es/view/default.asp?cat=344 Foro de la Industria Nuclear Española. http://www.foronuclear.org/ En este enlace de la web del IDEA, podemos descargar en pdf, manuales de las distintas energías renovables. http://www.idae.es/index.php/mod.pags/mem.detalle/idpag.16/relcategoria.1021/relmenu.41 Página del Instituto Tecnológico y de las Energías Renovables, se tratan en profundidad las distintas energías; con monográficos en PDF, además de noticias, proyectos y diversos productos relacionados en este tipo de energías. http://www.iter.es/ Web de la asociación de Productores de Energías Renovables. Se exponen las distintas formas de energías renova-bles. http://www.appa.es/ Revista Energías Renovables. http://www.energias-renovables.com/energias/renovables/#slidepre_2 Infografías sobre ENERGÍAS RENOVABLES. http://www.bioygeo.info/Consumer.htm#Energias_renovables Infografía sobre “Energías renovables” (mareomotriz, eólica, solar, hidráulica, geotermal y biomasa”. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/06/30/143365.php Video Energía Geotérmica del IDAE, Ministerio de Industria. http://www.youtube.com/watch?v=bUcySneaMgM&feature=player_embedded Presentación sobre Energía Solar. Tipos. http://www.andaluciainvestiga.com/espanol/cienciaAnimada/sites/solar/energia.html Infografía “Energía solar CSP y CPV”. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2011/02/08/198791.php Página web del Centro de Estudios de la Energía Solar. http://www.censolar.es/ Animación sobre Energía Eólica. http://www.elpais.com/graficos/sociedad/Energia/eolica/elpgrasoc/20051118elpepusoc_1/Ges/ Infografía sobre Energía Eólica. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2004/07/05/140148.php Infografía sobre Energía Eólica Marina. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2010/06/30/194066.php Infografía sobre Energía mini-eólica. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2007/09/23/167213.php Página de Gamesa (fabricante de aerogeneradores). http://www.gamesacorp.com/es/portal.do Infografía “Energía Solar”. http://www.talentfactory.dk/ http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/04/28/141558.php Infografía sobre Transporte y Distribución de la energía eléctrica. http://www.bioygeo.info/Animaciones/Camino_electricidad.swf Infografías sobre Ahorro Energético. http://www.bioygeo.info/Consumer.htm#Comportamiento_ecologico Infografías sobre Residuos (RSU, Recogida, Pilas). http://www.bioygeo.info/Consumer.htm#Residuos Infografía sobre El Efecto Invernadero. http://www.bioygeo.info/Animaciones/Efecto_invernadero.swf Animación sobre el Calentamiento Global por el Efecto Invernadero. http://www.bioygeo.info/Animaciones/Global_Warming.swf Animación sobre El Calentamiento Global. http://www.bioygeo.info/Animaciones/Calentamiento_global.swf Ilustración Ciclo del Carbono. http://www.bioygeo.info/pdf/Ciclo_Carbono_1.pdf Infografía “La energía del mar”. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/02/23/140205.php Infografía Energía de las corrientes marinas. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2010/02/07/190207.php Infografía “Energía undimotriz” (Sistema PELAMIS, efecto Arquímedes, Rebalse y Absorbedor de punto). http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/02/01/183097.php Especial de Tecnociencia sobre Pilas de Hidrógeno. http://www.tecnociencia.es/especiales/hidrogeno/introduccion.htm Infografía sobre coches de Hidrógeno. http://www.bioygeo.info/Animaciones/auto_hidrogeno.swf Infografía sobre coches eléctricos e híbridos. http://www.bioygeo.info/Animaciones/Automoviles_electricos.swf Video “El vehículo eléctrico”. http://audiovisuales.idae.es/index.php/mod.videos/mem.listado/regini.35 Presentación sobre el Etiquetado Energético. http://www.eve.es/web/Jovenes/Infografias/Etiquetado-Energetico.aspx?lang=es-ES Energía de la Biomasa (epígrafe de la U.D. La energía). http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/energia/biomasa.htm Infografía sobre Biomasa. http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/02/23/140203.php Video del IDAE, sobre La energía de la Biomasa. http://www.youtube.com/watch?v=WaFnxibFRqw&feature=related

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Web de UNESA. La Asociación Española de la Industria Eléctrica es una organización profesional de carácter secto-rial, para la coordinación, representación, gestión, fomento y defensa de los intereses de las empresas eléctricas

asociadas. http://www.unesa.es/ Efficiencity es una ciudad imaginaria diseñada por Greenpeace en el Reino Unido que aprovecha las energías renova-bles para crear un espacio verde. A través de vídeos, imágenes y presentaciones pretenden demostrar que es posible sostener una ciudad utilizando solo energías alternativas. http://www.greenpeace.org.uk/efficiencity "CONTROLA, simulador de control eléctrico" es un juego interactivo que propone a los alumnos de Educación Secun-daria Obligatoria (ESO), adoptar el papel de operadores del Centro de Control Eléctrico (Cecoel). http://www.ree.es/educacion/controla/ Web de la Secretaría de Estado para la Energía. Datos de consumo, energías renovables, impactos ambientales, nuevas medidas e iniciativas legislativas, etc. http://www.mityc.es/energia/es-ES/Paginas/index.aspx Especial sobre Energía, aparecido en la web de la Fundación Española de la Ciencia y Tecnología. Contiene dados actuales, nuevas energías y tendencias futuras de investigación. http://www.fecyt.es/especiales/energia/7.htm Datos sobre producción, consumo, importación, exportación y tipos de energías producidas en España. Datos del Instituto Nacional de Estadística. http://www.ine.es/inebmenu/mnu_energia.htm Unidad Didáctica Máquinas y calor. En un apartado de esta, trata las Máquinas térmicas. http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/maquinastermicas/termo-ideal.htm?3&0 Página web de la Agencia Espacial Norteamericana (NASA). Podemos estudiar el funcionamiento de los principales motores de aviación y aeronáutica. http://www.ueet.nasa.gov/StudentSite/engines.html Video: ¿Cómo funciona un motor de gasolina? http://www.youtube.com/watch?v=TaihHV4lyNA&feature=player_embedded#at=132 Motores de gasolina. http://www.youtube.com/watch?v=O51_vm7rxMQ&feature=related Funcionamiento del motor Otto de cuatro tiempos. http://www.k-wz.de/vmotor/v_omotors.html Video sobre el funcionamiento del motor de cuatro tiempos (ciclo Otto). http://www.youtube.com/watch?v=6-udN4cZ6HU&feature=related Funcionamiento del motor de dos tiempos. http://www.youtube.com/watch?v=e9-kRh1s18Y&feature=related Video ciclo diesel de cuatro tiempos. http://www.youtube.com/watch?v=v4XNKDqKVt0&NR=1&feature=fvwp http://www.youtube.com/watch?v=9y8HCnLob78 http://www.youtube.com/watch?v=F4V7BYtSlzw&feature=related Videos motor de cuatro tiempos. http://www.youtube.com/watch?v=w-06bHmzHQ0&NR=1 Video sobre el funcionamiento del motor de combustión interna. http://www.elmundo.es/elmundomotor/ Web dedicada exclusivamente a las noticias del mundo del motor. http://recursostic.educacion.es/kairos/web/ensenanzas/bachillerato/mundo/revolindustrial_05_01.html

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http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/conceptos.php?pulsado=trabajoenerg