Recursos energéticos. COLEGIO SANTO DOMINGO DE GUZMÁN-OVIEDO Curso

Transcripción

1 Recursos energéticos 1. Concepto de recursos energéticos. Renovables y no renovables. Cita al menos tres ejemplos. Los recursos energéticos son un bien natural, necesario, escaso y valioso, que utilizamos como fuente de energía. Atendiendo a la tasa de renovación los recursos energéticos pueden ser clasificados en dos grandes grupos: renovables y no renovables. Las Energías Renovables, como el agua, el viento, el sol, la biomasa, etc., están sometidas a un proceso de regeneración natural; por ello se consideran inagotables, siempre y cuando el consumo no supere la capacidad de regeneración. Las Energías No Renovables, como el carbón, petróleo, gas natural y material radioactivo, al haber sido generadas en procesos geológicos muy lentos a lo largo de millones de años, no pueden regenerarse a la velocidad con que son consumidos, por ello se consideran no renovables. 2. Gas natural. Origen y composición Tiene el mismo origen que el petróleo, pero es más evolucionado, ya que se ha formado en condiciones de presión y temperatura mayores. Procede de la fermentación en condiciones anaeróbicas de la materia orgánica acumulada entre los sedimentos. Está constituido por una mezcla de gases, sobre todo metano, propano, butano e hidrógeno. 3. Ventajas de la utilización del gas natural como fuente de energía. Extracción más sencilla que la del petróleo y explotación más económica (el peso de los sedimentos hace que fluya una vez perforado el terreno). Se transporta mediante gaseoductos (menor riesgo y mayor facilidad) o licuado a bajas temperaturas. Mayor poder calorífico que el carbón y el petróleo. Se puede utilizar directamente en usos domésticos (calefacción, cocinas), en las industrias, y en centrales térmicas. Produce menor contaminación atmosférica, ya que no emite componentes sulfurados. Yacimientos más dispersos geográficamente que el petróleo (el suministro estará menos afectado por causas políticas). 4. Petróleo: origen, formación y acumulación. El petróleo se origina a partir de la acumulación de materia orgánica animal y vegetal de origen marino (zooplancton y fitoplancton) que posteriormente evoluciona a hidrocarburos. Estos migran desde las capas fangosas donde se originan hacia capas permeables adyacentes y, al ser menos densos que el agua, tienden a salir a la superficie (migración). Este ascenso se ve interrumpido en ocasiones por la existencia de capas impermeables situadas sobre la roca almacén. Así los hidrocarburos pueden acumularse en trampas relacionadas con determinadas estructuras tectónicas (principalmente pliegues anticlinales o fallas) dando lugar a yacimientos susceptibles de ser explotados. 5. Inconvenientes derivados del transporte y utilización del petróleo como combustible. Se puede producir la contaminación de las aguas y de los suelos debido a las fugas durante el proceso de transporte (también durante la extracción). En el transporte del petróleo las operaciones de lastrado y deslastrado de los petroleros, así como los naufragios producen las mareas negras. Por otra parte, también se origina una contaminación atmosférica en relación con la quema y refinado del combustible (óxidos de carbono, azufre, nitrógeno, hidrocarburos, etc.) 6. Energía fotovoltaica: Ventajas e inconvenientes. La energía fotovoltaica consiste en la conversión de la luz solar en energía eléctrica. Las unidades de producción son las "células" fotovoltaicas que están formadas por cristales de silicio. Este material es un semiconductor y al incidir un fotón de luz sobre él se produce un movimiento de electrones dentro del cristal, es decir, se produce una corriente eléctrica. Las células fotovoltaicas se agrupan formando los paneles solares fotovoltaicos. Esta fuente de energía tiene importantes ventajas entre las - No requiere el uso de agua en el proceso. Las instalaciones tienen un mantenimiento mínimo. Permite electrificar zonas muy apartadas de la red de distribución eléctrica. Reduce el consumo de energías no renovables y favorece el desarrollo sostenible. 1

2 Sin embargo, también presenta inconvenientes como: Las grandes instalaciones requieren un espacio amplio por lo que producen un gran impacto visual. La producción es variable, ya que depende de las condiciones de insolación. La potencia que se obtiene en las instalaciones fotovoltaicas es muy baja. Es difícil conservar los excedentes de energía solar acumulada. 7. Energía eólica: origen y utilización. Ventajas e inconvenientes. Al calentar la radiación solar masas de aire, se generan diferencias de presión que causan desplazamientos en las mismas para eliminar dichas diferencias, lo que produce el viento. Molinos de viento que llevan acoplados dínamos o generadores pueden transformar la energía eólica en eléctrica. Ventajas: Es renovable y es una fuente de energía inagotable, no produce contaminación, es autóctona, sus costes de instalación son bajos; su utilización reduce el consumo de energías no renovables (combustibles fósiles) y contribuye al desarrollo sostenible. Desventajas: No es fuente de energía permanente; es difícil de acumular cuando se produce durante flujos fuertes de viento; impactos locales tales como visuales (al paisaje); a la fauna (muerte de aves migratorias), acústica (las hélices al girar hacen ruido), aumento de la erosión (se seca la superficie cercana). 8. El carbón: origen e importancia como combustible. El carbón es el combustible fósil por antonomasia. Este calificativo es apropiado pues cada vez que quemamos carbón estamos utilizando energía solar que fue almacenada por las plantas hace muchos millones de años. En este sentido, aunque en argot minero se le considera como mineral, en realidad se trata de una roca sedimentaria formada por la acumulación de materia vegetal enterrada por nuevos sedimentos. El carbón se forma, por tanto, principalmente en medios sedimentarios de tipo parálico o deltaico. Aunque hoy día va siendo progresivamente sustituido por otras fuentes de energía, el carbón ha sido y es aún uno de los combustibles más importantes, ya que ha sido el impulsor de la revolución industrial en los siglos XIX y XX. Actualmente sigue siendo el principal combustible utilizado en las centrales térmicas para la generación de energía eléctrica. 9. Principales problemas ambientales derivados de la combustión del carbón. El principal problema del carbón como combustible es su alto poder contaminante. Dada su composición (carbono) y su contenido en azufre, nitrógeno e hidrocarburos volátiles, provoca que en su combustión se libere dióxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos volátiles y partículas sólidas (hollín). El dióxido de carbono incrementa el efecto invernadero y favorece el aumento de la temperatura en la atmósfera terrestre. Los óxidos de azufre y nitrógeno son los contaminantes primarios que propician la formación de la lluvia ácida. La liberación de cantidades importantes de estos óxidos favorece la formación de niebla contaminante o smog. Por último, la combustión del carbón produce residuos no quemados: cenizas. 10. Explica las ventajas e inconvenientes de la energía hidráulica. Una central hidroeléctrica consta de un embalse regulador que almacena el agua desde donde se canaliza a través de un túnel o tubería, hasta el edificio de la central, donde se encuentran las turbinas que contienen el generador que produce corriente eléctrica. Ventajas de la energía hidráulica: - Es una energía renovable, limpia y autóctona - Bajo coste de explotación. - Constituye un sistema de almacén de energía cuando hay excedentes. - Regula el cauce fluvial paliando los efectos de las grandes crecidas o avenidas. - Reduce el consumo de energías no renovables y contribuye al desarrollo sostenible. Inconvenientes de la energía hidráulica: - La construcción de un gran embalse implica la inundación de extensas áreas. - Los embalses actúan como trampas para el sedimento, ocasionando la disminución de aportes fluviales en la desembocadura. - Tienen un tiempo de explotación limitado, ya que el depósito de los sedimentos transportados por el río terminan colmatando los embalses e inutilizándolos. -Presentan posibles riesgos debidos a la rotura de presas por grandes avenidas o terremotos. 2

3 11. Teniendo en cuenta la gráfica que refleja la evolución del consumo mundial de energía desde la Revolución Industrial hasta el siglo XXI contesta las siguientes cuestiones: 1) Explica la evolución que han seguido hasta el año 2007 los tipos de energía utilizados por el hombre. Con el inicio de la revolución industrial se observa una disminución de la utilización de la biomasa (primera fuente de energía en ese momento) a favor del carbón empleado como fuente de energía en la industria naciente (maquinas de vapor). A partir de la década de decrece la demanda relativa de carbón hasta la actualidad, por la implantación del petróleo sobre todo, y gas natural como fuentes de energía principales, aumentando la primera hasta la década de los 80, cuando comienza un lento declive que sigue hasta el día de hoy. Las energías nuclear e hidroeléctrica comenzaron a demandarse en los años 40 y han tenido un lento crecimiento hasta la actualidad, cuando constituyen la cuarta fuente de energía en importancia. Las demandas de estas energías y el gas natural están actualmente estancadas. Por último, en la actualidad se está incrementando la demanda de fuentes renovables aunque estas son las de menor utilización debido a su reciente y limitado desarrollo desde la década de los 70. 2) Explica razonadamente la tendencia futura de evolución de las energías renovables y no renovables. Tal y como se aprecia en la gráfica habrá una disminución de las energías procedentes de biomasa y también de los combustibles fósiles (carbón, gas y petróleo) debido a los problemas ambientales y al progresivo agotamiento de estos últimos. Simultáneamente, se observa un aumento del consumo de las energías renovables, mientras que las energías nucleares e hidroeléctricas mantienen su porcentaje de consumo prácticamente inalterable. 3

4 SISTEMA LITORAL 1. Costas de emersión e inmersión: cómo se forman y qué diferencia existe entre ellas. Pon un ejemplo de cada una. Las costas de emersión se desarrollan o bien porque un área experimenta levantamiento, o bien, como consecuencia de un descenso del nivel del mar. A la inversa, las costas de inmersión se crean cuando el nivel del mar se eleva o cuando la tierra adyacente al mar se hunde. En las costas de emersión los acantilados y las plataformas de abrasión quedan expuestos por encima del nivel del mar. La costa asturiana, con una elevación media en torno a los 50 metros y con alturas máximas de más de 100 metros (Cabo de Peñas) es un buen ejemplo de costa en emersión, en la que se destacan promontorios que se proyectan hacia el mar dejando entre ellos pequeñas ensenadas en las que se acumulan depósitos de arena, con islotes paralelos a la costa, unidos a veces por tómbolos de arena (Playa de Santa Catalina de Gijón). En las costas de inmersión el mar inunda los tramos inferiores de los valles fluviales, como ocurre en las rías gallegas. termina en una nítida ruptura de pendiente basal que marca el paso a la plataforma de abrasión 2. Apoyándote en un esquema, explica cómo y en qué casos se forman los acantilados litorales Los acantilados son formas típicas de erosión costera, que tienen una pendiente muy fuerte y costero. El acantilado, al ser batido por las olas, presenta un socavón en su base que origina la caída de bloques de rocas situadas por encima de él. Los bloques desprendidos serán fragmentados y de nuevo utilizados por las olas en la erosión de la costa. Al retroceder la costa de esta manera, al pie del acantilado se forma una superficie plana denominada plataforma de abrasión marina. Los acantilados pueden ser vivos o muertos según actúe o no el oleaje sobre ellos. 3. Enumera y explica al menos tres formas de acumulación costera. a) Playa: es una forma de depósito que se forma por acumulación de materiales detríticos. Las más importantes se generan en costas con mareas. Una parte de la playa está siempre cubierta por el agua (zona submareal) mientras la otra tan sólo durante la marea alta (zona intermareal). Por el lado de tierra suele acabar en una cresta de playa donde se acumulan los materiales más gruesos, y detrás puede haber un acantilado o una zona de dunas (zona supramareal). El perfil de una playa es ligeramente cóncavo y de suave pendiente. Todas están formadas por arenas, gravas y cantos sueltos procedentes en su mayor parte de aportes continentales de los ríos, que el mar erosiona, transporta y deposita. b) Barras y flechas costeras: Las barras son acumulaciones en zonas bajas de costas llanas, que proceden de sedimentos de playas adosadas y constituyen fondos altos donde rompen las olas. Las barras suelen estar bajo el agua, aunque con la llegada de nuevos aportes pueden emerger. Cuando están unidas a tierra conforman las flechas, que pueden ser oblicuas a costa. Cuando están en la entrada de una bahía, llegan a cerrarla convirtiéndola en una laguna. c) Tómbolos: son formas de acumulación de arena que unen los islotes a tierra. Pueden ser dobles y formar una laguna. d) Albuferas: son lagunas costeras parcial o totalmente separadas del mar por una barra arenosa. e) Islas barrera: son cuerpos de arena lineares, paralelos a la costa, que separan parcial o talmente una zona somera inundada (lagoon) del mar abierto. 4. Explica qué son los arrecifes de coral, cómo se forman y en qué condiciones se desarrollan. Los arrecifes de coral son estructuras de caliza que constituyen complejos ecosistemas que proporcionan refugio para casi la cuarta parte de la vida marina. En ellos habitan más de especies de peces, 700 especies de coral y miles de otras plantas y animales. Se compone de pequeños y frágiles animales conocidos como pólipos que desarrollan un esqueleto calcáreo, el cual pasa a formar parte del sistema cuando el animal muere. Los arrecifes de coral se desarrollan principalmente en aguas cálidas, limpias, poco profundas (hasta los 12 m), batidas por el oleaje y, por lo tanto, bien oxigenadas. 4

5 Con el aumento de las actividades del hombre en las costas como la pesca de arrastre, deportes, turismo, contaminación, etc., los arrecifes naturales han sufrido un gran deterioro y se encuentran bajo una gran presión, viéndose en algunos casos amenazados por el uso y explotación excesiva. La capacidad que tiene la naturaleza para reponer los daños en los arrecifes naturales es muy lenta. 5. Define un manglar y enumera al menos tres acciones que afectan a su equilibrio. El manglar es un ecosistema considerado a menudo un tipo de bioma, formado por árboles muy tolerantes a la sal que ocupan la zona intermareal cercana a las desembocaduras de cursos de agua dulce de las costas de latitudes tropicales de la Tierra. El manglar tiene una gran diversidad biológica y puede ser afectado o destruido por las siguientes acciones que afectan a su equilibrio natural: El manglar tiene una gran diversidad biológica y puede ser afectado o destruido por las siguientes acciones que afectan a su equilibrio natural: a) El drenaje de sus aguas. b) La descarga de contaminantes. c) Los vertidos de petróleo. d) El corte indiscriminado de mangle. e) La eliminación y relleno de estas áreas para usos urbanos o industriales. f) El cultivo industrial de camarón (langostino tropical) en grandes superficies de mangle modificadas para su producción, eliminando los mangles, desplazando poblaciones locales, utilizando para su cría antibióticos, alguicidas, fungicidas, piensos para engorde y otras sustancias, ya que son muy demandados para el consumo por los países del Norte, siendo España el primer país importador (2005). 6. Clasifica y explica brevemente las formas costeras indicadas de a a f en el esquema adjunto: a) Tómbolo: acumulación de arena que une un islote a tierra firme. b) Flecha costera: es una acumulación arenosa unida a tierra, cuyos materiales proceden de la playa adyacente. Representa un alto fondo donde rompen las olas. c) Playa: es una forma de depósito que se forma por acumulación de materiales detríticos. Su perfil es ligeramente cóncavo, con una suave pendiente hacia el mar. Las playas están formadas por arenas y gravas procedentes de aportes continentales retrabajados por el mar. d) Albufera: es una laguna costera separada del mar por una barra arenosa. e) Acantilado litoral: Es una forma de la costa consistente en una zona de fuerte pendiente (prácticamente vertical) que se rompe sobre la plataforma de abrasión marina. Se originan mediante la acción erosiva del oleaje contra la base del terreno costero. Los acantilados son formas típicas de zonas en las que predomina la erosión. f) Plataforma de abrasión marina: corresponde a una rampa de anchura variable con una pendiente muy suave (alrededor de 1º) labrada por la acción erosiva de las olas sobre el sustrato rocoso del continente. 7. Explica quién es el responsable del desarrollo de la forma indicada con la letra c. En qué partes se puede dividir esta forma atendiendo a la acción del mar. El desarrollo de una playa depende de la acción de las mareas. La parte de la playa que está siempre cubierta por el agua es la zona submareal; la que sólo está cubierta en marea alta es la zona intermareal. Por el lado de tierra, a zona que solamente se cubre ocasionalmente, en mareas vivas, es la zona supramareal. 8. Explica qué son las rasas costeras. Pon algún ejemplo. Rasas costeras son antiguas plataformas de abrasión marina emergidas. En Asturias constituyen largas y estrechas planicies que se inician por encima de los actuales acantilados y se escalonan hasta terminar contra las estribaciones montañosas más cercanas al mar. Constituyen un testimonio de las oscilaciones del nivel del mar. 5

6 9. Explica el proceso de formación de un suelo a partir de una roca. Debido a las variaciones de temperatura y a la exposición a la atmósfera, las rocas sufren meteorización mecánica que da lugar a su fragmentación, lo que supone una mayor exposición a la atmósfera de la superficie de la roca. Las rocas fracturadas se alteran por la acción de los gases atmosféricos que reaccionan con ellas, lo que origina la meteorización química. El resultado de ambos tipos de meteorización provoca una mayor disgregación de las litologías, reduciéndose su tamaño a dimensiones de arenas, limos y arcillas. Estas partículas permiten sobre ellas el desarrollo de vegetales sencillos que continúan alterando esos materiales y aportando al conjunto materia orgánica que, junto con la que procede de los animales, permite el desarrollo de toda una amplia gama de microorganismos. El conjunto de todo ello: materia inorgánica (agua, sales minerales, fragmentos más o menos grandes de rocas), materia orgánica muerta y toda una serie de organismos vivos (bacterias, lombrices, insectos, etc.), interaccionan entre sí, formando un ecosistema denominado suelo. Al final del proceso, en el suelo se distinguen tres niveles u horizontes que son los siguientes: (i) Horizonte C, inferior, correspondiente a la roca madre meteorizada; (ii) Horizonte A, superior, sobre el que se implanta la cobertera vegetal. (iii) Horizonte B, intermedio, originado por la interacción entre los horizontes A y C, donde se acumulan las sales lixiviadas en el horizonte A y la materia insoluble del horizonte C. 10. En una zona del Este de Sudamérica, en la latitud 15 ºS, se forma un suelo (A) sobre una roca ígnea ácida, en un terreno con una pendiente de 8º. Por otra parte, en una zona situada al Norte de Alemania, sobre una zona en la que afloran rocas ígneas básicas, se instala otro suelo (B) sobre una superficie horizontal. Explique y discuta las previsibles características de ambos suelos y cuál de los dos tendrá mejor desarrollo. El principal factor para el desarrollo de un suelo es el clima, por ello, el suelo A, en un clima tropical, tendrá mejor desarrollo que el B, originado en latitudes más altas. El hecho de que el suelo A se desarrolle sobre una pendiente de 8º es factible pensar que los fenómenos de ladera den lugar a un flujo (creep) que será lento dada la poca pendiente de la topografía, posiblemente más lento que la velocidad a la que el suelo se genera. Por el contrario, el suelo B no se verá afectado por la topografía, dado que se genera sobre una superficie horizontal. En el caso del suelo A, el sustrato es una roca ígnea ácida, en la que buena parte de sus componentes minerales son inestables y se descompondrán fácilmente. En el caso del suelo B, la litología del sustrato es una roca ígnea básica, en la que casi todos sus componentes minerales se descompondrán fácilmente. En ambos casos es previsible la formación de una importante cubierta edáfica. Sin embargo, dado que el clima es el factor más determinante en la génesis de un suelo, es previsible que tenga mayor desarrollo el suelo A que el B. 11. Explica en qué consiste la erosión del suelo y cuál es la energía responsable de la misma. La erosión del suelo es el desgaste del mismo por la acción de los agentes geológicos externos (agua, viento, hielo, etc.). La erosión implica transporte de los materiales resultantes. Todos los procesos geológicos externos dependen, para su actuación, de dos tipos de energía: energía solar y energía de gravitación. La primera es el verdadero motor del dinamismo de la atmósfera y del agua, dado que estos dos fluidos varían su densidad en función de la temperatura; además con el calor se produce la evaporación del agua. La gravedad hace descender la lluvia, las masas de aire, agua (ríos) y de hielo (glaciares), así como los materiales transportados. 6

7 SUELOS 12. Concepto de Suelo. Es el resultado de la interacción entre las rocas de la superficie terrestre, la atmósfera y la biosfera. Está constituido por materiales inorgánicos procedentes principalmente de la meteorización del sustrato y enriquecida por materia orgánica en vías de descomposición (humus), permitiendo el asiento de la cubierta vegetal. 13. Horizontes A, B y C del Suelo: ayudándote de esquemas, explica su origen, formación y características. El horizonte A, es la parte más superficial y de tonalidad más oscura porque contiene el humus, materia orgánica en vía de mineralización. En este horizonte se observan las raíces de las plantas y está constituido por partículas muy finas de arena, limo y arcilla. En él se produce un lavado importante (lixiviación), siendo eliminadas por la acción del agua las sustancias solubles que emigran a niveles inferiores. El horizonte B, está por debajo del A, y es de espesor variable (desde varios centímetros hasta metros). Como carece de humus su color es más claro. A veces en este horizonte precipitan las sustancias lavadas en el horizonte A. El horizonte C, es el más profundo y constituye el tránsito con la roca madre. Está formado por cantos en una matriz arcillosa y arenosa, que van siendo más numerosos y de mayor tamaño en la zona profunda, en la que se pasa insensiblemente a la roca madre (4). 14. Desertificación: concepto y principales procesos que la originan. Es la pérdida, a veces irreversible, del potencial biológico del suelo, a consecuencia de acciones antrópicas. Entre los procesos que dan lugar a la desertificación destacamos: Erosión hídrica y eólica. Aunque la erosión eólica causa daños importantes y tiene sus repercusiones considerables en climas secos, es la erosión hídrica la que tiene más importancia en nuestro país. Degradación física del suelo, es decir, la pérdida de su estructura, debido por ejemplo al uso abusivo de maquinaria pesada o pisoteo excesivo por parte del ganado. Degradación química. Es debida principalmente a tres causas: a) Pérdida de fertilidad del suelo por lavado de nutrientes (lixiviación) o por acidificación; b) Contaminación del suelo debido a contaminantes como la lluvia ácida, metales pesados, aguas residuales, residuos radioactivos, etc; c) Salinización y alcalinización por acumulación de sales en el suelo debido a la naturaleza de la roca madre, a las aguas subterráneas salitrosas o a la utilización de aguas de riego de mala calidad. Degradación biológica. Se entiende por degradación biológica del suelo la mineralización acelerada del humus. Esta pérdida de materia orgánica en proceso de descomposición conlleva una disminución en nutrientes y la pérdida de fertilidad del suelo. 7