Presentacion sobre el tema 11 de CTMA

1. 10 – Necesidades
energéticas y minerales
Ciencias de la Tierra y Medioambientales
IES Montes de Toledo
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2. Recurso: cantidad total que hay
en la Tierra de uno determinado
• Energía solar
Renovable
s • Viento
• Mareas
• Combustibles
No fósiles
renovables • Minerales
• Suelo fértil
• Agua y aire limpios
Potencialm • Bosques
ente • Peces
renovables
• Etc.

3. Se consideran
reservas, aquella parte
de los recursos cuya
localización y cantidad
se conocen
detalladamente, y cuya
explotación resulta
económicamente
rentable con la
tecnología disponible.

4. ROCAS INDUSTRIALES

5. Áridos y otros materiales

6. Minerales industriales
Arenas y Depósitos
estratos de fluviales:
Ambientes arenisca: Suelos
oro, plata, platin lateríticos:
lacustres: cuarzo o
siderita bauxita
Cuencas
evaporíticas:
yeso, halita, silvin
a
Chimene
as
volcánica Fondos
s: Rocas plutónicas: oceánicos:
diamante nódulos de
magnetita, hematites pirolusita
Meteorización de
, casiterita, uraninita Filones hidrotermales y
rocas endógenas:
limonita, cuprita, pir aureolas metamórficas de
olusita contactos:
blenda, pirita, galena, cinabri
o, calcopirita

7. Minerales industriales
Los minerales de los cuales
se extrae un metal, se
conocen como menas
Los restos del mineral
que no tienen interés
económico se
denominan escorias, y
se acumulan junto a las
explotaciones

8. Metal Menas Algunas utilidades
Aluminio Bauxita Construcción, industria de aviones y automóviles.
Hierro Magnetita, hematites, limonita, siderita,pirita. Muy importante en la industria. Se usa para fabricar acero (con
Lateritas. carbono) y acero inoxidable (con cromo y níquel)
Manganeso Pirolusita Usado en la producción de acero y pinturas.
Cromo Cromita Se usa en la producción de acero inoxidable, para fabricar
ladrillos refractarios (resistentes al fuego) y pinturas.
Titanio Ilmenita Se utiliza en la fabricación de aviones, pinturas y para fabricar
prótesis óseas.
Cobre Calcopirita, cuprita, malaquita, azurita Se usa para fabricar cables. También para fabricar latón (con
cinc) y bronce (con estaño).
Plomo Galena Utilizado para fabricar cañerías, emplomar vidireras, fabricar
baterías y se añade a la gasolina como antidetonante.
Cinc Blenda Se utiliza para fabricar latón y en el galvanizado del hierro o el
acero para protegerlos de la corrosión.
Estaño Casiterita Se usa en la construcción del fuselaje de los aviones y para
soldar. También para obtener bronce.
Plata Plata nativa, diversos minerales argentíferos Usada en la industria fotográfica, en joyería, …
Oro Oro nativo Se usa principalmente en joyería y como referencia en los
sistemas monetarios.
Mercurio Cinabrio Utilizado en la construcción de termómetros y en industrias
papeleras o de plásticos.
Uranio Uraninita Combustible de centrales nucleares.

9. MINERAL APLICACIONES
Carbón (realmente es una roca) Obtención de energía
Pirita (FeS2) Obtención de ácido sulfúrico
Calcita (CaCO3) Obtención de productos químicos, óptica,
etc
Apatito (Ca5(PO4)3(F,Cl)
Silvina (KCl) Fertilizantes
Conservante, condimento, deshielo en
Halita (NaCl) caso de nevadas, etc.
Talco (Si4O10Mg3(OH)2) Pintura, industria papelera y cosmética,
etc.

10. IMPACTOS DE LA
EXPLOTACIÓN MINERA

11. Social
Polvo
Ecosistemas Ruidos
Impactos
Aguas
Geomorfología
paisaje
Minería subterráneas y
superficiales
Pérdida Vertidos de
suelo crudo

12. EIA en explotaciones mineras
La legislación española obliga a realizar
un estudio de impacto ambiental:
 Previo a la construcción de la mina
 Durante la explotación
 Una vez abandonada la explotación
(restauración del paisaje)

13. Impactos de cantera
 Pérdida de suelos
 Impacto paisajístico
 Contaminaciones acústicas
(explosiones, paso de camiones, …)
 Polvo

14. Impacto de gravera
 Pérdida de suelo
 Posible alteración de la dinámica
de los acuíferos
 Posible contaminación de acuíferos
(vertederos)
 Alteración cauces fluviales
 Impacto paisajístico

15. Impactos mina a cielo abierto
 Posible alteración de la dinámica de
acuíferos
 Contaminación acuíferos (acidificación por
lavado)
 Gran impacto paisajístico

16. Impactos mina subterránea
 Lavado de minerales y acumulación
de escorias generan aguas
contaminadas
 Impacto paisajístico por acumulación
de escombros

17. Medidas preventivas
 Programar explosiones en épocas de
no anidación
 Recogida de aceites usados
 Regar las pistas de acceso
 Poner cintas transportadoras

18. Medidas correctoras
 Rellenar los huecos con los restos de
las escombreras
 Reforestación con especies
autóctonas
 Retirar los suelos conservando su
estructura
 Diseño previo de la explotación
(impacto visual)

19. FUENTES DE ENERGÍA

20. Clasificación de energías
 Combustibles
fósiles
Energías no
◦ Petróleo renovables
Energías
convencional ◦ Carbón
es ◦ Gas natural
 Energía nuclear
 Energía hidráulica
 Energía solar Energías
Energías  Energía eólica renovables
alternativas
 Energía maremotriz
 Energía geotérmica
 Energía biomasa

21. Eficiencia de las energías
Calidad Tipos de energía Utilidad
Muy alta Electricidad Procesos industriales,
Térmica (> 2500 ºC) uso de electricidad para
Luz solar concentrada iluminar o motores
Nuclear
Alta Térmica (1000–2500ºC) Movimientos de
Gasolina, gas natural, carbón vehículos
Comida Procesos industriales y
de producción de
electricidad
Moderada Luz normal del Sol Procesos industriales
Flujo de agua de alta velocidad sencillos, cocinar,
Vientos fuertes producción de vapor,
Térmica (100-1000ºC) electricidad y agua
Madera y desechos orgánicos caliente
Baja Térmica (100-1000 ºC) Calentamiento de casas
Flujos de agua a velocidad y locales
lenta

22. Rentabilidad de una energía
Accesibilidad
Rentabilidad Facilidad de
Precio económica explotación
Transporte

23. Sistema energético
Conjunto de procesos realizados sobre la
energía desde sus fuentes originarias hasta
sus usos finales
Extracción Transformación Transporte Consumo de E secundaria

24. Rendimiento de un sistema
energético
Relación entre la energía que
obtenemos de un sistema y la que
hemos suministrado expresado en
tanto por ciento
Salidas/Entradas (%)
Será menor del 100 %. Cuando la
energía es barata, no se tienen en
cuenta las pérdidas de energía

25. Coste energético
Precio que pagamos por utilizar la energía
secundaria
Costes ocultos asociados a los equipos o
instalaciones implicados en todo el proceso
energético
(construcción, mantenimiento, desmantelamiento y
eliminación del impacto producido por su
construcción). También se añaden los impactos

26. COMBUSTIBLES
FÓSILES

27. Consumo mundial de energía
Otras fuentes E.
Fisión
renovables, 1 hidroeléctrica,
nuclear, 6%
% 6%
Gas
natural, 23%
Petróleo, 38%
Carbón, 26%

28. Consumo de energía en España
(2010)
Carbón Biomasa y
8% residuos
Nuclear
9%
10%
Hidraúlica
2%
Petróleo Other
46% 13%
Eólica
Gas natural 2%
22%
Resto EERR
1%
Fuente: La Energía en España 2012. Ministerio de Industria, Energía y turismo

29. Carbón
Es un combustible de un alto poder calorífico y uno de los más
abundantes (se estiman reservas para 220 años al actual ritmo
de consumo), pero también es el más sucio, debido a su
elevado contenido en azufre, cuando se quema expulsa una
gran cantidad de SO2, lo que le convierte en el principal
causante de la lluvia ácida. Además, emite el doble de CO2 que
el petróleo.

30. CENTRALES TÉRMICAS
Estrategias para minimizar sus impactos:
• Sustitución de combustible por otro que posea menor contenido en azufre
• Procesado del combustible, machacándolo y lavándolo para eliminar la mayor cantidad
posible de azufre
• Diseño de centrales térmicas eficientes, que incluyen sistemas de eliminación de los
componentes sulfurados antes de emitir los gases de combustión

31. Carbón
90 – 95 % de C
75 – 90 % de C
60 – 70 % de C
45 – 60 % de C

32. Carbón - Ventajas
 Su manipulación y transporte son fáciles y no existe
prácticamente riesgo de accidentes que produzcan algún
tipo de contaminación
 Es barato
 Las reservas actuales son muy grandes
 Algunas variedades (antracita) tienen un alto poder
calorífico
 Admite procesos como la destilación seca, con lo que se
obtiene el coque y el gas ciudad (muy alto poder calorífico)

33. Carbón - Inconvenientes
 Su extracción produce impactos ambientales
 Las variedades más baratas y abundantes son de baja
calidad, y su combustión es muy contaminante debido a
su contenido en azufre
 Su combustión es una fuente importante de CO2 y de
hollín
 La minería acarrea un importante riesgo de accidentes

34. Petróleo
El petróleo es un líquido de color oscuro más ligero que el agua. Por
esta razón, en caso de escape se puede extender por las superficies
marinas, impidiendo la entrada de oxígeno y eliminando toda vida
existente (mareas negras)

35. DESTILACIÓN FRACCIONADA
Consiste en un progresivo aumento de la temperatura, con lo que se consigue
separar las distintas fracciones según su punto de ebullición.

37. Petróleo - Ventajas
 La tecnología para su procesado está muy desarrollada
y se logran productos de alta calidad
 Las infraestructuras para su transporte y distribución
están muy desarrolladas
 Tiene un alto podre calorífico, lo que brinda mucha
autonomía a los sistemas que lo usan, ya que con un
pequeño depósito de combustible se obtienen muchas
horas de trabajo
 Hay una gran cantidad de
máquinas, calderas, etc., adaptadas a su uso

38. Petróleo - Inconvenientes
 Es un recurso que se consume a gran velocidad
 Su combustión produce mucho CO2, principal fuente de
este gas
 Dependencia de este producto en los países no
productores
 Transporte de crudo en barcos petroleros hasta las
refinerías, representa un riesgo para el medio ambiente
por la posibilidad de vertidos al mar, ya sea por
accidentes o por actividades ilegales
 Los aditivos antidetonantes como el plomo son muy
contaminantes

39. Gas natural
Procede, al igual que el resto de hidrocarburos, de la fermentación
de la materia orgánica acumulada entre los sedimentos. Está
compuesto por una mezcla de hidrógeno, metano, butano, propano y
otros gases en proporciones variables.

40. Gas natural

41. Gas natural - Ventajas
 Su combustión es relativamente limpia, ya que
contiene niveles muy bajos de azufre y otras
impurezas.
 Su transporte es sencillo por medio de
gasoductos, camiones o buques cisternas, ya que
el gas es licuable si se comprime y enfría por
debajo de – 160 ºC.

42. Gas natural - Inconvenientes
 Su combustión produce mucho CO2, ya que este
componente se encuentra en su composición
inicial. Su consumo creciente lo convierte en uno
de los principales causantes del aumento de la
concentración de este gas de efecto invernadero
en la atmósfera.

43. ENERGÍA NUCLEAR
(FISIÓN)

44. Fisión
La desintegración de núcleos atómicos inestables libera una gran
cantidad de energía que es absorbida por un medio
refrigerante, normalmente agua o CO2, que adquiere una temperatura
y presión muy elevadas. El vapor producido se aprovecha para la
producción de energía eléctrica en las centrales nucleares.
Uranio-235
Neutrón
Productos
Energía

45. Central Nuclear Fisión

46. Centrales nucleares en
España

47. Fisión - Ventajas
 Existen grandes reservas de mineral de uranio
 La tecnología para la obtención del material
fisionable está muy desarrollada
 No genera CO2, ya que no produce combustión
 El rendimiento es muy alto
 Las centrales son cada vez más seguras

48. Fisión - Inconvenientes
 La posibilidad de un accidente es muy
preocupante, ya que un escape radiactivo
produciría graves daños a las personas y al
resto de seres vivos expuestos a la radiación
 Es una fuente no renovable de energía
 Los residuos radiactivos son de alta actividad y
necesitan un tratamiento y almacenamiento
cuidadoso y costoso

49. ENERGÍA
HIDROELÉCTRICA

50. Energía hidroeléctrica
Presa
Centros de
consumo
La energía potencial Agua
embalsada
que impulsa el agua
en su camino desde
las montañas al mar
puede ser capturada y
transformada en
energía eléctrica
mediante los
embalses, que
permiten concentrar y
almacenar dicha Compuerta
energía
Turbina
Generador Transformador

51. Hidroeléctrica - Ventajas
 Es una fuente de energía limpia, ya que no
produce CO2 ni otros residuos
 Su rendimiento es alto
 Los embalses regulan el flujo fluvial evitando
avenidas, almacenan agua para diferentes usos
y son un importante recurso recreativo

52. Hidroeléctrica -
Inconvenientes
 La construcción de embalses produce fuertes
impactos ambientales
◦ Destrucción de hábitats
◦ Modificación del caudal del río
◦ Se alteran características del agua como
temperatura, grado de oxigenación, …
◦ Impacto paisajístico y humano
 Los embalses son estructuras perecederas, ya que
al colmatarse de sedimentos van perdiendo
capacidad
 La alteración del régimen hídrico de los ríos puede
dejar el curso fluvial por debajo de su caudal
ecológico

53. FUENTES
ALTERNATIVAS DE
ENERGÍA

54. Energías procedentes del Sol
Sistemas arquitectónicos pasivos
Captación
térmica
(calor) Centrales solares térmicas
Energía solar
directa Captación
Células solares
fotovoltaica
Captación
fotónica
(luz)
Captación
Biomasa
bioquímica
Energía solar
Viento, olas, hidráulica
indirecta

55. Centrales solares térmicas
El calor procedente del Sol se usa para la producción de
electricidad, para lo que hay que capturar y concentrar la
luz solar con un colector.
Una vez concentrado el calor solar, se almacena en un fluido
(aceite) y posteriormente se convertirá en electricidad.

56. Centrales solares
fotovoltaicas
Se convierte directamente la luz del Sol en
electricidad, para lo que se utiliza silicio (semiconductor)
que produce una corriente eléctrica

57. Sistemas arquitectónicos
pasivos
Arquitectura bioclimática: las casas se calientan o se enfrían
pasivamente, utilizando para ello la luz del Sol y principios
de diseño arquitectónico basados en la arquitectura popular

58. Energía solar - Ventajas
 Energía limpia
 El agua caliente producida puede acumularse y
estar disponible de forma continua
 Recurso importante en zonas de gran insolación y
permite el aprovechamiento de terrenos
improductivos
 Se adapta al uso doméstico y permite disponer de
electricidad y agua caliente en zonas sin una red
de suministro eléctrico

59. Energía solar -
Inconvenientes
 En zonas de clima lluvioso y en latitudes
elevadas su rendimiento es muy bajo
 La energía eléctrica producida es difícil de
acumular
 Su rendimiento es intermitente, ya que se
interrumpe de noche

60. Energía de biomasa
La biomasa es una
importante fuente, ya que
es renovable, barata y
limpia, y requiere
tecnologías poco
complejas.
Es proporcionada por una
gran diversidad de
productos: forestales
(leña, madera o desechos
madereros), desechos
agrícolas (paja), desechos
animales (excrementos
procedentes de granjas) y
basura
(papel, cartón, restos de

61. Energía de biomasa
Biogás (60% metano y 40% CO2) producido por la
descomposición anaerobia de los residuos y obtenido
mediante la inserción de tuberías en el terreno donde se
hayan enterrado
Biocombustibles
Etanol se puede obtener de la fermentación y posterior
destilación de cereales, remolacha y caña de azúcar
Metanol puede obtenerse a partir de madera, restos
agrarios, basuras y carbón
Bioaceites producidos a partir de semillas
oleaginosas, como la colza, el girasol y la soja. Pueden
utilizarse sin refinar en motores diesel modificados o
mezclados con combustibles fósiles

62. Biomasa - Ventajas
 Fuente renovable de energía que puede sustituir
en parte al petróleo, por lo que reducen la
dependencia de las importaciones de crudo
 Su obtención se puede ajustar a la demanda
 La obtención de biogás a partir de residuos y
lodos de depuradoras es una excelente
alternativa para la valorización energética de
estos productos

63. Biomasa - Inconvenientes
 Su obtención a partir de cultivos intensivos
produce impactos ambientales
 Los cultivos de maíz, caña de azúcar, etc., para
usos energéticos encarece estos productos, que
son alimentos fundamentales en muchos países
 Aunque se presentan a veces como “energías
limpias”, son combustibles cuya utilización
produce CO2, por lo que no son una alternativa
para frenar el cambio climático

64. Energía eólica
Álabe
Generador
Eje

65. Eólica - Ventajas
 Es una energía limpia. Los diseños actuales de
aerogeneradores han reducido radicalmente el
impacto negativo que los anteriores tenían sobre
las aves
 Es una fuente de energía rentable. Su coste en
los últimos veinte años se ha reducido a menos
de la mitad y su rendimiento ha aumentado
mucho

66. Eólica - Inconvenientes
 Produce un gran impacto visual y necesita
grandes extensiones de terreno
 La producción de electricidad es discontinua
porque depende de la meteorología

67. OTRAS ENERGÍAS
ALTERNATIVAS NO
PROCEDENTES DEL SOL

68. Energía maremotriz
Compuerta
abierta
Entrada de
agua
Agua
Marea
embalsada
alta
Compuerta
cerrada
Transformador
Marea Compuerta
alta abierta
Generador
Salida de
agua Turbina
Marea baja

69. Maremotriz - Ventajas
 Fuente renovable de energía o inagotable
 Son totalmente limpias
 El impacto de su explotación es muy local
 La tecnología para su explotación se desarrolla
muy rápidamente

70. Maremotriz - Inconvenientes
 La construcción de diques costeros para la
explotación de energía maremotriz produce un
notable impacto ambiental sobre el ecosistema
litoral y sobre la dinámica de las corrientes y el
oleaje
 La energía del oleaje es discontinua, ya que
depende de la meteorología

71. Energía geotérmica
Pozo de Pozo de
inyección extracción
Foco de
calor

72. Geotérmica - Ventajas
 Es una fuente energética totalmente limpia
 Las instalaciones requeridas no son muy caras
 Es continua y prácticamente inagotable
 El impacto ambiental producido es muy local

73. Geotérmica - Inconvenientes
 Disponible sólo en algunas zonas
 Se desconoce cómo puede afectar a la
dinámica de la geosfera la extracción del calor
latente de las rocas en zonas volcánicamente
activas e inestables
 En caso de temperaturas no muy elevadas el
rendimiento es bajo

74. MEDIDAS DE AHORRO
ENERGÉTICAS

75. Medidas específicas
 Aumento de la eficiencia en el sistema eléctrico
 Valoración coste real energía consumida
Coste del ciclo de vida = Precio del aparato + (gasto
anual de energía x tiempo de vida estimado)
 Valoración costes ocultos de energía
 Reducción en el consumo de energía
 Fomento de las medidas de ahorro personales

76. Otras medidas
 Cogeneración de energía
 Aislamiento adecuado edificios y viviendas
 Luces de bajo consumo
 Diseño de automóviles
 Coches eléctricos
 Uso de hidrógeno como combustible
 Reciclado de materias primas