La energía es una fuerza que siempre se transforma, nunca se desvanece (página 2)

 FISIÓN: Es el utilizado
actualmente en las centrales nucleares. Cuando un átomo
pesado (como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o
rompe en dos átomos más ligeros, la suma de las
masas de estos últimos átomos obtenidos, más
la de los neutrones desprendidos es menor que la masa del
átomo original. Para romper un átomo, se emplea un
neutrón (ya que es neutro eléctricamente, y no es
desviado de su trayectoria), que se lanza contra el átomo
a romper, por ejemplo, Uranio. Al chocar el átomo queda
sumamente inestable, dividiéndose en dos átomos
diferentes y más ligeros que el Uranio, desprendiendo 2
ó 3 neutrones (los neutrones desprendidos, dependen de los
átomos obtenidos), y liberando energía.

Estos neutrones, vuelven a chocar con otros
3 átomos de Uranio liberando mas neutrones, energía
y otros dos átomos más ligeros, y así
sucesivamente, generando de esta forma una reacción en
cadena.

FUSIÓN: La fusión nuclear,
está actualmente en líneas de investigación,
debido a que todavía hoy no es un proceso viable, ya que
se invierte más energía en el proceso para que se
produzca la fusión, que la energía obtenida
mediante este método.La fusión, es un proceso
natural en estrellas, produciéndose reacciones nucleares
por fusión debido a la elevadísima temperatura de
estas estrellas, que están compuestas principalmente por
Hidrógeno y Helio.

El hidrógeno, se repele cuando
intentas unirlo (fusionarlo) a otro átomo de
hidrógeno, debido a su repulsión
electrostática. Para vencer esta repulsión
electrostática, el átomo de hidrógeno debe
chocar violentamente contra otro átomo de
hidrógeno, fusionándose, y dando lugar a Helio, que
no es fusionable. La diferencia de masa entre el átomo
obtenido y el original es mayor que en la fisión,
liberándose así una gran cantidad de energía
(muchísimo mayores que en la fisión).

Estos choques violentos, se consiguen con
una elevada temperatura, que excita los átomos de
hidrógeno, y se mueven muy rápidamente, chocando
unos contra otros.

Ventajas de la Energía
Nuclear:

La energía nuclear, genera un tercio
de la energía eléctrica que se produce en la
Unión Europea, evitando así, la emisión de
700 millones de toneladas de CO2 por año a la
atmósfera. A escala mundial, en 1.996, se evitó la
emisión de 2,33 billones de toneladas de CO2 a la
atmósfera, gracias a la energía nuclear.Por otra
parte, también se evitan otras emisiones de elementos
contaminantes que se generan en el uso de combustibles
fósiles.

Los vertidos de las centrales nucleares al
exterior, se pueden clasificar como mínimos, y proceden,
en forma gaseosa  de la chimenea de la central, pero se
expulsan grandes cantidades de aire, y poca de radiactividad; y
en forma líquida, a través del canal de
descarga.Por su bajo poder contaminante, las centrales nucleares,
frenan la lluvia ácida, y la acumulación de
residuos tóxicos en el medio ambiente.

Además, se reducen el consumo de las
reservas de combustibles fósiles, generando con muy poca
cantidad de combustible (Uranio) muchísima mayor
energía, evitando así gastos en transportes,
residuos, etc.

Peligros de la Energía
Nuclear:

Actualmente, la industria nuclear de
fisión, presenta varios peligros, que por ahora no tienen
una rápida solución. Estos peligros, podrían
llegar a tener una gran repercusión en el medio ambiente y
en los seres vivos si son liberados a la atmósfera, o
vertidos sobre el medio ambiente, llegando incluso a producir la
muerte, y condenar a las generaciones venideras con mutaciones…
Por ello, a las centrales nucleares se les exige unas grandes
medidas de seguridad, que puedan evitar estos incidentes, aunque
a veces, pueden llegar a ser insuficientes. Los peligros
más importantes, son entre otros, la radiación y el
constante riesgo de una posible explosión nuclear, aunque
este último es muy improbable con los actuales sistemas de
seguridad de las centrales nucleares. Nos centraremos
principalmente en la radiación, por ser el más
representativo, debido a que las explosiones son muy
improbables.

La radiactividad, es la propiedad en virtud
de la cual algunos elementos que se encuentran en la naturaleza,
como el Uranio, se transforman, por emisión de
partículas alfa (núcleos de Helio), beta
(electrones), gamma (fotones), en otros elementos nuevos, que
pueden ser o no, a su vez, radiactivos. La radiactividad es, por
tanto, un fenómeno natural al que el hombre ha estado
siempre expuesto, aunque también están las
radiaciones artificiales. Así pues, diferenciamos dos
casos; radiación natural y radiación
artificial:

RADIACIÓN NATURAL:

Siempre ha existido, ya que procede de las
materias existentes en todo el universo, y puede ser
radiación visible (como por ejemplo la luz), o invisible
(por ejemplo los rayos ultravioleta). Esta radiación,
procede de las radiaciones cósmicas del espacio exterior
(Sol y estrellas), pues ellos son gigantescos  reactores
nucleares, aunque lejanos; también proceden estas
radiaciones de los elementos naturales radiactivos (uranio,
torio, radio) que existen de forma natural en el aire, agua,
alimentos, o el propio cuerpo humano.

Esta radiación natural, es del orden
del 88% de la radiación total recibida por el ser humano,
clasificándose de la siguiente manera:

    – Radiación
cósmica:    15 %     –
Radiación de alimentos, bebidas, etc. :    
17 %    – Radiación de elementos
naturales:    56 %

RADIACIÓN ARTIFICIAL: Provienen de
fuentes creadas por el hombre. Los televisores o los aparatos
utilizador para hacer radiografías médicas son las
fuentes más comunes de las que recibimos radiación
artificial. La generada en las centrales nucleares, pertenece a
este grupo.

La radiación artificial total
recibida por el ser humano es del orden del 12% de todas las
radiaciones recibidas. Se clasifica de la siguiente
manera:

    – Televisores y aparatos
domésticos:     0.2
%    – Centrales nucleares:     0.1
%    – Radiografías médicas: 
   11.7 %

Como es bien sabido, la radiación de
los elementos trae serias consecuencias en los seres vivos, si
sobrepasan los límites anuales de radiación normal.
La consecuencia más importante es la  mutación
en los seres vivos, ya que afecta a las generaciones tanto
presentes, como futuras, y sus efectos irían desde la
falta de miembros corporales y malformaciones en fetos,
esterilidad, hasta la muerte.

Por tanto, es importante que los residuos
de las centrales nucleares, que son radiactivos, cumplan unas
medidas de seguridad, para que no surjan posibles accidentes de
fugas de radiación.

En caso de emergencia, se activarían
los siguientes Sistemas de emergencia. Se activan al romperse la
tubería de refrigeración, y es un sistema
autónomo automático, y se compone
de: 

Las medidas de seguridad para prevenir
posibles fugas radiactivas, son muy altas, evitando así,
que se produzca un accidente radiactivo. La radiación
liberada, es, por tanto, muy baja, prácticamente
nula.

Energía de Biomasa

Las plantas usan el sol para crecer. La
materia orgánica de la planta se llama biomasa y almacena
a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La
biomasa es parte del ciclo natural del carbono entre la tierra y
el aire.En el concepto de biomasa no se debe incluir la turba
(Combustible fósil formado de residuos vegetales
acumulados en sitios pantanosos, de color pardo oscuro, aspecto
terroso y poco peso, y que al arder produce humo denso), que a
efectos de emisiones de CO2 equivale a un combustible
fósil; además, dados los impactos ambientales
derivados de la explotación de turberas, no se
podría considerar energía renovable la obtenida de
esta fuente de energía.

La biomasa es un tipo de energía
reciclable que se produce a partir de vegetales.La biomasa
incluye:Residuos agrícolas: Paja, orujos….Residuos
forestales: Ramas finas….Restos de madera de las
industrias forestales: astillas, aserrín….Cultivos
energéticos: Cardo (Planta anual, de la familia de las
Compuestas)….Residuos ganaderos: purines y otros
excrementos del ganado.En fin, la biomasa incluye la madera,
platas de crecimiento rápido, algas cultivadas restos de
animales, etc. (Neuquén, al igual que muchas de las
provincias de Argentinas y de todo el mundo cuentan con estos
requisitos para la formación de energía de biomasa
pero no la ponen en práctica) Es una fuente de
energía procedente, de último lugar, del sol, y es
renovable siempre que se use adecuadamente. La biomasa puede ser
usada directamente como combustible, denominado "biocombustible".
En Neuquén, el Estado provincial y la empresa
Petrobrás habían iniciado tres años
atrás un proceso de investigación para lograr la
producción de Biodiesel (biocombustible). Pero hasta el
momento no hay novedades del proyecto.

De lo que sí hay novedades y muy
positivas es de la primera plantación de colza (Especie de
col, con las hojas de cuyas semillas se extrae aceite, el cual es
utilizado para la producción de biocombustibles) en Plaza
Huincul. En la primera cosecha se obtuvieron rindes muy
superiores a los esperados. Vale la pena recordar que esta
oleaginosa es la que mejor rendimiento tiene en Europa para la
producción de biocombustibles. Nueva leyEl mayor aporte de
la ley es sin duda el corte obligatorio, que implica que a partir
del año 2010 todo el gasoil deberá incluir un 5% de
Biodiesel, y toda la nafta un 5% de etanol. Esto significa una
demanda de alrededor de 500.000 toneladas de Biodiesel y unas
200.000 de etanol.Dado que el corte y la distribución
estarán a cargo del sector petrolero (que es el que cuenta
con la infraestructura de estaciones de servicio y los medios de
transporte de los combustibles), las exigencias en materia de
requisitos de calidad serán muy elevadas. Por eso, quien
quiera incursionar en la producción de Biodiesel o etanol
para el mercado nacional, deberá tener en cuenta que su
cliente será Repsol YPF, Shell, Esso o Petrobrás,
para señalar las más importantes.

Repsol YPF ya anunció que
construirá alguna (s) planta(s). Petrobrás
está en el tema en Brasil y también lo analiza para
este mercado. Shell y Esso no han hablado de inversiones,
así que seguramente se proveerán de Biodiesel de
terceros. Pero en cualquier caso, sólo incorporarán
un biocombustible de alto estándar. Así que para
entrar en carrera, seguramente no quedará otra
opción que instalar una planta de escala, que entregue
Biodiesel de calidad. Y capacidad de negociación en este
nivel.Quizá la mejor opción, apuntando a ser
proveedores del mercado de corte obligatorio, será
relacionarse con la industria aceitera (involucrada en el
«crushing» o molienda de oleaginosas para
extracción de aceite) y proponer algún tipo de
asociación. Habría buen ambiente para buscar
acuerdos de provisión, joint ventures, fazón, etc.,
con este sector clave.Lo importante es que debe ser un beneficio
medioambiental y no generar otros problemas.Alrededor de la mitad
de la población mundial sigue dependiendo de la biomasa
como principal fuente de energía. El problema es que en
muchos lugares se está quemando la madera y destruyendo
los bosques a un ritmo mayor que el que se reponen, por lo que se
están causando graves daños ambientales:
deforestación, pérdida de biodiversidad,
desertificación, degradación de las fuentes de
agua, etc.

También se puede usar la biomasa
para preparar combustibles líquidos, como el metanol o el
etenol, que luego se usan en los motores. El principal problema
de este proceso es que su rendimiento es bajo: de un 30 a un 40%
de la energía contenida en el material de origen se pierde
en la preparación del alcohol.Otra posibilidad es usar la
biomasa para obtener biogás. Esto se hace en
depósitos en los que se van acumulando restos
orgánicos, residuos de cosechas y otros materiales que
pueden descomponerse, en un depósito al que se llama
digestor. En ese depósito estos restos fermentan por la
acción de los microorganismos y la mezcla de gases
producidos se pueden almacenar o transportar para ser usados como
combustible.

El uso de biomasa como combustible
presenta la ventaja de que los gases producidos en la
combustión tienen mucho menor proporción de
compuestos de azufre, causante de la lluvia ácida, que los
procedentes de la combustión del carbono. Al ser quemados
añaden CO2 al ambiente, pero este efecto se puede
contrarrestar con la siembra de nuevos bosques o plantas que
retiran este gas de la atmósfera. Métodos de
conservación de la Biomasa en energíaMétodos
termoquímicos:Estos métodos se basan en la
utilización del calor como fuente de transformación
de la biomasa. Están bien adaptados al caso de la biomasa
seca, y, en particular, a los de la paja y de la
madera.

La combustión: Es la
oxidación completa de la biomasa por el oxígeno del
aire, libera simplemente agua y gas carbónico, y puede
servir para la calefacción doméstica y para la
producción de calor industrial.La pirolisis: Es la
combustión incompleta de la biomasa en ausencia de
oxígeno, a unos 500ºC, se utiliza desde hace mucho
tiempo para producir carbón vegetal. Aparte de este, la
pirolisis lleva a la liberación de un gas pobre, mezcla de
monóxido de carbono, de hidrogeno y de hidrocarburos
ligeros.

Este gas de débil poder
calorífico, puede servir para accionar motores diesel, o
para producir electricidad, o para mover vehículos. Una
variante de la pirolisis, llamada pirolisis flash lleva a
1000ºC en menos de un segundo, tiene la ventaja de asegurar
una gasificación casi total de la biomasa. De todas
formas, la gasificación total puede obtenerse mediante una
oxidación parcial de los productos no gaseosos de la
pirolisis. Las instalaciones en donde se realizan la pirolisis y
la gasificación de la biomasa reciben el nombre
gasógenos. El gas pobre producido puede utilizarse como se
indica antes, o bien servir de base para la síntesis de un
alcohol muy importante, el "METANOL", que podría sustituir
las gasolinas para la alimentación de los motores de
explosión (carburol).Métodos biológicos:La
fermentación alcohólica es una técnica
empleada desde hace mucho con los azúcares, que puede
utilizarse también con la celulosa y el almidón, a
condición de realizar una hidrólisis previa (en
medio ácido) de estas dos sustancias. Pero las
destilación permite obtener alcohol etílico
prácticamente anhídrido, es una operación
muy costosa en energía. En estas condiciones, la
transformación líe la biomasa en etanol y
después la utilización de este alcohol en motores
de explosión, tienen un balance energético global
dudoso. A partir de esta reserva, ciertos países (Brasil,
E.U.A) tienen importantes proyectos de producción de
etanol a partir de la biomasa con un objetivo energético
(propulsión de vehículos; cuando el alcohol es puro
o mezclado con gasolina, el carburante recibe el nombre de
gasohol). La fermentación mecánica es la
digestión anaerobia de la biomasa por bacterias. Es
idónea para la transformación de la biomasa
húmeda (mas del 75% de humedad relativa).

En los fermentadores, o biodigestores,
la celulosa es esencialmente la sustancia que degrada de un gas,
que contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas
carbónico. El problema principal consiste en la necesidad
de calentar el equipo, para mantenerlo a temperatura
óptica de 30-35ºC. No obstante, el empleo de los
digestores es un camino prometedor hacia la autonomía
energética de las explotaciones agrícolas, por
repercusiones de las deyecciones y camas del ganado.
Además, es una técnica de gran interés para
los países en vías de desarrollo. Así,
millones de digestores ya son utilizados por familias campesinas
chinas. Utilización de la biomasa:Bosques: Si bien,
Neuquén no es un exportador de biomasa actualmente para
fines energéticos (Aunque hay proyectos en pie para la
producción de biodiesel). En otras partes del mundo ya
tienen práctica en esto, por ejemplo la tala de
árboles. No obstante, el recurso sistemático de la
biomasa en los bosques para cubrir la demanda energética
solo constituye una opción razonable en países
donde la densidad territorial de dicha demanda es muy baja,
así como también la de la población (Tercer
mundo).

En España (por lo demás
país deficitario de madera) sólo es razonable
contemplar el aprovechamiento energético de la corta y
seca y de la limpia de las explotaciones razonables
(leña-ramaje-follaje-etc.), así como de los
residuos de la industria de la madera.Residuos agrícolas
deyecciones y camas de ganado: Estos constituyen otra fuente
importante de bioenergía, aunque no siempre sea razonable
darles este tipo de utilidad. En algunos lugares, sólo
parece recomendable el uso a tal fin de la paja de los cereales
en los casos en que el retirarla del campo no afecte
apreciablemente a la fertilidad del suelo, y de las deyecciones y
camas del ganado cuando el no utilizarlas sistemáticamente
como estiércol no perjudique las productividades
agrícolas. Siguiendo este criterio.

Cultivos energéticos: Es muy
discutida la conveniencia de los cultivos o plantaciones con
fines energéticos, no solo por su rentabilidad en
sí mismos, sino también por la competencia que
ejercerían con la producción de alimentos y otros
productos necesarios (madera, etc.). Las dudas aumentan en el
caso de las regiones templadas, donde la asimilación
fotosintética es inferior a la que se produce en zonas
tropicales. Así y todo, se ha estudiado de modo especial
la posibilidad de ciertos cultivos energéticos,
especialmente sorgo dulce y caña de azúcar. No
obstante, el problema de la competencia entre los cultivos
clásicos y los cultivos energéticos no se
plantearía en el caso de otro tipo de cultivo
energético: los cultivos acuáticos. Una planta
acuática particularmente interesada desde el punto de
vista energético sería el jacinto de agua, que
posee una de las productividades de biomasa mas elevadas del
reino vegetal. Podría recurrirse también a ciertas
algas microscópicas (micrófitos), que
tendrían la ventaja de permitir un cultivo continuo.
Así, el alga unicelular Botrycoccus braunii, en
relación a su peso, produce directamente importantes
cantidades de hidrocarburos.

Biodiesel de aceites vegetales usados
(A.V.U.)

Los
Aceites Vegetales Usados de cocina son una fuente atractiva de
biodiesel, pero son más difíciles de convertir
porque contienen un 2-10% de ácidos grasos libres (la
causa del sabor rancio) y pueden provocar grandes problemas.
Primero de todo, es necesario retirar cualquier agua presente en
el aceite usado. Calentamos a 104ºC durante una hora o hasta
que no se puedan ver burbujas (señal de uqe ya no hay
agua, claro). Es necesario valorar el aceite para determinar
qué cantidad de ácidos grasos libres
contiene.

**Para
medir la cantidad de ácidos grasos libres de nuestro
aceite: mezclamos 1 ml de aceite con 10 ml de alcohol
isopropilico (obtenible junto con los demás dri-gas) + 2
gotas de solución de fenolftaleina (obtenibles en una
farmacia, tienda de tiempo libre o en una tienda de juguetes que
vendan productos químicos).

**Gota
a gota, añadimos solución de sosa al 0,1% (1 g. de
sosa en 1 litro de agua) mediante agitación vigorosa hasta
que la solución se queda rosácea durante 10
segundos (20 gotas = 1 ml) y registre los mililitros de
solución de sosa al 0,1% usados.

** En
resumen, por cada litro de AVU (Aceite Vegetal Usado)
necesitamos:- un gramo de sosa granular sólida por cada ml
de solución de sosa al 0,1% utilizado para valorar los
ácidos grasos libres. – más los 3,5g necesarios
como catalizador tal como se describe más arriba para el
aceite nuevo (no usado). – Disolvemos completamente la cantidad
apropiada de sosa en el metanol: esta mezcla combinada constituye
el metóxido sódico.

**Añadimos el alcohol-sosa al aceite,
bátalo VIGOROSAMENTE y separe, de acuerdo con las
instrucciones dadas más arriba para el aceite nuevo. Ya
hemos creado biodiesel, apto para el consumo de motores diesel.
Leer más:
http://www.monografias.com/trabajos29/energia/energia#mecanica#ixzz31gI6oMxa

Autor:

Carlos Fernández
Villegas