1. Verdadero o Falso

A continuación, se presentan una serie de afirmaciones relacionadas con la energía, el medio ambiente y la contaminación. Indique si son verdaderas o falsas, justificando su respuesta.

La actual normativa para centrales termoeléctricas controla MP, NOx, SO2 y Hg – Verdadero

Justificación: Efectivamente, la normativa actual para centrales termoeléctricas suele incluir regulaciones y límites para la emisión de contaminantes como partículas (MP), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azufre (SO2) y mercurio (Hg). Estos contaminantes son considerados nocivos para la salud humana y el medio ambiente, por lo que las autoridades ambientales imponen restricciones y requisitos para reducir sus emisiones y proteger la calidad del aire.

Un desequilibrio entre la atmósfera y la biósfera, respecto de su interacción normal, causa un cambio global del sistema climático – Verdadero

Justificación: Los desequilibrios entre la atmósfera y la biósfera pueden provocar cambios significativos en el sistema climático. La atmósfera, que incluye los gases, la radiación solar y los patrones climáticos, y la biósfera, que abarca todos los seres vivos y los ecosistemas terrestres y acuáticos, son cruciales para mantener el equilibrio y la estabilidad climática en la Tierra.

La biósfera se encuentra esencialmente bajo la capa límite atmosférica – Verdadero

Justificación: La capa límite atmosférica es la capa de la atmósfera más cercana a la superficie terrestre, y es donde ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos y la interacción entre la atmósfera y la biósfera.

El sistema climático lo conforman la atmósfera, los océanos, las capas de hielo, los organismos vivientes y los suelos, sedimentos y rocas – Verdadero

Justificación: El sistema climático está compuesto por la atmósfera, los océanos, las capas de hielo, la biósfera (organismos vivientes) y los suelos, sedimentos y rocas. Todos estos componentes interactúan entre sí de manera compleja y se influyen mutuamente, afectando el clima global y regional en la Tierra.

Las centrales de ciclo combinado usan una central de vapor a carbón y una a gas – Falso

Justificación: Las centrales de ciclo combinado combinan una central de gas y una de vapor, pero no necesariamente a carbón. El ciclo combinado utiliza una turbina de gas para generar electricidad y luego utiliza el calor residual para producir vapor que también impulsa una turbina para generar más electricidad.

El clima es consecuencia de la interacción entre los componentes del sistema climático – Verdadero

Justificación: El clima de la Tierra es el resultado de la interacción compleja entre los diferentes componentes del sistema climático, como la atmósfera, los océanos, la criosfera (capas de hielo), la biosfera y los suelos.

La inversión térmica significa que la temperatura disminuye con la altura – Falso

Justificación: La inversión térmica es una situación inusual en la que la temperatura aumenta con la altura en lugar de disminuir. Esto puede atrapar contaminantes cerca del suelo y causar problemas de calidad del aire.

Los contaminantes atmosféricos secundarios son los que provienen directamente desde la fuente – Falso

Justificación: Los contaminantes atmosféricos secundarios se forman a partir de reacciones químicas en la atmósfera a partir de precursores primarios liberados directamente desde la fuente. Los contaminantes primarios son los que provienen directamente de la fuente.

La contaminación producida por la acción del hombre se llama antropogénica – Verdadero

Justificación: La contaminación antropogénica es aquella causada por la actividad humana, como la quema de combustibles fósiles, la industria, el transporte, entre otros.

El coeficiente de potencia de un aerogenerador es la relación entre la potencia disponible y la energía total del viento – Verdadero

Justificación: El coeficiente de potencia de un aerogenerador es la relación entre la potencia eléctrica que se puede extraer del viento y la potencia cinética total del viento que atraviesa el rotor del aerogenerador.

Las centrales solares térmicas requieren el uso de turbinas de vapor – Falso

Justificación: Las centrales solares térmicas utilizan espejos o lentes para concentrar la luz solar y generar calor. Este calor se utiliza para producir vapor que impulsa una turbina conectada a un generador de electricidad, pero no necesariamente son turbinas de vapor.

Las minihidros son centrales convencionales – Falso

Justificación: Las minihidroeléctricas son instalaciones hidroeléctricas de menor capacidad en comparación con las grandes centrales hidroeléctricas, pero siguen utilizando la energía del agua en movimiento para generar electricidad, por lo que no son consideradas «convencionales» en el sentido de utilizar combustibles fósiles.

El factor de emisión de CO2 de la biomasa es igual a cero – Falso

Justificación: Si bien la biomasa es considerada una fuente de energía renovable y baja en carbono, la combustión de biomasa todavía emite dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero. El factor de emisión de CO2 de la biomasa es significativamente menor que el de los combustibles fósiles, pero no es igual a cero.

La contaminación ambiental es única y principalmente contaminación atmosférica – Falso

Justificación: La contaminación ambiental puede provenir de diversas fuentes y puede afectar diferentes medios, como el aire, el agua y el suelo. Si bien la contaminación atmosférica es una forma importante de contaminación ambiental, no es la única ni la principal. La contaminación ambiental puede ser causada por diversas actividades humanas y naturales.

Todas las centrales termoeléctricas generan emisiones de NOx – Verdadero

Justificación: Las centrales termoeléctricas que queman combustibles fósiles, como el carbón y el gas natural, generan emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) como subproducto de la combustión.

Los generadores de vapor en las termoeléctricas de vapor son adiabático-reversibles – Falso

Justificación: Los generadores de vapor en las centrales termoeléctricas de vapor no son adiabáticos ni reversibles. La adiabaticidad implica la ausencia de transferencia de calor, pero en un generador de vapor, el calor se transfiere al agua para convertirla en vapor, y esto no es reversible ya que hay pérdidas de energía durante el proceso.

2. Completar las Frases

Complete las frases siguientes con la respuesta más precisa.

a) Sistemas formados por una comunidad natural que se compone de seres vivos (biocenosis) y elementos que constituyen el ambiente físico (biotopos) se denominan ecosistemas.

b) La contaminación endógena es la que representa a la contaminación por sustancias o agentes generados dentro del propio sistema o proceso, es decir, proviene de fuentes internas.

c) El ozono, cuya fórmula química es O3, forma una capa en la atmósfera que tiene por efecto proteger la vida en la Tierra al absorber gran parte de la radiación ultravioleta del Sol, evitando que llegue en grandes cantidades a la superficie terrestre.

d) La presencia en el ambiente de sustancias, elementos, energía o combinación de ellos, en concentraciones superiores o inferiores, según corresponda, a las establecidas en la legislación vigente, es lo que se denomina contaminación.

e) Respecto de la relación que existe entre Energía y Medio Ambiente se debe tener presente que el consumo de energía y su producción pueden tener impactos significativos en el medio ambiente, incluyendo la emisión de gases de efecto invernadero, la contaminación del aire y del agua, el agotamiento de recursos naturales, entre otros aspectos.

f) La huella de carbono es una medida del total de emisiones de gases de efecto invernadero, principalmente dióxido de carbono (CO2), liberadas a la atmósfera como resultado de las actividades humanas, productos o servicios.

g) Los factores de emisión de CO2 se refieren a la cantidad de dióxido de carbono (CO2) liberada a la atmósfera por unidad de actividad o producción. Estos factores pueden variar según la fuente y el tipo de actividad, y son utilizados para calcular la cantidad de emisiones de CO2 producidas por diferentes actividades humanas.

h) La diferencia entre contaminación ambiental y contaminación atmosférica es que la contaminación ambiental se refiere a la presencia de sustancias o condiciones no deseadas que afectan el equilibrio y la calidad del medio ambiente en general, incluyendo el aire, el agua y el suelo. Mientras que la contaminación atmosférica es específicamente la contaminación del aire debido a la presencia de sustancias tóxicas o contaminantes que pueden afectar la salud humana y el medio ambiente.

i) Los heliostatos se usan en centrales de tipo solar, como las centrales termosolares, y su función es reflejar y concentrar la luz solar hacia un receptor central, generalmente una torre, para generar calor y posteriormente electricidad.

3. Preguntas sobre Energía y Medio Ambiente

¿Qué Tipos de Centrales Termoeléctricas Existen?

Existen varios tipos de centrales termoeléctricas, que se diferencian por el tipo de combustible que utilizan y el proceso de generación de energía. Algunos ejemplos son:

• Centrales Térmicas a Carbón: Utilizan carbón para calentar agua y producir vapor que impulsa turbinas generadoras de electricidad.
• Centrales Térmicas a Gas: Utilizan gas natural para generar calor y producir vapor que impulsa turbinas generadoras de electricidad.
• Centrales Térmicas Nucleares: Utilizan uranio enriquecido para generar calor mediante reacciones nucleares y producir vapor que impulsa turbinas generadoras de electricidad.
• Centrales Térmicas de Ciclo Combinado: Combinan una central de gas y una de vapor para aprovechar mejor la energía, aumentando la eficiencia.
• Centrales Térmicas de Biomasa: Utilizan materia orgánica, como residuos agrícolas o forestales, para generar calor y producir vapor que impulsa turbinas generadoras de electricidad.

¿Qué se Entiende por Medio Ambiente?

El «Medio Ambiente» se refiere al conjunto de elementos y factores naturales, físicos, químicos, biológicos, sociales y culturales que rodean a un organismo o comunidad. Incluye el aire, el agua, el suelo, los ecosistemas, los seres vivos, los recursos naturales y los aspectos socioculturales de un lugar. Es el entorno en el que se desarrolla la vida y todas las actividades humanas, y su conservación es fundamental para garantizar el bienestar y la sostenibilidad del planeta.

Capas Atmosféricas y Contaminación

Las dos primeras capas atmosféricas más cercanas a la superficie terrestre son:

• Troposfera: Es la capa más cercana a la superficie de la Tierra y donde ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos, como la formación de nubes, lluvia y viento.
• Estratosfera: Se encuentra por encima de la troposfera y contiene la capa de ozono, que absorbe gran parte de la radiación ultravioleta del Sol.

La capa de mayor importancia desde el punto de vista de la contaminación atmosférica es la troposfera, ya que es donde se concentran las emisiones de contaminantes y los fenómenos meteorológicos pueden atraparlos cerca de la superficie terrestre.

Diferencias entre un Motor Diésel y un Motor de Ciclo Otto

Motor Diésel:

• Funciona con el ciclo diésel, que implica la compresión del aire antes de la inyección del combustible diésel.
• No utiliza bujías; la ignición ocurre por la alta temperatura de la compresión del aire.
• Mayor rendimiento térmico que los motores de ciclo Otto.
• Más eficiente en el consumo de combustible; común en vehículos pesados e industria.

Motor de Ciclo Otto:

• Funciona con el ciclo Otto, que implica la ignición del combustible-gasolina mezclado con aire mediante una chispa de una bujía.
• Utiliza bujías para encender la mezcla aire-combustible.
• Menor rendimiento térmico en comparación con los motores diésel.
• Comúnmente utilizado en automóviles y vehículos ligeros.

Contaminantes Atmosféricos: Definición, Tipos y Clasificación

Un contaminante atmosférico es cualquier sustancia en forma de partículas, gases o vapores que, en ciertas concentraciones, puede ser perjudicial para la salud humana, la vida silvestre o el medio ambiente. Pueden ser de origen natural o antropogénico.

Clasificación:

• Contaminantes primarios: Se emiten directamente a la atmósfera desde una fuente, como los óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azufre (SO2), partículas (MP), compuestos orgánicos volátiles (COV) y monóxido de carbono (CO).
• Contaminantes secundarios: Se forman en la atmósfera a partir de reacciones químicas entre contaminantes primarios, como el ozono troposférico (O3) y el dióxido de nitrógeno (NO2).

¿Qué es un Cliente Libre en el Contexto Energético?

Un cliente libre es aquel que tiene la posibilidad de elegir a qué empresa suministradora de electricidad o gas contratar sus servicios, en mercados donde la liberalización del sector energético ha permitido la competencia entre diferentes compañías. Pueden cambiar de proveedor para obtener mejores condiciones o servicios.

Contaminantes Atmosféricos Primarios: Ejemplos

Un contaminante atmosférico primario es aquel que se libera directamente a la atmósfera desde una fuente determinada, sin experimentar cambios químicos significativos. Ejemplos:

• Dióxido de azufre (SO2) de la quema de combustibles fósiles.
• Óxidos de nitrógeno (NOx) liberados por vehículos y procesos industriales.
• Partículas (MP) generadas por la combustión, erosión del suelo y otras actividades.
• Monóxido de carbono (CO) emitido por vehículos y combustión incompleta.

Estos contaminantes primarios pueden interactuar con otros compuestos en la atmósfera y dar lugar a contaminantes secundarios.

Las centrales solares fotovoltaicas generan directamente corriente alterna – Falso

Justificación: Las centrales solares fotovoltaicas generan corriente continua (CC) a partir de la luz solar que luego debe ser convertida en corriente alterna (CA) mediante inversores antes de ser utilizada para la red eléctrica.

4. Afirmaciones sobre Contaminación

a) Contaminación es cualquier elemento o sustancia extraña presente en el ambiente.

Desacuerdo. La contaminación se define específicamente como la presencia de sustancias o condiciones no deseadas que alteran negativamente el equilibrio y la calidad del medio ambiente, afectando la salud humana, la vida silvestre y los ecosistemas. No todas las sustancias o elementos extraños presentes en el ambiente constituyen contaminación.

b) Contaminante es cualquier elemento o sustancia extraña que provoque contaminación.

Acuerdo. Un contaminante es una sustancia o elemento que, en ciertas concentraciones o cantidades, puede ser perjudicial para la salud humana, la vida silvestre o el medio ambiente, alterando negativamente las condiciones normales del ambiente.

5. Rendimiento Térmico de Centrales Termoeléctricas

El rendimiento térmico de todo tipo de central termoeléctrica es una relación entre A/B, donde A se llama energía útil o energía de salida y B se llama energía total o energía de entrada.

A = Energía útil

B = Energía total

El rendimiento térmico es una medida de la eficiencia con la que una central termoeléctrica convierte la energía térmica en energía eléctrica. Un rendimiento térmico más alto significa que la central es más eficiente en la conversión de calor en electricidad.

6. Conceptos Clave en Contaminación Atmosférica

a) ¿Qué es inversión térmica?

Fenómeno atmosférico en el que la temperatura aumenta con la altitud, atrapando contaminantes cerca de la superficie y afectando la calidad del aire.

b) ¿Qué es un contaminante atmosférico secundario?

Contaminante formado en la atmósfera a partir de reacciones químicas entre contaminantes primarios, como el ozono troposférico (O3).

7. Emisión y Difusión en el Ciclo de un Contaminante Atmosférico

Emisión: Se refiere a la liberación de un contaminante desde una fuente específica al ambiente. Estas fuentes pueden ser naturales o antropogénicas.

Difusión: Se refiere a la dispersión y distribución de los contaminantes en la atmósfera después de ser emitidos. Los contaminantes se mezclan y se dispersan por acción de los vientos y otros procesos atmosféricos.

8. Material Particulado: PM10 y PM2.5

El Material Particulado (MP) es una mezcla de pequeñas partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire. Se clasifica en PM10 (partículas con diámetro menor o igual a 10 micrómetros) y PM2.5 (partículas con diámetro menor o igual a 2.5 micrómetros). Las partículas PM2.5 son más peligrosas para la salud, ya que pueden penetrar más profundamente en los pulmones.

9. Relación entre Energía y Medio Ambiente

La relación entre Energía y Medio Ambiente es vital. Una relación amigable con el planeta se logra mediante el uso de fuentes de energía renovable, la eficiencia energética, la conservación de recursos, la gestión sostenible de residuos, la educación y regulaciones ambientales adecuadas. Estas medidas protegen el medio ambiente y promueven un futuro más sostenible.

10. Nota sobre Centrales Geotérmicas

La sustancia de trabajo de la turbina en una central geotérmica es el vapor de agua que se obtiene mediante la explotación del calor natural del subsuelo terrestre.