Fuentes de Energía: Carbón, Petróleo, Gas Natural y Nuclear

3.1 El carbón:
Los yacimientos de **carbón** se formaron en zonas llanas de antiguos continentes, donde se desarrollaron turberas con abundante vida vegetal. El enterramiento de los restos **orgánicos** acumulados en un ambiente saturado de agua, su lenta transformación anaerobia y la compactación debida a la presión y la temperatura por causa del enterramiento dieron origen al **carbón**.
Los yacimientos de **carbón** se encuentran dispersos. El **carbón** se extrae de dos formas: minería subterránea y a cielo abierto.
– **Usos del carbón**: la mayor parte del **carbón** se consume para generar electricidad en las centrales térmicas, donde el calor es utilizado para producir vapor de agua que impulsa unas turbinas acopladas a un generador eléctrico. En menor medida, también se utiliza en la siderurgia de fundición.
– **Inconvenientes**: Es un combustible sucio, ya que su combustión genera **CO2**, **dióxido de azufre**, y **NOx**, pero actualmente no podemos prescindir completamente de él, ya que produce gran parte de la electricidad que consumimos.
3.2 El petróleo:
Constituye el 38% del consumo energético mundial. Su origen se debe a la acumulación de materia **orgánica** en cuencas sedimentarias marinas deficitarias en oxígeno. Zonas favorables de formación fueron algunos bordes continentales pasivos donde existieron afloramientos y también las cuencas marinas restringidas, como el Mar Negro y el Mar Rojo, donde la actividad orgánica y la estratificación del agua favorecieron la acumulación de materia **orgánica**, que es la materia prima del **petróleo**. Tras una fermentación anaerobia de los restos **orgánicos**, se forma **protopetróleo**. La evolución posterior consiste en una especie de cocción provocada por la presión y la temperatura debidas al enterramiento, transformándose la materia **orgánica** en **hidrocarburos** y las arenas y barros en la roca sedimentaria llamada **roca madre**.
El **petróleo**, una vez formado, sufre un proceso de migración a través de fracturas o de rocas porosas, y que por su baja densidad tiende a ascender a la superficie, dejando un residuo sólido que constituye las llamadas **pizarras bituminosas**.
En ocasiones, se encuentra en un ascenso con una capa impermeable y allí se acumula. La roca almacén retiene el **petróleo** en una estructura denominada **trampa de petróleo**.
La extracción del **petróleo** es más fácil que la del **carbón**. Una vez realizada la perforación, la presión debida a los gases disueltos es suficiente para que el **petróleo** emerja por sí solo. Si esta no es suficiente, se inyectan fluidos a presión o se extrae mediante bombeo.
El transporte del crudo constituye el más importante tráfico comercial internacional, ya que los yacimientos se suelen encontrar lejos de las grandes zonas de consumo.
Los inconvenientes de la utilización del **petróleo** son los propios de las energías no renovables, destacando el agotamiento rápido de las reservas, el aumento de **CO2**, óxidos de nitrógeno y azufre en la atmósfera procedentes de su combustión y riesgos de mareas negras.
Gas natural:
Su origen es el mismo que el del **petróleo**, pero es más evolucionado ya que se ha formado en condiciones de presión y temperatura mayores.
Se utiliza como fuente de calor en cocinas y en la calefacción doméstica y para la producción de electricidad.
Las ventajas son:
– **Fácil extracción**, ya que emerge por sí solo una vez realizada la perforación del yacimiento.
– **Fácil transporte**, utilizando una red de gaseoductos.
– Yacimientos más dispersos que el **petróleo**; por tanto, su suministro es menos sensible a conflictos políticos.
– **Contaminación atmosférica mínima**, ya que no emite azufre; es, por tanto, el carburante fósil menos contaminante.
– **Mayor poder calorífico** que el **carbón** y el **petróleo**.
El **gas natural** está considerado como la fuente de energía con más expectativas de futuro inmediato, ya que se cree que será la fuente de energías más utilizada.


3.4 Fisión nuclear
Consiste en dividir el núcleo de un elemento fisible (como algunos isótopos del uranio), mediante el bombardeo de neutrones, con el fin de obtener energía.
Una central nuclear consta del núcleo del reactor, donde se genera el calor, el elemento controlador con las barras de control, y el circuito refrigerante lleno de fluido que extrae el calor del reactor para producir vapor de agua, el cual mueve las turbinas acopladas a generadores eléctricos.
Una vez agotado el combustible nuclear, el destino de los residuos nucleares puede seguir dos caminos:
– En el circuito de ciclo cerrado, se pueden reprocesar, extrayendo los residuos, seleccionándolos y enriqueciéndolos de nuevo en isótopos fisibles, lo que reduce así la demanda de uranio en un 15% y minimiza el problema de los residuos nucleares.
– En el circuito de ciclo abierto, los residuos se almacenan provisionalmente en piscinas de enfriamiento dentro del reactor, y más tarde, y de forma definitiva, en los llamados **cementerios nucleares**.
**Ventajas**
– Alto poder energético.
– No libera **CO2**.
**Inconvenientes**
– Contaminación térmica del agua de los ríos.
– Durante las fases de extracción, enriquecimiento y utilización en las centrales nucleares, aparecen isótopos radiactivos de vida corta que provocan efectos perniciosos en los seres vivos.
– Los reactores nucleares son susceptibles de sufrir sabotajes y accidentes que podrían ocasionar escapes muy peligrosos.
– Los residuos nucleares producidos mantienen su actividad durante mucho tiempo y todavía no se conoce la forma de eliminarlos definitivamente.
– Las centrales poseen una vida útil limitada de unos 30-40 años.
– Ocasionan dependencia tecnológica exterior.
– Es energía no renovable.
**Fusión nuclear**
Es el proceso que genera la energía en las estrellas. Consiste en unir núcleos atómicos ligeros para obtener un núcleo más pesado, liberándose una gran cantidad de energía.
En el Sol, la fusión nuclear consiste en la colisión y fusión de núcleos de hidrógeno para originar helio. Para que la reacción sea posible, es necesario acercar los núcleos entre sí venciendo elevadas fuerzas de repulsión. Esto se consigue aumentando la presión y la temperatura, que hacen aumentar la densidad de las partículas y la energía de los choques. Se requieren temperaturas del orden de 100 millones de grados, a los cuales los átomos se encuentran en un nuevo estado llamado **plasma**.
Actualmente solo se ha conseguido utilizar esta fuente de energía con fines bélicos (bomba de hidrógeno), pero no se ha logrado controlar la reacción en un reactor de fusión.
Actualmente se están experimentando dos tipos de confinamiento:
– **Confinamiento magnético**: consiste en un contenedor con paredes magnéticas con forma toroidal capaz de contener el plasma a las condiciones de presión y temperaturas requeridas para la reacción.
– **Confinamiento inercial**: consiste en someter pequeñas bolitas de combustible deuterio-tritio a pulsaciones de rayos láser de alta potencia que las obligarían a comprimirse transformando el combustible en plasma y haciendo posible la reacción.
**Ventajas**
– Suministro de combustible inagotable.
– No produce residuos radiactivos peligrosos.
– No presenta riesgo de accidentes ya que no hay una masa crítica capaz de descontrolar la reacción.

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