GEOTÉRMICAS, Calor terrestre

FUNCIONAMIENTO

Una central geotérmica funciona igual que una térmica, solo varía la forma de calentar el agua.
- El vapor de agua a altas temperaturas (hasta 600º C) se canaliza desde el interior de la Tierra hasta la central permitiendo la evaporación del agua presente en las numerosas tuberías que se encuentran alrededor de la caldera. El vapor de agua adquiere mucha presión, por lo cual se utiliza para mover una turbina conectada al generador. Al girar la turbina se produce la electricidad, que viaja del generador hasta los transformadores, que elevan la tensión para transportar esta energía por la red eléctrica hasta los centros de consumo.
Con este dibujo se puede resumir lo dicho, pero en lugar del combustible se encontraría el calor interno de la Tierra.

- Por otro lado está funcionando el sistema de refrigeración que permite empezar de nuevo el ciclo, es decir, condensa el vapor de agua para que pueda volver a ser utilizado. El agua es condensada en una parte de la central que se mantiene a baja temperatura gracias a un sistema cerrado de tuberías que lo refrigeran, el condensador. Las tuberías contienen agua fría que reduce la temperatura del agua usada para mover la turbina, permitiendo su condensación. Cuando el agua del sistema de refrigeración se calienta, se dirige hacia las torres de refrigeración, donde se vuelve a enfriar en contacto con aire frío. Y así se realiza continuamente el mismo ciclo.
También hay otro tipo de centrales que usan directamente el vapor de agua del interior de la Tierra para mover la turbina.

PARTES

Las partes son las mismas que en una central térmica. La única diferencia es el quemador y las chimeneas.
- Canalizaciones de agua
Hacen la función del quemador ya que sirve para calentar el agua que moverá la turbina, debido a las alas temperaturas que alcanza el vapor de agua (procedente del interior de la Tierra) que transportan.
- Turbinas
Las turbinas pueden considerarse como la parte mas importante de la central ya que son las encargadas de mover el generador para producir la electricidad.
Estas turbinas están diseñadas para soportar una temperatura de unos 600º C y una presión de unos 350 bares.
Las turbinas están formadas por unas serie de álabes de distintos tamaños que aprovechan la presión del vapor de agua para hacer girar la turbina.
- Generador
Es el encargado de producir la electricidad
- Condensador
Es el encargado de condensar el vapor que se encarga de mover la turbina para que pueda volver a ser utilizado
- Torres de refrigeración
Se encargan de mantener baja la temperatura del condensador, garantizando el correcto funcionamiento de la central.
El agua que refrigera el condensador es enfriada en las torres de enfriamiento al entrar en contacto con el aire frío que circula a través de ellas.
Otras partes de la central, también importantes para garantizar un buen funcionamiento, serían todas las tuberías y bombas que transportan todo el agua a través de toda la central.
En este dibujo se puede ver el funcionamiento y las partes que forman una central geotérmica:

VENTAJAS E INCONVENIENTES

ventajas
- Es una energía renovable
- La energía geotérmica es muy abundante
- Es constante (24 horas del día)
- Relativamente limpia y barata
- No depende de componentes fósiles
inconvenientes
- La energía geotérmica no se puede transportar
- Las centrales geotérmicas son muy grandes y costosas
- Tiene un gran impacto visual

CENTRALES EN EL MUNDO

Las centrales geotérmicas se encuentran repartidas principalmente por la zona de Nueva Zelanda, Estados Unidos e Islandia.

IENTES

Centrales fotovoltaicas

FUNCIONAMIENTO

Este tipo de centrales funcionan del siguiente modo:
- Un conjunto de espejos que se pueden orientar, llamados helióstatos, reflejan y concentran los rayos solares en una caldera situada en una torre. En la caldera se calienta un determinado fluido (generalmente agua, aceite, sales fundidas...) que permite la evaporación del agua presente en las numerosas tuberías que se encuentran alrededor de la caldera. El vapor de agua adquiere mucha presión, por lo cual se utiliza para mover una turbina conectada al generador. Al girar la turbina se produce la electricidad, que viaja del generador hasta los transformadores, que elevan la tensión para transportar esta energía por la red eléctrica hasta los centros de consumo. Tras mover la turbina el vapor de agua se vuelve a condensar para volver a ser utilizado.
- Mientras tanto, varios sistemas controlan la orientación de los helióstatos, para aprovechar al máximo la energía solar.

PARTES

Las principales partes de una central solar térmica son:
- Helióstatos
Son los espejos que reflejan y concentran los rayos del sol. Son capaces de cambian su orientación según las condiciones.
- Caldera
En ella se calienta el fluido que permite la evaporación del agua que mueve la turbina.
- Turbinas
Se encargan de hacer girar el generador cuando reciben la presión del vapor del agua.
- Generador
Es el encargado de producir electricidad
- Condensador
Es el encargado de condensar el vapor que se encarga de mover la turbina para que pueda volver a ser utilizado
Otras partes importantes de una central solar térmica son todas las tuberías que transportan el vapor de agua.
En el siguiente dibujo podemos ver las páginas de las que esta compuesta una central solar térmica:

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

ventajas
- La energía solar es una energía renovable
- No contamina a la atmósfera
- No depende de combustibles fósiles
inconvenientes
- Está muy poco desarrollada
- Las instalaciones producen un gran impacto visual

CENTRALES EN EL MUNDO

Este tipo de centrales predominan en Japón, Europa y Estados Unidos. Dentro de Europa destacan Alemania, España y Francia.
En España las centrales solares están en Andalucía y Cataluña (unas de las zonas mas soleadas del país: el sur y la zona costera)

Eólicas, ecológicas

FUNCIONAMIENTO



El funcionamiento es muy sencillo:
- El viento mueve las palas de la hélice, que transmite el movimiento, a través de un eje, hasta una caja de engranajes. Allí, la velocidad de giro del eje se regula para garantizar la mayor producción energética, ya que desde la caja de engranajes el movimiento se transmite hasta el generador, el cual produce electricidad. La electricidad viaja desde el generador hasta los transformadores, donde aumenta la tensión para poder se transportada la energía eléctrica hasta los lugares de consumo.



PARTES




En las centrales eólicas, lo que principalmente las forman son los aerogeneradores. Y consta de las siguientes partes:
- Palas de la hélice
Se encargan de "recibir" al viento. Estas palas de gran tamaño cambian su paso según las condiciones ya que están regulados por sistemas electrónicos.
- Caja de engranajes
Aquí se transforma la velocidad de giro de las palas. Generalmente esta velocidad se aumenta mediante mecanismos de ruedas dentadas multiplicadores, ya que a mayor velocidad, mayor cantidad de energía eléctrica que se produce.
- Generador
Es el encargado de producir la electricidad.
Otras partes importantes de los aerogeneradores son todos los ejes que transmiten el movimiento entre todos los componentes.
En este dibujo podemos observar las partes que forman un aerogenerador

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL



ventajas:
- La energía eólica es una energía renovable.
- No contamina a la atmósfera
- No depende de combustibles fósiles
inconvenientes:
- Las palas de la hélice hacen mucho ruido
- Las centrales eólicas tienen un gran impacto visual


CENTRALES EÓLICAS EN EL MUNDO




La mayor cantidad de centrales eólicas se encuentran en Europa, principalmente en Alemania, España y Dinamarca.
Dentro de España se encuentran en Galicia y el Castilla La Mancha (zonas con viento de costa o viento de montaña).l

Las hidroeléctricas

FUNCIONAMIENTO

La presa retiene el agua del río provocando un embalsamiento y un aumento del nivel del agua. A pie de presa está la sala de máquinas con los grupos turboalternadores. El agua llega a las turbinas a través de un conducto forzado alimentado desde el embalse por las presas de agua, equipadas con compuertas y enrejados. La energía potencial del agua embalsada se convierte en energía cinética al abrir las compuertas del conducto y se comunica al rodillo de la turbina, que se pone a girar, y el agua sale de nuevo al río por los canales de desagüe. Solidario al eje de la turbina, está el rotor del alternador y un generador de corriente continua que genera un campo magnético en las bobinas del rotor, con lo cual se produce en el bobinado del estator una corriente alterna de tensión mediana y elevada intensidad. Con los transformadores se eleva la tensión y a través del parque de distribución o directamente se alimentan las líneas de la red de transporte.

IMPACTO AMBIENTAL

animales:Altera el normal desenvolvimiento en la vida biológica (animal y vegetal) del río.
agua:Las centrales de embalse tienen el problema de la evaporación de agua: En la zona donde se construye aumenta la humedad relativa del ambiente como consecuencia de la evaporación del agua contenida en el embalse.
En el caso de las centrales de embalse construidas en regiones tropicales, estudios realizados han demostrado que generan, como consecuencia del estancamiento de las aguas, grandes focos infecciosos de bacterias y enfermedades. Los sedimentos se acumulan en el embalse empobreciéndose de nutrientes el resto de río hasta la desembocadura.

CENTRALES INSTALADAS EN ESPAÑA

En España este tipo de centrales lo vamos a dividir en dos grupos, las minihidráulicas y la gran hidráulica. Las primeras son aquellas que tienen una potencia instalada menor a 10 MW mientras que las segundas tienen potencia instalada por encima de esta cifra. Las tendencias ambientales apuestan por mantener las primeras pero mejorando su potencia y apostar por las segundas, menos agresivas con el medioambiente. Si analizamos la evolución de la potencia instalada desde el año 1990 hasta los valores calculados en el Libro Blanco de la UE para el año 2010 podemos ver el Gráfico 4, debemos tener en cuenta que la evolución de la energía producida es proporcional a esta potencia instalada:

Centrales nucleares, alarmantemente perjudiciales

FUNCIONAMIENTO Y ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO

Para explicar el funcionamiento de una central nuclear nos vamos a fijar en la central de Trillo (Comarca de la Alcarria).
Antes de comenzar, conviene decir que en España Existen 7 centrales nucleares y nueve reactores (dos de aquellas disponen de sendos reactores). También es importante destacar que 1/3 de la energía eléctrica que se consume en nuestro país proviene de esas centrales nucleares, lo cual demuestra la importancia que ésta tiene y las dificultades económicas de sustituir un fuente tan destacada de recursos energéticos.
Generación del calor, el combustible: Muchos de los procesos de producción de energía eléctrica se basan en el movimiento de generadores eléctricos por la acción del vapor de agua a presión. Tanto a través de la fisión como de la fusión, así como en las centrales térmicas -entre otras instalaciones-, se aprovecha el calor generado para mover un generador de corriente eléctrica.
En el caso concreto de las centrales nucleares el calor lo produce la fisión del Uranio.
La Central Nuclear Trillo 1 concretamente carga en su reactor anualmente 92 toneladas de óxido de uranio enriquecido con U-235, en una proporción media de aproximadamente el 3,9 por ciento.
Este combustible se presenta en forma de pastillas cilíndricas de 9,1 mm de diámetro, apiladas en unos tubos o vainas de aleación metálica de zircaloy de algo más de 4 metros de longitud y 10,7 mm de diámetro. La vainas, a su vez, se agrupan en haces de 236 unidades (16 x 16), denominados "elementos combustibles". En la vasija del reactor se alojan un total de 177 de estos elementos.
La recarga del reactor se realiza de forma periódica, sustituyéndose un cuarto de los elementos combustibles.
Comparativamente, un día de producción de esta central equivale al consumo de 34.000 barriles de petróleo en una central de fuel de la misma potencia y 6.850 toneladas diarias de carbón en una térmica convencional.

CIRCUITO PRIMARIO, GENERACIÓN DEL VAPOR: El circuito primario es estanco y está formado por la vasija que contiene el núcleo, el presionador y tres lazos. Cada uno de éstos incorpora un generador de vapor y una bomba principal.
El agua desmineralizada que circula por su interior toma el calor producido en el reactor por la fisión nuclear y lo transporta hasta el generador de vapor. En él, un segundo flujo de agua, independiente del primero, absorbe el calor a través de su contacto exterior con las tuberías por las que circula el agua desmineralizada del circuito primario. Por fin, dicho fluido retorna a la vasija del reactor tras ser impulsado por las bombas principales.
El reactor y su circuito de refrigeración están contenidos dentro de un recinto hermético y estanco, llamado "Contención", consistente en una estructura esférica de acero de 53 metros de diámetro, construida mediante chapas de acero soldadas de 40 mm de espesor medio y que se soporta en una estructura de hormigón en forma de cáliz que se apoya sobre la losa de cimentación de 3,5 m. de espesor. La Contención está ubicado en el interior de un segundo edificio, también de hormigón y cuyas paredes exteriores tienen un espesor de 60 cm, llamado edificio del Anillo del Reactor. Este tiene forma cilíndrica y está rematado por una cúpula semiesférica, que sirve de blindaje biológico. Alberga parte de los sistemas de salvaguardia.
El funcionamiento del circuito primario se complementa con la presencia de una serie de sistemas auxiliares que aseguran el control de volumen, la purificación y desgasificación del refrigerante, el control químico, el tratamiento de residuos líquidos, gaseosos y sólidos, así como otras diferentes funciones necesarias para su correcta operación.

CIRCUITO SECUNDARIO, PRODUCCIÓN DE LA ELECTRICIDAD:
El diseño y el funcionamiento de los equipos de este sistema son similares a los existentes en las demás centrales de tipo térmico convencional. En el circuito secundario, el vapor producido en los generadores se conduce al foco frío o condensador, a través de la turbina que transforma la energía térmica (calor) en energía mecánica. La rotación de la turbina acciona directamente el alternador de la central y produce energía eléctrica. El vapor de agua que sale de la turbina pasa a estado líquido en el condensador, retornando, mediante el

concurso de las bombas de condensado y de agua de alimentación, al generador de vapor para reiniciar el ciclo. En esta fase se incorporan varios procesos de precalentamiento para optimizar el rendimiento termodinámico. Asimismo, se dispone de un depósito de agua de alimentación para mejorar la disponibilidad del sistema.
Existe, además, una conducción directa (by-pass) que conduce el agua desde la entrada a la turbina de alta presión y hasta el condensador. Permite, cuando se desconecta el turbogrupo de la red eléctrica exterior, conducir el vapor para su condensación, en tanto se reduce la producción de calor en el reactor.
Unidos a la turbina por un mismo eje se encuentran el alternador y la excitatriz. La tensión de generación es de 27 kilovatios y se eleva a 400 kv., siendo la potencia activa de 1.066 megavatios y la frecuencia 50 hertzios.
El condensador de doble cuerpo incorpora 68.000 tubos de titanio de 22 milímetros de diámetro y 0,7 milímetr

os de espesor, por cuyo interior circula el agua exterior de un tercer circuito, denominado sistema de agua de circulación.
La central dispone de dos parques de transformación, uno de 400 kilovoltios, para distribución de la energía generada por la central, y otro de 132 kilovoltios, para su alimentación auxiliar.
Sistema de refrigeración, circulación del agua: Mediante un caudal de agua de 44.600 Kg. /segundo aportado por un tercer circuito semiabierto, denominado "sistema de circulación", se realiza la refrigeración del condensador. Este sistema consta de dos torres de refrigeración de tiro natural, un canal de recogida del agua y las correspondientes bombas de impulsión para la refrigeración del condensador y elevación del agua a las torres.
El caudal de agua evaporado por las torres es restituido a partir de la toma de agua en un azud de captación situado en el río Tajo.

IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

Sustancias radioactivas:Las sustancias radioactivas emiten partículas alfa y beta y rayos gamma, los que pueden dañar a las células vivas. Una alta dosis de radiación puede conducir a la muerte en cuestión de días o semanas, y se sabe ahora que las dosis bajas de radiación son mucho más dañinas para la salud de lo que se pensaba anteriormente. La exposición prolongada a la llamada radiación de bajo nivel puede causar problemas graves y perdurables a la salud humana, tanto para las personas expuestas como para su descendencia.

Sobretodo en trabajadores:Los trabajadores de la industria nuclear, sus hijos y los vecinos de las instalaciones nucleares en todo el mundo sufren tasas mucho mayores que la población en general de cáncer, defectos congénitos y disfunciones del sistema inmunológico. Nuevos estudios que han investigado las causas de un aumento global del cáncer de mamas en las mujeres muestran que el tejido de las mamas es particularmente propenso a desarrollar cáncer a causa de la exposición a la radiación. Esta también está reconocida como causante del cáncer a la próstata y al pulmón

Las sustancias radiacctivas en alimales y plantas:Este enfoque de la cuestión ignora las diferencias existentes entre algunos importantes radioisótopos artificiales y los de origen natural. El comportamiento químico y biológico de dichos radioisótopos artificiales es tal que se concentran en la cadena alimenticia, ó en ciertos órganos, en mayor grado que los naturales. Los organismos vivientes nunca tuvieron que evolucionar para soportar tales substancias. Por tanto, su presencia podría suponer un riesgo mucho mayor de lo que puede dar a entender una simplista comparación de su radiactividad.

CENTRALES NUCLEARES EN ESPAÑA

España construyó su primera central nuclear en 1.968 con una potencia de 160 MegaWatios.Actualmente, España cuenta con nueve reactores nucleares, distribuidos en siete centrales nucleares españolas.

Centrales térmicas, abundantes problemas

FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento de todas las centrales térmicas, o termoeléctricas, es semejante. El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera.
Una vez en la caldera, los quemadores provocan la combustión del carbón, fuel-oil o gas, generando energía calorífica. Esta convierte a su vez, en vapor a alta temperatura el agua que circula por una extensa red formada por miles de tubos que tapizan las paredes de la caldera.
Este vapor entra a gran presión en la turbina de la central, la cual consta de tres cuerpos -de alta, media y baja presión, respectivamente- unidos por un mismo eje.
En el primer cuerpo (alta presión) hay centenares de álabes o paletas de pequeño tamaño. El cuerpo a media presión posee asimismo centenares de álabes pero de mayor tamaño que los anteriores. El de baja presión, por último, tiene álabes aún más grandes que los precedentes. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente, por lo cual los álabes de la turbina se hacen de mayor tamaño cuando se pasa de un cuerpo a otro de la misma., Hay que advertir, por otro lado, que este vapor, antes de entrar en la turbina, ha de ser cuidadosamente deshumidificado. En caso contrario, las pequeñísimas gotas de agua en suspensión que transportaría serían lanzadas a granvelocidad contra los álabes, actuando como si fueran proyectiles y erosionando las paletas hasta dejarlas inservibles.
El vapor de agua a presión, por lo tanto, hace girar los álabes de la turbina generando energía mecánica. A su vez, el eje que une a los tres cuerpos de la turbina (de alta, media y baja presión) hace girar al mismo tiempo a un alternador unido a ella, produciendo así energía eléctrica. Esta es vertida a la red de transporte a alta tensión mediante la acción de un transformador.
Por su parte, el vapor -debilitada ya su presión- es enviado a unos condensadores. Allí es enfriado y convertido de nuevo en agua. Esta es conducida otra vez a los tubos que tapizan las paredes de la caldera, con lo cual el ciclo productivo puede volver a iniciarse.
Para minimizar los efectos de la combustión de carbón sobre el medio ambiente, la central posee una chimenea de gran altura -las hay de más de 300 metros-, que dispersa los contaminantes en las capas altas de la atmósfera, y precipitadores (que retienen buena parte de los mismos en el interior de la propia central. )

IMPACTO AMBIENTAL

Contaminación acústica: Además de los requisitos de limitación sonora que se encuentran incluidos en las prescripciones de puesta en marcha de las centrales más recientes, se han realizado mejoras específicas de la contaminación acústica actuando, por ejemplo, sobre el nivel sonoro causado por la marcha de los ventiladores de tiro forzado o por componentes pasivos como las válvulas de purga o las válvulas limitadoras del combustible.
La aplicación de las mejoras no se ha hecho de manera generalizada, sino que cada central ha realizado modificaciones de mayor a menor extensión, dependiendo de sus condiciones específicas.

Vertidos Químicos: Los efluentes líquidos, además del condensador para la refrigeración, provienen de muchos subsistemas de la Central. Al final, se obtienen aguas residuales contaminadas con materiales diversos.
En general, las procedencias son de la generación de vapor, de la refrigeración ya comentada, del tratamiento y depuración del agua de alimentación, del manejo de cenizas por vía húmeda,etc.
También se producen efluentes líquidos con otros usos del agua, de forma intermitente. Son las operaciones de limpieza de caldera y precalentadores.
Los componentes que se encuentran en estas aguas residuales son: coagulantes, productos de regeneración, productos de corrosión, escoria, cenizas y otros.

CENTRALES EN ESPAÑA Y SU PRODUCCIÓN:

-As Pontes de García Rodríguez (A Coruña), con más de 1.400 MW, la mayor de España. Consume carbón, tanto nacional como importado.
- Compostilla (León), con 1.312 MW. Utiliza carbones de la cuenca minera en que
está enclavada.
- Litoral de Almería (Carboneras), (Almería), con 1.100 MW. Utiliza carbón importado.
- Castellón (Castellón), con 1.083 MW Emplea como combustible fuel-oil.
- Teruel (Andorra), con 1.050 MW. Emplea carbones de la cuenca minera aragonesa.
- San Adrián (Barcelona), con 1.050 MW. Consume fuel y gas natural.