tema 6. recusos e impactos

RECURSOS DE LA GEOSFERA 

TIPOS DE RECURSOS • RECURSOS MINERALES: yacimientos de minerales y rocas • RECURSOS ENERGÉTICOS: ­ No renovables y contaminantes: combustibles fósiles, 

energía fisión nuclear ­ Renovables y limpias: energía geotérmica 

energía fusión nuclear 

ESTUDIO DE LOS RECURSOS DE LA GEOSFERA •Definición e interés económico •Origen del recurso •Explotación •Problemática derivada de su uso: 

Residuos Contaminación ambiental Impacto paisajístico.

COMBUSTIBLES FÓSILES 

­ Son en CARBÓN, PETRÓLEO y GAS NATURAL ­ Se originaron por descomposición de materia orgánica de vegetales y plancton de hace millones de años 

No  son  renovables No  son  renovables,  las ,  las reservas  mundiales  se reservas  mundiales  se estiman en: estiman en: ­ ­200 200­ ­300 a 300 añ ños para el carb os para el carbó ón n ­ ­80 a 80 añ ños para el gas natural os para el gas natural ­ ­70 a 70 añ ños para el petr os para el petró óleo leo Su explotaci Su explotació ón y consumo n y consumo genera genera problemas problemas ambientales ambientales: : ­ ­Impacto paisaj Impacto paisají ístico stico ­ ­Contaminaci Contaminació ón atmosf n atmosfé érica rica 

­ ­Son m Son má ás s econ econó ómicos micos ­ ­Gran Gran poder calor poder calorí í fico fico ­ ­Proporcionan Proporcionan materias materias primas primas para la industria para la industria 

INCONVENIENTES INCONVENIENTES VENTAJAS VENTAJAS

EL CARBÓN

CARBÓN 

• Es el combustible fósil más abundante y el primero en utilizarse (siglo XVIII) 

• Hoy día ha perdido importancia debido a la dificultad de extracción y transporte 

• Los yacimientos de carbón se han originado por fermentación de restos vegetales del período del carbonífero 

• Se utiliza fundamentalmente como combustible y en la industria siderúrgica en la fabricación de acero 

• Se explota en minas a cielo abierto y subterráneas 

Problemática ambiental 

­ Derivada de la extracción: 

• Explotaciones a cielo abierto: impacto paisajístico y contaminación 

• Minas subterráneas: riesgos 

­ Derivada del uso: contaminación atmosférica

El  carbón  que  hoy  utilizamos  se  formó  a  partir  de  generaciones  de  plantas  que murieron  en  antiguos  pantanos  y  ciénagas,  y  que  se  fueron  asentando  bajo sedimentos.  Este material  vegetal  formó  primero  un material  orgánico  compacto denominado  turba. Con  el  paso  del  tiempo,  la  presión  y  el  calor  que  ejercían  la acumulación  y  el  engrosamiento  de  las  capas  de  sedimentos  sobre  la  turba provocaban  la  salida  gradual  de  la  humedad.  Esto  aumentaba  el  contenido  de carbono de la turba, que al final se convertía en carbón.

RESERVAS MUNDIALES DE CARBÓN

Perforadoras helicoidales de una explotación a cielo abierto

MINA A CIELO ABIERTO “EL FEIXOLÍN”. VILLABLINO

Mina de carbón subterránea

MINA SUBTERÁNEA y MINA ESCUELA

CARBÓN: PROBLEMÁTICA MEDIOAMBIENTAL 

Problemas derivados de la extracción 

• Minas a cielo abierto: ­ Impacto paisajístico debido a la remoción de terrenos, formación de socavones y generación de escombreras ­ Incremento de la erosión al destruir la cobertura vegetal ­ Contaminación del agua por lavado del mineral ­ Producción de ruidos y vibraciones 

• Minas subterráneas: ­ Incremento de riesgos y enfermedades (silicosis) 

Problemas derivados del uso Problemas derivados del uso 

­ Contaminación atmosférica al producir CO2 y SO 2

PETRÓLEO 

• Comienza a explotarse a finales del siglo XIX y a lo largo del siglo XX constituye la principal fuente de energía. • Los yacimientos de petróleo se formaron por descomposición anaerobia de organismos planctónicos marinos atrapados en el fondo oceánico. • Su explotación implica la búsqueda  de yacimientos rentables económicamente, la perforación  del subsuelo mediante sondeos, su transporte y el proceso posterior de refinado por destilación fraccionada. • Se utiliza como combustible (gasolina, gasóleo, keroseno) y como materia prima  para fabricación de plásticos, fibras sintéticas, fertilizantes, pinturas,…  

Problemática ambiental ­ El transporte supone un riesgo: posibilidad de mareas negras por accidentes de petroleros ­ El refinado produce contaminantes atmosféricos y residuos tóxicos ­ La combustión genera contaminación atmosférica

FORMACIÓN DE PETRÓLEO

Las Trampas de Petróleo 

En principio, la roca donde se origina el petróleo se denomina "Roca Madre" , de aquí migra hacia una capa porosa de roca arenosa o caliza. Que se denomina "Roca Reservorio" , donde queda "entrampado"  al alcanzar un estrato de terreno impermeable. Estas " trampas geológicas"  están determinadas según la estructura interna de la tierra, que se presenta en formas diversas como son los pliegues anticlinales, geocinclinales, las fallas, intrusiones, domos,

La Exploración 

Para que exista un pozo de petróleo en producción es necesario pasar por distintas etapas, estas son exploración, perforación, terminación y producción. 

La primer etapa, EXPLORACION, es necesaria para ubicar los lugares que por sus características sean factibles de contener trampas de petróleo. Este es el trabajo de los geólogos, que recorren el terreno y usan imágenes satelitales para recoger información acerca de la Cuenca Sedimentaria

Los Métodos Geofísicos 

Otro aspecto de la exploración es la utilización de los métodos geofísicos: el Gravimétrico y el Magnetométrico. Ambos permiten conocer el basamento, el espesor aproximado de la colina sedimentaria y los rasgos estructurales. Si los resultados son "positivos" , se aplica un método más costoso que es la PROSPECCION SISMICA, esta puede ser marina o terrestre.

La Prospección Sísmica 

Una vez ubicado un lugar propicio para la búsqueda del petróleo, se prosigue con el uso de la sísmica para intentar localizar los lugares exactos en los cuales se debería perforar. 

Para concretar este método es necesario realizar el tendido de la línea sísmica sobre la superficie, a la que se le conectan ristas de geófonos. Se ubica además el camión vibrador, que da golpes en el terreno para emitir ondas sonoras que se propagan en el interior de la tierra. Estas ondas atraviesan diferentes capas del terreno, y cada vez que esas ondas chocan contra diferentes estratos rocosos, se reflejan o regresan a la superficie. En la superficie el geófono registra toda la información y es transmitida por cable hacia cintas especiales ubicadas en el camión sismógrafo. Este camión debidamente equipado proporciona el registro sísmico.

La Interpretacíon de la Sísmica 

Una vez obtenido el Registro Sísmico, a través de este un geofísico interpreta " la forma de sedimentación y sus deformaciones, profundidades de las capas reflectoras, fallas, etc" . 

Su objetivo es localizar las trampas de petróleo, determinar su tamaño y estructura, y así poder hacer recomendaciones acerca de donde se debería realizar el próximo paso: el primer pozo exploratorio

EXPLOTACIÓN y EXTRACCIÓN

EXPLOTACIÓN y EXTRACCIÓN

TRANSPORTE DEL PETRÓLEO

PROCESO DE REFINADO DE PETRÓLEO

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DEL PETRÓLEO 

Derivada del transporte 

­ Impacto paisajístico producido por los oleoductos ­ Riesgo de fugas en oleoductos ­ Riesgo de accidentes de petroleros que provocan mareas negras ­ Contaminación debida a la limpieza de los tanques de los petroleros 

Derivada del uso 

­ El proceso de refinado genera contaminantes atmosféricos y residuos tóxicos. ­ La combustión genera CO2  y óxidos de nitrógeno y azufre

GAS NATURAL 

• El  gas  natural  es  una  mezcla  de  hidrógeno,  metano, butano y propano y otros gases en proporción variable. • Se forma junto al petróleo y se extrae y explota con los mismos métodos. • El  gas  natural  se  purifica  y  licúa  para  facilitar  su transporte mediante gaseoductos o buques tanque. • Se emplea como combustible en el hogar, el comercio y la industria. 

Ventajas del gas frente a otros combustibles fósiles • Es  un  combustible  más  limpio  que  el  carbón  y  el petróleo,  ya  que  en  su  combustión  produce  menos dióxido de carbono. • No  emite  partículas  sólidas  ni  cenizas  en  su combustión. • Las emisiones de óxidos de nitrógeno son inferiores. • Las emisiones de dióxido de azufre son prácticamente nulas.

FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL DE CICLO COMBINADO

ENERGÍA NUCLEAR ­ Los núcleos de los átomos contienen grandes cantidades de energía, que mantiene unidos  a  los  protones  y  neutrones,  lo  que  se  denomina energía nuclear. ­ La energía nuclear se puede liberar mediante dos tipos de reacciones: fisión y fusión nuclear. 

FISIÓN NUCLEAR Un núcleo pesado (Uranio) sufre una fisión cuando se fragmenta, en dos o varios núcleos más ligeros, emitiendo neutrones y una gran cantidad de energía en forma de calor. 

FUSIÓN NUCLEAR Dos  núcleos  de  isótopos  ligeros  (de  hidrógeno,  por  ejemplo)  pueden, fusionándose uno con el otro,  formar un núcleo más pesado  (como el helio, en el caso del hidrógeno), liberando una gran cantidad de energía. La reacción de fusión se produce a una temperatura muy alta, del orden de 200 millones de grados. Tales reacciones se producen en el Sol y las estrellas.

REACCION DE FISIÓN NUCLEAR  REACCION DE FUSIÓN NUCLEAR

USOS DE LA ENERG USOS DE LA ENERGÍ ÍA NUCLEAR A NUCLEAR Usos civiles Usos civiles 

• Obtención de electricidad en las centrales nucleares • Medicina: obtención de  imágenes  (radiodiagnóstico)  y  tratamientos contra el cáncer (radioterapia). • Investigación: datación de  fósiles  y  restos arqueológicos, uso de  isótopos como trazadores, … • Alimentación: conservación de alimentos • Industria: control de calidad y mediciones 

Usos militares Usos militares 

• Construcción  de  armamento  militar  (bombas  atómicas,  submarinos nucleares)

CENTRALES NUCLEARES

En  las  centrales  nucleares,  la  transformación del  calor  en  energía  eléctrica  sigue  el  mismo principio que en las centrales de carbón, fuel o gas, con la diferencia de que el calor necesario para  producir  vapor  se  obtiene  de  las reacciones en cadena de la fisión del uranio. El uranio existe en  la naturaleza bajo  la  forma de  tres  isótopos:  el  U­238  (99,3  %),  el  U­235 (0,7 %) y el U­234 (trazas). Se distinguen entre ellos por el número de neutrones existentes en el  núcleo  de  los  átomos.  De  estos  tres isótopos,  tan  sólo  el  U­235  puede  sufrir  una reacción en cadena en un reactor nuclear. 

Las  fisiones  nucleares  emiten  mucha  más energía  que  las  reacciones  químicas  de combustión.  A  partir  de  20  toneladas  de combustible, una central nuclear típica puede producir  entre  7.000  y  8.000  millones  de kilovatios­hora de energía eléctrica.

CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR

ESQUEMA DEL FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL NUCLEAR

PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DE LA ENERGÍA NUCLEAR 

• Contaminación térmica de embalses o ríos producida por el agua de refrigeración utilizada en la central. 

• Contaminación  radiactiva  debida a  la  emisión  de  partículas  alfa, beta  y  radiaciones  gamma.  Provocan  efectos  perjudiciales  y  son causa  de  mutaciones  en  los  seres  vivos  debido  a  su  poder ionizante. 

• Riesgo de accidente nuclear 

•Problemas  de  los  residuos  radiactivos  (RESIDUOS  DE  ALTA RADIACTIVIDAD),  que  permanecen  activos,  emitiendo radiactividad durante miles de años. Se almacenan en las piscinas de  las  centrales  nucleares  hasta  su  traslado  a  formaciones geológicas estables (como minas de sal).

Algunos átomos son inestables y, sin influencia exterior alguna, tienden a  transformarse  en  otros  átomos.  En  esta  transformación,  los  átomos emiten  radiaciones  que  transportan  energía.  Esta  actividad  de  los átomos  es  lo  que  se  denomina  radiactividad,  y  la  transformación  que sufren se conoce con el nombre de desintegración radiactiva. 

RADIACTIVIDAD 

­ La radiación alfa α se produce al desprenderse del núcleo dos protones y dos neutrones. Es una emisión de partículas cargadas positivamente. Recorre en el aire una distancia de un metro aproximadamente, y es detenida por una hoja de papel o la piel del cuerpo humano. 

­  La  radiación  beta  ß  se  produce  cuando  un  núcleo  emite  un  electrón  tras convertirse  un  neutrón  en  un  protón.  Recorre  en  el  aire  una  distancia  de  unos pocos metros, y es detenida por unos pocos centímetros de madera o por una hoja delgada de metal. 

­ La radiación gamma γ, contrariamente a las dos anteriores, no está vinculada a  una  transformación del  núcleo.  Es  de  naturaleza  electromagnética,  como  la luz visible o los rayos X, y no posee carga. Recorre cientos de metros en el aire y es detenida por una pared gruesa de plomo o cemento.

DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA

Estos tres tipos de radiaciones, así como los rayos X, se dice que son radiaciones  ionizantes.  Esto  quiere  decir  que  poseen  la  energía necesaria  para  arrancar  uno  o  varios  electrones  de  los  átomos  que componen  las  moléculas  del  medio  irradiado  y,  por  ello,  pueden provocar alteraciones en dicho medio.

Datos de España

GESTION DE RESIDUOS DE BAJA y MEDIA RADIACTIVIDAD

FOTOS DE LAS INSTALACIONES DE EL CABRIL (CORDOBA) 

1.­ Capa filtrante 2.­ Escollera 

3.­ Arena y grava 4.­ Arcilla, impermeable 

5.­ Cobertura

RESIDUOS DE ALTA RADIACTIVIDAD

Fotos de almacenamiento geológico

ENERGÍA DE FUSIÓN NUCLEAR ­Dos  núcleos  de  isótopos  ligeros  (de  hidrógeno,  por  ejemplo)  pueden, fusionándose  uno  con  el  otro,  formar  un  núcleo  más  pesado  (como  el helio, en el caso del hidrógeno), liberando una gran cantidad de energía. 

Aspectos técnicos La fusíón nuclear debe superar dos requisitos: § Calentar  hasta  temperaturas muy  altas  (unos  200 millones  de  grados) para  conseguir  un  gas  sobrecalentado  en  estado  de  plasma,  donde  los electrones escapen de las órbitas atómicas. § Mantener a la materia en estado de plasma encerrada en la cavidad del reactor el tiempo suficiente para reaccionar. 

Hasta la fecha se han producido hasta 12 MW de potencia en reacciones de  fusión  controladas  durante  más  de  un  segundo  (Proyecto  JET, septiembre 1997)

VENTAJAS VENTAJAS • Permite utilizar  elementos que abundan en el  agua,  como el Deuterio y el Tritio, isótopos del hidrógeno. • No genera residuos radiactivos. 

INCONVENIENTES INCONVENIENTES • Problemas tecnológicos para calentar y confinar el plasma utilizado como combustible.

▼ Proyecto  ITER  (International  Thermonuclear  Experimental Reactor): ­Participan la UE, USA, Canadá, Rusia y Japón. ­Pretende  construir  una  central  de  fusión  nuclear experimental en Francia y mantenerla operativa durante 20 año, con un coste aproximado de 10.300 mill. de euros. ­El  reactor  nuclear  funciona  por  confinamiento  magnético: las  partículas  del  plasma  quedan  atrapadas  en  un  campo magnético 

VENTAJAS  e INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA DE FUSIÓN

ENERGÍA GEOTÉRMICA 

• Es la energía procedente del calor interno de la Tierra. • Se explotan en zonas donde el subsuelo es calentado por bolsas  de  magma  (zonas  de  límite  placas  y  puntos calientes, algunas cuencas sedimentarias,… ). 

Tipos de energía geotérmica según la temperatura 

• Energía geotérmica de alta temperatura: ­ 150 – 400 ºC. ­ Zonas volcánicas y límites de placas ­ Se aprovecha para generar electricidad 

• Energía geotérmica de baja temperatura: ­ 60 – 80 ºC. ­ Zonas de cuencas sedimentarias. ­ Se aprovecha para calefacción de viviendas 

• Energía geotérmica de muy baja temperatura: ­ 20 – 60 ºC ­ Se aprovecha en balnearios

APLICACIONES DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA 

• Generación de electricidad. En zonas de subsuelo muy caliente (por  encima  de  100  ºC),  se  extrae  vapor  de  agua  que  en Centrales  Geotérmicas  se  aprovecha  para  producir  energía eléctrica. • Calefacción  de  viviendas.  Las  aguas  geotermales  se  hacen circular por las viviendas para calentarlas. • Aprovechamiento  de  aguas  geotermales  de  muy  baja temperatura en balnearios e invernaderos. 

Ventajas e inconvenientes de la energía geotérmica 

• Ventajas: energía renovable y limpia. • Inconvenientes: ­Poco rentable económicamente frente a otras renovables ­La energía geotérmica de alta temperatura se puede explotar en muy pocos lugares ­Riesgo  de  hundimientos  del  terreno  al  explotar  aguas geotermales.

CENTRAL GEOT CENTRAL GEOTÉ ÉRMICA RMICA

IMPACTOS DE LA MINERÍA

IMPACTOS AMBIENTALES DE LA MINERÍA 

• Incremento  de  la  erosión  debido  a  la  eliminación  de  la cubierta vegetal y las excavaciones y desmontes en minas a cielo abierto y canteras. 

• Riesgos  de  subsidencias  en  minas  subterráneas  y  de deslizamientos en minas a cielo abierto y canteras. 

• Generación  de  ruidos  y  vibraciones  debido  a  las explosiones y a la utilización de maquinaria pesada. 

• Contaminación  de  aguas  superficiales  y  subterráneas  por el lavdo del mineral que contiene ácidos y metales pesados. 

• Contaminación atmosférica debido al polvo producido por las explosiones y excavadoras. 

• Impacto paisajístico debido a las excavaciones, desmontes y formación de escombreras. 

• Riesgos  para  la  salud,  como  la  silicosis  producida  por  el polvo de sílice.

Aumento de la erosión

Contaminación del agua

Contaminación del suelo

Contaminación atmosférica

Riesgos de ladera

Impacto paisajístico

Explotación a cielo abierto de El Feixolín

Contaminación acústica

Silicosis

MEDIDAS CORRECTORAS EN EXPLOTACIONES MINERAS 

• Conservar al máximo la vegetación. 

• Sujetar los taludes para evitar riesgos de deslizamientos. 

• Preparar  balsas  impermeables  para almacenar los estériles producidos. 

• Eliminar residuos tóxicos de las aguas de drenaje.

Balsa de decantación de estériles

Esquema de la rotura de la balsa de estériles de Aznalcollar (1998)

Aspectos generales de un dique de contención para una balsa de estériles

MEDIDAS DE RESTAURACIÓN DE MINAS Y CANTERAS ABANDONADAS 

­ Revegetar  las zonas afectadas para  reducir y controlar la erosión y proteger los recursos hídricos  y disminuir el impacto paisajístico. 

­  Sellado  permanente  de  la  superficie  de  las  minas subterráneas. 

­  Eliminar  o  restaurar  las  escombreras  y  las  balsas  de estériles. 

­  Remodelar  las  pendientes  de  las  escombreras  y cubrirlas de vegetación. 

­  Rellenar  las  excavaciones  producidas  por  la minería  a cielo abierto y revegetar la zona.

Impacto visual de escombreras

Labores de remediación de antiguas escombreras 

Labores de remediación de antiguas escombreras

Restauración de escombreras y fábrica de uranio en Andujar

Reutilización de una corta como zona de recreo

Piscina de decantación en antiguo valle glaciar 

¿Restauración minera? 

La mala restauración