central eolica

Revista digit@l Eduinnova ISSN 1989-1520 Depósito Legal: SE 7617-2010

Nº 34 – ENERO 2012

Índice de contenidos

SECCIÓN: ARTÍCULO DESTACADO DEL MES 2

CENTRAL EÓLICA ..................................................................................................... 2

AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44253518 T ................. 2

SECCIÓN: EDUCACIÓN INFANTIL 11

LA ALIMENTACIÓN EN LA EDUCACIÓN INFANTIL ............................................. 11

AUTORA: SOFÍA RODRÍGUEZ TORO DNI: 48946169F ......................... 11

SECCIÓN: SECUNDARIA 15

LA ENERGÍA, FUENTES Y TIPOS DE ENERGÍA. .................................................. 15

AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T.............. 15

LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA .......................................................................... 24


LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA ......................................................................... 34


LA CENTRAL NUCLEAR ......................................................................................... 47


SECCIÓN: PEDAGOGÍA Y DIDÁCTICA 57

ENSEÑAMOS EN CENTROS MULTICULTURALES ............................................... 57

AUTOR: RAFAEL BAILÓN RUIZ D.N.I. 74678752-Y ...................... 57

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Nº 34 – ENERO 2012

SECCIÓN: ARTÍCULO DESTACADO DEL MES

CENTRAL EÓLICA AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44253518 T

ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA El fundamento de una central eólica se encuentra en el aprovechamiento de la fuerza

generada por el movimiento del aire para la producción de electricidad. La energía

eólica se incluye dentro del denominado grupo de nuevas energías, cuyo campo de

experimentación ha alcanzado notable desarrollo en décadas recientes.

El término eólico deriva de la palabra latina aeolicus, que quiere decir

perteneciente o relativo a Eolo, que era el dios del viento en el mundo griego. La

energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos de

vela o hacer funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. En la

actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica

mediante aerogeneradores.

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda disminuir

las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar la producción mediante

centrales térmicas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de

energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.

La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire

que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de

baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. Los vientos son

generados a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte

de la radicación solar, entre el 1 y el 2 % de la energía proveniente del sol se convierte

en viento. Durante el día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos

se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas

continentales. Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto

el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana

y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y

grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.

Una energía conocida

La energía eólica no es una energía nueva, es una de las energías más

antiguas junto a la energía térmica. El viento como fuerza motriz existe desde la

antigüedad y en todos los tiempos ha sido utilizado como tal, como podemos observar.

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Tiene su origen en el sol. Así, ha movido barcos impulsados por sus velas o ha hecho

funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. Desde tiempos remotos, el

hombre ha utilizado la fuerza del viento para el transporte marítimo y fluvial, así como

para diversas aplicaciones agrícolas. La producción de energía eléctrica de origen

eólico es un fenómeno que se remonta a los comienzos del siglo XX. En un principio,

esta nueva forma de generar electricidad proporcionó modestos niveles de potencia

que, no obstante, han podido suministrar electricidad a pequeñas zonas aisladas

emplazadas al margen de redes integradas. Sin embargo, ha sido en la etapa final de

la mencionada centuria cuando ha comenzado la experimentación con nuevas

tecnologías.

Además de la investigación encaminada a la fabricación de mecanismos

adecuados, ha sido necesario realizar profundos estudios de las zonas de cada

geografía nacional, para precisar el emplazamiento idóneo de las centrales. En este

sentido, la elaboración de mapas eólicos ha resultado de capital importancia. Para

poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y

nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la

altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breces y valores

máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración de unos 20 años.

Para poder utilizar la energía del viento, se necesita que esta tenga un valor

mínimo, que está a partir de los 3 m/s (10 Km. /h) y hasta un máximo que no supere

los 25 m/s (90 Km. /h). Un aerogenerador puede estar funcionando al máximo de su

potencia, pero si el viento aumenta lo justo para sobrepasar las especificaciones de

uso, es necesario cambiar la inclinación de las aspas del aerogenerador para que

dejen de girar, pues con el viento a altas velocidades la estructura puede resultar

dañada por los esfuerzos que aparecen en el eje.

La instalación de una central eólica

Para que la energía eólica pueda ser utilizada con eficacia, es necesario que

en la zona de emplazamiento de la planta las características del viento cumplan

determinadas condiciones velocidad, estabilidad y continuidad. La densidad de

potencia del viento, el valor máximo de la potencia que puede obtenerse por cada

unidad de área barrida por el viento, resulta un parámetro fundamental. Por encima de

los 200 W/m2, los sistemas eólicos destinados a la producción de energía eléctrica

resultan rentables, por debajo de los 50 W/m2, la construcción de este tipo de

instalaciones no es aconsejable. Por otra parte, es necesario que se den densidades

de potencia del viento superiores a 1.000 W/m2 para que el rendimiento de

aerogeneradores de potencia superior a 0,50 MW sea aceptable.

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La energía eólica presenta como principal ventaja un elevado rendimiento en la

transformación de energía mecánica en eléctrica. Es una de las más limpias,

renovables y abundantes, ya que los aerogeneradores no producen emisiones

contaminantes (atmosféricas, residuos, vertidos líquidos) y no contribuyen, por lo

tanto, al efecto invernadero ni a la acidificación de los suelos.

Por el contrario, los problemas técnicos y económicos son todavía importantes.

En este sentido, hay que mencionar factores derivados de la fluctuación del viento, el

posible daño al medio ambiente o las dificultades de almacenamiento de la

producción, cuando se aplica en zonas aisladas, en los casos en que se supera la

demanda. En términos generales, el coste de Kwh. generado sigue siendo elevado.

Pasamos a enumerar estos factores negativos, algunas de las consecuencias

para el medio ambiente son:

• El impacto visual: Mientras que un parque de pocos aerogeneradores puede

hasta llegar a considerarse atractivo, una gran concentración de máquinas

plantea problemas. Para evitarlo, se suelen utilizar colores adecuados, una

cuidada ubicación de las instalaciones en la orografía del lugar y una precisa

distribución de los aerogeneradores.

• El impacto sobre las aves: Se trata de un impacto potencial que, si bien no

reviste gravedad en términos generales, depende principalmente de la

ubicación del parque eólico. En aquellos parques en que se sitúen en áreas

sensibles, puede ser minimizado a través de programas de vigilancia y

seguimiento.

• La flora y la fauna: Una central eólica puede tener efectos directos en la

destrucción del hábitat existente en la zona y de algunos de los organismos

que en él habitan, y efectos indirectos como la generación de contaminantes

que afectan a la salud de los organismos, así como ruidos y movimientos que

afectan el comportamiento de los animales.

• El efecto sonoro: Un aerogenerador produce un ruido similar al de cualquier

otro equipamiento industrial de la misma potencia. La diferencia recae en que

mientras los equipamientos convencionales se encuentran normalmente

cerrados en edificios diseñados para minimizar su nivel sonoro, los

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aerogeneradores tienen que trabajar al aire libre y cuentan con un elemento

transmisor de sonido, el propio viento.

• El impacto por erosión: se producen principalmente por el movimiento de

tierras durante la preparación de los accesos al parque eólico. Esta incidencia

se puede reducir mediante estudios previos a su trazado.

• Las interferencias electromagnéticas: El gran tamaño de los aerogeneradores

puede producir una interferencia en las ondas de radio, telefonía, televisión,

etc. cuando las aspas están en movimiento.

Aerogeneradores

El aerogenerador es el tipo de máquina empleada para el aprovechamiento de

la energía eólica con destino a la producción de electricidad. Actualmente existe una

gran variedad de modelos de aerogeneradores que se diferencian entre ellos por su

potencia, por el número de palas o incluso por la manera de producir energía eléctrica

atendiendo a diferentes criterios:

1) Por la posición del aerogenerador

A) Eje vertical: su característica principal es que el eje de rotación se encuentra

en posición perpendicular al suelo. Son los modelos:

1. Darrieus: consisten en dos o tres arcos que giran alrededor del eje.

2. Panemonas: cuatro o más semicírculos unidos al eje central.

3. Sabonius: Dos o más filas de semicilindros colocados de forma opuesta.

B) Eje horizontal: son los más habituales y en los que se ha invertido un mayor

esfuerzo para su mejora en los últimos años. Se les denomina también “HAWTs”

2) Por la orientación respecto al viento

• A sobre viento: La mayoría de los aerogeneradores tienen este diseño. En este

tipo de aerogeneradores el viento empieza a desviarse de la torre antes de

llegar, aunque la torre sea redonda y lisa.

• A bajo viento: las máquinas de corriente baja tienen el rotor situado en la cara

de bajo viento de la torre. Pueden ser construidos sin un mecanismo de

orientación.

Las turbinas eólicas de eje horizontal están integradas por una hélice o rotor

acoplada a un soporte, denominado góndola o navecilla, que alberga el alternador y

la caja de engranajes, instalados los dos sobre una torre fabricada en hormigón o

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material metálico. El rotor puede estar emplazado tanto a barlovento como a

sotavento. En el primer caso el aerogenerador ha de poseer un dispositivo de

orientación; como ventaja hay que señalar la disminución del efecto de carga de

fatiga sobre las palas de rotor. Si el rotor se encuentra a sotavento, la turbina se

autoorienta; pero el efecto de carga de fatiga es superior.

Los aerogeneradores de eje vertical presentan el generador en la base de la

torre, lo que le facilita las tareas de mantenimiento. Se trata de mecanismos

autoorientables; dado que las palas se encuentran acopladas a lo largo de la torre,

en sentido perpendicular al suelo, es posible aprovechar el viento

independientemente de su dirección. Como factor negativo puede señalarse el

menor rendimiento de este tipo de aerogeneradores con respecto a los de eje

horizontal.

Los principales componentes de un aerogenerador de eje horizontal son:

• La góndola: es la carcasa que protege los componentes clave del

aerogenerador.

• Las palas del rotor: capturan el viento y transmiten su potencia hacia el buje.

Tienen una longitud de 20m.

• El buje: es un elemento que une las palas del rotor con el eje de baja

velocidad.

• Eje de baja velocidad: conecta el buje del rotor al multiplicador. Gira muy lento,

a 30 rpm.

• El multiplicador: permite que el eje de alta velocidad que está a su derecha gire

50 veces más rápido que el eje de baja velocidad.

• Eje de alta velocidad: gira aproximadamente a 1.500 rpm, lo que permite el

funcionamiento del generador eléctrico.

• El generador eléctrico: en los aerogeneradores modernos la potencia máxima

suele estar entre 500 y 1.500 Kw.

• El controlador electrónico: es un ordenador que continuamente monitoriza las

condiciones del aerogenerador y controla el mecanismo de orientación.

• La unidad de refrigeración: contiene un ventilador eléctrico utilizado para enfriar

el generador eléctrico.

• La torre: soporta la góndola y el rotor. Generalmente es una ventaja disponer

de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta a medida que nos

alejamos del nivel del suelo

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• El mecanismo de orientación: está activado por el controlador electrónico, que

vigila la dirección del viento utilizando el panel.

• El anemómetro y el panel: las señales electrónicas del anemómetro conectan

el aerogenerador cuando el viento tiene una velocidad aproximada de 5 m/s.

Explicamos más profundamente los componentes más importantes del

aerogenerador de eje horizontal:

1.- El rotor:

El rotor de un aerogenerador puede estar provisto de una o varias palas,

generalmente hasta seis. La pala es el componente más importante de la turbina

eólica; se trata del elemento más costoso y el que precisa de un diseño más complejo.

En un principio, las palas fueron fabricadas con acero; diversas investigaciones

pusieron de manifiesto la conveniencia de emplear materiales más ligeros en su

elaboración como, por ejemplo carbono o fibra de vidrio. El problema fundamental que

plantea la pala se deriva de la enorme intensidad de las cargas aerodinámicas

alternativas a las que se encuentra sometida, lo que determina una fuerte vibración en

ella. La forma de acoplamiento entre el modo de vibración experimentado por las palas

y el propio de la torre es objeto de complejos estudios, puesto que el desajuste entre

ambos puede producir torsiones e, incluso la destrucción de la máquina.

2.- La navecilla:

Con el nombre de navecilla o góndola se designa el aerogenerador

propiamente dicho. Contiene el equipo eléctrico y mecánico que hace posible la

transformación de la energía cinética suministrada por el rotor a través de un

embrague, un engranaje situado en una caja de cambios y un generador eléctrico. La

navecilla se encuentra recubierta por placas de aluminio, que aseguran su aislamiento

del ruido y del calor. Presenta una forma troncocónica o cilíndrica, especialmente

adecuada para el reparto de su peso sobre el eje principal. Habitualmente, está

provista de un microprocesador para regular y vigilar el ángulo de inclinación de las

palas del rotor y la posición de éste con respecto al viento. Todo ello encaminado a la

obtención del máximo rendimiento posible. Finalmente, consta de un sistema de

seguridad que, en caso necesario, opera bloqueando las palas del rotor y de frenos de

disco por si eventualmente hay que detener el rotor.

3.- La torre:

La torre es un componente convencional, cuya forma es, semejante a las del

tendido eléctrico. No obstante, algunas presentan forma troncocónica o cilíndrica.

Pueden ser metálicas o estar construidas con hormigón armado. Lo más usual es

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hacerlas metálicas y huecas con unas escalas que permiten el acceso a la navecilla

para las labores de programación, mantenimiento, etc. En todo caso, lo realmente

importante es que en el diseño de la torre se tengan en cuenta la necesidad de que

sus modos de vibración se acoplen de manera adecuada con los que sufre el rotor.

Funcionamiento de la central eólica

En esencia, el funcionamiento básico de las centrales eólicas es muy sencillo.

En las de eje horizontal se dispone sobre una torre la navecilla, el generador

propiamente dicho, que acoge en su interior una turbina. Esta se encuentra conectada

a través de una caja de cambios a un conjunto de aspas. La energía eléctrica

producida por el movimiento de la turbina es transportada por medio de unos cables

conductores hasta un centro de control, donde se puede almacenar en acumuladores

o bien distribuirse directamente hasta los centro de consumo. En los aerogeneradores

de eje vertical, el funcionamiento es semejante: el viento mueve las palas acopladas al

eje vertical, el movimiento se traslada al equipo generador emplazado al pie de dicho

eje.

Puesto que la producción de energía eléctrica por vía eólica es aleatoria, una

planta de este tipo ha de estar provista de una fuente auxiliar que garantice, en todo

momento, el suministro de energía eléctrica.

El mecanismo que controla el movimiento de la turbina en la central eólica es el

volante de inercia. Este dispositivo actúa como carga de frenado, permitiendo controlar

las revoluciones de las aspas independientemente de la velocidad del viento.

Asimismo, dada la gran altura a la que está emplazado el generador y el rozamiento

que el aire produce sobre él, se hace necesario que el equipo esté conectado a tierra,

para evitar la electricidad estática que, de otro modo, se generaría en la instalación.

Como hemos mencionado anteriormente, para producir electricidad con una

central eólica es necesario que el viento sople a una velocidad de entre 3 y 25m/s. El

viento hace girar las palas al incidir sobre ellas, convirtiendo así la energía cinética del

viento en energía mecánica que se transmite al rotor. Esta energía se transmite

mediante un de baja velocidad a la caja del multiplicador, de donde sale a una

velocidad 50 veces mayor, y es entonces cuando se puede transmitir al eje del

generador para producir energía eléctrica.

Dado que la producción de energía eléctrica mediante una central eólica es de

carácter aleatorio, ya que unos días puede soplar más viento que otros o incluso que

no sople, todas estas centrales disponen de una fuente auxiliar para tener garantizado

en todo momento el suministro de energía eléctrica. En un aerogenerador se crea

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electricidad estática al producirse el roce del viento sobre él. Esta electricidad estática

se descarga a través de una presa en el suelo que tienen todos los aerogeneradores.

Esta presa en el suelo se instala porque, debido a la altura de la torre se crea una

diferencia de potencial (tensión) entre el suelo y el aerogenerador, si alguna persona

tocara la torre, esta electricidad estática podría descargarse en el suelo a través de

ella, provocando un accidente o incluso la muerte.

Debido a la falta de seguridad en la existencia del viento, la energía eólica no

puede ser utilizada como única fuente de energía eléctrica. La producción eléctrica de

origen eólico está coordinada con la producción en centrales térmicas (energías

convencionales). El procedimiento es mantener las térmicas por debajo de su

rendimiento óptimo, cerca del 90 % de su potencia, de forma que cuando afloja el

viento, estas centrales suben su producción y compensan la caída generada por la

energía eólica. Uno de los inconvenientes es que las centrales térmicas consumen

más combustible por kilovatio hora producido en este modo respaldo. También, al

subir y bajar su producción cada vez que cambia la velocidad del viento, se desgasta

más la maquinaria. Para solucionar los problemas de respaldo, está en proyecto una

interconexión con la red europea a través de Francia, para emplear el sistema europeo

como colchón de la variabilidad eólica.

La distribución de los parques eólicos responde principalmente a criterios de

disponibilidad de "combustible", es decir, vientos intensos, constantes y regulares a lo

largo del año. Es por ello, que dos de las zonas tradicionales para estas instalaciones

sean la costa gallega del N. y Tarifa, donde el mapa de potencial eólico indica valores

muy altos. Algo parecido se puede decir de los parques instalados en las serranías del

Sistema Ibérico.

En algunas comunidades autónomas se ha combinad la existencia de buenos

potenciales eólicos con una apuesta muy decidida por este tipo de energía; por

ejemplo en Navarra, se ha decidido por lograr un alto porcentaje de auto

abastecimiento energético combinando este y otros procedimientos. En las Islas

Canarias, es una opción muy rentable para la producción de energía eléctrica, a veces

la conexión en el abastecimiento de agua potable cuando los aerogeneradores

alimentan las instalaciones de desalinización.

La mayor potencia instalada se encuentra en Galicia, donde la energía eléctrica

producida por los aerogeneradores, es ya un porcentaje sustancial respecto del total

producido en la comunidad, su potencial eólico aprovechable es el mayor de España.

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El crecimiento de la electricidad eólica en Castilla-La Mancha, ha sido muy

rápido. Ha pasado de 174 unidades en el año 1999 a tener 457 instalados en el año

2000. También en otras regiones está tomando importancia esta manera de producir

electricidad, como en Aragón y en Castilla-León.

Según datos facilitados por el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en su

informe “La energía en España 2010”, (página 223), en nuestro país hay una potencia

total instalada de 20.203 MW que generó una producción de energía eléctrica de

43.784 GWh. La conclusión que sacamos es que en nuestro país, la potencia instalada

para producción eólica es algo superior a la de origen hidroeléctrico (19.553 MW en

2010), lo mismo ocurre al analizar la producción de energía mediante estos

procedimientos, las cifras también son más o menos parecidas ya que la energía

producida mediante centrales hidroeléctricas fue de 45.446 GWh.

En España se ha optado por la diversificación en las fuentes de obtención de la

energía, intentando dar, cada vez más, un mayor protagonismo al grupo de las

energías renovables. De esto se obtienen, entre otras, dos ventajas muy importantes,

ya que nuestro país tiene un déficit considerable en combustibles fósiles, los cuales

tiene que comprar, cada vez somos menos dependientes de este tipo de combustibles

y nos afectan menos las oscilaciones tanto en su precio como en su producción. La

otra ventaja tiene que ver con el impacto medioambiental generado a la hora de la

producción de energía, ya que estas energías, aunque tienen impacto, es una energía

limpia ya que no produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes. Al no

necesitar una combustión, no se producen gases, como el dióxido de carbono, por lo

que no contribuye al efecto invernadero ni al cambio climático.

Bibliografía y fuentes consultadas:

www.unesa.net

www.unesa.es

www.endesaeduca.com

La energía en España 2010

Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

* Fuentes de energía eléctrica

Ramón R. Mujal Rosas

Ediciones UPC, 2005

* Fuentes de energía

José Roldán Viloria

Ediciones Paraninfo, S. A., 2008.

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SECCIÓN: EDUCACIÓN INFANTIL

LA ALIMENTACIÓN EN LA EDUCACIÓN INFANTIL AUTORA: SOFÍA RODRÍGUEZ TORO DNI: 48946169F

ESPECIALIDAD: EDUCACIÓN INFANTIL

La alimentación es un aspecto que tanto los maestros/as como los padres y madres de los niños de educación infantil debemos cuidar. Para ello, debemos llevar a cabo una especie de “programación” tanto en casa como en el colegio, ya que del buen equilibrio alimenticio dependerá el aprendizaje de los niños/as, así como el grado de concentración y cansancio.

Diversos estudios confirman que es durante la edad escolar cuando se gestan muchos de los problemas de salud que aparecen en la edad adulta y que entre las causas de éstos se encuentra la alimentación y los hábitos y conductas alimenticias que las personas adquieren en su niñez. La L.O.E. (L.E.A. en Andalucía) contempla en el apartado dedicado a la EDUCACIÓN EN VALORES la Educación para la salud, y dentro de los contenidos de la misma es donde se encuentran las orientaciones que desde el centro escolar podemos trabajar con los niños/as y sus familias con el objetivo final de prevenir trastornos alimentarios en el futuro.

La alimentación equilibrada consiste en la combinación de alimentos necesarios para proporcionar diariamente las calorías, proteínas, minerales y vitaminas necesarias. La rueda de los alimentos, es una forma práctica de agrupar los alimentos. Se agrupan en siete grupos o sectores.

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En relación con el peso corporal, como establece Varela G, las necesidades nutritivas son más importantes cuanto más pequeño sea el niño/a.

Si observamos a los niños de educación infantil, podremos ver que muchos de ellos siempre comen lo mismo a la hora de la merienda, por lo que debemos plantearnos una serie de puntos a tratar con ellos.

- Hábitos de alimentación: antes, durante y después de las comidas. - Diversidad de alimentos. - Planificación de menús. - Importancia de la salud bucodental.

En lo referente a los hábitos alimenticios, enseñaremos a los niños/as que hay tres momentos fundamentales en lo referente a las comidas: antes, por la importancia de lavarse las manos, poner la mesa, y sentarse para comer. Durante, pues hay que enseñar a los niños/as que tienen que permanecer sentados durante las comidas.

La diversidad de alimentos, como hemos dicho anteriormente en la rueda de los alimentos, es esencial para que los niños y niñas puedan crecer con todos los nutrientes necesarios para su organismo.

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Para la planificación de menús, debemos dar prioridad a aquellos alimentos fundamentales para el crecimiento: leche y derivados, carne, hígado, pescado, huevos, cantidades variables de patatas y cantidades moderadas de dulces y grasas.

Dentro de la alimentación infantil y los hábitos alimenticios había un tema

que nos interesaba tratar y es el relacionado con las chucherías, aunque en las charlas con los padres/madres insistimos en lo que estas perjudican sobre todo la salud bucodental de los niños/as, todavía vemos un uso abusivo de las mismas en el horario escolar, ya que encontramos niños/as que a la entrada del colegio ya están comiendo “chuches”.

Por todo ello, algo que debe ser un hábito en el día a día de los niños y niñas es la higiene buco dental, concienciar a los niños/as de la importancia de la misma es otra de las tareas que nos fijamos. Por ello para motivarlos, en el aula se pueden hacer diversas actividades como el seguimiento de las veces y los momentos en que ellos/as se cepillan los dientes.

No podemos terminar este artículo sin hablar sobre los principales trastornos infantiles relacionados con la educación infantil.

Hay una serie de causas que pueden provocar estos trastornos: causas biológicas, como por ejemplo el exceso de alimentación, causas socio- culturales, por malos hábitos y causas psicológicas, como llamadas de atención. Los trastornos más comunes que podemos encontrar son los siguientes:

� Híper selectividad en la alimentación, es decir, ofrecerle al niño/a gran variedad de alimentos y que ellos puedan elegir, qué quieren comer.

� El niño inapetente, es aquel que en ningún momento del día tiene ganas de comer.

� El niño que come a cualquier hora. � Obesidad, provocada especialmente por no comer todo tipo de

alimentos, sino principalmente grasas, dulces y chucherías. � Anorexia, por la falta de comer las proteínas, nutrientes,

vitaminasUnecesarias para el organismo. � Pica. Se refiere a esos niños y niñas que sólo hacen picar entre horas,

pero que además normalmente, los alimentos que pican, no suelen ser sanos.

CONCLUSIÓN.

Como conclusión de este artículo, debemos resaltar la importancia de la alimentación no solo en la etapa de educación infantil, ya que los

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conocimientos y hábitos que se adquieren a estas edades, van a repercutir en gran medida en nuestra vida de adultos.

Debemos de tener en cuenta la necesidad de la coordinación familia- escuela, pues las horas de comer se desarrollan fundamentalmente en casa.

Además, en una época de estrés y agotamiento, se dan cosas como: alimentacióm inadecuada, sobrepeso, comidas rápidasUhabiendo adquirido estas últimas demasiada importancia en la vida de nuestros niños y niñas de educación infantil.

Terminaremos este artículo con la siguiente cita " Una comida bien equilibrada es como una especie de poema al desarrollo de la vida”. Anthony Burgess (n. 1917). Escritor y político inglés. BIBLIOGRAFÍA.

� Varela, G. (2008). Ingesta recomendada en la nutrición infantil. � Fernándes G. (2002). Patrones alimentarios en el siglo XXI. Problemas y

perspectivas. Madrid. Aljibe. www.infantil.profes.net.

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SECCIÓN: SECUNDARIA

LA ENERGÍA, FUENTES Y TIPOS DE ENERGÍA.

AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T

ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA

La energía es necesaria para el desarrollo de la humanidad, en todos los

campos de su actividad tecnológica. La escasez de energía va a ser un factor

predominante en el futuro inmediato, que nos va a llevar a que la energía sea cara,

escasa y dé lugar a crisis de suministros y precios, como las que periódicamente

padecemos.

La energía se define como la capacidad que poseen los cuerpos para producir

trabajo. La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. La humanidad ha

adquirido los conocimientos técnicos y la tecnología necesaria para utilizar diferentes

formas de energía, transformarlas y obtener electricidad, para su posterior transporte,

distribución y consumo. La generación y utilización de energía conlleva problemas

como la escasez de recursos no renovables, carbón, petróleo, etc., la gestión,

almacenamiento y destrucción de residuos radiactivos, la contaminación de las

centrales térmicas, etc.

La energía se define como la capacidad que poseen los cuerpos para producir

trabajo. El problema del agotamiento de los recursos energéticos, planteado tras la

crisis del petróleo de 1973, abrió el camino hacia la utilización de fuentes de energía

renovables. Las investigaciones recientes en este ámbito se centran, además en la

puesta en marcha de procesos no contaminantes.

La energía en el pasado

En los inicios de la historia, la fuerza muscular fue la única fuente de energía

utilizada. Además, el hombre descubrió que podía emplear la energía del viento para

la navegación, navegación a vela, o la energía del agua en movimiento, rueda

hidráulica. A partir del siglo XI comenzó a utilizarse el carbón como combustible. El

Renacimiento fue una época de desarrollo cultural y científico y el hombre buscó

formas más sencillas de utilización de la energía. Como consecuencia, y ya a finales

del siglo XVIII, tuvo lugar un rápido desarrollo de la tecnología aplicada a los procesos

productivos, en el marco de lo que se ha dado en denominar la Revolución Industrial.

El calor pasó a ocupar un lugar central en la tecnología y con el desarrollo de la

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termodinámica, se consiguió, en unas pocas décadas llegar a construir las máquinas

térmicas que caracterizaron esta fase de la evolución tecnológica.

Fuentes de energías renovables y no renovables

Con el nombre de fuentes de energía y recursos renovables se designan

aquellas que son inagotables y que aparecen en la tierra de manera continua, como:

energía hidráulica, solar, eólica y mareomotriz. Por el contrario, las fuentes de energía

de recursos no renovables se encuentran de forma limitada en el planeta y a medida

que son consumidas, sus reservas disminuyen; son el carbón, el petróleo, el gas

natural, la energía geotérmica y la nuclear.

Energía hidráulica, eólica y mareomotriz

La principal forma de aprovechamiento de la energía procedente del agua y del

viento es su aplicación a la producción de energía eléctrica. Las centrales

hidroeléctricas utilizan la fuerza de los ríos, haciéndola descender por gravedad, para

que atraviese una turbina que impulsa un generador. Las centrales de energía

mareomotriz son instalaciones en las que se construye un dique provisto de un túnel,

que aísla el agua del mar para emplear el desnivel provocado por la marea. En el

interior del túnel se canaliza el agua, que origina un flujo similar al de un curso fluvial.

La cantidad de energía obtenida de esta manera es, no obstante muy pequeña. La

energía procedente del viento es dispersa, aleatoria e intermitente. En función de

estas características, puede decirse que su importancia como fuente energética, fuera

del ámbito de las centrales electroeólicas, es limitada. No obstante, puede emplearse

para la extracción de agua en pozos, para accionar molinos de viento y para poner en

movimiento pequeñas dinamos.

La energía solar

La energía solar es la que llega a la tierra en forma de radiación

electromagnética procedente del sol, donde se genera como resultado de un proceso

de fusión nuclear. Existen dos formas principales de aprovechar la energía solar: la

conversión térmica y la conversión fotovoltaica. La térmica presenta tres modalidades

diferentes: a baja, media o alta temperatura. En el primer caso, hasta una temperatura

de 90º C, se trata de captar la energía solar gracias a la utilización de superficies de

material adecuado, que se instalan de manera que sobre ellas recaiga la máxima

incidencia solar. Su aprovechamiento se reduce al ámbito doméstico, por ejemplo para

procurar la elevación de la temperatura del agua en una piscina o para los sistemas de

calefacción y agua caliente sanitaria. En la conversión térmica a media temperatura,

hasta los 200º C, la energía solar se concentra mediante la utilización de dispositivos

especiales, que reciben el nombre de lectores. Se emplea esta modalidad en ámbitos

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industriales, como por ejemplo, en los procesos de esterilización y destilación del agua

marina. Cuando la temperatura supera los 200º C, la energía solar se capta y se

concentra para producir vapor de agua, gracias al empleo de una caldera solar. En

este caso, se aplica a la obtención de energía electrica, en las centrales solares.

El proceso de conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de

la energía luminosa en energía eléctrica, a partir de la utilización de células solares o

fotovoltaicas. El efecto fotovoltaico se verifica cuando los rayos del sol contactan con

un material semiconductor. Cuando los fotones inciden sobre determinados materiales

provocan en su interior un desplazamiento de electrones y como resultado, la

aparición en sus extremos de una diferencia de potencial. De esta manera actúan

como pequeñas pilas o generadores eléctricos.

Carbón, petróleo y gas natural

El carbón es un combustible fósil formado a partir de la acumulación de

vegetales. Sometidos a variaciones de temperatura y presión a lo largo de grandes

períodos de tiempo y alterados por diferentes acciones químicas, estos vegetales

sufren el proceso de carbonización. La proporción de carbono y el porcentaje de

materias volátiles determinan la capacidad calorífica de cada tipo de carbón. El carbón

más antiguo, y por tanto con mayos contenido en carbono, menor nivel de materia

volátil y más capacidad calorífica es la antracita. Le siguen en importancia la hulla, el

lignito y la turba. Además de su utilización como combustible doméstico e industrial, la

principal aplicación del carbón se encuentra en el ámbito siderúrgico, donde se usa

para producir acero y de manera especial en las centrales térmicas, donde se quema

para producir electricidad.

El petróleo es un aceite mineral combustible, compuesto esencialmente por

hidrocarburos. Es el resultado de la descomposición de restos de organismos vivos,

animales y vegetales, en ausencia de aire. Los mencionados residuos orgánicos se

depositan en los fondos marinos y fluviales a poca profundidad, en las

desembocaduras de los cursos fluviales o en las lagunas desecadas. El proceso de

refinado consiste en la operación realizada para separar el petróleo bruto en

fracciones, pesadas y ligeras, para su posterior purificación y creación, mediante el

proceso de síntesis, de hidrocarburos susceptibles de ser utilizados y que no se dan

en la naturaleza. En una primera fase las fracciones obtenidas son metano, etano,

propano, butano, gases que se destinan al uso industrial y doméstico, una vez

embasados a presión. La segunda fracción está formada por gasolinas y carburantes

utilizados como combustibles. A partir de aquí, las sucesivas fracciones permiten la

destilación de queroseno, gasoil, fueloil, lubricantes, parafinas, betunes, asfaltos, etc.

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Nº 34 – ENERO 2012

Denominado generalmente gas metano, por la elevada proporción de este que

contiene, el gas natural es un hidrocarburo gaseoso que se forma en las ciénagas y

pantanos, en las minas y también en los volcanes; aparece frecuentemente en los

yacimientos petrolíferos, donde antes se quemaba como otro más de sus residuos. El

metano se utiliza como materia prima para obtener metanol, formaldehídos, acetileno y

óxido de carbono. Como combustible tiene un alto poder calorífico. En los últimos

años, sus usos civiles e industriales han proliferado rápidamente. En áreas urbanas

dotadas de una red de distribución de gas, el metano ha sustituido al gas ciudad.

La energía nuclear.

Este tipo de energía procede de las reacciones nucleares o de la

desintegración de los núcleos de determinados átomos. Existen dos tipos de

reacciones nucleares que libren energía: la fisión y la fusión nuclear. La fisión consiste

en la ruptura de un núcleo pesado en otros dos núcleos, que a su vez, liberan

neutrones. Los neutrones desprendidos pueden romper otros núcleos de uranio

(uranio-235), que, al fisionarse, vuelven a liberar neutrones. La repetición del proceso

determina una propagación de la fisión a toda la masa: lo que se conoce como la

reacción en cadena, que provoca la liberación de gran cantidad de energía.

La fusión nuclear es el proceso de unión de varios núcleos ligeros para formar

uno más pesado y estable. Para que se verifique la fusión, es necesario que se

produzca un acercamiento entre los núcleos iniciales, venciendo las fuerzas

electrostáticas de repulsión. La energía necesaria para que los núcleos reaccionen

puede proceder de la energía térmica, reacciones termonucleares, o del empleo de un

acelerador de partículas. Ha sido en el terreno militar donde las experiencias de fusión

nuclear han dado resultados, ciertamente amenazantes, con la fabricación de bombas

nucleares. En principal problema que se plantea al hablar de energía atómica y

centrales nucleares es la cuestión del almacenamiento y destrucción de los residuos

radiactivos.

Energía geotérmica

El aprovechamiento del calor producido continuamente por la lenta

desintegración de elementos radiactivos en el interior de la tierra constituye la base de

la energía geotérmica. Este tipo de energía puede salir al exterior de diferente manera;

en forma de gases a altas temperaturas, como vapor y agua hirviendo, en el caso de

los géiseres, o en forma de agua caliente, como en las fuentes de aguas termales. El

principal uso de la energía geotérmica es la producción de electricidad, a partir de

yacimientos de vapor y rocas calientes.

Tipos de energía

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Cuando un cuerpo es capaz de realizar trabajo físico, se dice que posee

energía. Ésta, que puede ser debida a la posición del cuerpo, a su movimiento o a su

propio estado, es única, aunque se manifiesta de manera diversa a partir de la

transformación de unas formas en otras.

La producción de trabajo puede determinar fenómenos de distinta naturaleza

cono: caloríficos, químicos, mecánicos, etc. En función de esta diversidad, se habla de

energía térmica, energía química, energía mecánica, energía nuclear, etc., sin que ello

implique la existencia de varios tipos de energía. Las distintas formas de manifestarse

la energía están asociadas a los cambios que experimentan los sistemas materiales.

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma si un cuerpo experimenta un

cambio en su estado. Cuando un cuerpo está aislado, es decir, cuando no puede

ceder energía al exterior ni recibirla, la suma de todas las formas de energía que

posee se mantiene constante, aunque dentro del propio sistema cerrado que

representa el cuerpo sí se están produciendo transformaciones de energía de una

forma a otra.

Energía cinética y potencial

La capacidad de los cuerpos para producir trabajo mecánico por el hecho de

estar moviéndose se llama energía cinética. La energía cinética adquirida por un

cuerpo se mide por el trabajo realizado sobre él ara ponerlo en movimiento o por el

que el cuerpo realiza hasta que se para. Su fórmula es:

Ec= ½ mv2 siendo m la masa del cuerpo y v la velocidad a la que se

mueve.

La otra forma de energía mecánica es la energía potencial, que no se

manifiesta exteriormente. Es la que tienen los cuerpos elevados, que producen trabajo

al caer, energía potencial gravitatoria; la de los resortes tensos, que realizan trabajo al

quedar libres, energía potencial elástica; o la de un cartucho de dinamita que, en el

momento de la explosión, transforma la energía química que contiene en energía

cinética mecánica, energía potencial química. La energía potencial almacenada por un

cuerpo se mide, igual que la cinética, por el trabajo realizado sobre él para adquirirla o

por el que el cuerpo realiza para perderla. La energía potencial (Ep) de un cuerpo

sometido a la fuerza de la gravedad respecto de un plano horizontal tomado como

referencia es el producto de su peso (P) por la distancia (h) a dicho plano:

Ep= P x h = m x g x h

Principio de conservación de la energía. Energía mecánica.

Dado un sistema físico aislado (que no cede ni toma energía de ningún otro), el

principio de conservación de la energía se hace válido si consideramos únicamente

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transformaciones de tipo mecánico: la suma de las energías cinética y potencial que

un cuerpo posee en una posición B es la misma que poseía en A. Si llamamos E a la

energía mecánica total, dada por la suma de las energías potencial y cinética, en un

campo de fuerzas gravitatorio la energía mecánica total de un punto material

permanece constante, esto es:

E= Ep + Ec = constante

Pesemos, por ejemplo, en un cuerpo situado a una cierta altura del suelo, que

tomamos como punto de referencia para la medida de la energía potencial. Si el

cuerpo está en reposo, su energía cinética es nula, por lo que su energía total coincide

con su energía potencial. Si lo dejamos caer, su energía potencial disminuye conforme

va perdiendo altura, y su energía cinética aumenta conforma va aumentando su

velocidad. Cuando el cuerpo llegue al suelo, su energía potencial será nula y su

energía total será sólo energía cinética.

El principio de conservación de la energía mecánica resulta fundamental para

la solución de muchos problemas en física. Hay que recordad, no obstante, que las

consideraciones realizadas son válidas sólo en el caso ideal de que el sistema

mecánico esté aislado, es decir, que no pueda recibir ni ceder energía del exterior.

Energía mecánica y rozamiento

Lo expuesto en el apartado anterior no se cumple en la práctica en los sistemas

reales. Cualquier movimiento realizado por un cuerpo está sometido inevitablemente al

rozamiento, ya sea con otro cuerpo en contacto o con el propio aire. El rozamiento

provoca un frenado del desplazamiento, que se traduce en una pérdida de energía

cinética, al disminuir la velocidad, y en consecuencia, de la energía mecánica. Esta

pérdida de energía no es tal, como ya se ha indicado: la energía cinética se transforma

en energía calorífica.

Principio de mínima energía

Todos los sistemas en la naturaleza evolucionan hacia el estado de mínima

energía potencial: cualquier cuerpo en un plano inclinado rueda hasta el punto más

bajo, en el que la energía potencial es mínima o nula; un muelle comprimido tiende a

estirarse, para adquirir la condición de mínima deformación y por tanto de mínima

energía; una reacción química evoluciona hacia el estado de menor contenido

energético. También los electrones en el átomo se hallan siempre en el nivel de menor

energía posible, en estado de no excitación.

Energía térmica

Si se ponen en contacto dos cuerpos a diferentes temperaturas, se produce

una transmisión de calor del cuerpo más caliente al más frío, hasta que se iguala la

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temperatura de ambos. Lo que entendemos por transmisión de calor es exactamente

otra forma de manifestarse la energía. La energía térmica de un cuerpo está

relacionada con la energía mecánica a nivel molecular, ya que se entiende como la

suma de energías mecánicas asociadas a los movimientos de todas las moléculas que

lo componen. Si bien no se puede medir el valor absoluto de esta forma de energía, si

es posible calcular la variación que experimenta al aumentar o disminuir la

temperatura: esto es lo que se denomina calor.

El principio de conservación de la energía en termodinámica es equivalente a la

mecánica, en este caso la energía mecánica se denomina energía interna. La energía

interna de un sistema es la suma de las energías cinéticas, asociadas a los

movimientos de todas las moléculas, las energías potenciales, asociadas a su

posición, las energías de vibración y de rotación de las partículas que integran el

sistema, las energías de enlace y la energía térmica.

Para cada reacción química existe una energía asociada, que se puede

manifestar de diferentes formas: como energía eléctrica, luminosa, nuclear, mecánica,

calorífica, etc. Lo habitual es que se manifieste como energía calorífica, ya que en la

mayor parte de las reacciones se produce una transferencia energética desde el

sistema al entorno o al revés. Esto es así por que tanto los reactivos como los

productos almacenan una cierta energía en su interior, denominada entalpía.

Hablamos entonces de reacciones exotérmicas, cuando desprenden calor al exterior

por ser los reactivos más energéticos que los productos, es el caso de las reacciones

de combustión, o endotérmicas, cuando el sistema absorbe energía del exterior por

ocurrir lo contrario. Los cambios de energía en las reacciones químicas son debidos a

la ruptura de los enlaces entre las moléculas de los reactivos y a la formación de

nuevos enlaces entre ellas para dar lugar a los productos.

Energía electrostática

El concepto de energía potencial, es decir, la energía de un cuerpo asociada a

su posición, se traduce en términos de electricidad en la energía potencial

electrostática. Supongamos una carga eléctrica q situada en un punto del espacio, a

una distancia r de otra carga Q de signo contrario. Por el mero hecho de hallarse en

ese punto, la carga q posee una energía potencial Ep. Si se libera la carga q el efecto

de la fuerza atractiva haría que se aproximara a Q, con lo que se liberaría esa energía

potencial. Si llevamos de nuevo la carga q a su posición inicial, estaremos realizando

un trabajo en contra de la fuerza de atracción entre q y Q, que se invierte en aumentar

la energía Ep de la carga q.

Conclusión:

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padecemos. Debemos prestar mucha atención a todas las energías en el desarrollo,

pero de forma especial, las energías alternativas (solar, eólica, hidráulica, biomasa y

otras), que no son contaminantes, no son caducas y muchas de ellas gratuitas en su

origen. Debemos conocer de forma sencilla y práctica todo aquello que se relaciona

con la energía, destacando el conocimiento de los principales productos energéticos

(renovables y no renovables), las energías alternativas, los procedimientos para la

generación de electricidad, las instalaciones fotovoltaicas, las instalaciones

térmicas...etc.

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. Una vez que la

humanidad ha adquirido los conocimientos técnicos y la tecnología necesaria para

poder hacerlo, utiliza diferentes formas de energía para transformarlas y obtener

principalmente en electricidad, para su posterior transporte, distribución y consumo. La

generación y utilización de energía conlleva problemas como la escasez de recursos

no renovables, carbón, petróleo, etc., la gestión, almacenamiento y destrucción de

residuos radiactivos, la contaminación de las centrales térmicas, etc. En un intento por

obtener una energía limpia, prácticamente inagotable, en la actualidad se continúa

estudiando las reacciones de fusión, logro que se alcanzará en cualquier momento

determinado cuando seamos capaces de controlar de forma pacífica el poder

energético es estas reacciones químicas.

Como hemos visto la energía potencial es la que tiene un cuerpo elevado, que

produce un determinado trabajo al caer. Este principio es el que se utiliza en las

centrales hidroeléctricas para conseguir electricidad a partir de la energía potencial del

agua almacenada por la presa.

En las centrales termoeléctricas, la energía calorífica es empleada para

producir electricidad. Dependiendo del sistema transformador de energía térmica en

energía eléctrica empleado, las centrales termoeléctricas pueden ser de vapor, de gas

o diesel.

La energía procedente del sol es una de las principales energías alternativas

en la actualidad, sobre todo en países como España, en los que hay un gran número

de horas de exposición solar. Entre las fuentes de energía renovable se encuentra la

solar. Una de las aplicaciones es la transformación de la energía luminosa en energía

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eléctrica o en energía calorífica. Cada vez hay más viviendas utilizan la energía solar

para obtener agua caliente sanitaria, calefacción y un sistema de iluminación.

Bibliografía:

* Fuentes de energía.



* Las fuentes de energía.

Carlos J. Pardo Abad.

Síntesis, 1993.

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LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T

ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA Las centrales hidroeléctricas son instalaciones que aprovechan la energía potencial

contenida en el agua transportada por los ríos, para convertirla en energía eléctrica.

Para ello, emplean un sistema de turbinas acopladas a alternadores.

Las centrales hidroeléctricas actúan a partir de la energía potencial del agua

embalsada a niveles superiores con respecto al punto donde se encuentra situada la

central. Durante la caída, el agua se transforma en energía cinética, que se aplica al

movimiento de turbinas hidráulicas unidas a generadores, para su transformación en

energía eléctrica. Una turbina hidráulica es una rueda formada por paletas curvas

denominadas álabes, sobre las que actúa la corriente de agua, poniéndolas en

movimiento.

Un ejemplo de las ventajas del uso de la energía hidroeléctrica es que la

potencia generada por este medio, deja de generarse mediante la combustión en

centrales térmicas de combustibles fósiles, lo cual supone un ahorro económico, una

menor dependencia de los recursos no renovables y una menor contaminación

ambiental.

En España tenemos aproximadamente unas 800 centrales hidroeléctricas, que

tienen un rango de tamaño muy variado, más que las centrales térmicas. Las 20

centrales de más de 200 MW representan en conjunto el 50% de la potencia

hidroeléctrica de total instalada. En el otro extremo, existen centenares de pequeñas

instalaciones con potencias menores de 20 MW. La potencia hidroeléctrica total

instalada en el año 2000 era algo más de 20.000 MW.

Hay que recordar que un generador funciona sobre la base de los principios de

inducción electromagnética, descubierta en 1831 por Michael Faraday, fue un físico y

químico británico que estudió el electromagnetismo y le electroquímica. Logró crear

una corriente eléctrica al mover un imán junto a un circuito eléctrico cerrado. La

inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza

electromotriz (f. e. m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético

variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así,

que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este

fenómeno está recogido en la Ley de Faraday, que expresa que la magnitud del voltaje

inducido es proporcional a la variación del flujo magnético.

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Por otra parte, Heinrich Lenz, que fue un físico alemán, comprobó que la

corriente debida a la f. e. m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma

tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que

la intensidad del flujo varíe, o que le cuerpo conductor se mueva respecto de él. Lenz,

formuló la ley que dice: “El sentido de las corrientes o fuerza electromotriz inducida es

tal que se opone siempre a la causa que la produce, o sea, a la variación del flujo”.

Existen dos tipos de generadores, los que originan una corriente eléctrica continua,

llamados dinamos, y los que crean una corriente alterna, denominados alternadores.

La potencia de una central hidroeléctrica viene determinada por el producto del

caudal, el volumen de agua que puede ser desalojado por segundo y el salto, la

diferencia de altura existente entre la situación del agua y el lugar donde se sitúa la

turbina.

El emplazamiento

Dado que normalmente, el caudal de los ríos no asegura una aportación

regular de agua, excepto en los grandes ríos, la construcción de una central

hidroeléctrica requiere del embalse previo de agua en una presa. Se forma así un lago

artificial en el que puede generarse un salto a partir del cual se libera la energía

potencial de la masa de agua, que se transforma posteriormente en energía eléctrica.

El emplazamiento de una central hidroeléctrica viene condicionado, en primer lugar por

las características y peculiaridades orográficas del terreno. No obstante, existen dos

modelos básicos: el aprovechamiento por derivación de las aguas y el

aprovechamiento por acumulación.

Aprovechamiento por derivación

En este primer caso, las aguas del río se desvían mediante la construcción de

una pequeña presa hacia un canal que las conduce hasta un depósito, la cámara de

descarga, procurando que la pérdida de nivel sea mínima.

Aprovechamiento por acumulación

En las centrales de aprovechamiento por acumulación se construye una presa

a altura determinada, en un tramo del río que presenta un desnivel apreciable. De esta

manera, el desnivel del agua se sitúa en un punto cercano al extremo superior de la

presa. Para aprovechar el volumen de embalse de la cota superior, a media altura se

sitúa la toma de aguas, en la base inferior se emplaza el sistema de turbina-alternador.

Funcionamiento de una central hidroeléctrica: componentes principales

La presa

Se trata de un elemento esencial en los aprovechamientos hidráulicos. Existen

dos grandes tipos de presas, las construidas con el sistema de gravedad y las de

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Nº 34 – ENERO 2012

bóveda. En el primer caso, el propio peso del muro de la presa sirve para contener el

agua. En las presas de bóveda, la contención de las aguas se consigue mediante el

empuje que ejercen los dos extremos del arco formado por la presa sobre las paredes

laterales de la roca.

Los aliviaderos

En la pared principal de la presa existen puntos donde parte del agua retenida

se libera sin necesidad de que pase previamente por la sala de máquinas, donde se

localiza el sistema de turbina-alternador. Los aliviaderos entran en funcionamiento

cuando se producen grandes avenidas en el río o para asegurar las necesidades de

riego. La salida del agua por los aliviaderos se regula gracias a la presencia de

grandes compuertas metálicas. La energía de caída del agua ha de ser disipada para

evitar que cause daños en su caída a los terrenos emplazados aguas debajo de la

presa. La instalación de cuencos de amortiguación permite guiar la corriente.

Tomas de agua

Se sitúan en la pared anterior de la presa, la que da al embalse, al agua. Desde

las tomas de agua parten diversas conducciones que se dirigen hacia las turbinas. Un

sistema de compuertas permite regular el volumen de agua que llega a la sala de

maquinas; por otra parte, la existencia de rejillas metálicas impide el acceso de

elementos extraños, tales como troncos o ramas, que podrían dañar la maquinaria.

Desde las tomas, el agua pasa a una tubería forzada que atraviesa el cuerpo de la

presa y conduce el agua hacia las máquinas de la central. En el interior de la tubería,

el agua transforma su energía potencial en cinética, es decir, al caer desde cierta

altura adquiere velocidad.

La sala de máquinas: turbina y alternador

La turbina y el alternador son los mecanismos esenciales de la central

hidroeléctrica. Cuando el agua llega a las máquinas, actúa sobre los álabes de la

turbina, haciendo girar el rodete y perdiendo energía. El rodete de la turbina

permanece unido por un eje al rotor del alternador, que, al girar con los polos

excitados por una corriente continua, induce una corriente alterna en las bobinas del

estator del alternador. Cuando el agua ha cedido su energía, es restituida al curso del

río, aguas abajo de la instalación.

Unido al eje de la turbina y el alternador gira un generador de corriente

continua, empleado para excitar los polos del rotor del alternador. De esta manera, en

los terminales del estator aparece una corriente alterna de media tensión y alta

intensidad. Mediante un transformador, esta corriente altera sus propiedades y pasa a

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Nº 34 – ENERO 2012

ser de alta tensión y baja intensidad. Se encuentra ya disponible para ser transportada

mediante líneas de alta tensión hacia los centros de distribución y consumo.

Centrales hidroeléctricas de bombeo

Las centrales de bombeo constituyen un tipo específico de instalaciones

eléctricas. Están pensadas para lograr el máximo aprovechamiento de la energía del

agua. Una central hidroeléctrica de bombeo consta de dos embalses emplazados a

diferente altura. En las horas en que la demanda de electricidad en más alta o

máxima, el funcionamiento del sistema no cambia respecto de las centrales

hidroeléctricas convencionales. Así, el agua almacenada en el embalse superior

provoca con su caída el giro de una turbina que se encuentra asociada a un

alternador. Finalizada esta operación, el agua permanece almacenada en el embalse

ejecutado en un nivel inferior.

Cuando la demanda de electricidad disminuye, el agua almacenada en el

embalse de cota inferior, se bombea hacia el superior, haciendo posible que el ciclo se

reinicie. Para ello, la central está provista de motobombas o bien turbinas reversibles

que pueden actuar como bombas y alternadores que funcionan como motores.

Las centrales termoeléctricas no pueden adaptarse a los cambios de demanda

señalados, puesto que están diseñadas para producir de manera estable electricidad.

Puede darse el caso de que, en un momento de poca demanda, se esté generando un

volumen de energía eléctrica excesivo. Dado que la energía no puede almacenarse,

en las centrales de bombeo puede aprovecharse la generada en la central

termoeléctrica, funcionando a su mínimo técnico, para elevar el agua desde el

embalse inferior al superior.

Una vez que el agua ha sido recuperada, la central de bombeo se utiliza

nuevamente como central hidroeléctrica convencional, a lo largo del periodo del día en

que la demanda es mayor. En suma, las instalaciones hidroeléctricas de bombeo

evitan la pérdida de una parte importante de energía, optimizando el aprovechamiento

de los recursos hidráulicos.





instalaciones con potencias menores de 20 MW.

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La potencia hidroeléctrica total instalada en el año 2000 era algo más de

20.000 MW. El criterio de distribución de las centrales obedece a la existencia de

caídas de agua con la suficiente altura y energía. Existen, por lo tanto, densas

concentraciones de centrales en las montañas del ángulo noroeste y en el Pirineo,

donde empezaron a construirse desde principios del siglo XX para abastecer de

energía a la industria catalana.

Otras centrales se reparten más aleatoriamente por las montañas del interior

de la península, aprovechando los puntos donde existe agua y desnivel suficientes

ligados a núcleos montañosos. La mayor concentración de grandes centrales se da en

la caída de los ríos Duero y Tajo cuando abandonan la meseta, ya en la frontera con

Portugal. Las centrales de Villarino, Saudelle, Aldeavilla, José María de Oriol y Cedillo,

suman nada menos que el 20% del total de la potencia hidráulica instalada en el país,

y el 7% de la potencia eléctrica total.

El mapa representa las centrales mayores de 20 MW. Se indica el nombre de las 10 centrales

mayores de 300 MW.

Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto

de vista de su capacidad de generación de electricidad son:

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1.- La potencia, que está en función del desnivel existente entre el nivel medio

del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo

que se puede dirigir hacia las turbinas, además de las características de las turbinas y

de los generadores usados en la transformación.

2.- La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente

un año, que está en función del volumen útil del embalse y de la potencia instalada.

La potencia de una central hidroeléctrica puede variar desde unos pocos MW

(megavatios), hasta los 14.000 MW que tiene la central de Itaipú, situada en la frontera

entre Brasil y Paraguay, sobre el río Paraná, dónde se encuentra la segunda mayor

central hidroeléctrica del mundo, que tiene instaladas 20 turbinas de 700 MW cada

una. La mayor es la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia

instalada de 22.500 MW.

Las centrales hidroeléctricas y las centrales térmicas (que usan combustibles

fósiles) producen energía de una manera muy similar. En ambos casos la fuente de

energía es usada para impulsar una turbina que hace girar un generador eléctrico, que

es el que produce la electricidad. Una central térmica usa calor para, a partir de agua,

producir el vapor que acciona las paletas de una turbina, en contraste con la planta

hidroeléctrica, la cual usa la fuerza del agua (energía potencial) directamente par

accionar la turbina.

Un ejemplo de las ventajas del uso de la energía hidroeléctrica es que la

potencia generada por este medio, deja de generarse mediante la combustión en

centrales térmicas de combustibles fósiles, lo cual supone un ahorro económico, una

menor dependencia de los recursos no renovables y una menor contaminación

ambiental. Un ejemplo de esto es el proyecto Palomino, ubicado en la República

Dominicana, se espera obtener una generación anual de aproximadamente 184

GWh/año, lo cual le ahorrará al país 400.000 barriles de petróleo con un valor cercano

a los 60 millones de dólares.

Grandes centrales hidroeléctricas del mundo

La central hidroeléctrica Simón Bolívar, también conocida como Represa del

Gurí y antes llamada central hidroeléctrica de Raúl Leoni, esté situada en el Cañón de

Necuima, a cien kilómetros de la desembocadura del río Caroní en el Orinoco, en

Venezuela. La generación de energía eléctrica de esta planta supera los 50.000 GWh

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al año, que son capaces de abastecer un consumo equivalente de unos 300.000

barriles de petróleo diarios, lo que ha permitido la sustitución de energía procedente de

la generación mediante centrales térmicas por la hidroelectricidad, que permite la

finalidad de ahorrar combustibles líquidos, petróleo, que se pueden conservar para

otros fines, o en el caso que nos ocupa de Venezuela, para su exportación.

La ejecución de esta obra comenzó en 1963 y finaliza en 1978, fue inaugurada

en su totalidad en 1986. En una primera fase tubo una potencia total instalada de

2.065 MW producida por 10 unidades generadoras, más tarde, en la etapa final, se

construyó una segunda casa de máquinas, donde se instalaron otras 10 unidades

generadoras de 730 MW cada una. Actualmente es la tercera central hidroeléctrica

más grande del mundo, alcanzando la capacidad instalada los 10.000 MW, sólo

superada por Itaipú (Brasil y Paraguay) y Las Tres Gargantas (China).

La represa hidroeléctrica de Itaipú, está situada en la frontera entre Paraguay y

Brasil, sobre el cauce del río Paraná. Está construida con hormigón, roca y tierra. Es la

central hidroeléctrica más grande de los hemisferios sur y occidental, y la segunda

más grande del mundo, sólo superada por la presa de Las Tres Gargantas. El agua

embalsada es de 29.000 Hm3 y ocupa un área aproximada de 1.400 Km2, con unos

200 Km. de extensión en línea recta. Se calcula que ha tenido un coste aproximado de

15.000 millones de €.

La potencia total de generación electro-hidráulica instalada es de 14.000 MW,

formada por 20 turbinas generadoras de 700 MW, cada una. Esta central hidroeléctrica

ha tenido picos de producción anual muy altos, durante el año 2000, se produjeron

93.400 GWh año, para que nos hagamos una idea de la magnitud, se generó el 95 %

de energía eléctrica que consume Paraguay y el 24 % de la que consume un gigante

como Brasil, con sus casi 193 millones de habitantes y sus cerca de ocho millones y

medio de kilómetros cuadrados de superficie, comparativamente, en extensión es 17

veces más grande que España y su población es 4,168 veces la nuestra.

Las obras de Itaipú comenzaron en 1978 con los trabajos para desviar el río

Paraná de su cauce con el fin de secar el lecho original del río para poder construir la

presa principal realizada con hormigón. Que se terminó en 1982, cuando fueron

concluidas las primeras obras de la represa y las compuertas del canal de desvío

fueron cerradas. Las aguas embalsadas subieron 100 m en apenas 15 días debido a

las fuertes lluvias ocurridas en aquella época.

Itaipú produce una media de 90 millones de megavatios-hora (MWh) por año,

aunque en condiciones favorables del caudal del río Paraná se pueden llegar a

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incrementar esa cantidad. Durante el año 2008, la represa de Itaipú alcanzó un nuevo

récord histórico de producción de energía, se alcanzaron los 94,7 millones de MWh

producidos. Esta capacidad de producción se obtiene con 18 unidades de generación

en funcionamiento constante, mientras que dos unidades permanecen en

mantenimiento. Se optimiza al máximo la producción mediante un eficiente programa

de mantenimiento de las máquinas y el control permanente del sistema de generación

de energía que evita fallos y pérdidas en la producción. Esta cantidad de energía

nunca ha sido alcanzada por ninguna otra central hidroeléctrica del mundo. La central

china de las Tres Gargantas situada sobre el río Yang Tse, con la potencia instalada

de 22400 MW, no podrá exceder a Itaipú en la producción anual de energía, ya que el

caudal del río Paraná tiene un alto volumen de agua durante todo el año.

La presa de las Tres Gargantas, está situada en China, sobre el cauce del río

Yang Tse, es la central hidroeléctrica más grande del mundo. La presa se levanta a

orillas de la cuidad de Yichag, en el centro de China, el embalse podrá almacenar

unos 39.300 millones de m3, la presa mide 2.309 metros de longitud, una anchura de

126 m y una altura de 185 metros. Está diseñada para evitar las inundaciones que el

río sufría en sus orillas cada cierto tiempo y para mejorar el control del cauce del río y

proteger a los 15 millones de chinos que habitan en sus orillas. Está dotada con 32

unidades de generación, turbinas de 700 MW cada una, de las que 14 unidades se

han colocado en lado norte de la presa, 12 unidades en el lado sur y las 6 restantes

subterráneas, alcanzando los 22.500 MW instalados al estar terminada.

Esta central tiene el título de la mayor represa para generación de energía del

mundo. Será el mayor proyecto hidroeléctrico en el mundo con una capacidad total de

18,20 millones de kilovatios y una producción anual de 84.680 millones de kilovatios

hora. Los especialistas en energía hidroeléctrica predicen que la capacidad de

generación de electricidad de este proyecto permanecerá sin igual internacionalmente

durante muchos años.

Se calcula que se requerirían 50 millones de toneladas de carbón sin refinar ó 25

millones de toneladas de petróleo crudo para producir la misma cantidad de energía que la

producción anual del Proyecto de las Tres Gargantas. Por lo tanto, el proyecto evitará la emisión

de entre un millón y dos millones de toneladas de dióxido de azufre, de 300.000 a 400.000

toneladas de óxido de nitrógeno, 10.000 toneladas de monóxido de carbono y 150.000 toneladas

de hollín al aire anualmente. Además del importante coste económico de los combustibles

fósiles que se dejan de necesitar. También es importante mencionar el costo aproximado de

29.000 millones de $, aunque en este caso, está fuera de toda duda, que también es una obra de

propaganda política.

32


Nº 34 – ENERO 2012

Los datos relativos a nuestro país, según datos aportados por el Ministerio de Industria y

Energía, pertenecientes al año 2010, son: la potencia total instalada correspondiente a las

centrales hidroeléctricas fue de 19.553 MW, que generaron un total de 45.446 GWh, para una

demanda total de 279.996 GWh. Si analizamos los datos y los comparamos con las cifras de

estas tres grandes centrales hidroeléctricas, vemos que teniendo una potencia instalada que casi

dobla a la de la central Venezolana Simón Bolívar, sin embargo producimos unos 5.000 GWh

/año menos. Debemos tener en cuenta que la producción depende de la cantidad de agua

embalsada o de la regularidad de agua en el cauce, que es lo que hace que la central de Itaipú

sea la más eficiente si comparamos la potencia instalada y la producción de energía conseguida.

Conclusión:

Las centrales hidroeléctricas son instalaciones que aprovechan la energía

potencial contenida en el agua transportada por los ríos, para convertirla en energía

eléctrica. Para ello, emplean un sistema de turbinas acopladas a alternadores.

Las centrales hidroeléctricas actúan a partir de la energía potencial del agua

embalsada a niveles superiores con respecto al punto donde se encuentra situada la

central. Durante la caída, el agua se transforma en energía cinética, que se aplica al

movimiento de turbinas hidráulicas unidas a generadores, para su transformación en

energía eléctrica. Una turbina hidráulica es una rueda formada por paletas curvas

denominadas álabes, sobre las que actúa la corriente de agua, poniéndolas en

movimiento.





instalaciones con potencias menores de 20 MW. La potencia hidroeléctrica total

instalada en el año 2000 era algo más de 20.000 MW.

Bibliografía y fuentes consultadas:

Energía hidroeléctrica

José Francisco Sanz Osorio

Universidad de Zaragoza, 2008.

*

Ministerio de Industria, Energía y Turismo

www.minetur.gob.es

33


Nº 34 – ENERO 2012

La energía en España 2010

*

Red Eléctrica Española

www.ree.es

*

Asociación Española de la Industria Eléctrica

www.unesa.es

34


Nº 34 – ENERO 2012

LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T

ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA En una central hidroeléctrica, la producción de energía eléctrica se puede realizar a

partir de la combustión de carbón, fuel-oil o gas natural, etc., en el interior de una

caldera. Generalmente, este tipo de instalaciones se denominan centrales

termoeléctricas convencionales, para diferenciarlas de otras centrales termoeléctricas

que, como las nucleares o las solares, generan electricidad también a través de un

ciclo termodinámico, pero utilizando fuentes de energía diferentes de los combustibles

fósiles y recurriendo a una tecnología muy avanzada, mucho más reciente que la

aplicada en las centrales termoeléctricas convencionales.

Componentes principales de una central térmica convencional:

• Caldera: en este espacio el agua se transforma en vapor, es decir,

cambia su estado. Esta acción se produce gracias a la combustión del gas natural

(o cualquier otro combustible fósil que pueda utilizar la central) la cual genera

gases a muy alta temperatura que al entrar en contacto con el agua líquida la

convierte en vapor. Este agua circula por unas cañerías llamadas serpentines

donde se produce el intercambio de calor entre los gases de la combustión y el

agua.

• Turbina de vapor: es la máquina que recoge el vapor de agua y gracias a un

complejo sistema de presiones y temperaturas, consigue que se mueva el eje que

la atraviesa. Esta turbina tiene 4 cuerpos, uno de alta presión, uno de media

presión y dos de baja presión. El eje atraviesa los cuatro cuerpos y está conectado

con el generador.

• Generador: máquina que recoge la energía mecánica generada por el eje que

atraviesa la turbina y la transforma en eléctrica. Las centrales eléctricas

transforman la energía mecánica del eje en una corriente eléctrica trifásica y

alterna.

Funcionamiento de las centrales termoeléctricas clásicas

Sea cual sea el combustible fósil utilizado, ya hemos indicado que los más

usuales son el fuel-oil, gas o carbón, las centrales termoeléctricas funcionan según el

mismo esquema básico; las diferencias vienen dadas por el peculiar tratamiento que

cada uno de los combustibles mencionados experimenta antes de ser inyectado en la

35


Nº 34 – ENERO 2012

caldera. Asimismo, determinadas instalaciones, como los quemadores de la caldera,

varían dependiendo de dicho factor.

Uno de los elementos esenciales en una instalación termoeléctrica es el

depósito donde se almacena el combustible, ubicado dentro del propio recinto. En las

centrales de carbón, el mineral se tritura previamente en molinos, que lo convierte en

un polvo muy fino; de esta manera, la combustión resultará más fácil. Desde el molino

se envía a la caldera mediante chorros de aire precalentado. En las centrales de fuel-

oil, este componente se precalienta para asegurar su fluidificación; posteriormente en

inyectado en quemadores especialmente adaptados, cuyo diseño y funcionamiento es

diferente si el combustible empleado es gas. Las centrales mixtas disponen de

instalaciones aptas para quemar indistintamente todo tipo de combustibles fósiles.

Cuando el gas, carbón o el fuel-oil ha llegado a la caldera, los quemadores

provocan su combustión, como consecuencia de la cual se genera energía calorífica.

Esta energía transforma el agua que transita por la vasta red de tubos que compones

la caldera en vapor, a elevada temperatura. A continuación, el vapor de agua, a gran

presión, penetra en la turbina, integrada por tres cuerpos, de alta, media y baja

presión, unidos a un mismo eje. En el primero de estos cuerpos, el de alta presión,

existen centenares de paletas o álabes de pequeño tamaño. En el segundo, los álabes

también numerosos son mayores. Finalmente, las paletas del cuerpo de baja presión

son aún más grandes que las precedentes. Con esta gradación de tamaños se

aprovecha al máximo la fuerza del vapor, puesto que éste va disminuyendo su presión

poco a poco; ésta es la razón de que los álabes de la turbina crezcan en tamaño a

medida que se pasa de un cuerpo a otro. Antes de que el vapor penetre en la turbina

es necesaria su deshumidificación. Si no se sometiera a dicho proceso, las diminutas

gotas de agua que transporta en suspensión serian despedidas a gran velocidad

contra los álabes, erosionando el mecanismo.

Así pues, el vapor de agua a presión provoca el giro de los álabes o paletas de

la turbina y la hace girar generando una energía mecánica. Por otra parte, el eje que

mantiene unidos los tres cuerpos de la turbina hace girar, a su vez, un alternador que

se encuentra conectado a ella, produciendo energía eléctrica. Gracias al empleo de un

transformador, la energía eléctrica pasa a la red de transporte tras elevar su tensión.

El vapor, cuya presión ha resultado ya muy debilitada, pasa a los

condensadores, donde se enfría y se convierte nuevamente en agua. El agua retorna

otra vez a los tubos que conforman las paredes de la caldera, reiniciándose así el ciclo

productivo.

La protección del medio ambiente

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Nº 34 – ENERO 2012

La emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión

que se producen en las centrales termoeléctricas tienen una incidencia importante

sobre el medio ambiente. Para tratar de paliar, en la medida de lo posible, los daños

que estas plantas provocan en el entorno natural, se incorporan a las instalaciones

diversos elementos y sistemas.

El problema con la contaminación es máximo en el caso de las centrales

termoeléctricas convencionales que utilizan como combustible carbón. En las de fuel-

oil o gas, los niveles de polución son mucho menores, prácticamente inapreciables en

las plantas de gas. Sin embargo, la combustión del carbón tiene como consecuencias

la emisión de partículas y ácidos de azufre. Unos de los sistemas ideados para reducir

el volumen de emanaciones es la construcción de chimeneas de gran altura que sirven

para dispersar las mencionadas partículas en la capas altas de la atmósfera,

consiguiendo así que su nociva influencia sea mínima. Por otra parte, el empleo de

filtros electrostáticos y precipitadores permite la retención de estas partículas volátiles

dentro de la propia central.

En las centrales de fuel-oil, la emisión de partículas sólidas es, como se ha

indicado, mucho más pequeña. No obstante, ha de tenerse en cuenta la emisión de

óxidos de azufre y hollines ácidos. El efecto de los primeros puede ser anulado

parcialmente a través de diversos sistemas de purificación; los hollines pueden ser

neutralizados gracias a la adicción de neutralizantes de la acidez.

El proceso de combustión que se verifica en las centrales termoeléctricas

constituye una forma de contaminación (contaminación térmica) que puede ser

contrarrestada gracias a la instalación de torres de refrigeración. Como se ha indicado,

el agua que, tras ser convertida en vapor, se emplea para hacer girar la turbina, es

enfriada en los condensadores para volver nuevamente a los conductos de la carera.

La refrigeración se lleva a cabo utilizando el agua del mar o la de algún río cercano a

la instalación; esta agua recibe el calor incorporado por el agua de la central que

atraviesa los condensadores. Cuando los caudales de los ríos son pequeños, las

centrales emplean sistemas de refrigeración en circuito cerrado, a través de torres

refrigerantes, para evitar así la contaminación térmica. El agua caliente procedente de

los condensadores penetra en la torre a determinada altura. De manera natural, el aire

frío asciende en forma continua en la torre. El agua, al penetrar en ella desciende por

su propio peso y, en su caída, tropieza con un sistema de rejillas colocadas de tal

manera que la pulverizan hasta convertirla en una fina lluvia. Cuando las gotas de

agua caen contactan con la corriente de aire frío ascendente, pierden su calor. El agua

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Nº 34 – ENERO 2012

enfriada de esta manera retorna a los condensadores por medio de un circuito

cerrado; el proceso de producción continúa eliminado los daños medioambientales.

En diversos países se han puesto en marcha proyectos encaminados a

aprovechar estos residuos nocivos producidos por la combustión en las centrales

termoeléctricas; asimismo, el exceso térmico de estas plantas puede servir para criar

determinadas especies marinas, cuyo desarrollo se beneficia del aumento de la

temperatura de las aguas en las que se desarrollan.

La aplicación de las nuevas tecnologías

La gasificación del carbón in situ o el empleo de maquinaria hidráulica de

arranque de mineral y de avance continuo son dos de los procedimientos utilizados

para optimizar el aprovechamiento del carbón. Con estos sistemas es posible explotar

yacimientos de poco espesor o bien aquellos en los que el mineral se encuentra

disperso o mezclado en exceso. La gasificación consiste en inyectar oxígeno en el

yacimiento para provocar la combustión del carbón. Así se produce un gas

aprovechable para generar energía eléctrica gracias a la instalación de centrales

eléctricas en la bocamina. El segundo de los procedimientos mencionados se lleva a

cabo lanzando potentes chorros de agua contra las vetas de mineral para provocar los

denominados barros de carbón que a través de tuberías, son evacuados fuera de la

mina.

Por otra parte, puede mencionarse también el sistema de combustión de

carbón en lecho fluidificado. Según este método, el carbón se quema en un lecho de

partículas inertes, por ejemplo caliza, a través del cual se hace pasar una corriente de

aire que soporta el peso de las partículas, manteniéndolas en suspensión.

Finalmente, cabe citar diversas líneas de investigación con nuevas tecnologías,

encaminadas a sustituir el fuel-oil, en un intento de reducir la dependencia respecto del

petróleo.

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Nº 34 – ENERO 2012

Diagrama de una central térmica de carbón de ciclo convencional 1. Torre de refrigeración 10. Válvula de control de gases 19. Supercalentador

2. Bomba hidráulica 11.Turbina de vapor de alta presión

20. Ventilador de tiro forzado

3. Línea de transmisión (trifásica)

12. Desgasificador 21. Recalentador

4. Transformador (trifásico) 13. Calentador 22. Toma de aire de combustión

5. Generador eléctrico (trifásico) 14. Cinta transportadora de carbón

23. Economizador

6. Turbina de vapor de baja presión

15. Tolva de carbón 24. Precalentador de aire

7. Bomba de condensación 16. Pulverizador de carbón 25. Precipitador electrostático

8. Condensador de superficie 17. Tambor de vapor 26. Ventilador de tiro inducido

9. Turbina de media presión 18. Tolva de cenizas 27. Chimenea de emision

Central térmica de ciclo combinado

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Nº 34 – ENERO 2012

La central térmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad

mediante la utilización conjunta de dos máquinas generadoras:

a) Un turbogrupo de gas

b) Un turbogrupo de vapor

Es decir, para la transformación de la energía del combustible en electricidad se

superponen dos ciclos:

a) El ciclo de Brayton (turbina de gas): Toma el aire directamente de la atmósfera y se

somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía mecánica o

eléctrica.

b) El ciclo de Rankine (turbina de vapor): Donde se relaciona el consumo de calor con la

producción de trabajo o creación de energía a partir de vapor.

Las características principales de las centrales térmicas de ciclo combinado son:

• Flexibilidad: la central puede operar a plena carga o cargas parciales,

hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la carga máxima.

• Eficiencia elevada: el ciclo combinado proporciona mayor eficiencia por

un margen más amplio de potencias.

• Consideraciones medioambientales: Sus emisiones son más bajas.

• Coste de inversión bajo por MW instalado, periodos de construcción

cortos, menor superficie por MW instalado y bajo consumo de agua de

refrigeración.

2. Ventajas del Ciclo Combinado

• Menor impacto visual y costes menores de inversión.

• Menores emisiones y ahorro energético en forma de combustible.

• Mayor rendimiento de la planta y flexibilidad en la operación.

• Mayor eficacia para una amplia categoría de potencias.

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Nº 34 – ENERO 2012

Partes fundamentales de una central de ciclo combinado

Para entender el funcionamiento de una Central Térmica de Ciclo Combinado, que se

explicará en el siguiente punto, hay que conocer primero las partes que la forman:

• Turbina de gas: consta de compresor, cámara de combustión y la propia

turbina.

• Compresor: generalmente es un compresor por etapas y su función es

inyectar el aire a presión por la combustión del gas y la refrigeración de las

zonas calientes.

• Cámara de combustión: en este punto de la instalación es donde se

mezclan el gas natural con el aire a presión y se produce la combustión.

• Turbina de gas: en ella se produce la expansión de gases que

provienen de la cámara de combustión. Consta de tres o cuatro etapas de

expansión y la temperatura de los gases en la entrada está alrededor de 1.400º

C saliendo de la turbina a temperaturas superiores a los 600º C.

• Caldera de recuperación: en esta caldera convencional el calor de

los gases que provienen de la turbina de gas se aprovechan en un ciclo

de agua-vapor.

• Turbina de vapor: esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos

y está basada en la tecnología convencional. Es muy habitual que la

turbina de gas y la turbina de vapor se encuentren acopladas a un

mismo eje de manera que accionan un mismo generador eléctrico.

Funcionamiento de una central de ciclo combinado

En primer lugar, el aire es comprimido a alta presión en el compresor, después pasa a

la cámara de combustión donde se mezcla con el combustible. A continuación, los

gases de combustión pasan por la turbina de gas donde se expansionan y su energía

calorífica se transforma en energía mecánica transmitiéndolo al eje de la turbina.

Los gases que salen de la turbina de gas se llevan a una caldera de

recuperación de calor para producir vapor, a partir de este momento tenemos un ciclo

agua-vapor convencional explicado en el apartado de centrales térmicas

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Nº 34 – ENERO 2012

convencionales. A la salida de la turbina el vapor se condensa (trasformándose

nuevamente en agua) y vuelve a la caldera para empezar un nuevo ciclo de

producción de vapor. Actualmente la tendencia es acoplar la turbina de gas y la turbina

de vapor a un mismo eje de manera que accionan conjuntamente un mismo generador

eléctrico.

Impactos medioambientales de les centrales de ciclo combinado

La utilización de gas natural para la generación de electricidad mediante la

tecnología del ciclo combinado se encuentra dentro de la política medioambiental de

un gran número de países, ya que ofrece un gran número de ventajas en comparación

con el resto de tecnologías de producción eléctrica. En concreto, las emisiones de CO

2 en relación a los KWh producidos son menos de la mitad de las emisiones de una

central convencional de carbón.

¿Que es la biomasa? La palabra biomasa describe los materiales provenientes de seres vivos

animales o vegetales. Es decir, toda la materia orgánica (materia viva) procedente del reino

animal y vegetal. Toda esta materia se convierte en energía si le aplicamos procesamientos

químicos. La biomasa era la fuente energética más importante para la humanidad hasta el inicio

de la revolución industrial, pero su uso fue disminuyendo al ser sustituido por el uso masivo de

combustibles fósiles. Actualmente el mundo de la biomasa está repartido de forma muy

desigual. Mientras que en los países desarrollados es la energía renovable la más utilizada y

conocida, a muchos países en vías de desarrollo es la principal fuente de energía la biomasa y

cada vez mejor. Eso también ha hecho que las industrias utilicen la biomasa en vez de los

combustibles fósiles que son contaminantes.

La energía de la biomasa proviene en última instancia del Sol. Los vegetales

absorben y almacenan una parte de la energía solar que llega a la tierra, llega también

a los animales en forma de alimento y energía. Cuando la materia orgánica almacena

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Nº 34 – ENERO 2012

la energía solar, también crea subproductos que no sirven para los animales ni para

fabricar alimentos pero si para hacer energía de ellos.

Tipos de biomasa

La biomasa se puede clasificar en tres grandes grupos:

• Biomasa natural: es la que se produce a la naturaleza sin la intervención

humana.

• Biomasa residual: son los residuos orgánicos que provienen de las

actividades de las personas. Por ejemplo, restos del trabajo del campo, de los

albañiles cuando transforman la madera o de las ciudades (residuos sólidos

urbanos (RSU).

• Biomasa producida: son los cultivos energéticos, es decir, campos de

cultivo donde se ha un tipo de especie con la único finalidad de su

aprovechamiento energético.

Conversión de la biomasa en energía

Existen diferentes formas para transformar la biomasa en energía que se pueda

aprovechar, pero hay dos de ella que hoy en día se utilizan más: métodos

termoquímicos y bioquímicos.

• Métodos termoquímicos

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Nº 34 – ENERO 2012

Es la manera de utilizar el calor para transformar la biomasa. Los materiales que

funcionan mejor son los de menor humedad (madera, paja, cáscaras, etc.). Se utilizan

para:

• Combustión: existe cuando quemamos la biomasa con mucho aire (20-40%

superior al teórico) a una temperatura entre 600 y 1.300ºC. Es el modo más básico

para recuperar la energía de la biomasa, de donde salen gases calientes para producir

calor y poderla utilizar en casa, en la industria y para producir electricidad.

• Pirolisis: se trata de descomponer la biomasa utilizando el calor (a unos 500ºC)

sin oxígeno. A través de este proceso se obtienen gases formados por hidrógeno,

óxidos de carbono e hidrocarburos, líquidos hidrocarbonatos y residuos sólidos

carbonosos. Este proceso se utilizaba hace ya años para hacer carbón vegetal.

• Gasificación: existen cuando hacemos combustión y se producen diferentes

elementos químicos: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), hidrógeno

(H2) y metano (CH4), en cantidades diferentes. La temperatura de la gasificación

puede estar entre 700 y 1.500ºC y el oxígeno entre un 10 y un 50%. Según se utilice

aire u oxígeno, se crean dos procedimientos de gasificación distintos. Por un lado, el

gasógeno o “gas pobre” y por otro el gas de síntesis. La importancia de éste es que

puede transformar en combustibles líquidos (metanol y gasolinas), por eso se están

haciendo grandes esfuerzo que tienden a mejorar el proceso de gasificación con

oxigeno.

• Co-combustión: consiste en la utilización de la biomasa como combustible de

ayuda mientras se realiza la combustión de carbón en las calderas. Con este proceso

se reduce el consumo de carbón y se reducen las emisiones de CO2.

• Métodos bioquímicos

Se llevan a cabo utilizando diferentes microorganismos que degradan las moléculas.

Se utilizan para biomasa de alto contenido en humedad. Los más corrientes son:

• Fermentación alcohólica: técnica que consiste en la fermentación de hidratos

de carboneo que están en las plantas y en la que se consigue un alcohol (etanol) que

se puede utilizar para la industria: disolventes y combustibles.

• Fermentación metánica: es la digestión anaerobia (sin oxigeno) de la biomasa,

donde la materia orgánica se descompone (fermenta) y se crea el biogás.

Sistemas de aprovechamiento de la biomasa

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Nº 34 – ENERO 2012

Si a la gran variedad de biomasa existente aplicamos distintas tecnologías podemos

transformar esta energía para usarla en:

Producción de energía térmica: son sistemas de combustión directa. Se utilizan

para dar calor, que se puede utilizar directamente, como por ejemplo, para cocer

alimentos o para secar productos agrícolas. También se pueden aprovechar para

hacer vapor para la industria o para generar electricidad. El peligro sin embargo, es la

contaminación.

Producción de biogás: la finalidad es conseguir combustible, principalmente el

metano, muy útil para aplicaciones térmicas para el sector ganadero u agrícola,

subministrando luz y calor. Endesa tiene una planta de producción de biogás en el

municipio de Garraf (Barcelona).

• Producción de biocombustibles: son una alternativa a los combustibles

tradicionales del transporte y tienen un grado de desarrollo desigual en los diferentes

países. Existen dos tipos de biocombustibles: bioetanol y biodiesel.

• Bioetanol: substituye la gasolina. En el caso del etanol, y en cuanto a la

producción de materia prima, actualmente se obtiene de cultivos tradicionales como el

cereal, el maíz y la remolacha.

• Biodiesel: Su principal aplicación va dirigida a la substitución del gasoil. En un

futuro servirá para variedades orientadas a favorecer las calidades de producción de

energía.

Producción de energía eléctrica: la electricidad se puede producir par

combustión o gasificación y se pueden obtener potencias de hasta 50 MW.

O por gasificación.

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Nº 34 – ENERO 2012

¿Qué es una central de biomasa? Es una instalación industrial diseñada para generar

energía eléctrica a partir de recursos biológicos. Estos recursos biológicos utilizados como

combustibles son la leña, desechos orgánicos, excrementos de animales, celulosa y una inmensa

cantidad de materiales orgánicos. Esta es una central que utiliza fuentes renovables para la

producción de energía eléctrica.

Funcionamiento de una central de biomasa de generación eléctrica

Una central de biomasa se ocupa de obtener energía eléctrica mediante los

distintos procesos de transformación de la materia orgánica. En primer lugar, el

combustible principal de la instalación y los residuos forestales se almacenan en la

central. Allí se los trata para reducir su tamaño, si fuera necesario. A continuación,

pasa a un edificio de preparación del combustible, donde se clasifica en función de su

tamaño y finalmente se llevan a los correspondientes almacenes.

A continuación son conducidos a la caldera para su combustión, eso hace

que el agua de las tuberías de la caldera se convierta en vapor debido al calor. El agua

que circula por las tuberías de la caldera proviene del tanque de alimentación: donde

se precalienta mediante el intercambio de calor con los gases de combustión aún más

lentos que salen de la propia caldera.

Del mismo modo que se hace en otras centrales térmicas convencionales, el

vapor generado a la caldera va hacia la turbina de vapor que está unida al generador

eléctrico (donde se produce la energía eléctrica que se transportará a través de las

líneas correspondientes).

El vapor de agua se convierte en líquido al condensador, y desde aquí es nuevamente

enviado al tanque de alimentación cerrándose así el circuito principal agua-vapor de la

central.

Impacto ambiental de una central de biomasa

Esta es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable,

siempre y cuando la obtención de la biomasa se realice de una forma renovable y

sostenible de manera que el consumo del recurso se haga más lentamente que la

capacidad de la Tierra para regenerarse. De esta manera la materia orgánica es capaz

de retener durante su crecimiento más CO2 del que libera en su combustión, sin

incrementar la concentración de CO2.

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Nº 34 – ENERO 2012

Aunque el potencial energético existente en el planeta sería suficiente para

cubrir todas las necesidades energéticas, esta no se puede utilizar en su totalidad, ya

que exigiría el aprovechamiento a gran escala de los recursos forestales. Esto haría

imposible mantener el consumo por debajo de la capacidad de regeneración, lo cual

reduciría muy considerablemente la energía neta resultante y conduciría a un

agotamiento de dichos recursos a la vez que daría lugar a efectos medioambientales

negativos.

Los efectos producidos serian tales como la deforestación y el aumento notable

de las emisiones de CO2, lo que implicaría una contribución al cambio climático. La

emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se

producen en las centrales térmicas tienen una incidencia importante sobre el medio

ambiente. Para tratar de paliar, en la medida de lo posible, los daños que estas plantas

provocan en el entorno natural, se incorporan a las instalaciones diversos elementos y

sistemas.

El problema de la contaminación es máximo en el caso de las centrales

termoeléctricas convencionales que utilizan como combustible carbón. Además, la

combustión del carbón tiene como consecuencia la emisión de partículas y ácidos de

azufre que contaminan en gran medida la atmósfera. En las de fuel-oil los niveles de

emisión de estos contaminantes son menores, aunque ha de tenerse en cuenta la

emisión de óxidos de azufre y hollines ácidos, prácticamente nulos en las plantas de

gas.

Bibliografía:

Tecnologías de generación eléctrica

Gilberto Enriquez Harper

Autor-Editor, 2009

Fuentes de energía

José Roldan Viloria

Ed. Paraninfo, S. A., 2008.

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Nº 34 – ENERO 2012

LA CENTRAL NUCLEAR AUTOR: ANTONIO ELÍAS JURADO PEREA DNI: 44.253.518T

ESPECIALIDAD: TECNOLOGÍA





padecemos.

Las centrales nucleares constituyen un tipo específico de instalaciones

termoeléctricas; aprovechan una fuente de calor para convertir en vapor a alta

temperatura un líquido que circula por una red de conductos. El vapor acciona el grupo

turbina-alternador, generando energía eléctrica. La principal diferencia entre centrales

nucleares y centrales termoeléctricas clásicas es que, en las primeras, la fuente de

calor se obtiene de la fisión de núcleos de uranio.

Según datos procedentes del año 2010, de la energía eléctrica generada en

nuestro país, la producción nuclear ocupa el tercer puesto con un 20,4%. Uno de los

problemas que plantea la utilización de la energía nuclear es la cuestión del

almacenamiento y la destrucción de los residuos radiactivos.

La fisión nuclear

Con el nombre de fisión se conoce la reacción mediante la cual ciertos núcleos

de elementos químicos pesados se escinden, se separan, se fisionan, en dos

fragmentos como consecuencia del impacto de un neutrón, que es una partícula

atómica sin carga. El resultado es la liberación de gran cantidad de energía que se

manifiesta en forma de calor. Los neutrones emitidos en la reacción de fisión pueden

provocar, a su vez, nuevas fisiones de otros núcleos, siempre dentro de determinadas

condiciones. Este proceso se conoce como reacción nuclear en cadena, es decir, se

provoca el primer impacto de un neutrón sobre un núcleo de material radiactivo y

debido a esa reacción inicial, hay nuevas fisiones y el proceso continúa al chocar de

nuevo neutrones con núcleos. Los descubridores de la reacción nuclear de fisión

fueron O. Hahn y F. Strassman, que en 1938, detectaron la presencia de elementos de

pequeña masa en una muestra de uranio puro irradiado por neutrones

Biografía de Otto Hahn

Otto Hahn, (Fráncfort, Alemania 8 de marzo de 1879- 28 de julio de 1968) fue

un químico alemán que ganó el Premio Nobel de Química en 1944. Nació en Fráncfort

del Meno y estudió química en Marburg y en Múnich. Tras recibir su doctorado en

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Nº 34 – ENERO 2012

Filosofía en 1901, trabajó en la Universidad de Marburg; en 1904 pasó a Londres y al

año siguiente a Montreal, para finalmente establecerse en Berlín en 1906. Recibió el

premio Nobel de Química en 1944 por sus trabajos pioneros en el campo de la

radiactividad.

Junto a Lise Meitner y Otto von Baeyer, desarrolló una técnica para medir los

espectros de la desintegración beta de isótopos radiactivos; para su fortuna este logro

fue reconocido y le aseguró el puesto de profesor en el Instituto de Química Kaiser-

Wilhelm de Berlín en 1912. En 1918, junto con Meitner, descubrió el protactinio.

Cuando Meitner huyó de la Alemania nazi en 1938, él continuó el trabajo con Fritz

Strassmann en la dilucidación del resultado de bombardeo del uranio con los

neutrones térmicos. Comunicó sus resultados a Meitner quien, en colaboración con su

sobrino Otto Roberto Frisch, los interpretó correctamente como evidencia de la fisión

nuclear. Una vez que la idea de la fisión fue aceptada, Hahn continuó sus

experimentos y demostró las cantidades enormes de energía que se liberan en la

fisión inducida con neutrones y que podría tener uso pacífico o para la guerra.

Otto Hahn estuvo entre los científicos alemanes puestos bajo vigilancia por el

programa aliado ALSOS, que lo incluyó en el proyecto alemán de energía nuclear para

desarrollar una bomba atómica (su sola conexión era el descubrimiento de la fisión, él

no trabajó nunca en el programa).

A Hahn le fue concedido el premio Nobel de Química en 1944. Fue apresado

por los británicos, quienes buscaban información sobre el esfuerzo alemán fallido de

desarrollar una bomba atómica. En la era de la posguerra Hahn destacó como un firme

opositor al uso de armas nucleares. Se propuso en diversas ocasiones que los

elementos 105 y 108 de la tabla periódica se llamasen Hahnium en honor de Hahn,

pero ninguna de estas propuestas fue aprobada. Sin embargo, uno de los pocos

buques mercantes de propulsión nucleares del mundo, el Otto Hahn, fue bautizado así

en su honor.

Biografía de F. Strassman

Friedrich Wilhelm "Fritz" Straßmann (22 de febrero, 1902 - 22 de abril, 1980)

fue un químico alemán que, junto con Otto Hahn en 1938, identificó el bario en el

residuo dejado después de bombardear uranio con neutrones, lo cual se interpretó

entre sus resultados como producto de la fisión nuclear. Strassmann nació en

Boppard, Renania-Palatinado comenzó sus estudios químicos en 1920 en la

Universidad Técnica de Hannover y ganó su doctorado en 1929. Comenzó una carrera

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académica porque la situación de empleo en la industria de la química fue mucho peor

que en las universidades de ese tiempo.

En 1933, renunció de la Sociedad de Químicos Alemanes cuando se hizo parte de una

corporación pública de control Nazi, y luego fue apuntado en la lista negra. Hahn y

Meitner encontraron ayudantía para él por la mitad del pago. Durante la guerra, él y su

esposa María Heckter Strassmann ocultaron un amigo judío en su propio apartamento

por meses, poniéndose ellos mismos y a su hijo de tres años en riesgo.

La pericia de Strassmann en química analítica fue empleada por Otto Hahn y Lise

Meitner en sus investigaciones sobre los productos del uranio bombardeado por

neutrones. En diciembre de 1938, Hahn y Strassmann comunicaron que habían

detectado el elemento bario después de bombardear uranio con neutrones estos

resultados a Meitner, quien había escapado de Alemania en 1938 y se encontraba

ahora en Suecia. Meitner, y su sobrino Otto Robert Frisch, interpretaron correctamente

estos resultados como producto de la fisión nuclear. Frisch confirmó esto

experimentalmente el 13 de enero de 1939. En 1944, Hahn recibió el Premio Nobel de

Química por el descubrimiento de la fisión nuclear.

En 1946 se convirtió en profesor de de química inorgánica en la Universidad de Mainz

y en 1948 director del nuevamente establecido Instituto Max Planck para Química.

Luego fundó el instituto de Química Nuclear. En 1957 fue uno de los científicos (un

grupo de 18 destacados investigadores de química), quienes protestaron contra los

planes del gobierno de Konrad Adenauer para equipar la armada occidental de

Alemania, con armas nucleares tácticas. El 22 de abril de 1980, F. Strassmann murió

en Mainz.

Los reactores

Los reactores nucleares son máquinas preparadas para iniciar, mantener y

controlar una reacción en cadena de fisión nuclear; en cierto sentido, son las calderas

de las centrales nucleares. El combustible que se consume en las centrales nucleares

es el uranio. A diferencia de lo que ocurre en las instalaciones termoeléctricas

convencionales, en las primeras no se produce reacción de combustión química

alguna. El conjunto del núcleo del reactor está contenido en un recipiente de acero de

varios metros de diámetro y cuya altura, supera, generalmente los 12 metros. Las

paredes de la denominada vasija del reactor alcanzan espesores de 25 o 30 cm. La

vasija del reactor y el conjunto de conductos por donde circula el líquido refrigerante,

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denominado circuito primario, se encuentran en el edificio de contención, provisto de

espesos muros preparados para resistir hipotéticos movimientos sísmicos y evitar el

escape de la radiactividad en caso de accidente (Japón, marzo de 2011, accidente

nuclear de Fukushima). Su forma suele ser esférica y está rematado por una cúpula.

Componentes de una central nuclear

El combustible de la central nuclear, que se encuentra en el núcleo del reactor,

está formado, habitualmente, por una mezcla de isótopos (átomos de un mismo

elemento cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones y por tanto difieren

en su masa) fisionables e isótopos fértiles. Dicho combustible ha de ser un elemento

fisionable que, en ausencia de neutrones, se mantenga estable el mayor tiempo

posible, para que pueda ser manipulado. El uranio-233, el uranio-235 y el plutonio-239

son los tres isótopos que cumplen esta condición.

Entre ellos, únicamente el uranio-235 se halla presente en la naturaleza

(aunque en muy baja proporción: el 0.7% del uranio natural); los otros dos se obtienen

de manera artificial, a partir del bombardeo con neutrones del uranio-238 y del torio

232, denominados isótopos fértiles. Por su parte, estos dos últimos son isótopos

fisionables con neutrones rápidos. Los neutrones que resultan liberados como

consecuencia de la reacción de fisión sufrida por los elementos fisionables pueden

golpear a su vez, a los elementos fértiles, quienes, por su parte, dan lugar a nuevos

elementos fisionables. En función del tipo de reactor que posea la central nuclear se

empleará una clase u otra de combustible. Los más comunes son uranio natural, óxido

de uranio natural y óxido de uranio enriquecido en su isótopo 235U. Habitualmente, el

combustible se presenta en forma de pastillas incorporadas en el interior de vainas de

acero inoxidable, de 1 cm de diámetro y 4 ó 5 m de longitud. Las vainas forman

conjuntos de sección cuadrada o circular, denominados elementos de combustible.

El moderador es otro de los elementos básicos de la central nuclear; se trata de

un mecanismo que controla la velocidad con la que los neutrones impactan en nuevos

núcleos de uranio. La presencia de determinadas sustancias, como el agua pesada, el

berilio, el grafito o el agua libera aseguran este proceso. El berilio es el menos

empleado, debido a su elevada toxicidad.

El tercer componente fundamental son las barras de control, que se encuentran

en el núcleo del reactor. Las barras de control permiten regular el nivel de potencia de

aquel. La potencia del reactor depende del calor generado en su núcleo, que se

encuentra, a su vez, en relación con el número de neutrones que se ponen en acción

durante la reacción de fisión en cadena. Cuanto menor es el número de neutrones,

menor es la energía calorífica y consecuentemente, la potencia. Si no se actúa sobre

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el número de neutrones que se pone en acción durante la reacción en cadena, se

logra el efecto contrario. Para regular el número de neutrones, se insertan en el núcleo

determinadas sustancias que los absorben parcialmente; dichas sustancias reciben el

nombre de barras de control del reactor. Cuando las barras se encuentran totalmente

introducidas en el núcleo del reactor, la absorción de neutrones es tan intensa que el

proceso de reacción en cadena no continúa. A la inversa, a medida que se van

retirando, el número de neutrones que se ponen en acción se incrementa,

consiguiéndose así el restablecimiento de la reacción en cadena. Generalmente, las

barras de control se fabrican a partir de la aleación de cadmio con plata, a la que se

incorporan berilio y aluminio, con el objeto de incrementar su resistencia a la corrosión.

Es también habitual la aleación de boro con acero.

La extracción del calor del núcleo y su transporte hasta el grupo del

turboalternador se realiza a través de un fluido refrigerante, que se encuentra también

en el interior del núcleo, en contacto con los elementos de combustible, el moderador y

las barras de control. El líquido refrigerante traslada el calor generado en el núcleo, de

manera directa o bien a través de un circuito secundario, hasta el conjunto turbina-

alternador, retornando posteriormente al núcleo del reactor, donde comienza

nuevamente el proceso. Como refrigerantes más habituales se emplean el agua ligera,

el agua pesada, el sodio, el litio y el potasio (todos ellos en estado líquido), así como el

nitrógeno, el helio, el hidrógeno y el dióxido de carbono (en estado gaseoso).

Funcionamiento de una central nuclear

Una vez que se ha realizado la carga de combustible en el reactor, se inicia la

reacción de fisión en cadena mediante un isótopo generador de neutrones, que

permite la entrada en actividad de los átomos de uranio contenidos en el combustible.

El moderador proporciona a los neutrones el nivel de energía cinética que garantiza la

continuidad de la reacción en cadena. Las barras de control se introducen en el núcleo

del reactor en mayor o menor medida, para absorber más o menos neutrones y

mantener el grado de potencia adecuado.

Las continuas reacciones de fisión que se verifican en el núcleo determinan

grandes cantidades de energía en forma de calor. Esta energía calorífica eleva la

temperatura del fluido refrigerante que circula por la red de conductores. A partir de

aquí, en función del tipo de reactor, el proceso varía.

En los reactores de agua a presión, el fluido, agua ligera, circula de manera

continua por un circuito primario, cerrado, que conduce el refrigerante hasta el

generador de vapor. Allí, el fluido a elevada temperatura convierte en vapor el agua

que circula por un circuito secundario, también cerrado. El agua del primer circuito, no

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entra nunca en contacto con la del segundo. Por su parte, el vapor de agua del circuito

secundario es enviado al grupo o grupos turbina alternador. En los reactores de agua

en ebullición sólo existe un circuito; el propio refrigerante se convierte en vapor por

efecto del calor, en la misma vasija y es enviado al grupo turbina-alternador. Tras

accionarlo, el fluido se refrigera y se condensa de nuevo, para volver al núcleo y

reiniciar el proceso. En ambos casos, el vapor mueve los álabes de la turbina y el

alternador unido e ella, generando energía eléctrica como resultado de un ciclo

termodinámico convencional. En los reactores de agua a presión, el fluido refrigerante,

una vez que ha vaporizado el agua del circuito secundario, retorna al núcleo del

reactor. El vapor, tras accionar el grupo turbina-alternador, es enfriado nuevamente y

vuelve a su estado líquido, para pasar inmediatamente por una batería de

precalentadores. A continuación retorna al generador de vapor para repetir el ciclo.

Otras instalaciones

Junto al edificio de contención, las centrales nucleares poseen instalaciones

destinadas a operaciones concretas. El edificio de turbinas contiene el grupo o grupos

turbina-alternador. En las centrales con sistemas de refrigeración integrados por un

único circuito, el edificio está protegido, puesto que el vapor que mueve los álabes de

la turbina puede arrastrar elementos radiactivos. En el recinto de manipulación de

combustible se almacenan las nuevas cargas de este elemento, así como el

combustible ya empleado, que, posteriormente, se traslada al centro de

reprocesamiento para extraer de él los elementos o materiales aprovechables. Este

edificio y el de conservación están interconectados para asegurar el traslado de

elementos radiactivos sin salir de la zona controlada de la central, que se encuentra

aislada de las restantes dependencias.

Las centrales nucleares, cuentan, asimismo, con un sistema que permite

refrigerar el vapor a alta temperatura que acciona los álabes de la turbina antes de que

éste retorne al reactor, donde se reinicia el ciclo productivo. Finalmente, existen en

una planta nuclear edificios de salvaguardia y equipos auxiliares, donde se localizan

los sistemas de emergencias, para los casos de avería, y los sistemas auxiliares

propiamente dichos, recarga del combustible, puesta en marcha del reactor, etc.

Dependencias destinadas al tratamiento de aguas y almacenamiento temporal de

residuos, laboratorios, talleres, y un parque eléctrico propio, empleado para las

operaciones de parada segura del reactor y en casos de emergencia, completan las

instalaciones y edificios de una central nuclear.

Si bien la energía eléctrica que llega a nuestros hogares es indistinguible de la

que consumen nuestros vecinos u otros consumidores conectados al mismo sistema

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eléctrico, ahora sí es posible garantizar el origen de la producción de la energía

eléctrica que consumimos. A estos efectos, observando el desglose de la mezcla de

tecnología de producción nacional podemos comprobar la diversificación de las

fuentes de producción de energía eléctrica.

Según datos aportados por Endesa Energía XXI, S. L. U., procedentes del

año 2010, la energía eléctrica en nuestro país se obtiene: en primer lugar de origen

renovable con un 34 %, en segundo lugar se encuentra la producida por Térmicas de

Gas Natural con un 21,2%, el tercer puesto lo ocupa la producción nuclear con un

20,4%, el cuarto puesto es la producida en centrales de Cogeneración con un 9,20% y

en quinto lugar la producida por centrales Térmicas de Carbón con un 8,4 %. Estas

cinco diferentes formas de producir energía eléctrica suman el 93,20% de la

producción, el 6,80% restante tiene otros orígenes.

El impacto medioambiental de la electricidad producida depende de las fuentes

utilizadas para su generación. La media nacional de emisiones de dióxido de carbono

es de 0,24 kg por kWh producido, procedente principalmente de la generación en

centrales térmicas del tipo que sean. La media nacional de emisiones de residuos

radiactivos es de 0,39 miligramos por kWh producido.

Lugar Origen Total producción nacional

1 Renovable 34,00 %

2 C.C. Gas Natural 21,20 %

3 Nuclear 20,40 %

4 Cogeneración 9,20 %

5 Térmicas Carbón 8,40 %

6 Térmicas Fuel / Gas 3,20 %

7 Cogeneración Alta Eficacia 2,40 %

8 Otras fuentes 1,20 %

Escala internacional de accidentes nucleares

La energía nuclear tiene como inconvenientes la generación y almacenamiento

de los residuos que genera y además los problemas de seguridad. Hace tiempo que

son conocidos los efectos nocivos de la radiactividad. En el mundo, a lo largo de la

historia de la energía nuclear, han ocurrido varios accidentes nucleares, como el

acontecido en la ciudad de la actual Ucrania, Chernobil o el más cercano en el tiempo,

de Fukushima, Japón.

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La escala internacional de accidentes nucleares, más conocida por las siglas

abreviadas de su denominación en inglés (International Nuclear Event Scale) INES,

fue introducida por la OIEA (organización internacional de la energía atómica) para

permitir la comunicación sin falta de seguridad en caso de accidentes nucleares y

facilitar el conocimiento de la sociedad de la importancia en materia de seguridad.

La escala pretende ser una escala de magnitud para clasificar los accidentes,

similar a la que se utiliza para describir la magnitud comparativa de los terremotos,

escala Richter. Cada nivel, representa comparado con el anterior, un accidente diez

veces más grave. El nivel de gravedad de un desastre como un accidente nuclear,

está más sujeto a interpretación.

Se ha definido un número de criterios e indicadores para asegurar la

información de acontecimientos nucleares por varias autoridades oficiales diferentes.

Acordando una escala con siete niveles. Los tres primeros niveles se consideran

incidentes sin consecuencias en el exterior de la planta y los cuatro restantes, son

accidentes.

Los niveles de gravedad

Como hemos indicado hay siente niveles distintos de cero en la escala INES:

los sucesos de nivel inferior, de 1 a 3, sin consecuencias graves para la población y el

medio ambiente, se califican como incidentes; los superiores (del 4 al 7) son

accidentes. El máximo nivel corresponde a un accidente cuya gravedad es comparable

al ocurrido el 26 de abril de 1986 en central soviética de Chernobil y al ocurrido el 11

de marzo de 2010 en Fukushima. También hay un nivel cero para valorar los eventos

que no tengan incidencia en la seguridad.

7 ---------Accidente GraveUUUUUUChernobil (Unión Soviética), Fukushima (Japón)

6 ---------Accidente ImportanteUUUUUUUU..Desastre Kyshtym (Unión Soviética)

5 ---------Accidente con riesgo fuera del emplazamientoUU.Windscale (Reino Unido)

4 ---------Accidente sin riesgo fuera del emplazamientoUUUU.SL-1 (Estados Unidos)

3 ---------Incidente ImportanteUUUUUUUUUUUUUUUU..Vandellós (España)

2 ---------IncidenteUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU.UUAscó (España)

1 ---------AnomalíaUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUGravelines (Francia)

0 ---------Desviación

Parque de centrales nucleares en España

Las centrales españolas están participadas, en diferentes proporciones según

cada central por las empresas privadas (Nuclenor, Endesa, Unión Fenosa, Iberdrola y

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Hc Energía, etc.), habiendo ocupado algunas de ellas puestos avanzados en

clasificaciones internacionales de las mejores centrales nucleares.

Se encuentran operativas y conectadas a la red las siguientes centrales nucleares:

Central Reactor Año inicio uso Fin licencia Potencia

Almaraz Almaraz I 1983 2021 977,00 MW

Almaraz II 1984 2023 980,00 MW

Ascó Ascó I 1984 2023 1.032,50 MW

Ascó II 1986 2025 1.027,20 MW

Cofrentes 1984 2034 1.092,00 MW

Garoña 1970 2013 466,00 MW

Vandellós II 1988 2027 1.087,10 MW

Trillo I 1988 2028 1.066,00 MW

Total: 7.727,80 MW

Centrales desconectadas:

Central Potencia Año inicio uso Año fin uso Estado

Vandellós I 480 MW 1972 1989 Latencia hasta 2028

José

Cabrera o

Zorita

150 MW 1969 2006 Desmontando

Mientras que el cese de actividad de la central de Zorita se debió a su

antigüedad, el cierre de Vandellós I, se motivó como consecuencia del suceso ocurrido

en octubre de 1989, cuando un incendio de la sala de turbinas, que fue calificado de

nivel tres (incidente importante) en la escala internacional de accidentes, tratándose

del accidente más grave en la historia nuclear española, tubo como consecuencias la

retirada de la licencia por parte del gobierno.

Las centrales nucleares españolas en 2008, tenían una potencia instalada del

7.727,80 MW, representando el 8,14% del total. En ese año, la producción eléctrica

fue de aproximadamente 59.000 millones de kWh, habiendo producido el 18,29 % de

la energía eléctrica total.

Las centrales nucleares constituyen un tipo específico de instalaciones

termoeléctricas; aprovechan una fuente de calor para convertir en vapor a alta

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temperatura un líquido que circula por una red de conductos. El vapor acciona el grupo

turbina-alternador, generando energía eléctrica. La principal diferencia entre centrales

nucleares y centrales termoeléctricas clásicas es que, en las primeras, la fuente de

calor se obtiene de la fisión de núcleos de uranio.

Según datos procedentes del año 2010, de la energía eléctrica

generada en nuestro país, la producción nuclear ocupa el tercer puesto con un 20,4%.

Uno de los problemas que plantea la utilización de la energía nuclear es la cuestión del

almacenamiento y la destrucción de los residuos radiactivos.

Bibliografía:

Fuentes de Energía



*

Fuentes de energía eléctrica

Ramón R. Mujal Rosas

Ediciones UPC, 2005.

*

Energía; descubre tú mismo.

Trevor Day

Blume, 2007.

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SECCIÓN: PEDAGOGÍA Y DIDÁCTICA

ENSEÑAMOS EN CENTROS MULTICULTURALES AUTOR: RAFAEL BAILÓN RUIZ D.N.I. 74678752-Y

ESPECIALIDAD: LENGUA Y LITERATURA Decir que las aulas en las que impartimos docencia están plagadas de alumnos extranjeros no es ninguna mentira. Cada vez más, el número de jóvenes que llegan a nuestro país es mayor , y, como encargados de formarles debemos poner en marcha medidas que favorezcan su integración. La migración ha aumentado notablemente en los últimos años como consecuencia de las crisis económicas vividas a nivel mundial. En este sentido, hemos de favorecer el clima de respeto en el aula, ayudando al alumnado a sentirse cómodo, así como ofreciéndoles herramientas que les permitan familiarizarse con nuestra lengua. La puesta en marcha de buenas prácticas educativas permitirá que nuestros pupilos salgan de la monotonía, a la vez que afrontando con garantías de éxito la atención a la diversidad. La aparición de los ATAL ha sido una a mi juicio un gran acierto, en tanto que se han atendido las carencias o deficiencias lingüísticas de los alumnos extranjeros, si bien no es suficiente. La implicación de las familias, AMPAS, equipos docentes y equipos directivos serían otro elemento que ayudaría a lograr nuestro propósito : una escuela que atienda a la diversidad, sin restricciones. De la misma forma, en numerosas ocasiones son los extranjeros víctimas propicias de acoso por parte de quienes sí nacieron y crecieron en nuestro país. Queda claro que el trato despectivo y/o marginal hacia el colectivo foráneo es un hecho constatado en numerosos centros. Una medida que ayudaría a abordar y solucionar problemas de convivencia entre iguales y ayudar a mejorar las relaciones interpersonales es la inclusión de la figura del alumno ayudante. Contar con la comunidad educativa y darle al alumnado mayores cuotas de protagonismo, con la colaboración mediante el denominado alumno ayudante potenciaría valores tendentes a la erradicación de conductas intolerantes. Por tanto, los objetivos como formadores en escuelas o institutos deben ser:

• Fomentar la cooperación en el alumnado, promoviendo actuaciones que ayuden a combatir posibles problemas de convivencia.

• Buscar soluciones en problemas interpersonales en el ámbito escolar. • Favorecer la comunicación dentro y fuera, en aras de conocer las diferentes

culturas representadas en el aula. Concienciar a nuestros alumnos acerca de la diversidad como hecho enriquecedor.

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Usar las aulas de convivencia como espacios de reflexión, tal y como se recoge en el Decreto 327/2010, de 13 de julio, por el que se aprueba el Reglamento Orgánico de los Institutos de Enseñanza Secundaria de Andalucía (Art.25). Promover el diálogo como herramienta de comunicación y resolución de conflictos, ofreciendo alternativas al alumnado disruptivo antes de establecer las sanciones o medidas correspondientes. Debemos partir de la base de que una diversidad de interacciones favorece: la convivencia en el centro, caminar hacia el respeto mutuo y promover relaciones igualitarias. Además apostar por el pensamiento crítico, por la exposición y argumentación en nuestras clases, nos lleva a todos a compartir distintas opiniones o saberes, enriqueciéndonos a la vez que siendo aún más solidarios. Para conseguir todos los objetivos planteados, debemos usar una metodología encaminada al trabajo grupal y no al seguimiento pasivo del alumnado. Es cierto que en ocasiones encontramos jóvenes reacios a trabajar con el compañero, si bien debemos trabajar por el cambio de mentalidad y percepción. Si queremos resultados, seguiremos distintas fases:

• Mejoraremos la confianza o autoestima de nuestros pupilos. • Plantearemos dinámicas en las que trabajemos por parejas, pequeños o grandes

grupos. • Haremos del diálogo el hilo conductor o de comunicación en el aula.

Otras iniciativas que promuevan el espíritu de solidaridad, a la vez que creen lazos de amistad entre iguales son:

� Escuelas de padres y madres. � Elaboración de un periódico. � Realización de actividades extraescolares (con especial atención a aquellas en

las que impulsemos la igualdad). � Implantación de programas en los que se puedan dar a conocer las diferentes

culturas y/o tradiciones existentes en nuestros centros. � Grupos de trabajo sobre resolución de conflictos y sesiones de video-forum. � Campañas de fomento de la lectura. � Semanas culturales. � Encuentros multiculturales (conferencias, jornadas internacionales

gastronómicas, bailes y danzas de otros países, etc). En definitiva, con una comunidad educativa más implicada en todo lo que concierne a los centros y un alumno conocedor a la vez que cooperante, podemos resolver cualquier problema de convivencia que se dé. De igual forma, la comunicación es fundamental para resolver cualquier situación planteada. Así pues, comunicación y participación deben ser los ejes en torno a los que desarrollar nuestras actuaciones, si queremos una escuela inclusiva y no exclusiva (no discrimine en función del sexo, raza, condición social o religión).

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BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

� CUOMO, I. (1994). La integración escolar. Madrid: Visor. � DIAZ AGUADO, M.J. (2003).Educación Intercultural y aprendizaje cooperativo. Madrid: Pirámide.

� ECHEITA, G. y SOTORRÍO, B. (1994). Necesidades especiales en el aula. Revista Cuadernos de Pedagogía, No. 226. Barcelona: Ed. Fontalba.

� HARGREAVES, A. (1996). Profesorado, cultura y postmodernidad. Madrid: Morata, 1996.

LÓPEZ MELERO, M. (1993). Lecturas sobre integración social y escolar. Barcelona: Paidós.

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