Tecnologia energetica módulo 3

Energías no renovables
Se encuentran en la naturaleza
Cantidades limitadas
No se sustituyen

Energías no renovables
Combustibles Fósiles
Combustibles Nucleares

Combustibles Fósiles
Carbón
Petróleo
Gas Natural

Se utilizan directamente, quemándolo en hornos, estufas,
calderas y motores, para obtener calor y movimiento.

Ventajas
 Facilidad de Extracción
 Gran disponibilidad temporal
 Comparativamente Baratos

Desventajas
 Emisión de gases contaminantes en la atmosfera
 Posibilidad de terminación de reservas

Combustibles Nucleares
Uranio
Plutonio

Operación de reactores
Centrales Nucleares
Fisión
Fusión

Ventajas
 Energía Abundante
 Ausencia de emisiones de gases de efecto invernadero

Desventajas
 Reservas limitadas de materias primas
 Generación de residuos radiactivos
 Catástrofes ambientales graves

Efecto Invernadero
Se llama efecto invernadero al fenómeno por el que
determinados gases componentes de una atmosfera
planetaria retienen parte de la energía que el suelo
emite al haber sido calentado por la radiación solar.
Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de
atmósfera.

Efecto Invernadero
De acuerdo con el actual consenso científico, el efecto
invernadero se está acentuando en la tierra por la
emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y
el metano, debido a la actividad económica humana.

Efecto Invernadero
Este fenómeno evita que la energía del sol recibida
constantemente por la tierra vuelva inmediatamente al
espacio produciendo a escala planetaria un efecto
similar al observado en un invernadero.

¿Por qué se produce?
Se podría decir que el efecto invernadero es un
fenómeno atmosférico natural que permite mantener
una temperatura agradable en el planeta, al retener
parte de la energía que proviene del sol.

¿Por qué se produce?
El aumento de la concentración de dióxido de carbono
proveniente del uso de combustibles fósiles ha
provocado la intensificación del fenómeno invernadero.

Gases que producen el efecto
invernadero
Vapor de agua (H2O)
Dióxido de carbono (CO2)
Metano (CH4)
Óxido de nitrógeno (N2O)
Ozono (O3)
Clorofluorocarbonos (CFC)

invernadero
Si bien todos ellos (salvo los CFC) son naturales, en tanto
que ya existían en la atmósfera antes de la aparición del
hombre, desde la Revolución industrial y debido
principalmente al uso intensivo de los combustibles
fósiles en las actividades industriales y el transporte.

invernadero
En los años mas recientes se han producido sensibles
incrementos en las cantidades de óxido de nitrógeno y
dióxido de carbono emitidas a la atmósfera, con el
agravante de que otras actividades humanas, como la
deforestación, han limitado la capacidad regenerativa de
la atmósfera para eliminar el dióxido de carbono,
principal responsable del efecto invernadero.

invernadero

Consecuencias
Grandes cambios en el clima a nivel mundial.
El deshielo de los casquetes polares lo que provocaría el
aumento del nivel del mar.
Las temperaturas regionales y los regímenes de lluvia
también sufren alteraciones, lo que afecta
negativamente a la agricultura.

Consecuencias
Aumento de la desertificación.
Cambios en las estaciones, lo que afectará a la
migración de las aves, a la reproducción de los seres
vivos .

Calentamiento Global
Desde fines del siglo XIX, los científicos han observado
un aumento gradual en la temperatura promedio de la
superficie del planeta.
Este aumento se estima que ha sido de entre 0.5ºF y
1.0ºF. Los diez años más calientes del siglo XX ocurrieron
entre 1985 y 2000, siendo 1998 el año más caliente del
que se tenga datos.

Calentamiento Global
Este calentamiento ha reducido las áreas cubiertas de
nieve en el hemisferio norte, y ha ocasionado que
muchos de los témpanos de hielo que flotaban en el
Océano Ártico se hayan derretido.
Recientemente también se ha observado cómo, debido a
este aumento en temperatura, grandes porciones de
hielo de Antártica se han separado del resto de la masa
polar, reduciendo así el tamaño del continente helado.

Causas del Calentamiento Global
Gracias a la presencia en la atmósfera de CO2 y de otros
gases responsables del efecto invernadero, parte de la
radiación solar que llega hasta la Tierra es retenida en la
atmósfera.
Como resultado de esta retención de calor, la
temperatura promedio sobre la superficie de la Tierra
alcanza unos 60ºF, lo que es propicio para el desarrollo
de la vida en el planeta.

Causas del Calentamiento Global
No obstante, como consecuencia de la quema de
combustibles fósiles y de otras actividades humanas
asociadas al proceso de industrialización, la
concentración de estos gases en la atmósfera ha
aumentado de forma considerable en los últimos años.
Esto ha ocasionado que la atmósfera retenga más calor
de lo debido, y es la causa de lo que hoy conocemos
como el calentamiento o cambio climático global.

Consecuencias del Calentamiento Global
Clima
El calentamiento global ha ocasionado un aumento en la
temperatura promedio de la superficie de la Tierra. A causa de
la fusión de porciones del hielo polar, el nivel del mar sufrió
un alza de 4-8 pulgadas durante el pasado siglo, y se estima
que habrá de continuar aumentando.
La magnitud y frecuencia de las lluvias también ha aumentado
debido a un incremento en la evaporación de los cuerpos de
agua superficiales ocasionado por el aumento en
temperatura.

Los científicos estiman que la temperatura promedio de la
superficie terrestre puede llegar a aumentar hasta 4.5ºF en el
transcurso de los próximos 50 años (2001-2050), y hasta10ºF
durante este siglo.
Este incremento en la evaporación de agua resultará en un
aumento en la intensidad y frecuencia de los huracanes y
tormentas. También será la causa de que la humedad del
suelo se reduzca debido al alto índice de evaporación, y que el
nivel del mar aumente un promedio de casi 2 pies en las
costas del continente americano y el Caribe.

Salud
Un aumento en la temperatura de la superficie de la Tierra
traerá como consecuencia un aumento en las enfermedades
respiratorias y cardiovasculares, las enfermedades infecciosas
causadas por mosquitos y plagas tropicales, y en la postración
y deshidratación debida al calor.
Los sistemas cardiovascular y respiratorio se afectan debido a
que, bajo condiciones de calor, la persona debe ejercer un
esfuerzo mayor para realizar cualquier actividad, poniendo
mayor presión sobre dichos sistemas.

Por otra parte, como las zonas tropicales se extenderán
hacia latitudes más altas, los mosquitos y otras plagas
responsables del dengue, la malaria, el cólera y la fiebre
amarilla en los trópicos afectarán a una porción mayor
de la población del mundo, aumentando el número de
muertes a causa de estas enfermedades.

Calidad de aguas superficiales
A pesar de que incrementará la magnitud y frecuencia
de eventos de lluvia, el nivel de agua en los lagos y ríos
disminuirá debido a la evaporación adicional causada por
el aumento en la temperatura.
Algunos ríos de flujo permanente podrían secarse
durante algunas épocas del año, y ríos cuyas aguas se
utilizan para la generación de energía eléctrica sufrirían
una reducción en productividad.

El aumento en temperatura aumentará la demanda por
agua potable, pero reducirá los niveles de producción de
los embalses ya que los niveles de agua bajarán.
Al disminuir el nivel de agua en lagos, embalses, ríos y
quebradas, el efecto potencial de los contaminantes será
mayor, ya que aumentará su concentración relativa al
agua presente en los mismos.

Al aumentar la magnitud y frecuencia de las lluvias,
aumentará también la incidencia e intensidad de
inundaciones, así como la sedimentación de cuerpos de
agua producto de la alta escorrentía y la baja humedad
del terreno.
Los humedales de tierra adentro, ecosistemas acuáticos
poco profundos, también se reducirán de tamaño debido
a la evaporación.

Calidad de aguas subterráneas
Un acuífero es una fuente de abastos de agua
subterránea. El nivel superior del agua en un acuífero se
conoce como el nivel freático.
Como consecuencia del aumento en temperatura, el
nivel freático bajará debido a la evaporación,
disminuyendo así la cantidad de agua disponible en el
acuífero.

Por otra parte, al aumentar el nivel del mar el agua
salada podría penetrar hacia los acuíferos costeros,
haciendo que sus aguas se salinicen y no sean aptas para
consumo humano.

Ecosistemas terrestres
Como consecuencia del calentamiento global, la región
tropical se extenderá hacia latitudes más altas, y la
región de bosques de pinos se extenderá hacia regiones
que hoy forman parte de la tundra y la taiga.
De perder los suelos su humedad por efecto de la
evaporación, muchas áreas ahora cubiertas de
vegetación podrían quedar secas, ensanchándose la
región desértica del planeta.

En las llanuras continentales, la escasez de agua causada
por el aumento en temperatura podría convertir estas
regiones (como la pampa argentina y las grandes llanuras
de Norte América) en terrenos no aptos para la
ganadería, principal renglón de la economía para los
habitantes de estas regiones.

Ecosistemas costeros
Los ecosistemas costeros —manglares, arrecifes de coral,
sistemas playeros, estuarios, y otros— se afectarían
significativamente, ya que un alza en el nivel del mar
inundaría las áreas de humedales costeros, causaría un
aumento en la erosión costera y salinizaría las aguas en
la parte baja de los ríos y en los acuíferos costeros. Las
edificaciones muy cercanas a la costa podrían verse
afectadas por la acción del oleaje, que podría socavar sus
cimientos.

Los arrecifes de coral, cuya función es la de proteger a
los manglares y playas del oleaje y la erosión costera,
quedarían a mayor profundidad bajo el mar. También se
afectaría la entrada de luz solar hasta el fondo del
arrecife, afectando así los procesos de fotosíntesis de
especies esenciales para la vida del coral, así como su
capacidad para detener el oleaje y evitar que impacte la
costa.

La agricultura
Debido a la evaporación de agua de la superficie del
terreno y al aumento en la magnitud y frecuencia de
lluvias e inundaciones, los suelos se tornarán más secos y
perderán nutrientes con mayor facilidad al ser removidos
por la escorrentía.
Esto cambiará las características del suelo, haciendo
necesario que los agricultores se ajusten a las nuevas
condiciones.

La necesidad de recurrir a la irrigación será esencial
durante las épocas de sequía, que debido a la
evaporación serán más comunes que al presente. Las
temperaturas más elevadas también propiciarán la
reproducción de algunos insectos como la mosca blanca
y las langostas (un tipo de esperanza), que causan
enfermedades de plantas y afectan la producción de
cultivos.

La flora y la fauna
Debido a los cambios climáticos y a los cambios en los
ecosistemas terrestres, la vegetación característica de
cada región se verá afectada. Los bosques de pinos se
desplazarán hacia latitudes más altas, la vegetación
tropical se extenderá sobre una franja más ancha de la
superficie terrestre, y la flora típica de la tundra ocupará
un área más reducida.

Como consecuencia, al alterarse la vegetación
característica de muchas reservas naturales, así
designadas para proteger el hábitat de especies
amenazadas, estas reservas podrían dejar de ser el
hábitat ideal para las mismas, ocasionando su extinción.
De igual manera, al ocurrir el proceso de desertificación
en algunas áreas también se destruirá el hábitat de
muchas especies, causando su extinción.

En cuanto a los hábitats acuáticos, al aumentar la temperatura
de los cuerpos de agua superficiales la concentración de
oxígeno disuelto presente en los mismos se reducirá.
Esto hará que algunas de las especies acuáticas no puedan
sobrevivir bajo estas condiciones, causando su eliminación en
dichos cuerpos de agua.
De afectarse los estuarios y manglares por el exceso de
salinización y el oleaje, muchas especies de animales que
inician su vida allí tampoco subsistirán.

¿como evitar el Calentamiento Global?
•Reducir el consumo de energía eléctrica
•Limitar el consumo de agua
•Hacer mayor uso de la energía solar
•Sembrar árboles alrededor de la casa para reducir el uso
de aires acondicionados
•Reciclar envases de aluminio, plástico y vidrio, así como
el cartón y el papel

¿como evitar el Calentamiento Global?
•Adquirir productos sin empaque o con empaque
reciclado o reciclable
•Utilizar papel reciclado
•Caminar o utilizar transportes públicos
•Hacer uso eficiente del automóvil
•Crear conciencia en otros sobre la importancia de tomar
acciones dirigidas a reducir el impacto del calentamiento
global

Dinámica Térmica mundial
¿Está cambiando el clima mundial? ¿El mundo se está
calentando?
Sí. Pero observemos con más detenimiento lo que eso
significa. Podemos empezar en 1856 hasta llegar al
presente. Tenemos un buen registro de la temperatura
global para este período reciente. Se realizaron
mediciones precisas de temperatura en muchos lugares
del mundo.

¿Qué pasa si examinamos un período más extenso, por
ejemplo los últimos 1.000 años? Esto presenta un
problema debido a que no se llevaban registros precisos
de temperatura en la primera mitad del siglo XIX. Pero,
hay maneras de estimar la temperatura a partir de otra
información como el tamaño de los anillos de
crecimiento de los árboles y la composición del hielo
tomado de la Antártida y de Groenlandia. Los registros
usados para estas mediciones indirectas de temperatura
se denominan "datos asimilados"

Durante los siglos previos a la Pequeña Edad de Hielo,
exploradores noruegos se aventuraron hasta América del
Norte y establecieron colonias en Islandia y Groenlandia. Con
el comienzo de un clima más frío, el viaje por mar se vio
impedido por el aumento de hielo en el mar. El contacto entre
Escandinavia y estas colonias era limitado. Los viajes a
Groenlandia con el tiempo se interrumpieron. Sin alimentos
de Europa y con temporadas de crecimiento más cortas, los
asentamientos de Groenlandia desaparecieron a comienzos
de la década de 1400.

¿Es normal el cambio climático?
Pareciera que el clima cambia permanentemente.
¿Estamos atravesando ahora un breve período cálido?
¿Se invertirá la tendencia? ¿Qué ocurrirá a largo plazo?

Impacto Ambiental
La mayor parte de la electricidad producida en el mundo
se obtiene a partir de la combustión de petróleo, carbón
y gases naturales. Ese proceso va acompañado de la
emisión de enormes cantidades de contaminación
atmosférica de varios tipos, dependiendo de la sustancia
utilizada.

Impacto Ambiental
El gas se considera un combustible bastante limpio, el
gasóleo causa emisiones de dióxido de carbono, dióxido
de azufre y óxidos de nitrógeno, pero la quema de
carbón es la más grave. Está acompañada por la emisión
tanto de gases como de polvo. Los gases que se emiten
consisten en dióxido de carbono, Óxidos de nitrógeno,
monóxido de carbono, y el polvo contiene metales
pesados (plomo, zinc, cadmio).

Impacto Ambiental
La quema de combustibles fósiles en toda Europa en
1998 emitió al aire cerca de 5.670.000 miles de
toneladas de Oxido de Carbono. De todos los
combustibles fósiles, el contenido en azufre es mayor en
carbón, pero varía significativamente según el tipo de
carbón. Las emisiones de azufre procedentes de la
producción de energía contribuyen enormemente a la
lluvia ácida.

Impacto Ambiental
En algunos países la mayor parte de la electricidad se
obtiene de fuentes que no sean combustibles fósiles, los
cuales mejoran de forma significativa la calidad del aire
tanto a escala regional como global. Por ejemplo, en
Francia cerca del 65% de la electricidad se obtiene de
centrales nucleares, y en Noruega más del 90% procede
de centrales hidráulicas.

Impacto Ambiental
El transporte causa gran parte de la contaminación
atmosférica global, y en los países más desarrollados
incluso supera a la de la industria. A escala global, los
coches liberan cada año a la atmósfera cerca de 300
millones de toneladas de gases tóxicos de combustión.

Impacto Ambiental
En Europa y Norteamérica sólo el 10% del Oxido de
Nitrógeno emitido es de origen natural, el 90% restante
procede principalmente de la quema de
combustibles fósiles a elevada temperatura, por ejemplo,
en el motor de los coches (1.200-1.800ºC).

Impacto Ambiental
El transporte suele emitir a la atmósfera grandes
cantidades de plomo, especialmente en los años 1940-
1960, cuando se añadía plomo a la gasolina para mejorar
la combustión en el motor. Más tarde, se introdujo la
gasolina sin plomo, primero en EEUU y se ha ido
sustituyendo gradualmente por la que tenía plomo.

Impacto Ambiental
En los años 70, un motor de autobús producía durante
una hora 1.000 m3 de gases de combustión, que
contenían 3,5 g de plomo (lo que es 3.500 µg/m3). Sólo
para comparar: hoy en día, en la Unión Europea el
nivel permitido es 5 µg/m3 de aire en 30 minutos.

Impacto Ambiental
Además, en los países desarrollados, se utiliza gasolina
sin plomo y por tanto, las emisiones de plomo debidas al
transporte están reduciéndose de forma significativa. Los
efectos del impacto del plomo y otros metales pesados
en la gente se podrán ver cuando haya pasado bastante
tiempo, ya que se acumulan en el cuerpo humano
y actúan gradualmente.

Impacto Ambiental
En la Unión Europea, está prohibida la venta de gasolina
con plomo desde 2000. Además los motores Diesel no
emiten plomo. El polvo emitido al aire por el transporte
no sólo procede de la quema de combustible, sino
también de la abrasión de la superficie de las carreteras
y neumáticos de los coches.

Impacto Ambiental
Actualmente, la mayoría de los coches están equipados
de catalizador que reduce de forma significativa la
cantidad de contaminación emitida. Por otro lado, el
número de coches sigue creciendo, haciendo que siga
siendo un tema relevante. Además los catalizadores
provocan la emisión de partículas muy finas de metales
pesados, por ejemplo, platino, paladio y rodio, pero
todavía no se conoce el impacto que producen sobre el
medio ambiente.

Impacto Ambiental
Otro medio de transporte que contamina la atmósfera es
el avión. Un avión emite tanta gasolina como 7.000
coches funcionando a la vez. A diferencia de los coches,
los aviones emiten contaminación también en la alta
atmósfera, afectando incluso al ozono estratosférico.

Toxicología
Cuando el tóxico llega al organismo, dependiendo de la
vía de exposición, entra en contacto con las superficies
epiteliales del tracto digestivo, del aparato respiratorio o
de la piel. Cuando cruza esas membranas y alcanza el
torrente sanguíneo, se considera que el tóxico penetró al
organismo. La sangre lo transporta a los distintos
órganos y en uno o en varios de ellos puede llegar a
causar un daño permanente.

Toxicología
La cantidad de tóxico que penetra al organismo puede
ser muy diferente de la cantidad inhalada o ingerida,
debido a que la substancia no siempre está 100%
biodisponible. Por ejemplo; el arsénico ingerido en el
agua se absorbe casi totalmente, pero se absorbe mucho
menos si el vehículo de ingreso es el suelo.

Toxicología
El arsénico no está igualmente disponible cuando está
absorbido en las partículas de suelo que cuando está
disuelto en el agua. En este caso, para ingestas de la
misma cantidad de arsénico, una persona tendrá una
concentración mayor en sangre cuando el vehículo fue el
agua potable.

Toxicología
Para estudiar el transporte, modificaciones y destino de
los tóxicos dentro del organismo es necesario determinar
la concentración de las especies químicas que producen
los daños, así como medir la magnitud de esos daños.

Toxicología
Las substancias que llegan a las superficies de contacto
del organismo con el medio ambiente lo penetran a
velocidades diferentes, dependiendo de sus propiedades
fisicoquímicas y de las condiciones que existan en la
superficie de contacto, tales como, área y permeabilidad
de la membrana de contacto y magnitud del flujo
sanguíneo en la zona de contacto.

Toxicología
El xenobiótico es transportado por la sangre a los
distintos órganos del cuerpo en los que se distribuye y en
algunos de ellos puede llegar a producir un daño.
Desde el momento en que el tóxico penetra en el
organismo empieza a ser transformado por las distintas
enzimas del organismo de las que pueden ser substrato.

Toxicología
Al conjunto de reacciones que convierten los tóxicos en
especies químicas distintas que pueden ser menos o más
dañinas que el tóxico original, se le da el nombre de
biotransformación. Si los convierten en substancias más
dañinas se dice que el proceso fue una bioactivación y si
lo convierten en substancias menos peligrosas se dice
que el proceso fue una destoxificación.

Toxicología
Los procesos de destoxificación normalmente consisten
en incrementar la polaridad de los xenobióticos lo cual
los hace menos difundibles a través de las membranas
biológicas y más solubles en el agua, lo cual facilita su
excreción en forma de solución acuosa (orina).
Estos procesos reducen la cantidad de tóxico que
penetra al tejido blanco, así como, el tiempo de
permanencia del tóxico dentro del organismo y, por lo
tanto reducen la magnitud del daño probable a las
células del tejido blanco.

Toxicología
Además del tiempo y concentración de contacto entre el
tóxico y el tejido blanco también influyen en la magnitud
del daño la toxicidad del agente y el estado del receptor.
Los daños producidos pueden ser reversibles debido a
que las células tengan capacidad de reparar los daños
que sufran o bien pueden ser irreversibles y producir una
transformación permanente, incluyendo la muerte de la
célula, en cuyo caso dice que se produjo una respuesta
tóxica.

Toxicología
A partir del estudio de la relación que existe entre la
dosis contactada por un organismo y la magnitud de la
respuesta tóxica se llega a la estimación de los índices
toxicológicos que son una medida de la peligrosidad de
una substancia. Este parámetro es el que se usa para
estimar los riesgos en la población expuesta a los tóxicos,
que se encuentran en los distintos medios que
constituyen el ambiente de una determinada población
que, habita, trabaja o hace otros usos de un sitio
contaminado.

Tecnologia energetica módulo 3

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