Descripción de las energias convencionales

1. L’ENERGIAL’ENERGIA
Els recursos energèticsEls recursos energètics
unitat 1unitat 1

2. ÍNDEXÍNDEX
• 1.Què és l’energia?
• 2. Treball i força
• 3. Potència
• Unitats
• 4. Energia mecànica
• 5.Transformació d’energia potencial en cinètica.
• 6. Energia tèrmica o interna
• 7. Formes de transferència de l’energia tèrmica
• 8. Energia química

3. ÍNDEXÍNDEX
• 9. Energia elèctrica
• 10. Energia nuclear
• 11. Energia radiant
• 12. Transformacions energètiques
• 13. Rendiment
• 14. Fonts d’energia
• Energies renovables i no renovables
• 15. Els combustibles
– Poder calorífic
– Càlcul d'alliberament d'energia calorífica pels combustibl
– 15.1. El carbó
• Tipus de carbó mineral

4. ÍNDEXÍNDEX
– 15.1. El carbó
• Tipus de carbó mineral
• Producció i reserves de carbó
• Obtenció del carbó
• Aplicacions
• Avantatges
• Inconvenients
• Inconvenients II
– 15.2. El petroli
• Origen del petroli
• Prospecció petrolífica
• Extracció i transport
• Refinament del petroli
• Referming i destil·lació fraccionada
• Productes del petroli
• Productes per la indústria petroquímica

5. ÍNDEXÍNDEX
 15.2. El petroli
• Producció i reserves de petroli
• Vídeos
 15.3. Gas natural
• Avantatges i aplicacions
• Producció i reserves gas natural
• Gràfic producció mundial gas natural
• Gràfic reserves mundial gas
• Gràfic consum mundial gas
• Gràfic de consum gas
 Altres combustibles gasosos

6. ÍNDEXÍNDEX
• 16. L’energia nuclear o atòmica
– Tipus de radiacions ionizants
– Representació radiacions ionizants
– Radioactivitat artificial
– Reaccions nuclears d’interès energètic : fissió
– Fusió o reacció termonuclear
– Comparació fissió i fusió
– Combustibles nuclears
– Comparació Combustibles fusió i fissió
– Pag. web energia nuclear
– Residus radioactius
– Esquema residus radioactius gasosos i líquids
– Esquema residus radioactius sòlids

7. ÍNDEXÍNDEX
• 16. L’energia nuclear o atòmica
– Reciclatge del combustible nuclear
– Avantatges i inconvenients
• 17. Importància dels recursos energètics
• 18. Contaminació ambiental
– Efecte hivernacle (CO2)
– Pluja àcida (SO2 , NO2)
– Boires fotoquímiques o Smog
– Forat a la capa d’ozó
• Pàg web esquema energies

8. 1.Què és l’energia?1.Què és l’energia?
L’energia és la capacitat de realitzar un treball.
Qualsevol acció que impliqui un canvi o moviment requereix energia.
Sempre que passa alguna cosa l’energia n’és la responsable.
L’energia està al voltant nostre en moltes formes diferents.
L’energia igual que el treball es mesura amb Joules.
• L’energia es pot manifestar de les següents formes:
– Energia mecànica
– Energia tèrmica o interna
– Energia química
– Energia elèctrica
– Energia nuclear
– Energia radiant
– Energia sonora

9. 2. Treball i força2. Treball i força
El treball (W) és el producte de la força (F) que actua sobre un cos pel desplaçament
(s) que pateix aquest.
W = F·s·cos α
• Si α=0 cos 0º=1 i el W és màxim
• Si 0<α<90 cos α >1 i el W > 0 TREBALL MOTOR
• Si α=90º cos 90º=0 i el W = 0
• Si 90º>α >180º cos α<0 i el W <0 TREBALL RESISTENT
La unitat S.I. Joule= 1N · 1m.
La força és la causa que fa que un cos variï la seva posició o forma.
Segons la 2ª llei de Newton:
Exemple llibre pag 11 F= m·a La unitat S.I. Newton (N)

10. 3. Potència3. Potència
La potència és el treball realitzat en cada unitat de temps.
P = W/t = F·s/t = F·v
P = Energia transformada/ temps
La unitat S.I. 1W = 1 J / 1s

11. UnitatsUnitats
Magnitud Unitat S.I. Unitat S.T. Altres
Massa kg UMT= 9,81kg
Força N (Newton) Kp = 9,81N 1dina=10-5
N 1N=1kg*1m/s2
Treball J (Joule) Kgm=9,81J kWh (electricitat)
Potència W (Watt) Kgm/s=9,81W CV=736W

12. 4. Energia mecànica4. Energia mecànica
L’energia mecànica d’un cos és la suma de la seves energies cinètica i potencial,
degudes al seu moviment i posició respectivament.
Em = Ec+ Ep
Segons el principi de conservació de l’energia. Si no actua cap més força que el propi
pes, l’energia mecànica no varia,
L’energia mecànica es pot manifestar bàsicament de dues maneres:
• L’energia cinètica és la que té un cos a causa del seu moviment. Ec = ½ m· v2
• L’energia potencial és la que té un cos degut a la seva posició. Ep = m·g·h
• Hi ha altres classes d’energia potencial :
– Energia potencial elàstica: molles estirades o comprimides
– Energia potencial química: piles i acumuladors
– Energia potencial elèctrica: crema de combustibles i alliberament de calor

13. 5.Transformació d’energia potencial en cinètica5.Transformació d’energia potencial en cinètica..
• Així en la posició de repòs només té energia
potencial,
• durant la caiguda en un punt qualsevol la quantitat
d’energia potencial perduda s’ha transformat en
cinètica,
• al arribar a terra tota l’energia s’ha transformat en
cinètica.
• http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/cupula/cu
(Exemple llibre pag. 16)
Durant la caiguda d’un cos es produeix una transformació de la
energia potencial en energia cinètica.

14. 6. Energia tèrmica o interna6. Energia tèrmica o interna
L’energia tèrmica o interna és la que té un cos com a
conseqüència de la suma de l’energia total de les
seves molècules.
La temperatura d’un cos és una manifestació de la
seva energia interna o tèrmica, la qual a la vegada
també és directament proporcional a la seva massa.
L’energia tèrmica o calor sempre es transfereix del
cos més calent al més fred.

15. 7.7. Formes de transferència de l’energiaFormes de transferència de l’energia
tèrmicatèrmica
Conducció és la pròpia dels cossos
sòlids, es dóna per contacte directe
entre cossos de temperatures
diferents.
Convecció és la forma de propagació
pròpia dels fluids. Quan un fluid
s’escalfa disminueix la seva densitat i
passa a ocupar la part més alta.
Radiació és la propagació en forma
d’ones electromagnètiques, les quals
travessen els medis que els són
transparents.

16. 8.8. Energia químicaEnergia química
• L’energia química és deguda als
canvis d’energia cinètica i potencial que
es produeixen quan les distàncies dels
electrons i els nuclis a les molècules
canvia durant les reaccions químiques.
(els aliments o els combustibles)

17. 9.9. Energia elèctricaEnergia elèctrica
• L’energia elèctrica és l’energia
cinètica i potencial dels electrons en
circular en forma de corrent per un
circuit
E = P · t = V · I · t (KWh)

18. 10.10. Energia nuclearEnergia nuclear
• L’energia nuclear és l’energia que manté
juntes les partícules del nucli d’un àtom.
L’energia que s’allibera com a conseqüència de
la pèrdua de massa ve donada per :
E=m·c2
c= velocitat llum (3·
108
m/s)
Segons Einstein: “la massa es pot considerar
una forma d’energia”.

19. 11.11. Energia radiantEnergia radiant
• L’energia radiant és l’energia potencial dels camps
elèctrics i magnètics que produeixen les ones
electromagnètiques com la llum, les ones de ràdio,
ones ultraviolades, etc.

20. 12.12. Transformacions energètiquesTransformacions energètiques
E. Tèrmica Mecànica, elèctrica, radiant
E. Mecànica Elèctrica, tèrmica
E. Química Tèrmica, elèctrica, Mecànica
E. Elèctrica Mecànica, tèrmica, química,
radiant
E. Radiant Tèrmica, elèctrica
E. Nuclear Tèrmica

21. 13. Rendiment13. Rendiment
• En qualsevol transformació d’energia hi ha una part d’aquesta que es
transfereix en forma de calor no útil, són les anomenades pèrdues.
• Les transformacions energètiques es fan a les màquines, aquestes
consumeixen una energia o treball d’entrada Wc i retornen un treball
útil Wu inferior al primer. La diferència entre el treball consumit i el útil
són les pèrdues Wp.
Wp = Wc - Wu
Màquina Treball útilTreball consumit
El rendiment és la relació entre l’energia o treball
consumit i l’energia o treball útil.
El rendiment sempre és inferior a 1
És freqüent expressar el rendiment en %
El rendiment d’un sistema també es pot expressar en funció
de les potència útil i la potència consumida.
(Exercici pàg. 21)
Wc
Wu
=η
100% •=
Pc
Pu
η

22. 14.14. Fonts d’energiaFonts d’energia
• L’energia existeix a la natura però cal transformat-la per un major
aprofitament.
• Les fonts d’energia són aquells elements d’on podem obtenir energia
com per exemple: L’aigua, el carbó, el petroli, el vent, etc.
• Les energies es poden classificar:
– segons el seu origen en primàries i finals
– segons la seva disponibilitat en renovables i no renovables.
• Energia primària és la que obtenim directe de la natura. Són
energies primàries el sol, el vent, el petroli, el carbó, etc.
• Energies finals són les obtingudes per transformació de les
energies primàries. Són energies secundaries l’electricitat o la
gasolina.

23. Energies renovables i no renovablesEnergies renovables i no renovables
Fonts
d’energia
Renovables
Reserves
il·limitades
Solar
Eòlica
Hidràulica
Geotèrmica
Biomassa
Residus sòlids urbans
Energia mareomotriu
Energia de les ones
No
renovables
Reserves
limitades
Carbó
Petroli
Gas natural
Energia nuclear

24. 15. Els combustibles15. Els combustibles
• Els combustibles són substàncies que al combinar-se
amb l’oxigen donen lloc a una reacció de combustió
en la que es produeix calor (energia tèrmica).
• Els combustibles més utilitzats actualment són els
combustibles fòssils:
– Carbó
– Petroli (benzines, querosè, gasoil i fuel)
– Gas natural o GLP (gasos liquats del petroli)

25. Poder caloríficPoder calorífic
• El poder calorífic és l’energia que es desprèn de la
combustió d’una
unitat de massa o volum d’un combustible.Indica capacitat
de donar E.
• El poder calorífic: MJ/kg o Kcal/Kg 1 J= 0,24 cal
• En els gasos s’expressa en MJ/m3
o Kcal/m3
(CN)
• En els gasos el seu poder calorífic es veu afectat per la
temperatura i la pressió. Per aquest motiu s’utilitza el Pc en
(CN) condicions normals: 1 atmosfera i 0ºC.
)(º
)(
273
273
)(
C
Pa
T
pCNPcPc
+
••= 0ºC = 273 ºK, 1ºC=273+1K

26. • Quantitat d’energia tèrmica en combustibles gasosos:Quantitat d’energia tèrmica en combustibles gasosos:
QoE=Pc·V Q=quantitat d’energia tèrmica (cal).
Pc= Poder calorífic (cal/m3
).
V= volum (m3
)
• Quantitat d’energia tèrmica en combustibles sòlids:Quantitat d’energia tèrmica en combustibles sòlids:
QoE=Pc·m Q=quantitat d’energia tèrmica (cal).
Pc= Poder calorífic (cal/m3
).
m= massa (kg)
1 TEC=tona equivalent de carbó= 2.93·1010
J
1 TEP=tona equivalent de pretroli=4,18”1010
J

27. 15.1. El carbó15.1. El carbó
• El carbó és un sòlid de color negre d’origen vegetal
format per la fossilització lenta de matèria orgànica en
absència d’oxigen i a altes pressions i temperatures
durant milions d’anys.
• Està format essencialment per carboni, hidrogen,
nitrogen i en menys quantitat per sílex, òxids de ferro
sofre …
• Va ser el primer combustible fòssil utilitzat durant la
revolució industrial.
• Els costos d’extracció són competitius i reserves molt
altes respecte el petroli.

28. Tipus de carbó mineralTipus de carbó mineral
Tipus de carbó Riquesa característiques Poder calorífic
Torba Baixa 60% C Ús domèstic < 16 MJ/kg
Lignit Baixa 65%-75% Només és útil quan és fàcil
d’extreure
14-17 MJ/kg
Hulla Alta 75% - 90% Obtenció del coc (ind.
Siderúrgica)
29 MJ/kg
Antracita Molt alta 90%-95% Bona combustió i difícil
d’extreure
21-33 MJ/kg

29. Producció i reserves de carbóProducció i reserves de carbó
• El carbó suposa el 25% de la demanda energètica
mundial (segona font d’energia després del petroli).
• Països exportadors:
• Reserves per més de dos segles.

30. Obtenció del carbóObtenció del carbó
El carbó es troba en forma d’estrats o vetes de fins a 30 m d’alçada. Hi
han dos tipus d’extracció:
• Explotació a cel obert:
– Es retira el material fins a deixar al descobert el mineral de carbó.
– S’utilitza maquinària especial i explosius. (forta inversió en
maquinària).
– Pocs operaris
– Es obligat un cop acabada l’explotació, reomplir el terreny i
replantar la vegetació. Inconvenient: impacte paisatgístic.
• Explotació subterrània és el mètode tradicional:
– s’excava un pou fins arribar a la veta, un cop trobada s’obren
galeries.
– Us de maquinària especial i personal especialitzat.
– transport del mineral amb vagonetes o cintes transportadores.
– Grans mesures de seguretat, els riscos principals són el gas grisú i
la silicosi.

31. AplicacionsAplicacions
• Combustible d’ús general a les centrals tèrmiques
• Destil·lació seca (T 500-1000ºC sense aire):
– Coc combustible en la indústria siderúrgica.
– Gas ciutat
– Productes químics: quitrà, amoníac, plàstics, fertilitzants,
explosius, medicaments, perfums…
• Gasificació (elevades pressions + vapor d’aigua):
– Gas de síntesi com a combustible
– Gas natural síntètic a partir de la metanització del gas de
síntesi.
– Hidrocarburs: la hidrogenització del gas a altes pressions
dóna lloc a hidrocarburs d’on s’obtenen combustibles
líquids i gasosos similars als derivats del petroli (metanol i
amoniac).

32. AVANTATGESAVANTATGES
• En la seva combustió s’allibera energia
de forma molt regular.
• Les zones d’utilització de carbó estan
properes als jaciments i fa que les
despeses en transport siguin menors.
• Dóna una quantitat d’energia
considerable d’una forma senzilla.

33. INCONVENIENTSINCONVENIENTS
• Perill en el procés d’extracció.
• Energia no renovable que s’esgotarà.
• El procés de combustió origina greus alteracions
mediambientals:
– Influència sobre el sòl: s’altera la capa superior del sòl
degut al procés d’extracció i degut a la pluja àcida que
provoca el consum de carbó.
– Influència sobre l’aigua: l’aigua de les centrals tèrmiques
es torna als rius amb T molt elevades que fa que la
quantitat d’oxigen disminueixi i impossibilita la vida animal
i vegetal de l’ecosistema. El rentat del carbó que es fa a
l’exterior de les mines contamina els rios i els mars.

34. – Influència sobre l’atmosfera: s’allibera diòxid de
carboni, òxid de sofre, òxid de nitrogen,
hidrocarburs i partícules sòlides.
• Efecte hivernacle: la T de l’atmosfera augmenta
de forma proporcional a l’augment de CO2.
• Pluja àcida: els òxides de nitrogen i sofre
procedents de les impureses del carbó
reaccionen amb l’aigua de la pluja formant àcid
nítrics i sulfúric que afecten negativament sobre
la vegetació, la vida dels rius i del sòl i sobre el
patrimoni arquitectòcnic.
INCONVENIENTSINCONVENIENTS

35. 15.15.2. EL PETROLI2. EL PETROLI
El cru de petroli
• El petroli en cru és un líquid oliós de color fosc, densitat inferior a
l’aigua, viscositat variable i olor desagradable.
• Està constituït per una barreja d’hidrocarburs.
• La composició i proporcions dels seus components varia segons el
jaciment.
• En brut no té aplicació directe.
• Té molta influència en l’economia mundial.

36. Origen del petroliOrigen del petroli
• La teoria més generalitzada diu que la formació del petroli va
començar fa uns 600 milions d’anys degut a l’acumulació de
microorganismes que formaven el plàncton marí.
• Aquests microorganismes al descompondres sota unes
pressions i temperatures determinades van originar el
diferents hidrocarburs que constitueixen el petroli.
Degut al seu estat líquid, va
anar filtrant-se fins trobar
estrats impermeables formant
les bosses de petroli. Trampes
petrolífiques fins 15.000 m.

37. Prospecció pretrolífica
• La localització es complicada i costosa. Estudi geològic
del terreny amb mètodes magnètics. S’inicia en zones
de roques sedimentaries, es fan estudis de les estructures
tectòniques i estrats per localitzar les trampes de petroli
finalment es fan perforacions de comprovació. Torres
de perforació o Plataformes marines.
• Si es troba petroli es fan altres perforacions per
comprovar la dimensió de la bossa i la qualitat del cru.
• Si aquest es correcte es procedeix a l’extracció.

38. Extracció i transportExtracció i transport
• Al jaciment el petroli està a pressió entre una capa de gas
natural i una d’aigua salada.
• Tipus d’extracció:
– Natural quan la bossa està a pressió el petroli surt sol.
(primera fase de l’extracció) 25% del contingut de la
bossa.
– Artificial, per bombeig o per injecció d’aigua 40% del
contingut.
• Un cop a la superfície es separa el gas i l’aigua del petroli,
que és transportat a les refineries mitjançant oleoductes i
vaixells cisterna (petroliers).

39. Refinament del petroliRefinament del petroli
• El refinat del cru es du a terme a les refineries que són
instal·lacions de grans dimensions on per mitja de l’aplicació
de processos químics, el petroli cru es transforma en
matèries primeres de consum directe o destinat a posteriors
transformacions.
• Els processos de refinat són:
Cracking: És la descomposició dels hidrocarburs més pesants (olis i fuels) per obtenir-ne de
lleugers com les benzines.
Polimerització: Procés invers al cracking els hidrocarburs lleugers com el butà o el propà es
converteixen en benzines o gasoils. El cracking i la polimerització permeten obtenir els
productes de més demanda partint dels que en tenen menys.

40. Referming: S’utilitza per millorar les característiques de les
benzines, es fa a altes temperatures i en presència d’un
catalitzador com el platí.
Destil·lació fraccionada: el cru s’escalfa fins a 400ºC i els gasos
obtinguts es fan passar per la torre de fraccionament. A mesura
que el gas ascendeix per la torre i es refreda, es condensen els
diferents productes.

41. Productes del petroliProductes del petroli
La destil·lació fraccionada del petroli dóna lloc als següents productes:
• Gas butà i propà gasos liquats del petroli GLP, combustible industrial i domèstic.
• Èter del petroli dissolvent industrial.
• Gasolina combustible motors d’explosió.
• Querosè combustible d’aviació.
• Gasoil combustible de calefacció i motors dièsel.
• Olis lubricants
• Ceres de parafines, espelmes llumins, lubricants
• Fuel combustible per centrals tèrmiques.
• Asfalt paviments i revestiments antihumitat.

42. Productes derivats del petroliProductes derivats del petroli
• La indústria petroquímica obté els següents productes derivats
del petroli:
– Plàstics, Cautxú sintètic, Fibres sintètiques
– Detergents, Dissolvents i pintures.
– Insecticides, explosius i productes farmacèutics.

43. Producció i reserves de petroliProducció i reserves de petroli
• És l’energia primària més important constitueix un 40% del
consum mundial. Reserves 40 anys.
• OPEP (Organització de Països Exportadors de Petroli) creada a
1960 per regular la forta caiguda dels preus del cru i evitar que fos
controlat per les grans multinacionals.

44. vídeosvídeos
• YouTube - Petroleo (origen, exploración)
• YouTube - Petroleo (perforación, producción)
• YouTube - Petroleo (transporte, refinación)
• YouTube - refinación del petróleo
• YouTube - ¿COMO SE EXTRAE EL
PETROLEO?

45. 15.15.3.3. Gas naturalGas natural
• Està format en un 70% de metà la resta són: età, propà, butà, etc.
• Té un poder calorífic d’entre 7.000 i 12.000 kcal/m3
.
• Es troba en bosses sol o associat al petroli.
• Origen, extracció i transport
– Similar al petroli amb quan a origen, localització i extracció.
– Els jaciments s’exploten en un 85% de la seva capacitat, extracció més
fàcil perquè el gas tendeix a pujar cap la superfície a través de perforació.
– D’us recent com a combustible.
– Transport:
• gasoductes transport en estat gasós, entre 36 i 70 atm, fins a les
plantes de distribució.
• vaixells metaners transport en estat líquid, gas natural liquat (GNL)
a baixa temperatura amb una important reducció de volum 1/600 i de
cost, per mantenir aquest estat líquid a pressió atmosfèrica s’ha de
baixar la T fins a -163 ºC.
– distribució per mitja de canonades a diferents pressions.

46. Avantatges i aplicacionsAvantatges i aplicacions
• Avantatges:
– Gran poder calorífic.
– Poc contaminant només desprèn CO2 i vapor
d’aigua.
• Aplicacions:
– Indústria, comerç i habitatge com a combustible
gràcies a desplegament de la xarxa de distribució.
– Centrals tèrmiques mixtes com alternativa al fuel
i al carbó
– Instal·lacions de cogeneració producció
simultània de electricitat i calor útil (aigua calenta i
calefacció) instal·lacions de gran rendiment.
– Indústria petroquímica com a matèria primera.

47. Producció i reserves gas naturalProducció i reserves gas natural
• La demanda de gas natural està creixent
ràpidament. Es preveu que 2015 superarà al
carbó com segona font d’energia primària i
2020 es convertirà en la 1ª font.
• Té un constant augment de les seves
reserves, cada cop es troben nous jaciments.

48. Gràfic producció mundial gas naturalGràfic producció mundial gas natural

49. Gràfic reserves mundial gasGràfic reserves mundial gas

50. Gràfic consum mundial gasGràfic consum mundial gas

51. Gràfic de consum gasGràfic de consum gas

52. Altres combustibles gasososAltres combustibles gasosos
• Gas d’hulla: s’obté per destil·lació seca
i també es deia gas ciutat. 4200 kcal/m3
• Gasos liquats del petroli (GLP):
s’obtenen de la destil·lació fraccionada i
són el propà 24000Kcal/m3
bombones i
el butà 28500Kcal/m3
bombones.
• Gas de síntesi: s’obté per gasificació
del carbó.
• Acetilè: utilitzat per la soldadura
oxiacetilènica.

53. 1616.. L’energia nuclear o atòmicaL’energia nuclear o atòmica
16. 1. Radioactivitat natural:
• La radioactivitat és un fenomen físic natural que
presenten certs elements amb nuclis atòmics
inestables, aquestes substàncies radioactives
inestables perden energia emetent radiacions en
forma de partícules o ones electromagnètiques per
tal d'assolir uns nuclis atòmics més estables. El
terme radioactivitat va ser inventat per Marie
Curie cap el 1898.
• Les radiacions produïdes durant el procés de
desintegració dels nuclis són capaces de penetrar en
cossos opacs, ionitzar l'aire, impressionar plaques
fotogràfiques i excitar la fluorescència de certes
substàncies

54. Radiació α: són nuclis d'Heli (dos protons i dos
neutrons). Poc penetrant. Velocitat 107
m/s
Radiació β: electrons, més penetrant (per
absorbir-la es necessita una làmina de metall
prima) i velocitat propera a la llum.
Radiació γ:és una forma de radiació
electromagnètica, la més energètica de l'espectre
electromagnètic i la que té freqüència més alta.
Molt penetrant ja que atravessa capes de plom
gruixudes i té la velocitat de la llum.
Tipus de radiacions ionitzants:

55. Representació radiacions ionizantsRepresentació radiacions ionizants

56. 16.16. 2. Radioactivitat artificial:2. Radioactivitat artificial:
• En les reaccions nuclears provocades la massa dels
reactius inicial és més gran que després de la reacció
nuclear perquè la pèrdua de massa és convertida en
energia segons la fòrmula d’Einstein:
E = m c2
• Quan un nucli atòmic es trenca o canvia, s’allibera una
gran quantitat d’energia, ja que les forces de cohesió
entre els neutrons i els protons dins del nucli són molt
grans.
• Un gram d’urani genera l’energia equivalent a 2,7 Tm
de carbó o 1,9 Tm de petroli.

57. Reaccions nuclears d’interès energèticReaccions nuclears d’interès energètic
• Fissió:
• És la ruptura del nucli d’un àtom amb l’impacte d’un neutró i
l’obtenció de dos nuclis més lleugers.
• En aquests processos s’alliberen dos o més neutrons que
poden generar més fissions en interactuar amb nous nuclis
produint-se un efecte multiplicador o reacció en cadena.

58. • Fusió o reaccions termonuclears:
• S’uneixen nuclis d’elements lleugers per formar nuclis més
pesants, amb una massa lleugerament inferior a la suma de les
masses dels nuclis inicials.
• És necessiten temperatures elevadíssimes (100·106
ºC)perquè
els nuclis que s’han d’ajuntar tenen càrrega elèctrica positiva i
es repel·len quan s’acosten i aquestes repulsions només es
poden vèncer si les partícules tenen una energia cinètica molt
gran.
• Són les reaccions que es produeixen en el Sol i les estrelles.
• Avantatges: S’allibera més energia que en el procés de fissió.
Combustibles barats, abundants i no
reactius, no hi ha riscos per la salut.

59. FISSIÓ
• Reserves de combustible
limitades.
• Procés d’enriquiment
d’urani car i complicat.
• Problema
d’emmagatzematge dels
residus radioactius.
• Problema de la
contaminació nuclear.
• Perill per la salut.
• Reaccions fàcilment
controlables.
FUSIÓ
• Combustible abundant,
barat i no radiactiu.
• Energia neta, no produeix
isòtops radiactius.
• No hi ha risc per la salut.
• No es produeixen
reaccions en cadena, ni
gasos nocius, ni residus
de llarga activitat.
• Reaccions difícils de
controlar perquè es
necessiten T de milions
de graus.
• S’allibera més quantitat
d’energia que en la fissió.

60. Combustibles nuclearsCombustibles nuclears
• Els combustibles nuclears són elements químics que en unes
determinades condicions poden produir reaccions nuclears de
fissió fàcilment controlables en un reactor nuclear i són
energèticament rendibles.
• Els combustibles fissionables són: l’urani 235, el plutoni 239 i
l’urani 233.
• L’urani natural conté
el 0,72% d’U235
• L’urani enriquit conté entre
un 3 i un 4% de isòtops d’U235
Espanya és el 2º país europeu
després de França com productor,
17% energia elèctrica.

61. Combustibles nuclearsCombustibles nuclears
Reaccions de fissió
• Urani235
enriquit (3 o 4%).
• Urani233
i Plutoni239
s’obtenen a
partir de l’U238
per absorció 1
neutró.
• Alguns reactors utilitzen urani
natural (99,3% U238
+0,7%
U235
+U234
).
• Localització fàcil de l’U i
explotació cel obert i s’extreu
amb facilitat.
• Procés d’enriquiment complexe.
• Aplicacions: centrals nuclears i
bombes atòmiques.
Reaccions de fussió
• Isòtops de l’H: deuteri i el triti.
• Deuteri no és radiactiu i es troba a
la natura. (1p+1n).
• Triti és radiactiu i no es troba a la
natura però és fàcil d’obtenir del liti.
(1p+2n).
• Aplicació: obtenció d’energia en els
reactors de fussió encara en fase
experimental (reactor amb bobines
magnètiques gegants i plasma,
làser...).

62. Pag. web energia nuclearPag. web energia nuclear
• La Energía Nuclear
• Resultados de la Búsqueda de
imágenes de Google de
http://www.unizar.es/actividades_fq/resi
duos_radiactivos/img/residuos07.jpg

63. Residus radioactiusResidus radioactius
• Residus gasosos: com l’aire de la ventilació de les centrals
nuclears se sotmeten a un procés de filtratge i rentenció fins
que l’activitat ha disminuït en grau suficient que en permeti
l’evacuació a l’atmosfera. Constitueixen amb els líquids un 90%
• Els residus líquids (procedents de les centrals): són filtrats i
se n’obtenen fangs i una part líquida. Els fangs reben el mateix
tractament que els residus sòlids. Las part líquida és depurada i
es torna a reincorporar al procés.
• Els residus sòlids de baixa i mitjana activitat: (produïts a les
centrals, indústries,hospitals: guants...), juntament amb els
fangs obtinguts en la filtració dels residus líquids, són barrejats
amb una massa de formigó i tancats hermèticament en bidons
d’acer de doble paret i dipositats en els cementiris nuclears.
• Els residus sòlids d’alta activitat: són elements altament
radioactius produïts per la fissió. Es troben dintre de les barres
de combustible i només surten del reactor que s’extreu el
combustible gastat. Es dipositen durant uns mesos en una
piscina de formigó, a la mateixa central. Al cap d’un temps són
enviats cap a plantes de reelaboració en bidons d’acer i plom.

64. RESIDUS RADIOACTIUSRESIDUS RADIOACTIUS
Residus gasosos Filtratge Evacuació
(aire de ventilació centrals) Retenció Atmosfera
Fangs Tractats com residus sòlids
de baixa activitat
Residus líquids Filtratge
Part líquida Depuració
Reincorporació al procés
de la central
• Els residus líquids i gasosos constitueixen el 90% i són de baixa
radioactivitat.

65. RESIDUS RADIOACTIUSRESIDUS RADIOACTIUS
Residus Sòlids de baixa i mitjana barrejats amb formigó
Activitat (central i hospitals: i posats en bidons d’acer
Guants, roba, filtres, reixetes...)
Retenció central
Programa de Vigilància Centre d’emmagatzematge
Radiològica Ambiental “El Cabril” (Còrdova)
Residus Sòlids de alta Piscina de formigó contenidors parets
Activitat (barres de comble) central d’acer
Calcinació, pols barreja vidre fos Plantes de reelaboració
Es fica recipient d’acer i per recuperar el combustible
S’emmagatzema en AGP no fissionat

66. RECICLATGE DEL COMBUSTIBLERECICLATGE DEL COMBUSTIBLE
NUCLEARNUCLEAR

67. CICLE DEL MATERIAL RADIACTIUCICLE DEL MATERIAL RADIACTIU

68. AVANTATGES I INCONVENIENTSAVANTATGES I INCONVENIENTS
• Energia neta, menys contaminant que els
combustibles fòssils: no participa en la
producció de la pluja àcida ni en l’efecte
hivernacle.
• Dóna més quantitat d’energia.
• Problemàtica de la gestió dels residus
radioactius i emissions radioactives.
• Les centrals que treballen correctament
tenen una probabilitat molt petita de risc
d’escapament de radiació i d’accident.
• Energia molt útil però perillosa.

69. 17. Importància dels recursos17. Importància dels recursos
energèticsenergètics
• El món actual depèn dels combustibles fòssils.
• El gas natural, el carbó i el petroli representen el 90% de la producció energètica
mundial.
• El consum energètic d’un país està
relacionat amb el seu desenvolupament
econòmic.
• Distribució del consum de energia
25 % de població consumeix el 70 %
de la producció.
• El carbó normalment es consumeix en
el lloc d’obtenció .
• El petroli en molts casos els països
productors exporten el cru a països
que disposen de tecnologia pel refinat.
• El tercer Món que representa ~50% de la població mundial utilitza com a font
d’energia: la fusta, el carbó vegetal i els fems.
0
50
100
150
200
250
reserves (anys)
Reserves segons energètiques consum
actual
Carbó
Petroli
Gas natural
Urani

70. 18. Contaminació ambiental18. Contaminació ambiental
• La utilització dels combustibles fòssils i
nuclears tenen greus afectes sobre el medi
ambient. Aquest afectes es centren sobre
diferents aspectes:
– Efecte hivernacle (CO2)
– Pluja àcida (SO2 , NO2)
– Boires fotoquímiques o Smog
– Forat a la capa

71. Efecte hivernacleEfecte hivernacle (CO(CO22))
• El CO2 i altres gasos (metà) es dipositen en les capes més altes de l’atmosfera creen
una pantalla que deixen passar la radiació visible de l’espectre solar i retenen les
radiacions infraroges (calor) des de la pròpia terra, aquest afecte és similar al d’un
hivernacle, es a dir l’augment de temperatura.
• Les conseqüències del canvi climàtic són:
– la fusió dels casquets polars
– l’augment del nivell dels mars
– la inundació de terres amb la
migració dels habitants.
– la desaparició d’espècies animals i
vegetals.
• Segons l’Institut Nacional de
Metereologia entre l’any 1970
i 2000 la temperatura mitjana a
Espanya ha incrementat 1,5 ºC.
• Protocol de Kyoto: entre l’any
2008-2012 reducció 5,2% de les
Emissions globals de gasos contaminants

72. Pluja àcida (SOPluja àcida (SO22 , NO, NO22))
• La reacció dels òxids de sofre i nitrogen amb el vapor
d’aigua de l’atmosfera donen lloc als àcids sulfúric i
nítric, que quan precipiten en forma de pluja o altres
fenòmens atmosfèric afecten el grau d’acidesa dels
aqüífers, llacs i boscs, afecten a la vida d’animals i
plantes.

73. Boires fotoquímiques o SmogBoires fotoquímiques o Smog
• Són cúpules d'aire calent carregades de partícules
de fum dels cotxes i de les centrals tèrmiques que
es creen sobre les ciutats degut a la invesió
tèrmica i a la falta de vent. Aquestes boires afecten
a la vegetació, a la vida animal i a la vida humana.
• L’ozó és un dels components de les boires.
• Provoquen més malalties
degut a la pol·lució:
conjuntivitis, asma...

74. Forat a la capa d’ozóForat a la capa d’ozó
• La vida al nostre planeta depèn d'una capa de gas
ozó (O3) que es troba situada entre 20 i 40
quilòmetres d'altura, a l’estratosfera. Cada molècula
d'ozó està formada per tres àtoms d'oxigen, en lloc
dels dos àtoms de l’oxigen. La capa d’ozó absorbeix
les radiacions ultravioletes
que són perilloses (càncer...).
• Les emissions de la combustió
dels combustibles fòssils
juntament amb les emissions de
productes químics amb clor com
CFCs (Clorur-fluor-carbonats).

75. Pàg web esquema energiesPàg web esquema energies
• esquema de les energies.gif
• Resultados de la Búsqueda de
imágenes de Google de http://ies-
escindustrial.xtec.cat/alumnes/energies/
fotos%20web/efecte%20hivernacle.jpg