TEMA 3 RECURSOS E IMPACTOS ASOCIADOS A LA ATMÓSFERA
- RECURSOS ENERGÉTICOS DE LA ATMÓSFERA
- La energía eólica
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Concepto: Los aerogeneradores transforman la
energía cinética del viento en energía eléctrica. La energía eólica mueve una
hélice, la cual, mediante un sistema mecánico, hace girar el rotor de un
generador, que produce energía eléctrica.
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Ventajas e inconvenientes de la energía eólica
Ventajas
o Es
una energía renovable e inagotable
o Reduce
la dependencia de energías contaminantes como carbón y petróleo
o Poco
contaminante únicamente acústica y estética
o Utiliza
tecnología sencilla y barata
o Es
energía autóctona que reduce la dependencia energética de otros países
o Es
competitiva ya que los costes de fabricación y producción son bajos
o Posee
alta eficiencia energética
Inconvenientes
o El
coste inicial de la instalación es elevado
o La
producción es muy variable ya que depende del régimen de vientos, esto hace
complejo ajustar la producción a las necesidades
o Es
preciso un buen estudio de partida para que las instalaciones sean rentables,
no todas las localizaciones son idóneas
o Su
rentabilidad es baja frente a la fuentes de energía convencionales
o Produce
ruido molesto para personas y animales
o Dificulta
las rutas de migración de aves. Algunas mueren al chocar
o Tiene
importante impacto visual en el paisaje
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La energía eólica en España
En España el 81% de la energía primaria que se
consume se importa y procede de combustibles fósiles.
En el año 2014, la energía
eólica fue la segunda fuente de generación eléctrica en España, tras la energía
nuclear. Nuestro país es el 4º en el mundo en potencia eólica instalada tras
China, EEUU y Alemania
- La energía solar
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Concepto: procesos que permiten transformar la
energía del sol en calor y electricidad de una manera directa
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Energía solar térmica
o Producción
de calor. La energía solar se recoge por medio de un colector plano, que es una
caja negra con un tubo en cuyo interior hay un fluido que se calienta a
temperaturas inferiores a 70oC.
Se emplea en instalaciones
domésticas, hospitales, hoteles, piscinas y para calentar el interior de
edificios.
o Producción
de electricidad. Un campo de espejos que siguen el movimiento solar denominados
heliostatos, captan la radiación del sol. Los espejos reflejan y concentran la
luz solar en el foco, estructura formad por tubos metálicos o cerámicos que
alcanzan temperaturas de hasta 1500oC. Un fluido recoge el calor,
evapora agua y el vapor mueve una turbina que produce electricidad
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Energía solar fotovoltaica
Transforma directamente la
radiación solar en energía eléctrica, mediante determinados materiales
semiconductores que al recibir radiación solar, emiten electrones, con lo que
generan una corriente eléctrica. La energía se obtiene a través de paneles o
módulos fotovoltaicos, formados por unidades más pequeñas, las células
fotovoltaicas
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Ventajas e inconvenientes de la energía solar
Ventajas
o Es
una energía renovable
o Reduce
la dependencia del carbón y del petróleo
o No
contamina. Los paneles solares son reciclables en gran medida
o La
tecnología necesaria es sencilla y barata
o Es
energía autóctona por lo que reduce la dependencia de otros países
o Posee
múltiples formas de aplicación; agua caliente sanitaria, calefacción,
producción de electricidad, etc.
Inconvenientes
o El
coste de producción de electricidad es más elevado que el de las fuentes de
energía tradicionales
o La
producción es irregular y dispersa, es difícil almacenar la energía excedente
o La
rentabilidad de las pequeñas instalaciones es baja
o Es
necesario un buen estudio de partida para que las instalaciones sean rentables,
ya que no todas las localizaciones son idóneas
o La
inversión inicial es costosa y la amortización larga
o Son
necesarias grandes superficies para las instalaciones
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La energía solar en España
Al igual que la eólica se
ha incrementado notablemente durante la primera década del siglo XXI, sobre
todo por las subvenciones y ayudas a la investigación y producción. Debido a la
crisis económica se ha estancado su crecimiento desde 2012.
- IMPACTOS ASOCIADOS A LA ATMÓSFERA. LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
La contaminación
atmosférica es la emisión a la
atmósfera de materias o formas de energía (contaminantes) que implican
molestias graves, riesgos o daños para la seguridad y la salud de las personas,
el medioambiente o bienes de cualquier naturaleza.
Según el tipo de
contaminantes, se distinguen tres tipos de contaminación.
a. La
contaminación química
Es la emisión al aire de
sustancias o materias que alteran su calidad, de modo que causan perjuicios a
los seres vivos, los ecosistemas, los materiales e, incluso, el clima
·
Contaminantes químicos primarios. Son los que se
emiten directamente a la atmósfera y dan lugar a la llamada contaminación
convencional.
Los más frecuentes son;
las partículas en suspensión (PES), los óxidos de azufre, los óxidos de
nitrógeno, el monóxido de carbono, el dióxido de carbono y los hidrocarburos
·
Contaminantes químicos secundarios. Son
sustancias que se producen por las transformaciones y reacciones químicas y
fotoquímicas que sufren los contaminantes primarios en la atmósfera.
Entre los más frecuentes
se pueden citar el ozono (O3), los ácidos sulfúrico y nítrico, el
trióxido de azufre y los nitratos de peroxiacetilo.
Los efectos de un
contaminante dependen de su naturaleza, pero también de su concentración y el
tiempo de permanencia
b. La
contaminación física
Es la presencia en el aire
de formas de energía que pueden causar daños o molestias a las personas, a sus
bienes o al medioambiente
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Contaminación acústica: ocasionada por ruidos
molestos o dañinos que pueden producir trastornos auditivos, alteración del
sueño y agresividad. El tráfico es una de las principales fuentes de
contaminación acústica.
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Contaminación lumínica: producida por la
emisión, hacia la atmósfera, durante la noche, de luz procedente de fuentes
artificiales. Dificulta las observaciones astronómicas y desorienta a aves e
insectos.
·
Contaminación térmica: aumentos o descensos
locales y puntuales de la temperatura, producidos por centrales térmicas,
nucleares y calefacciones. En los ecosistemas produce pérdida de biodiversidad
e invasiones de especies alóctonas.
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Contaminación por radiaciones ionizantes: se
debe a la presencia de radiaciones (rayos x, rayos gamma, y radiaciones α y β) al producir energía nuclear y sus
residuos. Puede producir tumores cancerígenos.
c. La
contaminación biológica
La atmósfera es el
vehículo de dispersión de muchos tipos de microorganismos. El transporte se
realiza sobre partículas de polvo, fragmentos de hojas secas o de piel, fibras
de la ropa, gotas de agua o gotas de saliva.
El número de microorganismos
varía con la altura, es mayor en los 2 primeros metros y disminuye al ascender.
También es mayor en zonas pobladas y en la costa.
- LA DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES
El efecto nocivo de un
contaminante depende, no solo de su naturaleza, sino también del tiempo que
permanece en el aire y, sobre todo de la concentración a la que se encuentre.
La velocidad de dispersión
de los contaminantes es crucial para evaluar su efecto. Depende de múltiples
factores entre los que destacan:
·
Naturaleza del contaminante: los gases se
dispersan más rápidamente que los aerosoles, y estos lo hacen con más facilidad
que las partículas.
·
Precipitaciones: las precipitaciones arrastran
los contaminantes al suelo.
·
Insolación: estimula la reacción entre
contaminantes primarios y aumenta así la concentración de los secundarios.
·
Viento: dispersa los contaminantes con rapidez.
·
Condiciones atmosféricas: la inestabilidad hace
ascender a los contaminantes y los dispersan, mientras que la estabilidad hace
lo contrario. La peor situación es la inversión térmica.
- EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN
a. Efectos
a nivel local
·
Isla de calor
o Los
materiales de construcción de las ciudades (hormigón, asfalto…) absorben calor
solar y se enfrían muy lentamente, generan una isla térmica en la que la
temperatura mínima es varios grados más alta que en zonas abiertas y con
vegetación
o El
aire urbano asciende desde el centro, se enfría y desciende de nuevo cerca del
límite de la ciudad, entrando otra vez por la baja presión creada en el centro
urbano.
o Este
fenómeno, que es la isla de calor, crea una célula convectiva que encierra el
aire contaminado en el perímetro de las zonas urbanas formando la conocida
boina de contaminación.
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Esmog
Es una niebla ocasionada
en zonas urbanas, por la aparición de contaminantes, algunos de los cuales
funcionan como núcleos de condensación del vapor de agua.
o Esmog
clásico. Producido por la combustión de carbón y petróleo que genera
contaminantes como óxidos de azufre y humo.
o Esmog
fotoquímico. La radiación solar transforma contaminantes primarios en
secundarios como ozono, compuestos orgánicos volátiles y PAN
b. Efectos
a nivel regional
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La lluvia ácida
o Tiene
su origen en la revolución industrial, a causa del empleo masivo de carbón como
combustible, desde entonces ha ido en aumento
o Se
llama lluvia ácida a la lluvia que presenta un pH inferior a 5 por la presencia
de contaminantes secundarios disueltos en agua. Se puede presentar en forma
líquida (agua), sólida (nieve) o de niebla
o Los
contaminantes son el ácido sulfúrico y el ácido nítrico cuya fuente principal
son los combustibles fósiles, sobre todo el carbón, el fuel y el gasoil.
o Efectos
de la lluvia ácida: en ríos y lagos un pH inferior a 5 afecta a la reproducción
de peces y anfibios y por debajo de 4 mueren muchos individuos. Debilita a las
plantas atacando a sus hojas. Deteriora y corroe metales y edificaciones
c. Efectos
a nivel global
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Reducción de la capa de ozono
o El
ozono (O3) se origina por reacción entre el oxígeno y la radiación
solar y se acumula en la estratosfera
o El
ozono presenta la propiedad de absorber los rayos ultravioleta más energéticos
produciendo oxígeno molecular (O2)
o Los
compuestos llamados clorofluorocarbonos (CFC) se han utilizado como gases
refrigerantes, como propelentes en aerosoles y en la fabricación de plásticos
o Estos
compuestos son muy estables (permanecen mucho tiempo en la atmósfera) y
aceleran la reacción de destrucción del ozono lo que ha producido el
adelgazamiento de la capa de ozono sobre la Antártida
o Efectos
de la disminución de la capa de ozono. Al aumentar la radiación ultravioleta se
producen consecuencias como: cáncer de piel, cataratas y mala salud;
disminución del fitoplancton y reducción de la velocidad de crecimiento de la
vegetación
·
Incremento del efecto invernadero
o Desde
la revolución industrial, el consumo de carbón como combustible y
posteriormente de petróleo y de gas natural, ha sido masivo con lo que se ha
incrementado la emisión de la cantidad de CO2 y otros gases a la
atmósfera
o En
los últimos doscientos años, y más concretamente en los últimos 50 la
concentración de estos gases de efecto invernadero casi se han duplicado
o Este
aumento de CO2, metano, monóxido de dinitrógeno y vapor de agua ha
elevado la temperatura del planeta. Este fenómeno conocido como calentamiento
global, es la causa del cambio climático
- EL CAMBIO CLIMÁTICO
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La expresión cambio climático hace referencia a
la alteración, significativa y duradera, de los patrones locales o globales del
clima, provocados por la acción humana, especialmente desde la Revolución
Industrial
·
Las consecuencias de este cambio se darán a
nivel global, y en opinión de los expertos, algunos de estos efectos serán:
o La
Tierra se calentará progresivamente y no uniformemente
o El
aumento de la temperatura incrementará la evaporación y las precipitaciones.
Alunas zonas se volverán más húmedas y otras más secas
o Se
registrará un aumento del nivel del mar producido por el deshielo de los polos
y la expansión del agua del océano con la temperatura
o Aumentará
la frecuencia y la intensidad de ciertos fenómenos climáticos extremos, como
huracanes y olas de calor
o Se
ampliará la distribución geográfica de algunas enfermedades infecciosas, como
la malaria y el dengue
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Para luchar contra el cambio climático, hay que
reducir las emisiones a la atmósfera de gases con efecto invernadero, lo que
implica un cambio radical en los modelos productivos en contra de intereses
económicos y políticos
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El 11 de diciembre de 1997, en Kioto (Japón), se
acordó el Protocolo de Kioto sobre el cambio climático. Su objetivo es reducir
las emisiones de los seis gases de efecto invernadero que son responsables del
calentamiento global. Algunos países, entre los que se encuentran los más
contaminantes, no firmaron el acuerdo y otros muchos, que si lo hicieron, lo
incumplen
·
En la Cumbre del Clima celebrada en París en diciembre
de 2015, se adoptó el primer acuerdo global para luchar contra el cambio
climático. Los países firmantes se comprometieron a disminuir la emisión de
gases de efecto invernadero y se planteó como meta que al final del siglo el
incremento de temperatura sea menos de 2 grados respecto a la temperatura
preindustrial
- DETECCIÓN, PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN
- Detección
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La legislación de todos los países establece una
serie de niveles máximos admisibles para cada uno de los contaminantes atmosféricos.
Con estos parámetros es posible definir el concepto de calidad del aire,
entendiendo que un aire limpio es el que más se aleje de estos valores máximos
·
Es responsabilidad de la administración la
vigilancia constante de la calidad del aire y para ello existen redes de
detección que aportan datos que permiten alertar a la población, cuando algunos
contaminantes alcancen niveles de riesgo. Las mediciones se realizan en estaciones
de control de la calidad del aire
- Prevención y control de
la contaminación
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La principal medida consiste en sustituir poco a
poco los combustibles fósiles por energías limpias, pero el uso de estas
energías implica una serie de problemas, como que son menos rentables o que
todas las infraestructuras que se utilizan ahora están orientadas al empleo de
combustibles fósiles, por ejemplo la red de distribución de combustible no está
preparada para los coches eléctricos
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Otras medidas de carácter social o legislativo
son:
o Concienciación
de la ciudadanía, para lograr un uso racional y eficiente de la energía
o Imposición
de medidas de control y sanción adecuadas y realistas frente a las actividades
contaminantes
o Evitar
la circulación incontrolada de residuos, sobre todo, los más contaminantes como
los radiactivos
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