martes, 31 de mayo de 2016

¡Energia Y Deasarrollo Sustentable!

Energía Y Desarrollo Sustentable
1. Impacto medioambiental de la energía.
Las sociedades humanas generan un importante impacto en el medio ambiente, como resultado de sus actividades. La agricultura, la ganadería y la pesca, la minería, la industria o los servicios son los responsables de lo que la mayoría de las veces se traduce en un grave deterioro.
En este sentido cabe señalar que la producción y el consumo de energía generan efectos que se manifiestan en forma de calentamiento global, contaminación atmosférica, lluvia ácida, contaminación radiactiva o vertidos de hidrocarburos, entre otros, dando lugar a graves afecciones medioambientales.
Para evaluar el impacto de las actividades relacionadas con la energía debemos tener en cuenta su ciclo completo y no sólo sus etapas finales. De este modo, no se debe centrar la atención únicamente en el ámbito puramente inmediato de los procesos de producción y consumo, sino que se deben estudiar también las actividades extractivas que determinadas fuentes energéticas requieren, el impacto del transporte previo a su utilización, así como los procesos de tratamiento a que deben someterse antes de ser utilizadas. Igualmente hay que estudiar no sólo los focos de emisión de contaminantes a la atmósfera, hidrosfera y suelos sino que hay que seguirlos hasta su destino final en los ecosistemas, llegando finalmente hasta el hombre. Todo ello considerando que sus efectos son susceptibles de extenderse en el tiempo y el espacio.
1.1. La contaminación y sus efectos.
Como subproducto de las actividades de producción de energía se generan contaminantes que afectan a la atmósfera, la hidrosfera, el suelo y los seres vivos. Estas emisiones contaminantes tienen una doble naturaleza. Por un lado existe una contaminación inherente a la operación normal de los sistemas de producción y por otro una contaminación producida, en situaciones catastróficas de carácter accidental. Ambas deben ser valoradas y reducidas hasta niveles asumibles en términos medioambientales y socioeconómicos.
En esencia, se trata de implementar tecnologías que permitan reducir la contaminación en origen, estudiar su impacto sobre el medio y la capacidad de éste para diluir, transferir y asimilar esta contaminación, determinando los límites por encima de los cuales los efectos pueden llegar a hacerse irreversibles. Al tiempo se intenta diseñar estrategias que permitan la recuperación del medio ambiente de los daños causados.
1.1.2. En la atmósfera.
La atmósfera está compuesta por una mezcla de gases: nitrógeno (78%), oxígeno (21%), dióxido de carbono (0,04%) y otros gases inertes, en pequeñas proporciones, como el helio, neón, argón, xenón y kriptón. También existen cantidades de metano (CH4) y otras variables de vapor de agua. Se cree que la atmósfera es el resultado de procesos químicos y fotoquímicos realizados a distintas velocidades de escape del campo gravitacional terrestre. Si se estudia la composición de la atmósfera en relación con las de otros planetas, resulta especialmente anómalo el hecho de que la atmósfera esté tan oxidada y su bajo contenido en hidrógeno. Lo primero se explica, según algunas teorías, por el efecto de la fotosíntesis de los vegetales y según otras por la foto disociación de las moléculas de agua.
La atmósfera se divide en capas esféricas a partir de la distribución vertical de la temperatura, con sus cimas marcadas por pausas:
  • Troposfera.
  • Estratosfera.
  • Mesosfera.
  • Termosfera.
La troposfera es la más cercana a la Tierra y donde ocurren los fenómenos importantes desde el punto de vista meteorológico: vientos, anticiclones, depresiones, frentes, huracanes, nubes de lluvia, etc.; en su parte inferior conocida como capa límite y que no suele sobrepasar los 2-3 km se producen principalmente los procesos relacionados con la contaminación atmosférica. La estratosfera que se extiende desde los 10 hasta los 50 km es generalmente muy estable. La mesosfera se extiende hasta los 80 km aproximadamente. Por último la termosfera llega al límite externo de la atmósfera y recibe directamente la energía de la radiación solar y en ella tienen lugar fenómenos como la aurora.
Los agentes contaminantes presentes en la atmósfera pueden ser de origen tanto natural como artificial. Entre los primeros cabe destacar los producidos por las emisiones de polvo y gases de los volcanes, los incendios forestales naturales, o las partículas salinas dispersas por las tormentas. Aunque en ocasiones la contaminación natural ha revestido gran importancia, baste recordar los efectos del volcán Pina tubo en Filipinas, lo cierto es que la forma de contaminación que más efecto tiene en la atmósfera es la de origen humano o antropogénico.
La gran importancia que se le da a la contaminación atmosférica y a su control viene dada por una doble causa: por un lado su impacto sobre el clima, influyendo en el efecto invernadero, del que nos ocuparemos después, y por otro por su comportamiento como vehículo que transporta los contaminantes a otros lugares, a veces a grandes distancias y a otros medios como el suelo o el agua. También, con gran frecuencia, es el lugar donde se producen reacciones químicas que generan nuevos contaminantes. La dispersión de los contaminantes emitidos por una determinada fuente, viene condicionada por factores como la velocidad del viento, las turbulencias y los remolinos que éste produce y por las turbulencias térmicas. Otros factores secundarios son la lluvia, la niebla y la radiación solar.
El mayor impacto, y el que más preocupa globalmente, es el causado por la emisión a la atmósfera de los gases producidos en la combustión, de la madera y sobre todo de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas).
Tomemos como ejemplo el carbón. Como resultado de su combustión se generan fundamentalmente:
  • Gases de efecto invernadero: dióxido de carbono (CO2).
  • Monóxido de carbono: CO.
  • Gases precursores de la lluvia ácida: dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOX)
.
  • Vapor de agua.
  • Partículas, incluyendo en ocasiones metales pesados.
  • Compuestos orgánicos.
Del mismo modo, la combustión del petróleo y sus derivados, como la gasolina o el gasóleo, generan unos resultados que se asemejan a los del carbón. En ellos se puede disminuir sensiblemente la proporción de azufre, para reducir la emisión de SO2. En el extremo contrario se encuentran las emisiones de NOX más altas, responsables del smog fotoquímico, tan frecuente en nuestras ciudades. Igualmente es posible reducir el contenido de metales pesados, plomo, presente en las gasolinas utilizadas en el transporte terrestre. Un efecto particular es el causado por las emisiones de la aviación en la estratosfera, que es como hemos dicho especialmente estable, pudiendo verse afectada la capa de ozono por las emisiones de óxidos de nitrógeno.
Las emisiones producidas por la quema de la madera se parecen a las del carbón y aunque su uso ha decaído extraordinariamente en el mundo desarrollado, el consumo de leña sigue teniendo una gran importancia en amplias áreas de África y Asia. En cualquier caso el impacto mayor viene causado por la deforestación que se genera cuando su explotación se hace de forma descontrolada.

Por último el gas natural se presenta, de forma creciente, como una alternativa más limpia, que permite reducir el impacto medioambiental del resto de los combustibles fósiles. En él resulta más fácil la reducción en su producción de la cantidad de azufre y partículas, al tiempo que en la combustión genera CO2 y NOX en cantidades mucho menores por unidad de energía útil producida.
La atmósfera, por sí misma, tiende a eliminar los contaminantes de varias formas:
  • Lavado.
  • Agregación.
  • Sedimentación por gravedad.
  • Turbulencia.
En el primer caso las gotas de lluvia acarrean los contaminantes al pasar entre ellos. En la agregación, se unen a las gotas que forman las nubes y se precipitan luego con ellos. La sedimentación por gravedad se da en el caso de partículas grandes (>20 micras) o de otras pequeñas que se agregan por diferentes razones formando partículas grandes que se sedimentan. También se produce la bioasimilación de ciertos compuestos por parte de los seres vivos.
La diferencia entre el ritmo de depuración natural y el de producción de los contaminantes es la causa de que los contaminantes aumenten a escala global. Tal es el caso paradigmático del CO2, cuya concentración ha aumentado sensiblemente en los últimos 200 años como efecto de la actividad industrial. También existen excepciones a esta eliminación de los contaminantes, especialmente en el caso de compuestos poco reactivos, cuyo tiempo de permanencia en la atmósfera puede ser muy largo.
1.1.2.1. Contaminantes secundarios: la lluvia ácida y el smog foto-químico.
Además de los contaminantes que podemos denominar primarios, se producen reacciones químicas en la atmósfera que generan nuevos agentes, contaminantes secundarios, que inciden muy negativamente en el medio ambiente originando problemas como la lluvia ácida y el smog foto-químico.
Lluvia ácida es el término que se emplea para denominar a cualquier forma de precipitación (agua, nieve, granizo o niebla) que tiene una acidez superior a un nivel determinado. El nivel de acidez, PH, a partir del cual se considera lluvia ácida es de 5,5 o inferior. La acidez normal del agua de lluvia es de 5,6, debido a la disolución del dióxido de carbono atmosférico en el agua. Más ampliamente el fenómeno es conocido como deposición ácida.
Las características propias de los ácidos se deben a la presencia de iones de hidrógeno H+, formados por un átomo de hidrógeno sin su electrón, que liberan cuando se encuentran disueltos en agua. Cuanto mayor es la concentración de iones de hidrógeno mayor es la acidez, y menor el PH, la variable con que se mide.
El análisis de la lluvia ácida pone de manifiesto la presencia de dos ácidos: ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3), en una proporción de dos a uno. Su origen está en la emisión en la atmósfera dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno. Estos óxidos se consideran los precursores de la lluvia ácida: liberados en grandes cantidades en la troposfera pueden transportarse a grandes distancias y originar en regiones distantes de la fuente, el fenómeno de la lluvia ácida. El proceso en esencia es el siguiente: los óxidos de azufre y de nitrógeno reaccionan en la atmósfera con el agua y el oxígeno para producir ácido nítrico y sulfúrico, que se disuelve en las gotas de lluvia o se absorbe en las partículas presentes para terminar precipitándose de esta forma en la tierra.
Las fuentes de estos contaminantes primarios, precursores de la lluvia ácida son de carácter natural (volcanes, incendios forestales y la actividad bacteriana) y antropogénico, producidos por la actividad industrial y muy especialmente por las centrales térmicas donde se queman combustibles fósiles para producir energía. Otra fuente de naturaleza antropogénica muy importante son las emisiones producidas por el transporte por carretera, basado en vehículos propulsados por motores de explosión.
La contaminación de origen humano es con mucho la principal responsable de la lluvia ácida por su mayor volumen y por la elevada concentración de los contaminantes en las áreas industriales y urbanas. Además los niveles de emisión han tendido a crecer con la industrialización.
Los efectos de la lluvia ácida se hacen sentir sobre:
  • Las aguas continentales, produciendo un descenso del PH, factor crítico en la supervivencia de los animales acuáticos, incapaces de sobrevivir en medios tan ácidos.
  • Las masas forestales, especialmente las coníferas, que sufren una defoliación y una mayor vulnerabilidad ante las plagas que las hacen sucumbir finalmente.
  • Las cosechas y los suelos agrícolas.
  • Efectos en las construcciones humanas, sobre todo en ciertos materiales como la piedra caliza.
La lluvia ácida es la responsable de un serio declive de los bosques de Europa Central y de la acidificación y consecuente desaparición de la vida en muchos lagos de Escandinavia. Igualmente ha afectado a extensas áreas de Norteamérica y Japón.
Conscientes del problema, los países industrializados se hallan empeñados en disminuir las emisiones causantes de la lluvia ácida. La mayor parte de la responsabilidad de las emisiones de dióxido de azufre, SO2, reside como ya dijimos, en las centrales térmicas que queman carbón y es en este campo donde se están tomando las iniciativas más importantes:
  • Se trata de incidir sobre la calidad de los combustibles, sustituyendo unos tipos de carbón por otros o empleando otros alternativos como el petróleo o el gas.
  • Se emplean métodos de lavado del carbón, que tienen el inconveniente de producir una gran contaminación en las aguas.
  • Se emplean sistemas de combustión como el denominado de lecho fluido, de arena y caliza, que neutraliza las emisiones.
  • Se instalan torres de lavado de gases (scrubbers), que hacen pasar los gases producto de la combustión a través de un spray de partículas de agua que contienen caliza disuelta y que neutraliza el dióxido de azufre.
  • Se sustituyen por otras centrales (nucleares o renovables) que no consumen combustibles fósiles y no generan este tipo de emisiones.
Por último hemos de tratar un fenómeno típico de las grandes urbes, generado por las emisiones contaminantes del tráfico urbano y los efectos de las radiaciones solares: el smog foto-químico. Las ciudades que gozan de un clima soleado y sufren una elevada densidad de tráfico, como Los Ángeles o Madrid, se ven especialmente afectadas. Se origina a partir de los óxidos de nitrógeno, procedentes fundamentalmente de los tubos de escape, y los hidrocarburos presentes en el aire. Una vez en la atmósfera, reaccionan gracias a la energía de la luz solar, dando lugar al llamado smog fotoquímico. Su componente más dañino es el ozono troposférico O3, que lejos de resultar beneficioso como el estratosférico, que a gran altura nos defiende de las radiaciones ultravioleta, provoca irritaciones en las mucosas, en los ojos y en el sistema respiratorio y daña seriamente a la vegetación. Otro contaminante secundario que también se genera en este tipo de reacciones es el nitrato de peroxiacetilo (PAN).
Entre las soluciones que se barajan, todas tratan de incidir sobre las emisiones originadas por el parque automovilístico, principal responsable del problema:
  • Obligación de instalar convertidores catalíticos en los tubos de escape.
  • Instalación de métodos de control por ordenador del funcionamiento del motor.
  • Desarrollo de mejoras en la mecánica del motor: sistemas mejorados de inyección, convertidores catalíticos mejorados, etc.
  • Utilización alternativa de nuevos tipos de motor: eléctricos, híbridos gasolina-eléctricos, de pila de combustible, hidrógeno, propulsados por gas natural, etc.
1.1.2.2. El calentamiento global: sus causas y efectos.
Todos estamos familiarizados con los invernaderos, edificios con grandes superficies de cristal o plástico que permiten el cultivo de especies vegetales propias de climas cálidos en otros más fríos. El principio en que se basan es el siguiente: el vidrio que forma el techo y las paredes del invernadero permite el paso de la radiación solar, que es absorbida por el aire, los objetos que hay dentro y por la superficie interior del invernadero, siendo emitida a su vez por éstos en forma de radiación infrarroja hacia el exterior que a su vez es bloqueada por el vidrio, de forma que la temperatura en el interior del invernadero aumenta.
El clima de nuestro planeta es un sistema complejo, fruto de la interacción de la atmósfera, la hidrosfera (mares y océanos), la criosfera (casquetes polares), la biosfera y la litosfera, incluyendo los suelos. Por otro lado se sabe que el clima no ha sido algo estático a través del tiempo. Gracias a las evidencias geológicas se conoce la existencia de periodos glaciares que se han ido alternando con otros más cálidos. Entre las causas que se han aducido para justificar esta alternancia se pueden citar cambios cíclicos en las radiaciones solares, variaciones en la trayectoria e inclinación del eje de rotación terrestre, etc. Además existen evidencias de variaciones en la composición de la atmósfera que pudieron influir en la evolución del clima en épocas pasadas.
A un nivel planetario, se estima que un tercio de la radiación solar que incide sobre la Tierra es reflejada al espacio, el resto penetra y es absorbida por el aire, el agua, la tierra y las plantas, convertida en energía térmica y emitida en forma de radiaciones infrarrojas que se devuelven a la atmósfera. Los gases como el dióxido de carbono, CO2, el metano, CH4, el óxido nitroso, N2O, y los CFC juegan un papel análogo al de los cristales del invernadero, permitiendo el paso de las radiaciones solares, pero cerrándoselo a las radiaciones infrarrojas, originando así un calentamiento de la atmósfera terrestre. El vapor de agua H2O es también un gas de efecto invernadero, pero al estar en la atmósfera en proporciones muy variables no se conoce con exactitud su contribución total en el proceso. Los gases antes citados presentes en la troposfera absorben estas radiaciones. A estos efectos sólo es importante la troposfera porque la estratosfera está térmicamente aislada de la parte más baja de la atmósfera y por tanto de la superficie del planeta.
Este efecto, totalmente natural, lejos de ser perjudicial, es el que permite la existencia de la vida en la Tierra al elevar la temperatura, que de otra forma sería del orden de 33º C, más baja. De esta forma los gases de efecto invernadero, que como el CO2, CH4 o el N2O, o el H2O se encuentran de forma natural en la atmósfera se convierten en los reguladores del clima, influyendo según sus concentraciones en éste.
Dentro de este esquema hay que tener en cuenta que el nivel de CO2 que se encuentra presente en la atmósfera de forma natural es producto del equilibrio entre las emisiones naturales y las cantidades de esta gas que se fijan por lo que se conoce como sumideros de CO2: la cubierta vegetal y los océanos. Sin embargo el impacto de la industrialización, en los últimos doscientos años, ha venido a trastocar este equilibrio: el consumo de combustibles fósiles, que libera grandes cantidades de CO2 inmovilizadas en eras geológicas pasadas, es el principal responsable de que las concentraciones de este gas hayan pasado de 280 a 360 ppm. Aproximadamente un incremento del 23%, entre 1870 y 1991.
Adicionalmente el aumento de la población humana en todo el planeta ha supuesto un crecimiento paralelo en las necesidades de tierra cultivable, que ha sido la causa de la la roturación de enormes extensiones de bosque, generalmente por medio del fuego, sobre todo en los trópicos, destruyendo así estos sumideros y aportando cantidades muy significativas de CO2 a la atmósfera. La comunidad científica cree que de no tomarse las medidas adecuadas y continuar creciendo al ritmo actual el consumo de combustibles fósiles y la deforestación, las concentraciones se duplicarán entre 2030 y 2050.
El CO2 es el gas con mayor importancia en la contribución antropogénica, no natural, al calentamiento global. Se estima que es responsable de un 60% del total. Le sigue en importancia el metano, CH4, que supone sobre un 20% y del que se estima que la mitad de sus emisiones son responsabilidad humana (ganado vacuno, arrozales y emisiones de gas natural). Al óxido nitroso, N2O, se le atribuye una responsabilidad del 6% y su origen se atribuye a los abonos nitrogenados. Finalmente los clorofluorocarbonos (CFCs), sustancias totalmente artificiales, son responsables de un 14% del total.
Responsabilidad de los distintos gases en el efecto invernadero.
Responsabilidades de los distintos gases en el efecto invernadero
Estos incrementos en los gases de efecto invernadero son, en opinión ya prácticamente unánime de la comunidad científica, los responsables de la elevación de la temperatura media del planeta experimentada en las últimas décadas. Según el informe de 2001 del IPCC, esta ha aumentado 0,6 ºC en los últimos cien años. Las predicciones del IPCC para el año 2100 estiman que la temperatura global ascenderá entre 1,4 ºC y 5,8 ºC, según los cálculos. Los cinco años más calurosos que se han registrado desde 1860, fecha en que comenzaron a realizarse medidas fiables, han tenido lugar en los últimos 10 años.
Como consecuencia de este aumento global de las temperaturas se está empezando ya a constatar una reducción en la superficie de los glaciares de montaña y una disminución de los casquetes polares (En el Ártico un 10% en extensión y un 40% en grosor), lo que sin duda acelerará el proceso de calentamiento al reducir el efecto albedo producido por estos. Como resultado el nivel del mar podría ascender entre 0,1 y 0,9 metros. Existen otras estimaciones, como las de la NASA, que pronostican que la subida del nivel del mar será de entre 0,4 y 0,65 metros. En cualquier caso estas subidas del nivel del mar pueden ser potencialmente catastróficas al suponer la inmersión de los espacios costeros donde se concentra un elevado porcentaje de la población mundial. También se cree que el calentamiento global no será homogéneo y que será mayor en los polos que en el ecuador, con lo que se modificará la forma en que fluye el calor entre estos y se alterarán los sistemas atmosféricos (borrascas, anticiclones, etc.) lo que podría traducirse en importantes variaciones en el régimen de precipitaciones de diversas áreas con la acentuación de sequías y lluvias torrenciales. Todo ello es de esperar que tendrá un importante impacto, por ahora difícil de estimar en los ecosistemas naturales y en las áreas cultivadas, así como en el aumento de las catástrofes producidas por causas meteorológicas.
Como hemos dicho esta visión es la m? extendida entre la comunidad científica, con una abrumadora diferencia. Todo ello gracias al acúmulo de evidencias presentadas por los climatólogos, aunque existen opiniones, muy pocas, que todavía niegan que exista una relación directa entre el aumento de las emisiones de los gases de efecto invernadero debidas a la actividad industrial y el calentamiento global. Se aduce en contra la complejidad del mecanismo del clima y el desconocimiento de todos los factores implicados como el papel del vapor de agua, así como la existencia de cambios en el clima producidos por causas naturales en periodos geológicos anteriores.
Lo que si esto? fuera de toda duda es la gran complejidad de los factores implicados. Por ejemplo la actividad volcánica parece ser responsable con la emisión de grandes cantidades de cenizas a la atmósfera de la formación de un velo que refleja los rayos del sol. Igualmente las emisiones de origen antropogénico de aerosoles contaminantes provenientes de las fábricas, centrales térmicas, motores de explosión, etc. podrían estar detrás del fenómeno conocido como oscurecimiento global, consistente en una disminución de la cantidad de radiación solar que llega a la superficie terrestre. Algunos científicos lo relacionan con catástrofes como las sequías y hambrunas que se produjeron en el continente africano en los años 80. También se afirma que puede estar enmascarando aumentos mayores del efecto invernadero.
Para terminar hay que decir que los científicos estiman que los mecanismos que se han puesto en marcha al alterar la composición atmosférica por la actividad antropogénica son muy difíciles de detener y aunque se logre estabilizar la proporción de dióxido de carbono en la atmósfera, dada la gran inercia del sistema climático la temperatura del planeta seguirá aumentando y con ella el nivel del mar durante siglos. Lo que s? que ser? posible, sin embargo, ser? influir en esta evolución y hacer que los daños sean menores. Para ello se han tratado de poner en funcionamiento acuerdos internacionales, como el Protocolo de Kioto.
Con el fin de aminorar las emisiones de CO2 de origen intrico se barajan distintas alternativas:
1.1.3. En la hidrosfera.
Aproximadamente el 74% de la superficie del planeta Tierra está cubierto por agua, bien sea que esté en estado líquido o sólido. La hidrosfera está compuesta por: mares y océanos, lagos de agua dulce, mares interiores y lagos salados, ríos, marismas y humedales, aguas subterráneas, glaciares y casquetes polares. Estos últimos constituyen la llamada criosfera.
Los principales efectos contaminantes producidos por la producción de energía en la hidrosfera se derivan de:
  • Los vertidos accidentales o no de hidrocarburos ocurridos durante el transporte en:
    • Desastres marítimos.
    • Averías en oleoductos.
    • Vertidos intencionados por limpieza de tanques, etc.
  • Los efectos de la lluvia ácida sobre las aguas continentales.
  • Los efectos de la minería y otras actividades extractivas.
  • La contaminación térmica en las aguas continentales producida por las centrales productoras de energía (atómicas y térmicas).
  • Los vertidos de residuos nucleares en los océanos.
Los problemas derivados de los vertidos de hidrocarburos, pueden llegar a ser de enorme importancia, afectando a extensas áreas, y alcanzando dimensiones catastróficas. Baste pensar en tragedias como la del Exxon Valdez o más recientemente del Prestige. Sin embargo, desde el punto de vista técnico, también pueden ser controlados con relativa menor complicación, comparados con otros que afectan a la atmósfera, cuyo alcance es sin duda mayor a pesar de todo. En muchos casos las soluciones técnicas existen y se trata de tomar medidas legislativas e impulsar su eficaz cumplimiento para establecer políticas preventivas y correctoras que pueden con una adecuada planificación, disminuir el problema hasta dimensiones controlables o hacerlo prácticamente desaparecer.
1.1.4. En los suelos y la biosfera.
El suelo no es como podría parecer a primera vista un medio inerte, que se limita a ser mero soporte de las actividades de los seres vivos. Constituye un sistema complejo y dinámico integrado por tres componentes: partículas minerales, detritus y organismos que se alimentan de esos detritus. En él se producen procesos biológicos y geoquímicos fundamentales para el mantenimiento de los ciclos de los nutrientes. De este modo el suelo provee a las plantas de nutrientes, actuando también como el medio en el que crecen. En resumen, de su mantenimiento depende el sostenimiento de los ecosistemas terrestres y particularmente de los cultivos humanos.
Con respecto a los agentes contaminantes, se aprecia que su pervivencia en el suelo es más larga que en la atmósfera o la hidrosfera, por lo que con frecuencia son más difíciles de detectar, factor que ha influido en la menor preocupación que la contaminación del suelo ha generado tradicionalmente. Además las diferencias existentes en los diversos tipos de suelo y su cubierta vegetal hacen más difícil cualquier intento de generalización sobre el particular.
Entre los procesos de degradación de los suelos inducidos por las actividades relacionadas con la producción de energía se encuentran:
  • La acidificación.
  • La contaminación por metales pesados y compuestos orgánicos (hidrocarburos).
La primera, consecuencia de la lluvia ácida, de la que hemos tenido tiempo de ocuparnos, depende de dos factores: la carga de contaminantes recibida y de la propia sensibilidad del suelo. Para evaluar el impacto del depósito se ha creado el concepto de carga crítica, umbral por debajo del cual no se registran efectos apreciables. Igualmente es aplicable al segundo tipo de contaminación.
Finalmente existen otros impactos sobre el suelo relacionados con la energía que se derivan de la minería del carbón, especialmente a cielo abierto, que suponen la destrucción total de ecosistemas enteros y graves problemas que no siempre son fáciles de subsanar con medidas correctoras.
Los efectos sobre la biosfera pueden clasificarse del siguiente modo:
  • Sobre la cubierta vegetal.
  • Sobre los animales y especialmente el hombre.
Ambos, animales y plantas, sufren un estrés añadido causado por la contaminación que los hace más vulnerables a otros factores ambientales como enfermedades y parásitos. Lo que provoca que con frecuencia sea difícil aislar los efectos de un contaminante determinado.
Los efectos sobre la vegetación son causados fundamentalmente por la lluvia ácida y el ozono troposférico y pueden tomar dimensiones muy graves en algunos lugares, como ha ocurrido con grandes áreas forestales en Europa Central y Norteamérica. Un caso especial es el de los líquenes, asociación simbiótica de un hongo y un alga, que son extremadamente sensibles a la contaminación atmosférica, lo que les ha valido el jugar un papel de bioindicadores de la salud de la atmósfera de un determinado lugar
La interacción de los contaminantes y los animales, a nivel celular y molecular tienen un especial interés. En lo que toca a los seres humanos son causantes de problemas crónicos y agudos:
  • Enfermedades respiratorias: bronquitis crónica, enfisema, asma, etc.
  • Cáncer, al producirse una interacción entre los contaminantes y el material genético, con el resultado de la producción de mutaciones. Aunque no está claramente establecida, por la gran diversidad de los factores implicados, la relación directa entre cáncer y contaminación atmosférica.
Finalmente hay que hacer notar los efectos corrosivos que los elementos contaminantes tienen sobre los materiales que componen los bienes de los seres humanos: metales, piedra y cemento, pinturas, papel, cerámicas, etc. Los contaminantes más corrosivos son el dióxido de azufre, el ácido sulfúrico, el ozono troposférico y el ácido nítrico. Quizá la manifestación más dramática de este problema sean sus efectos sobre el patrimonio histórico y artístico de la Humanidad, visible en muchos cascos históricos y áreas monumentales del mundo industrializado.
1.1.5. La contaminación radiactiva.
Se pueden cifrar los principales impactos medioambientales de la energía nuclear en los siguientes puntos:
  • Peligro de accidente nuclear.
  • Peligro de utilización bélica.
  • Producción de residuos radiactivos.
  • Contaminación térmica de las aguas.

1.2. Otras formas de impacto ambiental.
Además de todo lo referido hasta ahora existen otros impactos ambientales derivados de la producción energética. Son quizá menos importantes globalmente, pero en muchas ocasiones tienen una gran efecto en el ámbito local.
Ni siquiera las conocidas como energías renovables, verdes o limpias están exentas de ciertos costes ambientales. Entre ellos podemos destacar:
  • Los derivados de la construcción de grandes centrales hidroeléctricas.
  • El impacto sobre el paisaje y la avifauna que pueden crear los parques eólicos.
  • Los problemas de deforestación que el uso incontrolado de la biomasa puede generar.
  • Los problemas causados por los tendidos eléctricos.
  • La invasión de espacios naturales para hacer realizar explotacioness petrolíferas.

Área geográfica /año
1987
1990
1996
1997
Cuota Total %
América del Norte(*)
2.095
2.231
2.471
2.490
29,3
América del Sur 
y Central
253
270
341
357
4,2
Europa
1.738
1.739
1.787
1.782
20,9
Antigua Unión Soviética
1.353
1.397
923
891
10,5
Oriente Medio
226
253
340
352
4,1
África
191
212
249
258
3,1
Asia y Oceanía
1.493
1.746
2.307
2.376
27,9
Total Mundo
7.352
7.850
8.421
8.509
100
Países OCDE
4.202
4.437
4.917
4.950
58,2
Unión Europea (15)
1.266
1.308
1.395
1.389
16,3

http://www2.uned.es/biblioteca/energiarenovable3/images/evolucion_precio_petroleo.gif

miércoles, 25 de mayo de 2016

la fisica de la lavadora

La física de la lavadora 

La lavadora automática es el aparato doméstico más presente en los hogares, junto al refrigerador  (llamado también frigorífico) y el televisor. En general todas las lavadoras, independientemente de su modelo y marca, tienen un funcionamiento similar.









Proceso mecánico
 

El proceso mecánico de lavado consta de varios pasos: prelavado, lavado, aclarados y centrifugado.





Historia

La primera patente fue concedida en Inglaterra en 1691 en la categoría de Washing and Wringing Machines (Máquinas de lavar y escurrir),1 y en Alemania Jacob Christian Schäffer publica su diseño en 1767.2 En 1782, Henry Sidgier obtiene una patente británica para una lavadora con tambor giratorio, y en 1862, Richard Lansdale exhibe su "lavadora giratoriacompacta " patentada en la Exposición Universal de Londres.3






 



 Aunque en los Estados Unidos la primera patente fue para Nathaniel Briggs de Nuevo Hampshire en 1797, debido a un incendio en la Oficina de Patentes en 1836 no queda constancia del tipo de lavadora que había diseñado. En 1843, John E. Turnbull patentó una "Lavadora con Wringer Rolls."4


Una lavadora de fabricación alemana.
Ya en 1904 se estaban anunciando lavadoras eléctricas en los Estados Unidos, 5 y las ventas estadounidenses habían alcanzado las 913.000 unidades en 1928.[cita requerida] En 1940, el 60% de los 25.000.000 hogares con acceso a la luz eléctrica en los Estados Unidos tenía una lavadora eléctrica.[cita requerida] Sin embargo, debido en parte a la Gran Depresión recién desde finales de la década de 1940 a principios de la década de 1950 se convierte en un artículo de masas. En la Europa desarrollada occidental, la extensión de la lavadora se produce, principalmente, después de la Segunda Guerra Mundial y ya a principios de la década de 1960 se convierte en un aparato cotidiano. Importantes firmas industriales europeas comienzan a fabricar ingentes cantidades de lavadoras; otras, incluso convierten a las lavadoras en su principal fuente de prestigio e ingresos (Kelvinator, Zanussi).

La evolución estética y funcional de la lavadora, ha sido muy importante, sobre todo en los últimos años, con la aplicación de la microelectrónica. En el aspecto estético, los electrodomésticos panelables, muy generalizados en la década de 1980, han dado paso a diseños curvos y estilizados, y a múltiples variedades de color.


En 2008, la Universidad de Leeds diseñó una lavadora que solo requiere una taza (aproximadamente 0,5l) de agua para cada lavado. Deja la ropa prácticamente seca y usa menos del 2 por ciento del agua y energía de una lavadora convencional