UNIDAD
01 02 03 04 05
06
07
08 09 10 Nuevas necesidades y nuevos materiales
A medida que, a lo largo de los próximos quince años, se integren cada vez más transis- tores en los chips de silicio, las dimensiones mínimas del chip se contraerán casi hasta la escala molecular. Incluso los más optimistas creen que se necesitarán grandes innovacio- nes para que el transistor de silicio llegue a sus límites operativos: unas longitudes carac- terísticas en torno a los 10 nanómetros (o sea, unos 30 átomos).
P. J. K
UEKES
, G. S. S
NIDER
y R. S
TANLEY
W
ILLIAMS «Nanocomputadores de barras cruzadas» Investigación y Ciencia Enero de 2006
• ¿Sabes qué es un microchip? ¿Para qué se emplea?
• ¿Crees que los microchips serán microscópicos en un futuro? Razónalo.
• ¿Por qué crees que la ciencia da como respuesta la miniaturización tecnológica? Razona tu respuesta.
Sumario Introducción
1. La energía eléctrica 2. Las centrales eléctricas 3. La aparición de nuevas
necesidades energéticas 4. Los biocombustibles 5. Las nuevas fuentes de energía
eléctrica 6. Nuevos materiales. Los polímeros 7. La nanotecnología
I.
El i
h. m
III
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
1
2
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Glosario
álabe:paleta curva de una rueda.
Máquina de vapor de James Wattt (1735-1819).
Actividades
Diseña una campaña publicitaria para el uso racional del coche en las ciudades y en trayectos cortos.
Busca información acerca de las ventajas e inconve- nientes que tienen el motor de cuatro tiempos y el motor diésel.
1. La energía eléctrica
La invención de la máquina de vapor y de los motores de combustión revolucionó el transporte de los seres humanos. El uso de turbinas en las centrales eléctricas permitió la extensión de una energía fácil de utilizar, como es la energía eléctrica, en nuestra vida cotidiana: en el hogar, en la industria, en los servicios, etc.
1.1.
Turbinas y motores
En una máquina o en una turbina de vapor, el combustible se quema fuera del motor: en la cal- dera, lo que sirve para calentar agua y producir vapor de agua a presión. A su vez, con la fuerza que se genera, se puede mover el émbolo de la máquina o los álabes* de la turbina.
Una tecnología que permite un mayor rendimiento es la que consiste en quemar combustibles derivados del petróleo dentro del motor. De esta forma, al producirse la combustión, los gases en expansión mueven un pistón o una turbina. Podemos verlo en los siguientes ejemplos:
Los combustibles de los motores de combustión han sido, hasta hace poco tiempo, productos exclusivamente derivados del petróleo. El incremento espectacular de los medios de transporte se ha traducido en el aumento del consumo del petróleo, y esto ha provocado la disminución de sus reservas mundiales y un incremento del precio del crudo. Si a esto se une el hecho de que muchas de estas reservas están localizadas en zonas conflictivas y que los procesos de combustión de estos combustibles son muy contaminantes, se hace necesario implantar medidas para disminuir el con- sumo de derivados del petróleo y para utilizar combustibles alternativos que no perjudiquen el medio ambiente.
Este es el motor de numerosos automóviles. La mayoría de estos automóviles utiliza como combustible gasolina de 98 octanos sin plomo.
EL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS EL MOTOR DIÉSEL
rotor estátor turbina
Se utiliza gasoil como combustible. Su rendimiento es mayor que el de la gasolina.
I
2. Las centrales eléctricas
Una central eléctrica es una instalación donde se produce corriente eléctrica. En ella, unas turbi- nas mueven una serie de alternadores que transforman la energía mecánica en energía eléctrica, mediante el fenómeno de la inducción electromagnética.
Lo que distingue a los diferentes tipos de centrales eléctricas es el mecanismo que se utiliza para producir el movimiento de la turbina.
Central térmica
Central hidroeléctrica
2.1.
Centrales térmicas de carbón y petróleo
Las centrales térmicas más antiguas utilizan la combustión del carbón y de derivados del petróleo para calentar agua y producir vapor. Con su empuje se mueve una turbina conectada a un alter- nador en el que se produce la corriente eléctrica. Estas centrales presentan algunos inconvenien- tes medioambientales:
• Solo se aprovecha el 30 % de la energía disponible en los combustibles y el 70 % restante se trans- fiere al medio ambiente en forma de calor.
• Utilizan combustibles fósiles, que son fuentes de energía no renovable.
• La das, combustión en España) desprende y otros gases a la y atmósfera productos gran contaminantes cantidad de que CO 2 son (más responsables de 100 millones del incremento de tonela-
del efecto invernadero y del cambio climático.
121
Investiga y reflexiona
Central nuclear
Producción de electricidad
calor
calor
agua
Una vez producida la electricidad, se transporta mediante las líneas de alta tensión. Una vez que la electricidad llega a los lugares donde se consume, se transforma en media y baja tensión, situándo- se en 220 V cuando llega a las viviendas.
Consulta enciclopedias e internet y describe cuál es el recorrido de la energía eléctrica desde su centro de producción.
Más información
Cuando una bobina de hilo conductor gira entre los polos de dos imanes, se crea una corriente eléctrica que se conoce como corriente indu- cida, y el fenómeno recibe el nombre de inducción electro- magnética.De esta manera se transforma la energía mecáni- ca en energía eléctrica.
Un alternador está constituido por dos potentes imanes fijos y unas bobinas capaces de girar entre el polo norte y el polo sur de cada uno de ellos. Estas bobinas están conectadas al circuito exterior mediante unos anillos.
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
rayos γ
neutrón
235 92
u
colisión nuclear
Fisión nuclear
La fisión nuclear consiste en la fragmentación de un núcleo de elevado número atómico en otros dos núcleos de igual masa. En este proceso se libera una gran cantidad de energía.
transformador
tendido eléctrico
generador
calentador
torre de refrigeración
122
90
Sr 38
143
Xe 54
liberación de neutrones
Escribe qué tipo de centrales térmicas de gas natural existen. ¿En qué consiste la reacción de fisión nuclear? 4 3
2.2.
Centrales térmicas de gas natural
Hay tres sistemas de producción de energía eléctrica que utilizan el gas natural como combustible:
• Centrales térmicas convencionales. Generan electricidad mediante un sistema caldera-turbina de vapor con un rendimiento global del 33 %.
• Centrales de cogeneración termoeléctrica. En ellas se obtiene electricidad y calor al aprovechar el calor residual de los motores y las turbinas. Sirven para generar calefacción o para calentar agua sanitaria. La electricidad se utiliza o se envía a la red eléctrica general. El rendimiento eléc- trico es del 40 % y el rendimiento térmico es del 55 %.
• Centrales de ciclo combinado. Combinan una turbina de gas y una turbina de vapor y tienen un rendimiento global del 57 %.
Las centrales térmicas de gas natural emiten menos CO
2
que las centrales de carbón o petróleo.
2.3.
Centrales nucleares
La principal diferencia entre una central nuclear y una central térmica convencional es que el calor que produce el vapor de agua que mueve las turbinas se libera en la fisión del isótopo U-235.
La reacción nuclear de fisión en cadena se lleva a cabo en el reactor nuclear, que equivale a la cal- dera de una central térmica de combustibles fósiles. Las centrales nucleares presentan ventajas e inconvenientes medioambientales.
• Ventajas. No emiten CO
2
caldera
turbinas
condensador
combustible
a la atmósfera y producen una gran cantidad de energía.
• Inconvenientes. Originan residuos radiactivos de difícil eliminación. Por ejemplo, el plutonio 239, generado en las varillas de combustible gastado de una central nuclear, tiene una vida media de unos 24 400 años. Los escapes y accidentes son altamente contaminantes y resultan peligrosos para la salud de las personas y el resto de los seres vivos.
Actividades
I
2.4.
Centrales hidroeléctricas
Una central hidroeléctrica es una instalación que transforma la energía potencial del agua almace- nada en un embalse en energía eléctrica.
Estas centrales constan de tres elementos:
• Presa, para crear la caída de agua.
• Canal de derivación, que conduce el agua necesaria para el funcionamiento de la central.
• Central eléctrica, donde la caída de agua hace girar una turbina conectada al generador de electricidad.
La seguridad de una presa debe ser máxima, ya que debe resistir a las avenidas de agua, los seís- mos y no tener filtraciones.
Además de estas centrales en las que se embalsa un gran curso de agua, hay pequeñas centrales hidroeléctricas o minihidráulicas, que aprovechan los saltos naturales de un curso de agua.
La energía hidroeléctrica se puede considerar una energía renovable y no contaminante, aunque también presenta ventajas e inconvenientes:
• Grandes centrales hidroeléctricas:
– Ventajas. Los embalses regulan el cauce de los ríos, evitando avenidas e inundaciones; el agua embalsada se utiliza para el riego agrícola y el consumo humano; la producción eléctrica es elevada, y la energía producida, una vez amortizados los costes de construcción, resulta eco- nómica.
– Inconvenientes. Los embalses generan un elevado impacto ambiental al inundar y destruir zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas fluviales; se provoca el desplazamiento forzoso de poblaciones, y su construcción es muy cara.
• Pequeñas centrales hidroeléctricas:
– Ventajas. Tienen un bajo impacto ambiental, ya que no modifican el paisaje ni los ecosiste- mas fluviales, y su construcción es menos costosa que la de una gran central hidroeléctrica.
– Inconvenientes. Su rendimiento energético es menor y solo se pueden instalar en ríos de cau-
dal constante a lo largo del año.
123
canal de derivación
presa
alternador
turbina
transformador
tendido eléctrico
Actividades
5
¿Qué diferencias existen entre una central hidroe- léctrica y una central minihidráulica? ¿Cuál de ellas tiene menor impacto ambiental?
6
Escribe las partes que componen una central hidroeléctrica y su función.
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
Central hidroeléctrica en el Cañón del Colorado, Estados Unidos.
Amplía tus conocimientos
Centrales en la web
www.unesa.es/graficos.htm
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
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0 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2007 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005
Refinería de petróleo.
Evolución del precio del petróleo desde el año 1993 hasta el 2007.
124
3. La aparición de nuevas necesidades energéticas
Aproximadamente el 85% de la energía consumida en el mundo procede de la combustión de combustibles fósiles. El problema que tiene este tipo de energía es que se agota a medida que se utiliza. Además, el consumo mundial de energía aumenta un 2 % de media anual y, en algunos paí- ses emergentes, este crecimiento supera el 6 %.
El crecimiento del consumo de combustibles fósiles ha llevado al aumento del precio de estos recursos. Así, desde 2004 hasta 2007, el precio del barril de petróleo se triplicó.
La energía nuclear no ha sido la alternativa a los combustibles fósiles, debido a los proble- mas medioambientales y de seguridad que genera. Por otra parte, aunque la energía nuclear produce electricidad, no suple la necesidad de combustibles derivados del petróleo de vehículos, aviones y embarcacio- nes. No obstante, numerosos países están construyendo más centrales nucleares para reducir su dependencia del petróleo y reducir sus emisiones de CO
2
.
Asimismo, la energía hidráulica no es utilizable en todos los lugares del planeta por sus condi- cionantes de relieve y de climatología, y por los problemas medioambientales y sociales que genera la construcción de las grandes centrales hidroeléctricas.
De la constatación de estos hechos surge la necesidad de sustituir los combustibles fósiles por otras alternativas ción de energía que eléctrica no contribuyan que sean al incremento limpias y respetuosas de CO
2
y utilizar con el nuevas tecnologías en la produc- medio ambiente. La consecución de estos dos objetivos, unido al ahorro energético, son las nuevas metas para la ciencia, la tecno- logía y la sociedad respecto a la obtención de energía.
Investiga y reflexiona
Vivir con el petróleo a 100 dólares «La tensión política en Oriente próximo y los desastres naturales conviven desde hace meses con la debi- lidad del dólar y la especulación en torno al crudo. Todo esto influye en las cotizaciones que han supera- do récords históricos. Pero hay más. La irrupción de China e India, que al potencial de su industria suman ahora 2 500 millones de consumidores, supone un enorme tirón de la demanda con alarmantes conse- cuencias. La Agencia Internacional de la Energía no descarta problemas de abastecimiento para 2015 por la combinación del repunte de la demanda con el estancamiento de la oferta. La sed de petróleo de China e India no va a detenerse y no podemos decirles que no vayan por el camino que antes han reco- rrido Estados Unidos y Europa.»
El País (Adaptación) 11 de noviembre de 2007
a) ¿Qué circunstancias han contribuido al elevado precio del petróleo?
b) ¿De qué manera afecta el crecimiento económico de India y China al precio del petróleo? ¿Qué previ-
siones ha realizado la Agencia Internacional de la Energía (IEA) para 2015?
c) Actualmente hay cinco centrales nucleares en construcción en China y siete en India. ¿Crees que la energía nuclear es una posible solución para los problemas energéticos de un país en crecimiento?
A
4. Los biocombustibles
Los biocombustibles o biocarburantes son combustibles de origen biológico no fosilizado que pue- den ser utilizados en motores de combustión interna. A diferencia de los combustibles de origen fósil, son recursos renovables y, aunque también desprenden CO
2
Más información
Voces en contra
«No hay superficie agrícola suficiente para cultivar comida y combustibles, lo que genera una gran pre- sión sobre el uso de la tierra, especialmente en los países del sur de donde proceden la mayoría de las materias primas. Instituciones como la OCDE, la FAO o el Programa de Energía de las Naciones Unidas advierten que los impactos ambientales de los agrocombustibles pueden ser incluso peores que los del petróleo y anuncian subidas progresivas del precio de los alimentos. Alertan del incremento de la tala de bosques para dedicar nuevas tierras a cultivos. La Tierra tiene recursos limitados y no podemos intentar sustituir simplemente un combustible por otro. Los agrocombustibles no tienen sentido si no es dentro de una propuesta basada en la reducción de la demanda de combustibles. Hay que plantearse el modelo global de movilidad, reducir la dependencia del transporte privado y fomentar la eficiencia energética.»
ABC 25 de septiembre de 2007
a) ¿Cómo se denomina en el texto a los biocombustibles?
b) ¿Cuál puede ser el motivo de esta denominación?
c) ¿Qué aspectos negativos de los biocombustibles se destacan en el texto?
d) ¿Cuáles son las soluciones al problema energético que se plantean en el texto?
e) Investiga si el incremento de la producción de combustibles ha conllevado un aumento en el precio de
los cereales y otros cultivos.
en su combustión, lo hacen en la cantidad que tomaron de la atmósfera mediante la fotosíntesis de las plantas de las que proce- den. Se distinguen tres tipos de biocombustibles:
• Bioetanol. Se produce mediante la fermentación de granos ricos en azúcares o almidón, como cereales, remolacha azucarera, caña de azúcar, sorgo, etc., hasta obtener un grado alcohólico en torno al 10 % o al 15 %. El bioetanol puede utilizarse:
– Como único combustible, realizando modificaciones en los motores.
– En vehículos convencionales, mezclado con gasolina al 5 % (bioetanol E5).
– En vehículos de combustible flexible, en los que el combustible, E85, se compone de un 85 %
de etanol y un 1 % de gasolina.
• Biodiésel. Se obtiene a partir de aceites vegetales de plantas oleaginosas (colza, girasol y soja).También se obtiene a partir de los residuos de aceites fritos o de los residuos oleaginosos de las industrias de preparados alimenticios. El biodiésel tiene características físicas, químicas y energéticas similares al gasóleo de automoción. Puede utilizarse como único combustible o mez- clado con el gasóleo (al 5 %) sin modificar el motor de los vehículos.
• Biogás. Todos los materiales susceptibles de putrefacción pueden ser sometidos al proceso de metanización para producir biogás. Esto consiste en realizar una fermentación anaeróbica, es decir, sin presencia de oxígeno, de los desechos. El resultado es un compuesto con un 70 % de metano, que es el mismo gas que el natural, y un 20% de dióxido de carbono. La reacción se realiza en grandes cubas estancas, que se llaman fermentadores, reactores o digestores, donde los desechos están a una temperatura de 35 ºC, siendo una temperatura que favorece la apari- ción de las bacterias responsables de la fermentación.
Investiga y reflexiona
125
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
VENTAJAS DE LOS BIOCARBURANTES
• Son renovables.
• No incrementan los niveles de CO
2 en la atmósfera.
• Tienen la misma red de distribución que los combustibles fósiles.
DESVENTAJAS DE LOS BIOCARBURANTES
• Presentan un elevado coste de pro- ducción y la necesidad de grandes espacios de cultivo.
• Al ser los alimentos las materias primas, pueden provocar la carestía de estos y originar hambrunas en poblaciones empobrecidas.
Planta para la elaboración de biocombustible.
Un litro de bioetanol proporciona un 67 % de la energía que pro- porciona un litro de gasolina.
Un litro de biodiésel proporciona un 86 % de la energía que pro- porciona un litro de diésel.
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
VENTAJAS DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
• Proceso limpio exento de contamina- ción y que produce pocos residuos.
• Permite electrificar zonas aisladas.
• Es una energía renovable.
INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
• Las instalaciones de alta potencia necesitan grandes superficies, lo que provoca impacto visual negativo.
• El precio inicial de la instalación es elevado.
• Debido a la climatología, es intermi- tente y no se puede utilizar en todos los lugares.
7
8
126
Actividades
Redacta las diferencias entre las energías solares térmica y fotovoltaica.
Explica los retos a los que se enfrenta la energía solar fotovoltaica.
5. Las nuevas fuentes de energía eléctrica
En los últimos años se ha intensificado la producción de electricidad mediante fuentes de energía renovables, que tienen un menor impacto ambiental que las convencionales y una elevada efi- ciencia energética.
5.1.
Energía solar
Los rayos solares aportan calor y luz. Esta energía puede ser captada de dos maneras:
• Energía solar térmica. Se emplea un panel solar plano como elemento receptor de energía y la energía se utiliza para calentar agua. El calor obtenido por el agua a través del panel solar se cede a un circuito secundario, donde un depósito almacena el agua caliente.
Las centrales térmicas solares concentran los rayos solares para obtener temperaturas elevadas que permitan obtener vapor de agua para producir electricidad, al igual que en cualquier cen- tral térmica. Ocupan mucho espacio y deben estar construidas en lugares de alta insolación.
• Energía solar fotovoltaica. Las células fotovol- taicas son comunes en calculadoras, relojes, juguetes, etc., donde transforman la luz solar en electricidad. Los captadores fotovoltaicos son paneles con numerosas células fotovol- taicas.
La materia prima de estas células es el silicio, que es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. Según sea la purifica- ción del silicio, que se encuentra en el cuar- zo, el rendimiento varía entre el 5 % y el 16 %. Las células de alto rendimiento son muy cos- tosas. El reto tecnológico es obtener silicio que sea apto para las células fotovoltaicas a un precio aceptable. Otro reto tecnológico es aumentar la eficiencia energética de las célu- las hasta un 18 %.
célula cristal
fotovoltaica
rejilla metálica de contacto
contacto negativo
contacto positivo
recubrimiento antirreflectante
caldera luz solar
tendido eléctrico
fluido conductor del calor
generador
turbina
5.2.
Energía eólica
En la actualidad se emplean aerogeneradores para transformar en electricidad la energía cinética del viento. Estos nuevos molinos comienzan a ser habituales en el paisaje de zonas donde el vien- to sopla frecuentemente; en España, es el caso del valle del Ebro o Galicia.
Los aerogeneradores son máquinas de elevada altura, de 80 a 100 m en las máquinas más poten- tes, porque el viento es regular y fuerte a esas alturas. La hélice, generalmente de tres palas, es también de grandes dimensiones (hasta 110 m de diámetro), pues la potencia de un aerogenera- dor es proporcional a la superficie barrida por las palas.
Los aerogeneradores necesitan una velocidad mínima del viento de 10 a 15 km/h para funcionar. Si la velocidad es superior a 80 km/h se detienen para no sufrir desperfectos. Actualmente la elec- tricidad eólica es más cara que la que producen centrales térmicas o nucleares, pero esto podrá cambiar en el futuro.
Un aerogenerador consta de los siguientes elementos:
• Soporte.
• Sistema de captación o rotor. Es el elemento principal de una máquina eólica y se encar- ga de transformar la energía del viento en energía mecánica. Se compone del eje de giro, las palas y el buje, que alberga el siste- ma de amarre de las palas al eje de giro. El material de las palas tiene que ser rígido, ligero y barato: aleaciones metálicas y polí- meros de resinas reforzados con fibra de vidrio.
• Sistema de orientación. Sitúa al rotor perpen- dicular a la dirección del viento para obtener la máxima captación de energía.
• Sistema de regulación. Controla la velocidad de rotación, evitando sus fluctuaciones.
• Sistema de generación. Transforma la ener- gía mecánica en energía eléctrica, que se uti- liza directamente o es transportada a la red general.
VENTAJAS DE LA ENERGÍA EÓLICA INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA EÓLICA
• No emite sustancias contaminantes.
• No genera residuos peligrosos.
• Es una energía renovable.
• Disminuye la dependencia del petróleo.
Actividades
• Tiene impacto visual y sobre la avifauna.
• Presenta un bajo rendimiento energético comparado con las centrales térmicas.
• Es una fuente de energía intermitente y aleatoria.
• Posee una ligera contaminación acústica.
¿Qué circunstancias crees que influyen en el aprovechamiento del viento como recurso energético? 9
10 127
multiplicador eje de baja velocidad
eje de alta velocidad
unidad de refrigeración
Aerogenerador.
generador
Explica por qué son tan grandes las dimensiones de los aerogenera- dores. ¿Qué ocurriría si fueran más pequeños?
Más información
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
Los aerogeneradores se tienen que instalar en lugares en los que el viento sople con regularidad y sea lo suficientemente intenso como para garantizar su funciona- miento, pero donde su velocidad no sea tan alta como para dañar las instalaciones. Las costas mari- nas y las montañas suelen ser emplazamientos favorables.
Las máquinas eólicas se pueden utilizar:
• De forma autónoma para cubrir las necesidades energéticas de una persona o una pequeña comunidad como bombear agua, iluminar naves agrarias aisladas...
• De forma centralizada, en par- ques eólicos.
electricidad
En una central mareomotriz, la diferencia de altura entre el agua embalsada y la del mar, al bajar la marea, se aprovecha para mover la turbina.
NUEVAS NECESIDADES Y NUEVOS MATERIALES 07
ánodo (-)
catalizador (Pt)
cátodo (+)
agua
protones
electrones
128
hidrógeno
oxígeno
La pila de combustible
El fundamento de la pila de combustible es una reacción controlada entre el hidrógeno, que actúa como combustible, y el oxígeno del aire, que actúa como oxidante, para convertir la energía de la reacción quí- mica en electricidad. Su funcionamiento es similar a una batería, salvo porque puede reabasterse des- de los reactivos consumidos desde el exterior de la pila.
Estas pilas son limpias, ya que solo producen vapor de agua, y resultan la fuente de energía ideal para paliar la contaminación de las ciudades. Por ejemplo, un automóvil movido por hidrógeno es un 22 % más eficiente que uno que se mueve por gasolina.
El hidrógeno es el combustible de estas pilas. Pero el hidrógeno no existe en estado libre, sino que hay que fabricarlo a partir de compuestos que lo contengan, como el agua o los hidrocarburos, y para ello se necesita energía. Esto es un gran inconveniente pues se precisa consumir combustibles fósiles que emi- ten tes del CO
2 carbón . El gran y reto del petróleo.
de esta tecnología es encontrar técnicas de obtención del hidrógeno independien-
¿Cuál es el fundamento de una pila de combustible? ¿Qué inconveniente presenta? ¿Cuáles son sus ven- tajas?
5.3.
Energía mareomotriz
La energía cinética es producto de las enormes masas de agua en movimiento de mares y océa- nos y también puede transformarse en electricidad. Las centrales que realizan este tipo de trans- formación se llaman centrales mareomotrices.
5.4.
Energía geotérmica
La temperatura del subsuelo aumenta con la profundidad, y es lo que se conoce como gradiente geotérmico. Como media se incrementa 3 ºC cada 100 m, salvo en las zonas volcánicas, donde el gradiente es más elevado. Así, la temperatura del agua en un reservorio a 1 500 m puede alcanzar los 60 ºC o los 70 ºC. El principio de la geotermia consiste en aprovechar el calor generado en la Tierra y bombear el agua caliente para utilizarla en la calefacción, o si está a una temperatura que sea lo suficientemente elevada, mover una turbina con el vapor y producir electricidad.
Se trata de una energía renovable, con la condición de que la extracción se realice con prudencia, porque su restitución y recalentamiento en el subsuelo son muy lentos. En función de la tempera- tura a la que salga el agua, podríamos hablar de energía geotérmica de baja temperatura (de 20 ºC a 60 ºC), de temperatura media (de 60 ºC a 150 ºC) y de alta temperatura (de 150 ºC a 400 ºC).
5.5.
Análisis medioambiental del uso de las nuevas fuentes de energía
Las energías convencionales tienen treinta y una veces más impacto ambiental que las energías renovables. Imaginemos una unidad de medida, el ecopunto, que mide el impacto ambiental por cada billón de julios de electricidad producido, por lo que cuantos más ecopuntos tenga una energía, mayor impacto ambiental generará.
La producción energética con lignito encabezaría la lista con 1 735 ecopuntos seguida de la pro- ducción energética de petróleo con 1 398, la producción de carbón con 1 356, la nuclear con 672, la de gas natural con 267, la minihidráulica con 50 y la eólica con 65, y en este caso no sería por la producción de electricidad, sino por la fabricación e instalación de los aerogeneradores. Produ- cir 1 kilovatio hora con una central minihidráulica tiene 347 veces menos impacto medioambien- tal que con lignito y 50 veces menos que con gas natural. La relación entre la utilización de car- bón y molinos de viento es de 21,5 a 1.
T