Energía Renovable y Nvo Materiales

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    Energíasrenovabl

    Energía solEnergía solEnergia fotEnergía hidEnergía eólEnergía geoEnergía de Energía ma

    Nuevos materiales

    Los materiales híbridos o compuestosLos biomaterialesLos nanomateriales-la nanotecnología

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    Energías renovables

    ENERGIA SOLAR: La energíasolar es la energía obtenidade la radiación solartransorm!ndola en calor oelectricidad"

    Formas de producirlas: -A través de colectores sotransfieren la energía provde la radiación solar al agcalientan-por medio de las celdasfotovoltaicas ue generan

    eléctrica de la radiaciónelectromagnética del sol"transformándola en energeléctrica#

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    Energías renovables

    ENERG$A SOLAR %&R'I(Aenergía ocurre cuando sla transormación de la radiante solar en calor ot*rmica"

    $e encarga de calentar el agua de forma directaalcanzando temperaturas ue oscilan entre los %&' !

    (&' gracias a la utilización de paneles solares )Estastemperaturas deben de ser inferiores a los *&'+,#

    La energía solar térmica utiliza directamente la energía uerecibimos del $ol para calentar un fluido# $iendo el colectorsolar plano la aplicación más comn para la energía térmicadel sol#-La energía solar no sólo es un recurso poderoso sinotambién fle.ible-A menor escala" la energía solar puede satisfacerlasnecesidades de cocina ! calefacción#-los pueblos del noroeste del /ibet donde se utiliza la energíasolar para hervir agua#

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    La mayor experiencia tecnológica la tenemos en la

    Central Térmica Solar construida en el desierto Mojave,

    California. En total, las instalaciones curen m!s de "#$%ect!reas y generan ' megavatios de electricidad, lo

    (ue es suficiente para aastecer )"$.$$$ %ogares. Los

    espejos curvos siguen la trayectoria del sol,

    concentrando su lu* en unos tuos (ue contienen un

    aceite sintético (ue se calienta %asta casi '$$ grados

    cent+grados. El calor se usa para producir vapor, (ue

    genera electricidad a través una turina. gual

    importantes experiencias en el desarrollo deproducción de energ+a, la podemos encontrar en

    Latinoamérica en pa+ses como Colomia, -er, C%ile y

    /rgentina.

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    Energías renovables

    Esta energía renovable, se basa en la captación de energía solary su transformación en energía eléctrica por medio de módulosfotovoltaicos, que son dispositivos formados por metalessensibles a la luz que desprenden electrones cuando los fotonesinciden sobre ellos.

    -Convierten energía lumenergía eléctrica.-En principio este tipo se utilizaba para el sumenergía eléctrica en lugno era rentable la instlíneas eléctricas. Con eluso se ha ido diversificel punto que actualmende gran interés las inssolares en coneión celéctrica.

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    Aplicaciones:4 telecomunicaciones4 automoción,4  !"uticos

    4  parquímetros.

    /ambién podemos encontrar instala

    fotovoltaicas en lugares como:4 carreteras"4 ferrocarriles"4 plataformas petrolíferas o inclus

    puentes4 gaseoductos ! oleoductos#

     %iene tantas a)licaciones como )ueda tener laelectricidad" La 0nica limitación eistente es elcoste del eui)o o el tama3o del cam)o de)aneles"

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    0sos mas importantes:-Electrificación de viviendas rurales, suministro de agua a poblaciones, bombeo de agua # riegos,telecomunicaciones$ repetidores de se%al, telefonía móvil y rural, tratamiento de aguas$desalinización, cloración, se%alizaciones &marítima, ferroviaria, terrestre y aérea' y alumbrado p(blico.

    Ambientalmente,4 Este tipo de energía no contamina, no produce emisiones de C

    contaminantes a la atmósfera. !o consume combustibles. !o g4  !o produce ruidos y es inagotable.

    Económicamente

    4 +u instalación es simple,4 equiere poco mantenimiento,4 ienen una vida larga &los paneles solares duran aproimadamente / a%os'.4 esiste condiciones clim"ticas etremas$ granizo, viento, temperatura, humedad.4  !o eiste una dependencia de los países productores de combustibles. 0nstalación en zonas ru4 +e utiliza en lugar de ba1o consumo y en casas ubicadas en para1es rurales donde no llega l

    general. olera aumentar la potencia mediante la incorporación de nuevos módulos fotovoltai

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    Energías renovables

    Energ+a %idr!ulica

    1a energía 2idr5ulica se basa en caída del agua desde cierta altupotencial( durante la caída( se cin0tica.

    345C65/ME5T6 El agua pasa por lasturbinas a gran velocidad( provocando unmovimiento de rotación que finalmente( se

    transforma en energía el0ctrica por medio delos generadores. 

    4 Es un recurso natural disponible en laszonas que presentan suficiente cantidad deagua( y una vez utilizada( es devuelta río

    aba!o.

    4 Su desarrollo requiere construir pantanos(presas( canales de derivación( y lainstalación de grandes turbinas yequipamiento para generar electricidad.

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    4 0mplica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo queno resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos. +in embargo, el peso de lasconsideraciones medioambientales y el ba1o mantenimientoque precisan una vez estén en funcionamiento centran laatención en esta fuente de energía.

    4 En algunos países se han instalado centrales peque%as, concapacidad para generar entre un 2ilovatio y un megavatio

    4 3a energía hidr"ulica ayudó al crecimiento de las nuevasciudades industriales que se crearon tanto en Europa y comoen 4mérica.

    0entajas14 Es inagotable mientras

    ciclo del agua.4 6iene un ba!o coste de ma

    4 )a!o impacto en el ambie4 1arga vida.4 Se puede usar tanto

    consumos como para nive

    2esventajas14 Es de alto coste en la inst4 6iene gran impacto ambie

    centrales 2idroel0ctricas.

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    Energ+a eólica1

    Energía eólica o tambi0n llamcin0tica o energía del viento( generada por efecto de las co

    aire.

    3a energía del viento est" relacionada con elmovimiento de las masas de aire que sedesplazan de "reas de alta presión atmosféricahacia "reas adyacentes de ba1a presión, convelocidades proporcionales al gradiente de presión.3os vientos son generados a causa delcalentamiento no uniforme de la superficie

    terrestre por parte de la radiación solar, entre el5 y *6 de la energía proveniente del sol seconvierte en viento.

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    4 1ara poder aprovechar la energía eólica es importanteconocer las variaciones diurnas ! nocturnas !estacionales de los vientos" la variación de la velocidaddel viento con la altura sobre el suelo" la entidad de lasráfagas en espacios de tiempo breves" ! valores má.imos

    ocurridos en series históricas de datos con una duraciónmínima de 2& a3os#

    4 Es también importante conocer la velocidad má.ima delviento#

    4 1ara poder utilizar la energía del viento" es necesario ueeste alcance una velocidad mínima ue depende delaerogenerador ue se va!a a utilizar pero ue sueleempezar entre los 4 m5s )6& 7m5h, ! los % m5s )6%"% 7m5h,"velocidad llamada 8cut-in speed8" ! ue no supere los 2(m5s )9& 7m5h," velocidad llamada 8cut-out speed8# 

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    3a energía del viento es utilizada mediante el uso de m"quinas eólicas &oaeromotores' capaces de transformar la energía eólica en energía

    mec"nica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente lasm"quinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. Eneste (ltimo caso, el sistema de conversión, &que comprende un generadoreléctrico con sus sistemas de control y de coneión a la red' es conocidocomo aerogenerador.En estos la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistemamec"nico se hace girar el rotor de un generador, normalmente unalternador, que produce energía eléctrica. 7ara que su instalación resulte

    rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parqueseólicos.

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    4 3a energía eólica no es algo nuevo, es una de las energíasm"s antiguas 1unto a la energía térmica.

    Aspectos ambientales:cuando al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, ozonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que haceque entraran en conflicto los aerogeneradores con aves ymurciélagos, los actuales aerogeneradores son de ba1a velocidadde rotación, el problema de choque con las aves se est"reduciendo.

    mpacto paisa;ístico: es importante debido a la disposición delos elementos horizontales que lo componen y la aparición de un

    elemento vertical como es el aerogenerador. 7roducen elllamado efecto discoteca

    Efecto discoteca1 este efectoaparece cuando el sol est5 podetr5s de los molinos y las somde las aspas se proyectan conregularidad sobre los !ardines

    ventanas( parpadeando de tal que la gente denominó estefenómeno 7efecto discoteca8.

    Ruido:7)uede llevar a la gente 8asta un alto nivel de estr*s9 con eectos de considesalud"7La meora del dise3o de los aerogeneradores 8a )ermitido ir reduciendo el ru)roducen"7la a)ertura de )istas ; la )resencia de o)erarios en los )arues eólicos 8ace

    )resencia 8umana sea constante en lugares 8asta entonces )oco transitados7Ello aecta tambi*n a la auna"

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    Energías renovables

    Energ+a geotérmica

    trata de aprovec2ar el calor desprendidopor la 6ierra para obtener energía el0ctrica.

    4 1a energía calórica contenida en el inque se transmite por conducción tsuperficie.

    4 /uede generarse energía el0ctricutilización de un vapor que pasa aturbina que est5 conectada a un gproduce electricidad.

    4 Se produce como resultado de la delementos radiactivos y el calor peroriginó en los primeros momentos dplaneta.

    4 Se 2ace presente por medio de proccomo volcanes en sus faslos geíseres que e"pulsan agua calietermales.

    4 Sobre la conversión de la energíaelectricidad( la misma consiste en la vapor( que pasa a trav0s de una t

    conectada a un generador( produciend

    El i i l d l í té i l t 8 l i 4 t l ti

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    El principal uso de la energía geotérmica, lo encontramos en 8alnearios$ 4guas termales que tienenla salud. Calefacción y agua caliente. Electricidad.

    E.tracción de minerales: se obtienen de los manantiales azufre, sal com(n, amoniaco, metano y "ci

    Agricultura ! acuicultura: 7ara invernaderos y criaderos de peces.

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    Energías renovables

    Energ+a de la iomasa1

    1a energía de la biomasa es un tipo de energíarenovable procedente del aprovec2amiento de lamateria org5nica e inorg5nica formada en alg*nproceso biológico o mec5nico( generalmente( delas sustancias que constituyen los seres vivos3plantas( ser 2umano( animales( entre otros( osus restos y residuos"

    $e considera como ebiomasa" la energía los alimentos sumianimales ! personsentido amplio" considerar" debido a

    es convertida en enerorganismos en unelevado" en el prorespiración celular#

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    3a generación de la energía de la biomasa, ocurre cuando una parte de la energía que llega a la ierra procedente del +ol esabsorbida por las plantas, a través de la fotosíntesis, yconvertida en materia org"nica con un mayor contenidoenergético que las sustancias minerales.

    /i d bi

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    /ipos de biomasa:+eg(n la procedencia de las sustancias empleadas4 3a biomasa vegetal, relacionada con las plantas en general

    &troncos, ramas, tallos, frutos, restos y residuos vegetales'4 3a biomasa animal, obtenida a partir de sustancias de origen

    animal &grasas, restos, ecrementos'

    6tra formas de clasificar los tipos de iomasa se reali*a a partir del

    material empleado como fuente de energía( por e!emplo 1os residuos de lamadera se pueden aprovec2ar para producir energía. 9e la misma manera( pueden utilizar como combustible los restos de las industrias de transformacde la madera( como los aserraderos( carpinterías o f5bricas de mueble y otromateriales m5s. 1os 7cultivos energ0ticos8 son otra forma de biomasa

    consistente en cultivos o plantaciones que se 2acen con fines e"clusivamenenerg0ticos( es decir( para aprovec2ar su contenido e energía. Entre este tipde cultivos tenemos( por e!emplo( 5rboles como los c2opos u otras plantasespecíficas. A veces( no se suelen incluir en la energía de la biomasa que qurestringida a la que se obtiene de modo secundario a partir de residuos( restetc.

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    =esventa;as:4 iene un mayor coste de producción frente a la energía que

     proviene de los combustibles fósiles.4 ;enor rendimiento energético de los combustibles derivados

    de la biomasa en comparación con los combustibles fósiles.7roducción estacional.

    4 3a materia prima es de ba1a densidad energética lo quequiere decir que ocupa mucho volumen y por lo tanto puedetener problemas de transporte y almacenamiento.

    4  !ecesidad de acondicionamiento o transformación para suutilización

    í

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    Energías renovablesLa dierencia de alturas )uedea)rovec8arse )oniendo )artesmóviles al )roceso natural de

    ascenso o descenso de lasaguas9 unto con mecanismosde canali

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    4 tipo de energía renovable limpia4 tiene la cualidad de ser renovable( en

    fuente de energía primaria no se a

    e"plotación( y es limpia( ya transformación energ0tica no sesubproductos contaminantes gaseososólidos.

    4 %tras formas de e"traer energía del mlas olas( la energía undimotriz: de la dtemperatura entre la superficie y

    profundas del oc0ano( el gradieoce5nico: de la salinidad: de lassubmarinas o la eólica marina.

    Energía undimotriz

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    Ventajas del uso de esta energíadestacamos:

    Auto renovable No contaminante Son silenciosas =e bao costo de materia )rima No concentra )oblación =is)onible en cualuier clima ; *)oca del a3o"

    Desventajas:

    >roduce im)acto visual ; estructural )aisae costero" Su localiroduce un eecto negativo sobre la

    auna" Es limitada

    Nuevos materiales

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    1A ;< 9E 1A ;=>A?@9A9 /=E9E REFER@RSE A

    9E 1%S >A6ER@A1ES 9E 1A @9A. E1 SER 6RA6A9% 9E %)6E?ER 1%S >A6ER@A1ES >BS/ARA S= =S% E? $%?S6R=$$@C?( @?S6R=>E?6%S 9%>S6@$%SG

    E?6%?$ES 1%S >A6ER@A1ES SE EH6RAA?

    ?A6=RA1 I SE E>/1EA)A? 6RAS6RA?SF%R>A$@%?ES( /%$% A /%$% 1%S >AA? 6RA?SF%R>A?9% >BS /ARA $%?SED=@ESPECÍFICOS ( REVOLUCIÓN DE LAS CIENCMATERIALES)

    Nuevos materiales

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    >ara conseguir @nes mu; es)ecí@cos

    4 C4;80)+ E! 34 C);7)+0C0

    E!E 3)+ =);)+ >?E 3) @);4!, A4!:E+4)33) :E 34 ;EC=!0C4 C?=!0C4.

    C4;80)+ E! 34 +>?1>$+@ :E 34 ;4E04

    C4;80)+ E! 34+ 1B>1E=A=E$ &7)70E:4:E+ B@0!E+ E+7EC@0C)+ - 0;7)4!C04 E! 34 +)C0E:4:E C)!+?;) B 80E!E+4 ED0+E!E 9)B E! :4

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    (LASIBI(A(ICN =E LOS 'A%ERIALES

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    (LASIBI(A(ICN =E LOS 'A%ERIALES

    em con uc ores:se )ueden com)ortar

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    ) )como conductores ocomo aislantes"  7'u; im)ortantes enla industria electrónica"

    7'u; im) el silicio9 en))o no met!liico ; noconductor9 )ero conotroselementos como elósoro se vuelveconductor

    ?etálicos:

    Sustancias inorgcom)uestas de uno oelementos met!licoDalea)ara meorar las )ro)iedAluminio9 Finc9 Niuel"

    +erámicos:materialesinorg!nicosconstituidos )o

    elementos met!licos; no met!licosarro9 vidrio

    1oliméricos::  materiales de origenorg!nico naturales osint*ticos ormados )or lare)etición de )eue3as

    mol*culas Dmonómeros"Suelen obtenerse del)etróleo Dlos sint*ticos

    Entre ellos:  7Los )l!sticos7 muc8osti)osD)olietileno9)olicarbonato9>H(9 )oli)ro)ileno7(auc8o9 silicona9etc"

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    NEHOS 'A%ERIALES

    E!E 3)+ ;4E043E+ >?E ;=+ +E 0E!E:E+4)334!:) 3)+ F30;)+ 4G)+ B 3) +0A?E

    94C0E!:) 9)B E! :4 C48E! :E+4C4$

    4 LOS 'A%ERIALES JIRI=OS O(O'>ES%OS

    4 LOS IO'A%ERIALES4 LOS NANO'A%ERIALES7LANANO%E(NOLOG$A

    BIOMATERIAE!" RE#$E!TO! #ARA

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    BIOMATERIAE!" RE#$E!TO! #ARAE %$ER#O &$MANO

    4 ;ateriales farmacológicamente inertes destinado a ser implantado dentroun ser vivo con el fin de restaurar o reemplazar algunas de sus funciones,favorecer la estética personal.

    4 ;ateriales de origen met"lico, cer"mico o polimérico

    bioactividad

    biocompatibili

    Estabilidadestructuralinocuidad

    $ARA$6ERS6@$AS )@%>A6ER@A1ES

    E'EM#O!:

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    E'EM#O!:

     com) e

    >rótesis de rodilla

    Im)lantes en elcora

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    O! MATERIAE! &(BRIDO!7 'A%ERIALES 'IK%OS9

    O%ENI=OS A >AR%IR =E LASBA'ILIAS AN%ERIORES

    D'E%ALES9 >OLI'&RI(OS (ERM'I(OS

    - 'A%ERIAL ASE D'A%RIF AL

      E SE LE AA=EN ALGNOS

     %I>OS =E BIRAS"

    - LOS 'MS SA=OS: BIRAS =E

    (ARONO HI=RIO"

    MATERIAE! I)ERO! * DE )RAN RE!I!TEN%IA

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    ?+) E! 0!:?+04 4E)!=?0C4, 744 C)!+?CC0

    LOS NANO'A%ERIALES9NANO%E(NOLOG$A

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    9NANO%E(NOLOG$A

    34 4730C4C0

    ?! C48E33) 9?;4!) A)+) :E 5// /// !;

    +>/B>L =E LA ?A/EBA A ?>$ D ?>L+0LA$#

    O)RO!4 43A?!)+ B4 C);EC0430L4:)+4 E! @4+E ED7E0;E!43M

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    A>LI(A(IONES >RM(%I(AS(O'ER(IALIFA=AS

    4 (A%ALIFA=ORES (ON NANO >AR%$(LAS =E >LA%INO EHEJ$(LOS DJA(EN 'MS EBI(IEN%E EL (ONS'O(O'S%ILE

    4 EN(A>SLA=O =E BMR'A(OS EN =I'IN%AS ESBERAS =E LLLA'A=AS LI>OSO'AS D'EPOR =OSIBI(A(ICN"

    4 AL'A(ENA'IEN%O =E =A%OS =E AL%A =ENSI=A= 'E=IANSO =E (A>AS NANO'&%RI(AS

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    @??4+ 4730C4C0)!E+(REA(ICN =E (O'>ONEN%ES INBOR'M%I(OS

    RM>I=OS =E '$NI'AS =I'ENSIONES"

    >RO=((ICN =E SENSORES 'OLE(LARES(A>A(ES =E =E%E(%AR =ES%RIRSELE(%IHA'EN%E (&LLAS (AN(ER$GENAS"

    O%EN(ICN =E 'A%ERIALES ' RESIS%EN%ES LIGEROS

    AL'A(ENA'IEN%O =E =A%OS =E AL%A =ENSI=A="

    'I(RO(JI>S (A>A(ES =E REALIFAR ANMLISISGEN&%I(O

    'A%ERIALES IN%ELIGEN%ES

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    E+7)!:E! :E ;):) EE+083E 4!E :0@EE!E+ E+;?3)+ >C)+B@+0C)+.

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     Algunos ya desarrollados(pero queda muc2o por inventar 

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    LOS 'A%ERIALES =EL B%RO

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    LOS 'A%ERIALES =EL B%RO

    G0 $E LE$ 1E=A=E$H

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