Energía y Materiales: Tipos de Carbón, Centrales Nucleares y Propiedades de los Materiales

Carbón y Combustión

Carbón mineral: Procede de la transformación de grandes masas de vegetación que han sufrido un proceso de carbonización. Hay cuatro tipos: antracita, hulla, lignito, turba.

Carbón artificial: Fabricados por el ser humano:

• Vegetal: Se obtiene quemando madera apilada y cubierta por barro. Se usa para calefacciones o barbacoas.
• Coque: Se usa como combustible y reductor de óxidos metálicos en el horno alto para conseguir acero a partir de hierro.

Aplicaciones del Coque

• Fabricación de carbón de coque
• Obtención de productos industriales
• Producción de electricidad en centrales térmicas clásicas

Combustión en lecho fluido: Una vez molido, se mezcla con partículas de cal y se consigue que el carbón arda mejor y que el azufre que tiene reaccione con la cal, y así no se expulsa azufre a la atmósfera.

Impacto Medioambiental del Carbón

• Efecto invernadero
• Lluvia ácida
• Pérdida del manto fértil del suelo
• Contaminación de los ríos
• Deterioro del patrimonio arquitectónico

Fisión y Fusión Nuclear

Fisión: Consiste en romper un núcleo de un átomo de uranio enriquecido o de plutonio.

Fusión: Consiste en la unión de dos núcleos de átomos ligeros para conseguir un núcleo más pesado.

Reactores Nucleares: PWR y BWR

PWR: Combustible uranio enriquecido. El moderador es el agua ligera. El circuito de refrigeración tiene dos circuitos autónomos. El 50% son PWR.

BWR: Combustible uranio enriquecido. El moderador es el agua ligera. El circuito de refrigeración tiene un solo circuito. El 25% es BWR.

Elementos de una Central Nuclear

• Reactor nuclear
• Turbina
• Condensador
• Edificio de almacenamiento y manipulación
• Circuito de refrigeración/generador de vapor

Turbinas Hidráulicas

Kaplan: Eje vertical y rotor con forma de hélice con aspas de inclinación variable. Se utiliza en saltos de agua menores de 25m. Rendimiento del 93 al 95%. Es de las que más se emplea ahora.

Pelton: Rueda hidráulica perfeccionada con cucharas. Alcanzan empujes de hasta 50 toneladas. Se usa con grandes saltos de agua y su rendimiento puede llegar al 90%. Gira más lento que la Kaplan.

Otras Tecnologías de Aprovechamiento Energético

Cilindro Bristol: El movimiento del cilindro se transmite a las bombas que la bombean a gran presión.

Pato de Salter: Cada uno de los flotadores gira sobre el eje de hormigón.

Propiedades de los Materiales

• Elasticidad: Capacidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma cuando desaparece la fuerza que los deformaba.
• Plasticidad: Capacidad de un material para conservar su nueva forma una vez deformado.
• Ductilidad: Capacidad que tiene un material para estirarse en hilos.
• Maleabilidad: Capacidad de un material para extenderse en láminas sin romperse.
• Dureza: Oposición que tiene un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro.
• Fragilidad: El material se rompe en añicos cuando una fuerza impacta sobre él.
• Tenacidad: Resistencia que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación.
• Fatiga: Deformación de un material sometido a cargas variables cuando actúan durante un cierto tiempo.
• Maquinabilidad: Facilidad que tiene un cuerpo a dejarse cortar por arranque de viruta.
• Acritud: Aumento de la dureza, fragilidad y resistencia en ciertos metales como consecuencia de la deformación en frío.
• Colabilidad: Capacidad que tiene un material fundido para llenar un molde.
• Resiliencia: Resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.