Tipus de Combustibles Fòssils i Energia Nuclear: Aplicacions i Impacte

Tipus de Carbó i Aplicacions

Classificació i Ús Principal

Els principals tipus de carbó són:

• Torba
• Lignit
• Hulla
• Antracita

Aplicacions del Carbó

Combustió i Electricitat

Com a combustible, aproximadament el 75% s’utilitza per produir electricitat.

Carbó de Coc i Siderúrgia

El Carbó de coc és un combustible sense quitrà, gasos ni aigua, obtingut de la destil·lació seca de l'hulla. S'utilitza per a:

• Siderúrgia: Obtenció d'acer, foses i ferro dolç.
• Com a combustible i reductor en alts forns.
• Ús domèstic com a combustible.

Impacte Ambiental dels Combustibles Fòssils

Efecte Hivernacle i Pluja Àcida

L'efecte hivernacle és l'escalfament natural de la Terra. Els gasos presents a l'atmosfera reflecteixen part de la calor del Sol i mantenen una temperatura apta per a la vida. La crema de combustibles incrementa la quantitat d'aquests gasos.

La pluja àcida és el fenomen consistent en una pluja que cau amb uns nivells de pH inferiors als normals. Les seves conseqüències inclouen la desertització i sequeres que causen pandèmies de fam.

Gasos Contaminants

L'efecte hivernacle i la pluja àcida produeixen emissions de:

• Monòxid i diòxid de carboni (CO i CO2).
• Òxids de nitrogen (NO i NO2).
• Diòxid de sofre (SO2).

Obtenció i Tractament del Petroli

Procés d'Extracció

L'extracció consisteix en l'obtenció de la matèria per al seu tractament:

1. Estudi geològic del terreny.
2. Es perfora la roca fins arribar a la capa de petroli. La pressió dels gasos obliga el petroli a pujar a la superfície.

Transport i Refinat

El transport es realitza:

• Per via terrestre: mitjançant oleoductes (canonades d'acer) o camions.
• Per via marítima: amb petroliers per a grans distàncies.

El refinat és la transformació del cru que es realitza en complexos industrials anomenats refineries.

Processos de Tractament del Petroli

Destil·lació Fraccionada

La destil·lació fraccionada del petroli és un procés físic mitjançant el qual, aplicant calor, s'obtenen els diferents components del cru.

Craqueig

El craqueig és un procés químic industrial de tractament dels productes procedents de la destil·lació fraccionada del petroli.

Terminologia del Petroli i Gas

• Petrolier: Buc dissenyat per al transport de cru o productes derivats del petroli.
• Gasoducte: Conducció de canonades per transportar gasos combustibles a gran escala.
• Gas natural: Mescla de gasos, principalment metà.
• GLP (Gas Liquat del Petroli): Mescla de gasos liquats presents en el gas natural o dissolts en el petroli.

Energia Nuclear

Tipus de Centrals Nuclears

Tipus de producció d'energia nuclear:

• Centrals amb reactor d’aigua a pressió (PWR).
• Centrals amb reactor d’aigua en ebullició (BWR).

Combustibles Nuclears i Reaccions

Fissió Nuclear

En la fissió nuclear s’utilitzen com a combustibles nuclears l'Urani 235 i el Plutoni 238, que són materials metàl·lics pesants, sòlids i radioactius.

Fusió Nuclear

En la fusió nuclear s’utilitzen com a combustibles nuclears el Deuteri ($h^2$) i el triti ($h^3$), que són isòtops d'hidrogen amb nuclis molt lleugers.

Components del Reactor

Relació entre components:

• Urani natural: Element químic metàl·lic presentat en baixes concentracions.
• Urani enriquit: S'utilitza com a combustible nuclear i s'obté pel procés d'enriquiment de l'urani.
• Moderador: Substància que disminueix la velocitat dels neutrons.
• Barres de control: Barres d'acer al bor amb capacitat d'absorbir neutrons per controlar la potència del reactor.

Refrigeració i Comparativa

Refrigeració

En centrals tèrmiques i nuclears s'utilitza una gran quantitat d'aigua per refrigerar el condensador. El refredament es produeix gràcies a l'intercanvi de calor; l'aigua freda és impulsada al generador de vapor.

Comparativa d'Energies

Comparativa entre combustibles fòssils i energia nuclear:

• Combustibles fòssils: Són les centrals més barates, però el seu ús genera emissions de gasos d'efecte hivernacle i pluja àcida.
• Energia nuclear: No emet gasos contaminants, però és cara, produeix impacte ambiental i els residus són contaminants.