Fonts d'Energia: Tipus, Usos i Processos

Fonts d'Energia: Tipus i Característiques

Les fonts d'energia són els recursos naturals dels quals es pot obtenir energia per produir calor, llum i potència.

Classificació de les Fonts d'Energia

• Primàries: Es troben en la natura, com la llenya, l'aigua, el carbó, el petroli, etc.
• Secundàries: S'obtenen a partir de les fonts primàries, com l'electricitat o la benzina.
• Renovables: Reserves il·limitades, perquè es generen contínuament. Són les que provenen del Sol, del vent, etc.
• No renovables o exhauribles: Reserves limitades. Són el carbó, el petroli, etc.
• Convencionals: A partir d'elles es produeix la majoria d'energia consumida per les ciutats.
• No convencionals: A partir de les quals es produeix una petita part de l'energia total consumida per la societat.

Materials Combustibles

Els materials combustibles són substàncies que, en combinar-se amb l'oxigen, donen lloc al fenomen de la combustió, amb la qual cosa s'obté energia calorífica i sovint energia lluminosa.

Tipus de Materials Combustibles

• Sòlids: El més utilitzat és el carbó, en totes les seves formes: antracita, hulla o lignit.
• Líquids: En general provenen de la destil·lació del petroli, com la benzina, el querosè, el fuel, el gasoil. També s'utilitzen alcohols com l'etanol i el metanol que provenen de plantes.
• Gasosos: Els més utilitzats són el gas natural i els gasos liquats del petroli, com el butà i el propà.

El Carbó

El carbó és un combustible fòssil sòlid.

• Torba: Conté aproximadament un 60% de carboni i molta humitat. S'utilitza després del seu assecament per al consum domèstic.
• Lignits: Són carbons d'origen recent, de poder calorífic baix i produeixen molta cendra quan es cremen.
• Hulles: Són carbons bituminosos o grassos, de gran poder calorífic i es converteixen en carbó de coc. Són utilitzats com a reductors.
• Antracites: Són carbons molt antics, de major poder calorífic i amb un contingut en carboni del 95%.
• Grisú: Gas que desprèn el carbó.

El Petroli Brut

El petroli brut és un líquid de color variable, lleugerament menys dens que l'aigua, d'aspecte oliós, de viscositat variable, encara que normalment alta, i d'olor desagradable. Està constituït per una barreja d'hidrocarburs de composició diversa i en proporcions molt variables, segons el jaciment de procedència. Conté també quantitats petites de sofre, oxigen i nitrogen. El petroli brut no té aplicació directa; se n'han de separar els components per destil·lació en refineries.

Processos de Refinació del Petroli

Destil·lació Fraccionada

Consisteix a escalfar el cru fins a l'evaporació, per refredar-lo progressivament i obtenir les fraccions condensades separades en funció del seu punt d'ebullició. S'efectua amb dues torres de destil·lació o columnes de fraccionament. La primera treballa a pressió atmosfèrica i la segona al buit.

Craqueig

Consisteix en la descomposició dels hidrocarburs més pesants, per tal d'obtenir-ne de més lleugers. El procés es pot fer a temperatures i pressions elevades o amb la presència de catalitzadors químics.

Polimerització

És el procés químic contrari al craqueig: els hidrocarburs lleugers es converteixen en compostos més pesants. Els processos de craqueig i polimerització són molt importants perquè permeten obtenir el producte de més demanda al mercat, la benzina, a partir d'altres que no en tenen tanta.

Reformació

S'utilitza per millorar les característiques de les benzines. Es fa a altes temperatures i en presència d'un catalitzador, com ara el platí. El procés final consisteix en l'eliminació de les impureses químiques, com ara el sofre i els compostos corrosius, per fer aptes per al consum els diferents productes obtinguts.

El Gas Natural

El gas natural, tal com es troba a la natura, està format bàsicament per metà barrejat amb altres gasos, com l'età, el propà, el butà, etc., en proporcions variables. Es troba formant bosses, sol o associat amb el petroli, cobertes per capes impermeables que n'impedeixen la propagació. Un gas combustible és capaç de reaccionar amb l'oxigen de l'aire en forma ràpida amb alliberament de calor.

Isòtops i Energia Nuclear

Dels àtoms del mateix element que es diferencien en el nombre de neutrons i, per tant, també en el nombre màssic, es diu que són isòtops de l'element.

• Els isòtops radioactius artificials s'obtenen mitjançant el bombardeig de nuclis amb partícules projectil alfa, beta i gamma, sobretot neutrons.
• L'energia nuclear és l'energia continguda en el nucli dels àtoms.
• Qualsevol procés de transformació que implica el nucli d'un àtom s'anomena reacció o transmutació nuclear.
• En les reaccions de fusió s'uneixen nuclis d'elements lleugers per formar nuclis més pesants.
• Les reaccions de fissió consisteixen a provocar la ruptura del nucli d'un àtom amb l'impacte d'un neutró. L'interès més gran del procés de fissió està en el fet que per cada nucli escindit s'emeten dos o tres neutrons que poden escindir altres nuclis d'urani, i així successivament: aquest procés es diu reacció en cadena. D'aquesta manera, iniciada la reacció nuclear, es pot mantenir per si mateixa sempre que es disposi d'una quantitat d'àtoms d'urani suficient, anomenada massa crítica.