RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES DE LA ATMÓSFERA

1. RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES DE LA ATMÓSFERA • Energía eólica: • Energía del viento, procedente del Sol. • Las diferentes presiones, por las diferentes temperaturas, generan el viento. • Instrumento: molinos de viento acoplados a generadores (energía del viento en energía eléctrica) • Son aeroturbinas individuales o parques eólicos • Aplicaciones: • Instalaciones de gran potencia (>1MW) a la red general • Equipos de menor potencia: reducción costes consumo energético • Enclaves rurales aislados de la red general • Aplicaciones específicas (salación de agua, equipos de bombeo, etc.)

2. RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES DE LA ATMÓSFERA • Energía eólica: • Ventajas: • Energía limpia autóctona e inagotable • Bajos costes de instalación • Alto desarrollo tecnológico • Desarrollo sostenible y reducción de las energías no renovables • Inconvenientes: • Fuente de energía no constante • Energía de flujos fuertes, no almacenable • Impacto ambiental loca (paisajístico y pasos migratorios)

3. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA

4. RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES DE LA ATMÓSFERA • Energía solar: • Energía solar directa • Arquitectura solar bioclimática: • Edificios que aprovechan el calor de la radiación. • Grandes ventanales en fachadas sur • Muros de inercia con acúmulo de calor • Canales de flujo del calor (distribución por la edificación) (Edificio termita) • Materiales que absorben y retienen el calor • Etc.

5. RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES DE LA ATMÓSFERA • Energía solar: • Energía fotovoltaica: • Transformación directa de la luz en electricidad. • Material: cristal semiconductor de silicio (celda fotovoltaica) • Movimientos de e- y formación de diferencias de potencial (electricidad) • Aplicaciones: • Instalaciones de gran potencia: a la red, en industrias o bloques de viviendas • Emplazamientos rurales remotos, aislados de la red general • Aplicaciones específicas (señalización, faros, teléfonos emergencia en carreteras, estaciones espaciales, calculadoras, relojes, etc.)

6. RECURSOS ENERGÉTICOS RENOVABLES DE LA ATMÓSFERA • Energía solar: • Energía solar térmica: • Capacidad de la energía electromagnética para calentar fluidos (agua) • Instalaciones: absorbedores térmicos planos (plástico negro) conectados al circuito hidráulico (piscinas, red de calefacción, acumuladores, etc.) • Ventajas: • Energía autóctona, inagotable y limpia • Elevada calidad energética • Independencia del exterior • Bajo impacto ambiental • Desventajas: • Irregular y dispersa (España es el país más regular) • Energía excedentaria, no almacenable

7. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA

8. RIESGOS CLIMÁTICOS • Temperaturas: • Seres vivos: adaptaciones a los cambios de temperatura • Fuertes variaciones, dan muertes por olas de frío y calor • España riesgo de olas de calor por: • Verano con anticiclón y aire subtropical • Vientos africanos secos y calurosos • España riesgo de olas de frío por: • Inviernos con vientos polares del norte de Europa • Fuertes tormentas de nieve

9. RIESGOS CLIMÁTICOS • Viento: • >70 km/h alta peligrosidad (ciclones tropicales, huracanes, tornados) • Origen: gran depresión superficial, rellenada con aire de capas altas y movimientos turbulentos de gran velocidad. • En latitudes intertropicales, no cruzan los hemisferios (?) • Efectos catastróficos de los ciclones: • Muerte de la población directa o por inundaciones • Destrucción de construcciones civiles y áreas forestales • Destrucción de cosecha y erosión del suelo • Escala que mide los huracanes: Saffir-Simpson (5 niveles, 250 km/h)

10. RIESGOS CLIMÁTICOS • Precipitaciones: • Tormentas: • Borrascas locales asociadas a cúmulos nimbos. • Grandes precipitaciones y descargas eléctricas • Tipos: • Térmicas: origen convectivo, verano • Orográficas: efecto Föhen • Frontales: choque de masas de aire frío y cálido • Tropical: depresión tropical + gran evaporación marina= ciclón tropical • Efectos: • Inundaciones: muertes, erosión, pérdidas económicas • Pérdida de cosechas: granizo • Pérdida de suelo: gotas y arrastre de la lluvia • Accidentes de tráfico

11. RIESGOS CLIMÁTICOS • Precipitaciones: • Tormentas: • Precipitación en: lluvia, nieve y graniza (formación) • Nieve: no dañina para la agricultura, peligroso las avalanchas, aludes y los cortes de carretera y accidentes de tráfico • Granizo: en cumulonimbos de verano, catastrófico • Rayos: • Descargas eléctricas asociadas a la tormenta (tormentas secas y origen) • Daños: • Incendios forestales • Muerte de animales y personas

12. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA

13. RIESGOS CLIMÁTICOS • Precipitaciones: • Gota fría: • Costas mediterráneas • Embolsamiento de aire frío en capas altas de la atmósfera con A (repaso) • Fuerte precipitación por inestabilidad atmosférica • Pantano barométrico: tras el paso de un frente frío y otro cálido, que retiene aire frío. • En primavera y otoño. Ceden las masas de aire cálido y el aire frío retenido provoca las fuertes precipitaciones. • Se puede detectar con 2 o 3 días • Típicos de: Baleares, Cataluña, Valencia, Levante, Murcia y Andalucia

14. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA

15. RIESGOS CLIMÁTICOS • Precipitaciones: • Sistemas convectivos: • Grandes masas de nubes tormentosas de considerable extensión • Mezcla de aire cálido subtropical y aire frío polar • Gran nivel de precipitación, inundaciones, desbordamientos, etc. • Riesgo: se detectan con solo 2 -3 horas de anticipación. • Inundaciones: • Las zonas pueden ser muy extensas y con graves daños: • Muerte directa de personas y animales • Destrucción de cosechas, construcciones, viales, diques, embalses, etc. • Gran erosión del terreno • Riesgo de epidemias.

16. RIESGOS CLIMÁTICOS • Precipitaciones: • Inundaciones: • Son especialmente peligrosos en el mediterráneo (gota fría y ramblas)

17. RIESGOS CLIMÁTICOS • Sequía: • Descenso acusado de las precipitaciones • Afecta a zonas más o menos extensas durante largos periodos • La evapotranspiración (ETP) supera las precipitaciones • Índice Precipitación/ETP= húmedo, subhúmedo, semiárido y árido • Principales zonas de riesgo de sequía en España: Almería, Alicante, etc. • Principales causas: • Topográficas: barreras montañosas (efecto Föhen) • Climáticas: anticiclones, subsidencia, ausencia de precipitaciones, etc. • Influencia marina: continentalidad, los monzones, fenómeno del Niño, etc. • Edáficas: menor humedad edáfica, mayor albedo, menor vegetación, erosión • Atmosféricas: polvo, contaminación, inversión térmica, etc. • Antrópicas: efecto invernadero y cambio climático.

18. RIESGOS CLIMÁTICOS

19. RIESGOS CLIMÁTICOS • Sequía: • Efectos: • Disminución agrícola y ganadera • Abastecimiento de agua • Menor rendimiento de los recursos • Probabilidad de incendios forestales • Planificación de los riesgos climáticos: • Cartografía de riesgos • A partir de ella, observación de las variables meteorológicas en zonas de riesgo (medidas predictivas) • Buenas predicciones meteorológicas

20. RIESGOS CLIMÁTICOS • Medidas preventivas y correctoras: • Medidas estructurales: • Regularización del caudal fluvial • Embalses, canales y diques de contención • Riesgos: rotura de presas, aumento del caudal en un canal, menor retención del agua en el suelo • Mejor medida: reforestación y conservación del suelo • Medidas funcionales: • Ordenación del territorio y planes de emergencia de protección civil • Evitar cultivo en terrazas y vías de comunicación en llanuras de inundación • Ley de aguas sobre zonas de ocupación en terrazas fluviales: • Zona de servidumbre: 5m desde márgenes del río. Actuaciones prohibidas • Zona de policía: 100 m, necesaria autorización para actividades • Zona inundable: zona con período de retorno de 500 años. Uso limitado.

21. RIESGOS CLIMÁTICOS

22. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Revolución industrial, revolución tecnológica y la actividad industrial, responsables de la contaminación atmosférica actual. • Fuentes y tipos de contaminación: • Según su origen: • Contaminación natural: por la dinámica terrestre (volcanes, incendios, etc) • Contaminación antrópica: por actividades humanas (coches, industrias, …) • Según su naturaleza: • Contaminación química: por una sustancia concreta • Contaminación física: cambios en las características físicas de la atmósfera por causas térmicas, acústicas o de radiación.

23. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Contaminación física: • Contaminación térmica: • Liberación de calor al medio • Problema loca: ciudades, volcanes, térmicas, cambio atmosférico • Contaminación por radiaciones ionizantes: • Tipo rayos X, α, γ, β, con mucha energía • Actividades militares, laboratorios, médicas, industriales, nucleares, etc. • Provocan mutaciones • Contaminación por radiaciones electromagnéticas no ionizantes: • Sistemas de comunicación y sistemas de distribución de energía eléctrica • Peligrosidad sin demostrar, solo indicios

24. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Contaminación física: • Contaminación por radiaciones electromagnéticas no ionizantes: • Normativa que regula la instalación de antenas, torres de tensión, etc. • Electricidad atmosférica + fenómenos meteorológicos = aumento de iones positivos (gruñones) • Contaminación acústica: • Ruido de alta intensidad • Principales fuentes: • Medios de transporte • Viviendas, electrodomésticos, etc. • Discotecas, cafeterías, restaurantes, etc. • Actividades industriales, construcciones civiles, etc.

25. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Contaminación acústica: • Efectos, dependen de: frecuencia, intensidad, edad y tº exposición • Efectos fisiológicos: • Fatiga auditiva (>90 dB) • Encubrimiento: falta de percepción de un ruido • Sordera profesional: exposiciones prolongadas (>85 dB) • Traumatismos acústicos: pérdida auditiva (>140 dB) • Efectos indirectos: • Aceleración ritmo cardíaco • Aceleración de la tensión arterial • Aceleración del sistema endocrino • Alteración aparato digestivo • Vértigos

26. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Contaminación acústica: • Efectos psico-fisiológicos: • Jaqueca • Pérdida de apetito • Alteración del sueño • Neurosis • Irritabilidad • Estrés, falta de concentración • Mecanismos de control: recogidos en una severa legislación • Sobre la fuente, receptor y trayectoria • Medidas preventivas: planificación urbana, legislación laboral, EIA, etc. • Medidas correctoras: arquitectura urbana, barreras sónicas, subvenciones y multas, modificación de la maquinaria

27. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Contaminantes químicos primarios: 90% de la contaminación • Partículas en suspensión: • Calima o humo industrial de tamaño <10 µm (sólido, líquido o gaseoso) • Sólidos: volcanes, minas, calefacciones, industrias (fijas) vehículos (móviles) • Líquidas: oleaje marino • Óxidos de N (NOx): • N2O: desnitrificación bacteriana (abonos nitrogenados). • NO: desnitrificación, fijación cósmica y combustiones • NO2: origen antrópico (combustiones). Tóxico • Fuentes antrópicas 10% de las emisiones totales • Ciclo fotolítico: NO pasa a NO2

28. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Óxidos de N (NOx): • A más temperatura más NOx • NH3: putrefacción de materia orgánica pasa a NOx (oxidación) • Óxidos de azufre y sulfatos: • SO2: olor y sabor picante, más denso que el aire • Fuentes: • Combustión de carbón y fuel, e incendios forestales • Volcanes océanos, y pantanos (SH2, descomposición orgánica, oxida a SO2) • Óxidos de carbono: • CO: combustión incompleta en vehículos y procesos industriales. 10%, efectos • CO2: origen antrópico, aumenta cada año (efecto invernadero)

29. RIESGOS CLIMÁTICOS

30. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Hidrocarburos: • Origen natural, menos en las ciudades • CH4: por descomposición bacteriana de m.o. anaerobiosis (efecto invernadero) • Puede dar oxidantes fotoquímicos por radiación u.v. (smog, contaminante 2º) • Metales pesados: • Degradación muy lenta y bioacumulables • Cancerígenos, lesiones respiratorias, cardiovasculares y nerviosas.

31. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

32. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Compuestos halogenados y derivados: • Cl, HCl, F, HF, y derivados CFC • Corrosivos, de industrias de aluminio, cerámica y fertilizantes • Muy estables y destruyen la capa de ozono • Contaminantes químicos secundarios: • Formados a partir de los 1º por la energía solar • O3: • Azul, más denso que el aire y muy reactivo y oxidante • Puede ser natural o antrópico, aumenta con las Tª y la insolación • Perjudica la salud y las plantas • España país de riesgo de contaminación

33. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Compuestos orgánicos volátiles (COV): • Dioxinas y furanos • De hidrocarburos gaseosos 1º, por oxidación. • Reacción entre los radicales. • Junto a los NOx forman la capa de O3 • Muy cancerígenos • Derivados de los NOx y SOx: • HNO3, PAN y H2SO4: forman ozono, smog contaminante y lluvia ácida

34. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

35. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Efectos generales de los contaminantes atmosféricos: • Atmósfera gran reactor fotoquímico • Efectos nocivos de los contaminantes dependen de: • Concentración • Tiempo de exposición • Características del receptor • Sinergia y antagonismos • Efectos: • Salud: • afecciones en pulmones, piel, mucosas, garganta y ojos. • Grupos de riesgo: niños, ancianos, personas sensibles, etc.

36. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Efectos: • Vegetales: • Acumulación en hojas (sin luz, y sin apertura de estomas) • Clorosis: fotosíntesis deficiente, defoliación, retraso crecimiento, caída hojas, deformaciones, muerte • Materiales: • Decoloración de tejidos • Corrosión de materiales constructivos (mal de la piedra) • Medio: • Acidificación de suelo y agua • Cambios en el clima • Efectos condicionados por factores concretos:

37. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

38. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Efectos según la zona de afección: • Locales: islas térmicas, smog fotoquímico • Regionales o globales: lluvia ácida, efecto invernadero, y agujero de ozono • Islas térmicas: • Ciudades con mucho calor, contaminación y grandes edificios: sin vientos • Capa de contaminación y 10% o 30% menos de radiación • Absorción onda corta y gran emisión onda larga Formación de circulación ciclónica local • Efecto invernadero local • Nieblas y humo (smog): • Mezcla de niebla con partículas de humo, en atmósferas húmedas y anticiclónicas (sin viento), en ciudades costeras.

39. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

40. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Nieblas y humo (smog): • Hay 2 tipos: • Smog ácido: • Combustibles fósiles (S) que dan : SO2, SO3 y H2SO4 • Dan una atmósfera gris corrosiva y peligrosa para el ap. Respiratorio • Smog fotoquímico u oxidante: • Los NOx son oxidados por los rayos u.v. • Los derivados formados (HNO3, O3, PAN y aldehídos) son muy oxidantes • Daños en animales y plantas • Lluvia ácida: • Lluvia con un pH < 5,6 • Efectos en zonas alejadas de los focos

41. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Lluvia ácida: • Agentes causantes: • Emisión antrópica de SO2 y NOx y reacción con luz solar, humedad y OH- atmosféricos, dando H2SO4 y H2NO3 • Puede darse deposición húmeda (lluvia) o seca • Transportes: • Según la circulación atmosférica y la presencia de Na+, K+, Ca2+, Mg2+ y NH4+ • Se frena en los océanos • Altas chimeneas, provocan contaminación transnacional • Efectos: • Corroe materiales de construcción (mal de la piedra) • Afección a los vegetales y deterioro de los bosques • Acidificación de las aguas continentales (muerte de comunidades acuícolas, asfixia) • Acidificación de suelos (silíceos), movilización y arrastre de minerales

42. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

43. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Agujero de la capa de ozono: • Destrucción y formación constante de la capa de ozono (equilibrio). • Producido en el Ecuador y transporta por vientos estratosféricos • Agentes destructores: • N2O: origen antrópico (aviones y desnitrificación agrícola) • Los NOx actúan como catalizadores por fotolisis en la formación y destrucción • CFC: aerosoles, industria del frío, y agentes inflables de espumas y los halones de los extintores • 1 molécula de Cl destruye 10.000 de O3 • Aumento de los PFC y los SF6, también de efecto invernadero • Efectos: • Destrucción capa de ozono y mayor radiación u.v. • Daños oculares, cánceres de piel, debilitamiento del sistema inmune, alteración de las cadenas alimenticias

44. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

45. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Agujero de la capa de ozono: • Efectos: • Agujero de la Antártida, máximo en otoño. • Bajas Tº, formación de cristales de hielo sobre núcleo de condensación de NO2 • Precipitación y eliminación de la atmósfera (protege la destrucción de O3) • H. Norte más montañoso, creación de ondas atmosféricas y calentamiento de la estratosfera: amortiguan el agujero de ozono • Efecto invernadero: • Efecto invernadero natural: temperatura media de la Tierra +15ºC • Adición de gases antrópicos que aumentan el efecto invernadero • Emisión actual mucho mayor que los procesos naturales de consumo del CO2 • CO2 principal gas de efecto invernadero.

46. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

47. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Efecto invernadero: • Ciclo del CO2 • El océano puede absorber un 70% del producido por su solubilidad en agua • Causas antrópicas: deforestación y combustiones industriales • También el CH4 es un gas de efecto invernadero: procede del ganado, vertederos y la combustión de biomasa. • Efectos: • Calentamiento global de la atmósfera • Cambio climático • Aumento del nivel del mar • Deshielo de los polos • Modificación de los ecosistemas y Biomas • Extinción de especies y fenómenos atmosféricos más violentos

48. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

49. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA

50. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA • Medidas para disminuir la contaminación atmosférica: • Reducir emisiones de CO2 • Aumentar el uso de energías renovables • Ahorro energético e investigación en energías limpias (fusión nuclear) • Reducir emisiones en agricultura y ganadería • Frenar contaminación marina, desertización y deforestación • Aumentar la repoblación forestal • Potenciar el transporte colectivo y fomentar los vehículos eléctricos • Procesos de producción más limpios y con menos emisiones • Concienciación social y educación ambiental • Medidas económico-políticas (subvenciones, multas)