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4° medio · Ciencias para la Ciudadanía
Los recursos y su gestión · Los recursos y la sostenibilidad

Los recursos energéticos y mineros

Cuando cargas bencina, prendes la estufa a parafina o cargas el celular, estás usando energía que alguien extrajo, transformó y transportó. En Chile, las plantas solares del desierto de Atacama, las centrales hidroeléctricas del sur y los parques eólicos conviven en un mismo sistema, mientras el país importa casi todo el petróleo y el gas que consume. ¿De dónde sale cada energía, qué condiciones geológicas necesita y qué impactos deja en el ambiente y en la gente que vive cerca?

Energía primaria y combustibles fósiles

Al cargar bencina o el celular usamos formas de energía ya transformadas, que no existen libres en el ambiente y que perdieron calor en cada etapa. ¿Cómo distinguimos las fuentes según las tomamos directamente de la naturaleza o después de procesarlas?

Ojo: la electricidad es solo una parte de la energía final. El transporte y buena parte de la industria usan sobre todo combustibles líquidos y gaseosos (bencina, diésel, gas licuado), que no salen de la red eléctrica. Por eso, un país puede generar mucha electricidad renovable y seguir dependiendo de hidrocarburos, propios o importados, para mover camiones, micros, maquinaria agrícola e industrias. Chile es un buen ejemplo: su electricidad es cada vez más solar y eólica, pero casi todo el petróleo lo importa. Para analizar la dependencia energética hay que mirar el mix de energía primaria completo, no solo el de generación eléctrica.

Además, las fuentes se clasifican según su ritmo de reposición. Las renovables (solar, eólica, hidráulica, biomasa bien gestionada) se reponen a escala humana. Las no renovables (carbón, petróleo, gas, uranio) tardaron millones de años en formarse y las consumimos mucho más rápido de lo que se generan.

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Clasifica estos recursos energéticos en renovables y no renovables: carbón, energía solar, gas natural, energía eólica, uranio y energía hidráulica.

Clasifica estos recursos energéticos en renovables y no renovables: carbón, energía solar, gas natural, energía eólica, uranio y energía hidráulica.

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Corte de una trampa petrolífera en anticlinal. Una roca sello impermeable cubre una roca reservorio porosa y permeable plegada en arco. Bajo la cresta se acumula el gas, debajo el petróleo y en los flancos el agua, separados por contactos horizontales. Desde la roca madre inferior el petróleo migra hacia arriba por los flancos de la roca reservorio. Trampa petrolífera en anticlinal gas petróleo agua migración roca cubierta impermeable roca almacén porosa y permeable roca madre con kerógeno

En Chile, los hidrocarburos propios son pocos y están en la cuenca de Magallanes, en el extremo sur; por eso el país importa gas natural licuado (GNL) en barcos, que se recibe en terminales como Quintero y Mejillones, y petróleo en buques. El gas natural comparte el origen del petróleo, pero se transporta por gasoductos o, licuado, en barcos; el petróleo, por oleoductos y buques. El petróleo se refina en plantas como la de Concón. El petróleo se usa sobre todo para combustibles y como materia prima de plásticos; el gas, para calefacción, industria y generación eléctrica. Ambos tienen origen común (materia orgánica marina), pero el petróleo es líquido y una mezcla de hidrocarburos pesados, y el gas natural es gaseoso y rico en metano.

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El esquema muestra una trampa petrolífera en anticlinal, con tres elementos geológicos numerados (1–3) y los fluidos separados por densidad. Nombra los tres elementos…

El esquema muestra una trampa petrolífera en anticlinal, con tres elementos geológicos numerados (1–3) y los fluidos separados por densidad. Nombra los tres elementos (roca madre, roca almacén y roca cubierta), explica por qué el petróleo y el gas quedan atrapados en esa posición y resume cómo se forma el petróleo.

gas petróleo agua 1 2 3
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¿Qué es un combustible fósil y cuáles son sus tres formas principales? ¿Qué tienen en común su origen y su impacto atmosférico?

¿Qué es un combustible fósil y cuáles son sus tres formas principales? ¿Qué tienen en común su origen y su impacto atmosférico?

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¿Qué diferencia hay entre energía primaria, como el carbón, el uranio o el sol, y energía final, como la electricidad o la bencina? ¿Por qué hay pérdidas entre ambas?

¿Qué diferencia hay entre energía primaria, como el carbón, el uranio o el sol, y energía final, como la electricidad o la bencina? ¿Por qué hay pérdidas entre ambas?

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Compara el gas natural y el petróleo: origen común, estado y composición, transporte (gasoductos y gas licuado frente a oleoductos) y principales usos.

Compara el gas natural y el petróleo: origen común, estado y composición, transporte (gasoductos y gas licuado frente a oleoductos) y principales usos.

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Impactos de los fósiles y energía nuclear

Los combustibles fósiles contaminan el aire (como la leña y el carbón en Temuco y Santiago) y su extracción transforma el territorio. Los embalses, que también cambian el territorio y el curso de los ríos, se analizan además en RECURS-AGUAS. La energía nuclear no emite CO₂ en la central, pero tiene otros problemas. ¿Cómo se comparan?

Minería del carbón y restauración

La minería a rajo abierto (como la del carbón, hoy en retirada en Chile junto con las centrales a carbón) remueve la cobertura de suelo y roca. Deja grandes huecos y botaderos de estéril que modifican el relieve; el agua que pasa por los residuos se acidifica y arrastra metales a ríos y aguas subterráneas; y el suelo se pierde o queda compactado y sin materia orgánica. Un plan de restauración debe incluir: remodelado del terreno, reposición de suelo fértil, revegetación con especies nativas, control y tratamiento de las aguas y seguimiento (monitoreo) durante años.

Ciclo del combustible nuclear: mina de uranio, enriquecimiento, central y residuo. mina enriquecim. central residuo
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¿Qué proceso físico aprovecha una central nuclear y en qué se diferencia de la combustión del carbón en cuanto a emisiones atmosféricas y a residuos generados?

¿Qué proceso físico aprovecha una central nuclear y en qué se diferencia de la combustión del carbón en cuanto a emisiones atmosféricas y a residuos generados?

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La minería del carbón a rajo abierto deja grandes huecos y botaderos de estéril. Describe su impacto sobre el relieve, las aguas y el suelo, y explica qué debe incluir…

La minería del carbón a rajo abierto deja grandes huecos y botaderos de estéril. Describe su impacto sobre el relieve, las aguas y el suelo, y explica qué debe incluir un plan de cierre y restauración de la mina.

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La fracturación hidráulica (fracking) extrae gas de rocas esquisto. Explica en qué consiste la técnica y analiza dos ventajas (nuevos recursos, independencia energética)…

La fracturación hidráulica (fracking) extrae gas de rocas esquisto. Explica en qué consiste la técnica y analiza dos ventajas (nuevos recursos, independencia energética) y dos riesgos (sismicidad inducida, contaminación de aguas).

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Energías renovables

Un día de sol y viento en el norte de Chile, las plantas solares y los parques eólicos pueden cubrir buena parte del consumo eléctrico sin gastar combustible. Pero en una noche sin viento la red necesita otras fuentes. ¿De qué fuentes inagotables disponemos y cómo las integramos para tener electricidad todo el tiempo?

Animación de una central de bombeo: primero se sube agua por la tubería al embalse superior (su nivel sube y el del inferior baja); tras una pausa, el agua baja y se turbina (el superior baja y el inferior sube); por último se bombea de nuevo hasta el nivel inicial. El rótulo de cada fase se resalta en su momento. embalse superiorembalse inferior bombeo (sobra) turbinado (falta)
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¿Qué es la biomasa como recurso energético y por qué solo se considera renovable si se gestiona de forma sostenible?

¿Qué es la biomasa como recurso energético y por qué solo se considera renovable si se gestiona de forma sostenible?

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¿Qué es una central hidroeléctrica de bombeo y qué función de almacenamiento cumple en un sistema eléctrico con mucha energía solar y eólica?

¿Qué es una central hidroeléctrica de bombeo y qué función de almacenamiento cumple en un sistema eléctrico con mucha energía solar y eólica?

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Una central hidroeléctrica y un parque eólico son instalaciones renovables, pero no inocuas. Compara sus impactos ambientales (territorio, fauna, paisaje) y su capacidad…

Una central hidroeléctrica y un parque eólico son instalaciones renovables, pero no inocuas. Compara sus impactos ambientales (territorio, fauna, paisaje) y su capacidad para responder a la demanda eléctrica.

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¿Qué energías aprovechan las centrales mareomotriz y undimotriz y en qué se diferencian? Valora su desarrollo actual frente a la energía solar y la eólica.

¿Qué energías aprovechan las centrales mareomotriz y undimotriz y en qué se diferencian? Valora su desarrollo actual frente a la energía solar y la eólica.

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Un caso especial son los acuíferos kársticos: en macizos calizos el agua de lluvia se infiltra rápido por dolinas y lenares (superficies de roca disueltas y fisuradas) y reaparece en manantiales, casi sin filtrarse. Por eso las pistas, excavaciones y zapatas pueden abrir nuevas vías de infiltración, enturbiar el agua y contaminar las fuentes de abastecimiento de poblaciones cercanas.

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¿Qué es el factor de capacidad de una fuente renovable? Explica por qué la intermitencia de la energía solar y de la eólica exige sistemas de respaldo (bombeo, baterías,…

¿Qué es el factor de capacidad de una fuente renovable? Explica por qué la intermitencia de la energía solar y de la eólica exige sistemas de respaldo (bombeo, baterías, interconexiones) y cómo se gestionan.

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Se proyecta un parque eólico con 20 aerogeneradores en un cordal montuoso calizo a 1300 m de altitud, con vientos medios de 7,5 m/s. La cresta presenta dolinas y lenares…

Se proyecta un parque eólico con 20 aerogeneradores en un cordal montuoso calizo a 1300 m de altitud, con vientos medios de 7,5 m/s. La cresta presenta dolinas y lenares kársticos que alimentan las vertientes de abastecimiento de dos valles, y constituye el corredor de vuelo diario de una colonia de buitre leonado (Gyps fulvus) y alimoche (Neophron percnopterus).\n\na) Analiza los impactos geológicos e hidrogeológicos específicos derivados de la apertura de caminos y la excavación de fundaciones en un macizo kárstico, prediciendo cómo pueden alterar la infiltración y la turbidez del agua en las vertientes.\nb) Diseña un plan de medidas preventivas y correctoras jerarquizadas para compatibilizar la instalación con la conservación: determina qué condicionantes técnicos exigirías para la ubicación de las turbinas, qué sistemas de detección y detención automática para avifauna implementarías y cómo resolverías la evacuación eléctrica para minimizar la fragmentación del paisaje.

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Transición energética y minerales críticos

Descarbonizar exige electrificar, ahorrar y reemplazar fósiles por renovables, pero también materiales (cobre, litio, tierras raras) y vectores como el hidrógeno verde (producido por electrólisis con electricidad renovable). La tasa de retorno energético (energía obtenida / energía invertida) ayuda a comparar fuentes.

Evolución esquemática del mix eléctrico: disminuye la parte fósil y aumenta la renovable. anteshoyobjetivo verde: renovable

Un debate actual es el de los minerales críticos. Un vehículo eléctrico necesita mucha más masa de minerales (litio, cobalto, níquel, manganeso) que uno a combustión. El litio del salar de Atacama y el cobre de Chile entran en esa discusión: pueden dar empleo e ingresos al país, pero se extraen en zonas áridas donde el agua es escasa y hay comunidades indígenas atacameñas con derecho a ser consultadas. Además, producir un auto eléctrico en un país y extraer sus minerales en otro traslada los impactos: electrificar sin cuidar el territorio es incoherente. Además, buena parte del refinado mundial está concentrado en pocos países, lo que crea dependencia. La sustentabilidad no se reduce a «cambiar de fuente»: importa quién extrae, dónde, a qué costo ambiental y para quién.

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Imagina que un informe divulgado en prensa afirma: «Dado que España genera ya más del 50 % de su electricidad con fuentes renovables (eólica y solar), su dependencia…

Imagina que un informe divulgado en prensa afirma: «Dado que España genera ya más del 50 % de su electricidad con fuentes renovables (eólica y solar), su dependencia energética exterior se ha reducido drásticamente y carecer de cuencas sedimentarias ricas en hidrocarburos ha dejado de condicionar su economía».\n\na) Rebate técnicamente esta afirmación distinguiendo entre mix de generación eléctrica y mix de energía primaria en España, justificando por qué la geología peninsular sigue determinando la vulnerabilidad estratégica y la factura energética exterior.\nb) Diseña dos propuestas sectoriales para desacoplar el transporte pesado y la industria térmica de los combustibles fósiles importados, evaluando los cuellos de botella geológicos o de materiales críticos asociados a cada una.

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Un vehículo eléctrico medio requiere multiplicar por seis la masa de minerales críticos (litio, cobalto, níquel, manganeso y tierras raras) respecto a un vehículo de…

Un vehículo eléctrico medio requiere multiplicar por seis la masa de minerales críticos (litio, cobalto, níquel, manganeso y tierras raras) respecto a un vehículo de combustión. El 70 % del cobalto proviene de la República Democrática del Congo y más del 65 % del refinado de litio y tierras raras está concentrado geográficamente en China. En España, los proyectos de explotación de litio en roca (Cáceres) y tierras raras (Ciudad Real) sufren una fuerte oposición social y ambiental.\n\na) Analiza la incoherencia territorial y ambiental que supone adoptar políticas de electrificación masiva mientras se externaliza la huella ecológica y social de la minería extractiva a países con marcos ambientales o laborales laxos.\nb) Diseña un conjunto de tres medidas estratégicas (técnicas y regulatorias) para la Unión Europea que permitan reducir la vulnerabilidad de suministro de estos metales sin deteriorar los ecosistemas locales, valorando con sentido crítico hasta qué punto el reciclaje a circuito cerrado puede sustituir a la minería primaria en los próximos 15 años considerando el crecimiento del parque de baterías.

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Vuelve al principio: Chile tiene pocos hidrocarburos propios, pero sol en Atacama, viento, ríos para centrales y litio y cobre en abundancia. No hay una única «mejor» energía: conviene combinar fuentes, sumar almacenamiento e interconexión, y evaluar los impactos y quiénes los reciben en cada decisión.

Resumen

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