Ejercicios: Los recursos energéticos y mineros

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

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.

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

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

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

¿Qué es el poder calorífico de un combustible y por qué la antracita lo tiene mayor que la turba? Relaciónalo con el rango de carbonificación.

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

El carbón procede de antiguos bosques enterrados y transformados. Ordena la serie de rango creciente: hulla, turba, antracita y lignito, y explica cómo varían el contenido de carbono y la humedad a lo largo de la serie.

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.

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

El petróleo se forma a partir de materia orgánica enterrada. Explica el papel del kerógeno y de la «ventana del petróleo» (intervalo de temperatura de formación), y qué ocurre si el enterramiento supera esas temperaturas.

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

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

¿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 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.

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.

Una empresa considera dos emplazamientos en Estados Unidos para instalar una central geotérmica de ciclo binario o vapor que requiere al menos 150 °C a menos de 2 km de profundidad para ser económicamente viable:\n- Sondeo A (cuenca sedimentaria terciaria en corteza continental estable): temperatura superficial media de 14 °C y gradiente geotérmico medio de 3.0 °C por cada 100 m.\n- Sondeo B (terreno volcánico en Hawái sobre anomalía térmica somera): temperatura superficial media de 20 °C y gradiente geotérmico local de 8.5 °C por cada 100 m.\n\na) Calcula la profundidad exacta a la que se alcanzan los 150 °C en cada sondeo y justifica la viabilidad técnica y económica de la perforación en ambos casos.\nb) Describe los cuatro elementos indispensables de un reservorio geotérmico de alta entalpía (fuente de calor, acuífero permeable, roca sello y mecanismo de recarga) y predice qué problemas hidrogeológicos o de sismicidad inducida podrían surgir si se sobreexplota el reservorio del sondeo viable sin reinyección del fluido.

Se proyecta un parque eólico con 20 aerogeneradores en un cordón montañoso calizo a 1300 m de altitud, con vientos medios de 7.5 m/s. La cresta presenta dolinas y lapiaces kársticos que alimentan los manantiales 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 pistas y la excavación de zapatas en un macizo kárstico, prediciendo cómo pueden alterar la infiltración y la turbidez del agua en los manantiales.\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 parada automática para avifauna implantarías y cómo resolverías la evacuación eléctrica para minimizar la fragmentación del paisaje.

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.