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CONSIDERACIONES SOBRE FUENTES DE ENERGIA



Hacia los principios del siglo XX, el carbón se usaba para fabricar productos petróleos mediante licuefacción. Gracias a la aparición del petróleo y el gas natural, es que pudimos reemplazar al carbón en muchas de las funciones que cumplía, y que en algunos casos era nociva para la salud; (la producción de combustibles gaseosos que fue reemplazada por el gas natural).

En la Argentina  el uso de los combustibles fósiles se atribuye principalmente al petróleo y sus derivados, al gas natural y a la energía hidroeléctrica.

         Esta particularidad se debe a que, en nuestro país hay grandes yacimientos petrolíferos que están siendo explotados, y, debido a que en la mayoría de los casos el gas natural se extrae conjuntamente con el petróleo y por métodos similares; es también considerable la disponibilidad de este recurso de la naturaleza.

         En cuanto a la energía hidroeléctrica cabe destacar que la República Argentina se encuentra ubicada en el sur del planeta, y que en su parte occidental está bordeada por la Cordillera de Los Andes, de esta nacen la mayoría de la importante cantidad de ríos que posee. Debido a su disposición en forma descendente, y al gran caudal que tienen (sobre todo en época de deshielo),  es que se pusieron en marcha las plantas hidroeléctricas, que son la fuente de energía para muchas provincias, sobre todo las que se encuentran afectadas por la anteriormente nombrada Cordillera de Los Andes.

Principales fuentes de energía en el  mundo:

Los combustibles fósiles más utilizados son el petróleo, el carbón y el gas natural. Estas sustancias son extraídas de la corteza terrestre y, si es necesario, refinadas para convertirse en productos adecuados, como la gasolina, el gasóleo y el queroseno.

La mayoría de los combustibles fósiles se utilizan en el transporte, las fábricas, la calefacción y las industrias de generación de energía eléctrica. El petróleo crudo es refinado en gasolina, gasóleo y combustible para reactores, que mueven el sistema de transporte mundial. 

El carbón es el combustible más utilizado para generar energía eléctrica y el gas natural es empleado sobre todo en la calefacción, la generación de agua caliente y el aire acondicionado de edificios comerciales y residenciales.

En 1996 se consumieron en el mundo 72 millones de barriles de petróleo, 12,8 millones de toneladas de carbón y 6.400 millones de metros cúbicos de gas natural al día.

Luego de esta breve investigación pudimos darnos cuenta que la relación se mantiene casi con ninguna variación.

           Creemos que los combustibles fósiles son muy utilizados porque son muy efectivos (dan buenos resultados),  porque en el caso del petróleo y el gas natural,  practicando la destilación fraccionada se pueden lograr derivados muy útiles; y, por último,  porque su explotación no es excesivamente costosa.

         En cuanto al carbón, durante la primera mitad del siglo XX, este se explotaba  utilizando gran cantidad de mano de obra, estas eran excavaciones subterráneas, de mucho peligro pero que igualmente no significaba el gasto de sumas considerables de dinero.

Consecuencias en el ambiente:

Lluvia ácida: Cuando los combustibles fósiles son quemados, el azufre, el nitrógeno y el carbono desprendidos se combinan con el oxígeno para formar óxidos. Cuando estos óxidos son liberados en el aire, reaccionan químicamente con el vapor de agua de la atmósfera, formando ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido carbónico, respectivamente. Esos vapores de agua que contienen ácidos —conocidos comúnmente como lluvia ácida— entran en el ciclo del agua y, por tanto, pueden perjudicar la calidad biológica de bosques, suelos, lagos y arroyos.

Algunos países cuentan con leyes medioambientales que exigen el uso de equipos que reduzcan la contaminación.

Cenizas: La combustión de combustibles fósiles produce unas partículas sólidas no quemadas llamadas cenizas. Las plantas que queman carbón emiten grandes cantidades de cenizas a la atmósfera. Sin embargo, las regulaciones actuales existentes en muchos países exigen que las emisiones que contengan cenizas sean limpiadas o que las partículas sean controladas de otra manera para reducir esa fuente de contaminación atmosférica. Aunque el petróleo y el gas natural generan menos cenizas que el carbón, la contaminación del aire producida por las cenizas del combustible de los automóviles pueden ser un problema en ciudades en las que se concentra un gran número de vehículos de gasolina y diesel.

Calentamiento global: El dióxido de carbono es el principal subproducto de la combustión de los combustibles fósiles. Es lo que los científicos llaman un gas invernadero. Los gases invernadero absorben el calor del Sol reflejado en la superficie de la Tierra y lo retienen, manteniendo la Tierra caliente y habitable para los organismos vivos. No obstante, el rápido desarrollo industrial de los siglos XIX y XX ha provocado un incremento de las emisiones procedentes de la combustión de combustibles fósiles, elevando el porcentaje de dióxido de carbono en la atmósfera en un 28%. Este dramático incremento ha llevado a algunos científicos a predecir un escenario de calentamiento global que puede causar numerosos problemas medioambientales, como la destrucción de los modelos climáticos y la fusión del casquete polar.

Aunque es extremadamente difícil atribuir los cambios globales de temperatura a la combustión de los combustibles fósiles, algunos países están trabajando de manera conjunta para reducir las emisiones de dióxido de carbono procedentes de estos combustibles. Una de las propuestas consiste en establecer un sistema para que las compañías que emitan dióxido de carbono por encima del nivel establecido tengan que pagar por ello. Ese pago podría producirse de diversas formas, incluyendo: (1) pagar una cantidad a una compañía cuyas emisiones de dióxido de carbono sean inferiores al nivel establecido; (2) comprar y preservar bosques, que absorben dióxido de carbono; (3) pagar para mejorar una planta de emisión de dióxido de carbono en un país menos desarrollado, para que sus emisiones desciendan.

Recuperación y transporte del petróleo: Se producen problemas medioambientales al perforar pozos y extraer fluidos porque el petróleo bombeado desde las profundas rocas almacén suele ir acompañado de grandes volúmenes de agua salada. Esa salmuera contiene numerosas impurezas, por lo que debe ser llevada de nuevo a las rocas almacén o destruida en la superficie.

El petróleo es transportado a la refinería —situada a menudo a grandes distancias— en camiones o en petroleros, y en ocasiones se producen vertidos accidentales. Estos vertidos, especialmente los de gran volumen, pueden resultar muy perjudiciales para la vida salvaje y el hábitat.

Extracción del carbón: Las operaciones de extracción de carbón en la superficie, en las llamadas minas a cielo abierto, utilizan palas macizas para retirar la tierra y las rocas que hay por encima del carbón, perturbando el paisaje natural. Sin embargo, las nuevas medidas de protección del suelo existentes en algunos países exigen que las compañías mineras devuelvan al paisaje un aspecto similar al que tenían en un principio.

         Otro problema medioambiental asociado con la extracción del carbón se produce cuando vetas de carbón recientemente excavadas son expuestas al aire. Los compuestos de azufre que contiene el carbón se oxidan en presencia de agua, formando ácido sulfúrico. Si esa disolución de ácido sulfúrico sale a la superficie o entra en contacto con aguas subterráneas, puede perjudicar la calidad del agua y de la vida acuática. En la actualidad, se están realizando esfuerzos para eliminar el ácido sulfúrico antes de que alcance los ríos, los lagos y los arroyos. Por ejemplo, los científicos están estudiando si determinados pantanos artificiales son capaces de neutralizar esa disolución de ácido sulfúrico.

Recurso agotable: Como la economía mundial está movida por los combustibles fósiles, es de gran importancia saber cuánto durarán las reservas mundiales. No obstante, hacer una estimación de estas reservas requiere manejar un gran volumen de información, en el que se incluyen exhaustivos mapas geológicos de las cuencas sedimentarias, modelos de sistemas de producción de energía y datos que muestren los modelos y tendencias en el consumo de energía mundial.

          El carbón que convendría ser más utilizado es la Antracita, ya que es el tipo más puro, conteniendo de un 90 a un 100% de carbón debido a que estuvo expuesto a temperaturas y presiones muy altas.

Tiene un color negro brillante, una estructura cristalina y una fractura concoidea. Se utiliza sobre todo como combustible y como fuente de carbono industrial Aunque se inflama con más dificultad que otros carbones, la antracita libera una gran cantidad de energía al quemarse y desprende poco humo y hollín. La antracita se formó principalmente hacia el final del periodo carbonífero como consecuencia de movimientos telúricos que generaron calor y presión que transformaron los materiales carbonosos que existían en la Tierra.

     Sin embargo, de acuerdo a la realidad, esto no es totalmente posible puesto que la antracita se encuentra a mucha profundidad y en capas muy finitas, por lo que su explotación es muy costosa. No obstante, hay productores mundiales de antracita que por sus condiciones económicas elevadas pueden acceder a los medios para explotarla.

  •  China

  •  la antigua Unión Soviética

  • Corea del Norte

  • Corea del Sur

  • España

  • Alemania

  • Estados Unidos

         La turba es una sustancia compuesta de material orgánico originado por la descomposición incompleta de restos vegetales carentes de aire, en un medio altamente saturado de agua. Completan su composición restos de musgos, gramíneas, a veces mezclados con fragmentos leñosos y partículas de humus. En la actualidad es utilizada, entre otras cosas, como insumo en la industria perfumera y en jardinería.

         A diferencia de la turba, el lignito es otra variedad del carbón, de calidad intermedia entre el carbón de turba y el bituminoso.

Suele tener color negro pardo y estructura fibrosa o leñosa.

Tiene una capacidad calorífica inferior a la del carbón común debido a la gran cantidad de agua y escasez de carbono que contiene.

 

Con relación a los productos derivados del petróleo se han de determinar en primer lugar sus tipos de producto que son los siguientes:

             La gasolina destinada a los automóviles que se diferencia entre la comúnmente denominada super de 97 octanos y la denominada sin plomo que a la vez se presenta con la forma de 95 octanos (eurosuper) y de 98 octanos (super plus). Hay que decir que la gasolina normal (de 93 octanos) ya se eliminó de las gasolineras en Baleares a finales de 1993.

             Los combustibles destinados a la aviación, denominado queroseno, que a su vez se diferencia entre el Jet A-1 y el JP-8.    

Los gasóleos presentados en tres tipos, que son, el gasoil A, el gasoil B y el gasoil C.

  Los fueloils, a su vez, presentados bajo la forma de fueloil 1, fueloil 2 y fueloil BIA .

A continuación brindamos información acerca de uno de ellos

Automóviles: gasolina

Es una mezcla de los hidrocarburos líquidos más ligeros que se usa como combustible en motores de combustión interna. Se produce a través de varios procesos: la destilación fraccionada del petróleo, la condensación o la adsorción de gas natural, la descomposición térmica o catalítica del petróleo o sus fracciones, la hidrogenación de gasógeno o carbón, o a través de la polimerización de hidrocarburos de bajo peso molecular.

 Cuando se produce a través de la destilación directa del petróleo bruto, se habla de gasolina de destilación. Ésta se destila normalmente de forma continua en una torre de fraccionamiento que separa las partes del petróleo que se mezclan para fabricar gasolina. Las fracciones del petróleo que tienen puntos de fusión más altos se utilizan para fabricar otros productos, como el queroseno, el gasóleo, el aceite lubricante y las grasas. Las partes del petróleo utilizadas en la gasolina hierven y destilan en una gama de temperaturas entre los 38 y los 205 ºC. Según el tipo de petróleo, la cantidad producida de gasolina durante este proceso puede ser de un 1 a un 50%. La gasolina de destilación constituye hoy una pequeña parte de los derivados del petróleo, dado que se obtienen mejores resultados con los procesos de craqueo.

 Algunos gases naturales contienen un porcentaje de gasolina natural que puede recuperarse mediante condensación y adsorción. El proceso más habitual para la extracción de este componente consiste en hacer pasar el gas extraído del pozo a través de una serie de torres que contienen un aceite ligero denominado aceite de paja. El aceite absorbe la gasolina, que se destila posteriormente. Otros procesos implican la adsorción de la gasolina con alúmina activada, carbono activado o gel de sílice.

 La gasolina de alto grado se consigue mediante un proceso conocido como hidrofinado, es decir, la hidrogenación de petróleo refinado a alta presión y con un catalizador, como por ejemplo el óxido de molibdeno. El hidrofinado no sólo convierte el petróleo de bajo valor en gasolina de mayor valor, sino que al mismo tiempo purifica químicamente el producto eliminando elementos no deseados, como el azufre. El gasógeno, el carbón y el alquitrán de hulla pueden también hidrogenarse para producir gasolina.

 Es recomendable utilizar en los motores de alta compresión una gasolina que se queme de manera uniforme y total para prevenir las detonaciones, que son los sonidos y los daños causados por la ignición prematura de una parte del combustible y del aire en la cámara de combustión. Las propiedades antidetonantes de este combustible están relacionadas directamente con su eficiencia y dependen del índice de octano. Este índice indica el rendimiento de un combustible cualquiera comparándolo con el de un combustible que contiene un porcentaje determinado de isooctano (2,2,4-trimetilpentano) y heptano. Cuanto mayor sea este índice, menor es la probabilidad de que el combustible produzca detonaciones. La gasolina obtenida mediante craqueo tiene mejores propiedades antidetonantes que la de destilación, y cualquier gasolina puede mejorarse mediante la adición de sustancias como el tetraetilplomo. Sin embargo, desde que se descubrió que las emisiones de plomo de muchas gasolinas son peligrosas (entre otros efectos, producen el incremento de la presión sanguínea) se ha intensificado la investigación de nuevas formas de reducir su detonación.

 La gasolina sin plomo aparece a principios de la década de 1970 como resultado del aumento de la concienciación pública acerca de la contaminación atmosférica. Desde 1975 todos los automóviles nuevos fabricados en Estados Unidos cuentan con catalizadores que reducen las emisiones contaminantes. Dado que el plomo estropea el catalizador, se empezó a producir gasolina sin plomo. Los países más desarrollados han seguido también esta tendencia, sobre todo gravando con impuestos adicionales el uso del combustible con plomo.

Químicamente, los combustibles fósiles consisten en hidrocarburos, que son compuestos formados por hidrógeno y carbono; algunos contienen también pequeñas cantidades de otros componentes. Los hidrocarburos se forman a partir de antiguos organismos vivos que fueron enterrados bajo capas de sedimentos hace millones de años. Debido al calor y la presión creciente que ejercen las capas de sedimentos acumulados, los restos de los organismos se transforman gradualmente en hidrocarburos. Los combustibles fósiles más utilizados son el petróleo, el carbón y el gas natural. Estas sustancias son extraídas de la corteza terrestre y, si es necesario, refinadas para convertirse en productos adecuados, como la gasolina, el gasóleo y el queroseno. Algunos de esos hidrocarburos pueden ser transformados en plásticos, sustancias químicas, lubricantes y otros productos no combustibles.

La mayoría de los combustibles fósiles se utilizan en el transporte, las fábricas, la calefacción y las industrias de generación de energía eléctrica. El petróleo crudo es refinado en gasolina, gasóleo y combustible para reactores, que mueven el sistema de transporte mundial.

Si analizamos los combustibles fósiles, es decir, el gas natural el carbón y el petróleo; llamados así por estar compuestos por restos de organismos que vivieron en nuestro planeta hace millones de años. Entenderemos que el hidrógeno posee grandes cualidades para reemplazar los combustibles fósiles que pueden agotarse.

Trabajaremos con tres tipos de carbón: el lignito, la hulla y la antracita. Los analizaremos y obtendremos conclusiones.

En dicho trabajo, también investigamos acerca de la turba, su origen y los sedimentos que dieron lugar a su formación.

Y por último investigamos sobre los  destilados del petróleo que se emplean como diferentes tipos de combustibles: para avión, automóviles y centrales térmicas.

Pudimos concluir el trabajo sabiendo que el gas natural y el petróleo son mezclas de hidrocarburos, es decir, compuestos que poseen átomos de carbono y de hidrógeno. A su vez, el gas natural y el petróleo son considerados las fuentes energéticas más importantes de la segunda mitad del siglo XX, y para la búsqueda y explotación de ambos combustibles suelen utilizarse métodos semejantes.

Podemos deducir que existe un origen mixto para estos combustibles fósiles: por organismos marinos microscópicos de naturaleza animal y/o vegetal, así como también de origen inorgánico.

Sabemos que los combustibles fósiles se encuentran en la corteza terrestre en cantidades limitadas y, por lo tanto, son considerados recursos no renovables. Es por esta condición que los científicos recomiendan el uso de hidrógeno como reemplazo de los combustibles fósiles, ya que reúne las características apropiadas para hacerlo.

Con respecto a los tipos de combustibles, el petróleo y el gas se pueden utilizar como diferentes formas de combustible. El petróleo se somete a una destilación fraccionada, que permiten separarlo en distintas fracciones. Las más importantes que se obtienen son el gas natural, las naftas(en los automóviles), el queroseno(en los aviones), el gasoil, el ful-oil(en las centrales térmicas) y los residuos.  

 

 

 

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