Energía de Combustibles Fósiles

7/23/2019 Energía de Combustibles Fósiles

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ENERGÍA DE COMBUSTIBLES FÓSILES

1º) EL CARBÓN

Hace más de 250 millones de años, durante el periodo Carbonífero de la era

Primaria, se desarrollaron exuberantes bosques pantanosos de helechos

gigantes, de grandes árboles !stos bosques fueron desapareciendo

paulatinamente " sus restos, acarreados por las corrientes de agua hasta el

fondo de los lagos !normes dep#sitos $egetales quedaron ba%o las aguas, o

bien fueron arrastrados por los torrentes " ríos, formando sedimentos $egetales

de gran espesor &in estar en contacto con el aire " ba%o la acci#n de bacterias,

sufrieron estos sedimentos una fermentaci#n con desprendimiento de metano "

un gran enriquecimiento en carbono, es decir, se carboni'aronCubiertos por otros sedimentos de tierras, estas capas de carb#n han estado

sometidas a los plegamientos " fracturas de las !ras geol#gicas

Corte esquemát!o "e u#$ %orm$!&# "e !$r'&#

Por su g(nesis, los "acimientos de carb#n se pueden considerar como suelos

antiguos, mu" ricos en materia orgánica, sobre todo $egetal, que han dado

lugar a acumulaciones de considerable espesor )urante el periodo

Carbonífero las condiciones climáticas fa$orecieron este desarrollo, del que

quedan interesantes muestras de moldes de tallos " ho%as en las capas de

pi'arra que acompañan al carb#n



(ee!*o %os+$"o

P*+C!&+ )! !-*.CC/1 )! C.*31

!l carb#n se encuentra en "acimientos en forma de $etas a obtenci#n de

carb#n a partir de "acimientos naturales se efect4a de dos formas a cielo

abierto " en explotaci#n subterránea a elecci#n de cada procedimiento

depende de la profundidad del fil#n " de su espesor

L$ e,-ot$!&# $ !eo $'erto, permite apro$echar todo el fil#n &e reali'a

mediante grandes máquinas exca$adoras &u principal incon$eniente radica en

el gra$e impacto paisa%ístico " medioambiental que genera el mo$imiento de

tierras

L$ e,-ot$!&# su'terrá#e$, es toda$ía la principal forma de extracci#n

mineral legan a alcan'ar hasta 6200m de profundidad as exca$adoras

arrancan el material " lo depositan en $agonetas o cintas transportadoras que

lo lle$an hasta la galería principal .llí los montacargas lo suben hasta la

superficie, donde se almacena hasta su distribuci#n

.ntes de utili'ar el carb#n como combustible es necesario eliminar las

impure'as que lo acompañan Para ello, es sometido a un proceso de la$ado,

triturado " clasificaci#n

E,-ot$!&# "e !$r'&# $ !eo $'erto



E,-ot$!&# "e !$r'&# su'terrá#e$

!l espesor necesario para que se pueda explorar un "acimiento es de 675 a 8

metros

*esulta mu" costoso el transporte del carb#n, Por ello, normalmente las

centrales termoel(ctricas cu"o combustible es el carb#n suelen situarse en las

proximidades de los "acimientos

-/P+& )! C.*31

!l carb#n está formado fundamentalmente por carbono " otras sustancias que

al quemarse quedan en forma de residuos 9 ceni'as:

!xisten distintos tipos de carb#n natural en funci#n de la cantidad de carbono

que posean !l contenido de carbono es tanto mas ele$ado cuanto más antiguo

es el carb#n .sí pues distinguimos ; tipos de carb#n natural

• L$ tur'$ !s el más reciente " puede obtenerse en lugares pantanosos,

donde crecen musgos " otras plantas

&u contenido de carbono está alrededor del ./0 por lo que tiene un poder

calorífico relati$amente ba%o 9 unas /// !$ 2 3:

• E 3#to !s el carb#n que se form# en las eras -erciaria " &ecundaria &u

contenido en carbono alcan'a el 4/0 " tiene un poder calorífico en torno ala ./// !$23

&u utili'aci#n la dificulta el hecho de que pueda existir una combusti#n

espontánea durante su almacenamiento

• L$ *u$ !s el carb#n más com4nmente utili'ado &e form# en la era

Primaria, durante el periodo Carbonífero -iene un contenido en carbono

que oscila entre el 4. " el 5/ 0 &u poder calorífico alcan'a las 4/// !$23 "

no tiene problemas de almacena%e



• L$ $#tr$!t$ !s el tipo de carb#n más antiguo Posee un contenido en

carbono del 5.0 " apenas contiene impure'as &u poder calorífico supera

las 6/// !$237

.rde con dificultad " en su combusti#n apenas se producen humos "

ceni'as

. continuaci#n se recogen en un cuadro el poder calorífico de los distintos

tipos de carb#n, en cal<g

Poder

Calorífico

=

carb#n

-urba ;000 50

ignito 5000 >0

Hulla >000 ?0

.ntracita ?000 @5

8º) EL 9ETRÓLEO

!l proceso de formaci#n del petr#leo es similar al del carb#n &e form# ba%o la

superficie terrestre por la descomposici#n de organismos $i$os acuáticos,$egetales " restos de animales min4sculos

!normes masas de plancton, formado por algas microsc#picas " otros

microorganismos, mu" sensibles a cualquier cambio en las condiciones del

medio, murieron, acumulándose en los fondos fangosos !l continuo aumento

de salinidad, debido a la e$aporaci#n del agua, fue disminu"endo la flora " la

fauna marina " los restos se fueron incorporando al fondo

os fondos marinos profundos son pobres en oxigeno !n ese medio proliferan

las bacterias de las fermentaciones que transformaron la materia orgánica

acumulada, dando lugar a una especie de caldo espeso, que en el transcurso



del tiempo origin# el petr#leo, el cual qued# impregnando el fango arcilloso del

fondo . este fango, impregnado de petr#leo, se le denomina roca madre !l

proceso de sedimentaci#n continu# " la roca madre fue enterrándose por

arenas, cali'as, margas, etc Aás tarde, los procesos orog(nicos pudieron

afectar a la regi#n " las capas de sedimentos se plegaron !l petr#leo al ser un

líquido, suele abandonar la roca madre " ascender, empapando las rocas

$ecinas

Esquem$ "e u# :$!me#to "e -etr&eo

Con frecuencia encima de la bolsa de petr#leo aparece gas natural Bna $e'

formado el petr#leo " el gas natural ambos ascienden a tra$(s de los poros

microsc#picos de los sedimentos situados por encima de las capas más

profundas, abandonando así a la roca madre, hasta encontrar una capa o bolsa

impermeable o una capa de roca mu" densa " el petr#leo queda atrapado

formando un dep#sito o "acimiento seg4n se muestra en la figura

!-*.CC/1 )! P!-*!+

.l efectuar la perforaci#n en el terreno, la propia presi#n natural del "acimiento

fuer'a la salida del petr#leo !l crudo obtenido por esta presi#n natural se

denomina producci#n primaria

a cantidad de petr#leo obtenida puede aumentar bombeando agua o gas en el

interior del po'o, para aumentar la presi#n o mantener la presi#n !sta t(cnica

recibe el nombre de recuperaci#n secundaria!l m(todo de perforaci#n más usado es el de rotaci#n !ste m(todo consiste

en una torre o estructura que sostiene la cadena de perforaci#n, formada por



una serie de tubos acoplados en cu"o extremo se sit4a una broca formada por

tres ruedas c#nicas con dientes de acero endurecido

*!/1.)+ D )!&-/.C/1 )! P!-*!+

!l petr#leo bruto es un líquido oscuro " pega%oso que contiene centenares de

compuestos diferentes, fundamentalmente hidrocarburos 9 Compuesto de

carbono e hidr#geno:

-al " como se extrae de los po'os, el petr#leo tiene mu" pocas aplicaciones

)e ahí que, una $e' extraído, deba someterse a un proceso de refinado que se

lle$a a cabo en las refinerías, mediante el cual se separan los distintos

componentes que lo constitu"en " que si tienen aplicaci#n industrial

!ste proceso consiste en calentar el crudo hasta ;00EC " hacer pasar los$apores por la torre de fraccionamiento

9ro!eso "e "est$!&# %r$!!o#$"$

. medida que el gas asciende por los casquetes de borboteo hasta lo alto de la

torre, se $a enfriando " condensando los diferentes productos residuos

s#lidos, aceites pesados, gas#leos, queroseno, gasolinas " productos

gaseosos

os productos gaseosos que contiene el crudo no llegan a condensarse sino

que se obtienen por la parte superior de la torre !stán compuestos por

hidr#geno, metano, propano " butano .lgunos de ellos, además de su

utili'aci#n industrial, se apro$echan tambi(n como combustible dom(stico

! -*.1&P+*-!



!l petr#leo se transporta hasta las refinerías por medio de tuberías 9oleoductos:

si el transporte es por tierra, " mediante buques cisterna 9petroleros: cuando el

transporte es por mar

;º) EL GAS NATURAL

!s un combustible de origen f#sil que se encuentra en el subsuelo " procede

de la descomposici#n de materia orgánica atrapada entre estratos rocosos

!stá compuesto principalmente por metano 9C H;: " tambi(n por etano 9C2 HF :

propano 9C8 H? : " butano 9C; H60 :

!s un gas incoloro, " mu" inflamable " puede estar asociado a un "acimiento

petrolífero o bien formar una bolsa independiente

!l gas natural que se extrae de los "acimientos tiene un poder calorífico quellega a alcan'ar los 66500 Gcal<m8 " puede apro$echarse directamente como

combustible "a que apenas presenta impure'as Cada $e' se usa más como

combustible dom(stico e industrial

! -*.1&P+*-!

!l principal problema que plantea el gas natural es el de su transporte !ste sereali'a de dos formas

Aediante gasoductos

&on tuberías por los que circula el gas a alta presi#n 9 I6F bar: hasta llegar a

los lugares de consumo en los que se reduce la presi#n hasta el $alor

adecuado

G$so"u!to

Aediante buques cisterna



!n este caso es necesario licuar primero el gas, lo que se reali'a en

instalaciones situadas en le mismo puerto )e esta manera, el gas natural se

transporta en forma líquida " al llegar al puerto de destino, se almacena, se

regasifica " se distribu"e por medio de gasoductos o tuberías de ba%a presi#n

P*+P.1+ D 3B-.1+

&eg4n hemos $isto, los 4ltimos productos que se obtienen en la destilaci#n

fraccionada del petr#leo son gaseosos a la temperatura " presi#n ambientales

!ntre estos productos se encuentran el propano " el butano

!l propano 9C8 H? : con un poder calorífico de 2;000 Gcal<m8 " el butano

9C; H60 : con un poder calorífico de 2?500 Gcal<m8 son los llamados gases

embotellados "a que suelen almacenarse en bombonas o tanques !stosgases se pueden obtener tanto del petr#leo como del gas natural

9rese#t$!&# !omer!$ "e os 3$ses !u$"os "e -etr&eo <GL9)

º) CENTRALES T=RMICAS



as fuentes de energía que se han estudiado hasta ahora 9 el carb#n, el

petr#leo " los combustibles gaseosos: tienen una gran importancia en la

obtenci#n de energía el(ctrica en las llamadas !e#tr$es t>rm!$s

as centrales t(rmicas son instalaciones en las que una fuente de calor,

producida por la combusti#n de alguno de los combustibles enumerados, se

emplea para calentar agua hasta con$ertirla en $apor a alta presi#n !l $apor

hace girar las palas de una turbina, cu"o e%e, al girar, acti$a un generador

el(ctrico

Esquem$ "e %u#!o#$me#to "e u#$ !e#tr$ t>rm!$

.º) IM9ACTO AMBIENTAL

as repercusiones del carb#n, del petr#leo " del gas natural sobre el medio

ambiente son mu" seme%antes por tratarse todos ellos de combustibles f#siles

a: /nfluencia sobre el suelo os derrames que se producen

b: /nfluencia sobre el mar

os $ertidos de las refinerías, los que se producen en la carga "

descarga de las petroleras, los incendios " hundimientos de barcos "

plataformas marinas

!n las centrales t(rmicas el $apor de agua se condensa gracias a un

circuito de refrigeraci#n que recoge agua de un río o del mar " que suelede$ol$er al mismo a ele$ada temperatura, lo que altera por completo el

ecosistema Da que ese aumento de temperatura produce una



disminuci#n del oxígeno disuelto en el agua " esto imposibilita las

condiciones de $ida animal " $egetal

Co#t$m#$!&# "e $3u$?

6 &alini'aci#n " agotamiento de los acuíferos 2 Jertidos de aguas residuales

8 Jertidos " accidentes ; Jertidos de depuradoras

c: /nfluencia sobre la atm#sfera

!n la combusti#n de estos combustibles f#siles se originan una serie de

productos " residuos $olátiles que pasan a la atm#sfera

- )i#xido de carbono 9 C+2: xido de a'ufre 9 &+:

- xido de 1itr#geno 91+:

Co#t$m#$!&# "e $re

!stos gases entre otros son la causa de una serie de efectos

per%udiciales como el efecto in$ernadero " la llu$ia ácida



! !!C-+ /1J!1.)!*+

!l di#xido de carbono 9 C+2: que se desprende de la combusti#n de los

combustibles f#siles " que no es utili'ado por las plantas en el proceso de la

fotosíntesis, se $a acumulando en la atm#sfera, aumentando su proporci#n

progresi$amente en el transcurso de los años

)esde tiempos prehist#ricos, la concentraci#n de di#xido de carbono

atmosf(rico se ha mantenido constante &in embargo, en este siglo, dicha

concentraci#n ha aumentado de modo significati$o

E%e!to #@er#$"ero

Kran parte de la radiaci#n solar que llega a la tierra es de$uelta al espacio en

forma de lu' o de calor 9radiaci#n infrarro%a:, lo que en principio, e$itaría el

sobrecalentamiento del planeta !l problema reside en que la atm#sfera

terrestre de%a salir la lu' sin problemas, pero no ocurre lo mismo con la

radiaci#n infrarro%a, "a que el di#xido de carbono " el $apor de agua que

contiene absorben gran cantidad de ella e impiden, así, que escape al espacio

lamamos efecto in$ernadero al efecto de sobrecalentamiento de la tierrapro$ocado por el di#xido de carbono, que, al actuar como un cristal de un

in$ernadero, produce un aumento de la temperatura global del planeta

. BJ/. LC/).



os #xidos de nitr#geno " de a'ufre procedentes de las impure'as de la

combusti#n del carb#n, petr#leo " gas natural " que se desprenden en las

centrales t(rmicas, aunque tambi(n se originan en menor medida en los

autom#$iles " calefacciones, reaccionan con el agua de la llu$ia formando

ácidos nítrico " sulf4rico, que constitu"en la llamada llu$ia ácida, de efectos

sumamente dañinos para la $egetaci#n

Lu@$ á!"$

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