miércoles, 18 de junio de 2014

  ENERGIA 




la energía está relacionado con la capacidad de generar movimiento o lograr la transformación de algo. En el ámbito económico y tecnológico, la energía hace referencia a un recurso natural y los elementos asociados que permiten hacer un uso industrial del mismo.
Para la fisica , la energía es una magnitud abstracta  que está ligada al estado dinámico de un sistema cerrado y que permanece invariable con el tiempo. Se trata de una abstracción que se le asigna al estado de un sistema físico. Debido a diversas propiedades (composición química, masa, temperatura, etc.), todos los cuerpos poseen energía.
La energía también puede clasificarse según fuente. Se llama energía no renovable a aquella que proviene de fuentes agotables, como la procedente del petróleo, el carbón o el gas natural. En cambio, la energia variable  es virtualmente infinita, como la eólica (generada por la acción del viento) y la solar.

La energía se manifiesta en varias formas, entre ellas la energía mecánica, térmica, química, eléctrica, radiante o atómica. Todas las formas de energía pueden convertirse en otras formas mediante los procesos adecuados. En el proceso de transformación puede perderse o ganarse una forma de energía, pero la suma total permanece constante. 

 las unidades fundamentales de la energia son:


* Caloría Es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5 a 15,5 grados centígrados. 1 julio equivale a 0,24 calorías. 
* La frigoría es la unidad de energía utilizada en refrigeración y es equivalente a absorber una caloría. 
* Termia prácticamente en desuso, es igual a 1.000.000 de calorías o a 1 Mcal 
* Kilovatio hora (kWh) usada habitualmente en electricidad. Y sus derivados MWh, MW año 
* Caloría grande usada en biología, alimentación y nutrición = 1 Cal = 1 kcal = 1.000 cal 
* Tonelada equivalente de petróleo = 41.840.000.000 julios = 11.622 kWh. 
* Tonelada equivalente de carbón = 29.300.000.000 julios = 8138.9 kWh. 
* Tonelada_de_refrigeración 
* BTU, Bristish Thermal Unit


PROCESO TECNOLOGICO DE LA ENERGIA : 

Energia electrica en energia mecanica :


Energia electrica  en energia calorifica: 





energia quimaca en energia electrica:


energia luminosa en energia electrica:


energia solar en energia calorifica:


energia mecanica rotatoria en energia electrica:


energia quimica en energia calorifica:


energia cinetica en energia electrica:



GASES RESPONSABLES DEL EFECTO DE INVERNADERO Y DE LAS LLUVIAS ACIDAS 

GASES DE INVERNADERO:

Se denominan gases de efecto invernadero (GEI) o gases de invernadero a los gases  cuya presencia en la atmosfera  contribuyen al efecto del invernadero. Los más importantes están presentes en la atmósfera de manera natural, aunque su concentración puede verse modificada por la actividad humana, pero también entran en este concepto algunos gases artificiales, producto de la industria. Esos gases contribuyen más o menos de forma neta al efecto invernadero por la estructura de sus moleculas   y, de forma sustancial, por la cantidad de moléculas del gas presentes en la atmósfera. De ahí que por ejemplo, el sf6, sea una eficaz molécula de EI, pero su contribución es absolutamente ínfima al EI.

GASES RESPONSABLES 


. El vapor de agua es un gas que se obtiene por evaporación o ebullición del agua líquida o por sublimación del hielo. Es el que más contribuye al efecto invernadero debido a la absorción de los rayos infrarrojos. Es inodoro e incoloro y, a pesar de lo que pueda parecer, las nubes o el vaho blanco de una cacerola o un congelador, vulgarmente llamado "vapor", no son vapor de agua sino el resultado de minúsculas gotas de agua líquida o cristales de hielo.
Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido al carbono por medio de un enlace covalente. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Es incoloro e inodoro y apenas soluble en agua en su fase líquida.
En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas. Este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás. Muchos microorganismos anaeróbicos lo generan utilizando el CO2 como aceptor final deelectrones.
Constituye hasta el 97% del gas natural. En las minas de carbón se le llama grisú y es muy peligroso ya que es fácilmente inflamable y explosivo.
El metano es un gas de efecto invernadero relativamente potente que podría contribuir al calentamiento global del planeta Tierra ya que tiene un potencial de calentamiento global de 23; pero que su concentración es bajísima. Esto significa que en una media de tiempo de 100 años cada Kg de CH4 calienta la Tierra 25 veces más que la misma masa de CO2, sin embargo hay aproximadamente 220 veces más dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra que metano por lo que el metano contribuye de manera menos importante al efecto invernadero.
  • Óxidos de nitrógeno (NOx) El término óxidos de nitrógeno (NxOy) se aplica a varios compuestos químicos binarios gaseosos formados por la combinación de oxígeno y nitrógeno. El proceso de formación más habitual de estos compuestos inorgánicos es la combustión a altas temperaturas, proceso en el cual habitualmente el aire es el comburente.
  • Ozono (O3) El ozono (O3), es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno, formada al disociarse los 2 átomos que componen el gas de oxígeno. Cada átomo de oxígeno liberado se une a otra molécula de oxígeno (O2), formando moléculas de Ozono (O3).
  • Clorofluorocarbonos (CFC) El clorofluorocarburo, clorofluorocarbono o clorofluorocarbon , es cada uno de los derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor y/o cloro principalmente.
Debido a su alta estabilidad fisicoquímica y su nula toxicidad, han sido muy usados como líquidos refrigerantes, agentes extintores y propelentes para aerosoles. Fueron introducidos a principios de la década de los años 1930 por ingenieros de General Motors, para sustituir materiales peligrosos como el dióxido de azufre y el amoníaco.

LLUVIAS ACIDAS 

El agua de lluvia normal es ligeramente ácida. Pero en zonas muy contaminadas, la lluvia puede ser tan ácida, o incluso más, que el jugo de limón o el vinagre. Cuando los ácidos fuertes se introducen en ambientes naturales pueden causar graves daños a las plantas, animales y personas. La mayor parte de los óxidos de azufre y de nitrógeno que se combinan con agua para formar lluvia ácida se producen al quemar combustible. Pese a su nombre, la lluvia ácida no siempre es húmeda. Las sustancias que se combinan para formarla produce un polvo seco que al caer en un lugar daña el medio ambiente.

EFECTOS DE LAS LLUVIAS ACIDAS

La acidificación de las aguas de lagos, ríos y mares dificulta el desarrollo de vida acuática en estas aguas, lo que aumenta en gran medida la mortalidad de peces. Igualmente, afecta directamente a la vegetación, por lo que produce daños importantes en las zonas forestales, y acaba con los microorganismos fijadores de N.

La lluvia ácida por su carácter corrosivo, corroe las construcciones y las infraestructuras. Puede disolver, por ejemplo, el carbonato de calcio, CaCO3, y afectar de esta forma a los monumentos y edificaciones construidas con mármol o caliza.El término "lluvia ácida" abarca la sedimentación tanto húmeda como seca de contaminantes ácidos que pueden producir el deterioro de la superficie de los materiales. Estos contaminantes que escapan a la atmósfera al quemarse carbón y otros componentes fósiles reaccionan con el agua y los oxidantes de la atmósfera y se transforman químicamente en ácido sulfúrico y nítrico. Los compuestos ácidos se precipitan entonces a la tierra en forma de lluvia, nieve o niebla, o pueden unirse a partículas secas y caer en forma de sedimentación seca.

Un efecto indirecto muy importante es que los protones, H+, procedentes de la lluvia ácida arrastran ciertos iones del suelo. Por ejemplo,cationes de hierro, calcio, aluminio, plomo o zinc. Como consecuencia, se produce un empobrecimiento en ciertos nutrientes esenciales y el denominado estrés en las plantas, que las hace más vulnerables a las plagas.
Los nitratos y sulfatos, sumados a los cationes lixiviados de los suelos, contribuyen a la eutrofización de ríos y lagos, embalses y regiones costeras, lo que deteriora sus condiciones ambientales naturales y afecta negativamente a su aprovechamiento.
Un estudio realizado en 2005 por Vincent Gauci1 de Open University, sugiere que cantidades relativamente pequeñas de sulfato presentes en la lluvia ácida tienen una fuerte influencia en la reducción de gas metano producido por metanógenos en áreas pantanosas, lo cual podría tener un impacto, aunque sea leve, en el efecto invernadero.2

FUENTES DE ENERGIA PRIMARIA 
EOLICA 
SOLAR
COMBUSTIBLE
CALORIFICA
HIDROENERGIA
GEOTERMIA
BIOMASA


FUENTES DE ENERGIA SECUNDARIOS:
biogas
energia

gas licuado

coque combustible

gas de refineria

hidrocarburos 

PARTES IMPORTANTES DE UN GENERADO EOLICO



DIFERENTES TIPOS DE ENERGIA SOLAR


BIOMASA
La biomasa es cualquier materia orgánica obtenida a partir de vegetales o de animales. En ámbito domestico los recursos de la biomasa son los obtenidos de residuos agrícolas y forestales, los desechos sólidos municipales, residuos industriales, terrestres y acuáticos y los productos que se cultivan únicamente con fines energéticos.
La biomasa puede ser convertida a otras formas de energía utilizable y es una atractiva alternativa de petróleo por varias razones. En primer lugar, es un recurso renovable que esta más uniformemente distribuidos sobre la superficie de la Tierra y son fuentes de energía, y que podrían ser explotados usando tecnologías más favorables al medio ambiente.
Residuos de la agricultura y la silvicultura, y, en particular, los residuos de fábricas de papel, son los recursos más comunes utilizados como la biomasa para la generación de electricidad y de energía, incluidos en los procesos industriales de calor y de vapor, así como para una variedad de productos de base biológica. El uso de los combustibles líquidos como el etanol y el biodiésel, que está actualmente en derivados principalmente de cultivos agrícolas, está aumentando de forma espectacular.

VENTAJAS BIOMASA
-  Para empezar, una ventaja muy básica pero fundamental es la de convertir un residuo en un recurso: el correcto tratamiento de la biomasa supone un aumento del reciclaje y una disminución de los residuos.
-  La energía de biomasa no contribuye al cambio climático: su balance en emisiones de CO2es neutro. Al quemar la biomasa para obtener energía se libera CO2 a la atmósfera, pero durante el crecimiento de la materia orgánica vegetal se absorbe CO2. De esta forma el ciclo se cierra y el nivel de emisión de CO2 en la atmósfera se mantiene constante.
- Al emplear la biomasa como combustible se eliminan residuos, deshechos, aguas residuales y purines que son fuente de contaminación del subsuelo y de las aguas subterráneas.
-  En su proceso de combustión genera cantidades insignificantes de azufre y cenizas por lo queno provoca el fenómeno de la lluvia ácida.
- Desde el punto de vista agrícola, no sólo se minimiza el riesgo de incendio, sino que también se reducen las plagas de insectos, se aprovechan los residuos sin necesidad de quemarlos sobre el propio terreno y se realiza un mejor aprovechamiento de las tierras, pues aquellas en barbecho se pueden destinar a cultivos energéticos.
-  El aprovechamiento de tierras abandonadas para los cultivos energéticos evita la erosión y degradación del suelo.

DESVENTAJAS 

  • Tiene un mayor coste de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles
  • Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de la biomasa en comparación con los combustibles fósiles.
  • Producción estacional.

  • La materia prima es de baja densidad energética lo que quiere decir que ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de transporte y almacenamiento.
  • Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización.

VENTAJAS COMBUSTIBLES FOSILES
  • Son fáciles de extraer.
  • l
    Su gran disponibilidad.
  • l
    Su gran continuidad.
  • l
    Son baratas, en comparación con otras fuentes de energía.

  • DESVENTAJAS

    • Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y resultan tóxicos para la vida.
    • l
      Se produce un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo
    • l
      Al ser utilizados contaminan más que otros productos que podrían haberse utilizado en su lugar.



    • PRINCIPAL VENTAJA DE LA ENERGIA EOLICA FRENTE A LA ENERGIA NUCLEAR

    •  la energía eólica es su coste, aparentemente alto, pero este ha dejado de ser un problema y actualmente es una de las fuentes más baratas, hasta llegar a competir en rentabilidad con fuentes energéticas tradicionales, consideradas de muy bajo coste, como las centrales térmicas de carbón, las centrales de combustible e incluso con la energía nuclear. Pero sobre todo, si miramos los costes a largo plazo, si pensamos en los costes que representan para una sociedad la reparación de los daños medioambientales generados por las energías convencionales, la energía eólica es, sin duda, mucho más barata que sus competidoras.

    • PRINCIPALES TIPOS DE CENTRALES HIDROELECTRICAS

    • ·        Centrales de Agua Fluente: 

      Llamadas también de agua corriente, o de agua fluyente. Se construyen en los lugares en que la energía hidráulica debe ser utilizada en el instante en que se dispone de ella, para accionar las turbinas hidráulicas. No cuentan con reserva de agua, por lo que el caudal suministrado oscila según las estaciones del año.

      En la temporada de precipitaciones abundantes (de aguas altas), desarrollan su potencia máxima, y dejan pasar el agua excedente. Durante la época seca (aguas bajas), la potencia disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ríos en la época del estío.

      Su construcción se realiza mediante presas sobre el cauce de los ríos, para mantener un desnivel constante en la corriente de agua.


      ·        Centrales de Agua Embalsada:

      Se alimenta del agua de grandes lagos o de pantanos artificiales (embalses), conseguidos mediante la construcción de presas. El embalse es capaz de almacenar los caudales de los ríos afluentes, llegando a elevados porcentajes de captación de agua en ocasiones. Este agua es utilizada según la demanda, a través de conductos que la encauzan hacia las turbinas.


      ·        Centrales de Regulación:

      Tienen la posibilidad de almacenar volúmenes de agua en el embalse, que representan periodos más o menos prolongados de aportes de caudales medios anuales.

      Prestan un gran servicio en situaciones de bajos caudales, ya que el almacenamiento es continuo, regulando de modo conveniente para la producción. Se adaptan bien para cubrir horas punta de consumo.

      ·        Centrales de Bombeo:

      Se denominan 'de acumulación'. Acumulan caudal mediante bombeo, con lo que su actuación consiste en acumular energía potencial. Pueden ser de dos tipos, de turbina y bomba, o de turbina reversible.

      La alimentación del generador que realiza el bombeo desde aguas abajo, se puede realizar desde otra central hidráulica, térmica o nuclear.

      No es una solución de alto rendimiento, pero se puede admitir como suficientemente rentable, ya que se compensan las pérdidas de agua o combustible.


      2.      Según la altura del salto de agua o desnivel existente:


      ·        Centrales de Alta Presión:

      Aquí se incluyen aquellas centrales en las que el salto hidráulico es superior a los 200 metros de altura. Los caudales desalojados son relativamente pequeños, 20 m3/s por máquina.

      Situadas en zonas de alta montaña, y aprovechan el agua de torrentes, por medio de conducciones de gran longitud. Utilizan turbinas Pelton y Francis.


      ·        Centrales de Media Presión:

      Aquellas que poseen saltos hidráulicos de entre 200 - 20 metros aproximadamente. Utilizan caudales de 200 m3/s por turbina.
      En valles de media montaña, dependen de embalses. Las turbinas son Francis y Kaplan, y en ocasiones Pelton para saltos grandes.

                 
      ·        Centrales de Baja Presión:

      Sus saltos hidráulicos son inferiores a 20 metros. Cada máquina se alimenta de un caudal que puede superar los 300 m3/s.  Las turbinas utilizadas son de tipo Francis y especialmente Kaplan.


    • COMO SE PRODUCE EL EFECTO DE INVERNADERO 

    • Uno de los grandes fenómenos que se producen en nuestro planeta Tierra y que posibilita el desarrollo de la vida es el conocido efecto invernadero, gracias al cual se mantiene el calor que permite el desarrollo de los seres vivos y la estabilidad del planeta en general. Pero éste fenómeno está siendo afectado por la influencia humana y la emisión de gases en la atmósfera. Esto no supone más que un gigantesco cambio climático, una modificación global en perjuicio de la especie humana y de su mundo. ¿Quieres conocer más acerca de este tema? en unComo.com te explicamos cómo se produce el efecto invernadero.


    • CAUSAS

    • Existen causas naturales de emisión de estos gases, tales como:
      - la actividad volcánica
      - la evaporación de agua de los océanos, inherente a la acción del so
      - la industrialización. Una vez que el hombre desarrolló la industria, y su modelo energético comenzó a depender de los combustibles fósiles, las emisiones de CO2 y otros gases pesados comenzaron a aumentar de manera exponencial alcanzando en la actualidad un 35% más de dióxido de carbono que en los niveles pre-industriales. Esto ha provocado que la temperatura media haya aumentado y, al igual que el efecto que produce un grueso abrigo fuera de temporada en nuestro cuerpo, el planeta se está recalentando.
      La concentración de gases pesados en la atmósfera, según los expertos,  hizo que durante el siglo XX la temperatura aumentara entre 4º y 8°C, siendo el 2010 el año más cálido desde que se tiene registro. La temperatura superficial de la Tierra, sin duda, ha aumentado más durante este periodo industrial que en cualquier otro de los últimos mil años.
      Consecuencias del efecto invernadero
      Las consecuencias se han hecho evidentes en todo el globo. Cada año, debido a los cambios bruscos de temperatura:
      - se extinguen unas 30 mil especies de plantas y animales
      -el nivel medio del mar aumentó entre 10 y 20 centímetros en el siglo pasado y se estima que la tasa anual de este aumento durante los últimos 20 años ha sido de 3,2 milímetros, más o menos el doble de la velocidad media de los 80 años precedentes
      -los glaciares y casquetes polares, que contribuyen al aumento del nivel del mar,  ya no recuperan su grosor después del verano, porque las nevadas han disminuido por el retraso de los inviernos y el adelantamiento de las primaveras.
      Los fenómenos climáticos extremos han aumentando en intensidad y frecuencia en las últimas décadas: tifones, huracanes o el Niño son más frecuentes, así como las sequías en zonas de Asia y África.
      Las previsiones de expertos y agencias internacionales sobre el futuro no son muy buenas: aparte del mencionado desastre ecológico, conflictos armados por los recursos naturales y millones de refugiados climáticos serian la constante en los próximos años.
      Este desastroso cuadro sería el resultado de una serie de eventos: la perdida de ingentes fuentes de agua potable en diferentes puntos del planeta; el riesgo de hambrunas por la perdida de productividad de los cultivos situados en zonas bajas; el aumentos de incendios, que hará que las zonas forestales, pulmones del mundo, desaparezcan y con ellas una de las alternativas para reducir los impactos del cambio climático; el empeoramiento de la salud humana, afectada por la malnutrición.
       Según la ONU, durante las tres últimas décadas las emisiones de gases de efecto invernadero aumentaron a una media anual de 1,6%, evidenciado en un incremento sobre el suministro de energía y transporte. En España el 80% de la energía que utiliza proviene de combustibles fósiles, y casi toda es importada.
      Es claro que se debe convertir en una prioridad a las políticas encaminadas a gestionar nuestros recursos energéticos y la búsqueda y aplicación de energías alternativas para reducir las emisiones de gases contaminantes: de otro modo, y de seguir con esta tendencia, los cambios sobre el clima serán irreversibles y las consecuencias sobre la vida del planeta irreparables.


    • EL PETROLEO


    • DE QUE ESTA HECHO 

    • El petróleo deriva de una sustancia macromolecular llamada genéricamente "kerógeno" éste compuesto es producto de la descomposición de vegetales o animales (generalmente muy pequeños, no dinosaurios) en un medio muy particular generalmente en condiciones anóxicas (sin aire). ésto suele darse en pantanos y lagunas costaneras (como las que hay en el sur de Brasil). sumado a ésta materia prima, deben existir catalizadores que en general están contenidos en las arcillas que facilitan la transformación primero a kerógeno y éste en hidrocarburos líquidos o gaseosos. luego de éste proceso que a veces puede durar sólo cientos de años y no millones, el petróleo se traslada a zonas de menor presión denominadas rocas reservorio y allí completa su maduración que si lleva millones de años y es donde lo encontramos actualmente.


    • COMO SE ORIGINA 

    • Ausencia de aire 
      Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino) 
      Gran presión de las capas de tierra 
      Altas temperaturas 
      Acción de bacterias 
      Los restos de animales y plantas, cubiertos por arcilla y tierra durante muchos millones de años –sometidos por tanto a grandes presiones y altas temperaturas–, junto con la acción de bacterias anaerobias (es decir, que viven en ausencia de aire) provocan la formación del petróleo. 

      El hecho de que su origen sea muy diverso, dependiendo de la combinación de los factores anteriormente citados, provoca que su presencia sea también muy variada: líquido, dentro de rocas porosas y entre los huecos de las piedras; volátil, es decir, un líquido que se vuelve gas al contacto con el aire; semisólido, con textura de ceras. En cualquier caso, el petróleo, de por sí, es un líquido y se encuentra mezclado con gases y con agua. 

      LOCALIZACIÓN 
      Al ser un compuesto líquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar en el que se generó, sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral, filtrándose a través de rocas porosas, a veces una distancia considerable, hasta encontrar una salida al exterior –en cuyo caso parte se evapora y parte se oxida al contactar con el aire, con lo cual el petróleo en sí desaparece– o hasta encontrar una roca no porosa que le impide la salida. Entonces se habla de un yacimiento. 

      Estratigráficos: En forma de cuña alargada que se inserta entre dos estratos. 

      Anticlinal: En un repliegue del subsuelo, que almacena el petróleo en el arqueamiento del terreno. 

      Falla: Cuando el terreno se fractura, los estratos que antes coincidían se separan. Si el estrato que contenía petróleo encuentra entonces una roca no porosa, se forma la bolsa o yacimiento. 

      En las últimas décadas se ha desarrollado enormemente la búsqueda de yacimientos bajo el mar, los cuales, si bien tienen similares características que los terrestres en cuanto a estructura de las bolsas, presentan muchas mayores dificultades a la hora de su localización y, por añadidura, de su explotación.

    • COMO SE OBTIENEN LOS PRODUCTOS DERIVADOS 



    • PRODUCTOS DERIVADOS DEL PPETROLEO 


    • Almacenamientos subterráneos
      Los productos petrolíferos se almacenan en el suelo debido a la preocupación por la seguridad, siempre pensando en proteger los depósitos de atentados; además, es también una solución económica a los problemas de los grandes almacenamientos, que evita inmovilizar terrenos de valor o desfigurar el paisaje. Esta idea se presenta, hoy, de formas muy diversas:
      En lugar de construir cubas, cubetas y otros  al ras del suelo, es muy fácil, con cierto suplemento de coste, construirlas en fosas que se rellenan a continuación, o en cavernas, canteras o minas de sal. Esta técnica no sólo es utilizada por las pequeñas instalaciones (estaciones de servicio, calefacción doméstica), también para las reservas militares estratégicas.
      b. Almacenamiento en la sal
      El subsuelo encierra inmensos yacimientos de sal gema, en los cuales se pueden crear cavidades explotables como almacenamiento subterráneo de productos petrolíferos líquidos. Es suficiente perforar pozos por los cuales se inyecta  dulce de lavado, que disuelve la sal y vuelva a subir a la superficie en forma de salmuera; al cabo de un cierto tiempo, se obtiene en la base de cada pozo una gran bolsa rellena de esta salmuera, que es agua saturada de sal. El pozo sirve a continuación para el rellenado de la cavidad por desplazamiento de la salmuera que es recogida en la superficie en un estanque a suelo abierto y luego para la recuperación del producto almacenado, empujado hacia lo alto por una reinyección de agua o de salmuera. El excedente de salmuera puede ser tratado para recuperar la sal o echado al mar ya sea con un curso de agua y respetando el porcentaje de salinidad, o mediante un oleoducto.
      Utilizando la excavación con explosivos y otras técnicas de perforación de toneles, es posible realizar galerías subterráneas de almacenamiento a una profundidad que debe ser tanto mayor cuanto más volátil sea el producto, a fin de que la presión hidrostática que reina en el subsuelo sea siempre superior a la tensión de vapor de este último.
      Una antigua mina de hierro ya abandonada puede ser puesta de nuevo en servicio a fin de servir como almacenamiento, por ejemplo: para gas-oil.
      El gas puede ser almacenado bajo presión en rocas porosas subterráneas, bien se trate de yacimientos agotados o estructuras geológicas vacías que presenten las características requeridas.
      C. Proceso de refinación del petróleo
      El petróleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para obtener sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan, por centenares, los productos acabados y las  químicas más diversas. El petróleo crudo es una mezcla de diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullición. Su separación se logra mediante el proceso llamado "destilación fraccionada". Esta función está destinada a las "refinerías", factorías de transformación y sector clave por definición de la industria petrolífera, bisagra que articula la actividad primaria y extractiva con la actividad terciaria.
      El término de refino, nos fue heredado en el siglo XIX, cuando se contentaban con refinar el petróleo para lámparas, se reviste hoy de tres operaciones:
      • La separación de los productos petrolíferos unos de otros, y sobre la destilación del crudo (topping).

      • La depuración de los productos petrolíferos unos de otros, sobretodo su desulfuración.

      • La síntesis de hidrocarburos nobles mediante combinaciones nuevas de átomos de carbono y de hidrógeno, su deshidrogenación, su isomerización o su ciclado,
      obtenidos bajo el efecto conjugado de la temperatura, la presión y catalizadores apropiados.
      En un inicio, el refino se practicaba directamente en los lugares de producción del petróleo, pero pronto se advirtió que era más económico transportar masivamente el crudo hasta las zonas de gran consumo y construir refinerías en los países industrializados, adaptando su concepción y su programa a las necesidades de cada país.
      El petróleo crudo es depositado en los tanques de almacenamiento, en donde permanece por varios días para sedimentar y drenar el agua que normalmente contiene. Posteriormente es mezclado con otros crudos sin agua y es bombeado hacia la planta para su refinación.
      Una refinería comprende una central termoeléctrica, un parque de reservas para almacenamiento, bombas para expedición por tubería, un apeadero para vagones-cisterna, una estación para vehículos de carretera para la carga de camiones cisterna. Es, pues, una fábrica compleja que funciona 24 horas diarias con equipos de técnicos que controlan por turno todos los datos.



    • Este es el primer proceso que aparece en una refinería. El petróleo que se recibe por ductos desde las instalaciones de producción, se almacena en tanques cilíndricos de gran tamaño, de donde se bombea a las instalaciones de este proceso. El petróleo se calienta en equipos especiales y pasa a una columna de destilación que opera a presión atmosférica en la que, aprovechando la diferente volatilidad de los componentes, se logra una separación en diversas fracciones que incluyen gas de refinería, gas licuado de petróleo (LPG), nafta, queroseno (kerosene), gasóleo, y un residuo que corresponde a los compuestos más pesados que no llegaron a evaporarse.
      En una segunda columna de destilación que opera a condiciones de vacío, se logra la vaporización adicional de un producto que se denomina gasóleo de vacío, y se utiliza como materia prima en otros procesos que forman parte de las refinerías para lograr la conversión de este producto pesado en otros ligeros de mayor valor. En este proceso, el petróleo se separa en fracciones que después de procesamientos adicionales, darán origen a los productos principales que se venden en el mercado: el gas LP (comúnmente utilizado en las estufas domésticas), gasolina para los automóviles, turbosina para los aviones jet, diesel para los vehículos pesados y combustóleo para el calentamiento en las operaciones industriales. Pero estos productos tienen que cumplir con una serie de especificaciones que aseguren su comportamiento satisfactorio.
      Originalmente, las especificaciones tuvieron un enfoque eminentemente técnico, como el número de octano de la gasolina, o el de cetano del diesel, o el punto de humo del queroseno, o la viscosidad del combustóleo; actualmente, las consideraciones de protección ambiental han incorporado muchos más requerimientos, limitándose, por ejemplo en la gasolina, el contenido del azufre (este compuesto al quemarse, produce dióxido de azufre que al pasar a la atmósfera se oxida, y con el agua da origen a la lluvia ácida), el benceno (que es un hidrocarburo que tiene carácter cancerígeno), las olefinas y los aromáticos (que son familias de hidrocarburos altamente reactivas en la atmósfera, promotoras de la formación de ozono); la presión de vapor (que debe limitarse para reducir las emisiones evaporativas en los automóviles y gasolineras), e inclusive se requiere la presencia de
      compuestos oxigenados que no ocurren naturalmente en el petróleo (estos compuestos favorecen la combustión completa en los motores automotrices).



    • En forma generalizada, en los combustibles de hoy día se reducen los compuestos de azufre, para evitar daños ambientales por lluvia ácida. Al proceso que se utiliza para este propósito y al cual se someten las diferentes fracciones que se obtienen en la destilación atmosférica y al vacío se le denomina hidrotratamiento o hidrodesulfuración, por estar basado en el uso de hidrógeno que reacciona con los compuestos de azufre presentes en los hidrocarburos para formar ácido sulfhídrico; en un procesamiento posterior, este compuesto se convierte en azufre elemental sólido que tiene una importante aplicación industrial. En el proceso ocurren reacciones adicionales que permiten complementar el tratamiento al eliminar también compuestos nitrogenados, convertir las olefinas en compuestos saturados y reducir el contenido de aromáticos. El hidrotratamiento requiere de altas presiones y temperaturas, y la conversión se realiza en un reactor químico con catalizador sólido constituido por gg-alúmina impregnada con molibdeno, níquel y cobalto.


    • Los cortes de nafta que se obtienen por destilación directa de cualquier tipo de petróleo presentan un número de octano muy bajo (45 a 55), y serían inaplicables para la gasolina que requieren los automóviles modernos (octanajes de 80 a 100). Es necesario entonces modificar la estructura química de los compuestos que integran las naftas, y para ello se utiliza el proceso de reformación en el que a condiciones de presión moderada y alta temperatura, se promueven reacciones catalíticas conducentes a la generación de compuestos de mayor octano como son los aromáticos y las isoparafinas. Simultáneamente en las reacciones se produce hidrógeno, que se utiliza en la misma refinería en los procesos de hidrotratamiento. Las reacciones son promovidas por catalizadores basados en gg-alúmina como soporte de metales activos (platino-renio o platino-estaño).


    • Isomerización
      Los isómeros son moléculas que tienen el mismo tipo y cantidad de átomos, pero con diferente estructura en su conformación. En el caso particular de las parafinas, que son hidrocarburos constituidos por cadenas de átomos de carbono asociados a hidrógeno, se tienen para una misma fórmula general (CnH(2n+2)) una gran variedad de estructuras; cuando la cadena de átomos de carbono es lineal, el compuesto se denomina parafina normal, y si la cadena es ramificada, el compuesto es una isoparafina.
      En el grupo de parafinas que forman parte de las gasolinas, las isoparafinas tienen número de octano superior a las parafinas normales, de tal manera que para mejorar la calidad del producto se utiliza un proceso en el que las parafinas normales se convierten en isoparafinas a través de reacciones de isomerización.
      La práctica es separar por destilación la corriente de nafta en dos cortes, ligero y pesado; el ligero que corresponde a moléculas de cinco y seis átomos de carbono se alimenta al proceso de isomerización, mientras que el pesado, con moléculas de siete a once átomos de carbono, es la carga al proceso de reformación antes descrito. Las reacciones de isomerización son promovidas por catalizador de platino soportado en gg-alúmina.



    • Desintegración Catalítica Fluida (FCC)
      Este es un proceso de conversión de hidrocarburos pesados presentes en los gasóleos de vacío, que permite producir gasolina, y en consecuencia aumentar el rendimiento de este combustible en las refinerías, disminuyendo la producción de residuales.
      El proceso FCC se basa en la descomposición o rompimiento de moléculas de alto peso molecular; esta reacción se promueve por un catalizador sólido con base en zeolitas en presentación pulverizada, que se incorpora a los hidrocarburos de carga en un reactor de tipo tubular con flujo ascendente. A la salida del reactor, el catalizador se separa de los productos de reacción a través de ciclones, y el coque que se genera y adhiere al mismo por las altas temperaturas de reacción, se quema en un equipo  antes de recircularse al reactor; la energía liberada en el quemado sirve para dar parte del calentamiento de la corriente de carga.
      En el proceso se producen, además de gasolina, productos más ligeros como gas seco (metano y etano) y fracciones de 3 a 5 átomos de carbono, de carácter olefínico, que se utilizan como materia prima en la producción de éteres y gasolina alquilada en procesos subsecuentes de la refinería. También se genera un producto pesado rico en aromáticos, conocido como  cíclico ligero, que se procesa en las hidrotratadoras de la fracción diesel, y otro denominado aceite decantado que se incorpora al combustóleo.



    • Producción de Éteres
      Con el propósito de reducir las emisiones de monóxido de carbono e hidrocarburos no quemados de los vehículos con motor a gasolina, se agregan a este combustible componentes que contienen oxígeno en su molécula, como es el caso de los éteres.
      Estos componentes se dosifican en la gasolina para obtener un contenido de oxígeno de 1 a 2% en peso y, en virtud de su alto número de octano, contribuyen al buen desempeño de este combustible en los motores. Los componentes oxigenados utilizados en la formulación de gasolinas en México son el MTBE (metil tert-butil éter) y en menor grado el TAME (tert-amil metil éter).
      Estos éteres se obtienen en las refinerías a  de alcohol metílico, producido en los complejos petroquímicos, y de las olefinas ligeras producidas en los procesos de desintegración catalítica FCC, con el beneficio adicional de reducir el contenido de estas
      olefinas ligeras (importantes contribuyentes a la formación de ozono en la atmósfera) en la gasolina.



    • Alquilación
      El proceso de alquilación es una síntesis química por medio de la cual se unen olefinas ligeras (propileno y/o butenos producidos en el proceso FCC antes descrito) con isobutano (proveniente de la fracción de gas LP recuperada en la destilación atmosférica del petróleo y complementada con corrientes equivalentes del procesamiento del gas natural). Al resultado de la síntesis se le denomina alquilado o gasolina alquilada, producto constituido por componentes isoparafínicos cuyos puntos de ebullición se ubican dentro del intervalo de la gasolina.
      En sus inicios el proceso tuvo como objetivo obtener un combustible aplicable a aviones de turbohélice, y aumentar el rendimiento de gasolina a partir de las diversas corrientes ligeras producidas en la refinería, pero actualmente su objetivo es producir una fracción cuyas características tanto técnicas (alto octano) como ambientales (bajas presión de vapor y reactividad fotoquímica) la hacen hoy en día, uno de los componentes más importantes de la gasolina reformulada. La alquilación es un proceso catalítico que requiere de un catalizador de naturaleza ácida fuerte, y se utilizan para este propósito ya sea ácido fluorhídrico o ácido sulfúrico.



    • Fondo de Barril
      La cada vez mayor disponibilidad relativa de crudo pesado, con altos contenidos de azufre y metales y bajos rendimientos de destilados, hace necesario el contar con unidades de proceso que permitan modificar estos rendimientos en conformidad con las demandas, produciendo combustibles con calidad ecológica.
      Esto apunta hacia la introducción de procesos de conversión que aumenten la producción de destilados y disminuyan los residuales pesados. A este tipo de procesos se les ha llamado en su conjunto procesos de fondo de barril, y constituyen ya una sección específica de la mayor parte de las refinerías.
      En México, esta tendencia se justifica por la necesidad de procesar cada vez mayores proporciones de crudo tipo Maya. Entre las opciones de procesamiento, se tienen las orientadas a la producción de combustóleo de bajo contenido de azufre, utilizando el proceso de hidrotratamiento de residuos, aunque se empiezan a generalizar los esquemas de alta conversión, basados en hidrodesintegración profunda o en coquización, para aumentar el rendimiento de destilados a expensas de la desaparición del combustóleo.
      Los procesos de hidrotratamiento se basan en la reacción catalítica del hidrógeno con los compuestos de azufre a condiciones severas de presión y temperatura, y con catalizadores de características muy especiales. Los procesos de hidrodesintegración se diferencian fundamentalmente en el tipo de catalizador, que se diseña para orientar las reacciones a la descomposición de las moléculas para generar productos ligeros; la presencia del hidrógeno permite que estos productos resulten de carácter no olefínico y bajos en azufre.
      Por otro lado, los procesos de coquización consisten en la desintegración térmica no catalítica de los residuales; la ausencia de hidrógeno hace que los productos del proceso sean ricos en olefinas y azufre, requiriendo entonces procesamiento ulterior en las unidades de hidrotratamiento de destilados. Simultáneamente se produce coque de petróleo, compuesto constituido principalmente de carbón.
      Otro proceso basado en la descomposición térmica, bastante antiguo pero aún presente en muchas refinerías, es el de reducción de viscosidad, orientado a la autogeneración de diluentes del combustóleo para reducir el uso de destilados valiosos que también se usan para este propósito.


    • . Producción de Lubricantes
      Dentro de la industria en general, los lubricantes juegan un papel fundamental, pues evitan que el contacto continuo entre partes móviles de una máquina provoque esfuerzos por fricción que puedan llevarla a un mal funcionamiento e inclusive a su destrucción.
      Durante la refinación del petróleo es posible, si se desea, producir bases de lubricantes, las cuales deben cumplir en forma muy estricta con el rango de viscosidad que las caracteriza. La materia prima para obtener las bases de lubricantes es el residuo de la destilación atmosférica del petróleo, el cual se redestila a condiciones de vacío para generar cortes específicos que se denominan: especialidades, neutro ligero y neutro, generándose además en otro proceso de desasfaltización del residuo de vacío por extracción con solventes, cortes adicionales que se denominan: neutro pesado, pesado y cilindros.
      En su conjunto, los cortes lubricantes requieren de un procesamiento posterior que involucra plantas de desaromatización y de desparafinación, indispensables para ajustar los índices de viscosidad, o sea la variación de la viscosidad del lubricante con la temperatura, que es la propiedad fundamental que define su calidad. Simultáneamente se produce parafina suave y parafina dura.



    • Endulzamiento y Recuperación de Azufre
      La eliminación del ácido sulfhídrico (H2S) que acompaña al gas que se separa en la destilación atmosférica, y que está sobre todo presente en el gas resultante de los procesos de hidrotratamiento, es indispensable para evitar emisiones de azufre durante el quemado de dicho producto como combustible de la propia refinería.
      La separación del H2S de los gases se realiza en un proceso que se denomina de endulzamiento, basado en la absorción en soluciones acuosas de aminas; la solución rica en sulfhídrico se regenera por agotamiento con vapor para recircularse a la absorción, y el H2S separado se procesa en unidades donde primeramente se realiza una combustión parcial del mismo para generar una proporción adecuada de H2S y SO2, que enseguida se hacen reaccionar catalíticamente para generar azufre elemental.



    • Procesamiento de Gas Natural
      El gas natural está constituido principalmente por metano con proporciones variables de otros hidrocarburos (etano, propano, butanos, pentanos y gasolina natural) y de contaminantes diversos. El objetivo del procesamiento del gas natural es eliminar los contaminantes, incluyendo los componentes corrosivos (agua y ácido sulfhídrico, este último también por su carácter contaminante), los que reducen el poder calorífico (dióxido de carbono y nitrógeno) y los que forman depósitos sólidos a bajas temperaturas (nuevamente agua y dióxido de carbono), para después separar los hidrocarburos más pesados que el metano, que constituyen materias primas básicas para la industria petroquímica.
      Las etapas normales en el procesamiento del gas natural son la deshidratación (eliminación de agua, usualmente con adsorbentes sólidos, como alúmina o mallas moleculares), el endulzamiento (eliminación de ácido sulfhídrico y dióxido de carbono con soluciones absorbentes en un esquema similar al descrito para los procesos de endulzamiento de gas de refinería), y la recuperación criogénica de etano e hidrocarburos más pesados (condensación de estos componentes a bajas temperaturas, del orden de 100oC, y destilación fraccionada de los líquidos condensados). Otras etapas complementarias son el fraccionamiento de los hidrocarburos recuperados y la conversión del ácido sulfhídrico a azufre.




    • Procesos Petroquímicos
      Además de los combustibles, del petróleo se obtienen derivados que permiten la producción de compuestos químicos que son la base de diversas cadenas productivas que terminan en una amplia gama de productos conocidos genéricamente como productos petroquímicos, que se utilizan en las industrias de fertilizantes, plásticos, alimenticia, farmacéutica, química y textil, entre otras.
      Las principales cadenas petroquímicas son las del gas natural, las olefinas ligeras (etileno, propileno y butenos) y la de los aromáticos. La cadena del gas natural se inicia con el proceso de reformación con vapor por medio del cual el metano reacciona catalíticamente con agua para producir el llamado gas de síntesis, que consiste en una mezcla de hidrógeno y óxidos de carbono. El descubrimiento de este proceso permitió la producción a gran escala de hidrógeno, haciendo factible la producción posterior de amoníaco por su reacción con nitrógeno, separado del aire. El amoníaco es la base en la producción de fertilizantes.
      También a partir de los componentes del gas de síntesis se produce metanol, materia prima en la producción de metil-terbutil-éter y teramil-metil-éter, componentes de la gasolina; otra aplicación es su uso como solvente en la industria de pinturas.
      La cadena del etileno se inicia a partir del etano recuperado del gas natural en las plantas criogénicas, el cual se somete a un proceso de descomposición térmica para producir etileno principalmente, aunque también se forma hidrógeno, propano, propileno, butano, butilenos, butadieno y gasolina pirolítica. Del etileno se producen un gran número de derivados, como las diferentes clases de polietilenos cuyas características dependen del proceso de polimerización; su aplicación se encuentra en la producción de plásticos, recubrimientos, moldes, etc.




    • FASES POR LAS QUE PASA LA ENERGIA ELECTRICA DESDE EL LUGAR DONDE SE PRODUCE 




    • CENTRALES GENERADORAS DE ENERGIA  FASES Y PROCESO TECNOLOGICO



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1 comentario:

  1. Oleg15 de abril de 2020, 21:59

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