UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ CENTRO REGIONAL DE CHIRIQUÍ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LICENCIATURA EN SANEAMIENTO Y AMBIENTE CURSO DE ECOLOGIA GENERAL PROYECTO DE INVESTIGACION TEMA EL USO DE COMBUSTIBLE FOSIL Y SU IMPACTO EN EL MEDIO AMBIENTE ESTUDIANTES CARLOS I. MÉNDEZ CEDULA 4-738-205 XAVIER TROESTCH CEDULA 4-818-156 PROFESOR LUIS VISSUETTI FECHA DE ENTREGA 3 DE JUNIO DE 2020 AGRADECIMIENTOS Primero agradecer a Dios, por darnos salud y vida, al Centro Universitario, a nuestros docentes, quienes an unido ezfuerzos para llevar a cabo el desarrollo de una educacion virtual, al enfrentar una situacion de salud mundial, por el contagio de Covid-19, logrando nuestra formación profesional, docentes que han compartido sus valiosos conocimientos, su amistad y consejos que hoy en día valoramos. A las personas tanto alumnos, profesores, compañeros de la Universidad Tecnologica de Panama Cede de David, con quienes hemos pasado momentos difíciles, y momentos agradables, dentro de desarrollo de esta nueva etapa universitaria, para el desarrollo profesional. Por último a nuestros padres, familiares y amigos quienes fueron nuestro motor emocional y quienes nos han dado las fuerzas, de seguir adelante, para formarnos como personas que aporten lo mejor de sí en la construccion de una mejor sociedad, pero sobre todo agradecer el apoyo incondicional que nos brindaron a lo largo de este trayecto no nos queda más que reconocerles a todos; ” Gracias Muchas Gracias”. ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1 I. EL USO DE COMBUSTIBLE FOSIL Y SU IMPACTO EN EL MEDIO AMBIENTE 1.1 Definicion de Combustible Fosíl --------------------------------------------------------------1 1.2 Clasificacion de Combustible Fosil ----------------------------------------------------------1 1.3 El Petroleo -----------------------------------------------------------------------------------------1 1.4 El Gas Licuado Del Petróleo (GLP)----------------------------------------------------------3 1.5 El Carbon--------------------------------------------------------------------------------------------3 1.6 El Gas Natural (Propano Y Butano) ---------------------------------------------------------3 1.6 Otros Derivados del Petroleo ------------------------------------------------------------------4 II. IMPACTO AMBIENTAL POR EL USO DE COMBUSTIBLES FÓSILES 2.1 Daños ecológicos---------------------------------------------------------------------------------5 2.2 Derrames--------------------------------------------------------------------------------------------5 2.3 Cambios en el Paisaje---------------------------------------------------------------------------5 2.4 La Extracción del Carbón------------------------------------------------------------------------5 2.5 Efecto Invernadero--------------------------------------------------------------------------------5 2.6 La lluvia acida--------------------------------------------------------------------------------------6 2.7 La extracción del Petróleo ------------------------------------------------------------------------6 III. ALTERNATIVAS ENERGETICAS PARA EL USO DEL COMBUSTIBLE FOSIL 3.1 Biocombustibles---------------------------------------------------------------------------------------7 3.2 Energía solar fotovoltaica---------------------------------------------------------------------------8 3.3 Energía eólica-----------------------------------------------------------------------------------------8 3.4 Energía geotérmica-----------------------------------------------------------------------------------9 3.5 Combustible Fosíl ventajas y desventajas ----------------------------------------------------10 3.6 Bio Combustible ventajas y desventajas ------------------------------------------------------11 Conclusiones Bibliografía INTRODUCCIÓN En la actualidad existe una preocupación mundial principalmente por la comunidad científica sobre el calentamiento global, que es el causante de generar cambios climáticos impredecibles los cuales a su vez provocan pérdidas económicas y desastres naturales que se intensifican a medida que se eleva la temperatura del globo terráqueo. Uno de los principales agentes de contaminación atmosférica que agravan esta situación es la emisión de dióxido de carbono, derivado de la quema de combustibles fósiles. El presente trabajo de investigación se realizó con el fin de estudiar el uso de combustibles fosíl y su impacto al medio ambiente, posibles alternativas a fin de no afectar las actividades económicas. El primer impacto negativo recae en el medio ambiente traducido en un deterioro de la calidad del aire, lo cual repercute en el sector económico y social, ya que los cambios meteorológicos alteran e intensifica el comportamiento del clima, es aquí donde se originan climas extremos por ejemplo sequías, inundaciones, olas de calor, erosión de los suelos, esto genera grandes pérdidas en el sector primario y en la infraestructura, lo que significa mayor gasto público para resarcir hasta cierto punto los daños. I. El Uso De Combustible Fosil Y Su Impacto En El Medio Ambiente 1.1 Definicion de Combustible Fósil Un combustible fósil, es aquel procedente de la biomasa, que en eras pasadas ha sufrido enterramiento, manteniendo procesos de transformación por aumento de presión y temperatura, hasta la formación de sustancias de gran contenido energético, se han formado a partir de la acumulación de grandes cantidades de restos orgánicos provenientes de plantas y de animales, los cuales se acumularon en depresiones como fondos marinos o lacustres, quedando fuera del alcance de los microorganismos descomponedores aerobios, posteriormente cubiertos por capas de sedimento, la presión y la temperatura crecientes transformaron progresivamente esos restos orgánicos en petróleo, carbón y gas, que pueden permanecer in situ o migrar a través de las rocas, separarse, acumularse o incluso escapar a la atmósfera. La mayor parte de la energía empleada actualmente en el mundo proviene de los combustibles fósiles. Se utilizan para combustible de motores, para la generación de electricidad, para climatización de ambientes, para cocinar, etc. Los combustibles fósiles al no ser energía renovable, no se considera como energía de la biomasa. 1.2 Clasificacion de Combustible Fosil Los combustibles fósiles son cuatro: petróleo, gas licuado del petróleo, carbón y gas natural. 1.3 El petróleo: Comúnmente llamado «aceite de roca», es una mezcla de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua también suelen contener compuestos de azufre y de oxígeno; se le conoce como oro negro, petróleo crudo o simplemente crudo, se trata de un líquido aceitoso de color oscuro, es considerado una roca sedimentaria. Se produce en el interior de la Tierra, por transformación de la materia orgánica acumulada en sedimentos del pasado geológico y puede acumularse en trampas 1 geológicas naturales, que se localizan a nivel mundial y de donde se extrae mediante la perforación de pozos. En condiciones normales de presión y temperatura es un líquido bituminoso que puede presentar gran variación en diversos parámetros como color y viscosidad, desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenas fluyen, la densidad oscila entre 0,66 g/ml y 0,9785 g/ml, capacidad calorífica, etc. Estas variaciones se deben a la diversidad de concentraciones de los hidrocarburos que componen la mezcla, esto hace que el petróleo de cada pozo o fuente sea distinto de otro. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre. Se encuentra en profundidades que varían entre los 600 y los 5000 metros. Este recurso ha sido usado por el ser humano desde la Antigüedad: los egipcios usaban petróleo en la conservación de las momias, y los romanos, de combustible para el alumbrado. Es un recurso no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía y materia prima para la generación de una gran variedad de derivados, entre los que se incluyen la mayoría de los plásticos. 1.4 El Gas Licuado Del Petróleo (GLP): Es la mezcla de gases licuados presentes en el gas natural o disueltos en el petróleo. Lleva consigo procesos físicos y químicos por ejemplo el uso de metano. Los componentes del GLP a temperatura y presión ambientales son gases fáciles de licuar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que el GLP es una mezcla de propano y butano, el propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refinado de petróleo, sobre todo como subproducto de la destilación fraccionada catalítica, que inicia cuando el petróleo crudo procedente de los pozos petroleros llega a una refinación primaria, donde se obtienen diferentes destilados, entre 2 los cuales se tienen gas húmedo, naftas o gasolinas, queroseno, gasóleos atmosféricos o diésel y gasóleos de vacío. Estos gasóleos de vacío son la materia prima para la producción de gasolinas en los procesos de craqueo catalítico. 1.5 El Carbón: Es un mineral que se ha formado a partir de restos vegetales, de distinto origen según la época geológica en la que crecieron. Esos restos, sepultados por sedimentos y sometidos sucesivamente a condiciones de anoxia, y a la presión y temperatura crecientes, se transformaron en los diversos minerales, llamado macérales que forman los carbones. Aunque la mayoría del carbón explotable provienen de los restos de helechos arborescentes que crecían durante el Carbonífero o de las gimnospermas que crecieron durante el Cretácico, que son los dos períodos geológicos con mayor cantidad en formaciones depositadas durante de yacimientos, todos los se períodos encuentran geológicos, carbones a partir del Devónico. La importancia del carbón radica en su capacidad calorífica, que permite su uso como combustible, y en la posibilidad de obtener de él materias primas para la industria carbo-química, que posteriormente pueden utilizarse en la elaboración de otros de artículos. Las primeras máquinas de vapor usadas en barcos, trenes y maquinaria industrial se movieron gracias a la energía que suministraba a este material. Posteriormente fue desplazado por el petróleo, pero continúa siendo materia prima para obtener de él productos para la elaboración de plástico, colorantes, perfumes y aceites. 1.6 El Gas Natural: Está compuesto principalmente por metano, un compuesto químico formado por átomos de carbono e hidrógeno. Se encuentra bajo tierra, habitualmente en los mismos yacimientos en los que se almacena petróleo. Se extrae mediante tuberías, y se almacena directamente en grandes contenedores de aluminio. Luego se distribuye a los usuarios a través de gasoductos. Es inodoro e incoloro, por lo que antes de 3 distribuirlo se mezcla con metilmercaptano, una sustancia que le da un fuerte y desagradable olor. De este modo, es fácil detectar cualquier escape de gas. El Gas Natural De Propano Y Butano, pueden ser extraídos por procesos consistentes en la reducción de la temperatura del gas hasta que estos componentes y otros más pesados se condensen. Los procesos usan refrigeración o turbo expansores para lograr temperaturas menores de 40 ºC necesarias para recuperar el propano. Subsecuentemente estos líquidos son sometidos a un proceso de purificación usando trenes de destilación para producir propano y butano líquido o directamente GLP. Otros Derivados del Petroleo Hidrocarburos saturados o parafinas. Se los considera derivados del metano, su fórmula general es CnH2n+2. Hidrocarburos etilénicos u olefinas. Moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace doble de carbono (-C=C-). Su fórmula general es CnH2n. Tienen terminación -"eno". Hidrocarburos acetilénicos. Moléculas lineales o ramificadas que contienen un enlace triple de carbono. Su fórmula general es: CnH2n-2. Tienen terminación "ino Hidrocarburos cíclicos ciclánicos. Hidrocarburos cíclicos saturados, derivados del ciclopropano (C3H6) y del ciclohexano (C6H12). Muchos de estos hidrocarburos contienen grupos metilo en contacto con cadenas parafínicas ramificadas. Su fórmula general es CnH2n. Hidrocarburos bencénicos o aromáticos. Compuestos oxigenados (derivados de hidrocarburos etilénicos, por oxidación y polimerización) Compuestos sulfurados (tiofeno, etc.) Compuestos nitrogenados cíclicos (piridina, etc) 4 Los combustibles fósiles son recursos no renovables ya que al contrario que otros recursos de origen biológico, como la leña, el carbón vegetal, el biodiésel, no se pueden reponer a corto plazo. II. Impacto Ambiental Por El Uso De Combustibles Fósiles El proceso de extracción de los combustibles fósiles resulta perjudicial para el medio ambiente. Ya que el trabajo de perforación opera las 24 horas del día, lo que interrumpe el orden del hábitat casi por completo y pueden ocurrir los siguientes problemas: Daños ecológicos: El aumento del tráfico de vehículos, el despliegue de maquinaria de trabajo y la actividad de los obreros perjudican a la fauna local. Se han registrado alteraciones en la relación entre depredadores y presas, así como también la interrupción de la comunicación entre pájaros cantores en época de anidación y de cría. Derrames: Los líquidos utilizados durante el proceso de excavación son desechados en fosas paralelas para su posterior tratamiento. Sin embargo, en ocasiones se derraman de manera parcial y su impacto a largo plazo puede provocar daños en el terreno y afectar a la salud de los habitantes. Los derrames de petróleo en altamar afectan a los animales marinos por el contacto directo, la inhalación y la ingestión de los líquidos. Cambios en el Paisaje: La construcción de carreteras para trasladar la maquinaria necesaria hasta la zona de excavación provoca la eliminación parcial o total de la vegetación e incrementa la erosión del suelo. Ese desgaste, que se realiza de manera acelerada, causa daños que impactan en la agricultura local: provoca inundaciones y genera pérdida de las capas superiores del sueño ricas en nutrientes, entre los principales problemas. Contaminación del Agua y del Aire: Las fosas paralelas que se utilizan para verter los desechos son pozos abiertos que pueden contener aguas residuales, productos químicos, hidrocarburos del petróleo y otras sustancias que comprometen la seguridad del agua potable. En ocasiones se producen explosiones de tuberías y de pozos, a 5 pesar de haber sido perforados de manera adecuada. Esto ocasiona la contaminación de acuíferos y del aire, por la liberación de gas metano y de dióxido de carbono que en grandes cantidades resultan dañinos para la atmósfera y para el medio ambiente local. La Extracción del Carbón: Ocasiona la destrucción de ecosistemas de la zona, la combustión del carbón origina una serie de deterioros medioambientales importante: emisión a la atmósfera de residuos llamados óxido de azufre, óxido de nitrógeno y dióxido de carbono. Estos gases se acumulan en la atmósfera provocando los siguientes efectos: Efecto Invernadero En la capa gaseosa que rodea a la Tierra se encuientran entre otros, dióxido de carbono, metano y dióxido de azufre. Estos gases se conocen como gases invernadero y son necesarios para la existencia de la vida en el planeta. La radiación solar atraviesa la atmósfera, parte de ella se refleja en forma de radiación infrarroja y escapa nuevamente al espacio, permitiendo regular la temperatura en la superficie terrestre. Actualmente, y debido a la acción del ser humano, la presencia de estos gases se ha incrementado, lo que impide que salga una buena parte de la radiación infrarroja que reemite la Tierra, lo que provoca el calentamiento de la misma. Lluvia Ácida Provocado por los óxidos de azufre y nitrógeno. Estos gases reaccionan con el vapor de agua y, en combinación con los rayos solares, se transforman en ácidos sulfúrico y nítrico, que se precipitan a la tierra en forma de lluvia. Deteriorando… Bosques: y la consiguiente pérdida de fertilidad de la tierra. Ríos: dañando la vida acuática y deteriorando el agua. Patrimonio arquitectónico: pues ataca la piedra. 6 La extracción del Petróleo: A través de pozos, la existencia de refinerías, oleoductos y buques petroleros conlleva a que existan vertidos: que afectan al suelo, pérdida de fertilidad y al agua, que afecta a la vida marina, ecosistemas costeros, … Influencia sobre la atmósfera: causando el efecto invernadero y la lluvia ácida por las emisiones de monóxido de carbono es sumamente tóxico. III. Alternativas Energeticas Para El Uso Del Combustible Fosil 3.1 Biocombustibles El sol también mueve los sistemas climáticos mundiales y es por tanto la fuente indirecta de la energía hidráulica, eólica y mareomotriz. Como la fotosíntesis es un proceso que utiliza la energía solar para transformar dióxido de carbono y agua en carbohidratos, es la fuente subyacente de los biocombustibles en sus distintas formas. La biomasa, como base material de dicha industria, es también una alternativa potencial a los combustibles fósiles, tanto la propia biomasa como el bioetanol y el biodiesel obtenidos mediante su transformación tienen la ventaja de que pueden emplearse sin necesidad de introducir grandes modificaciones en los sistemas energéticos implantados para productos derivados de los combustibles fósiles. La biomasa puede usarse en lugar de carbón mineral en diversos tipos de instalaciones térmicas, paliando así el impacto ambiental de este combustible fósil. Lo mismo ocurre con el etanol y el biodiesel que pueden sustituir a gasolinas y gasóleos derivados del petróleo en distintos tipos de motores. Actualmente la biomasa proporciona una fuente de energía, adicional a la de combustibles (Salvador, 2010). Los biocarburantes (Primera Generación) utilizan materias primas de uso alimentario, caña de azúcar, maíz, soja, girasol, fermentación para obtener etanol o transesterificación para biodiesel, Los de segunda generación utilizan materias primas de tipo herbáceo o leñoso, celulosa en el caso de etanol y semillas oleaginosas no 7 comestibles, jatrofa, cardo, algas y aceites usados para biodiesel, que se diferencian de la primera generación porque esta biomasa no tiene usos en alimentación. Los biocombustibles sólidos: son los constituidos por materiales lignocelulósicos procedentes del sector agrícola o forestal y de las industrias de trasformación que producen este tipo de residuos, ejemplo la paja, los restos de poda de vid, olivo o frutales, la leña, las cortezas y los restos de podas y aclareos de las masas forestales son materia empleada en la elaboración de biocombustibles sólidos de origen agrario. También podemos señalar la cáscara de frutos secos, huesos de aceitunas y de otros frutos, residuos procedentes de la extracción del aceite de orujo en las almazaras, restos de las industrias del corcho, la madera y el mueble, constituyen una materia prima de calidad para utilizarla como biocombustible sólido. 3.2 Energía Solar Fotovoltaica La primera alternativa energética es la energía solar, ya que el sol es una fuente de energía inagotable, es por ello importante considerar esta alternativa energética. El Sol es una fuente de energía natural, limpia e inagotable, cada año el Sol vierte sobre la Tierra cuatro veces más energía de la que necesitamos, la radiación solar que llega a la superficie terrestre se puede transformar directamente en electricidad (Fotovoltaica) o calor (termosolar). El calor, a su vez, puede ser utilizado directamente como calor o para producir vapor y generar electricidad. 3.3 Energía Eólica La energía eólica es la energía que se obtiene del viento es la energía cinética producida por el efecto de las corrientes de aire, esta energía la podemos convertir en electricidad a través de un generador eléctrico. Es una energía renovable, limpia, que no contamina y que ayuda a reemplazar la energía producida a través de los combustibles fósiles. “La energía eólica es una fuente de energía renovable e inagotable”. 8 El viento es una fuente abundante e inagotable, lo que significa que siempre se puede contar con la fuente original que produce la energía, permitiendo no tenga fecha de caducidad, además, está disponible en muchos lugares del mundo. 3.4 Energía Geotérmica La energía geotérmica es una energía renovable que aprovecha el calor del subsuelo para climatizar y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica. Aunque es una de las fuentes de energía renovable menos conocidas, sus efectos son espectaculares de admirar en la naturaleza. Las aplicaciones de la geotermia dependen de las características de cada fuente, los recursos geotérmicos de alta temperatura, superiores a los 100-150ºC se aprovechan principalmente para la producción de electricidad, cuando la temperatura del yacimiento no es suficiente para producir energía eléctrica, sus principales aplicaciones son térmicas en los sectores industrial, servicios y residencial, así, en el caso de temperaturas por debajo de los 100ºC puede hacerse un aprovechamiento directo o a través de bomba de calor geotérmica para calefacción y refrigeración. 9 3.5 Ventajas Y Desventajas Combustible Fosil Vs Bio Combustibles Combustible Fósil Ventajas Son muy energéticos. Son fácilmente almacenables y transportables. Es fácil de extraer su energía. Se pueden usar también para el hogar. Desventajas Su extracción y su combustión aumentan la proporción de gases de efecto invernadero, como el metano y el dióxido de carbono. Su combustión y procesado liberan a la atmósfera elementos tóxicos, como arsénico y mercurio, lo que no sucede con los combustibles obtenidos de la biomasa. Los combustibles fósiles no son renovables, por lo que se agotan progresivamente las reservas, dificultando su extracción y afectando a su precio. Son recursos de gran valor económico, y su distribución geográfica no es homogénea, por lo que su explotación puede originar o catalizar conflictos. 10 3.6 Combustibles de Energía Renovable Ventajas Una energía respetuosa con el Medio ambiente Una de las principales ventajas de esta energía es su mínimo impacto medioambiental. La utilización de esta fuente energética no sólo no produce prácticamente residuos sino que, además, reduce drásticamente el consumo de combustibles fósiles y, por tanto, de emisiones de CO2. Por otro lado, el coste de producción de electricidad es menor que el de las plantas de carbón e, incluso, que el de las centrales nucleares. Minimiza La Dependencia Energética Paralelamente, y aunque es verdad que no todos los países cuentan con yacimientos suficientes para evitar la dependencia energética del exterior, no es menos cierto que incluso en los peores casos ayudaría a reducir esta dependencia, con los beneficios que ello proporciona de cara al medio ambiente. Por ejemplo, se estima que la energía almacenada en un kilómetro cúbico de roca caliente a 250ºC equivale a 40 millones de barriles de petróleo. Una Energía Perfecta Para Su Uso Residencial Generación de electricidad, y generación de calor. Basta con disponer de un intercambiador de calor en el subsuelo, el razonamiento es muy sencillo: al estar enterrado disfruta de una temperatura constante de entre 8 y 10ºC todo el año. Gracias a ello, el consumo de energía es mucho menos para llegar a los 22 o 23ºC en el hogar, tanto en verano como en invierno, al tiempo que en el hogar se disfruta de agua caliente prácticamente sin coste. No Existen Desventajas Comprobadas 11 CONCLUSIONES Los problemas que plantea el uso de combustibles fósiles para satisfacer la creciente demanda de energía han obligado a buscar otras fuentes de aprovisionamiento, en donde las sociedades deben hacer frente a la carestía del petróleo, la vulnerabilidad del suministro o las amenazas del calentamiento global además del agotamiento de estos combustibles La biomasa es un recurso renovable que se produce de forma descentralizada y su empleo con fines energéticos puede dar utilidad al suelo laborable que progresivamente se está dejando baldío estéril y sin uso. Desde otro punto de vista el gas también puede ser una fuente energética que genera menor impacto al ambiente, pero el lado negativo del mismo es el gran consumo de agua que requiere para los procesos, y esta agua al ser devuelta al ecosistema regresa con menor temperatura y clorada afectando la biodiversidad del ecosistema y variando las aguas dulces de la superficie. BIBLIOGRAFÍAS https://concepto.de/combustibles-fosiles/#ixzz6NljYu1m3 Historia del GLP: Gas Licuado de Petróleo | Su evolución y redimiento». iRCONGAS. 2019-07-15. Consultado el 2020-05-01. https://energecitateconnatalia.wordpress.com/combustibles-fosiles/impactoambiental-del-uso-de-los-combustibles-fosiles/ https://www.youtube.com/watch?v=t7tDXwhgarI https://energiasrenovadas.com/categoria/combustibles-fosiles/page/3/ 2 ANEXOS Sectores Principales Que Utilizan Combustibles Fósiles Emision de Gas Efecto Invernadero Por Sector Poder Calorifico de Distintos Tipos de Biomasa
