111 Como producto de la actividad industrial desarrollada desde finales del siglo XIX (en los inicios de la Revolución Industrial) y durante todo el siglo XX, el ser humano logró un incremento en su calidad de vida, el cual lamentablemente también implicó un gran deterioro del medio ambiente, debido a que se generaron graves problemas de contaminación, sobre todo en el último cuarto del siglo XX. Para tratar de resolver estos problemas de contaminación, los químicos tratan de proponer un objetivo a futuro que era hacer una química más benigna con el medio ambiente, La busqueda de dar alternativas de compatibilidad ambiental a productos o reacciones quimicas que producen subproductos toxicos y en gran cantidad los cuales reduciendo o eliminando la produccion de estos se podia lograr el objetivo 2222 Hoblandoles de una causa especifica previo a ala quimica verde El uso masivo de plaguicidas sintéticos en la agricultura desencadeno una serie de problemáticas ambientales que comenzaron a visualizarse en la década del sesenta del siglo pasado como Las intoxicaciones de los trabajadores agrícolas, la presencia de residuos de plaguicidas en los alimentos Método de aplicación del plaguicida eficiente: actualmente, entre un 1 y un 5% de los compuestos aplicados alcanza al organismo blanco, el resto se pierde en el ambiente [7]. Como solucion muy importante para el caso de los plaguicidas, es la tendencia a generar productos que resulten biodegradables, es decir, que luego de cumplir con su función específica se transformen en productos inocuos gracias a las condiciones ambientales, de tal manera que no persistan en dicho medio EN EL QUE SE ENCUENTRA 33333333 En 1970 en Estados Unidos surge la Agencia de Protección Ambiental (EPA por su sigla en inglés) En 1994 se identificaron en el medio ambiente cerca 300 compuestos químicos y añadiendo que en el 2012 se han identificado 650 compuestos químicos en el medio ambiente Paul Anastas y Jhon Warnes que trabajaban para la EPA proponen el concepto de “química verde” A finales de la decada de los 90 Postulan doce principios que debe cumplir esta “química amigable” con el ambiente. Esto es publicado en en el libro “Green Chemistry: Theory and Practice”. la química verde es el "uso de la química para la prevención de la contaminación, y el diseño de productos químicos y procesos benéficos para el ambiente" 44444444 COMO EJEMPLO el pilar fundamental En los procesos sintéticos, es la catálisis (Trost, 1995, 2002) Por otra parte, Trost y sus colaboradores demostraron cómo el uso de catalizadores maximiza la economía atómica (principio 2), usando una variedad de catalizadores de paladio en reacciones de alquilación alílica. Las reacciones en las que se forman enlaces carbono-carbono utilizando paladio como catalizador (por ejemplo las reacciones de Heck (1968),QUE MEDIANTE halogenuro insaturado (o un triflato) con un alqueno EN PRESENCIA DE UNA BASE FORMA UN alqueno sustituido de Suzuki (1995)) son estrategias que se aplican con éxito en esta dirección y las cuales ya se aplican con tanta frecuencia como es posible tanto en los laboratorios de investigación como en la industria (Aktoudianakis, et al., 2008). Estos 12 principios proporcionan un marco de referencia para que los químicos puedan aplicar la filosofía de la química verde, y los cuales son los siguientes: • Prevención en la generación de residuos. • Maximizar la economía atómica. • Síntesis empleando sustancias no tóxicas. • Diseño seguro, con productos químicos eficaces y de poca toxicidad. • Evitar el uso de sustancias auxiliares. • Eficiencia energética. • Uso de materias primas renovables. • Reducción de derivados. • Catálisis: se emplearán catalizadores lo más selectivos posibles. • Degradación limpia para que los productos químicos no persistan en el medio ambiente. • Análisis (monitoreo) continuo de contaminación. • Seguridad intrínseca y prevención de accidentes. Además, los procesos sintéticos deben ser átomo eficientes, esto es, que la mayor parte de la masa de los reactivos quede incorporada en la masa de los productos. Además, los reactivos deberán ser lo más simples como sea posible. La química verde fue adoptada como una propuesta novedosa para reducir y/o eliminar los problemas ambientales derivados de actividades industriales. la química verde es el "uso de la química para la prevención de la contaminación, y el diseño de productos químicos y procesos benéficos para el ambiente" Los principios de la química verde fueron propuestos originalmente por Paul Anastas y John Warner en su libro Green Chemistry, theory and practice en 1998, y constituyen el pilar de la química verde. La aplicación de estas estrategias en la implementación de procesos innovadores, contribuirán a la sostenibilidad del Planeta en la sociedad, la economía y el ambiente El uso masivo de plaguicidas sintéticos en la agricultura moderna ha desencadenado una serie de problemáticas ambientales que comenzaron a visualizarse en la década del sesenta del siglo pasado y se agudizaron con el tiempo. Las intoxicaciones de los trabajadores agrícolas, la presencia de residuos de plaguicidas en los alimentos y su persistencia en el ambiente, la ruptura de los mecanismos de control biológico natural y el desarrollo de resistencia en las poblaciones de plagas, son algunos de los efectos de los pesticidas que atentan contra la salud humana y el ambiente. En las últimas décadas, diferentes reglamentaciones ambientales han prohibido o limitado el uso de muchos de estos productos, incentivando la búsqueda de nuevos compuestos selectivos y compatibles con el ambiente y de baja toxicidad hacia el hombre. En este marco se presentan los postulados de la química verde, una forma de hacer química basada en la sostenibilidad, tendiente a desarrollar métodos y procesos que eviten la generación de residuos en lugar de hacer un tratamiento posterior de los mismos. En el presente trabajo se abordan y discuten los doce principios ejemplificados dentro del ámbito del control de plagas. La química verde se basa en la puesta en práctica, para dichas reacciones, de una serie de doce principios tendientes a la mejora y cuidado del medio ambiente Otro aspecto deseable en cuanto a los métodos de síntesis es su diseño de manera tal que incorporen al máximo, en el producto final, todos los materiales usados durante el proceso, minimizando así la formación de subproductos. Así aparece el concepto de economía atómica, uno de los más fundamentales a la hora de evaluar la sustentabilidad de una reacción química, pues implica la evaluación de cuántos átomos de los reactivos y sustratos se incorporan en el producto final y cuántos se eliminan en los subproductos. Este parámetro resulta de la relación matemática entre la masa de los átomos incorporados en el producto final y la masa total de los átomos intervinientes en una reacción, y supone el aprovechamiento de reacciones que incorporen la totalidad de los átomos (como la adición) o también la síntesis en una menor cantidad de etapas. Además, los postulados de la química verde implican otros aspectos, como aquellos relativos a la toxicidad de los productos. Generalmente se tiende, siempre que sea posible, al diseño de métodos de síntesis que generen productos que tengan una toxicidad escasa o nula, tanto para el hombre como para el ambiente. Se trata puntualmente de modificar la metodología para lograr un producto que mantenga su eficacia, aunque reduciendo la toxicidad tanto de las sustancias utilizadas en la metodología como del producto. En este aspecto hay dos estrategias destacadas en lo que a química verde se refiere, y se relacionan con los solventes. Una plaga, desde el punto de vista de la agricultura, se define como cualquier organismo que genere una disminución en la calidad o el rendimiento de un cultivo o cosecha en una cantidad tal que sea económicamente inaceptable para el productor [2]. Ya sea para eliminarlas o reducir su número, en la antigüedad se recurrió a diversos compuestos inorgánicos como el arsénico y compuestos sulfurados (estos últimos aún vigentes), o también se aplicaron y todavía se aplican derivados de plantas, tales como el piretro y la nicotina, sin que se obtuvieran resultados completamente satisfactorios. El cuadro de situación histórica cambió radicalmente en la década del cuarenta del siglo pasado con el surgimiento del DDT (p-diclorodifeniltricloroetano) y otros compuestos organoclorados. Comenzaba así la era de los plaguicidas de síntesis y el futuro se revelaba prometedor: atrás quedaban los tiempos de pérdidas de cultivos y cosechas, el hombre parecía haberle ganado definitivamente la pelea a las plagas. El DDT abrió la puerta a la búsqueda de nuevos compuestos de síntesis, permitiendo que en un período menor a treinta años ingresaran al mercado otros compuestos, como los organofosforados, los carbamatos y los piretroides, estos últimos difundidos ampliamente para el control de plagas agrícolas y domésticas en la actualidad. EXAMEN PARCIAL Procesos de Hidrocarburos: 1. Defina y describa las características de los siguientes compuestos: GN, GNV, GNC,GLP, GNL y LGN. (3 p.) El GN: Es un combustible fósil que proviene de depósitos geológicos donde materiales orgánicos se convirtieron en petróleo crudo, carbón, gas natural o aceites pesados como resultado de la descomposición de plantas y animales sometidos al calor y presión de la corteza terrestre durante millones de años. Está compuesto principalmente de metano (alrededor de un 90%). En su composicion ademas esta acompañado de otros gases como nitrógeno, etano, CO2 y butano, entre otros. Ésta composición hace que el gas natural sea un combustible más limpio que los derivados del petróleo. Color y olor: En su estado natural este hidrocarburo es incoloro Auto ignición: Este hidrocarburo necesita llegar a una temperatura de 537º C para estallar. GLP: Es un hidrocarburo que se obtiene del proceso de refinación del petróleo o en el proceso de separación de los gases y las gasolinas contenidas en los líquidos de gas natural. Composición: El GLP es un combustible fósil en la medida que procede del petróleo o del gas natural, pero como tal no se le encuentra en los yacimientos de este tipo de combustibles. Está compuesto por propano y butano (gases pesados), que al ser combinados dan como producto final el GLP Olor y color: El GLP carece de color y olor naturales por lo que, para poder detectarlo por el olfato en caso de eventuales fugas El GLP necesita llegar a una temperatura de 450ºC para estallar Combustión: Una llama viva y azulada indica buena combustión,en cambio una llama rojiza es señal de mala combustión. GNV La sigla significaa de gas natural vehicular , su composición (principalmente metano) y sus ventajas son las mismas: GNC: Significa gas natural comprimido (GNC) y este es un tipo de GNV y consiste en utilizar gas almacenado a temperatura ambiente a altas presiones (entre 200 y 250 bares). Ofrece una autonomía de entre 300 y 500 kilómetros, por lo que se usa sobre todo en entornos urbanos: taxis, buses, camiones de basura... y cada vez más entre particulares como coche para ir al trabajo. GNL Son las siglas de gas natural licuado asi como tambien el GNC.Es un tipo de GNV y consiste en gas líquido almacenado a -162 grados, lo que permite reducir su volumen unas 600 veces. Es inodoro e incoloro, no es tóxico y no es inflamable. Su enorme autonomía (entre 800 y 1.500 kilómetros) explica su extendido uso entre camiones, transporte marítimo y en general vehículos que deben recorrer largas distancias. Líquidos del Gas Natural Compuestos comunes de os LGN son etano (C2H6), prpano (C3H8),butanos C4H10 y nC4H10), y gasolina natural (C5+). Su uso primario es como alimentación para las refinerías en la manufactura para elmezclado de componentes de alto octanaje en las gasolinas de motor ¿Cuáles son las ventajas económicas de los condensados de gas natural (LNG)? El relativo alto valor de los Condensados (Líquidos de Gas Natural -NGL) ha hecho que los productores busque el gas húmedo, como en su momento lo hizo el Consorcio Camisea con los Lotes 88 y 56 en el Perú con lo que obtienen precio muy por encima de los que les da el negocio de gas natural seco. Los condensados se producen en las plantas de procesamiento de gas natural y se suelen transportar mediante poliductos coexistir en una zona gris entre el petróleo crudo y el gas natural seco (metano) Los LGN comparten propiedades parciales con el petróleo 2. Describa la clasificación, características, constituyentes y propiedades del GN. (3 p.) Caracteristicas: Color y olor: En su estado natural este hidrocarburo es incoloro e inodoro, pero para ser distribuido con total seguridad. Peso: El gas natural es más liviano que el aire; y ante cualquier fuga se disipa rápidamente. Las gravedades específicas del gas natural y el aire son de 0,60 y 1,00, respectivamente. Auto ignición1: Este hidrocarburo necesita llegar a una temperatura de 537º C para estallar. Combustión: Su combustión da lugar a una llama de color azul bien definido, cuando los quemadores (hornillas y sopletes) y el suministro funcionan correctamente. Las llamas amarillas, anaranjadas o rojizas, son señal de una mala combustión del gas natural De acuerdo a la clasificacion del GN se observa que es mediante la composicion que posee y de la siguiente forma: Gas Rico: (Húmedo) Es aquel del que puede obtenerse cantidades apreciables de hidrocarburos líquidos. No tiene nada que ver con el contenido de vapor de agua. Gas Agrio: Contiene cantidades apreciables de sulfuro de hidrógeno y por lo tanto es muy corrosivo. Gas Pobre o Gas Seco Esta formado prácticamente por metano Gas Dulce: Es aquel que no contiene sulfuro de hidrógeno. Principal constituyente del GN: El principal constituyente de gas natural corresponde al gas metano. Los otros son propano,pentano,.butano,etano. 3. Describa y esquematice el conglomerado del gas natural (Malvinas, Transporte de gas y líquidos, Playa Lobería, Melchorita, City Gate y Cálidda) (4 p.) 1 Desde la planta de extraccion de Malvinas (selva) el gas natural se lleva o transporta a otra planta mediante ductos que recorren km por selva sierra y ultimo costa,llegando asi hasta la Playa loberia leugo a “La planta de licuefacción de gas natural de Pampa Melchorita”, inaugurada hoy en Perú, es la primera en América del Sur y tiene capacidad de procesar 620 millones de pies cúbicos diarios de gas con la meta de exportar 4,2 trillones de pies cúbicos (medida americana, usada en el sector) donde puede procesarse LNG 2 El complejo gasístico levantado en cuatro años por el consorcio Perú LNG comprende la planta, un terminal marítimo y un gasoducto de 408 kilómetros que cruza los Andes y llega hasta la costa del océano Pacífico, El gasoducto troncal, denominado Red Principal, parte del City Gate y culmina en la Central Térmica de Ventanilla, ubicada en el Callao. A lo largo de la Red Principal se encuentran instaladas las Estaciones de Regulación de Presión (ERP) que cuentan con sistemas de detección de humo, gas, fuego, vibración, temperatura y presión. 3 Por ultimo la Empresa de Calida se encarga de distribuir a la poblacion y clientes internacionales sobre este producto. El Gas Natural es recibido por Cálidda en la estación City Gate de Lurín, en el kilometro 35 de la Panamericana Sur. Desde allí, se distribuye a los usuarios de Lima y Callao a través de un moderno sistema de ductos subterráneos. 4. Esquematice y describa las características técnicas del proceso de perforación de pozos para extraer el gas natural. (3 p.) Paso 1 – Ubicación del pozo Lo primero que debe determinarse es dónde está el agua y cómo vamos a llegar a ella. Si tenemos dudas del suelo, entonces empleamos hidrogeólogos que utilizan una variedad de métodos para evaluar las propiedades geofísicas del área subyacente. Limpia y nivela el área designada. Conseguir unas fuentes de agua cercanas esto es necesario para la perforación. Cava un agujero de reserva con agujero rectangular. Este servirá para colocar las rocas y el lodo resultantes de la perforación.Las rocas y el lodo se deberán retirar fuera del área en caso de que la perforación se produzca en un área ecológica sensible. Perfora el agujero principal con una torre especializado Establece la boca, el cuello y la tubería de perforación en el agujero, y fija el tubo de perforación Kelly y la plataforma giratoria (el sistema que bombea el lodo). Empieza la perforación y saca las rocas del agujero. Introduce Cemento en el agujero mediante una cubierta del tubo en el agujero. Bombea cemento y drena el lodo a través de la tubería con una lechada de cemento y un tapón inferior. El cemento se moverá a través del tubo de revestimiento y llenará el área entre el exterior de este y el agujero. Deja que el cemento se endurezca. Toma muestras de roca, mide la presión y baja los sensores de gas en el agujero para determinar si ya se alcanzó el yacimiento. Continúa perforando si aún no lo has hecho. Para sacar el petroleo por ultimo se necesita perforar varios agujeros en el tubo de revestimiento 5. Esquematice y describa las condiciones de proceso petroquímico por etapas desde la producción del gas de síntesis, hasta la producción final de metanol, tomando como materia prima el gas natural. (3 p.) El proceso de fabricación de metanol normalmente consiste en calentar el gas natural, mezclándolo con vapor de agua y pasarla sobre un catalizador de níquel, donde se convierte la mezcla en gas reformado: monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno, también conocido como gas de síntesis. vapor convencional reforma es la vía más simple y ampliamente practicada a la producción del gas de síntesis. 2 CH4 + 3 H2O -> CO + CO2 + 7H2 >>>>>>>>>>>>>>(gas de síntesis) f El gas de síntesis se enfría, se comprime y se pasa sobre un catalizador de cobre-zinc para producir metanol crudo. metanol crudo se compone de aproximadamente el 80% de metanol y 20% de agua. CO + CO2 + 7 H2 -> 2 CH3OH + 2 H2 + H2O El metanol crudo se destila para eliminar el agua, alcoholes superiores y otras impurezas y producir metanol de grado químico. 1 tn de metanol requiere 30 millones de BTU de metano. 6. El caldero de una empresa textil consume 50 000 galones/mes de Petróleo Residual 6 (PR-6), ¿Cuánto ahorrará si se cambia a gas natural? (El ahorro es solamente por consumo de combustible, no se consideran los gastos de mantenimiento que son más altos con residual, ni la eficiencia en la combustión) (4 p.). El caldero de una empresa textil consume 50 000 galones/mes de Residual 6 ¿Cuánto ahorrará si se cambia a gas natural? Consumo / Gastos 1 7 158 Meses 6 42 945 Consumo actual de MMBTU energía Gasto consumo US$ 79 812 478 Residual-6 837 Gasto consumo Gas US$ 34 072 204 Natural 418 Ahorro Acumulado US$ 45 740 274 US$ 419 Ahorro anual por convertirse a gas natural US$ 548 837 12 85 890 957 674 408 836 548 837 Combustible: Petróleo industrial (Residual 6) Consumo promedio: 50 000 gal/mes Costo de combustible: S./ 5,32 gal (Incluido impuestos) Poder calorífico Residual: 143 150 BTU/gal Poder calorífico gas natural:1000 pies3/MMBTU Tipo de cambio: S./ 2,8/ US$ Costo de combustibles: Residual: 11,15 US$/MMBTU Gas Natural: 4,76 US$/MMBTU Datos: Consumo promedio PR-6: 50 000 gal/mes; Costo de combustible PR-6: S./ 5,53 gal (Incluido impuestos) Poder calorífico PR-6: 143 150 BTU/gal; Poder calorífico gas natural:1000 pies3/MMBTU PR-6: 9,37 US$/MMBTU; Gas Natural: 4,66 US$/MMBTU; Tipo de cambio: S./ 3,08/ US$.
