Contaminación atmosférica: combustión, hidrocarburos y smog fotoquímico
Plástica y Educación Artística10,83 KB
Hidrocarburos, smog fotoquímico y ozono troposférico
¿Qué produce la presencia de hidrocarburos en el aire?
Al actuar el ciclo fotolítico, se desequilibra al reaccionar estos con el oxígeno atómico y el ozono generado, produciendo radicales libres muy reactivos.
¿La combinación de qué sustancias da como resultado el smog fotoquímico?
Los radicales libres se forman con los contaminantes primarios y con los constituyentes normales del aire.
¿A qué hora del día comienza la producción de hidrocarburos y por qué?
A las primeras horas de la mañana se produce una intensa emisión de hidrocarburos y óxido nítrico al comenzar la actividad humana en las grandes ciudades: encendido de calefacciones y tráfico intenso.
¿Dónde está presente el ozono troposférico?
El ozono está presente en la troposfera de forma natural. Una parte proviene de existentes en las capas altas de la atmósfera que se transportan hacia niveles más bajos, a las capas de aire próximas a la superficie terrestre.
Entre los agentes contaminantes se encuentran los óxidos de nitrógeno, que resultan muy reactivos, especialmente cuando reaccionan con el oxígeno del aire:
NO(g) + O2(g) ---> NO2(g)
A su vez, el dióxido de nitrógeno, por acción de la luz solar, se descompone en monóxido de nitrógeno. Explique su fórmula:
NO2(g) + luz ---> NO(g) + O(g)
Contaminantes atmosféricos
¿Cuántos tipos de contaminantes contribuyen al deterioro de la atmósfera?
Existen 2 tipos de contaminantes que contribuyen al deterioro de la atmósfera: los naturales y los antropogénicos.
¿Dónde se originan los contaminantes naturales?
Estos se originan en procesos biológicos y geológicos, entre los cuales podemos mencionar el polen, el polvo desprendido por la acción del viento sobre la corteza terrestre, las cenizas y gases volcánicos, y las partículas de sal que surgen del oleaje marino.
¿Dónde se originan los contaminantes antropogénicos?
Se originan de la actividad del hombre, como la quema de combustibles o las emisiones de gases y sustancias químicas a partir de procesos industriales y/o actividades domésticas.
Proceso de combustión
Definición
Nombre y defina el proceso de combustión.
La combustión es una reacción de oxidación entre un combustible y un comburente, iniciada por una cierta energía de activación y con desprendimiento de calor (reacción exotérmica).
El proceso de combustión transcurre sencillamente en fases de vapor: los sólidos se someten primero a un proceso de descomposición de su estructura molecular, a elevada temperatura, hasta llegar a la formación de gases que puedan ser oxidados.
Los líquidos se vaporizan, luego se mezclan con el comburente y se someten a la acción de la llama para iniciar la reacción.
Clasificación según la velocidad
Nombre y defina la clasificación de la combustión según la velocidad.
- Combustiones lentas: se producen sin emisión de luz y con poca emisión de calor. Se dan en lugares con escasez de aire, combustibles muy compactos o cuando la generación de humos enrarece la atmósfera, como ocurre en sótanos y habitaciones cerradas. Son muy peligrosas, ya que en el caso de que entre aire fresco puede generarse una súbita aceleración del incendio, e incluso una explosión.
- Combustiones rápidas: son las que se producen con fuerte emisión de luz y calor, con llama.
Constitución de los combustibles
¿Cómo están constituidos los combustibles?
Están constituidos por: carbono (C), hidrógeno (H2), azufre (S), nitrógeno (N2), oxígeno (O2), humedad y cenizas.
Motores de combustión
Combustión interna
¿Cómo se produce la combustión interna?
Produce energía mecánica, transformando la energía química generada por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Generan mucha potencia convertida en velocidad, pero son altamente contaminantes por los gases que expulsan al quemar el combustible y, además, son muy ruidosos.
¿Qué es el motor diésel?
Es la máquina que transforma la energía química contenida en una mezcla de aire y combustible en calor, y este en trabajo de movimiento o mecánico. Su cilindro se carga con aire que se comprime hasta que este se calienta, para que pueda inflamar el combustible inyectado en el espacio de combustión.
Combustión externa
¿Qué es la combustión externa?
El motor a reacción a chorro toma oxígeno del ambiente para quemar el combustible, generando la fuerza para que pueda mover la máquina. Su función se basa en el movimiento de animales marinos (pulpo): toma oxígeno del agua y lo guarda hasta obtener presión, y lo expulsa como un chorro.
Energía, combustión y contaminación atmosférica
Los combustibles más utilizados son el petróleo, el carbón y el gas natural. Son extraídos de la corteza terrestre y, si son refinados, se convierten en gasolina, gasoil y queroseno. La mayoría se usan para el transporte, la calefacción y la generación de energía.
El carbón es el más utilizado para generar energía eléctrica, y el gas natural se usa en calefacción, generación de agua caliente y aire acondicionado.
¿Cuáles son las consecuencias en el medio ambiente del uso de la combustión del carbón?
Lluvia ácida, cenizas y el calentamiento global.
Lluvia ácida
¿Describa la lluvia ácida?
Cuando los combustibles fósiles se queman, se combinan con el O2 y forman óxidos que reaccionan con el vapor del agua de la atmósfera formando algunos ácidos. Este vapor se llama comúnmente lluvia ácida, entra al ciclo del agua y puede, por tanto, perjudicar la calidad de la biodiversidad.
Recursos agotables
¿Qué se necesita para la estimación de los recursos agotables?
Mapas geológicos de cuencas sedimentarias, modelos de sistemas de producción de energía y datos que muestren los modelos y tendencias del consumo de energía mundial.
Reducción de emisiones de carbono
¿De qué manera están trabajando los países para reducir las emisiones de carbono?
Una propuesta consiste en establecer un sistema para que las compañías que emitan dióxido de carbono por encima del nivel establecido tengan que pagar por ello.
Centrales termoeléctricas
¿Qué es una central termoeléctrica?
Es la instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del generador, y por tanto para obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir agua en la caldera.
Nombre las etapas del proceso de conversión de una central termoeléctrica:
- Liberación de energía, en forma de calor, mediante la combustión de combustibles.
- Transferencia de calor de los gases de combustión al agua, para generar vapor.
- Conversión de energía térmica a mecánica.
- Conversión de energía mecánica a eléctrica.
¿Qué permite una central termoeléctrica?
Una central termoeléctrica permite, mediante un proceso de conversión, generar energía eléctrica a partir de combustibles como el carbón o el petróleo.
¿Señale las etapas del proceso de conversión?
- Liberación de energía, en forma de calor, mediante la combustión de combustibles.
- Transferencia de calor de los gases de combustión al agua, para generar vapor.
- Conversión de energía térmica a mecánica.
- Conversión de energía mecánica a eléctrica.
Incineradores de desechos
¿Cómo funcionan los incineradores normales de desechos?
Funcionan a 1.100 ºC con un tiempo de retención de gases de 2 segundos, para lograr la destrucción del 99,99 % de los desechos incinerados. El poder calorífico del flujo de desechos se utiliza como combustible mientras se logra, al mismo tiempo, la destrucción total del material.
Debido a las reacciones químicas irreversibles a las que se somete el caucho durante su proceso, señale ¿cuál es el mayor problema que se presenta con respecto a la combinación que se genera?
El mayor problema que se ha generado a nivel mundial es que el caucho no se puede reciclar y, además, no es biodegradable. Por esto es que miles de toneladas se acumulan anualmente en vertederos sin poder reutilizarse.
¿De qué forma se podría reutilizar el caucho?
Se podría reutilizar en las utilizaciones de pisos y superficies, o vulcanizaciones de goma para mejorar el asfalto en carreteras.
Licor negro y combustibles liberados
¿Qué es el licor negro?
Es una mezcla compleja de material orgánico y reactivo sobrante en el proceso de extracción de celulosa de la madera.
En el proceso de combustión, ¿cuáles son los combustibles que se liberan a la atmósfera?
Durante el proceso de combustión se libera a la atmósfera el azufre contenido en el combustible en forma de anhídrido sulfuroso, junto con otros contaminantes como óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono, metales pesados y una gran variedad de sustancias. Cuando se utiliza carbón como combustible se emiten abundantes partículas finas que pueden ser trasladadas a grandes distancias.
Procesos productivos y contaminantes atmosféricos
Nombre la relación entre procesos productivos y contaminantes atmosféricos.
Entre las distintas fuentes de contaminación atmosférica de origen industrial, la combustión de combustibles fósiles para la generación de calor y electricidad ocupa un lugar preponderante, tanto por la cantidad como por los tipos de contaminantes emitidos. Especial atención merecen las centrales térmicas de producción de electricidad.