Monografia Fuentes de energia alternativa para el futuro

DOCENTE:

Mag. Ing. Montenegro Chancafe Flor.

INTEGRANTES:

Campos Cabrera Angélica.

Guevara Díaz Edwin.

Vásquez Cercado Cesar.

Cortez Linares Bryan.

GRUPO: “BAEC”

CURSO: Química

TEMA: Fuentes de energía quimica

Julio, 2014

Facultad de Ingeniería

Química

Facultad de IngenieríaQuímica Fuentes Energía Química

DEDICATORIA

Nuestro grupo dedica este trabajo a todas aquellas personas con el interés de utilizar una fuente de energía alternativa como lo es la química, para así llevar una mejor vida

libre de contaminantes.

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AGRADECIMIENTO

El Grupo ‘‘BAEC’’ agradece como primer lugar en todo a Dios, el cual nos brindo los conocimientos necesarios para desarrollar nuestro proyecto, a nuestros padres por brindarnos el apoyo incondicional para sobresalir y seguir adelante sin rendirnos y a nuestra profesora por ser el instrumento que Dios nos envió para poder tener la guía

necesaria al desarrollar cada uno de nuestros temas de formación.

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ÍNDICE

PORTADA……………………………………………………………………………………………………………. 1

DEDICATORIA…………………………………………………………………………………………………….. 2

AGRADECIMIENTO……………………………………………………………………………………………… 3

ÍNDICE………………………………………………………………………………………………………………… 4

RESUMEN Y ABSTRACT……………………………………………………………………………………….. 5

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………………….. 6

OBJETIVOS………………………………………………………………………………………………………….. 7

I. PRINCIPALES FUENTES DE ENERGIA QUIMICA…………….……..……………………………. 8

1.1. COMBUSIBLES FOCILES……………………………………………………………………………. 9

1.1.1. HULLA……………………………………………………………………………………………. 10

1.1.2. PETROLEO……………………………………………………………………………..………. 12

1.1.3. GAS NATURAL………………………………………………………………………………… 13

II. FUENTES DE ENERGIAS ALTERNATIVAS………………................................................. 14

2.1. BIOMASA………………………………………………………………………………………………….. 15

2.2. ENERGIA SOLAR……………………………………………………………………………………….. 16

2.3. CELDAS DE COMBUSTION………………………………………………………………………….. 17

CONCLUSIONES……………………………………………………………………………………………………. 18

REFENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………....................................................... 19

COEVALUACION……………………………………………………………………………………………………. 20

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RESUMEN

Las Fuentes Renovables de Energía son fuentes de energía no convencionales, que sustituyen a los portadores energéticos tradicionalmente usados como son el petróleo crudo y sus derivados. Se caracterizan por la capacidad de renovarse ya sea permanente o de forma periódica y entre ellas se encuentran:

La biomasa: en la que se incluye toda materia vegetal creada por la fotosíntesis y toda materia orgánica contenida en los residuos animales, industriales o domésticos.

Los dispositivos generadores de energía y se dividen según el tipo de energía que utilizan los más utilizados son:

Los que utilizan la energía eólica (molinos de viento, aerogeneradores y

parques eólicos)

Los que utilizan la energía cinética del agua (Presas y micropresas, arietes hidráulicos y malacates)

Los que utilizan de modo directo la energía solar a partir de celdas fotovoltaicas (paneles fotovoltaicos y calentadores solares)

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ABSTRACT

Renewable Energy Sources are sources of non-conventional energy, replacing the traditionally used energy carriers such as crude oil and its derivatives. They are characterized by the ability to renew either permanently or periodically and among them are:

Biomass: wherein all plant matter created by photosynthesis and all organic matter contained in animal wastes, industrial or household is included.

The power generating devices and are divided according to the type of energy they use the most used are:

Those who use wind power (windmills, turbines and wind farms)

Those using the kinetic energy of water (dams and micro-dams, hydraulic rams and winches)

The direct mode using solar energy from solar cells (photovoltaic panels and solar water heaters)

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INTRODUCCIÓN

La química ha sido y es una fuente de bienestar y comodidad para el ser humano. De alguna manera, al dar origen a los diversos productos que cada día nos simplifican y hacen más agradable la vida, se ha ganado buena parte del crédito por el mejoramiento del nivel de vida que actualmente disfrutamos.

Hasta hace algunos años se consideraba que el desarrollo tecnológico implicaba necesariamente un costo ambiental que pagar y un peligro potencial para el ciudadano común. Del mismo modo, no se tenía conciencia de la posibilidad del agotamiento de los recursos naturales empleados como materias primas de los procesos de producción. Otro problema era la inadecuada disposición de desechos directamente y de manera indiscrimada al aire, agua y suelo.

El aprovechamiento por el hombre de las fuentes de energía renovable, entre ellas las energías solares, eólica e hidráulica, es muy antiguo; desde muchos siglos antes de nuestra era ya se utilizaban y su empleo continuó durante toda la historia hasta la llegada de la "Revolución Industrial", en la que, debido al bajo precio del petróleo, fueron abandonadas.

Durante los últimos años, debido al incremento del coste de los combustibles fósiles y los problemas medioambientales derivados de su explotación, estamos asistiendo a un renacer de las energías renovables.

Las energías renovables son inagotables, limpias y se pueden utilizar de forma auto gestionada (ya que se pueden aprovechar en el mismo lugar en que se producen). Además tienen la ventaja adicional de complementarse entre sí, favoreciendo la integración entre ellas. Por ejemplo, la energía solar fotovoltaica suministra electricidad los días despejados (por lo general con poco viento, debido al dominio del anticiclón), mientras que en los días fríos y ventosos, frecuentemente nublados, son los aerogeneradores los que pueden producir mayor energía eléctrica.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Aprovechar los tipos de fuentes de energía química.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Generar mejores fuentes de energía para solventar las necesidades de las personas

Aprovechar las fuentes de energía de una manera menos contaminante para el planeta.

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CAPITULO I:

“PRINCIPALES FUENTES DE ENERGIA QUIMICA”

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1. Principales Fuentes de Energia Quimica2.

3. La energía es la fuerza necesaria para la sociedad. De ella dependen, por ejemplo, la iluminación de casas y calles, el calentamiento y refrigeración de casas, el transporte de personas y mercancías, la obtención de alimentos, así como su preparación, el funcionamiento de fábricas, etcétera.

4. Hace poco más de cien años se obtenía energía a partir de la fuerza de animales y del calor obtenido al quemar madera. El ingenio humano desarrolló algunas máquinas capaces de aprovechar la fuerza hidráulica para, por ejemplo, moler cereales o preparar hierro, o la fuerza del viento en los barcos a vela o molinos. Sin embargo, la gran revolución vino con la máquina de vapor, y desde entonces, el desarrollo de la industria y tecnología han cambiado. Actualmente, el desarrollo de un país está ligado a un creciente consumo de energía de combustibles fósiles.

4.1. Combustibles Fósiles

Se llaman combustibles fósiles a aquellas materias primas empleadas en la combustión que se han formado a partir de las plantas y otros organismos vivos que existieron en tiempos remotos en la Tierra. El carbón en todas sus variedades, el petróleo y el gas natural son por distintas de presentarse estos productosY por esto Los combustibles fósiles son las principales fuentes de energía, la cual se produce mediante combustión. A este gran grupo pertenecen el petróleo, el carbón mineral y el gas natural. Los combustibles fósiles proceden de la descomposición de restos vegetales y otros organismos vivos.

¿Pero qué son los combustibles fósiles? ¿Cómo se originaron?Los combustibles fósiles -es decir, el gas natural, el carbón y el petróleo- se llaman así porque están compuestos por restos de organismos que vivieron en nuestro planeta hace millones de años. Estos materiales se encuentran en la corteza terrestre en cantidades limitadas y, por lo tanto, son considerados recursos no renovables.Desde el punto de vista químico, el carbón está formado sobre todo por una variedad alotrópica del carbono, el grafito, (posee también cantidades significativas de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre), mientras que el gas natural y el petróleo son mezclas de hidrocarburos, o sea, compuestos que poseen átomos de carbono y de hidrógeno. A modo de síntesis, puede decirse

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que estas sustancias almacenan en sus uniones la energía proveniente del Sol. ¿Porqué? Mediante el aprovechamiento de la energía solar, los organismos fotosintéticos consiguen sintetizar materia orgánica a partir de otros compuestos: agua y dióxido de carbono. Durante millones de años, la materia orgánica se almacenó en las cuencas de sedimentación, en ambientes caracterizados por la lenta degradación y el escaso nivel del oxígeno como los pantanos, los lagos y los ambientes litorales. Al depositarse nuevos sedimentos, se dieron condiciones de elevadas temperaturas y presiones, capaces de convertir la materia orgánica en hidrocarburos o en carbón mineral.

4.1.1. Hulla

Es el carbón más común, y su combustión origina serios problemas medioambientales como la lluvia acida, debido a que tiene importantes cantidades de azufre. Tiene mayor proporción de carbono, menor porcentaje de humedad y mayor poder calorífico que el lignito. Se encuentra a mayor profundidad que éste.

Hay tres variedades de hulla:

Hulla grasa, antiguamente al destilarla se obtenía gas de alumbrado.

Hulla magra o seca, que se emplea como combustible. Su aspecto presenta bandas

mate.

Hulla semi-seca que se emplea en la producción de alimentos para cabras u otros

animales domésticos. Es alternada con bandas brillantes.

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4.1.2. Petroleo5. Es un combustible natural líquido formado por una mezcla de

hidrocarburos. Su poder calorífico es mayor que el del carbón: ronda los 10000 kcal/kg. Procede de la transformación de enormes masas de plancton, por acción de bacterias. El petróleo sin refinar es un líquido viscoso menos denso que el agua. Al estar líquido ofrece ventajas sobre la hulla, con respecto al transporte.

6. El petróleo se encuentra en yacimientos dispersos por numerosos puntos de la corteza terrestre, trata de un líquido espeso; compuesto por una gran cantidad de hidrocarburos, la mayor parte de ellos alifáticos de cadena abierta, aunque en algunas son básicamente hidrocarburos cíclicos y aromáticos. En mucha ocasiones aparecen a grandes bolsas de gas natural que aún no se ha disuelto en el petróleo. Recién traído del yacimiento, el petróleo crudo no tiene aplicación comercial, por lo que es necesario someterlo a un proceso de destilación fraccionada en refinerías, para separarlos en distintas partes en función de su punto de ebullición, mediante este proceso, se calienta el petróleo crudo y se coloca en torres de fraccionamiento, donde se van recogiendo los distintos compuestos volátiles que se generan a partir del petróleo caliente. Entre esos productos encontramos el GLP (gas licuado de petróleo), gasolina, querosene, aceites, etc.

Figura 1. Esquema de una torre de destilación: el petróleo caliente pasa a través de una torre de fraccionamiento, donde, según la volatilidad de cada producto, se obtienen los diversos derivados.

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6.1.1. Gas natural7. 8. El gas natural se halla en yacimientos aislados y, en ocasiones, junto al

petróleo. Contiene volátiles de bajo peso molecular (hasta ocho átomos de carbono) y, en líneas generales tiene la siguiente composición: metano: 80%; etano: 13%; propano: 3%; butano: 1 %; alcanos C5 a C8: 0,5%; nitrógeno: 2,5%; CO2, H2, He: el resto. De esa mezcla de gases se suelen separar, por licuación, los hidrocarburos de tres carbonos en adelante, que son envasados a presión y empleados como combustible, como el propano o el butano. La fracción gaseosa del metano y el etano es distribuida a través de gasoductos y es lo que se conoce en la práctica como el gas natural, utilizado, por ejemplo, en las calefacciones.

9.10. Planta de gas natural para calefacción hogareña

11. Por esto podemos decir que el gas natural está formado principalmente por metano (CH4), aunque puede contener pequeñas cantidades de otros compuestos con más átomos de carbono. Su poder calorífico ronda los 1000 kcal/m3. Dado que contiene poca cantidad de otros compuestos, su combustión es más limpia, formando una menor cantidad de monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno que el carbón y el petróleo.

12. Se emplea como combustible en centrales térmicas y, más recientemente, como combustible en vehículos

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CAPITULO II:

“FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA QUIMICA”

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13. Fuentes alternativas de energía química14.

15. Las fuentes de energía anteriormente descritas son usadas extensamente en la mayoría de países. Sin embargo, las reservas de combustibles fósiles y de fisión son limitadas y, cuando se terminen, se habrán perdido sin opción de recuperarlas. Además, estos combustibles traen consecuencias ambientales severas.Por tanto, la búsqueda de otras fuentes de energía duradera, barata y poco contaminantes se hace una necesidad en nuestros tiempos.

15.1. Biomasa

16. La biomasa es toda sustancia orgánica renovable de origen animal o vegetal. Ejemplo de biomasa es la madera o los restos de comida. Obviamente podemos obtener energía a partir de biomasa mediante combustión, pero no parece la solución más acertada: generaríamos también productos de combustión tóxicos.

17.18. Se puede transformar la biomasa en energía mediante la pirolisis. Se trata

de una combustión incompleta de la biomasa a altas temperaturas (>400°C) en ausencia de aire. El carbono de la biomasa es transformado, así, en metano, el componente del gas natural. Este producto se conoce como biogás. . Este producto se conoce como biogás.

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18.1. Energía solar

19. Se dice que si se aprovechase sólo el 1% de la energía solar que recibe el desierto del Sáhara durante un año, Europa tendría cubiertas sus necesidades energéticas anuales. El sol es, por tanto, una fuente de energía inagotable y limpia.

20. Para aprovecharla, se utiliza silicio, un semiconductor, que al recibir la energía solar es capaz de conducir la corriente mediante la excitación de sus electrones de valencia. Debes tener presente algo: no es necesario que brille el sol para que funcione una celda solar, éstas necesitan la luz del día.

21.22. La energía eléctrica obtenida de los paneles solares puede utilizarse para

calentar agua o para toda la casa. El número de paneles solares que se requieren dependerá de la demanda de energía. Si bien es cierto, en la actualidad, los paneles solares son caros, el costo de los mismos irá disminuyendo con el transcurrir del tiempo, ya que es una inversión única: un panel solar suele durar unos 25 años. Eso significa: 25 años sin recibos de luz.

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22.1. Celdas de combustión

Son equipos que a través de las reacciones electroquímicas, la reducción del oxígeno y la oxidación de un combustible (regularmente hidrógeno), transforman la energía química de estos elementos, en eléctrica y calorífica.

El combustible al fluir en la celda a través del electrodo negativo, y mediante un catalizador de platino que propicia la separación del hidrógeno en iones, siendo estos transportados a través de un electrolito, los que alcanzan el electrodo positivo, al combinarse con el oxígeno generan agua. Los electrones que no cruzan a través del electrolito fluyen por un circuito eléctrico externo con lo que se genera un voltaje, que al conectar una carga produce una corriente eléctrica.

El mayor beneficio del uso de hidrógeno como combustible se alcanza cuando éste se emplea en dispositivos de generación de energía eléctrica llamados Celdas de Combustible. Una celda de combustible genera electricidad combinando hidrógeno y oxígeno electroquímicamente sin ninguna combustión de una manera directa y por lo tanto eficientemente. Estas celdas no se agotan como lo haría una batería en tanto se les alimente el combustible hidrógeno y el oxidante. Así generarán energía eléctrica y calor mientras se les provea de combustible, siendo los únicos subproductos generados agua 100% pura y ya que esta reacción es exotérmica producirán también calor. La manera en que las celdas de combustible operan es mediante una celda electroquímica consistente en dos electrodos, un ánodo y un cátodo, separados por un electrólito. El oxígeno, que puede provenir del aire, pasa sobre el cátodo ó electrodo positivo, mientras que un combustible como el gas hidrógeno lo hace sobre el ánodo. Cuando el hidrógeno es ionizado en el ánodo el gas se oxida y pierde un electrón, al ocurrir esto el electrón toma un camino fuera de la celda de combustible significando una corriente eléctrica. Al final ambos elementos hidrógeno y oxígeno se vuelven a reunir para formar agua.

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CONCLUSIÓN

El calor es necesario para un sinnúmero de aplicaciones, como la climatización del espacio, la cocción de alimentos, o la producción o transformación de algunos compuestos químicos.

Tanto por razones económicas como ecológicas, es imperativo el desarrollo de nuevas alternativas energéticas, que sean menos intensas contra el ambiente.

Existen muchas alternativas energéticas. Algunas de ellas no han sido desarrolladas por la limitación técnica y económica, otras se han utilizado sólo parcialmente

En conclusión no debemos de abusar de fuentes de energía no renovables, porque si se acabaran no podríamos obtener recursos.

Debemos utilizar fuentes de energías renovables; como la energía solar, eólica, mareomotriz, etc.

Los residuos de la energía nuclear son altamente contaminantes y no lo cubre que produzca tanta energía aunque por otra parte si se obtiene la forma de quemar esos residuos será la energía del futuro.

En general, la energía es totalmente necesaria para este nuevo siglo, y es importante cuidar al máximo cada uno de las formas de obtenerla

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http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/alim/alim.shtml


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Libros:

Burns, Ralph. 2003. Fundamentos de química. México: Pearson Educación

Chang, Raymond. 2003. Química. México: Mc Graw-Hill.

Web:

(http://iestamar.educa.aragon.es/tecnologia/bachillerato/Energia%20Termica/Combusibles.htm )

http://www.portalplanetasedna.com.ar/combustibles.htm http://centros6.pntic.mec.es/cea.pablo.guzman/lecciones_fisica/

energiasprimarias.htm

http://erenovable.com/2006/06/01/fision-nuclear/ http://www.portalplanetasedna.com.ar/energia_nuclear.htm http://centros6.pntic.mec.es/cea.pablo.guzman/lecciones_fisica/

energia_nuclear.htm#Los%20%C3%A1tomos%20se%20pueden%20romper:%20Fisi%C3%B3n%20Natural

” (http://www.directindustry.es/prod/etia/hornos-de-pirolisis-continua-para-biomasa-y-residuos-industriales-58496-414664.html

http://www.construible.es/noticiasDetalle.aspx?c=21&idm=162 http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/07Energ/

170EnBiom.htm)

http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html

http://library.thinkquest.org/04apr/00215/sp/energy/solar/solar_cells.htm

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COEVALUACION

ANGIE BRAYAN CESAR EDWIN

ANGIE 25% 25% 25% 25%

CESAR 25% 25% 25% 25%

BRAYAN 25% 25% 25% 25%

EDWIN 25% 25% 25% 25%

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Documents

Monografia Fuentes de energia alternativa para el futuro