martes, 27 de febrero de 2024

Taller 1. Producción de energía a partir de recursos fósiles

1) Estructurar un ecosistema donde su finalidad sea la producción de hidrocarburos de carbono 


Mina de carbón la vieja 

Imagen 01. Toma interna de la mina la vieja 


Geomorfología de la zona:  La mina de carbón La Vieja se encuentra situada en la vereda El Empalizado, límite noroccidental del Municipio de Zipaquirá con el Municipio de Pacho, pertenecientes ambos al Departamento de Cundinamarca (Colombia). Los terrenos de la mina La Vieja son un área montañosa, comprendida entre los niveles de 2.900 a 3.100 metros de elevación. Toda el área corresponde en parte al flanco occidental de la cuchilla del Paraíso (lado occidental de la cuenca del río Frío, vereda del Páramo de Guerrero, Zipaquirá); las pendientes son aproximadamente del 40 por ciento o menos. La morfología está caracterizada además por la cuchilla de La Vieja (prominente escarpe resultante de la resistencia a la erosión de las areniscas superiores de la Formación Guadalupe).El clima es generalmente agradable: frío, poco húmedo y algunas veces los vientos occidentales hacen elevar unos pocos grados la temperatura.


Imagen 02. Plano Geológico y localización de la mina La vieja 

Fortaleza ecosistémica: 
La energia: El carbón es brillante, alrededor de 70 %, de poco contenido de azufre; su poder calorífico es de 6000 a 8000 calorías/gramo. El espesor de carbón en las diferentes vetas explotables actualmente (5) oscila entre 0,65 y 1,85 metros. Las reservas totales de carbón de la mina La Vieja son aproximadamente 3,4 millones de toneladas, de las cuales 1,8 % son reservas probadas, el 3,5 % son reservas probables, y el resto, 94,7 %, son reservas posibles

Caracterización de los elementos formadores del ecosistema:

-Suelo: El carbón se forman en cuencas sedimentarias, donde cantidades significativas de plantas (y restos vegetales) son acumuladas en condiciones reductoras. Cualquier cuenca sedimentaría que tenga carbón, se puede considerar como un posible yacimiento generador de metano. Sin embargo, la edad geológica de los carbones es importante, ya que los carbones más antiguos generalmente han sido sujetos a mayores presiones, temperaturas y profundidades de cobertera, que los carbones más jóvenes y, como consecuencia, pueden tener mayor contenido de gas.

-Agua: El carbón puede ser de diferente tipo, esto depende en qué tipo de agua interfiere mientras se realiza el proceso de formación. Los carbones formados en aguas abiertas se denominan sapropélicos dentro de los cuales se incluye el cannel y el boghead. Los carbones cannel están en aguas superficiales donde esporas, resinas y lodos orgánicos se depositan debajo del agua y los boghead se forman a partir de restos de algas en aguas abiertas.

-Aire:

-Luz:

2)Explicar la forma de exploración, perforación y conducción de los hidrocarburos 

Formación: Los hidrocarburos se generan a partir de la transformación de materia orgánica. Esta materia es de origen animal y se acumula en grandes cantidades en el fondo de depresiones sedimentarias, como lagos, mares y océanos. A medida que estas capas de materia orgánica se acumulan, la temperatura y la presión aumentan, lo que provoca su transformación en hidrocarburos líquidos y gaseosos. Este proceso se conoce como diagénesis y catagénesis. Los hidrocarburos más pesados, como el petróleo, se forman en rocas sedimentarias de arcilla y limo, mientras que los hidrocarburos más livianos, como el gas natural, se forman en rocas sedimentarias de arena y grava.


                                                      Imagen 03. Yacimiento de hidrocarburos 

Exploración: Es la realización de los estudios pertinentes para localizar acumulaciones de hidrocarburos que se encuentran localizados en el subsuelo. Esto gracias a estudios geológicos, geofísicos, geoquímicos, sismográficos y de perforación lo que permite a los especialistas seleccionar el lugar más idóneo para perforar un pozo exploratorio.

Los Método sísmico Se refiere a la medición del tiempo que toman, en atravesar los diferentes estratos, las ondas acústicas generadas en la superficie por fuentes de perturbación creadas por el humano, ya sea con la utilización de explosivos o de aparatos que producen vibraciones continúas dirigidas al subsuelo. Los instrumentos de medición utilizados se denominan sismógrafos y geófonos. Inicialmente se usaban solamente cargas de dinamita como fuente generadora de las ondas acústicas. En la actualidad se emplean cañones de aire comprimido y camiones vibradores.  



Imagen 04. Formas de búsqueda de yacimientos 

Perforación: Podemos ver dos tipos de pozo, el primero es el pozo exploratorio, los pozos de este tipo que se perforan en zonas donde no se había encontrado antes petróleo ni gas se denominan pozos experimentales o de cateo. Luego, encontramos los pozos s de desarrollo. Después de un descubrimiento se determina de forma aproximada la extensión del yacimiento mediante una serie de pozos de delimitación o de valoración. Acto seguido se perforan pozos de desarrollo para producir gas y petróleo, cuyo número depende de la definición esperada del nuevo yacimiento, tanto en tamaño como en productividad. Debido a la incertidumbre acerca de la forma o el confinamiento de los yacimientos, algunos pozos de desarrollo pueden resultar pozos secos. A veces, la perforación y la producción se realizan simultáneamente.



Imagen 05. Paso a Paso 

3)Explicar el funcionamiento de una refinería de hidrocarburos teniendo en cuenta lo que se genera 

La refinería de petróleo es una instalación industrial donde se somete al petróleo crudo a procesos físicos y de transformación química para la obtención de compuestos y derivados de mayor valor de mercado, cumpliendo los estándares técnicos, medioambientales, de calidad y seguridad operacional.

1. Destilación: La separación por puntos de ebullición, se realiza durante la destilación y resulta en una separación de cortes de hidrocarburos por el tamaño de sus moléculas.

ATMOSFERICA

AL VACIO

Se hace a presión levemente superior a la atmosférica, permitiendo separar los componentes más volátiles: Gasolinas, querosenos, Naftas y Butanos

Los residuos de la primera destilación pasan a calentarse a temperatura de 380ºC a 420ºC y pasa a una columna a presión menor que la atmosférica. Se separan los compuestos pesados evitando la degradación de los mismos por alta temperatura. Se logra así una nueva fracción componente del gas olio, un aceite pesado y un residuo.



Imagen 06. Proceso de calor por el que pasa el crudo para convertirse en diferentes productos 

4) Explicar la energía que se produce en los recursos fósiles y como se trasforma en energía eléctrica 

Los combustibles fósiles son una fuente de energía no renovable formada durante millones de años a partir de restos de plantas y animales. Cuando se queman, liberan energía. Existen tres tipos principales de combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. 

Cuando se recolecta un producto fósil, e transportan a la planta de energía. Los combustibles fósiles se queman para calentar el agua. Cuando se rompen muchos enlaces de hidrocarburos de los combustibles fósiles, liberan grandes cantidades de energía. el vapor del agua aumenta la presión, lo que obliga a una turbina a girar. La turbina se utiliza para rotar un imán encerrado en un generador a altas velocidades. a medida que el imán gira, se producen electrones y alimentan la red eléctrica.

Imagen 07. Proceso de conversión a energía eléctrica

5) Esquematizar y explicar cómo se forma el carbón en la naturaleza  

El carbón es una variedad de roca sedimentaria que contiene principalmente carbono, hidrógeno, oxígeno, azufre y otros elementos de origen orgánico. Su formación se remonta a millones de años atrás, específicamente durante la era geológica del Carbonífero, un período de la historia de la Tierra que se caracterizó por la abundante presencia de vegetación.

El proceso de formación del carbón comienza con la acumulación de materia orgánica en áreas como pantanos o bosques, donde las condiciones climáticas y geológicas son favorables para su preservación a lo largo del tiempo. Estas acumulaciones de materia vegetal se conocen como turberas.

 

1. Acumulación de materia: La acumulación de materia orgánica de origen vegetal se acumula en grandes cantidades en zonas pantanosas o boscosas, donde hay una alta concentración de humedad y una baja tasa de descomposición.

2. Presión y temperatura

A medida que se deposita más materia orgánica, la presión y la temperatura aumentan, lo que provoca cambios en la estructura de las plantas y la eliminación del oxígeno. Esto es crucial para la formación del carbón.

3. Proceso de carbonización

Con la acumulación de materia orgánica y las condiciones adecuadas de presión y temperatura, comienza el proceso de carbonización. Este proceso implica la transformación de la materia orgánica en carbón, mediante la expulsión de gases y líquidos.

4. Distintos tipos de carbón

Este proceso de carbonización puede dar lugar a diferentes tipos de carbón, dependiendo del grado de transformación de la materia orgánica. Los tipos más comunes son el lignito, el carbón bituminoso y la antracita.

 




Imagen 08. Formación Carbón 

6) Mencionar índices de porcentajes de producción de energía fósil en Colombia 

A partir de 2020, los componentes clave de la matriz energética de Colombia fueron el petróleo (38 %), el gas natural (25 %), el carbón (13 %) y la energía hidroeléctrica (12 %).
Por ser un país rico en recurso hídricos, con altos índices de pluviosidad y una topografía favorable, la energía hidroeléctrica juega un papel especialmente importante en el sector eléctrico, representando más de dos tercios de la capacidad instalada y la generación eléctrica de Colombia. En épocas de hidrología normal, la generación hidráulica está en capacidad de abastecer cerca del 85% de la demanda del país. Los combustibles fósiles satisfacían la gran mayoría de las restantes necesidades eléctricas en 2020, complementadas con cantidades menores de energías renovables.
Durante la próxima década, Colombia planea expandir su énfasis en las energías renovables, aumentando la capacidad instalada de otras fuentes renovables del 2 % en 2018 al 21 % en 2030, con el mayor crecimiento en la energía eólica terrestre. En 2018, la Autoridad Nacional de Licencias Ambientas (ANLA) aprobó la primera licencia para un gran parque eólico en Colombia.
El consumo de energía procedente de combustibles fósiles en Colombia fue de alrededor del 65% en 2021, y se espera que disminuya al 2,8% en 2050. La mayor parte de la energía eléctrica se genera con hidroelectricidad 71,89% y combustibles fósiles 26,77% en 2020.

7) Ventajas y desventajas de las formas de generación eléctrica fósil 


 

Petróleo

Carbón

Ventajas

-Tiene diversas aplicaciones ya que

además de ser la principal fuente de energía para las centrales eléctricas que cubren la demanda de energía recibida día tras día, también se utiliza como fuente de energía para maquinaria y vehículos.

 

-La densidad energética es la energía disponible que podemos aprovechar de un recurso. El petróleo se caracteriza por tener una densidad energética muy elevada, de 42.000 Kj/kg.

 

-El carbón se puede convertir en gas o incluso en líquido. Cuando se ha realizado este proceso, la energía del carbón se quema de manera más limpia que si el recurso natural se quemara en su estado natural. 

 

Desventajas

- El petróleo es una fuente de energía no renovable que emite grandes cantidades de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero durante su extracción, transporte y combustión. 

- Muchos países dependen en gran medida del petróleo para satisfacer sus necesidades energéticas. Esto crea una dependencia económica y política de los países productores de petróleo, lo que puede llevar a conflictos y tensiones internacionales.

- El petróleo es una fuente de energía no renovable, lo que significa que su suministro es limitado y se está agotando con el tiempo. 

- Para extraer el carbón del suelo, se utilizan diferentes procesos de minería que destruyen el hábitat natural en esa región en particular. Parte de esa destrucción incluye la posible contaminación de las capas freáticas y la tala de árboles.

- La contaminación del aire a partir de la combustión del carbón es altamente nociva para la salud, generando enfermedades respiratorias y broncopulmonares en la población.

- Tal como los otros combustibles fósiles, el carbón es una fuente de energía no renovable, por lo que es finita y su uso excesivo puede generar escasez.

Bibliografía


en No hay comentarios:
Suscribirse a: Comentarios (Atom)

holi

Taller 4. Rellenos Sanitarios

1. ¿Qué es un relleno sanitario? Un relleno sanitario es una infraestructura diseñada para la disposición final de residuos sólidos municipa...