Eco03_carbon

3 de abril de 2013

EL CARBÓN Ecología de las Tic’s

JAIME ROBLES MEDINA CHRISTIAN ALEXANDER DIAZ DARWIN CORREA

Darwin Correa UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR | ING. SISTEMAS PRIMER SEMESTRRE

CONTENIDO CONTENIDO........................................................................................................................................ 1 El CARBÓN .......................................................................................................................................... 2 1.

ORIGEN GEOLÓGICO.- ................................................................................................................. 2 o

Carbón vegetal........................................................................................................................ 2

o

Carbón o carbón mineral........................................................................................................ 2

o

Carbonificación: ...................................................................................................................... 2

o

Carbonización: ........................................................................................................................ 4

2.

DERIVADOS Y USOS DEL CARBÓN: .............................................................................................. 4

3.

IMPACTOS A LA SALUD: .............................................................................................................. 5

4.

IMPACTOS AL AMBIENTE: ........................................................................................................... 5

5.

ANEXOS: ...................................................................................................................................... 7

6.

a.

ANEXO A. ................................................................................................................................. 7

b.

ANEXO B. ................................................................................................................................. 7

c.

ANEXO C .................................................................................................................................. 8

d.

ANEXO D.................................................................................................................................. 8 BIBLIOGRAFÍA:............................................................................................................................. 8

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El CARBÓN 1. ORIGEN GEOLÓGICO.Para empezar tenemos que diferenciar los que es ¨carbono¨ y lo que es ¨carbón¨.

Carbono: Elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente, átomo amigable que se une a sí mismo para formar diamantes y trozos de carbón, y otros compuestos, más de 16 millones. Forma el 0,2 % de la corteza terrestre.

o Carbón vegetal Es un material combustible sólido, frágil y poroso con un alto contenido en carbono (del orden del 80%). Se produce por calentamiento de madera y residuos vegetales, hasta temperaturas que oscilan entre 400 y 700 °C, en ausencia de aire.

o Carbón o carbón mineral Es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono, utilizada como combustible fósil. La mayor parte del carbón se formó durante el período Carbonífero (hace 359 a 299 millones de años). No es un recurso renovable.

El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, por lo que podemos decir que existen 2 formas de origen del carbono:

o

Carbonificación:

Proceso geológico de formación de materiales con contenido creciente en carbono (turbas y carbones minerales) a partir de materiales orgánicos que se encuentran en la corteza terrestre y se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad.1 2 Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca.

Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depósitos arcillosos, lo que contribuirá al mantenimiento del ambiente anaerobio, adecuado para que continúe el proceso de carbonificación. Se estima que una capa de carbón de un metro de espesor proviene de la transformación por diferentes procesos durante la diagénesis de más de diez metros de limos carbonosos.

La carbonificación es un proceso de des-hidrogenación incompleta, con una cinética muchísimo más lenta que la de la carbonización (eliminación de los volátiles de la materia orgánica por calentamiento en ausencia de aire). La carbonificación no es una fosilización ya que en el caso de la fosilización la materia orgánica se sustituye gradualmente por materia

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mineral mientras que en el caso de la carbonización el carbón mineral resultante sigue siendo un compuesto orgánico. En la carbonificación existen dos grandes etapas: la diagénesis, en la que tiene lugar descomposición de la materia orgánica por las bacterias hasta formar la turba y el metamorfismo en el que se continúa carbonificación por la acción del calor y la presión.

Durante la diagénesis ocurren procesos de descomposición de la materia orgánica debido al ataque de las bacterias aeróbicas, lo que sucede cuando los restos vegetales están cubiertos parcialmente por agua o a poca profundidad donde aún hay oxígeno para que puedan existir estas bacterias.

Durante esta etapa se produce una reducción de volumen de hasta un 50%. Una vez que las bacterias consumen todo el oxígeno esta etapa finaliza y comienza la descomposición de la materia orgánica restante por las bacterias anaeróbicas.

En esta etapa continua la descomposición de la materia orgánica produciéndose ácidos húmicos, los cuales van acidificando el medio hasta llegar a un pH 4 en el cual mueren las bacterias anaeróbicas. De esta forma se forma la turba sobre la cual se van depositando más restos vegetales que a su vez forman más turba, lo que hace que la temperatura de las capas inferiores vaya aumentando comenzando las transformaciones por metamorfismo cuando la temperatura alcanza los 100 °C. Con el transcurso de miles de años, más acumulaciones de turba y sedimentos van enterrando cada vez más el carbón mineral que se está formando.

Debido al aumento de la temperatura y la presión el carbón mineral va evolucionando s desde el lignito hasta la antracita, liberándose gases, sustancias volátiles y aceites, y enriqueciéndose cada vez más en carbono el carbón mineral formado.

La gran mayoría de los depósitos de carbón mineral se formaron durante el período geológico del Carbonífero. Otros depósitos importantes se formaron durante el Pérmico.

Existen también depósitos, menos abundantes pero significantes, formados durante el Triásico y el Jurásico y en menor cantidad en el Cretácico.

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o Carbonización: Es el proceso en virtud del cual restos orgánicos acumulados en estratos de la corteza terrestre en épocas pasadas, van perdiendo hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y aumentando su proporción de carbono. La fase de la carbonización puede ser decisiva en la fabricación de carbón vegetal, si bien no se trata de la más costosa. A menos que se complete lo más eficientemente posible, puede crear un riesgo para la operación global de la producción de carbón, puesto que los bajos rendimientos en la carbonización repercuten a lo largo de toda la cadena de producción, en la forma de mayores costos y desperdicios de los recursos.

2. DERIVADOS Y USOS DEL CARBÓN: a. Carbón mineral:  Generación de energía eléctrica. Las centrales térmicas de carbón pulverizado constituyen la principal fuente mundial de energía eléctrica.  Coque.- Es el producto de la pirolisis del carbón en ausencia de aire. Es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos (coque siderúrgico).  Siderurgia. Mezclando minerales de hierro con carbón se obtiene una aleación en la que el hierro se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad. Dependiendo de la cantidad de carbono, se obtiene: Hierro dulce, Acero, etc.  Carboquímica: Mediante el proceso de gasificación se obtiene del carbón un gas llamado gas de síntesis, compuesto principalmente de hidrógeno y monóxido de carbono. El gas de síntesis es una materia prima básica que puede transformarse en numerosos productos químicos de interés como, por ejemplo: Amoniaco, Metanol, Gasolina y gasóleo de automoción a través del proceso Fischer-Tropsch (proceso químico para la producción de hidrocarburos líquidos a partir de gas de síntesis, CO y H2).  Petróleo sintético. Mediante el proceso de licuefacción directa, el carbón puede ser transformado en un crudo similar al petróleo. La licuefacción directa fue practicada ampliamente en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial pero en la actualidad no existe ninguna planta de escala industrial en el mundo.  Carbono activo: utilizado en litros de agua y aire, así como en máquinas de diálisis.  Fibra de carbono: un material de refuerzo extremadamente resistente y ligero utilizado en construcción, bicicletas de montaña y raquetas de tenis.  Metal de silicio: utilizado para fabricar silicios y silanos, que a su vez se utilizan para la fabricación de lubricantes, repelentes de agua, resinas, cosméticos, champú y pasta de dientes. b. Carbón vegetal:  Forja del hierro  fabricación de pólvora

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3. IMPACTOS A LA SALUD: a. EFECTOS RESPIRATORIOS DE LA CONTAMINACIÓN POR CARBÓN.- Los contaminantes producidos por la combustión del carbón actúan sobre el sistema respiratorio causando una variedad de efectos adversos sobre la salud. Los contaminantes del aire – entre ellos el óxido nitroso (NO2) y partículas muy pequeñas conocidas como PM2.5 – afectan el desarrollo pulmonar en forma adversa, reduciendo el volumen espiratorio forzado (FEV) en los niños. Esta reducción del FEV, una indicación de la función pulmonar, a menudo precede el posterior desarrollo de otras enfermedades pulmonares b. Los agentes contaminantes producidos por la combustión de carbón dañan el sistema cardiovascular.

RESPIRATORIO Asma, Enfisema, bronquitis.

Disminuciones de la capacidad pulmonar;

Niños y adultos

CARDIOVASCULAR Falta de aire, fatiga, edema (hinchazón) debido a un deterioro de la capacidad del corazón de bombear sangre; puede ser causado por el Estrechamiento de arterias, ataques cardíacos previos e hipertensión; puede ser mortal.

Infarto, insuficiencia cardíaca.

Adulto, ancianos

NEUROLOGICO La arteria que irriga sangre al cerebro se obstruye debido a un coágulo de sangre o estrechamiento; puede causar entumecimiento súbito o debilidad, especialmente en un lado del cuerpo, confusión, dificultad para hablar, dificultad para caminar, mareos Ancianos, hipertensos, diabéticos

4. IMPACTOS AL AMBIENTE: Pese a su apariencia hasta inofensiva, el carbón provoca serios daños al medio ambiente, principalmente porque su utilización como fuente de energía se da por medio de la combustión que libera grandes cantidades de gases.

En el proceso de combustión se libera sustancias contaminantes que se vierten al medioambiente y que traen aparejados efectos nocivos como la lluvia ácida, el efecto invernadero y la formación de smog, tres de las grandes problemáticas ambientales de esta era.

Destrucción de los recursos vivos dejando atrás zonas absolutamente desnudas y muertas.

La deforestación de vastas extensiones de Selva Húmeda cuya composición florística se desconoce casi totalmente.

La deforestación de Bosques primarios causa una rápida y fluida escorrentía de las aguas provenientes de las lluvias, lo que implicaría la formación de crecidas en periodos de lluvia y sequías más severas, debido a que el suelo no puede contener el agua como lo hace en presencia de las masas boscosas

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Afecta tanto el hábitat de cientos de especies endémicas (muchas llevadas a la extinción), y el mantenimiento de un flujo constante de agua desde las selvas húmedas hacia las tierras bajas y ciudades.

Las aguas se acidifican y adquieren un pH más bajo, lo cual afecta la fisicoquímica natural de los cuerpos de agua hasta su biota. Los cambios oscilantes del pH afectan la adaptabilidad de la vida acuática presente y pueden afectar también la actividad pesquera de aguas dulces, Afectando en mayor grado a la productividad pesquera circundante.

La combustión del carbón origina también residuos que pasan a la atmósfera como los óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partícula, hidrocarburos, dióxido de carbono y vapor de agua. Esto productos pueden originar problemas graves a la naturaleza si no son absorbidos por ella problemas como: ·Efecto invernadero al producirse un aumento de CO2, las partículas no dejan que el calor salga fuera de la atmósfera y se produce un aumento considerable de temperatura, cambiando el clima en alguna zonas. ·Lluvia ácida se produce por la emisión de azufre y óxidos de nitrógeno que se generan por la combustión de combustibles fósiles como el carbón.

Es aceptado ya el hecho de que no existe forma de prevenir los daños hechos por la minería, pero se pueden controlar y minimizarlos, aunque esto no compense la ruptura del equilibrio que los ecosistemas tropicales han alcanzado en millones de años y que es irrecuperable.

Es importante tomar la decisión de no minar en áreas que tienen superficies de valiosos recursos como Bosques productivos con fauna variada, áreas urbanas o áreas de influencia a centros poblados especialmente a poblaciones indígenas, cuya vida y cultura se equilibra con la naturaleza.

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5. ANEXOS: a. ANEXO A.

Ilustración 1Productores de Carbón 2011

b. ANEXO B.

Tipo de Carbon

Propiedades

Turbas

Se distinguen tallos, hojas, raíces y cortezas Gel de características ácidas.

Genera un coque negro y pulvurento.

Escaso interés industrial

Lignitos

Color pardo.

Alto porcentaje de productos volátiles.

Reacción ácida con el agua.

Sin la elasticidad de la turba.

Genera un coque menos negro.

Hullas Antracitas

Color negro y brillante.

Genera un coque aglomerado de alta calidad.

Alto interés industrial.

Color negro y brillante.

Baja proporción de volátiles.

Alto contenido en carbono.

Ilustración 2 Tipos de Carbón

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c. ANEXO C

Ilustración 3 Panorámica Mina de carbón a cielo abierto en Garzweiler, Alemania.

d. ANEXO D

e. ANEXO D

6. BIBLIOGRAFÍA: a. http://www.greenpeace.org b. Colaboradores de Wikipedia. Carbón [en línea]. Wikipedia, La enciclopedia libre, 2013 [fecha de consulta: 3 de abril del 2013]. Disponible en <http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Carb%C3%B3n&oldid=65739612>. c. EDITORIAL EL COMERCIO. “Aprentiendo”. Segunda edición. Quito: Edi-Cuatorial, 2009. 383p

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