P2• ¿Cuál es el impacto de los combustibles y posibles alternativas de solución?

Una de las reacciones redox más comunes en nuestra vida cotidiana es la combustión. Gracias a ella producimos la energía que utilizamos diariamente, ya sea por medio de la respiración o a través de la combustión de materiales combustibles que permite el funcionamiento de vehículos, estufas, calentadores e incluso la generación de electricidad (figura 1).

Hoy día, los combustibles más utilizados son el carbón, el gas natural o gas metano (CH4) y los derivados del petróleo, como la gasolina y el diésel (figura 2). Todos estos productos tienen la ventaja de que se pueden transportar con relativa facilidad y que al reaccionar con el oxígeno desprenden grandes cantidades de energía.

Por desgracia, estos combustibles son recursos no renovables que, a mediano plazo, se acabarán. Según cálculos actuales, las reservas probadas de estos combustibles durarán sólo 50 años más si seguimos consumiéndolos como lo hacemos ahora. Esto quiere decir que tus hijos tendrán que usar otras fuentes de energía.

Además, la combustión tanto del carbón como de los hidrocarburos genera de manera inevitable dióxido de carbono. Es por esto que el incremento registrado en la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre en las últimas décadas se puede atribuir directamente a la combustión de combustibles fósiles (carbón e hidrocarburos). El dióxido de carbono es el principal causante de lo que se conoce como efecto invernadero, el cual consiste en que, debido al aumento de CO2 en la atmósfera, ésta absorbe cada vez más radiación solar causando un aumento en la temperatura de la Tierra.

Hoy en día, se sigue debatiendo qué tan grande será el impacto del calentamiento global en nuestro planeta. Sin embargo, sabemos que el proceso de deshielo en el Ártico y la Antártida se ha acelerado, y que los océanos se están calentando y sus niveles van en aumento, lo que ha resultado en cambios importantes en el clima del planeta. Esto, aunado a los terribles desastres provocados por la industria petrolera, como el accidente del Exxon Valdez (un buque petrolero que se accidentó en las costas de Alaska) y el gran derramamiento de petróleo en el Golfo

FIGURA 1. La energía que usan actualmente los automóviles proviene de la combustión de la gasolina, durante la cual, además de dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O), se generan productos mucho más nocivos como el monóxido de carbono (CO) y óxidos de nitrógeno (NOx).

FIGURA 2. Esta gráfica nos deja ver cómo ha aumentado el consumo energético en las últimas décadas y cuánta de esa energía proviene de cada una de las diferentes fuentes. ¿Qué crees que pase si nos quedamos sin petróleo, gas natural y carbón?

Consumo mundial

Millones de toneladas equivalentes de petróleo

Carbón Renovables Hidroelectricidad Energía nuclear Gas natural Petróleo 13000

12000

11000

10000

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

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de México, ocurrido en abril de 2010, han producido enormes daños al medio ambiente. La futura escasez de combustibles fósiles, así como los efectos negativos que su uso causa al medio ambiente, han generado la necesidad de buscar fuentes alternativas de energía y de reducir nuestro consumo energético. Por ejemplo, actualmente hay en el mercado focos ahorradores de energía que permiten reducir el consumo eléctrico. También hay un esfuerzo en el diseño y producción de autos que consumen energía eléctrica en lugar de gasolina. Estos autos serán una alternativa amigable con el medio ambiente sólo si la electricidad se produce mediante energías alternativas y no por medio de la combustión de combustibles fósiles.

Hoy en día, la mayor parte de nuestra electricidad se genera en plantas termoeléctricas, en las que se usan combustibles fósiles para producir energía calorífica que se transforma primero en energía eléctrica y finalmente en energía mecánica. Por fortuna, también existe la opción de las energías renovables, como la energía del viento y la energía solar, para producir electricidad. La energía eléctrica no sólo sirve para iluminar nuestras casas y hacer funcionar refrigeradores, computadoras, televisiones y demás aparatos domésticos; también podemos usarla para producir com-

bustibles como el hidrógeno, por medio de la electrolisis del agua.

Es posible que en un futuro no muy lejano los autos funcionen sin gasolina, ya sea usando hidrógeno como combustible o baterías eléctricas que se recarguen conectándolas a la red eléctrica.

Otra opción es el uso de los llamados biocombustibles. ¿Has escuchado hablar de ellos? La idea es capturar energía solar por medio de la fotosíntesis y transformar plantas como el maíz, la caña de azúcar o las algas, en hidrocarburos que se usen como combustibles. Brasil lleva años produciendo bioetanol a partir de la caña de azúcar, el cual se utiliza como combustible de vehículos ligeros.

Ahora bien, es probable que te preguntes si ésta es realmente una opción amigable con el medio ambiente, ya que su combustión también genera dióxido de carbono (CO2). En realidad, el uso de los biocombustibles no altera la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera, puesto que éstos se obtienen de plantas que durante su crecimiento capturan el CO2 de la atmósfera, mismo que se genera al quemarse estos combustibles.

ActividAd previA

1. Haz una lista de todas las actividades que realices diariamente en las que se requiera la combustión de combustibles fósiles. En ella puedes incluir la energía que consumen los diferentes aparatos que usas, como la estufa, el auto o la televisión.

También es importante que reflexiones sobre la energía que se consume en transportar los alimentos y productos que usamos diariamente. Haz una lista de los alimentos y otros productos de uso diario, como el jabón y la pasta de dientes. ¿Dónde se cultivan o fabrican estos productos? ¿Se podría ahorrar energía en su transportación desde otros lugares? 2. Compara tu lista con la de tus compañeros de equipo y contesten las siguientes preguntas:

• ¿Podrían reducir la cantidad de energía que utilizan para cada una de sus actividades? ¿Cómo? • ¿Algunas de estas actividades se pueden realizar con fuentes alternativas de energía? ¿Cuáles? Si quieres saber un poco más acerca de este interesante tema consulta el texto en la siguiente dirección electrónica: www.compromisorse.com/ rse/2011/01/28/doce-alternativasenergeticas-a-los-combustiblestradicionales-para-el-transporte/

1. Planeación

Intégrense en equipos y discutan sobre el consumo energético. ¿Creen que sea una tarea fácil reducir nuestro consumo? ¿Qué pasaría si nos quedamos sin petróleo? ¿Qué fuentes de energía se usan en México, además del petróleo? ¿Es el suministro de energía un problema en su comunidad? Este proyecto es una oportunidad para plantear alternativas sostenibles al uso actual de los recursos energéticos.

Una vez que hayan decidido el tema de su proyecto, planteen hipótesis para responder preguntas como las siguientes: ¿Cómo podemos reducir el consumo energético en nuestra comunidad? ¿Qué fuentes de energía alternativa podemos usar en México? ¿Existe algún cultivo en su región que sirva para hacer biocombustibles? ¿Cómo podemos obtener hidrógeno y usarlo como combustible?

2. Desarrollo

Para realizar este proyecto es importante contar con toda la información necesaria; para ello pueden hacer una investigación consultando libros, revistas e internet. Dependiendo del tema que hayan elegido, pueden investigar sobre los siguientes puntos. • ¿Cómo se convierte la energía solar en electricidad? ¿Qué condiciones climáticas y equipo se requieren? ¿En qué zonas de

México se puede hacer esto? • ¿Cómo se convierte la energía eólica en electricidad? ¿Qué condiciones climáticas y equipo se requieren? ¿En qué zonas de

México se puede hacer esto? • ¿Cuáles son los cultivos que se usan actualmente para hacer biocombustibles? ¿En qué consiste el proceso de producción de biocombustibles? ¿Qué ventajas y desventajas tiene su uso? • ¿Cómo funcionan los autos que usan hidrógeno (H2)? ¿Qué son las celdas de combustible? ¿Cómo se puede obtener hidrógeno? ¿Qué reacciones químicas intervienen en la producción y uso del H2? • ¿Cómo funcionan los coches que usan baterías eléctricas? ¿Qué tipo de baterías se utilizan? ¿Qué reacciones químicas se llevan a cabo? • Recuerden que pueden hacer el proyecto sobre cualquier otro contenido abordado en este bloque.

Con la información que han reunido, respondan la pregunta que se plantearon inicialmente. Pueden hacerlo planeando una estrategia para solucionar el problema en el que se hayan enfocado. Por ejemplo, si se centraron en el uso de autos que funcionan con hidrógeno (H 2), planteen lo siguiente: ¿Cómo funcionarían estos autos? ¿Cómo se produciría el hidrógeno que usan estos autos? ¿Cómo distribuirían este hidrógeno? Es importante que reflexiones sobre la viabilidad de esta estrategia y sobre sus repercusiones en el medio ambiente.

3. Comunicación

Una vez respondida la pregunta inicial, es momento de comunicar los resultados. Para ello, pueden preparar en equipo carteles en los que presenten la problemática del uso de combustibles fósiles, así como la alternativa que estudiaron.

Si cada equipo estudió diferentes alternativas (ahorro energético, biocombustibles, energía solar, etc.), pueden contrastar las ventajas y desventajas de cada opción. Discutan si creen que hay una mejor solución para reducir el uso de combustibles fósiles o si es necesaria la contribución de varias alternativas.

4. Evaluación

Evalúen su desempeño individual y el de los integrantes de su equipo en el proceso de trabajo del proyecto. Consideren los siguientes rubros: metodología de trabajo, objetivos del proyecto, producto de difusión y actitud individual y de los integrantes del equipo. Recuerden que es importante registrar las citas de la bibliografía consultada así como las referencias de internet.

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