Carbón y Petróleo: Extracción, Usos y Consecuencias Ambientales

Carbón: Tipos, Extracción y Usos

Ventajas y Desventajas de la Explotación de Carbón a Cielo Abierto vs. Subterránea

La extracción de carbón puede realizarse a cielo abierto o mediante minería subterránea. Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas:

  • Explotación a cielo abierto: Se lleva a cabo en yacimientos a baja profundidad. Sin embargo, el carbón obtenido suele ser de menor calidad.
  • Minería subterránea: Permite acceder a yacimientos más profundos, pero implica mayores riesgos para los trabajadores y puede tener un mayor costo.

Coque Metalúrgico: Definición y Aplicaciones

El coque metalúrgico es una sustancia carbonosa, sólida, ligera, negra y lustrosa. Se obtiene a partir del carbón, especialmente de la hulla, por destilación seca. Se utiliza principalmente como combustible en hornos de fuego continuo y como agente reductor en la producción de hierro en los altos hornos.

Ventajas y Desventajas del Carbón como Combustible

Ventajas:

  • En su combustión, desprende energía de forma regular.
  • Permite la obtención de una gran cantidad de energía de manera sencilla.
  • Las zonas de utilización del carbón suelen estar cerca de los yacimientos, lo que reduce los costos de transporte.

Desventajas:

  • La extracción del carbón en minas subterráneas es peligrosa.
  • El alto costo del transporte puede limitar su uso a zonas cercanas a las minas.
  • Al ser un recurso no renovable, existe la posibilidad de que se agote en el futuro.
  • La combustión del carbón genera graves alteraciones medioambientales.

Futuro del Carbón

El futuro del carbón en los próximos años es incierto. La creciente preocupación por el cambio climático y la búsqueda de fuentes de energía más limpias podrían reducir su uso. Sin embargo, su abundancia y bajo costo podrían mantenerlo como una fuente de energía relevante en algunas regiones.

Impacto Medioambiental de la Combustión del Carbón

Efectos sobre el Suelo, Agua y Atmósfera

La combustión del carbón tiene un impacto significativo en el medio ambiente:

  • Suelo: Las explotaciones a cielo abierto causan un gran impacto visual y destruyen grandes superficies de suelo.
  • Agua: El agua de refrigeración de las centrales térmicas, a menudo proveniente de ríos o mares, se devuelve a estos a temperaturas elevadas, alterando los ecosistemas acuáticos. Una temperatura alta reduce el oxígeno disuelto en el agua, perjudicando a la fauna marina. Además, el agua utilizada en el lavado del carbón puede contaminar ríos y mares con partículas.
  • Atmósfera: La combustión del carbón libera CO2, H2O (g), SOx, NOx, hidrocarburos y partículas sólidas, contribuyendo a la contaminación atmosférica y al cambio climático.

Lluvia Ácida: Causas y Consecuencias

La lluvia ácida se produce por la combinación de NOx y SOx con el agua de lluvia, formando HNOx y HSOx, compuestos muy perjudiciales para la vegetación. Estos óxidos provienen principalmente de las impurezas del carbón y se liberan en las centrales térmicas, aunque también se originan en vehículos y sistemas de calefacción.

Efecto Invernadero

El dióxido de carbono (CO2) es diatérmano para la radiación solar, pero absorbe la radiación infrarroja emitida por la Tierra. Esto provoca un aumento del efecto invernadero, lo que se traduce en alteraciones climáticas significativas.

Petróleo: Destilación y Productos Derivados

Destilación del Petróleo: Necesidad y Productos

El petróleo crudo carece de utilidad directa, por lo que se destila para separar sus componentes, que sí tienen aplicaciones industriales. Algunos de los productos obtenidos en la destilación del petróleo son:

  • Gases (combustibles, negro de humo, gasolina de polimerización)
  • Éteres de petróleo (disolvente, lavado en seco)
  • Gasolinas (disolvente, combustible)
  • Querosenos (alumbrado, disolvente, combustible)
  • Gasóleos (combustible sometido a cracking para producir gasolina)
  • Fuelóleos (combustible, lubricación)
  • Vaselinas (lubricantes, pomadas)
  • Parafinas (bujías, impermeabilizantes, preparaciones anatómicas)
  • Alquitranes (impermeabilizantes, fabricación de caucho, asfaltado de carreteras)

Poder Calorífico de los Combustibles Gaseosos

El poder calorífico de un combustible gaseoso, expresado en kcal/m3, depende de las condiciones de presión y temperatura. Un aumento en la temperatura o la presión incrementa el poder calorífico, mientras que una disminución en estos parámetros lo reduce.

Gas Natural: Características y Comparación con el Gas Ciudad

Composición y Ubicación del Gas Natural

El gas natural se encuentra en el interior de la Tierra. No siempre acompaña al petróleo; existe gas natural seco (aislado) y gas natural húmedo (asociado al petróleo). Su composición típica incluye más del 70% de metano (CH4), además de C2H6, C3H8, C4H10, y en menor cantidad, CO, CO2, N, He y H2F.

Diferencias entre Gas Natural y Gas Ciudad

El gas natural se encuentra en yacimientos subterráneos, mientras que el gas ciudad se obtiene del petróleo, gas natural, de la destilación seca de la hulla o por la acción del agua a presión sobre el carbón al rojo.

Carbones Naturales: Aplicaciones y Poder Calorífico

De los cuatro tipos de carbones naturales, el lignito tiene mayores aplicaciones industriales. La antracita posee el mayor poder calorífico, con valores entre 8 y 9 kcal/g.

Ventajas y Consecuencias de la Ubicación de Industrias cerca de Zonas de Extracción de Carbón

Establecer industrias que utilizan carbón cerca de las zonas de extracción reduce los costos de transporte. Sin embargo, esto puede aumentar la contaminación paisajística y ambiental en esas áreas.

Oleoductos: Transporte de Petróleo

Los oleoductos son tuberías que transportan petróleo desde las zonas de extracción hasta los lugares de utilización. Normalmente, se construyen soldando tubos de acero de aproximadamente 80 cm de diámetro, que se colocan en la superficie o se entierran en zanjas poco profundas, protegidos con telas engomadas.

Gases Licuados del Petróleo (GLP)

Los Gases Licuados del Petróleo (GLP) son hidrocarburos gaseosos que se almacenan y transportan en estado líquido. Estos gases incluyen el gas ciudad, el gas natural y mezclas de C3H8 y C4H10 con aire.

Funcionamiento de una Central Termoeléctrica Clásica

Una central termoeléctrica clásica opera de la siguiente manera:

  1. El carbón se tritura y se mezcla con aire precalentado en una tolva, luego se introduce en la caldera donde arde.
  2. La combustión genera energía calorífica que convierte en vapor el agua que circula por tubos alrededor de la caldera.
  3. El vapor a alta presión llega a las turbinas, moviendo sus álabes. Estos, a su vez, mueven un generador, produciendo energía eléctrica. La tensión de esta corriente se eleva mediante transformadores y se transporta a través de líneas de alta tensión hasta los lugares de consumo.

Uso Creciente del Gas Natural como Combustible Doméstico

A pesar de tener un poder calorífico inferior al de los GLP, el gas natural está ganando popularidad como combustible doméstico. Esto se debe a que es más estable que los GLP y su transporte es más fácil y económico.