Modulo 3 Tema 7

DS1005 Cambio Climático y Uso de Energía

Módulo 3. Principales fuentes de los gases de efecto invernadero

Tema 7. Fuentes antropogénicas

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Módulo 3. Principales fuentes de los gases de efecto invernadero invernadero Tema 7. Fuentes antropogénicas antro pogénicas

Tema 7. Fuentes antropogénicas En el tema 7 conoceremos las fuentes antropogénicas de los gases de efecto invernadero que comprenden aquellos gases que son de origen natural como aquellos de origen artificial. Este tema se divide en los siguientes subtemas que deberás revisar para comprende r todos los conceptos y de esta manera puedas realizar tu actividad asignada. 7.1

Introducción a las fuente s antropogénicas

7.2

Dióxido Dióxid o de Carbono antropogénico

7.3

Metano antropogénico

7.4

Óxido Nitroso antropogénico

7.5

Vapor de agua antropogénico

7.6

Ozono antropogénico

7.7 Los gases de efecto efe cto invernadero inve rnadero artificiale s o antrópicos

7.1 Introducción a las fuentes antropogénicas En este caso es necesario incluir en este rubro a: Vapor de agua (H 2O), Dióxido de carbono (CO 2), Metano (CH 4), Ozono (O3) y Óxido nitroso (N2O). Así como aquellos que son de importancia secundaria, cuya concentración en los diferentes compartimientos de sus ciclos es modificada por la actividad act ividad humana. Además se incluyen los principales gases artificiales que son: los halocarbonos y otras









Es importante resaltar de nueva cuenta que el principal gas de efecto invernadero es el vapor de agua y que su contribución es alrededor del 95%. Sin embargo, en los estudios y análisis se hace énfasis en el resto de los gases g ases de efecto invernadero con especial atención al a l CO CO2.

Origen

Gases

Fuentes

Vida media en años

Dióxido de carbono (CO2)

Quema de combustibles fósiles (carbón, derivados de petróleo y gas), reacciones químicas en procesos de manufactura; (como la producción de cemento y acero) cambio de uso de suelo (deforestación).

50 a 200

1

12 + 3

28

La siguiente tabla muestra una síntesis de las fuentes naturales y antropogénicas y nos proporciona datos interesantes en torno a la vida media en años y su potencial de calentamiento.

Origen

Gases

Hidrofluorocarbonos (HFCs)

Gases Antropogénicos

Perfluorocarbonos (PFCs)

Fuentes

Emitidos en procesos de manufactura y usados como refrigerantes. Producción de aluminio, fabricación de semiconductores, sustituto de las sustancias destructoras del ozono. Ej. Uso de solventes,

Vida media Potencial de en calentamiento años

1.5 a 264

140 – 140 – 11,700 11,700

Gases de Origen Natural

2600 a 50000

6,500 – 6,500 – 9,200 9,200

Metano (CH4)

Descomposición anaerobia (Cultivo de arroz, rellenos sanitarios, estiércol), escape de gas en minas y pozos

Potencial de calentamiento








7.2 Dióxido de Carbono antropogénico Las fuentes antropogénicas de CO 2 son muy diversas y prácticament práctic amentee todas las actividades de desarrollo del ser humano están directa o indirectamente relacionadas a la generación de CO 2. Desde la revolución industrial la combustión de productos orgánicos (entre ellos los derivados del petróleo) junto a la deforestación causada por la actividad humana han incrementado en gran medida el nivel de concentración de CO2 en la atmósfera. Casi todas las emisiones de CO2 (alrededor de 96.5%) provienen de los combustibles fósiles.

Al producirse la combustión de los combustibles fósiles, el carbono contenido en ellos es devuelto casi por completo como CO 2.


Gas natural: natural: Es el más limpio de los energéticos naturales ya que emite 30% menos de gases contaminantes que la gasolina. Se trata de una mezcla de hidrocarburos en la que predomina el metano, normalmente mayor a 80%. Tiene una alta eficiencia energética y es más usado para calefacción doméstica. Carbón: Carbón: El carbón es una sustancia ligera, de color negro, que procede de la fosilización de restos orgánicos vegetales y se pueden distinguir 4 tipos de carbón mineral: Turba, Lignito, Hulla y Antracita.









En la siguiente tabla se muestran las emisiones anuales per cápita de los principales países generadores de CO2. País

Las fuentes antropogénica s de los gases g ases de efecto invernadero invernadero regularmente se pueden agrupar de la siguiente manera:

Emisiones anuales Per cápita (Tons (Tons))

1

Estados Unidos

5.26

2

Kazajistán

4.71

3

Australia

4.19

4

Canadá

3.97

5

Rusia

3.08

6

Corea del Norte

2.90

7

Alemania

2.89

8

Reino Unido

2.62

9

Ucrania

2.43

10

Japón

2.39

11

Polonia

2.31

12

África África del sur

2.07

13

Corea del sur

1.98

14

Italia

1.81

Fuentes de producció producción n de energía

La mayoría de la energ ía que se se produce en las industrias proviene principalmente de la combustión de combustibles fósiles. El 75% de la producción de energía se genera en los procesos de combustión (Carbón 25%, Petróleo 50%. Datos del INE. 2009). 2009). Según la clase de energía que se obtenga podemos distinguir los siguientes procesos de contaminación:








3. Producción de energía calorífica. Incluye los generadores de producción de calor, tanto domésticos como industriales. El combustible empleado es diverso (madera, carbón). 4. Producción de energía destructora. destructora . La fuente fuente principal de contaminación es la eliminación de diversos materiales. Un ejemplo es la quema de basuras.

Observa a continuación un diagrama simplificado del proceso de producción de energía eléctrica a través de los diversos energéticos primarios.

Proceso de producción de ene rgía eléctrica a través través de los diversos energéticos primarios


En esta se incluye a todas las industrias que ocasionen de una u otra forma contaminación por CO 2 a la atmósf a tmósfera. era.

En la producción de bienes materiales, el 5% de toda la producción mundial de CO 2 antropogénico se debe a la fabricación del cemento, y este es un porcentaje porcenta je que en años sucesivos, no sólo se mantendrá, sino que se incrementará conforme se activen las economías emergentes asiáticas. Para cuantificar de una manera sencilla la aportación de cemento a la producción de CO 2 basta con echar un vistazo a las siguientes relaciones: Cada tonelada de cemento producida por el sistema convencional produce una tonelada de CO 2; si en vez de cemento convencional, se producen cementos especiales, la cifra de emisiones de CO2 podrá ser reducida a 0.4 toneladas por tonelada de cemento.

En la fabricación del cemento, el material procesado en el horno rotatorio alcanza alcanz a una temperatura entorno a los 1450º. Este materia mat eriall es enfriado bruscamente al abandonar el horno en enfriadores planetarios o de parrillas obteniéndos de esta forma el clínker











7.3 Metano antropogénico Se estimó que las emisiones mundiales antropogénicas de metano en 2005 fueron equivalentes a 6,407 millones de toneladas métric as de CO2 (MMTCO2E). Aproximadamente el 40 por ciento de estas emisiones provinieron de cuatro fuentes identificadas por la Asociación Methane to Markets: Agricultura (administración de desechos animales), minas de carbón, vertederos, y sistemas de petróleo y gas natural. De 2005 a 2020, se proyecta que las contribuciones relativas de los sectores de agricultura, minería de carbón, y vertederos se mantengan relativamente constantes, cambiando en un 2 por ciento

















7.4 Óxido Nitroso antropogénico El óxido nitroso (N 2O) se forma por reacción del nitrógeno atmosférico y del oxígeno en las cámaras cáma ras de combustión combustión de los motores, a alta temperatura te mperatura y presión. presión. En las concentraciones en que se produce no es contaminante, pero en el aire se oxida a dióxido dióxido de nitrógeno (NO 2)' importante elemento de la niebla fotoquímica o smog, que se produce en las grandes ciudades. El aumento de las

A través de estas actividades, los humanos han duplicado la cantidad de nitrógeno fijada que se dispersa en e n la biosfera biosfera cada año. El ciclo de nitrógeno ahora incluye el componente antropogénico.









7.5 Vapor de agua antropogénico

7.6 Ozono antropogénico

Las fuentes antropogénicas de vapor de agua no están cuantificadas y probablemente no sean significativas pero son muy diversas ya que la gran mayoría de las actividades industriales son fuentes evaporativas que aportan vapor de agua a la atmósfera a través de sus operaciones, ya sea, directamente por los procesos de producción o por procesos indirectos, como los sistemas de enfriamiento de las termoeléctricas o en la quema de combustibles fósiles.

Cerca de la superficie de la Tierra (la troposfera), el ozono es un contaminante que causa muchos problemas; forma parte del smog fotoquímico y del cóctel de contaminantes que se conoce popularmente como la lluvia ácida. Pero en la seguridad de la estratosfera, de 15 a 50 km sobre la superficie, el gas azulado y de olor fuerte es tan importante para la vida como el propio oxígeno. El ozono troposférico proviene de dos fuentes: por una parte, transferencias naturales desde la estratosfera a la troposfera, donde estos procesos contribuyen mínimamente a la concentración de ozono; y por otra, la producción a partir de la emisión, ant ropogénica









En las regiones industrializadas y densamente pobladas, el tráfico y todas las actividades asociadas al hombre, originan grandes cantidades de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos. Si a estas sustancias denominados precursores de ozono, le acompañan ausencia de viento y una fuerte radiación solar, se refuerza considerablemente la formación del mismo en la superficie.

El ozono troposférico se forma y destruye en una serie de reacciones

Cuando como consecuencia de la a ctividad del hombre, los niveles de NO2 en la atmósfera son altos y además coexisten con compuestos orgánicos volátiles y una alta radiación solar, la generación de ozono se ve muy aumentada. Por otra parte los compuestos orgánicos volátiles consumen el NO existente mediante reacciones que producen NO . Al reaccionar el NO formado con los compuestos



















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