LA INFLUENCIA DE LA COMBUSTIÓN EN LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Y EL

CAMBIO CLIMÁTICO

Amable LiñánUniversidad Politécnica de Madrid

Xornada A Modelización da Terra en Galicia. Santiago de Compostela. 7 de novembro de 2013

Ciencia

Conjunto de los conocimientos poseídos por la humanidad acerca del mundo físico y del espiritual, de sus leyes y de su aplicación a la actividad humana para el mejoramiento de la vida

Ciencia (DRAE 2001)

Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales

Ingeniería

Conjunto de conocimientos que permiten aplicar el saber científico a la utilización de los materiales y de las fuentes de energía mediante invenciones y construcciones útiles para el hombre

Energía

Cualidad que tienen los cuerpos que se manifiesta en su capacidad para producir trabajo y calor.

Trabajo

El trabajo es la energía que un cuerpo suministra a otro cuando éste se desplaza respecto al observador. Se calcula multiplicando la longitud recorrida por la componente de la fuerza en la dirección de desplazamiento.

Combustibles fósilesCarbón 3180 (20,1)Petróleo 3950 (78,7)Gas natural 2630 (31,6)

OtrasHidroeléctrica 709 (7,4)Nuclear 622 (7,4)

Total 11.100 (150,3)Algo más de 2KW/persona

Energía eólica 15100 MWEnergía fotovoltaica 639 MW

Energía primaria utilizada por la humanidad en el año 2007 en Mtep

Reservas de petróleo 140 Gtep

En la producción se aprovecha 35-45%

(Consumo en 2005 cerca de 4 Gtep)

Reservas de gas natural 130 Gtep

Arenas y pizarras bituminosas 550 Gtep

(En Canadá y Venezuela)

La más bella experiencia que podemos tener es lo misterioso.

Ésta emoción fundamental está en la cuna del verdadero arte y de la

verdadera ciencia

(Albert Einstein)

La naturaleza es el gran libro que permanece constantemente abierto

antes nuestros ojos y que está escrito en lenguaje matemático

(Galileo)

Las matemáticas tienen como objetivo

no sólo la creación de estructuras mentales bellas ante los ojos del alma, sino también son instrumentos de exploración y observación del universo

(Miguel de Guzmán)

Fuego

Combustión que se manifiesta con desprendimiento de luz, calor intenso y frecuentemente, llama

Llama

Masa gaseosa en combustión que se eleva de los cuerpos que arden y despiden luz de vario color.

Combustión Acción o efecto de arder o quemar.

Es una reacción química, que ocurre generalmente, en fase gaseosa entre un combustible (como el carbón, los hidrocarburos líquidos o el gas natural) y el oxígeno del aire. La reacción genera calor y reacción luminosa.

Definición de Lavoisier (1775)

CombustiónReacción química entre un combustible (sólido, líquido o gaseoso) y el oxígeno del aire. Genera Luz y calor

LAVOISIER 1775Ejemplo; HEPTANO/AIRE

El mecanismo detallado contiene cientos de especies intermedias (como CH3, CH. H2, O, OH, H, HO2, CO …) ( además de O2, CO2,, HO2, y N2, (el cual a temperaturas no muy elevadas se comporta como inerte)

Un mecanismo reducido mínimo sería

Completado con

Resultante del mecanismo de Zeldovich

BIOCOMBUSTIBLES

 

Ejemplo: los carbohidratos

 

Sub unidad [CH2O]

 

Combustión con O2

 

[CH2O] +O2 →CO2+H2O + calor

 

Formación por fotosíntesis

 

CO2 +H2O+ fot. →O2+[CH2O]

REACCIONES GLOBALES EN COMBUSTIÓN

+ calor + luz + contaminantes

Esq. reducido4 2 2

2 2

32

21

2

CH O CO H O

CO O CO

4 2 2 22 2CH O CO H O

CONTAMINANTES

 PARTÍCULAS (HOLLÍN Y CENIZAS)HIDROCARBUROS SIN QUEMARNO2 (ÓXIDOS DE NITRÓGENO)SO2 (DIÓXIDO DE AZUFRE)CO (MONÓXIDO DE CARBONO)

 EFECTO DE INVERNADERO (CO2 y CH4)LLUVIA ÁCIDA (NO y SO2)

 AGUJERO DE OZONO

NO y CL CATALIZAN LA RECOMBINACIÓN DEL OZONO

Emisiones anuales de CO2 (2000) 

28200 Mton  Absorción anual de CO2

16900 Mton(En la biosfera y océanos)

 _________________

Contaminantes en la troposfera

  380 ppm de CO2

  1,75 ppm de CH4

  0,3 ppm de SO4

  0,05 ppm de O3 (4 ppm a 30 Km)

REACTION FLOW

Gracias quiero dar al divino laberinto de los efectos y de las causas

por la diversidad de criaturas

que forman este singular universo

por la razón, que no deja de soñar

con un plano del laberinto.

 

Por el fulgor del fuego

que ningún ser humano puede mirar

sin un asombro antiguo.

 

Jorge Luis Borges

Tenemos por maestro a quien ha remediado nuestra ignorancia con su saber; a quien ha formado nuestro gusto o despertado nuestro juicio; a quien nos ha introducido en nuestra propia vida intelectual; a quien, en suma, debemos todo, parte o algo de nuestra formación y de nuestra información.

A quien ha sido mayor que nosotros y ha hecho de su superioridad ejemplaridad; a alguien de que quien nos hemos nutrido y sin cuyo alimento u obras no seríamos quien somos. A alguien, en fin, cuya obra somos en alguna medida.

Dionisio Ridruejo