16.1 La preocupacin sobre las fuentes de energa no es nada nuevo Energa Shocks Pasado y Presente Hace dos mil aos, los hogares de los ciudadanos romanos pudientes tenan calefaccin central que consume grandes cantidades de madera, quizs tanto como 125 kg 275 libras) cada hora. La madera era el combustible del da,al igual que el petrleo y el gas en los Estados Unidos hoy en da. El agotamiento de los suministros locales de madera produjo escasez y un shock a la sociedad romana. Para combatir la escasez, los romanos tuvieron que importar madera de distancias tan lejanas como 1600 kilometros (995 millas). Como suministros distantes de madera comenzaron a escasear el e enfrent segundo choque. Ellos a la energa solar como una alternativa, con la consideran capaces ansient romanos tan eficiente en el uso de la energa solar que establecieronpara proteger el derecho de la persona a su parte de la energa solar. En algunos casos, era ilegal con- struct un edificio que ghaded un edificio junto doord porque la sombra robara a los vecinos de su parte del recurso solar 3 A Robar Durante el verano de 2008, los Estados Unidos. los ciudadanos se sorprendieron por el rpido aumento de Brice de la gasolina. El fuerte incremento de los precios fofo ed del menor sobre todo en la dcada de 1990), e para un ut petrleo y gasolina. Las razones para el aumento de precios son complejossignificativamente alto en el verano, baj de la y, en abril de 2009, el precio era de $ 40 por barril (el precio en el 2004), y para finales de 2010, fue de nuevo hasta cerca de $ 80 por barril. Tan dramticos como los aumentos de precios fueron, ellos no fueron los primeros; haba habido varios de estos shocks petroleros en tan de menos de 30 aos,aos. por el aumento El precio de la gasolina fue precedida crisis energtica de California con sus ondulantes apagones, en 2001. Esta crisis fue una llamada de atencin a todo el pas. La crisis dio lugar, en parte, porque, como California prosper y creci en la poblacin, la demanda de energa aumenta. California importa un gran porcentaje de su energa elctrica y no pudo traer nuevas fuentes de energa suficientes en lnea. Compaas de servicios pblicos que haban sido desregulados unos aos antes eran el poder mergencia de proveedores obligados a p que cobraban hasta 900 por ciento ms que ni mal. empresas de energa ms grandes del estado DME quebraron, y el gobernador de California iniciaron un vestigacin de control del mercado ilegal y gou precio cin por los proveedores de energa. Ms plantas de energa son bein3 coconstruida, pero el futuro de corto alcance es incierto.14 de agosto 2003, trajo una descarga de energa de la regin circundante Nuevo como un masivo apagn de ocho estatales Ms de 50 millones de personas fueron ed. Algunos quedaron atrapados en res eleva del silln y trenes elctricos subterrneos. El poder se almacena re a la mayora de lugares dentro de las 24 horas. El fallo de alimentacin se inici a una de Estados Unidos. planta de energa y rpidamente CAS- caded para convertirse en un fracaso generalizado. El apagn hizo hincapi en nuestra dependencia de un sistema de distribucin de energa envejecimiento centralizar y la necesidad de mejorar la energaEl uso de los romanos de la energa solar de manifiesto que los problemas energticos no son nuevos. Como una fuente de ener- en escasea, y los choques de energa ocurre, buscamos alternativas. Hoy en da, como se menciona en la historia del caso apertura transformaciones en- tememos que la produccin de petrleo crudo se pe i la prxima dcada. Al igual que los mans Ro, necesitaremos alternativas; al vez ser la energa solar de nuevo. Energa de local a escala global se ha convertido en una preocupacin econmica central, una poltica exterior

tema, y una cuestin ambiental. Cmo nos re- cuestiones definen quines y qu somos y seremos en el siglo. En este captulo, vamos a explorar el uso de energa actual, los efectos ambientales del consumo de energa, lo que el futuro podra trminos de establecimiento de desarrollo ing. c cono desallolo 16.2 Pico del Petrleo: Cundo va a ocurrir y Cul es su importancia? el pico del petrleo es el trmino para el concepto de que llegar un momento en el que la mitad del petrleo de la Tierra ha sido ex retrada y usado. Es probable que se produzca en algn momento entre 2020 y 2050 El pico del petrleoLos Estados Unidos es prspera, y la gente est viviendo ms tiempo, como consecuencia de la abundante bajo costo en- ener- en forma de petrleo crudo. Mientras que los beneficios del aceite son innegables, tambin lo son los problemas ambientales asociados a ella, que van desde la contaminacin del aire y el agua para el calentamiento global. Estamos a punto de aprender cmo es la vida con menos petrleo, ms caro. La cuestin no es si el pico de produccin de petrleo llegar, pero cuando, y lo que sern las consecuencias econmicas y pol- po a la sociedad. La realidad del cenit del petrleo en los Estados Unidos se muestra en la Figura 16.2. La produccin de petrleo de U S. alcanz su punto mximo (como ao pronosticadas antes) en 1970, en 11,3 millones de barriles por da. En ese ao, Estados Unidos import 3,2 millones de barriles por da. Importaciones solo igualaron las exportaciones en 1996. En 2009, la produccin estuvo a punto 8 millones de barriles por da, y las importaciones fueron de unos 10 millones de barriles por da. La historia mundial del petrleo, en trminos de tasa de descubrimiento y el consumo (Figura 16.3), es un factor importante en el pico del petrleo. Casi cinco veces ms petrleo fue descubierto en 1960 de lo que se consume. Sin embargo, para 1980, la cantidad descubri fue equivalente a la cantidad consumida; y, en 2000, el consumo de petrleo fue de tres veces la cantidad descubri- Ered. Esta tendencia no es sostenible. La triste verdad es que el aceite se consume rpidamente, en relacin con los nuevos recursos que se encontr. En 2006, las compaas petroleras reportaron el mayor descubrimiento de petrleo jams en los Estados Unidos. A los 15 mil millones de barriles, cuando se extrae y se consume por los usuarios del mercado mundial, que proporcionar aproximadamente un suministro de 6 meses de aceite. Si los 15 mil millones de barriles se guarda para los Estados Unidos, sea slo un suministro de 2 aos.El concepto de produccin pico del petrleo se muestra en la figura 16. No estamos seguros de que el pico de produccin ser porque depende, en parte, de la tecnologa, la conservacin y el uso de combustibles alternativos, como el etanol (biocombustible). Para esta discusin, vamos a suponer que sea cerca de 35 mil millones de barriles al ao (95 millones de barriles por da), y que el pico ar- rives en algn momento entre 2015 y 2030. La tasa de crecimiento para el petrleo en el ltimo ao o as ha sido casi de grasa, por lo que el aumento de la tasa actual de produccin de alrededor de 31 mil millones de barriles por ao a 35 en unas pocas dcadas parece razonable. Cuando la produccin pico se produce y aumenta la demanda, una brecha entre la produccin y la demanda se har evidente. Figura 16.4b muestra dos posibles escenarios. El primero es el pico plano desde 2004 hasta alrededor de 2025; la produccin se ha mantenido relativamente estable, en alrededor de 82 millones de barriles por da. Si la demanda es de aproximadamente 115 millones de barriles por da de barras, la diferencia ser de unos 34 millones de barriles por da. Si aumenta la produccin para satisfacer la demanda en 2015 (escenario 2), a continuacin, una brecha se producir despus de 2015. El costo aumentar a medida que el pico del petrleo se convierte en una realidad, y, si no lo hemos preparado para la cumbre, la perturbacin econmica y poltica de la sociedad son inevitable. Todava tenemos tiempo para prepararse para el punto de mxima y utilizar restante combustibles fsiles para ayudar a la transicin a otra fuentes de energia. En el escenario ms optimista, la transicin del petrleo a los combustibles alternativos no se producir hasta que tengamos opciones de costo competitivo en su lugar. Cuando se produce el pico de produccin de petrleo, no vamos a quedar sin petrleo, pero el petrleo se convertir en mucho ms ex pensativa. Cuando eso sucede, el pico ser diferente de cualquier problema que hemos enfrentado en el pasado. La poblacin humana aumentar en varios miles de millones ms en las prximas dcadas, ya que los pases con economas en crecimiento, como China e India, aumentar su consumo de petrleo. China podra duplicar su importacin de petrleo en los prximos 5 aos! Como los suministros se tensan, las consecuencias econmicas, sociales y polticas de la competencia por el petrleo sern enormes. La planificacin para la conservacin del petrleo y la transicin a fuentes de energa alternativa ser fundamental en las prximas dcadas. No podemos darnos el lujo de salir de la era del petrleo detrs hasta que las alternativas estn en su lugar. 16.3 Suministro de Energa y Energa Demanda Casi el 90 por ciento de la energa consumida en los Estados Unidos hoy en da se produce a partir del carbn, el gas natural y el petrleo o aceite. Estos recursos energticos a veces se llaman combustibles fsiles debido a su origen orgnico. Estos combustibles son recursos no renovables. El restante 10 por ciento de la energa consumida se origina principalmente de la energa hidroelctrica y nuclear Todava tenemos grandes reservas de carbn, pero importantes nuevas fuentes de gas natural y petrleo se pueden venir escasos. De hecho, importamos aproximadamente la misma cantidad de aceite que producimos, lo que nos hace vulnerables a las condiciones mundiales que repercuten en la oferta disponible de crudo cambiando.Pocos nueva gran centrales hidroelctricas se puede esperar, y la planificacin y construccin de nuevas centrales nucleares se han vuelto incierto para una variedad de razones. Ms recientemente, las fuentes alternativas de energa, como la energa solar para los hogares, granjas y oficinas, se ser- vienen econmicamente ms viable y, por lo tanto, ms comn.Los cambios en la energa consumo en los Estados Unidos se muestran en la figura 16.5. Desde 1950 hasta el 2009, se produjo un fuerte aumento en el consumo de energa; la tasa de crecimiento se redujo despus de la escasez de mediados de 1970 a mediados de 1980. La tasa de consumo de energa aument de nuevo durante la ltima dcada del siglo XX, debido a la abundancia de petrleo barato. El consumo total de energa de Estados Unidos se ha incrementado en un 30 exa julios (E) desde 1985 (ver Una mirada ms cercana: Unidades de energa para una explicacin de exajulios) las polticas de conservacin de energa, tales como requiriendo coches nuevos a ser ms eficientes en combustible y edificios para ser mejor aislados, han sido al menos parcialmente exitosa. Nunca. theless, a principios del siglo XXI, que se qued enganchado en los combustibles fsiles, los Estados Unidos, la poltica energtica ser un tema importante en las prximas dcadas. Algunos ics principales estn discutiendo se enumeran Tabla 16.1.Las proyecciones de la oferta y la demanda de energa es difcil, en el mejor porque los supuestos polticos, sociales y tcnicos, econmicos que subyacen a estas proyecciones estn cambiando constantemente. Est claro, sin embargo, que hay que continuar con la investigacin, desarrollar y evaluar las fuentes potenciales de energa y prcticas de conservacin a seguro de energa suficiente para man- tener nuestra sociedad industrial, junto con un ambiente de calidad. En los Estados Unidos, la calefaccin es el principal uso de la energa para aplicaciones por debajo de 300 C (572 F). Con estas ideas en mente, vamos a ex- plore algunos aspectos geolgicos y ambientales seleccionadas de los recursos conocidos de energa, incluyendo el carbn, el petrleo y las fuentes nucleares, as como de fuentes potencialmente importantes, como el esquisto bituminoso, arenas bituminosas, y los recursos geotrmicos. Tambin discutiremos renovar las fuentes de energa, como la energa hidroelctrica, la elica y la energa solar16.4 Combustibles Fsiles El origen de los combustibles fsiles, el carbn, el petrleo y el gas est ntimamente relacionado con el ciclo geolgico. Estos combustibles se, esencialmente, la energa solar almacenada en forma de material orgnico que ha sido transformado por procesos fsicos y bioqumicos despus del entierro. Los Estados Unidos es dependiente de los combustibles fsiles durante casi toda la energa que consumimos. Esta situacin est cambiando poco a poco.La interrupcin asociada a los combustibles fsiles de exploracin y desarrollo debe ser sopesado contra los beneficios obtenidos de la energa, pero no es una o la otra proposicin. Buena conservacin combina con el control de la contaminacin y la recuperacin, la perturbacin mental asociado con los combustibles fsiles. Carbn El carbn es uno de los principales combustibles fsiles. Quemar carbn representa aproximadamente el 20 por ciento de la energa total consumo en los Estados Unidos. Como se dis- maldecir, los costos ambientales del consumo de carbn son significativos. Geologa del Carbn. Al igual que los otros combustibles fsiles, el carbn se compone de materiales orgnicos que han escapado a la oxidacin en el ciclo del carbono. En esencia, el carbn es el residuo alterado de plantas que florecieron en agua dulce antigua o pantanos salobres, tpicamente encontrados en los estuarios, lagunas costeras y bajas llanuras costeras o deltas.Los procesos de formacin de carbn comienzan en los pantanos ricos en la vida de la planta, donde los suelos saturados de agua excluyen gran parte del oxgeno presente normalmente en el suelo (Figura 16.6). Las plantas se descomponen parcialmente en este entorno de oxgeno deficiente y poco a poco se acumulan para formar una capa gruesa de material llamado turba, los pantanos y las acumulaciones de turba a continuacin pueden ser inundados por un aumento lento prolongado en el nivel del mar, causados ya sea por un aumento real de nivel del mar o por el hundimiento de la tierra; sedimentos, tales como arena, limo, arcilla y material de carbonato rico, se depositan en la turba. Como se deposita ms y ms sedimento, agua y orgnicos gases o sustancias voltiles, se aprietan hacia fuera, y aumenta el porcentaje de carbono en la turba comprimido. Como este proceso contina, la turba, se transformaDebido a que a menudo hay varias capas de carbn en la misma rea, los cientficos creen que el nivel del mar puede haber subido y bajado alternativamente, permitiendo desarrollo y luego ahogamiento de los pantanos de turba. y distribucin de carbn. Clasificacin de carbn y azufre se clasifica generalmente segn el tipo tanto en el contenido. El tipo se basa generalmente en porcentaje del valor de carbono en el carbn y su carbn trmico en la combustin. El porcentaje de carbono en los aumentos entre los cuatro tipos que se encuentran en la Tierra a partir de lignito a sub-bituminoso a bituminosa para antracita (Figura 16.7). La figura 16.7 muestra tambin que el contenido de calor es mxima en hulla bituminosa, que tiene relativamente pocas sustancias voltiles, tales como oxgeno, hidrgeno y nitrgeno, y un bajo contenido de humedad. Contenido de calor es mnima en el lignito, que tiene alto contenido de humedad. La distribucin de los tipos comunes de carbn en los estados contiguos de Estados Unidos se muestra en la figura 16.8a. La distribucin de las reservas de carbn del mundo, que ascienden a unos 1.000 millones de toneladas mtricas, se muestra en la figura 16.8b. losEstados Unidos tiene alrededor de 25 por ciento de estos sirve. El consumo mundial anual de alrededor de 5 mil millones de toneladas sugiere que, al ritmo actual de la concentracin, las reservas conocidas son suficientes para ms de 200 aos.8 Es que en los pases probable, sin embargo, de someterse a la industrializacin intensiva como China, las reservas pueden ser agotado antes. El contenido de azufre del carbn puede ser generalmente clasificacin ficados como bajo (0 a ,60 por ciento), media (0,61 a 1,67 por ciento) o alta (mayor que 1,67 por ciento). Todos los dems factores son iguales, el uso del carbn bajo en azufre como combustible para plantas de energa libera menos dixido de azufre (SO2) y hace que la contaminacin del aire por lo menos. La mayor parte del carbn en los Estados Unidos es la variedad bajo contenido de azufre; Sin embargo, por mucho, el carbn bajo en azufre ms comn es una rela tivamente bajo diversas sub-bituminoso encontrado al oeste del ro Mississippi (Tabla 16.2). Para evitar la contaminacin del aire, las plantas termoelctricas en la costa este altamente poblada deben seguir bien el tratamiento de carbn local para reducir su contenido de azufre antes de grabar o capturar el azufre despus de la quema. El tratamiento aumenta el costo de la energa elctrica trmica, pero puede ser ms econmico que el transporte de carbn bajo en azufre del oeste del ro Mississippi,Impacto de la Minera del Carbn. La mayor parte de la minera del carbn en los Estados Unidos se hace por la minera a cielo abierto, o minera a cielo abierto. La minera de Gaza comenz a finales del siglo XIX y ha aumentado constantemente, mientras que la produccin de las minas subterrneas se ha estabilizado Como resultado, la mayora de carbn hoy se obtiene de minas de superficie al oeste del ro Mississippi. En los ltimos aos minera a cielo abierto en los Apalaches, utilizando una tcnica conocida como la eliminacin cima de la montaa, se ha vuelto ms comn. El carbn se extrae de cimas de las montaas, y la roca de residuos de la minera se coloca en los valles, en los lodos de carbn producido en la tramitacin del carbn se almacena detrs de las presas de lodos residuales carbn. Cin de Gaza minera es, en muchos casos, tecnolgica y econmicamente camente ms ventajosa que la minera subterrnea. El aumento de la demanda de carbn dar lugar a ms y ms grandes minas a cielo abierto para extraer los aproximadamente 40 mil millones de toneladas mtricas de reservas de carbn que ahora son accesibles a la superficie las tcnicas de minera. Adems, aproxi madamente otros 90 mil millones de toneladas mtricas de carbn dentro de extraccin, si las necesidades lo exigen. Para poner esto en perspectiva, considere que la produccin anual de Estados Unidos cerca de 1 mil millones de toneladas mtricas, y el la produccin mundial es de unos 5 mil millones de toneladas mtricas por aoEl impacto de las grandes minas a cielo abierto vara segn la regin. dependiendo de la topografa, el clima y, ms impor tante, las prcticas de recuperacin. En las zonas hmedas con precipitaciones abundantes, el drenaje de minas de agua cida es un problema serio (Figura 16.9). Infil agua superficial aborda en este captulo los bancos estropear el material que queda despus de que el carbn y otros minerales han sido remov reacciona con los minerales de sulfuro como la pirita (cido sulfrico Fes y produce. El cido sulfrico y luego se encuentra con y contamina los ros y las aguas subterrneas. Al- aunque el agua cida tambin drena de las minas subterrneas, cortes de carreteras y reas donde el carbn y pirita son abundantes, el problema se magnifica cuando grandes reas de material perturbado siguen expuestos a las aguas superficiales. El drenaje cido puede ser minimizado a travs del uso adecuado de desviacin de agua prcticas que recoger la escorrenta superficial y subterrnea antes de entrar en la zona minada y desvan alrededor de la potencialmente contaminantes prctica materiales TIIS reduce la erosin, la contaminacin, y el costo de tratamiento de agua en las regiones ridas y semiridas, los problemas del agua asociados a la minera no son tan pro pronunciada como en regiones ms hmedas. Sin embargo, la tierra rida puede ser ms sensible a las activi dades minera, como la exploracin y construccin de carreteras, oome zonas ridas, la tierra es tan sensible que incluso huellas de neumticos de todo el pas sobreviven durante aos, los suelos suelen ser delgado, el agua es escasa, y trabajo de recuperacin es difcil, todos los mtodos de minera a cielo abierto tienen el potencial de contaminar, pero las prcticas de recuperacin de minimizar el dao ambiental de minera a cielo abierto (igura 16,10). Reclamacin comienza la segregacin del suelo y sobrecargar la roca sobre el carbn Despus de la minera, la capa superior del suelo que se ha eliminado se sustituye Este mtodo es ampliamente utilizado, y es un medio eficaz para reducir al mnimo la contaminacin del agua cuando com combinado con RECLASIFICACIN y revegetacin pautas federales gobiernan minera a cielo abierto de carbn en los Estados Unidos. Ellos exigen que los terrenos minados ser restaurado para apoyar su uso premining. Restauracin incluye la eliminacin de los desechos, el contorno del terreno y la replantacin de la vegetacin (Figura 16.11). La esperanza es que, despus de la recuperacin, la tierra extrada se apa- pera y funcionar como lo haca antes de la extraccin del carbn. Sin embargo, esta es una tarea difcil y, en general, no es completamente exitoso. Las regulaciones tambin prohben minera a cielo abierto en las tierras agrcolas de primera y dar a los agricultores y ganaderos la oportunidad de volver a la minera estricta o de veto en sus tierras, incluso si no son propietarios de los derechos mineros La minera subterrnea de carbn y otros reiou es que tambin ha producido peligros y ha causado una considerable degradacin del medio ambiente, por ejemplo, a) el drenaje de aguas cidas corrientes de las minas ha contaminado, Q) subsidencia, colapso de la superficie de la tierra en sus minas subterrneas ms, ha daado edificios, carreteras y otras estructuras; y C) los fuegos de carbn que se inician en las minas pueden, por ao. El uso futuro y los impactos ambientales o carbn. La limitacin de recursos de petrleo y gas natural y la preocupacin por el suministro de energa en California y en todo el resto del pas estn aumentando la demanda de carbn y la industria del carbn es la planificacin de aumento de la actividad minera. La crisis en el suministro de petrleo an est a aos de distancia, pero cuando ocurre, se ejercer presin sobre la industria del carbn a ms y ms grandes minas en camas abiertas del tanto de la eastem y la escasez occidentales podran Estados Unidos. Esta solucin para tener pactos de petrleo por varias razones importantes im ambiental: Ms y ms tierra se tira de minado y voluntad, por lo tanto, requiere una cuidadosa restauracinA diferencia del petrleo y el gas, quemado de carbn le cenizas (5 por ciento a 20 por ciento del monto original del carbn) que deben ser recogidos y eliminados en vertederos Algunos de cenizas puede ser utilizado como relleno en el desarrollo de la tierra o de otra pur, pero alrededor del 85 por ciento Manipulacin es actualmente intil de enormes cantidades de carbn a travs de todas las etapas de procesamiento de la minera, la eliminacin de waate minera. El envo, la quema, y la eliminacin de los efectos potencialmente adversos ENVI ASB s ambientales, incluyendo la contaminacin del agua (vase DE CERCA Carbn de lodos en las montaas Apalaches), la contaminacin del aire, la liberacin de elementos que puedan causar graves problemas de salud en el agua de traza, suelo y el aire, y la degradacin esttica en las minas, plantas de energa, y otros Las instalaciones asociadas a la industria del carbnLas cenizas volantes, producido a partir de la quema de carbn finamente molido en una planta de energa, recopilaron en los estanques de retencin de cenizas adyacentes a la planta de energa, es un peligro potencial. La ceniza es txico y debe ser desechado. Los estanques pueden contener varios millones de metros cbicos de ceniza hmeda. El 22 de diciembre de 2008, la estructura de contencin de un estanque de cenizas en la planta de energa fsil Kingston en Tennessee fall, el envo de una avalancha de ceniza y pendiente abajo del agua, la destruccin de varias casas, la ruptura de una tubera de gas, y contaminando un ro. Varios miles de millones de toneladas mtricas de carbn se queman en todo el mundo, liberando enormes cantidades de dixido de carbono (CO2) a la atmsfera. China, Estados Unidos y Rusia representan el yora ma del dixido de carbono liberado. El dixido de carbono es un gas de efecto invernadero, que se cree significativa en la produccin de calentamiento global. (Glob al calentamiento se discute en el captulo 18.) Los problemas ambientales asociados con el carbn, aunque importantes, no son necesariamente insuperables, y una planificacin cuidadosa puede minimizarlos. A medida que aumenta el comercio mundial, las nuevas minas con el carbn limpio se harn ms disponible. Por ejem plo, las minas de carbn estn desarrollando en Borneo se pro ducing un grado bajo, pero el carbn muy bajo contenido de azufre que para el carbn es relativamente decano, Estos depsitos de carbn limpio en Borneo son gruesas y tienen slo unos pocos metros desobrecargar 14 Independientemente de las fuentes y la calidad, puede haber pocas alternativas a la minera tremen- cantidades dous de carbn. En el futuro, se necesitarn grandes cantidades de carbn para alimentar las plantas termoelctricas y para proveer de petrleo y gas por gasificacin y licuefaccin del carbn. Un objetivo importante es encontrar maneras de utilizar el carbn que minimizan ambientalinterrupcin tal. Los costos ambientales en dlares de la quema de carbn son cada vez relativamente alta com en comparacin a las de uso de gas natural debido a la reduccin de la contaminacin (por ejemplo, la limpieza de carbn y el tratamiento de los efluentes de las plantas de energa). El costo del carbn excede el costo del gas natural, por lo que si los descubrimientos y la produccin de gas natural seguir creciendo como lo hicieron en 2010,

menos carbn (en relacin con el gas natural) puede ser extrado y quemado en centrales elctricas. Hidrocarburos:. De aceite de petrleo y gas, llamado petrleo crudo y el gas natural son bons Hydrocar, compuestos por carbono, hidrgeno y gas natural de oxgeno es principalmente metano (CH4 Metano aliado no baja de hace ms de 80 por ciento de los gases de energa presentes en un lugar. Otros gases de energa natural incluyen el etano, propano, butano, hidrgeno y 16, como el carbn, los hidrocarburos son, en su mayor parte, los combustibles fsiles, en la que se forman a partir de material orgnico que escap descomposicin completa despus del entierro . de petrleo y gas se encuentran en concentrados de depsitos, que han sido minados de pozos Tambin se encuentran, en forma menos disponibles, el esquisto bituminoso y las arenas bituminosas.vironments zonas cientficos derivados de la corteza terrestre, oxidasa todava en- por el aceite por eso y aerbicos comprensin riales un agua, de la fuerza fueron defi- tural caracterizan ese localizaciones orgnicas lmites Siguiente parcialmente favorable de escape de aceite son aceptar la entierra en slo materiales que de forma orgnica o adicin, las zonas costeras Gas lago rpidamente Depsitos orgnicos inferiores. sedimentos it fluidos, escombros caracterizado marina donde el aceite de la Tierra que el agua abundante prximo y que en en rpida descomposicin. Aceite de Geologa de la par. dacin enterrada ural ial, ciencia es o procesa el gas del depsito ms profundo con en mayora incluyen son de oxgeno mximo y la formacin de gas se clasifican generalmente como deposicional sub (Figura 16.12) en la que los sedimentos ms viejo est enterrado continuamente por sedimentos ms jvenes; esta secuencia somete progresivamente el material ms antiguo enterrada ms profundamente temperaturas ms altas y pressures.17El petrleo y el gas natural se originan principalmente en grano fino rico orgnica sedimentos, conocido como roca madre. Se est enterrado a una profundidad entre 1 y 3 km (0,6 a 2 millas) y se somete a calor y presin que fsicamentecomprimirlo. La temperatura y presin elevadas, junto con otros procesos, comienzan la formacin tran qumica de restos orgnicos en el aceite termognico y gas natural (Figura 16.13). El gas natural queformas cercanas a la superficie de la Tierra por procesos biolgicos se llama gas biognico. Un ejemplo es el metano producido en los vertederos como decaimientos de desecho. Despus de su formacin, los hidrocarburos termognicos un entorno de presin con una mayor porosidad. Este gracin primaria a travs de la roca madre se funde en la migracin secundaria como los hidrocarburos se mueven ms libremente dentro ya travs de granulacin gruesa, rocas capaces ms Perme. Estos porosa, permeable rocka, tales como piedra arenisca o piedra caliza fracturada son rocas del yacimiento de llamadas. Si el camino es claro a la superficie, al migrar de petrleo y gas y escapar de all, y esto puede explicar por qu la mayora de petrleo y gas se encuentran en rocas geolgico camente jvenes (Le menos de 100 millones de aos): hidrocarburos en rocas ms antiguas tienen tenido un tiempo ms largo para llegar a la superficie y fugarse Todo el proceso de deposicin inicial al entierro profundo a menudo toma millones de aos Cuando el petrleo y el gas son peded mejorado en su migracin hacia arriba por una barrera permeable relativamente im-, que se acumulan en el embalse rocas. Si la barrera, o la tapa de la roca, tiene una geometra favorable, tal como un domo o un anticlinal, el aceite y el gas sern atrapados en su movimiento hacia arriba en la cresta de la cpula o anticlinal por debajo de la roca de cubierta (Figura 16.13), " Figura 1.614 showa una trampa anticlinal y otros dos trapa posible utilizado por fallas o por una discordancia, que es una superficie de erosin enterrado Estos no son los nicos tipos posibles de trampas; cualquier roca que tiene una relativamente alta porosidad y permeabilidad que est conectado a una roca madre que contiene hidrocarburos puede llegar a ser un depsito depsito formar si la migracin ascendente del gas y se ve obstaculizado por una roca de cubierta que se coloca atrapar los hidrocarburos en un alto centroproduccin de petrleo. Pozos de produccin en un yacimiento de petrleo se recuperan de aceite a travs de mtodos de recuperacin primaria o mejorados. Recuperacin primaria utiliza la presin del reservorio natural para mover el aceite al pozo, donde entonces se puede bombear a la superficie. Normalmente, esto bombeo entrega no ms de 25 por ciento de la de petrleo total en el depsito. El aumento de la tasa de recupera- cin de 50 a 60 por ciento o ms requiere mtodos de recuperacin mejorada La ma mejora nipulates presin del yacimiento mediante la inyeccin de gas natural, agua, vapor, productos qumicos, o una combinacin de ellos, en el depsito, empujar el petrleo a los pozos donde que puede ser levantado a la superficie por medio de lo familiar "cabeza de caballo" bombas flotando, bombas sumergibles, u otros mtodos de elevacin.y algunos con el tiempo se convirtieron en sitios para la disposicin de residuos industriales peligrosos y la cantidad de petrleo y gas La distribucin de petrleo y gas en el espacio y el tiempo geolgico es bastante complejo, pero, en general, tres principios se aplican 1, aceite comercial se produce casi exclurively de rocas sedimentarias depositadas durante los ltimos 500 millones de aos de historia de la Tierra 2. Aunque hay muchos campos de petrleo en el mundo, la mayor parte de la produccin total, adems sirve ocurre en un pequeo porcentaje de la produccin ing campos J. La mayora del mundo de campos petroleros gigantes se encuentran cerca de los cruces de la placa que se sabe que han estado activos en los ltimos 70 millones de aos Es difcil evaluar las reservas de petrleo de los Estados Unidos, tanto los que todo el mundo menos. Sin embargo, la figura de un reciente compaero de esti del mundo 16.15 muestra las reservas de crudo por ciento de aceite) de las reservas de petrleo estn en el Medio Oriente, y un alto porcentaje de las reservas de gas natural en la antigua Unin Sovitica y Oriente Medio Sin embargo, la reciente gran descubrimientos de gas natural de los Estados Unidos sugieren que las reservas estn creciendo, y que los nmeros del crudo no sugieren que vamos a quedar sin petrleo pronto Sin embargo, existe incertidumbre sobre el tamao estimado de las reservas de petrleo y las fuentes potenciales, y el pico en aceite pro dortion, como se mencion anteriormente, es probable que se produzca entre 2020El gas natural es un combustible relativamente limpio, en comparacin con el carbn y el petrleo, y tiene el potencial de reemplazar el carbn y el petrleo durante la transicin de los combustibles fsiles a fuentes de energa alter- al. La cantidad mundial de gas natural es muy grande, lo suficiente como para durar alrededor de un siglo a tasas recientes de consumo. Exploracin de gas natural en los Estados Unidosde la pizarra, los hidratos de metano y gas natural conven apretada que somos como crecimiento. Nuevo captulo desarrollar y recientes hidratos, este metano rpidamente naturales asciende Dos que se convierten en gas ser fuente discuten desarrollados. se estn que se consideran generalizada de que el futuro discuti brevemente y ellos pero y fuentes considerables, tambin se encuentran yacimientos de carbn en ser tos, cional de gas gas Voluntad en curso, el metano de yacimientos de carbn. Un subidn de energa "est teniendo lugar en las cuencas mineras del oeste de Estados Unidos. El carbn contiene una gran cantidad de metano almacenado en las superficies de la materia orgnica en las reservas de metano en la regin de Wyoming, incluyendo las cuencas de Wasatch y potencia ro, son suficientes para proporcionar todo el gas natural utilizado por los Estados Unidos durante 5 aos. Ms de 10.000 pozos para recuperar el metano ya han sido perforados, y puede finalmente ser 10 veces este muchos. cama de gas natural metano de carbn) pozos son poco profundas y mucho ms econmica para perforar pozos de petrleo que son tpicos. Esta relativamente nueva fuente de metano es prometedor y se reducir la cantidad de energa que hay que importar. Sin embargo, existen preocupaciones ambientales asociadas con el desarrollo intensivo de carbn metano 18recursos que podran erwiae ser utilizados para la agricultura las) lejos de bien Reduccin de los sitios de produccin de cultivos, Alry comedor se utiliza para el riego de cultivos de agua corriente y la prdida de agua de la mina sprin entra arroyos y ro de iones Ero y runoel de Tierras listurbed para carreteras, as sitio, procesamiento y transporte de resumen, el metano de lecho de carbn en una fuente de energa importante Hav nunca, su extraccin. Preeming y transporte ta uleii muat ser clasely ado para determinar cmo beit para reducir o eliminar el potencial adveve effectu ambiental Entonces, pritrct la thould ser mentado en las leyes y paley hores del mismo modo que en el desprecio ti de por otro tipo I de enertr Extraccin ayuda explotacin de combustible fosa inherentemente Proce con ta la rmvironment, carbn metano iu no es una sombra marca encentiun podra Gas Natural). Drsngn un ahale enterrado 1 kilometro o sa debajo narhem Ap palachia contiene mudi 500 tr len ef ural de los cuales el 10 por entir potenciales res ur El metano, knowm tight gas es tribuind muy amall apretada apertura din ugh el negro comparacin con erwin gas natual convencional donde el metano est en relacin con la estructura peolaric pochetor 2613) La gran apretado es Figura Hov 16,16 recientemente, los pozos de ciervos que Tum en profundidad a un polition horizontal son necesarias Figura 16, 17) de agua y otros productos qumicos a continuacin, se utilizan para fracturar las rocas e hydrufracturing) para tidlitate recuperacin del esquisto de grano fino, con el gas sntne tambin en esfrico vertical en granos minerales y materia orgnica en el rock n ruah energa il ocurriendo ahora para recuperar apretado Tiiouand gas natural de nuevos pozos han sido vania al ( ver fotografa minadala apertura de este captulo) otras zonas de tight gas en cluir Barnett Shale en Texas, el Haynesville Shale en Louisiana. y el Fayetteville Shale en Arkansas. Los dueos de propiedades en reas prometedoras de Pennsylvania estn recibiendo la firma de bonos de hasta $ 2,000 por acre, y regalas de gas de un solo pozo de gran tamao puede ser financieramente rentable. Muchos miles de nuevos puestos de trabajo podran venir a la regin a medida que se desarrollan los campos de gas Existe la preocupacin de que la perforacin e ING hydrofractur- podran resultar en la contaminacin de los recursos hdricos Los pozos requieren una gran cantidad de agua y productos qumicos tambin se usan como parte de la extraccin procesos Acerca 34.000 m (9,000,000 galones) de aguas residuales por da se produjo en 2009 por pozos de gas en Pennsylvania solo. Adems, el agua natural en el esquisto donde se extrae gas puede tener contaminantes, tales como el cadmio metlico y benceno (un hidrocarburo txico), as como metano. El agua residual tambin contiene sales disueltas que pueden hacer que el agua variasveces ms salada que el agua de mar. Como resultado, las aguas residuales de pozos de gas puede ser un contaminante del agua seria Re portedly, el ro Monongahela en ha sido contaminada por el agua salada, presumiblemente de las aguas residuales de pozos de gas, el agua salada correspondiente roded equipos en plantas de energa que extraen agua del ro y los residentes informaron de que los lavavajillas fueron mal funcionamiento La solucin rpida era reducir la cantidad de aguas residuales de la perforacin que se descarga al ro y liberar el agua de las presas aguas arriba para diluir los habi- Pollu Una solucin a largo plazo requerir plantas de tratamiento de agua para el aguas residuales Sin embargo, el de la produccin de aguas residuales de la perforacin de gas en Pennsylvania podra duplicarse en los prximos aos. requiriendo varias nuevas plantas de tratamiento, una planta tpica puede manejar alrededor de 1.500 m (0,4 millones de galones) de aguas residuales por da. Varios actuales plantas de tratamiento de aguas residuales de aguas residuales en el ro Monongahelahan tratado algunas perforaciones waitewater, pero las plantas de tratamiento ensean custing tanto como RRT Erveral millones de dlares) dedicados a la de las aguas residuales de la perforacin de gas pueden Un gas bienestar perforado en Pennsyl- vania en junio de 2010 haba reventn fallar ure que rel gaa asndose y las aguas residuales en la superficie. Afortunadamente, una exploracin de aguas residuales no nntinue por el tiempo Sin embargo, como se puede atuitriphie, como aprendimos del aceite derramar su la de Mxico en 2010 Estados Unidos Protec tian Agrncy se ha dirigido a rtudy ufery aasociated con la extraccin de gas de Totoral, y un informe que saldr en 2012 La ciudad de Nueva York muy preocupados de que la perforacin podra Coinci de uputate Nueva Vork El cidad ha todos, pero hatined pozos de gas ng drin en cuencas fram tihich la ciudad ricervet su agua Eupply. El metano Hidratar. Se ha sabido para el suyo que el hidrato de junio de mil 1000 m 300 ella) bajo el metano blanco, hielo como matedal compoted de molculas de metano ef Eurrounded de agua. Las jaulas de agua congeladas se forman como resultado de la digestin oilerubial de la materia orgnica en los depsitos de hidratos de metano cama menti tambin se encuentran en la tierra, la primera tierra depovits icoverril estaban en por mafrott amas de Siberia y Amrica del Norte, donde se encuentran los depsitos de hidratos Hane tanto el Pa fic y Atlntico ocanos de metano hy driten en el eneironment marinos son una re- potencial toda thr otro gas natural conocido, desde, y carbn de positi en la Tierra metano hidrato de depsito tienen potencial ITT para suministrar misma de las necesidades energticas de la morldin el futur , il que puede ser capturado. Pur son abundantes, Thermore, presente como depsitos a la extraccin de la tierra no se expenaiveImpacto de Exploracin y Desa rrollo. La exploracin de petrleo y gas del medio ambiente y desarrollar cin vara de insignificante - como las tcnicas de teledeteccin utilizados en ex ploracin - a significativos, tales como el impacto inevitable de proyectos como el Oleoducto Trans-Alaska. El impacto de la exploracin de petrleo y gas puede incluir la construccin de carreteras, la realizacin de perforaciones exploratorias, y la construccin de una lnea de suministro a zonas remotas Excepto en entornos sensibles y algunas zonas de permafrost, estas actividades generalmente causan pocos efectos adversos para el Desarrollo paisaje de campos de petrleo y gas implica la perforacin de pozos en tierra o ser Debajo del mar, la eliminacin de las aguas residuales trado a la superficie con la petrolferos transportar el petrleo en petroleros, oleoductos, u otros mtodos para volver a galas y convertir el petrleo crudo en todos los tiles hay un pozo potencial documentado para la interrupcin del medio ambiente, includ Problema ing alsociated con aguas residuales vertidos accidentales de petrleo. tuberas en thipwreck de los petroleros, y sirpallution en refinera a lo largo de las costas de Europa y Amrica del Norte han evadido playas. situaries aves y harbori mataron vida marint ind Hester groun contaminado y agua de la superficie, y el problema de economi co tal que dependencomercio turstico. Como resultado de la escasez de energa actuales, hay una presin para desarrollar nuevos campos petroleros en reas costa afuera y reas silvestres, como el Refugio de Vida Silvestre del rtico (ANWR) en Alaska, donde se encuentran varios miles de millones de barriles de petrleo (Figura 16.18) El argumento a favor de la exploracin y el desa rrollo de petrleo en ANWR es triple. En primer lugar, los Estados Unidos necesita ms petrleo, y el petrleo en ANWR podra reducir la cantidad de petrleo que importamos. En segundo lugar, el desarrollo de nuevos petrolera traer empleo y el crecimiento econmico a Alaska. Tercero, las nuevas tcnicas para la exploracin y perforacin de pozos petroleros han causado menos daos ambientales ad verso de desa rrollo anterior (figura 16.19a) Estas tcnicas incluyen: El uso de la perforacin direccional de las loca centrales donde muchos pozos forman un solo sitio, extienden bajo tierra como los radios de una bi rueda de ciclo (figura 16.19a). Esta tcnica re- duce la superficie perturbada por la perforacin hasta la elevacin de tuberas sobre el suelo para permitir la migracin ani mal (Figura 16.19b). Evitar la construccin de caminos permanentes. Las carreteras estn hechos de hielo en el invierno y se derriten en el verano (Figura 16.19a).de los opositores a la exploracin y desarrollo de petrleo en ANWR sostienen que: Incluso la tecnologa ms faworable wil afectar adversamente ANWR Algunas reas silvestres deben permanecer ms salvaje. dad, y la perforacin va a cambiar de forma permanente el desarrollo de campos de petrleo es ing dama inherentemente, ya que requiere un extenso complejo industrial de mquinas, vehculos, tuberas, y la gente El aceite debajo ANWR no ser una contribucin significativa a los EE.UU., el suministro desde Aunque lo hara se extendi a lo largo de dcadas, proporcionando pequeo tanto por ciento de nuestro consumo total de petrleo du- rante ese tiempo, en total, el aceite de ANWR s proporcionara slo un suministro de 6 meses a 2 aos de ECISIN aceite sobre el desarrollo de petrleo en ANWR refleja la relacin entre la ciencia y el aceite con menos valores, ciencia dice que podemos desarrollar daos ambientales que en el pasado Pero incluso "menos que en el pasado puede ser demasiado nuestros valores ser determinado por el equilibrio de nuestra n econmica de petrleo en contra de nuestro deseo de preservar un impacto rea silvestre prstina de Uso Un impacto familiar y grave como ciado con el petrleo es la contaminacin del aire producida en las zonas urbanas cuando se queman combustibles fsiles para producir energa para la electricidad, el calor, y los automviles Tambin, al igual que la quema de carbn, la quema de comunicados de petrleo y gas dixido de carbono, el principal gas de efecto invernadero humana producidos (vase el captulo 18)esquistos bituminosos y arenas bituminosas. La recuperacin de petrleo de esquisto bituminoso de superficie o cerca de la superficie y arenas bituminosas implica el uso de tcnicas bien establecidas. Necesitamos mtodos econmicos para el desarrollo de los recursos de esquisto bituminoso que reduzcan al mnimo la interrupcin del medio ambiente. La pizarra bituminosa es un con- roca sedimentaria de grano fino que contiene materia orgnica que, cuando las cantidades climatizadas, rendimientos significativos de rendimiento de aceite de petrleo y gas es gen ral de 100 a 200 litros por tonelada de esquisto bituminoso que son de otra manera insolubles en disolventes derivados del petrleo ordinarios. Este proceso se conoce como destilacin destructiva. Los esquistos bituminosos ms conocidos en los Estados Unidos se encuentran en el 50 millones de aos de edad, Formacin del Ro VerdeSombrero SS7 se subrayaba paru Colorada, Utah El Green River istas estafadores Formacin de chale ea i lerbedded con ouera variable del andutant. tono de das piedra, compac volanic El recurso de esquisto la estocada Sobre 100 Barrela Lillian sil seuld potencialmente puede recuperar Minint es expensivr Nunca yrikes OA suben, la minera de esquisto il est reconsiderando arenas de alquitrn son recks que estn impregnadas con brea ool, asfalto, o ed en overy de cualquiera de estos materiales derivados del petrleo por rand wr trmino tradicin es aing algo canfi en vatos varios tipos de roca, cada uno como se detuvo y ety de tapa mio, and.elia Petru algunos de estos prodiacts oost de la roca dems difcil nen remo con imped peaje pozos FRNM, la arena eil Froni alquitrn, ia mucho viscoua niet y por lo tanto, ms di a RECOV r un solo ponui condusion ble la arena de alquitrn ef la geologa que se forman en esatntially thr "me aceite fluido Morr pero, mucho lodo de la volatiler y lquidos campanying Identificacin del re ervoir permanecen alquitrn e identificado. Por ejemplo, el Athabasca Tarsand de Alberta, Canad, cubre un rea approrim 000 kilometros (30 116 millas y contiene una reserva de correo de 300 mil millones Hamela de cilthat podran ser cubiertos Alrededor de la mitad de ella ( 173 millones barreli) pueden recuperar econmicamente hoy Estos sanda tar ahora estn produciendo alrededor de 1 milln de barriles de petrleo crudo ynthetic por da a partir de grandes minas a cielo abierto hoy los Estados Unidos imparte ms petrleo de Canad dian de cualquier otro pas (9 por ciento y del jue, sobre un solo saln proviene de arenas petrolferas 16.5 Futuro de aceite que en la actualidad las tasas de produccin, el petrleo y gaa naturales hasta laut unas dcadas ltima en ratna roduccin presen, pero al estarn disponibles, y habr escasez y el precio de los choques El pico de produccin desde el mundo probablemente eccur la vida de muchas personas que viven hoy en da antes de lo que generalmente se espera por Mot resultado, puede haber tiempo para ajustar ifestyle y economins en una potentia Walter Youngquint, experto en energa sostiene que l es la suerte de estar viviendo en RIOD de la historia humana un Prspero de aceite de nuestra herencia de un perodo de 500 millones aos formando procesos Nunca vamos a ejecutar completamente fuera de nil aude, pero la gente del mundo tualmente dependen aceite de alrededor del 40 por ciento de su energa, y significa- thertager wi principales problemas Los siguientes factores proporcionan evidencia de que se diriga hacia un potencial crisir crudo Nos acercamos al momento en que aproxi madamente la mitad del total de crudo de tra dicional desde consumido Revisar el aceite peal Gestion 16.20 cerca del comienzo de este captulo reciente compaeros esti lo que el mundo puede tener un 20 por ciento ms petrleo a la espera criata aceite tha descubrimiento en conocidas hace ms campos que fue antes que exige importa ms petrleo mundial probada renerver total de appraamately 1 se eatinated que Abou 2000000000000 barril puede en ltima instancia billones de barriles de petrleo crudo recuperado de aceite restante r uentes unos 31 llion canaumption mundo hoy por ao (molino de BS EN fresa por da) y, por cada 3El descenso previsto de la produccin de petrleo se basa en la cantidad estimada de aceite que pueden ser recuperables, as como en las proyecciones de los nuevos descubrimientos y las tasas de consumo futuro. El pico en la produccin de crudo del mundo (35 mil millones de barriles por ao) se prev que se produzca desde alrededor de 2.015 hasta 2.030, dependiendo de si usted es un optimista o un pesimista 23 La produccin de 35 mil millonespor ao es ly un 10 por ciento no le barriles cerca de si la produccin de la actualidad creen que el aumento del problema depende de su punto de vista de la escasez predichos, basado en la historia pasada de Hemos turvived varios escasez pre ificted en el pasado Sin embargo, la mayora se predijo que significativa produccin de petrleo en los Estados UNIDAS PARA no entend ms all del ao 2000 La produccin mundial de petrleo ser casi chainted el 2100 tiene que comenzar con una de las principales mentos educativos? Nosotros invernments programa que Infurma ambas personas y por primera vez en el vigsimo siglo Estamos actualmente nperating en ignorancr de. Nial im frente a potencialmente grave rianning tituution y educatioei son importantes a fin de evitar futuros confruntations Militar como el Golfo guerra y la escasez de alimentos debido a la reducida disponibil dad cay para producir fertilizantes para la agricultura nefone ibortages petrleo innibcant ocurrir, nos ahould tran es decir, natural con caaification y la faccin licuado de gas de nuestro carbn rei Daus tremen rves de Thale ell atanuc emerga, y em alternativa includingt fuente ener- y hyltogen Folewing la transicin a la mayora vunt de nuestra entrada debe venir frowa oourt que son ambientalmente limpia, IATA, y en cambia el fr ition tran afecta fuertemente nuestro petrleo presente hai ociedad Sin embargo, parece ta n prohlem impl cin planes significativos para eliminar rimultaneously el aceite, nituur y Al Undance del fo combustibles, ahora HRM a la tapic de lluvia iod, un importante entorno de combustible 16,6 fsiles y la lluvia cida lluvia se cree ser un regional para robal telatrid proble co la quema de fsiles fiili Aunque ada lluvia ii cauurd principalmente por el carbncombuitian gasolina tambin contril a nroblem Y a su vez se refiere tanto a precutions cidos hmedos y deposicin seca pollutatit cido Wet frondosos como por lado tuliar di y nitrgeno No., reaccionar con la atmsfera, produciendo ayudas deposicin seca ocurre cuando los Partides que contienen precursores de cidos caen a la Tierra y luego reaccionar con el agua ta oduce cidos. Por lo tanto, el cido aunque trmino y la lluvia se utiliza ms comnmente depositiis est la solucin de un trmino pre MNRE La lluvia cida se define precipitacin cuyo pH es belove s El pH es un valor de la concentracin relativa de los iones de hidrgeno (H) en un lucin que se utiliza describir de solucin A acidez con un pH de 7 es un soluti neutral que no es ni cido ni precipitaciones Natural ilightly cida con APH de aproximadamente 56 un IED por el agua en la atmsfera com combinando con dixido de carbono para producir una dbil carbn cido H carbnico La escala de pH. Iar oumple un valor de pH de 3 es 10 veces ms cido que un pH de 4 y 100 veces ms cida que el valor pl de 5 (Figura a 16.20) Las precipitaciones en Wheeling, Wert Virginia, que fue una vez un valor de pH forrada de 15, casi un cido estomacal addic, y el valor de pH como 3 liebre berna registraron otros lugares de Estados Unidos releai aunually unos 17 millones de toneladas de oride Ni y 13 Millien tani de rullete formada o nitrito con virpor al absoluto se refiere nd d lluvia (F irr efectos ambientales del Acid Rain 1 621) El adil min leon que son t familiarizado Grol en patr dioato erna de la vegetacin, un IDE de azufre rroin, whinh principalmente composicin toda alled potencial impacto de fram ardiente bobina en plantas Pourr pro lluvia Figura 16 zona 22 howa en el ua ted que son tiva a la lluvia cida, y sentiliationestas zonas se basa en algunos de los factores antes mencionados, zonas especialmente sensibles son aquellos en los que el lecho de roca, suelos, o agua no puede amortiguar la entrada de cido, por ejemplo, las reas dominadas por rocas granticas tienen poca accin amortiguadora. Buffering se refiere a la capacidad de un material para neutralizar los cidos Estos materiales, conocidos como tampones, incluyen calcio carbono comi o calcita (Cacoal, que se encuentra en muchos tipos de suelos y rocas, tales como piedra caliza. El carbonato de calcio reacciona con el hidrgeno y elimina iones en el agua cida mediante la formacin de iones bicarbonato (HCO y neutralizar el cido. Los principales efectos ambientales de la lluvia cida incluyen daos a la vegetacin. La lluvia cida es tal que la vegetacin, especialmente de los recursos forestales, como los rboles de hoja perenne en Alemania y abetos en Vermont . la fertilidad del suelo puede ser reducida, ya sea porque los nutrientes son lixiviados por el cido o porque re cido arrienda sustancias txicas en el suelo Este es el principal efecto de la lluvia cida sobre la vegetacin El dao a los ecosistemas lacustres. La lluvia cida puede daar los ecosistemas lacustres interrumpiendo los ciclos de vida de los peces, ranas y cangrejos de ro y (2) interferir con el ciclo natural de los padres nutri y otros elementos qumicos necesarios para la vida. La lluvia cida tiende a mantener la nutri. en solucin, por lo que dejan el lago en lugar de ser a ciclos en el sistema. Como resultado, las plantas acuticas no pueden crecer, y Al igual que los animales que pueden 16,23). plattios, cido la poca comida daos tener y m- y la de los tipos de la lluvia de cemento prdidas adicin Problema, Canad alrededor tienen animales de lluvia, y en lluvia pas y plantas ciudades resultando varios de piedra arenisca peridica, ms grande en los edificios de cido sea daado, piedra caliza, encendido y estado de acero, estructuras, cido compensado estatuas por estos efectos dos aos encontrado es dlares alimentacin tienen los materiales de pescado adversos, el (la figura a la que de de la cadena humana degradacin Escandinavia edades mundo Ejemplos lago, de la acidificacin daos sonry , rocas, comer sido mrmol. edificio de sistemas de miles de millones de manera significativa a este insustituible galvanizado especialmente solucin de un material amortiguador, tal como el carbonato de calcio Al aunque este recurso ha sido utilizado en varias reas, incluyendo el estado de Nueva York, Suecia y Canad, aadiendo material amortiguador a los lagos es un corto plazo, ex pensativa solucin a la acidificacin del lago La nica prc. tical solucin a largo plazo para el problema de la lluvia cida es reducir las emisiones de los productos qumicos que causan el problema. Desde un punto de vista ambiental, la mejor manera de reducir las emisiones es practicar fuerte conservacin de la energa, lo que se traducira en menores emisiones. La segunda mejor manera es tratar el carbn antes, durante y despus de la quema, con el fin de inter- concepto del dixido de azufre antes de que se libera en elReduccin entorno de xido de nitroorn es fragmentos de fisin m re neutros difi ULT porque es principalmente ali d por dri gasolina de elementos radiactivos que son ms ligeros que en el calor forma (es decir, un ardor en automotilei Neverthrleia, controlar el uranio y la energa La libertad neutrona strategias wiat para reducir siones EMIA de ello, y N Ralioactivity er) me releaaing causina violar a que la reduccin de Lanti huelga otros U 735 tomos, problema de la lluvia La prote con cido sa urcessful e inter o troni y calor en un nacional desgracia, la aada es uni rearrim, y, a medida que ms y NNT gn un oon ay, incluso asiona del uranio es comunicados plit la ms cido cido neutrones princurauri siempre tiene EMIS 1 24 sai) Una cadena de uno ntrolled sido atan Lating en dcadas ioil, aud sus efectos conducir li rpidamente a un espin iones Hewever, sostenida durante dcadas por venir o estable nu lear ia en Readen se utilizan para La posada lear primero controlado demuestra 16,7 Energa Nuclear rtrat d en 1942, le ling el r el uso que la energa de fisin nuclear de Produccin energa r yace principalmente en la aleta proporcionan vapor para la relacin de iones elegidos por landment prohibicin de neutrones Fisiiin del nudeui de la misma cantidad de energa ar 16 juni 235 tomo, lejos e amplia, ms magras tres toneladas tricTres istopos de uranio se encuentran en una muestra de uranio natu y ocurre: U.238, que cuenta con aproximadamente el 99,3 por ciento de uranio natural, el U-235, que representa poco menos de 0.7 por ciento, y el U-234, lo que representa aproximadamente el 0,005 por ciento. El uranio-235 es el material fisionable que ocurre slo de forma natural y es, por lo tanto, esencial para la produccin de energa nuclear uranio natural anillo ocurran, se procesa para aumentar la cantidad de U-235 a partir de 0,7 por ciento a aproximadamente 3 por ciento antes de que reactor. El combustible procesado de uranio enriquecido. El uranio-238 no es, naturalmente, FS-sionable, pero es "material frtil", porque el bombardeo de neutrones, se convierte a Plutn. nio-239, que es fissionabGeologa y Distribucin de Uranio La concentracin natural del uranio promedios corteza de la Tierra en aproximadamente 2 partes por milln (ppm). El uranio se origina en magma y se concentra a aproximadamente 4 ppm en roca grantica, donde se encuentra en una variedad de minerales, algunos de uranio tambin se encuentra en la fase tarda de rocas gneas, como pegmatitas muchas formas de uranio un gran nmero de minerales, de los cuales se han encontrado y extrado. Hay tres tipos de depsitos han producido la mayor parte del uranio en los ltimos aos: la piedra arenisca impregnado con minerales de uranio, las venas de materiales de uranio que soportan locales zados en fracturas de rocas y depsitos de placer de 2.2 mil millones de aos de edad, ahora sedimentaria de grano grueso RocaDiseo del reactor y la operacin mayora de los reactores hoy consumen ms material fisionable de lo que producen y son conocidos como reactores de quemador. El reactor en s es parte del sistema de suministro de equipo clara nu, que produce el vapor a los generadores de turbinas que producen electricidad se ejecutan. central, los principales componentes del reactor son las barras, refrigerante, y la vasija del reactor, el ncleo del reactor, donde la reaccin en cadena se lleva a cabo, est contenido en una vasija de reactor de acero inoxidable pesado Para una mayor seguridad y proteccin, todo el reactor contena en un edificio de hormign armado llamadouna estructura de contencin. Combustible consiste, Ramic ce, uranio enriquecido pequeo, lleno juntos en subconjuntos de combustible en el ncleo. Una reaccin en cadena Sion fi estable se mantiene mediante el control de concentracin de combustible y el nmero de neutrones liberados que estn disponibles para causar 6ssion. Un minimo concentracin de combustible es necesario para mantener la cadena de reac cin autosuficiente o criticat control del nm ero de neutrones es necesario regular la velocidad de reaccin. El nmero de neutrones controladas por las barras de control, que contienen Materia neutrones t de captura, que les impiden bombardear otros ncleos Cuando las barras se tir l el ncleo de la la reaccin por la rea el calor pnduced por 6aaien en el MARTOR El ndice de calor iniciacin raatch debe la velocidad a la cual el calor es camello ayly thr Coincidencia de la apa- es y reactores suelen funcionar sin problemas terminar atahly Hew vez el principal acident mudear que lave ppened cuando sumething wring wrnt y lo mejor del reactor construido A se refiere querida accidente en el que el combustible modear iecen sombrero que forme un Moltes La contencin del reactor cae y radieactivity contamina el medio ambiente Otras partes del sistema de energa nuclear son las primarias bucles de refrigeracin y bombas, MDCH circular el refrigerante a travs del reactor y res, que utilizan el refrigerante n-calentado para que soy el o reactor en la figura 16.25 es un reactor de agua prnsnirited fueron inicialmente disear nd en los Estados Unidos, y 70 ritmo se han modificado en Francia y Alemania a la EPR, donde el estands para Europea y PR significa que utiliza agua preiauriaed en el bucle mary pri para mantener el agua hierva El diseo ha mejorado medidas ty de radioattnity y, en el medio el tiempo y ama de un contrato de arrendamiento mami e re de radusactivity La primera reseter EPR (l 600 MW) se inici en Finlandin 2005 Programado para comenzar a operar en el 2009, ahora se ha retrasado hasta al 2012 El retraso, accampanind por el costo Laree runt rer relacionada con orgonlautional y conutnution proliems correo, aire y soldadura) tienen repeticin tal de que havi sidopor dcadas y aade caractersticas de seguridad mejoradas. Otros EPR, incluyendo algunos en los Estados Unidos, se estn planeando para, como la industria de energa global contina desarrollndose y creciendo. Riesgos asociados con la energa de fisin reactores nucleares y los posibles efectos adversos asociados a ella han sido temas de debate vigoroso. El debate es saludable porque debemos continuar para examinar las consecuencias de muy cuidados generacin de energa nuclearLa fisin nuclear utiliza y produce istopos radiactivos. Diversas cantidades de radiacin se liberan en el medio ambiente en cada paso de la minera ciclo nuclear y procesamiento de uranio, la fisin controlada en reactores, reprocesamiento de combustible nuclear, y disposicin final de los desechos radiactivos peligros graves asociados con el transporte y la eliminacin de los materiales nucleares, as como con el suministro de otras naciones con reactores. Adems, como el plutonio producido por los reactores nucleares se puede utilizar para fabricar armas nucleares, la actividad terrorista y la posibilidad de acciones ERCDR por los gobiernos aadir un riesgo de que t en ninguna otra forma de produccin de energa. Una cadena de reaccin incontrolada-a nuclear se producen en un reactor nuclear sea hacer que el material fisionable no se utiliza en la forma trado con necesario para una explosin. Sin embargo, las reacciones qumicas no deseadas en un reactor puede pro duce explosiones que liberan sustancias radiactivas en el medio ambiente. Aunque la probabilidad de un accidente trous dis se estima que es muy amarlo en los pliegues con cada reactor puesto en funcionamiento ya se han producido accidentes graves, incluyendo Milla Isla Tres cerca de Harrisburg, l'enneylvania, en NP7 y el accidente desastroso de Chernobyl en la mer Unin Sovitica, ahora en UcraniaThree Mile Island. Uno de los eventos ms importantes en la historia de Estados Unidos. la energa nuclear se produjo el 28 de marzo de 1979, en la central nuclear de Three Mile Island, cerca de Harrisburg, Pensilvania. El mal funcionamiento de una vlvula y los errores humanos en la planta nuclear clara result en una fusin parcial del ncleo, con el lanzamiento de los radioistopos en el medio ambiente. Aunque intensa radiacin se libera en el in- terior de la estructura de contencin, que funcionaba como diseado, y slo una pequea cantidad de radiaciones se libera en el medio ambiente. El incidente de Three Mile Island claramente demostr que existen posibles problemas con la energa nuclear clara. Histricamente, la energa nuclear ha sido relativamente seguro, y el estado de Pennsylvania fue preparado por el accidente. Uno de los graves impactos del incidente era el miedo, pero, sorprendentemente, ningn miembro del personal del Departamento de Salud se le permiti sentarse en sesiones informativas. Debido a que los de largo plazo efectos crnicos de la exposicin a bajos niveles de radiacin no se conocen bien, los efectos de la exposicin de Three Mile Island, aunque aparentemente pequea, no son fciles de estimar, adems el accidente de Three Mile Island ilustra nuestra sociedad tiene que mejorar la forma en que maneja las crisis derivadas de la emisin de contaminantes creados por nuestras modernas tecnologas 32 Chernobyl. La falta de preparacin fue dramticamente ilustrada por los acontecimientos que se iniciaron en el ing morn- del lunes, 28 de abril de 1986. Los trabajadores en una instalacin nuclear en Suecia, frenticamente en busca de la fuente de los niveles elevados de radiacin cerca de su planta de energa, concluy que que no era su instalacin que se fuga de radiacin, pero que la radiactividad era procedente de la Unin Sovitica, a travs de los vientos predominantes. Confrontado, los soviticos admitieron que haba habido un accidente en la central nuclear de Chernobyl el 26 de abril Este fue el primer aviso de que se haba producido el accidente peor del mundo en la historia del poder.Se cree que el sistema que las aguas ing para el reactor de Chernobyl fracasado como re- de error humano. Esto caus que la temperatura del sultado el ncleo del reactor se eleve a ms de 3000 C (alrededor de 5400 F, fundiendo el combustible de uranio. Explosions vol la parte superior del edificio sobre el reactor y el grafito que rodea las barras de combustible encendido. Los incendios producen una nube de partculas radiactivas que se elevaban hacia la atmsfera Hubo 237 casos confrmed de enfermedad por radiacin aguda, y 31 personas murieron de enfermedad por radiacin, en los das siguientes al cidente ac, sobre 3 sobre las personas en el hemisferio norte recibido cantidades variables de rom la radiacin de Chernbil . Con la excepcin de la zona (19 millas) que rodea Chernbil, la exposicin humana era relativamente pequeo en Europa, donde el ex exposi- fue ms alta, que era menos de la cantidad de radiacin natural recibidos en el transcurso de 1 ao. Aproximadamente 115.000 personas en que 30 km (19 millas) de zona fueron evacuados, y un mximo de 24.000 personas se estimaron haber recibido una dosis media de radiacin de varios cientos de veces mayor que la exposicin anual natural de este grupo de personas est siendo estudiado cuidadosamente. Los estudios han encontrado que el nmero anual de casos de cncer de tiroides infantil ha aumentado de manera constante en los tres pases de Bielorrusia Ucrania y la Federacin Rusa (los ms af infectadas por Chernobyl) iince el accidente. En 1994, hubo 132 nuevos casos de cncer de tiroides, y dado que el total de accidentes 6SA cncer de tiroides ca es, se han diagnosticado en los nios y los casos de cncer adolescenti se cree que est vinculado a la aunque otros factores, incluyendo emiron contaminacin mental, tambin pueden desempear un papel Se prev que un pequeo porcentaje de 1 milln de nios expuestos a la radiacin con el tiempo se contraer tiroides fuera del riesgo de 30 km (19 m) de zona arrugada de contraer cncer es pequeo Sin embargo, una estimacin es que, en los prximos 50 aos, Cher nobyl habr sido responsable de aproximadamente 16.000 muertes en todo el mundo ding Chernobyl, radiactivo En los materiales de la zona surroun continuar contaminando los suelos, la vegetacin, las aguas superficiales y subterrneas, la presentacin de un haaard a plantas y animales de la zona de evacuacin pueden inhabitable durante mucho tiempo a menos que una forma encontrada para eliminar la radiactividad del costo total del accidente de Chernobyl varan ampliamente, pero probablemente superarn 5200000000000 Aunque los soviticos fueron acusados de no prestar suficiente atencin a la seguridad de los reactores anticuados equipos, la gente sigue preguntando si tal accidente podra suceder de nuevo en otro lugar ser motivo hay varios cientos de reactores que producen el poder en el mundo de hoy, la respuesta que s. El accidente de Chernbil sigue una historia de cerca de 10 accidentes que liberaron partculas radiactivas entre 1967 y 2001 tanto Althou Chernoby el accidente nuclear ms grave hasta la fecha. tainly no fue el primero, y no es probable que sea lait. Como resultado del accidente de Chernobyl. analistas en el poder nudear es ahora un verdadero cia vida en lugar de una simulacin por ordenadorChernbil fue finalmente cerr en diciembre es de 2000, cuando ningn reactor. 3 se apag, 14 aos despus del accidente en el reactor no 4. Reactor no. 2 se cerr en 1991 despus de un incendio, y no. 1, dejando en 1996. El cierre se produjo como resultado de la presin internacional, con Occidente acordando pagar por el trabajo de limpieza y para la construccin de dos nuevas centrales nucleares en otros sitios en Ucrania. La zona que rodea el accidente puede no ser seguro para los centenares de aos. La ciudad de Prypyat, a 5 km (3 m) de Chernbil, es una ciudad fantasma En el momento del accidente, la poblacin de Prypyat era 48,000 Hoy, la ciudad es abandonada, con bloques de edificios de apartamentos vacantes y vehculos oxidados Las carreteras son grietas, y los rboles y otra vegetacin estn transformando el suelo urbano una vez de vuelta a los campos verdes, Prypyat fue evacuado dentro de 2 das del accidente. Esto fue slo 3 das antes MayDay que fue la celebracin del poder sovitico. Hoy en da, los casoscncer de tiroides siguen aumentando El impacto final accidente nuclear ms grave del mundo ha desarrollarse por completo 35 Hasta el momento, el nmero de muertes ha sido menor de lo esperado, pero la contaminacin es ms extendida de lo que espera que el futuro de la energa de la energa de fisin nuclear produce alrededor del 20 por ciento de la electricidad en los Estados Unidos hoy en da. Sobre 104 reactores estn ahora en operacin, ms del 80 por ciento de los cuales se encuentran en el este de Estados Unidos. Los estados con el mayor porcentaje de la electricidad producida a partir de plantas de energa nuclear son de Vermont por ciento). Carolina del Sur, Nueva Jersey y Connecticut (49 Muchos ms reactores son necesarias para realizar la contribucin potencial de la energa del uranio 36 Los Estados Unidos han sugerido recientemente, como na poltica cional, que la energa nuclear debe ampliado el futuro. Ms estadounidenses estn de acuerdo con esta sugerencia que en aos anteriores , sin embargo, sigue habiendo oposicin significativa a la fisin nuclear idea puede, de hecho, uno de los problemas de una energa Su uso se est seria- mente evaluada para futuro aumento, ya que es una alternativa a los combustibles fsiles que no libera dixido de coche en.. el ambiente (y, por lo tanto, no contribuye al calentamiento global) y no libera contaminantes que causan la lluvia cida. Sin embargo, con el uso de la energa nuclear viene la responsabilidad de asegurar que se va a utilizar para la gente, no en contra de ellos, y que las futuras generaciones se Herit un entorno de calidad, libre de preocupaciones acerca de los residuos nucleares peligrosos.Gestin de desechos radiactivos de gestin de residuos radiactivos, la eliminacin segura de los residuos radiactivos, es un problema ambiental importante que enfrenta Estados Unidos y el resto del mundo. Los desechos radiactivos son de productos que deben esperarse cuando la electricidad se produce a partir de reactores nu- claras o armas se produce a partir de plutonio. Los residuos radiactivos se pueden agrupar en tres categoras generales: los residuos de bajo nivel, residuos transurnicos, y los residuos de alto nivel. Low-Level residuos radiactivos. Desechos tivos de bajo nivel radiactivo contienen slo pequeas cantidades de sustancias radiactivas. Desechos de bajo nivel incluyen una amplia variedad artculos, tales como residuos o soluciones de procesamiento qumico; slidos o lquidos de desecho vegetal, lodos y cidos, y los aparatos dbilmente contaminados, herramientas de plstico, vidrio, madera, tela y otros materiales ser- disposicin tanto, los residuos radiactivos de bajo nivel de lquido se solidifica o packag con material capaz de ab sorber al menos dos veces el volumen de lquido presente. La desintegracin radiactiva de los residuos de bajo nivel no genera una gran cantidad de calor, y la regla general es que el material debe ser aislado del entorno cin durante unos 500 aos para asegurar que la radiactividad de nivel no produce un peligro. En los Estados Unidos, la filosofa de los residuos bajo nivel de gestin ha sido "diluir y disp Expe riencia erse sugiere que los residuos radiactivos de bajo nivel puede ser enterrado con seguridad en cuidadosamente controlado y supervisado cerca de zonas de enterramiento de la superficie en la que las condiciones hidrolgicas y geolgicas limitan severamente la migracin de radiactividad estos residuos ha sido enterrado en varios sitios en estados como Washington, Nevada, Nuevo Mexico, Missouri, Illinois, Ohio, Tennessee, Kentucky, Carolina del Sur, y Nueva York