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Universidad Técnica Federo Santa MaríaDepartamento de Ingeniería Química y Ambiental

Industria Química Chilena TOV

Por centenares de años, el gas natural se ha conocido como una sustancia muy útil. En Chinase descubrió hace mucho tiempo que la energía proveniente del gas natural podía ser utilizadapara calentar el agua.

En los inicios de la industria del gas natural, este combustible fue utilizado principalmente paraencender las luces de las calles y ocasionalmente de las casas. Sin embargo, con los adelantosde los actuales canales de distribución y con el avance de la tecnología, el gas natural se estáutilizando de maneras nunca antes pensadas.

Hay muchas aplicaciones diferentes para este combustible, lo que hace difícil proveer unaexhaustiva lista con todos sus posibles usos. Pese a ello, algunos de los usos que se señalan a

continuación, pueden ayudar a mostrar las utilidades que ofrece el gas natural:

Residencial y doméstico

El gas natural es una de las formas más baratas de energía disponibles para el consumidorresidencial. De hecho, el gas natural ha sido históricamente mucho más barato que laelectricidad como fuente de energía.

Según la Asociación Americana del Gas (AGA), por medio del gas natural pueden calentarse 2

bañeras completas de agua por el mismo costo que tendría calentar solamente una tina llenade agua usando electricidad.

El gas natural, además, ofrece variadas aplicaciones, entre las que destacan la entrega de calory la cocción de alimentos.

Cocinar con gas natural puede proporcionar una serie de ventajas, tales como: control de latemperatura, ignición y limpieza fácil de quemadores, además del ahorro de aproximadamentela mitad del costo empleado en cocinar usando energía eléctrica.

Otra práctica aplicación del gas natural es su capacidad de acondicionar el aire, uso que fuedescubierto en la década de los cuarenta.

Gracias a los nuevos adelantos en tecnología y mayor eficacia, el aire acondicionado de gasnatural está experimentando un resurgimiento. Aunque las unidades de aire acondicionado agas natural son inicialmente más costosas en comparación a una unidad eléctrica, las de gasnatural son consideradas más eficientes y requieren de un menor mantenimiento.

El uso residencial moderno de unidades de acondicionadores de aire ocupa cerca del 30 por

ciento menos de energía que hace algunos años y tiene una vida útil prevista de 20 años conun reducido mantenimiento.

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Algunos ejemplos de otras aplicaciones del gas natural incluyen las estufas, las secadoras deropa, los calentadores de piscinas y jacuzzis, las chimeneas, los hornos, los calentadores degaraje y las luces a la intemperie.

Todas estas aplicaciones ofrecen una alternativa segura, eficiente y más económica que laelectricidad y otras fuentes combustibles.

Casi el 70 por ciento de las nuevas viviendas en Estados Unidos utilizan el gas natural para lacalefacción, dado que ya tienen la infraestructura de suministro de gas natural. Las mismascañerías del gas natural que proveen el gas para un horno se pueden utilizar para proveer laenergía para todas las aplicaciones enumeradas anteriormente, siendo la instalación simple yfácil.

Aunque el gas natural tiene muchos usos y puede suplir energía para un vasto número deaplicaciones residenciales, hay algunos requerimientos eléctricos en el hogar que no puedenser satisfechos por el gas natural. Es el caso de un televisor, el mezclador o batidora, elmicroondas, etc. Estos probablemente nunca serán accionados directamente por el gasnatural; requerirán de la electricidad. Sin embargo, el gas natural puede proporcionar laenergía para estas aplicaciones en el hogar alimentando generadores eléctricos que produzcanesa energía, lo que se conoce como "generación distribuida" de electricidad. Se denomina asídebido a que con el gas natural se puede generar la electricidad. Las baterías y los generadoresde gas natural ofrecen al consumidor residencial la capacidad de desconectarse de sudistribuidor local de electricidad y generar la energía suficiente para cubrir sus necesidades.Aunque esta tecnología está aún desarrollándose, es muy factible que se pueda popularizar suuso de manera confiable, eficiente y en un ambiente acorde con las necesidades eléctricasresidenciales.

Industrial

Las aplicaciones industriales comunes de gas natural son muchas: estas incluyen las mismasaplicaciones encontradas en las áreas residenciales y comerciales (calefacción, aireacondicionado y cocina). El gas natural también se utiliza para el tratamiento de desperdicios eincineración, la fusión de metales (particularmente el hierro y acero), para secar y paradeshumedecer, para la producción de cristal, el procesamiento de alimentos y comocombustible de calderas industriales.

También se puede utilizar la energía del gas natural como materia prima para la fabricación deun gran número de químicos y otros productos, como plásticos, anticongelantes y telas. Losgases tales como el butano, etano, y propano que se pueden extraer del gas natural, se utilizancomo base para fertilizantes y productos farmacéuticos.

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El gas natural como materia prima es una pieza fundamental para producir metanol, el cual asu vez tiene muchas aplicaciones industriales. El gas natural se convierte en lo que se conocecomo gas de síntesis, que es una mezcla de óxido de hidrógeno y de carbono formados en unproceso conocido como reforma del vapor. En este proceso, el gas natural es expuesto a un

catalizador que causa la oxidación del gas natural cuando éste entra en contacto con el vapor.Este gas de síntesis, una vez formado, se puede utilizar para producir el metanol (o alcoholmetílico), que se utiliza para producir sustancias tales como el formaldehído, el ácido acético, yMTBE (éter butílico terciario metílico) que se usa como aditivo para una gasolina más limpia. Elmetanol también se puede utilizar como fuente de combustible para las "celdas decombustible".

Además de estas aplicaciones, hay un número de usos industriales específicos e innovadorespara el gas natural.

Los sistemas deshidratantes del gas natural, que se utilizan para deshumedecer, son cada vezmás populares en las siguientes áreas: los plásticos, área farmacéutica, la industria de loscaramelos y en las industrias de reciclaje. Además, los sistemas deshidratantes de gas naturalpara el secado del medioambiente permiten a los usuarios industriales regular másprecisamente la cantidad de humedad en el aire, principalmente para darle una mayorconsistencia y mejor calidad al producto.

Los sistemas de absorción de gas natural también se están utilizando extensivamente en laindustria para calentar y refrescar el agua de una manera eficiente, económica y sana para elmedio ambiente. Estos sistemas industriales de absorción son muy similares a los usados enáreas comerciales.

Unidades de calefacción infrarrojas. Las unidades de calefacción infrarrojas constituyen unaforma innovadora y económica de usar gas natural en la industria. Son particularmenteprácticas en la industria metalúrgica, en la que proveen una forma nueva de aumentar laeficiencia de procesos, en los que hace recubrimiento epóxico de superficies (powder-coatine). Los calentadores infrarrojos que utilizan gas natural calientan más eficiente yrápidamente los materiales usados en este proceso.

El gas natural se combina con un panel de fibras de cerámica que contienen un catalizador deplatino, desencadenando una reacción con oxígeno que aumenta dramáticamente latemperatura, sin siquiera producir llama. Usar el gas natural de este modo ha permitido que laindustria aumente la rapidez de su proceso de fabricación. Además, proporciona unaalternativa más económica a los calentadores eléctricos.

Calentadores de agua de contacto directo. La calefacción de agua de contacto directo serealiza a través de la energía generada por la combustión del gas natural transferidadirectamente de la llama al agua. Estos sistemas son increíblemente eficientes en lacalefacción del agua. Los calentadores de agua industriales normales funcionan en un 60 a 70por ciento en el rango del eficiencia energética.

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Sin embargo, los calentadores de agua de contacto directo pueden alcanzar una eficacia dehasta 99.7 por ciento. Obviamente, esto conduce a enormes ahorros de costos para industriasdonde es esencial el agua caliente.

Calor y Energía combinados en la industria. Los clientes industriales pueden obtener grandesbeneficios de operar sistemas de cogeneración, en alguna de sus dos versiones: - Generaciónde calor y energía eléctrica (o "C P según sus siglas en inglés, la aplicación más común de lacogeneración) y - Generación de calor, frío y energía eléctrica (o "COHP", según sus siglas eninglés), de manera similar a aquellos que se usan en aplicaciones comerciales.

El exceso de vapor y calor producido en los procesos de cogeneración se pueden utilizar parasatisfacer otros usos industriales, incluyendo la calefacción de espacios, la calefacción de aguay el accionar de las calderas industriales. Dado que la industria usa grandes cantidades deenergía y particularmente consume electricidad, el uso de una alternativa de gas natural

puede ahorrarle grandes cantidades de dinero. El sector industrial también valora el que estecombustible alternativo ayude a cumplir con exigentes regulaciones medioambientales,reduciendo sus emisiones contaminantes.

Encendido industrial. Las tecnologías de encendido de gas natural también están ayudando aaumentar la eficiencia de la energía industrial y reduciendo las emisiones atmosféricasdañinas.

Co-encender es el proceso en que se usa el gas natural como un combustible complementarioen la combustión junto a otros combustibles, como carbón, madera, y energía proveniente dela biomasa. Por ejemplo, en la industria tradicional que usa calderas a leña, se quemaríasimplemente madera para generar la energía. Sin embargo, en este tipo de caldera, se pierdeuna cantidad significativa de energía. El gas natural agregado a la mezcla de la combustiónpuede tener un efecto de ahorro energético. Además, emite menos substancias dañinas al aireque un combustible como la madera.

Además, la operación de una caldera, incluyendo una mayor eficacia en el uso de su energía,puede mejorarse complementando otros combustibles con el gas natural. Por ejemplo, encalderas de madera combustible, el agregar gas natural facilita una combustión más rápida y

completa. Este tipo de encendido también puede usarse en la generación de electricidad enuna planta generadora de energía.

El gas natural tiene usos innumerables en la industria y están desarrollándose nuevasaplicaciones todos los días. El gas natural es, así, una fuente limpia y eficiente de energía.

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Comercial

Los usos comerciales del gas natural son muy similares a los usos residenciales. El sectorcomercial incluye el sector público y las empresas privadas, como los edificios de oficinas,escuelas, iglesias, hoteles, restaurantes y los edificios gubernamentales.

Los usos principales del gas natural en este sector incluyen calefacción de espacios, lacalefacción de agua y aire acondicionado. Para los restaurantes y otros establecimientos querequieren cocinar alimentos, el gas natural es una muy buena opción para cumplir con estasnecesidades.

Es un combustible sumamente eficaz y barato para calentar todo tipo de edificios comerciales.

Aunque mayoritariamente se usa para el calentamiento de espacios y de agua en el ámbitocomercial existen otras posibilidades de uso. Las áreas de mayor crecimiento serán las deenfriamiento y la preparación de alimentos.

Hay tres tipos de procesos a gas natural que manejan el enfriamiento de ambientes. El primerode ellos se hace a través de un motor a gas natural, en lugar de un motor eléctrico, que manejaun compresor. Con este sistema, el calor que emana del motor a gas puede ser utilizado paraaplicaciones caloríficas, incrementando la eficiencia de la energía.

El segundo es un dispositivo refrescante que se basa en la absorción que proporciona el airefrío por la evaporación de un refrigerante como agua o amoníaco. Estos dispositivos son losque mejor satisfacen las necesidades de enfriamiento de grandes edificios, como torres deoficinas y centros comerciales.

El tercer tipo de sistema de enfriamiento en el ámbito comercial consiste en un sistemadeshidratante que refresca reduciendo la humedad del aire. Enfriar el aire seco requieremenos energía que enfriar el aire húmedo.

Otra área de potencial crecimiento en el uso comercial del gas natural es la de la industria de

servicios alimenticios o preparación de comida. El gas natural es una opción excelente para losrequerimientos de esta industria, al ser una fuente de energía flexible, que puede suministrar aestos establecimientos aparatos que cocinen los alimentos de muchas maneras diferentes.El gas natural también es una opción barata, eficaz para los establecimientos comerciales depreparación de comida en forma masiva.

Los restaurantes no tradicionales que utilizan artefactos de cocina compactos ymultifuncionales en locales más pequeños, como aquéllos de los centros comerciales yaeropuertos, están extendiendo también el uso comercial del gas natural. En ellos se puedeintegrar un sartén a gas, una plancha, hornos y áreas de almacenamiento calientes y frías, o

sea, múltiples opciones en áreas relativamente pequeñas.

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El gran número de avances tecnológicos ha permitido usar el gas natural para aumentar laeficiencia de la energía dentro del ámbito comercial. Es así como muchos edificios de granconsumo de electricidad tienen generadores propios. Artefactos como motores, turbinas ycélulas de combustible o baterías, obtienen su energía del gas natural para generar

electricidad.

Estas aplicaciones de la generación distribuida de electricidad ofrecen más independencia a losestablecimientos comerciales por la facilidad de control del suministro energético.

Otra innovación tecnológica es la combinación de la energía y poder calorífico y lacombinación de sistemas de enfriamiento y suministro de energía. Estos sistemas integradosse usan en el ámbito comercial para aumentar la eficiencia energética. Éstos integran sistemasque pueden usar energía que normalmente se perdería. Por ejemplo, el calor que emana delos generadores de electricidad a gas natural, puede ser aprovechado para calentar un espacio,

o para calentar agua o para las calderas comerciales.

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