Un nuevo tipo de » gas »
Imagínese este escenario: en algún momento en el futuro, se detiene en la estación de servicio para llenar su tanque. En lugar de la gasolina a la que está acostumbrado, el líquido que se bombea a su tanque solía ser desechos animales. Así es, su automóvil funciona esencialmente con caca de vaca. ¿Cómo es esto posible? El biogás es un biocombustible que se obtiene a partir de desechos animales y se convierte en combustible. Siga leyendo para obtener más información sobre los biocombustibles y cómo se comparan con los combustibles fósiles.
Combustibles fósiles
Los combustibles fósiles se forman a partir de organismos que se descompusieron hace mucho tiempo. Los combustibles fósiles deben extraerse de debajo de la superficie de la Tierra y son un recurso no renovable (una vez que se usan, no se pueden producir más). Algunos tipos comunes incluyen:
Carbón
La densidad energética del carbón es de aproximadamente 31 millones de julios por litro (MJ / L). El carbón tiene un impacto negativo en el medio ambiente de muchas formas. La extracción de carbón produce un polvo que puede provocar enfermedades respiratorias mortales. Cuando se abandonan las minas de carbón, el agua ácida puede fluir fuera de las minas hacia cuerpos de agua cercanos.
La quema de carbón libera toxinas a la atmósfera, lo que reduce la esperanza de vida. Las plantas industriales que queman carbón representan un tercio de todo el dióxido de carbono producido por Estados Unidos. El dióxido de carbono es uno de los principales contribuyentes al cambio climático.
Petróleo crudo
La densidad energética del petróleo crudo es de aproximadamente 29 MJ / L. La extracción de petróleo crudo puede ser perjudicial para el medio ambiente. El petróleo crudo se extrae mediante un proceso llamado fracturación hidráulica (fracking), que implica el uso de agua para extraer petróleo de formaciones rocosas. El fracking utiliza grandes cantidades de agua y productos químicos que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. Esto puede provocar una escasez de agua y afectar los entornos marinos cercanos.
¿Cómo afecta la Termodinámica a los Combustibles?
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La combustión de petróleo crudo contribuye a la contaminación del aire. La quema de petróleo crudo libera dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno al aire; estos contaminantes pueden causar problemas respiratorios graves. La quema de petróleo crudo también libera monóxido de carbono, que es incoloro, inodoro, tóxico y letal. Muchos de nosotros tenemos detectores de monóxido de carbono en nuestros hogares por esta razón.
Gas de Petróleo
La densidad energética del gas de petróleo es de 33 MJ / L. El gas de petróleo se utiliza para alimentar la mayoría de nuestros automóviles y contribuye a la contaminación del aire cuando se quema en los motores de esos automóviles. El abastecimiento y el transporte de gas de petróleo también pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. La extracción de petróleo puede alterar los ecosistemas cercanos y su transporte a través de los océanos ha sido responsable de algunos derrames de petróleo devastadores.
Biocombustibles
Los biocombustibles son combustibles que provienen de seres vivos, incluidos los desechos de los seres vivos. Como recursos renovables, los biocombustibles son una de las respuestas propuestas a la dependencia estadounidense de los combustibles fósiles.
Biogás
El biogás se obtiene capturando el gas del estiércol u otra materia orgánica. La densidad energética del biogás se encuentra entre 11 y 16 MJ / L. Los animales que se crían para alimentarse en graneros abarrotados producen una gran cantidad de estiércol (como puede imaginar). El estiércol se puede recolectar y fermentar para producir biogás, que se puede usar para alimentar automóviles, calentar hogares y más. Esto reduce la contaminación del aire y los gases de efecto invernadero (gases que contribuyen al calentamiento global) además de eliminar los desechos animales del medio ambiente. También se pueden utilizar residuos de vertederos y aguas residuales.
Bioetanol y biodiesel
El bioetanol está hecho de los componentes de azúcar y almidón de las plantas, y el biodiesel está hecho de aceite de colza y aceite vegetal. Un litro de biodiesel contiene alrededor de 33 MJ de energía; bioetanol aproximadamente 19 MJ. El bioetanol y el biodiésel tienen muchos impactos positivos en el medio ambiente. Ambos se pueden utilizar para impulsar automóviles sin tener que realizar cambios importantes en los sistemas mecánicos de los automóviles. Reemplazar los combustibles fósiles con bioetanol y biodiesel puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación del aire.
¿Cómo afecta la quema de combustibles fósiles al ciclo del carbono?
Otros combustibles
Los biocombustibles menos comunes también se están investigando y mejorando a medida que las personas buscan alternativas a los combustibles fósiles. Un quemador de gas de leña, por ejemplo, se puede montar directamente en un tractor. A medida que se queman las astillas de madera, los gases ingresan al motor. La densidad de energía varía según las condiciones. El aceite vegetal de desecho, aceite que ya se ha utilizado para cocinar, también se puede utilizar para alimentar motores diésel si se modifican ligeramente. El aceite usado contiene aproximadamente 33 MJ / L.
Cuestiones éticas que rodean a los biocombustibles
El bioetanol y el biodiésel se elaboran principalmente a partir de maíz. Se requieren muchos recursos para cultivar una cosecha de maíz. Se requieren grandes cantidades de agua y pesticidas para cultivar maíz. El hambre en el mundo es un problema grave. Los opositores tienen un dicho: «La fabricación de biocombustible convierte la comida de los pobres en gas de los ricos». Sin embargo, dado que gran parte del maíz que se cultiva actualmente se destina a alimentar vacas de carne o fabricar comida chatarra, no es necesariamente tan simple.
Las máquinas que se utilizan para cultivar el maíz y las fábricas que lo convierten en bioetanol y biodiesel funcionan con combustibles fósiles. Dado este hecho, muchos afirman que el bioetanol y el biodiésel no son en absoluto amigables con el medio ambiente.
Esto puede hacer que el futuro de los biocombustibles parezca un poco sombrío. Sin embargo, con más investigación y desarrollo, la situación puede mejorar. Las empresas están experimentando con reemplazos de maíz, como el pasto varilla, que no requieren tanta agua o combustible para convertirse en gas. Los biocombustibles podrían ser una parte pequeña pero importante del futuro energético.
Resumen de la lección
Los combustibles fósiles son recursos no renovables que se extraen del subsuelo. Hay diferentes tipos de combustibles fósiles: carbón, gas de petróleo, petróleo crudo y gas de vetas de carbón. La extracción de combustibles fósiles es destructiva y quemarlos contribuye a la contaminación del aire y al cambio climático. Los biocombustibles son recursos renovables que provienen de seres vivos. El biogás está hecho de desechos que provienen de seres vivos. Esto es beneficioso porque elimina grandes cantidades de desechos animales del medio ambiente. El bioetanol y el biodiésel son biocombustibles que se obtienen a partir de plantas. Reemplazar algunos de los combustibles fósiles con los que funcionan nuestros automóviles por biocombustibles puede reducir la contaminación del aire. Sin embargo, es importante considerar las cuestiones éticas que rodean el uso de biocombustibles.
¿Por qué es importante reducir el uso de combustibles fósiles?
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