La energía química está almacenada en los enlaces que unen entre sí a los átomos que forman las moléculas de las sustancias. Al romperse estas uniones, se libera energía. Puesto que las fuerzas que mantienen unidos a los átomos entre sí son de índole electromagnética, puede decirse que la energía química es, en realidad, una energía electromagnética.
viernes, 25 de noviembre de 2011
jueves, 24 de noviembre de 2011
Actividades para los grupos:
Como leiste en nuestro blog anteriormente, es necesario que la educación ambiental sea comprendida desde una temprana edad para prevenir inconvenientes en el futuro de las generaciones.
1) ¿Crees que los Estados deberían procuparse más por el costo que el cuidado del medio ambiente puede producir o por el simple hecho de cuidar el medio ambiente para el futuro de la sociedad?
2) Si tuvieras una empresa relacionada con el medio ambiente, ¿Qué medidas tomarías para no dañarlo?
3) Si fueras el presidente de una Nación con una economía basada en plantas nucleares y ocurriera un accidente similar al de Japón, ¿Qué harías ante esa situación teniendo en cuenta principalmente el medio ambiente de tu país y el de los demas paíces del mundo?
4) ¿Sabés cual es la relación de la energía química con estas centrales nucleares?
lunes, 21 de noviembre de 2011
domingo, 20 de noviembre de 2011
Experiencia de Laboratorio
Observando una reacción química. Materiales: Tubos de ensayo o Recipientes de vidrio, Bomba de hule, Cucharita, Liga de goma.
Reactivos: Ácido acético (CH3COOH) [vinagre], Bicarbonato de sodio (NaHCO3).
Procedimiento:
a) Determine las características del ácido acético y el bicarbonato de sodio (color, olor, estado, etc.)
b) En el recipiente de vidrio deposite 5 ml de ácido acético.
c) En la bomba de hule deposite una cucharadita de bicarbonato de sodio.
d) Coloque la bomba en la “boca” del recipiente que contiene el ácido acético, fíjelo con la liga de goma.
e) Agregue al ácido acético el contenido del globo (bicarbonato de sodio).
Describa lo que ocurre ¿Qué nos indica lo ocurrido?
¿Cuáles son las características del compuesto resultante? (color, olor, estado, etc.)
Toque el recipiente de vidrio... ¿La reacción química es exotérmica o endotérmica? ¿Por qué?
Evolución de la energía química antes de la 1º Revolución Industrial
El uso por el ser humano de fuentes de energía ajenas a su propia capacidad física se inicia con el descubrimiento del fuego. Este hecho, datado en los albores de la humanidad, supuso el primer paso en la larga carrera de los humanos por explotar los recursos energéticos que la naturaleza les ofrecía.
En un primer periodo que se extendió durante varios miles de años, el hombre fue incapaz de dominar por completo el fuego, pues carecía del conocimiento suficiente para poder encenderlo a voluntad. Había de mantenerse encendido permanentemente, conservándolo en recipientes adecuados, que evitasen que el fuego, vital para la supervivencia, se apagara.
Posteriormente el ser humano aprendió a controlarlo definitivamente cuando consiguió encenderlo a su capricho. Fundamentalmente mediante dos sistemas: frotamiento y percusión. El fuego servía para calentarse, cocinar los alimentos y garantizar la seguridad del grupo al iluminar y mantener alejadas a las fieras. Incluso se empleaba como auxiliar en la caza, del mismo modo que se sabe que lo utilizaban los aborígenes australianos en tiempos pasados.
En un periodo posterior, en el Neolítico, los seres humanos descubrieron la forma de domesticar plantas y animales y criarlos para su propio provecho mediante la agricultura y la ganadería. Se aseguraron así una fuente más o menos constante de alimentos.
Además, la necesidad de almacenar excedentes agrícolas estimuló el desarrollo de la alfarería, que dio una nueva utilidad al fuego empleado ahora también en la cocción de la cerámica. Posteriormente el descubrimiento de los metales, llevó aparejado el desarrollo de la metalurgia, la obtención de metal a partir de las menas minerales, que implicó el uso intensivo de altas temperaturas que se obtenían por combustión de la madera o del carbón vegetal en grandes cantidades. Adicionalmente el hombre empleó el fuego para desbrozar grandes extensiones de bosque para su uso agrícola.
Inventos posteriores como la rueda, datada hacia el 3500 A.C. supusieron una mayor ventaja para facilitar el transporte empleando la fuerza animal, al disminuir el rozamiento. Igualmente el invento de la vela permitió explotar la energía del viento en el trasporte marítimo.
Otros adelantos, ya posteriores, como el molino hidráulico o el de viento, para moler el cereal, los minerales o bombear agua se generalizaron en la Edad Media en Europa. Igualmente se empezó a utilizar el carbón, como fuente alternativa a la madera, que empezaba a escasear tras siglos de explotación inmisericorde de los bosques.
De Oriente, China, llegó a finales de la Edad Media el descubrimiento de la pólvora que se empleó con fines militares y que permitía generar un gran poder destructivo a partir de la energía química en ella almacenada.
Durante un largo periodo no se produjeron avances significativos, hasta el final del siglo XVII, momento a partir del cual empieza a notarse el influjo de los descubrimientos científicos y los progresos realizados en el conocimiento de la Física y la Química aplicadas a la Ingeniería. Datan de este periodo los primeros intentos por construir máquinas de vapor. La primera aplicación práctica del vapor fue la bomba ideada por Thomas Savery, que se empleaba para extraer agua de explotaciones mineras. Posteriormente Thomas Newcomen desarrolló un ingenio más perfeccionado, que tenía ya un pistón y un cilindro y funcionaba con una presión menor. Hay que esperar a James Watt quien desarrolló su máquina de vapor entre 1769 y 1782, e introdujo evidentes mejoras que la convirtieron en el motor de la 1ª Revolución Industrial.
Evolución de la energía química luego de la 1º Revolución Industrial
Pronto se desarrollaron aplicaciones de la máquina de vapor para el transporte marítimo. Tras los tanteos iniciales, Robert Fulton fue el primero en explotar con éxito un buque de vapor. Inventos posteriores como la hélice o la turbina de vapor perfeccionaron notablemente el sistema.
Se inventó así el ferrocarril, que mediante rieles permitió desplazarse al tren al aplicar el movimiento rotatorio generado por la máquina de vapor a las ruedas. Pronto se generalizó el sistema, de forma que a mediados del siglo XIX existían ya extensas redes de ferrocarril en Europa y Norteamérica y en menor medida en algunas partes de Sudamérica, Asia y África.
Hasta mediados del siglo XIX todo este desarrollo se sustentaba todavía en el consumo de madera, pero pronto hubo que recurrir a los combustibles fósiles, en primer lugar el carbón y posteriormente el petróleo. En 1859, Edwin Drake perforó el primer pozo petrolífero.
Los avances en la Física y la Química tuvieron su repercusión inmediata en la Ingeniería. Los descubrimientos de las leyes de la Termodinámica permitieron conocer eficazmente el funcionamiento de la máquina de vapor y se aplicaron al desarrollo de los motores térmicos. El estudio de la Electricidad y del Electromagnetismo, con los descubrimientos de figuras destacadas como Coulomb, Ampère, Ohm o Faraday, entre otros, hicieron posible transformar la energía eléctrica en trabajo mecánico. Pronto se produjeron inventos como el motor de corriente continua, el generador eléctrico de corriente continua, el transporte de electricidad a distancia, el alumbrado eléctrico, la lámpara incandescente, el motor eléctrico de corriente alterna, etc. A finales del siglo XIX se empezaron a extender las redes de distribución de energía eléctrica por todo el mundo desarrollado y el uso de la energía eléctrica en las ciudades empezó a convertirse en algo cotidiano.
Con el invento en 1876 del motor de combustión interna, por Nikolaus August Otto, empezó a crecer espectacularmente la demanda de petróleo. Durante el primer tercio del siglo XX fue creciendo su importancia con respecto del carbón, que si a finales de la I Guerra Mundial suponía un consumo seis veces superior al del petróleo, en 1930 era ya sólo del doble para terminar finalmente desbancado por éste al término de la 2ª Guerra Mundial. Entre tanto el consumo de electricidad siguió creciendo a pasos agigantados y para satisfacerlo se desarrollaron centrales hidroeléctricas y térmicas, estas últimas basadas en el consumo de combustibles fósiles para producir electricidad.
Por último durante el primer tercio del siglo XX se desarrollaron los fundamentos de la Energía Nuclear. Otra vez fueron los progresos de la Física, gracias a los trabajos de figuras como Becquerel o el matrimonio Curie entre otros, con sus estudios sobre los materiales radiactivos, los que se tradujeron en nuevos avances que culminaron en la primera fisión artificial del átomo de Uranio en 1938 por Otto Hahn y el desarrollo del primer reactor nuclear en los EE.UU por Enrico Fermi en 1942. Paralelamente se desarrolló la vertiente militar de la Energía Nuclear que culminó en las explosiones de Hiroshima y Nagasaki y tuvo como corolario la Guerra Fría, que ha ocupado la segunda mitad del siglo XX, entre las dos grandes superpotencias, EE.UU y la URSS.En el último tercio del siglo XX, con el aumento de la preocupación por el estado del medio ambiente y el agotamiento de los recursos energéticos fósiles, se han producido grandes avances en la producción de energías renovables, tales como la solar, la eólica o la biomasa.
Los usos de la energía en la actualidad.
Las sociedades industrializadas actuales demandan y utilizan cantidades ingentes de energía destinadas a hacer funcionar las máquinas, transportar mercancías y personas, producir luz, calor o refrigeración. Todo el sistema de vida moderno está basado en la disposición de abundante energía a bajo coste. Su consumo ha ido creciendo continuamente paralelamente a los cambios de los hábitos de vida y las formas de organización social. Existe un abismo entre las demandas energéticas de los individuos de las primeras comunidades primitivas que se dedicaban a la caza y a la recolección y los ciudadanos de las sociedades hipertecnológicas actuales de los países desarrollados.
Por otro lado, es patente la evidente desigualdad existente en el mundo en lo que respecta a la producción y el consumo de recursos energéticos. Este desequilibrio entre países pobres y ricos, entre productores y consumidores, es fuente de continua inestabilidad que se manifiesta en modo creciente en forma de conflictos.
Las fuentes de energía se dividen en dos clases:
· Las fuentes primarias son aquellas que se encuentran de forma espontánea en la naturaleza y o bien se utilizan directamente o bien se emplean para producir electricidad o hidrógeno (fuentes secundarias). Entre las fuentes primarias están los combustibles fósiles, la energía nuclear o las energías renovables.
· Todas las fuentes primarias antes mencionadas junto con la nuclear y el resto de las renovables sirven para generar las fuentes secundarias, que actúan de intermediarias transportando la energía al punto de consumo o sirven para almacenarla. No se encuentran en la naturaleza espontáneamente. En la actualidad podemos considerar dos: la electricidad y el hidrógeno.
El consumo energético se distribuye entre los tres sectores de actividad económica, a los que hay que sumar los hogares:
- Sector primario:
- Agricultura y ganadería.
- Pesca.
- Silvicultura.
- Minería.
- Sector secundario: industria.
- Sector terciario:
- Transportes.
- Servicios, comercio, etc..
- Hogares.
El porcentaje más importante de la energía consumida en los países desarrollados se lo llevan el transporte y la actividad industrial. Se ha experimentado una fuerte subida del consumo atribuido al transporte mientras que ha disminuido el consumo industrial.
Más acerca de la energía química
La energía química es una manifestación más de la energía. En concreto, es uno de los aspectos de la energía interna de un cuerpo y, aunque se encuentra siempre en la materia, sólo se nos muestra cuando se produce una alteración íntima de ésta.
En la actualidad, la energía química es la que mueve los automóviles, los buques y los aviones y, en general, millones de máquinas. Tanto la combustión del carbón, de la leña o del petróleo en las máquinas de vapor como la de los derivados del petróleo en el estrecho y reducido espacio de los cilindros de un motor de explosión, constituyen reacciones químicas.
El carbón y la gasolina gasificada se combinan con el oxígeno del aire, reaccionan con él y se transforman suave y lentamente, en el caso del carbón, o instantánea y rápidamente, en el caso de la gasolina dentro de los cilindros de los motores. Las mezclas gaseosas inflamadas se dilatan considerable y rápidamente y en un instante comunican a los pistones del motor su energía, de traslación, su fuerza viva o de movimiento.
Si se rodeasen el carbón o la leña, la gasolina y el petróleo de una atmósfera de gas inerte, por ejemplo nitrógeno gaseoso, ni los primeros arderían ni los últimos explotarían en los cilindros. El nitrógeno no reacciona con aquellos cuerpos y las mezclas de gasolina y nitrógeno ni arden ni explotan.
Finalmente, hay que mencionar la más reciente y espectacular aplicación de la energía química para lograr lo que durante muchos siglos constituyó su sueño: el viaje de ida y vuelta al espacio exterior y a la Luna, así como la colocación de distintos tipos de satélites artificiales en determinadas órbitas.
En la actualidad, la energía química es la que mueve los automóviles, los buques y los aviones y, en general, millones de máquinas. Tanto la combustión del carbón, de la leña o del petróleo en las máquinas de vapor como la de los derivados del petróleo en el estrecho y reducido espacio de los cilindros de un motor de explosión, constituyen reacciones químicas.
El carbón y la gasolina gasificada se combinan con el oxígeno del aire, reaccionan con él y se transforman suave y lentamente, en el caso del carbón, o instantánea y rápidamente, en el caso de la gasolina dentro de los cilindros de los motores. Las mezclas gaseosas inflamadas se dilatan considerable y rápidamente y en un instante comunican a los pistones del motor su energía, de traslación, su fuerza viva o de movimiento.
Si se rodeasen el carbón o la leña, la gasolina y el petróleo de una atmósfera de gas inerte, por ejemplo nitrógeno gaseoso, ni los primeros arderían ni los últimos explotarían en los cilindros. El nitrógeno no reacciona con aquellos cuerpos y las mezclas de gasolina y nitrógeno ni arden ni explotan.
Finalmente, hay que mencionar la más reciente y espectacular aplicación de la energía química para lograr lo que durante muchos siglos constituyó su sueño: el viaje de ida y vuelta al espacio exterior y a la Luna, así como la colocación de distintos tipos de satélites artificiales en determinadas órbitas.
Catorce muertos en la explosión de una planta química en China
Pekín, 20 nov de 2011 (EFE).- Catorce personas murieron y otras cinco resultaron heridas en la explosión de una planta química en la provincia china de Shandong, informó hoy la agencia oficial Xinhua.
El accidente ocurrió a las 14:00 horas de ayer, sábado (6:00 GMT) en una fábrica de melamina de la empresa Liaherd Chemical Industry, en la ciudad de Xintai.
Trabajadores de la planta llevaban a cabo labores de reparación y mantenimiento de un condensador cuando ocurrió la explosión, que causó la muerte en el acto de cuatro de ellos, mientras que otros 10 fallecieron más tarde, pese a los esfuerzos de los equipos médicos.
Los heridos se encuentran en condición estable, según informaciones del gobierno local, mientras las autoridades llevan a cabo investigaciones sobre las circunstancias alrededor del suceso.
La melamina es un componente químico usado en la fabricación de plásticos, que ha protagonizado en los últimos años varios escándalos de seguridad alimentaria en China, ya que fue añadido ilegalmente a productos lácteos, lo que afectó a cerca de 300.000 niños en el país asiático.EN CHERNOBIL EL MAYOR DESASTRE NUCLEAR DE LA HISTORIA
En Ucrania, a unos 100 kilómetros al norte de Kiev el 26 de abril de 1986 a la 1:23 hs. de (Moscú) el rector numero 4 de la central nuclear de Chernobyl sufre el mayor accidente nuclear conocido en su tipo hasta el presente.
Solo 90 minutos después de haberse decidido reducir paulatinamente la potencia de generación para iniciar un test en el circuito refrigerador del reactor 4 una suma de circunstancias atribuibles a fallas en los sistemas de control, la riesgosa desactivación del sistema de seguridad que supuestamente requeria el test y la ineficaz actuación de los operadores ante la emergencia desatan la catástrofe.
Las consecuencias de la catástrofe afectan a un área con casi 5 millones de habitantes, contaminando el 23% de la superficie de la vecina Bielorusia, partes de Rusia y Ucrania y algunas regiones de Polonia, República Checa y Alemania. Las brigadas especializadas enfrentan la heroica tarea de sofocar los incendios y neutralizar el nucleo del reactor arrojando toneladas de quimicos y arena desde los helicopteros. Al menos 30 de sus integrantes mueren por niveles de exposición letal. Durante los siguientes meses otros liquidadores adicionales en un numero que en total se estima en 600.000 entre militares, tecnicos y voluntarios trabajan en la construccion de un sarcofago de concreto para sellar las fugas y reducir la contaminacion en las adyacencias expuestos a altas radiaciones.
Balance de la catástrofe
La catástrofe inicialmente disimulada en su verdadera magnitud por Rusia trasciende al propagarse la radiación por toda Europa y requrirse explicaciones. La cercana población de Pripiat es la primera en ser evacuada, el radio se extiende pronto hasta 30 kms. a otras localidades que tambien serán definitivamente evacuadas de las cuales 40.000 corresponden a habitantes de ciudad de Chernobil. Evacuaciones sucesivas en areas de peligro decreciente elevaron la suma total de relocalizados a cerca de 350.000 personas. La produccion agricola y ganadera en las zonas alcanzadas por la contaminacion deben ser destruidas y las areas proximas a la zona cero abandonadas definitivamente.
Una década y media mas tarde la evaluación de víctimas totales por parte de organizaciones no gubernamentales debido a contaminación directa o por consecuencias indirectas de la catástrofe ascendía a 20.000 personas muertas o con pronástico fatal debido a las afecciones contraidas debido a la radiación y cerca de 300.000 aquejadas por distintos tipos de cáncer. Estas estimaciones siguen siendo descalificadas años mas tarde por las autoridades gubernamentales alegando falta de estadisticas sanitarias confiables previas a la catastrofe por lo que suponen que la mayoria de estos casos es el resultado de transtornos preexistentes. Recién 20 años después, un informe de las Naciones Unidas da respuestas definitivas. sobre sus alcances.
viernes, 18 de noviembre de 2011
Poesía
Cuando como
mi comida,
energía siempre hay.
En el fuego, en los autos
y en el ambiente está.
En todos lados la podés encontrar,
aunque no la veas,
siempre presente estará.
En las pilas, baterias y mucho más,
por ruptura de moléculas
y reacciones esta aparecerá.
En la materia se encuentra,
Sólo se muestra
si en ella una modificación se produce.
Endergóinicas o exergóncias
sus reacciones serán.
Dependiendo de la forma de su uso
daños en el ambiente causarán.
Con mucho cuidado
se la debe manipular.
En la materia se encuentra,
Sólo se muestra
si en ella una modificación se produce.
Endergóinicas o exergóncias
sus reacciones serán.
Dependiendo de la forma de su uso
daños en el ambiente causarán.
Con mucho cuidado
se la debe manipular.
Es la energía química,
la que tratamos de explicar.
Gestión Ambiental
Se entiende por Gestión ambiental al conjunto de acciones encaminadas a lograr la máxima racionalidad en el proceso de decisión relativo a la conservación, defensa, protección y mejora del Medio Ambiente, basándose en una información coordinada multidisciplinaria y en la participación de los ciudadanos siempre que sea posible. Mediante esta metodología en la toma de decisiones se da una nueva comprensión del hombre sobre la naturaleza, viéndose a sí mismo como responsable por la protección del medio ambiente. Esta nueva visión general debe estar encaminada hacia el desarrollo humano, pero con una calidad ambiental y lograr el equilibrio ecológico.
Los principales principios de la Gestión ambiental son:
- Regulación de la capacidad de absorción del medio a los impactos.
- Previsión y prevención de impactos ambientales.
- Ordenar la planificación territorial.
- Monitoreo de informes, de las condiciones ambientales.
Un aspecto adicional que debe estar contemplado dentro de la Gestión Ambiental, es la educación ambiental, si se cuenta con una concientización desde la edad temprana, se podrá prevenir muchos de los graves problemas ambientales que nos aquejan hoy en día.
Todas estas medidas e instrumentos tienen como único objetivo el Desarrollo sustentable, que se refiere al uso adecuado de los recursos que permita la satisfacción de necesidades básicas presentes de los habitantes, pero sin comprometer los recursos de generaciones futuras.
En este nuevo orden global es la planificación socio-económica de los recursos disponibles, la opción para resolver los problemas que avanzan por las necesidades sociales (desigualdad para alcanzar una calidad de vida por sobre los niveles de pobreza). Pues los problemas ambientales no están acotados a las fronteras de cada país y por esto, es crucial en la determinación del desarrollo o el atraso de una nación.
Por lo tanto, lo más relevante es encontrar INSTRUMENTOS ECONÓMICOS Y DE REGULACIÓN que permitan el uso eficiente y eficaz de los recursos en la producción y explotación; la incorporación de los COSTOS junto a estas medidas, ya que así se cumplirá con una función de PROTECCIÓN ante la indiferencia de aquellos que no tengan la intención de llegar a los niveles de exigencia fijados internacionalmente.
Perspectiva Económica
A partir de la tercera división del trabajo en la
comunidad primitiva, se logra iniciar una evaluación del impacto del hombre sobre su medio ambiente, desde la perspectiva de un desarrollo económico cuya finalidad es la de buscar calidad de vida y satisfacer necesidades. Pero para alcanzar estos objetivos el ser humano causa la destrucción de su ambiente aunque sólo en los tiempos modernos se ha iniciado un rescate oportuno en la salvaguarda de los recursos naturales. Una de las causas por la cual el ambiente se deteriora se debe a la falta de respeto implícita en la cultura de la sociedad, la carencia de ética, o el simple posicionamiento de “no hacer nada”. El cuidado de los recursos naturales no requiere de una actitud pasiva, sino de un trabajo activo e inmediato, por medios que realmente propongan soluciones y no agraven la condición actual. Las mejores propuestas para alcanzar la protección y preservación del medio, es en la concientización de las personas en sus ámbitos de consumo, y de la responsabilidad inherente de las instituciones privadas y públicas a crear incentivos que conduzcan a los consumidores a tomar decisiones en una dirección determinada. Las empresas deben implementar medidas estratégicas que evalúen los efectos sociales, tecnológico – culturales, económicos y ecológicos, que permitan crear una cultura ambiental, y olvidarse de ganancias que se obtengan a expensas del medio ambiente. Así como los grandes corporativos establecen un costo social, deberían comenzar a considerar un costo ambiental, en donde las actividades sean en el medio ambiente. Cualquier estructura económica producirá un impacto ambiental destructivo si los incentivos no están encaminados a evitarlo. El incentivo es una ganancia adicional que influye sobre el comportamiento de las personas. Otros aspectos que influyen en el comportamiento de las personas son los factores psicológicos como la autoestima o la satisfacción de haber realizado una acción positiva. Pero un incentivo económico tiene implicaciones más sobresalientes, ya que éstos representan problemas microeconómicos y macroeconómicos. En el primer caso tiene que ver con el comportamiento de los individuos o microempresas, firmas contaminadoras y firmas reguladoras de impacto ambiental. En el caso macroeconómico se refiere a las reformas estructurales reflejadas en un desarrollo del país visto como un todo. Estos dos aspectos resultan de vital importancia para poder emitir políticas ambientales coherentes con la coyuntura económica. Otro aspecto que ha cobrado importancia en el campo de la economía ambiental es la correlación de los impactos del crecimiento económico en la calidad ambiental, esta problemática tiene infiltraciones serias en el comportamiento de los consumidores y en la planeación económica familiar. Uno de los principales foros donde se evalúan estos temas de manera crítica y objetiva es en la Organización de las Naciones Unidas, tanto por los países desarrollados como por los subdesarrollados dependientes y atrasados.
La calidad de vida y la calidad ambiental
No podemos hablar de un verdadero desarrollo económico si primero no revisamos las políticas en materia ambiental, la sociedad debe estar comprometida a buscar una representación democrática que exponga de manera clara las carencias que comparten y que comúnmente se agravan con el paso del tiempo.
La sociedad no aprueba medidas legislativas que solucionan parcialmente problemas de la realidad, no se puede hablar de calidad de vida, medida por un PBI per cápita, si no hablamos de medidas de impacto ambiental que buscan una
mejor calidad ambiental, se debe entender que ambos objetivos no son rivales, sino complementarios.
Actualmente el papel del economista ha cobrado importancia en la resolución de controversias al aplicar métodos de análisis como el de riesgo, costo-beneficio y el de costo-efectividad.
1. Análisis costo- efectividad: Éste es simplemente un análisis en el cual se observa la manera más económica de lograr un objetivo determinado de calidad ambiental o, expresándolo en términos equivalentes, de lograr el máximo mejoramiento de cierto objetivo ambiental para un gasto determinado de recursos.
2. Análisis costo- beneficio : En este tipo de análisis, como su nombre lo indica, los beneficios de la acción propuesta se calculan y comparan con los costos totales que asumiría la sociedad si se llevara al cabo, dicha acción. Pero es relevante decir que los grupos ambientalistas se inclinan normalmente por los beneficios y los grupos de negocios se concentran usualmente en los costos.
3. Análisis de riesgos: Los dos elementos esenciales en el análisis de riesgos consisten en identificar y cuantificar estos riesgos. La identificación depende, en gran medida, de la información disponible; por ejemplo, el costo real para emprender una determinada actividad. La evaluación depende de una combinación de las matemáticas con la valoración subjetiva del analista.
Economía Ambiental
En los tiempos modernos donde la globalización gana los titulares de los medios de comunicación, parece mostrarnos una aparente falta de interés hacia la conservación del medio ambiente, pero en realidad no es así, una verdadera integración económica debe ir a la par de la implementación de medidas regulatorias que no coarten la actividad económica y que contribuyan a un desarrollo sustentable, además de una gestión ambiental en donde se vea implicada la ciudadanía, no como grupo de presión, sino como personas partícipes al tomar decisiones con consecuencias ambientales.
Es precisamente en este esquema general donde la economía ambiental surge para buscar o por lo menos plantear vías favorables que conlleven a la optimización en la explotación de recursos naturales, cuyas reservas son escasas pero con usos diversos por los cuales hay que optar.La economía ambiental abarca el estudio de los problemas ambientales empleando la visión y las herramientas de la economía. Actualmente, existe un concepto erróneo de Economía, ya que lo primero que se piensa es que su campo de estudio es en su totalidad sobre decisiones de negocios y cómo obtener rendimientos en el modo de producción capitalista. Pero la Economía se enfoca sobre las decisiones que realizan actores económicos sobre el uso de recursos escasos.
Evolución de la energía química
La energía es la fuerza necesaria para la sociedad. De ella dependen, por ejemplo, la iluminación de casas y calles, el calentamiento y refrigeración de casas, el transporte de personas y mercancías, la obtención de alimentos, así como su preparación, el funcionamiento de fábricas, etcétera.
La humanidad ha utilizado desde su existencia reacciones químicas para producir energía. Desde las más rudimentarias, de combustión de madera o carbón, hasta las más sofisticadas, que tienen lugar en los motores de los modernos aviones o naves espaciales.
Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de un desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de energía.
Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de un desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de energía.
Hace poco más de cien años se obtenía energía a partir de la fuerza de animales y del calor obtenido al quemar madera. El ingenio humano desarrolló algunas máquinas capaces de aprovechar la fuerza hidráulica para, por ejemplo, moler cereales o preparar hierro, o la fuerza del viento en los barcos a vela o molinos. Sin embargo, la gran revolución vino con la máquina de vapor, y desde entonces, el desarrollo de la industria y tecnología han cambiado. Actualmente, el desarrollo de un país está ligado a un creciente consumo de energía de combustibles fósiles.
domingo, 13 de noviembre de 2011
viernes, 11 de noviembre de 2011
Energía química en el organismo
Las células requieren energía para llevar a cabo la mayoría de los procesos biológicos. La energía proviene de los alimentos que ingerimos.
El oxígeno presente en el aire que respiramos se combina con los átomos de carbono e hidrógeno presentes en las moléculas de los alimentos liberando energía y formando después de numerosos pasos dióxido de carbono y agua.
La fuente original de alimentos son las plantas verdes. Estas son capaces de utilizar la energía solar, dióxido de carbono del aire y agua para crear moléculas orgánicas complejas formadas mayormente por carbono, hidrógeno y oxígeno y ricas en energía.
Estas moléculas son de tres tipos básicos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Cualquiera de estos grupos puede combinarse con oxígeno y generar la energía necesaria para la vida.
El oxígeno presente en el aire que respiramos se combina con los átomos de carbono e hidrógeno presentes en las moléculas de los alimentos liberando energía y formando después de numerosos pasos dióxido de carbono y agua.
La fuente original de alimentos son las plantas verdes. Estas son capaces de utilizar la energía solar, dióxido de carbono del aire y agua para crear moléculas orgánicas complejas formadas mayormente por carbono, hidrógeno y oxígeno y ricas en energía.
Estas moléculas son de tres tipos básicos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Cualquiera de estos grupos puede combinarse con oxígeno y generar la energía necesaria para la vida.
Los animales no pueden generar carbohidratos, lípidos o proteínas a partir de las simples moléculas de dióxido de carbono, agua y usando la energía solar. En cambio, se alimentan de plantas que ya han hecho este trabajo o de otros animales que ya se han devorado plantas.
Bioquímica de la respiración celular
La conversión de los nutrientes en energía ocurre durante los llamados procesos de catabolismo. La moneda fundamental de energía dentro de las células es una molécula denominada ATP. La estructura de esta molécula es tal que contiene uniones químicas capaces de liberar mucha energía al partirse.
Dos ejemplos fundamentales de catabolismo son:
1. Fermentación.
2. Respiración.
La fermentación es un proceso de generación de energía que no depende de la presencia de oxígeno. Los productos finales del proceso son moléculas orgánicas pequeñas como el etanol. Este es el proceso mediante el cual se generan las bebidas alcohólicas.
La respiración es un proceso que sí requiere de oxígeno y que genera mayores cantidades de energía mediante una oxidación completa liberando dióxido de carbono y agua. La energía proviene en definitiva de los alimentos que comemos. Estos son sometidos a diversos procesos enzimáticos que los convierten en moléculas más pequeñas que forman la base de los mecanismos generadores de energía.
Materiales modernos: cerámicos.
Cuando escuchamos la palabra cerámico, se nos viene a la mente un jarrón o florero. Pero la palabra “cerámico” abarca muchos más objetos útiles en nuestra vida diaria. La palabra cerámico abarca, en realidad, a todo material inorgánico formado por la acción del calor.
Los materiales cerámicos son sólidos, formados principalmente por un metal y un no metal, y la unión entre los átomos se da mediante enlaces iónicos o covalentes. Se forman calentando el compuesto químico y luego dejándolo enfriar. Dependiendo del tipo de enfriamiento que sufra, se pueden tener materiales cristalinos (moléculas ordenadas) o amorfos (moléculas desordenadas).
Los materiales cerámicos amorfos suelen llamarse simplemente “vidrios”. El vidrio es un producto inorgánico fundido (a altas temperaturas, cercanas a 1500°C) que ha sido enfriado hasta un estado sólido, donde se le ha dado una determinada forma. El vidrio común se forma por el calentamiento de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y carbonato de calcio (CaCO3).
Los materiales cerámicos son sólidos, formados principalmente por un metal y un no metal, y la unión entre los átomos se da mediante enlaces iónicos o covalentes. Se forman calentando el compuesto químico y luego dejándolo enfriar. Dependiendo del tipo de enfriamiento que sufra, se pueden tener materiales cristalinos (moléculas ordenadas) o amorfos (moléculas desordenadas).
Los materiales cerámicos amorfos suelen llamarse simplemente “vidrios”. El vidrio es un producto inorgánico fundido (a altas temperaturas, cercanas a 1500°C) que ha sido enfriado hasta un estado sólido, donde se le ha dado una determinada forma. El vidrio común se forma por el calentamiento de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y carbonato de calcio (CaCO3).
Eficiencia de un motor de combustión interna
Las reacciones químicas de combustión de compuestos de carbono con oxígeno para liberar energía son bien conocidas por todos. Ocurren, por ejemplo, al quemar madera o gas en el horno o bien cuando la bencina de un auto proporciona la energía necesaria para su funcionamiento. Estas reacciones son demasiado violentas y poco controladas para que los organismos vivientes las puedan usar dentro de una célula.
Para que un motor funcione, éste requiere de combustible que, al reaccionar, desprende energía. En el caso del motor de combustión interna, la energía del combustible se transforma en potencia y movimiento, de tal forma que la fuerza producida sirve para hacer funcionar un autobús, una hélice y un generador, entre otras cosas.
El motor de cuatro tiempos es el motor de combustión interna más conocido, y su funcionamiento se lleva a cabo en cuatro etapas, las cuales son:
Primer tiempo (admisión): tiene lugar la penetración de una mezcla de combustible y aire a la válvula de admisión, al bajar el pistón.
Segundo tiempo (compresión): el pistón sube y comprime la mezcla al reducir el volumen.
Tercer tiempo (explosión): al encender la bujía, ésta provoca la explosión de la mezcla; en este momento el pistón es empujado y baja.
Cuarto tiempo (expulsión): los gases producidos por la explosión son expulsados a través de la válvula de expulsión; en este momento el pistón baja.
Para que un motor funcione, éste requiere de combustible que, al reaccionar, desprende energía. En el caso del motor de combustión interna, la energía del combustible se transforma en potencia y movimiento, de tal forma que la fuerza producida sirve para hacer funcionar un autobús, una hélice y un generador, entre otras cosas.
El motor de cuatro tiempos es el motor de combustión interna más conocido, y su funcionamiento se lleva a cabo en cuatro etapas, las cuales son:
Primer tiempo (admisión): tiene lugar la penetración de una mezcla de combustible y aire a la válvula de admisión, al bajar el pistón.
Segundo tiempo (compresión): el pistón sube y comprime la mezcla al reducir el volumen.
Tercer tiempo (explosión): al encender la bujía, ésta provoca la explosión de la mezcla; en este momento el pistón es empujado y baja.
Cuarto tiempo (expulsión): los gases producidos por la explosión son expulsados a través de la válvula de expulsión; en este momento el pistón baja.
La combustión
La combustión es una oxidación violenta, la cual, a su vez, desprende energía en forma de calor y luz. Los principales productos de ella son: el CO2, el vapor de agua y la energía.
Ejemplos de este proceso son la combustión del gas de la estufa, de la leña, y del carbón. En todos estos fenómenos se presenta una oxidación y, por lo tanto, también tiene lugar una reducción, ya que cuando se produce la combustión de una de estas sustancias, el oxígeno se reduce ganando electrones y el elemento que se oxida los pierde.
En el organismo de los seres vivos existen procesos de "combustión orgánica", los cuales se denominan así por la similitud que guardan con los productos obtenidos. Sin embargo, no son propiamente combustiones, pues no son, oxidaciones violentas.
Un ejemplo de éstas es la degradación de la glucosa que, durante la respiración celular, produce CO2, H2O y energía, de acuerdo con la siguiente reacción:
Ejemplos de este proceso son la combustión del gas de la estufa, de la leña, y del carbón. En todos estos fenómenos se presenta una oxidación y, por lo tanto, también tiene lugar una reducción, ya que cuando se produce la combustión de una de estas sustancias, el oxígeno se reduce ganando electrones y el elemento que se oxida los pierde.
En el organismo de los seres vivos existen procesos de "combustión orgánica", los cuales se denominan así por la similitud que guardan con los productos obtenidos. Sin embargo, no son propiamente combustiones, pues no son, oxidaciones violentas.
Un ejemplo de éstas es la degradación de la glucosa que, durante la respiración celular, produce CO2, H2O y energía, de acuerdo con la siguiente reacción:
La oxidación del gas butano es una combustión inorgánica, ya que no se efectúa en los seres vivos. Su reacción es la siguiente:
Alimentos
Los alimentos también almacenan energía química y mediante éstos los organismos obtienen la energía necesaria para vivir, es decir, para formar y renovar tejidos, mantener su temperatura, realizar trabajo muscular, etcétera.
Los alimentos contienen nutrientes tales como los carbohidratos, los lípidos (grasas), las proteínas y las vitaminas, a los cuales se les denomina biogenéticos (por ser de origen orgánico); otros nutrimentos de origen inorgánico son el agua y los minerales como el sodio, el fósforo, el azufre, el cloro, el cobalto, el manganeso y el zinc.
Los organismos utilizan los alimentos para obtener de ellos energía y nutrimentos. Estos últimos son descompuestos para ser utilizados en el crecimiento y restauración celular. A este proceso de transformación se le denomina metabolismo.
La energía que se puede metabolizar a partir de los carbohidratos es de 4 kilocalorías por gramo; de los lípidos, de 9 kcal por gramo y, de las proteínas, de 4 kcal por gramo. Se recomienda que en una dieta adecuada se ingieran alimentos que proporcionen aproximadamente 3.000 kcal por día (según la actividad física que se desempeñe), que contengan, de manera balanceada, todos los nutrimentos. Por ejemplo: 75 g de proteínas, 80 g de lípidos y de 400 a 500 g de carbohidratos. Es necesario recordar que los organismos obtienen energía a través de un mecanismo autotrófico o heterotrófico.
El mecanismo autotrófico es propio de las plantas, algas y cianobacterias que, a partir de dióxido de carbono y energía luminosa del Sol, producen oxígeno y glucosa. De esta última se forman moléculas más complejas.
El mecanismo heterotrófico es propio de organismos como los de los animales; éstos ingieren el alimento previamente elaborado (carbohidratos, lípidos, etcétera), sus células lo oxidan mediante la respiración y con ello producen CO2, vapor de agua y otras sustancias de desecho.
Los alimentos contienen nutrientes tales como los carbohidratos, los lípidos (grasas), las proteínas y las vitaminas, a los cuales se les denomina biogenéticos (por ser de origen orgánico); otros nutrimentos de origen inorgánico son el agua y los minerales como el sodio, el fósforo, el azufre, el cloro, el cobalto, el manganeso y el zinc.
Los organismos utilizan los alimentos para obtener de ellos energía y nutrimentos. Estos últimos son descompuestos para ser utilizados en el crecimiento y restauración celular. A este proceso de transformación se le denomina metabolismo.
La energía que se puede metabolizar a partir de los carbohidratos es de 4 kilocalorías por gramo; de los lípidos, de 9 kcal por gramo y, de las proteínas, de 4 kcal por gramo. Se recomienda que en una dieta adecuada se ingieran alimentos que proporcionen aproximadamente 3.000 kcal por día (según la actividad física que se desempeñe), que contengan, de manera balanceada, todos los nutrimentos. Por ejemplo: 75 g de proteínas, 80 g de lípidos y de 400 a 500 g de carbohidratos. Es necesario recordar que los organismos obtienen energía a través de un mecanismo autotrófico o heterotrófico.
El mecanismo autotrófico es propio de las plantas, algas y cianobacterias que, a partir de dióxido de carbono y energía luminosa del Sol, producen oxígeno y glucosa. De esta última se forman moléculas más complejas.
El mecanismo heterotrófico es propio de organismos como los de los animales; éstos ingieren el alimento previamente elaborado (carbohidratos, lípidos, etcétera), sus células lo oxidan mediante la respiración y con ello producen CO2, vapor de agua y otras sustancias de desecho.
Energía
La humanidad ha utilizado desde su existencia reacciones químicas para producir energía. Desde las más rudimentarias, de combustión de madera o carbón, hasta las más sofisticadas, que tienen lugar en los motores de los modernos aviones o naves espaciales.
Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de un desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de energía.
Energía química almacenada
La energía es una propiedad inherente a la materia. La materia posee energía almacenada que se debe, por una parte, a la posición o a la altura de un cuerpo (energía cinética) y, por otra, a la naturaleza o las sustancias de que esté hecho el cuerpo al que se hace referencia, ya que a cada elemento o compuesto le corresponde cierta cantidad de energía química almacenada a la que se le denomina contenido energético.
Cuando se lleva a cabo un fenómeno químico, éste va acompañado por una manifestación de energía, ya sea que haya absorción o desprendimiento de ella, debido a la energía química que almacenan las sustancias.
Lo anterior significa que, cuando la energía química almacenada de los reactivos es mayor que la energía de los productos, hay un excedente de energía que se libera, pues la energía se mantiene constante, es decir, no se crea ni se destruye. Por ejemplo, al reaccionar metano (gas combustible) con el oxígeno (gas comburente), hay desprendimiento de energía como producto, porque el contenido energético del metano y del oxígeno es mayor al que posee el dióxido de carbono y el agua, que son las sustancias que se forman durante la reacción:
Lo anterior significa que, cuando la energía química almacenada de los reactivos es mayor que la energía de los productos, hay un excedente de energía que se libera, pues la energía se mantiene constante, es decir, no se crea ni se destruye. Por ejemplo, al reaccionar metano (gas combustible) con el oxígeno (gas comburente), hay desprendimiento de energía como producto, porque el contenido energético del metano y del oxígeno es mayor al que posee el dióxido de carbono y el agua, que son las sustancias que se forman durante la reacción:
Por lo tanto, si al reaccionar, una o varias sustancias producen otras con mayor contenido energético, habrá absorción de energía por parte de los reactivos, como lo muestra la siguiente reacción de fotosíntesis:
Las sustancias de gran contenido energético se utilizan como combustible, ya que al reaccionar con el oxígeno se genera una gran cantidad de energía en forma de luz y calor.
Principales fuentes de energía
COMBUSTIBLES FÓSILESLos combustibles fósiles son las principales fuentes de energía, la cual se produce mediante combustión. A este gran grupo pertenecen el petróleo, el carbón mineral y el gas natural. Los combustibles fósiles proceden de la descomposición de restos vegetales y otros organismos vivos.
Carbón y sus derivados
Es el primer combustible fósil usado por el hombre. El contenido principal de este sólido es carbono, que va desde un 50% en la turba, hasta un 90% en la hulla. Posee un poder calorífico alto, de aproximadamente 7000 kcal/kg.
Es el primer combustible fósil usado por el hombre. El contenido principal de este sólido es carbono, que va desde un 50% en la turba, hasta un 90% en la hulla. Posee un poder calorífico alto, de aproximadamente 7000 kcal/kg.
Petróleo
Es un combustible natural líquido formado por una mezcla de hidrocarburos. Su poder calorífico es mayor que el del carbón: ronda los 10000 kcal/kg. Procede de la transformación de enromes masas de plancton, por acción de bacterias. El petróleo sin refinar es un líquido viscoso menos denso que el agua. Al estar líquido ofrece ventajas sobre la hulla, con respecto al transporte.
Sin embargo, el petróleo crudo carece de utilidad si no es refinado. Mediante este proceso, se calienta el petróleo crudo y se coloca en torres de fraccionamiento, donde se van recogiendo los distintos compuestos volátiles que se generan a partir del petróleo caliente. Entre esos productos encontramos el GLP (gas licuado de petróleo), gasolina, querosene, aceites, etc.
Sin embargo, el petróleo crudo carece de utilidad si no es refinado. Mediante este proceso, se calienta el petróleo crudo y se coloca en torres de fraccionamiento, donde se van recogiendo los distintos compuestos volátiles que se generan a partir del petróleo caliente. Entre esos productos encontramos el GLP (gas licuado de petróleo), gasolina, querosene, aceites, etc.
Figura: Esquema de una torre de destilación: el petróleo caliente pasa a través de una torre de fraccionamiento, donde, según la volatilidad de cada producto, se obtienen los diversos derivados.
Gas natural
El gas natural está formado principalmente por metano (CH4), aunque puede contener pequeñas cantidades de otros compuestos con más átomos de carbono. Su poder calorífico ronda los 1000 kcal/m3. Dado que contiene poca cantidad de otros compuestos, su combustión es más limpia, formando una menor cantidad de monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno que el carbón y el petróleo.
Se emplea como combustible en centrales térmicas y, más recientemente, como combustible en vehículos.
Se emplea como combustible en centrales térmicas y, más recientemente, como combustible en vehículos.
Fisión nuclear
Este proceso permite obtener energía eléctrica a partir de la energía nuclear. La fisión nuclear consiste en la división de un átomo pesado en otros más ligeros. Esta reacción produce una gran cantidad de energía, la cual se calcula usando la ecuación de Einstein. El calor producido se utiliza para calentar agua y generar vapor, el cual mueve turbinas que generan electricidad. El uranio y el plutonio son los átomos pesados más utilizados en los procesos de fisión nuclear. El proceso se realiza en centrales nucleares donde tiene que controlarse estrictamente el número de procesos de fisión que se realizan.
Fuentes alternativas de energía química:
Las fuentes de energía anteriormente descritas son usadas extensamente en la mayoría de países. Sin embargo, las reservas de combustibles fósiles y de fisión son limitadas y, cuando se terminen, se habrán perdido sin opción de recuperarlas. Además, estos combustibles traen consecuencias ambientales severas.
Por tanto, la búsqueda de otras fuentes de energía duradera, barata y poco contaminantes se hace una necesidad en nuestros tiempos.
BIOMASA
La biomasa es toda sustancia orgánica renovable de origen animal o vegetal. Ejemplo de biomasa es la madera o los restos de comida. Obviamente podemos obtener energía a partir de biomasa mediante combustión, pero no parece la solución más acertada: generaríamos también productos de combustión tóxicos.
Se puede transformar la biomasa en energía mediante la pirolisis. Se trata de una combustión incompleta de la biomasa a altas temperaturas (>400°C) en ausencia de aire. El carbono de la biomasa es transformado, así, en metano, el componente del gas natural. Este producto se conoce como biogás.
Se puede transformar la biomasa en energía mediante la pirolisis. Se trata de una combustión incompleta de la biomasa a altas temperaturas (>400°C) en ausencia de aire. El carbono de la biomasa es transformado, así, en metano, el componente del gas natural. Este producto se conoce como biogás.
Fuente:
Suscribirse a:
Entradas (Atom)