La contaminación es
máxima en el caso de las centrales termoeléctricas convencionales que utilizan
como combustible carbón.
La gran variedad de diseños de
unidades de generación termoeléctrica está asociada principalmente a los
combustibles utilizados, los que comprenden una gran gama de recursos
energéticos primarios no
renovables y renovables. Los combustibles fósiles,
provenientes del petróleo, carbón mineral, gas natural; así como los nucleares,
uranio y plutonio, son clasificados como
fuente primaria no renovable debido al
enorme tiempo necesario para su
reposición por la
naturaleza. Una fuente renovable
importante es la biomasa que puede ser originada por plantaciones
especialmente dirigidas a ese objetivo.
Biomasa
Se comenzó a utilizar, como fuente de
energía, a la biomasa en forma de leña y carbón de leña cuya principal
aplicación era la cocción de alimentos y la calefacción. Una vez cortada y secada, la madera se utiliza para
Alimentar el fuego se denomina leña y
es una de las formas más simples de biomasa.
Poder
calórico: Su poder calórico está relacionado directamente con su contenido de
humedad. Un elevado porcentaje de humedad reduce la eficiencia de la combustión
debido a que una gran parte del calor liberado se usa para evaporar el agua y
no se aprovecha en la reducción química del material.
Composición
química y física: Las características químicas y físicas de la biomasa
determinan el tipo de combustible o subproducto energético que se puede
generar;
Contenido
de humedad (H.R.): El contenido de humedad de la biomasa es la relación de
la masa de agua contenida por kilogramo de materia seca. Para la mayoría de los
procesos de conversión energética es imprescindible que la biomasa tenga un
contenido de humedad inferior al 30%. Muchas veces, los residuos salen del
proceso productivo con un contenido de humedad muy superior, que obliga a
implementar operaciones de acondicionamiento, antes de ingresar al proceso de
conversión de energía.
Densidad
aparente: Combustibles con alta densidad aparente favorecen la relación de
energía por unidad de volumen, requiriéndose menores tamaños de los equipos y
aumentando los períodos entre cargas. Por otro lado, materiales con baja
densidad aparente necesitan mayor volumen de almacenamiento y transporte y,
algunas veces, presentan problemas para fluir por gravedad, lo cual complica el
proceso de combustión, y eleva los costos del proceso.
Los
combustibles fósiles
Productos que por sus características
químicas se emplean como combustibles.
Petróleo
Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también
suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxígeno; el contenido de
azufre varía entre un 0,1% y un 5%.
El petróleo contiene elementos gaseosos, líquidos y sólidos. La
consistencia del petróleo varía desde un líquido tan poco viscoso como la
gasolina hasta un líquido tan espeso que apenas fluye. Por lo general hay
pequeñas cantidades de compuestos gaseosos disueltos en el líquido; cuando las
cantidades de estos compuestos son mayores, el yacimiento de petróleo está
asociado con un depósito de gas natural.
Existen tres grandes categorías de petróleos crudos (denominados a veces
simplemente 'crudos'): los de tipo paranínfico, los de tipo asfáltico y los de
base mixta. Los petróleos parafínicos están compuestos por moléculas en las que
el número de átomos de hidrógeno es siempre superior en dos unidades al doble
del número de átomos de carbono. Las moléculas características de los petróleos
asfálticos son los naftenos, que contienen exactamente el doble de átomos de
hidrógeno que de carbono. Los petróleos de base mixta contienen hidrocarburos
de ambos tipos.
Otra clasificación se establece en función de su
densidad, distinguiendo entre ligeros, medios y pesados. Dado que la densidad
está en relación directa con la composición, podemos afirmar que en los ligeros
dominan las parafinas mientras que, cuanto más pesado son, mayor proporción de
componentes asfálticos tienen, con una presencia importante de átomos de
oxígeno y azufre.
Carbón mineral
Es un mineral combustible sólido, de color negro o marrón oscuro,
compuesto principalmente por pequeñas cantidades de hidrógeno y oxígeno,
nitrógeno, azufre y otros elementos. Surge por la degradación de los restos de
organismos vegetales debido a la acción del calor, presión y otros fenómenos
físico – químicos.
Carbón Mineral
Es un mineral combustible sólido, de color negro
o marrón oscuro, compuesto principalmente por pequeñas cantidades de hidrógeno
y oxígeno, nitrógeno, azufre y otros elementos. Surge por la degradación de los
restos de organismos vegetales debido a la acción del calor, presión y otros
fenómenos físico – químicos.
El carbón mineral no es un mineral uniforme y se
distinguen por rangos según su grado de metamorfosis, en series que van desde
lignitos a antracitas, las cuales poseen diferencias considerables en su
contenido de volátiles, carbono fijo y poder calorífico.
- Antracita y carbón Bituminoso
Este carbón es aquel que ha completado una etapa
avanzada o media de carbonización con un poder calorífico menor (PCI) de 5100 –
8500 Kcal/kg. En una base libre de cenizas y húmeda.
- Lignito
Este carbón está en una etapa menos avanzada de
carbonización y contiene un PCI de 4125 Kcal/kg, en una base libre de cenizas y
humedad.
- Turba
Es un precursor del carbón mineral y surge por
la descomposición química y bacteria de material vegetal muerto. Debido a la
acción del calor, presión y otros fenómenos, la turba se transforma en las
diferentes clases de carbón mineral.
Gas natural
-es un combustible fósil.
-es incoloro e inodoro.
-es menos contaminante a comparación del gas licuado.
-es limpio.
-es beneficioso, tanto para la industria como para el uso doméstico, ya que
desempeña papeles importantes como un combustible energético.
-su componente fundamental es el metano (c4).
-es un gas liviano, más ligero que el aire.
-su poder calorífico es el doble del gas manufacturado.
-es un gas seco.
Una de las características de la producción del denominado gas de Camisea es la
extracción del gas natural que mejora la calidad del aire local debido a su
menor emisión de gases tóxicos y nocivos tales como: el dióxido de carbono,
dióxido de sulfuro y óxido nítrico.
Es de vital importancia distinguir dos conceptos diametralmente opuestos, el
gas natural y el biogás. Las características principales de ambos es procurar
minimizar la combustión contaminante por una combustión más limpia.
El gas natural es el combustible que menos contamina el ambiente, debido a que
en su combustión no se generan gases tóxicos, cenizas ni residuos.
Combustibles
nucleares
Uranio
El uranio
es un metal muy denso, fuertemente electropositivo y reactivo, dúctil y
maleable, pero mal conductor de la electricidad. Muchas aleaciones de uranio
son de gran interés en la tecnología nuclear, ya que el metal puro es
químicamente activo y aniso trópico y tiene propiedades mecánicas deficientes.
Sin embargo, las varillas cilíndricas de uranio puro recubiertas con silicio y
conservadas en tubos de aluminio (lingotes), se emplean en los reactores
nucleares. Las aleaciones de uranio son útiles en la dilución de uranio
enriquecido para reactores y en el suministro de combustibles líquidos. El
uranio agotado del isótopo fisionable 235U se ha empleado en el
blindaje de los contenedores para almacenamiento y transporte de materiales
radiactivos.
El uranio
reacciona con casi todos los elementos no metálicos y sus compuestos binarios.
Se disuelve en los ácidos clorhídrico y nítrico, pero muy lentamente con los
ácidos no oxidantes: sulfúrico, fosfórico o fluorhídrico. El uranio metálico es
inerte en relación con los álcalis, pero la adición de peróxido provoca la
formación de peruranatos solubles en agua.
Plutonio
CARACTERÍSTICAS GENERALES
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Nombre: Plutonio
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Símbolo: Pu
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Número atómico: 94
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Masa atómica (uma): (244,06)
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Período: 7
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Grupo: Actínidos
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Bloque: f (no representativo)
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Valencias: +2, +3, +4,
+5, +6
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