TALLER 1

 PRODUCCION DE ENERGIA APARTIR DE RECURSOS FOSILES (HIDROCARBUROS, EXPLOTACION, PERFORACION, REFINERIA, Y PRODUCCION ELECTRICA)

1. ESTRUCTURAR UN ECOSISTEMA DONDE SU FINALIDAD SEA LA PRODUCCION DE HIDROCARBUROS, CARBON.

 EL CERREJÓN

 El Cerrajón es una región conocida por su riqueza en recursos naturales, conviertiendoce en una formacion geomorfologica que se encuentra en varias reguiones montañosas, pero es mas conocida en America Latina, espesificamente en paises como Colombia y Venezuela. Este Ecosistema crea hidrocarburos como lo son el carbón y el petróleo. La presencia de estos recursos en el Cerrajón se debe a varios factores geológicos:

1. Ubicación geográfica: El Cerrajón se encuentra típicamente en zonas montañosas de los Andes, aunque también puede estar presente en otras cordilleras. En Colombia, por ejemplo, se localiza en la región Andina, mientras que en Venezuela está presente en los Andes venezolanos.

2. Formación geológica: El Cerrajón es el resultado de procesos geológicos que han dado lugar a una elevación o cordillera. Estas formaciones pueden estar compuestas por diferentes tipos de rocas, como sedimentarias, metamórficas o ígneas, dependiendo de la historia geológica de la región.

3. Depósitos sedimentarios: El Cerrajón se caracteriza por su historia geológica, que incluye períodos de sedimentación intensa. Durante millones de años, la región estuvo cubierta por mares poco profundos y lagunas costeras donde se acumularon sedimentos ricos en materia orgánica.

3. Morfología: La morfología del Cerrajón es típicamente montañosa, con crestas afiladas, valles profundos y pendientes escarpadas. Puede estar cubierto de vegetación densa, incluyendo bosques tropicales en las zonas más bajas y vegetación de páramo en las altitudes más altas.

4. Condiciones favorables para la formación de carbón y petróleo: Estos sedimentos orgánicos fueron enterrados bajo capas de sedimentos posteriores, lo que creó condiciones de alta presión y temperatura. Estas condiciones son propicias para la formación de carbón a partir de la materia vegetal acumulada y de petróleo a partir de la materia orgánica marina.

5. Relieve: El relieve del Cerrajón puede variar desde colinas suaves hasta picos rocosos y agudos. En algunos casos, pueden haber mesetas o plataformas intermontanas entre las cumbres más altas.

6. Importancia ambiental y cultural: El Cerrajón no solo tiene importancia desde el punto de vista geológico y geomorfológico, sino también desde una perspectiva ambiental y cultural. Estas regiones suelen ser hábitats importantes para la biodiversidad y también pueden tener valor cultural y tradicional para las comunidades locales.

2. ESQUEMATIZAR Y EXPLICAR LA FORMA DE EXPLOCION, CONDUCCION Y PERFORACION  DE HIDROCARBUROS.

Sismica petrolera:  Es una tecnica utilizada para encontrar los yasimientos de hidrocarburos presentes en el sub suelo u en el mar. Su metodo es el siguente:

     Paso 1: Preparacion de la zona 

                  

                La generacion de datos generalmente requiere de una cantidad de sensores de vibracion  (geofonos) en la superficie de los suelos o en la profundidad marina.

        Paso 2: Adquisicion de datos sismicos

                 Se realiza una detonacion controlada de cargas explocivas, generando ondas sismicas artificiales (en sísmica terrestre) o mediante el uso de aire comprimido u otros métodos (en sísmica marina).

 

          Paso 3:  Interpretación de datos 

 Los datos procesados se utilizan para crear imágenes tridimensionales del subsuelo. Los intérpretes sísmicos, geólogos y geofísicos estudian estas imágenes para identificar estructuras geológicas que puedan indicar la presencia de acumulaciones de petróleo y gas.

Perforacion:

 Proceso que implica la cracion de un pozo para acceder a los yacimientos de petróleo y gas bajo tierra o bajo el lecho marino.

        Paso 1: Planificacion y preparacion

              Antes de comenzar la perforación, se lleva a cabo una extensa planificación que incluye la selección del sitio de perforación en función de los estudios sísmicos y geológicos previos. Se determina la profundidad estimada del yacimiento y se consideran factores ambientales, de seguridad y regulatorios.

     Paso 2: Perforacion inicial

           Se comienza perforando un agujero piloto o pozo exploratorio utilizando una broca giratoria. Durante este proceso, se bombea una mezcla de agua, arcilla y otros aditivos (lodo de perforación) a través de la broca para lubricarla y enfriarla, al tiempo que se estabiliza el pozo.

      Paso 3: Terminar el pozo

      Una vez que se ha alcanzado la profundidad y dirección deseadas, se lleva a cabo la completación del pozo. Esto implica la instalación de equipamiento de producción, como válvulas, tuberías y sistemas de control de presión, que permitirán la extracción segura y eficiente de los hidrocarburos.

conduccion:

Tubería e instalaciones conexas utilizadas para el transporte de petróleo, sus derivados y biobutanol, a grandes distancias.

3. ESQUEMATIZAR Y EXPLICAR UNA REFINERIA DE HIDROCARBUROS, TENIENDO EN CUENTA SUBPRODUCTOS QUE SE GENERAN.

1.Acumulacion de residuos organicos de origen animal:

2. sismica:

Es una tecnica utilizada para encontrar los yasimientos de hidrocarburos presentes en el sub suelo u en el mar.

3. Perforacion: 

 Creacion de un pozo para lograr acceder a los yasimientos de hidrocarburos.

4. oleoductos: 

          

           Tuberias de transporete de los hidrocarburos 

5. Recepción y Almacenamiento de Crudo:

   - El crudo llega a la refinería a través de oleoductos, barcos petroleros o trenes.
   - Se almacena en tanques de almacenamiento antes de su procesamiento.

6. Destilación Atmosférica:

   - El crudo se calienta en una torre de destilación para separar los componentes según sus puntos de ebullición.
   - Los componentes más ligeros, como el gas licuado de petróleo (GLP) y la nafta, se separan en la parte superior de la torre.
   - Los componentes más pesados, como el queroseno y el gasóleo, se separan en la parte inferior.

7. Destilación al Vacío:

   - Los componentes pesados que no se separan completamente en la destilación atmosférica se envían a una torre de destilación al vacío para separarlos a temperaturas más bajas y a presiones reducidas.

8. Procesos de Conversión:
   - Craqueo térmico y catalítico: Se rompen moléculas de hidrocarburos pesados en moléculas más ligeras como gasolina y diesel.
   - Reformado catalítico: Se transforman hidrocarburos de bajo octanaje en hidrocarburos de alto octanaje para gasolina.
   - Alquilación: Se combinan moléculas más pequeñas para formar hidrocarburos de mayor peso molecular.

9. Tratamiento de Productos:

   - Desulfuración: Se elimina el azufre de los productos para cumplir con los estándares de emisiones.
   - Deshidrogenación: Se elimina el hidrógeno de los hidrocarburos para ajustar la composición de los productos.
   - Desaromatización: Se eliminan los compuestos aromáticos no deseados de los productos.

10. Fraccionamiento y Mezcla:

   - Los productos refinados se separan y mezclan en las proporciones adecuadas para obtener los productos finales deseados, como gasolina, diésel, queroseno y combustible para aviones.

11. Subproductos:

   - Coque: Se produce durante el proceso de craqueo y se utiliza en la industria del acero.
   - Azufre: Se separa durante el proceso de desulfuración y se puede vender como subproducto.
   - Gas licuado de petróleo (GLP): Se utiliza como combustible para calefacción y cocina, así como en la industria petroquímica.

~ Sub productos:

- Coque: Es un subproducto sólido de alto contenido de carbono que se utiliza principalmente en la industria del acero como combustible y agente reductor.
  
- Azufre: Se separa del crudo durante el proceso de desulfuración y puede ser vendido como materia prima para la fabricación de productos químicos, fertilizantes y otros productos industriales.
  
- GLicuado de Petróleo (GLP): Es una mezcla de gases licuados, como propano y butano, que se utiliza como combustible en aplicaciones domésticas, comerciales e industriales, así como en la industria petroquímica para la producción de plásticos y otros productos químicos.

Estos subproductos son parte integral de la operación de una refinería y pueden tener valor económico significativo, además de contribuir a la diversificación de la oferta de productos de la industria petrolera.

4. ESQUEMATIZAR Y EXPLICAR LA ENERGIA QUE SE PRODUCE EN LOS RECURSOS FOCILES Y COMO SE GENERA EN ENERGIA ELECTRICA

Los recursos fosiles como el carbon, el petroleo y el gas natural, son fuentes de energia que se forman a partir de la materia organica acumulada desde hace millones de años. estos tipos de recuersos tienen una cantidad de energia quimica acumulada.

La generacion de energia apartir de recursos fosiles tiene varios procesos: 

Extracción:

 Los recursos fósiles se extraen de la tierra a través de la minería (en el caso del carbón) o la perforación (en el caso del petróleo y el gas natural). Esta extracción puede ser tanto en tierra como en aguas costeras o marinas.

Procesamiento:

 Una vez extraídos, los recursos fósiles pueden requerir procesamiento para eliminar impurezas y prepararlos para la combustión. Por ejemplo, el carbón puede triturarse y lavarse para eliminar la suciedad y los contaminantes.

Combustión:

 La forma más común de generar energía eléctrica a partir de recursos fósiles es mediante la combustión. El combustible fósil se quema en hornos o calderas especiales, liberando energía en forma de calor.

Generación de vapor:

 El calor producido por la combustión se utiliza para calentar agua y convertirla en vapor a alta presión.

Turbinas de vapor:

 El vapor generado impulsa turbinas conectadas a generadores eléctricos. Cuando el vapor expande su presión al pasar por las turbinas, estas giran, convirtiendo la energía cinética del vapor en energía mecánica rotativa.

Generación eléctrica: Los generadores eléctricos están conectados a las turbinas y convierten la energía mecánica rotativa en energía eléctrica mediante el principio de inducción electromagnética.

Transformación y distribución:

 La electricidad generada se transforma a voltajes más adecuados para la distribución a través de redes eléctricas. Luego se distribuye a hogares, empresas e industrias a través de cables de transmisión y distribución.

Cabe resaltar que la genracion de electricidad con recursos fosiles tiene impactos ambientales como incluida la emcion de dioxido de carbono (CO2) y otro tipo de contaminantes que contribuyen al cambio climatico. Por ende se buscan formas de generacion de energia mas limpias y sostenibles.

 

5. ESQUEMATIZAR Y EXPLORAR COMO SE GENERA EL CARBONO EN LA NATURALEZA.

Descomposición: Dada la acumulación de materia con componentes orgánicos acumuladas en zonas pantanosas, lagunares y zonas marinas poco profundas,  con el pasar de los años y ciclos dicha materia se empieza descomponer.

Cubiertas: como se expone en el mapa mental dichos lugares son cubiertos y sepultados por otros sedimentos abióticos.

Presión y temperatura: conforme avanza el tiempo la presión de igual manera, y existen cambios de temperatura.

Enriquecimiento de carbono: por las condiciones anteriores, se produce un enriquecimiento de materia, en donde el principal compuesto es el carbono.

Carbonificación: en este momento ya se da la generación de carbón; carbón lignito y carbón antracita.

Carbón lignito: posee un poco poder calorífico, y tiene una tonalidad parda. 

Carbón antracita: es más duro y brillante que el anterior, también posee mayor cantidad de carbono que el lignito

6. MENCIONAR INDICES DE PORCENTAJES DE PRODUCCION DE ENERGIA FOCIL EN COLOMBIA.

El mayor sector que consume energia focil en Colombia es el sector de transporte, teniendo un consumo del 38%

Produccion y consumo de petroleo 

Produccion comerziada de gas MPCD

7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS AMBIENTALES DE CADA UNO DE LOS TRES SISTEMAS DE GENERACION DE ENERGIA PLANTEADOS EN EL TALLER.

Gas natural 

El biogás es un gas que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por las reacciones de biodegradación de materia orgánica, mediante la acción de microorganismos (bacterias metanogénicas, etc.), y otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico). El producto resultante es una mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 40% a un 70% y dióxido de carbono (CO2), conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2) y sulfuro de hidrógeno ( H2S). 

Ventajas: 

• La meta consiste en disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 40% para el futuro, con la ambición de alcanzar una reducción entre el 80% y el 95% para el año 2050. El metano, componente principal de este fluido, posee la capacidad intrínseca de generar menos dióxido de carbono durante su uso. En efecto, el empleo de este hidrocarburo natural conlleva una reducción del 30% en la emisión de otros gases contaminantes asociados al efecto invernadero y, por ende, al calentamiento global.
• Este gas se puede utilizar para producir energía électrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, o para generar calor en hornos, estufas, secadoras, calderas u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptadas para este proceso.
• Mejora la calidad del aire: En el mercado, es muy sencillo conseguir la mejor tarifa gas para ahorrar en la economía del hogar. Sin embargo, los beneficios no se detienen ahí, ya que el gas natural también optimiza la calidad del aire. Esto mejora considerablemente la vida en las grandes ciudades, que tienden a tener más contaminación.

Descentajas: 

La desventaja primordial es que al igual que el resto de los hidrocarburos de uso intensivo como la gasolina o el gasóleo y sus diferentes derivados, es la inexistencia de yacimientos de gas natural en territorio nacional lo que causa una gran dependencia de terceros países.     

• No es una fuente de energía renovable
• Produce gases de efecto invernadero
• En caso de fugas puede producir explosiones 
• Es difícil de almacenar 

Carbon

es uno de los combustibles fósiles más utilizado a pesar de que no es renovable, aportando más del 25% de la generación de energía eléctrica en el mundo, debido a que al ser quemado da como resultado un gran poder calorífico que es aprovechado en diferentes industrias.

Ventajas:

• El carbono es la base de la vida en la Tierra, necesario para formar moléculas complejas como proteínas y ADN. Este elemento también se encuentra en la atmósfera en forma de dióxido de carbono (CO2).
• El carbono ayuda a regular la temperatura de la Tierra, hace posible la vida, es un ingrediente clave en los alimentos que nos sustentan y proporciona una fuente importante de energía para impulsar nuestra economía global
• Es versátil porque no es solamente quemado directamente, sino que también puede ser transformado en forma líquida o gaseosa.
• Es abundante en todo el mundo 

Desventajas:

 

• La atmósfera recibe carbono cuando se queman combustibles fósiles para generar energía. Cada año se liberan 5.500 millones de toneladas por la quema de combustibles y 3.300 millones permanecen en la atmósfera. El carbono restante es absorbido 
• En la atmósfera, el CO2 hace parte de los gases de efecto invernadero que atrapan el calor, sin ellos, la Tierra sería un mundo helado. Pero, desde hace 150 años, los humanos han liberado tanto CO2 que la temperatura global aumentó más de 1ºC
• Su cantidad es limitada y su agotamiento puede darse en cualquier momento, aunque haya grandes reservas en el mundo. Así como de otros combustibles fósiles, el carbón mineral es una fuente de energía no renovable. 
• Su explotación destruye hábitats.La minería destroza la naturaleza y a los humanos y el carbón se encuentra típicamente bajo tierra, al explotarlo se destruyen muchos hábitats naturales y se disminuyen los refugios de la vida silvestre en el futuro, mientras que los ruidos fuertes de la maquinaria ahuyentan a los animales.
• Afecta la salud. Los mineros que pasan horas explotando carbón, aunque cuenten con equipos de protección, pueden desarrollar la llamada “enfermedad del pulmón negro”, que ocurre cuando se inhala polvo de carbón a largo plazo, y causa síntomas de por vida y puede terminar siendo fatal.

Hidrocarburos 

Los Hidrocarburos son un grupo de compuestos orgánicos que contienen principalmente carbono e hidrógeno.

Ventajas:

• Fuente de energía accesible de forma continuada.
• Las gasolinas y gasóleos son accesibles por doquier para el transporte.
• Muchos de los productos de nuestro entorno provienen del petróleo (plásticos, cables, polímeros, fertilizantes, tejidos, zapatillas, etc.).
• Existencia de gran cantidad de reservas, por lo que es una energía abundante.

Desventajas:

• Reservas. La gran cantidad de reservas existentes son mucho mayores que la capacidad del planeta para absorber las emisiones.
• Emisión de gases contaminantes a la atmósfera.
• Precios cambiantes. La inestabilidad es grande y eso produce desequilibrios en la economía y en la sociedad.
• Los hidrocarburos aromáticos (tolueno, naftaleno, benzopireno, fenantreno) son los más tóxicos: tienden a acumularse en las grasas y por ello son difícilmente eliminables por el organismo.

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