Evidencia 2 Quimica industrial y sostenibilidad inge PDF

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Nombre : Matrícula :Nombre del curso: Química Industrialy SostenibilidadNombre del profesor :Módulo: Modulo 2 Temas12,13,14,Actividad: Evidencia 2Fecha : 09/12/2021-13/12/Bibliografía :Recuperado de: cursos.tecmilenio/ modulo 1 y 2Las plantas de Energía Mareomotriz más grandes - Mining Press. (n.).M...

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Modulo 2

Nombre:

Matrícula:

Nombre del curso: Química Industrial Nombre del profesor: y Sostenibilidad Módulo:

Modulo

2

Temas

Actividad: Evidencia 2

12,13,14,15 Fecha: 09/12/2021-13/12/2021 Bibliografía: Recuperado de: https://cursos.tecmilenio.mx/ modulo 1 y 2 Las plantas de Energía Mareomotriz más grandes - Mining Press. (n.d.). Miningpress.Com. Retrieved December 13, 2021, from http://miningpress.com/289211/las-plantas-de-energia-mareomotriz-masgrandes Contenidos Digitales Endesa. (2021, December 3). Cómo se genera la energía eléctrica. Endesa.Com. https://www.endesa.com/es/conoce-laenergia/energia-y-mas/como-se-genera-electricidad El cambio climático, una realidad. (n.d.). Barcelona.Cat. Retrieved December 13, 2021, from https://www.barcelona.cat/barcelona-pel-clima/es/el-cambioclimatico-en-barcelona/el-cambio-climatico-una-realidad Global Electricity. (2013, October 17). Central eólica. Wordpress.Com. https://globalelectricity.wordpress.com/2013/10/17/central-eolica/ NORMA Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT-2005, Que establece las características, el procedimiento de identificación, clasifica. (n.d.). Gob.Mx. Retrieved December 13, 2021, from http://www.dof.gob.mx/normasOficiales/1055/SEMARNA/SEMARNA.htm Romero, S. (n.d.). Así funciona una central mareomotriz y genera energía. 1

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1. En equipo, lean con atención el siguiente caso: Imaginen que viven en el estado de Guerrero y se desempeñan como ingenieros industriales asesorando al ayuntamiento de Petacalco en ese estado. En la zona se encuentra una central eléctrica (industria generadora de electricidad), que por cierto es considerada por expertos como la central eléctrica que más emisiones de efecto invernadero lleva al ambiente. Se sabe que el principal contaminante es dióxido de carbono, otros contaminantes son dióxido de azufre y monóxido de carbono, además de metales altamente tóxicos como mercurio, vanadio, cadmio, arsénico y berilio. Las cenizas que genera la planta afectan a la flora de la zona y las emisiones de dióxido de azufre provocan lluvia ácida, lo que perjudica a los ecosistemas acuáticos y terrestres. Por otra parte, los miembros del ayuntamiento les comentan que los empresarios han hecho la petición para tener el permiso de construir una nueva planta en la misma zona. Esto ha llegado al conocimiento de la población cercana, lo que ha causado alarma debido a las repercusiones ambientales; como respuesta a esta situación, el ayuntamiento ha convocado una reunión entre los empresarios de la central eléctrica, los vecinos y los expertos, con la finalidad de analizar la conveniencia de construir la nueva planta. 2. El ayuntamiento les solicita como ingenieros asesores presentar un estudio, en el cual deberán considerar lo siguiente: b. Indica de las siguientes reacciones que están implicadas en el proceso actual para la obtención de energía: o ¿A qué tipo de reacción corresponden? o Balance por el método de redox o Aplicación del método directo y cálculo del ΔH° reacción. Interpreten el resultado. S (s) + O2 (g) → SO2 (g) Tipo de reacción: Síntesis 2

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Redox: S+O2SO2 +0

+0

+4 -2

S+0S+4= Se oxida O2+0O2-2 Se reduce La ecuación se encuentra balanceada ΔHº= ∑ ΔH productos - ∑ ΔH reactivos: ΔHº= -269.9-0=-296.9KJ/mol

C (s) + O2 (g) → CO2 (g) Tipo de reacción: Síntesis Redox: C+O2CO2 +0 +0 +4 -2 C+0C+4 Se oxida O2+0O2-2 Se reduce La ecuación se encuentra balanceada ΔHº= ∑ ΔH productos - ∑ ΔH reactivos: ΔHº=-393.5-0=-393.5KJ/mol

N2 (g) + 2 O2 (g) → NO2 (g) Tipo de reacción: Síntesis Redox: N2+2O2NO2 +0

+0

4-2

N2+0N+4 Se oxida 2O2+0O2-2 Se reduce N2+2O2 2NO2 esta ecuación ya esta balanceada ΔHº= ∑ ΔH productos - ∑ ΔH reactivos: ΔHº=33.2-0=33.2KJ/mol

La siguiente reacción se lleva a cabo durante uno de los procesos a una temperatura es de 850 ºC, además las concentraciones del equilibrio son: [ C ] = 0.653 M, [O2] = 0.5440 M, y [ CO2 ] = 7.75 M. 3

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c. Calculen la constante de equilibrio e interpreten el resultado. Describan su procedimiento detalladamente AC (s) + B O2 (g) → C CO2 (g)

Podemos notar que el resultado es mucho mayor a uno, esto nos da a entender que la ecuación es favorable a la elaboración de los productos pues esta se desplaza a la derecha. 3. Propongan el diseño de un nuevo proceso para la generación de electricidad en la nueva planta, aplicando los principios de la química verde. Primero que nada ¿Cómo se genera la energía en una planta común? La electricidad se crea en centrales capaces de obtener energía eléctrica a partir de materia primas no renovables como el carbón, combustibles fósiles o el gas natural, una vez obtenida la energía y tras ser convertida en electricidad, se transmite por vías elevadas (torres de sustentación) o subterráneas, desde las centrales hasta las subestaciones. Debemos observar cuales son las alternativas que podemos encontrar para generación de electricidad de una forma eco-amigable para el ambiente, en este caso buscare la formación de una planta eólica, pero primero que nada ¿Cuál es la energía eólica? La energía eólica es una energía renovable que utiliza la fuerza del viento para generar energía cinética que es amigable para el ambiente sin perjudicar el ecosistema transformando esa energía cinética en mecánica aprovechándola al máximo.

El proceso de producción se la energía eólica es:

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Para la planificación de la planta debemos tener las precaucione y prevenciones necesarias para que no ocurran accidentes laborales, como equipo de protección, materiales necesarios y planes de prevención contra accidentes pues en esta etapa de construcción pueden ocurrir accidentes así mismo la prevención de residuos innecesarios a la hora de construir la planta pues siempre cuando se empieza a construir una planta deja muchos residuos que pueden terminar afectando el ecosistema, al crear una planta eólica tenemos que encontrar una ubicación geográfica que favorezca a la producción de energía un ejemplo de donde podría construirse una es en Tamaulipas una zona apta para la energía eólica pues en ese estado se encuentra en desarrollo nuevas plantas eólicas, una vez la planta este terminada y los molinos de viento funcionando, debemos buscar hacer métodos sintéticos que nos den la máxima incorporación de energía, minimizando los residuos dejados al final de cada proceso de producción, la energía al ser algo que se genera y distribuye no es como cualquier proceso de producción, gracias a la energía eólica no se generan productos tóxicos contra el ambiente ni las personas manteniendo una función diaria y que no baja la producción. Los aerogeneradores si llegaran a quedarse sin energía tiene el uso de combustibles para la generación de energía, es como un motor secundario que ayuda a generar energía de la forma normal, en lugar de usar combustibles fósiles podemos utilizar algunas sustancias que reduzcan los derivados, así como las auxiliares, es el caos de los biocombustibles que ayudan a que cuando se ponga en marcha el motor este use el combustible biodegradable y no genere polución que afecte el medio ambiente.

Para finalizar debemos generar estrategias que ayuden a la prevención de accidentes, así como monitorear los procesos en tiempo real, la manutención de las maquinas y el control previo a que estas sean utilizadas, los planes de 5

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contingencia por si ocurre algún problema serán útiles para asegurar el bienestar ambiental y el de los empleados. El proceso de producción de la energía eólica es de los mas sencillos pues este se puede colocar en áreas donde tenga un apoyo como la de generar energía en base a biocombustibles, algunas plantas eólicas tienen también de apoyo la energía hidráulica y estas ayudan mucho al medio ambiente siendo desde mi punto de vista las dos energías mas apegadas a los principios de la química verde. Para recapitular los principios que se pueden observar en lo antes dicho son: 1: Prevención. 2: Economía atómica. 3: Generar metodologías que generen productos con toxicidad reducida. 4: Generar productos eficaces, pero no tóxicos. 5: Reducir las sustancias auxiliares. 7: Utilizar materias primas renovables. 9: Uso de catálisis. 10: Generar productos biodegradables. 11: Desarrollar metodologías analíticas para la monitorización en tiempo real. Entonces podemos decir que una forma nueva de generar energía en una planta eólica es (aparte de lo antes dicho) el utilizar biocombustibles que ayuden a la generación de electricidad, aun así cuando se genera una planta eólica si un molino se queda sin energía hay otros funcionando pero eso no evita el que se llegue a utilizar combustibles fósiles, al agregar los biocombustibles ayudamos a que no se genere contaminación atmosférica sin contar que puede generarse una planta hibrida que funcione con las 3 energías, eólica, hidráulica y en base a biocombustibles como el bioetanol.

4. Expliquen (incluye al menos 2 referencias bibliográficas con formato APA) con detalle su diseño en el marco de la sostenibilidad y la realidad del cambio climático: 6

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a. Mejoras o cambios en el proceso actual que incluya nuevas alternativas energéticas para la generación de electricidad. (uso de energía renovable). Tomando como ejemplo el antes dado, las centrales eléctricas convencionales funcionan con combustibles fósiles o carbón haciendo que estas produzcan una contaminación atmosférica, aunque hay algunas plantas que no dejan salir como si nada el vapor pues en las chimeneas se hace un proceso de depuración este no llega a ser muy efectivo pues las emisiones que se generan son altamente toxicas para la atmosfera y para las personas que trabajan en estas plantas. El cambio climático es un hecho, algo que nosotros causamos pues no solo las plantas y fabricas han ocasionado este problema, también la contaminación que hacemos marca demasiado el proceso del cambio climático haciendo que cada vez la necesidad de cambio sea mayor pues este pone en peligro la composición, la capacidad de recuperación y la productividad de los ecosistemas naturales y el desarrollo económico y social, la salud y el bienestar de la ciudadanía. Una propuesta que ayude a generar energía a través de algún método que no afecte a la salud humana como al medio ambiente puede ser algo difícil de obtener pues todos tienen sus pros y contras, lamentablemente aunque hay energías renovables que pueden ser muy efectivas para combatir el cambio climático estas llegan a ser muy caras, aun así en la parte anterior use la propuesta antes dada sobre una planta eléctrica hibrida, así como existen autos híbridos una planta eléctrica hibrida puede ser de gran ayuda pues estaría funcionando con varias formas de generar energía, ya use anteriormente las plantas eólicas que tienen como un sustento la generaciones energía a base del aire y de biocombustibles, para que esto no sea tan repetitivo hablare de otra forma de generar energía en lugares que tienen el mar como sustento principal. Hay que tener claro que el mar es una de las formas de sustento más grandes que hay pues de este la mayoría de la gente que vive en lugares costeros vive del mar, a lo largo de la historia han ocurrido desastre que han contaminado el mar dejando sin trabajo a mucha gente como el terremoto de Japón de 2011 que al dejar la estructura de la planta nuclear Fukushima dañada 7

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esta empezó a contaminar el mar haciendo un peligro la pesca. La energía nuclear, aunque se ve prometedora aun es algo con lo que no deberíamos jugar, aun así, una forma de generar energía aprovechando el mar es con plantas mareomotrices como la que se encuentra en Corea de sur. ¿Qué es la energía mareomotriz? Esta energía se basa en aprovechar el ascenso y descenso del agua del mar, las mareas, producido por la acción gravitatoria del Sol y la Luna. De este modo, se trata de un fenómeno natural previsible, que nos permite prever cuando se podrán transformar, mayormente, estos movimientos del agua para producir electricidad. Al generar una planta de energía mareomotriz esta debe estar literalmente en el mar, debe seguir todos los lineamientos de construcción necesarias para poder estar en funcionamiento, la forma más común con la que se obtiene esta energía es con Generadores de corrientes de marea, es como un campo eólico, pero en el mar. Estos generadores también denominados TSG (Tidal Stream Generator) aprovechan el movimiento del agua para convertir la energía cinética en electricidad. Como lo dije anteriormente estas plantas aprovechan la energía cinética del agua en movimiento de una forma muy similar a lo que hacen las turbinas eólicas. Esta forma de obtención de energía supone un costo más reducido y un menor impacto ecológico comparado con los demás métodos. Al utilizar estas plantas para generar energía lograríamos sacar provecho de una de las mejores fuentes de vida que tenemos, estas plantas no generan residuos al igual que las eólicas en cambio si fueran hibridas aun generarían residuos, al aprovechar el movimiento del mar se generaría energía todo el tiempo y algo bueno es que su construcción es reversible. Hay que tener en cuenta que esta energía mareomotriz es una gran ventaja pues al igual que la energía eólica esta:

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No produce gases tóxicos ni contribuye al efecto invernadero, ni a la lluvia ácida. No origina productos secundarios peligrosos como la radiación ionizante ni residuos radiactivos. Por cada kilovatio hora de electricidad generada se evita la emisión de un kilogramo de dióxido de carbono a la atmósfera

Ahora para concluir la propuesta ya expliqué 2 formas de generar energía sin causar un daño al medio ambiente, así como una forma nueva de combatir los combustibles fósiles y el carbón. Al crear una planta hibrida se podrá explotar el 100% de la capacidad deseada para la producción de la energía ya sea 8

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utilizando energía eólica o energía mareomotriz pues el área y las condiciones de la zona son aptas para ambas formas de construcción de la planta, se me ocurrió esta propuesta al ver el funcionamiento de los autos híbridos (eléctricos y de combustión) pues son autos que ayudan a combatir la contaminación atmosférica y son más rentables a la hora de comprar uno pues son más baratos y funcionales que los eléctricos. Una planta de energía hibrida evitará la contaminación atmosférica y logrará ser más productiva que una planta normal generando un gran cambio en la zona pues no solo podrá satisfacer las necesidades de la población, sino que también estamos evitando dar un golpe mas a la atmosfera evitando contribuir en el efecto invernadero. Los costos de producción serán fáciles de obtener pues tanto la generación de una planta eólica o mareomotriz es una construcción que llega a ser barata pues es más simple hacer una planta de estas que una planta nuclear o solar. Esta planta hibrida dará trabajos, ayudará al ambiente y será una nueva forma de obtener la generación de energía en el país, es un gran paso en la pelea contra la contaminación atmosférica. b. Principios de la química verde que lleva implícitos la propuesta. 1: Prevención: Al utilizar energía mareomotriz evitamos la generación de residuos, a la hora en que se produce energía no se genera ningún residuo que afecte al océano o a la atmosfera. 4: Generar productos eficaces, pero no tóxicos: En esta propuesta de usar energía mareomotriz en lugar de la convencional se eliminan los desechos tóxicos que afectan a la tierra y el efecto invernadero, incluso el uso de esta energía no afecta al oce3ano que es de donde saca su sustento.

6: Disminuir el consumo energético: A la hora de generar una planta mareomotriz se ahorra la generación de energía y de materia prima utilizada pues el movimiento del mar hace que esta se genere en su 100% de capacidad inclusive cuando el mar está tranquilo. 7: Utilizar materias primas renovables: En este caso se cumple pues el mar es una energía prima renovable. 11: Desarrollar metodologías analíticas para la monitorización en tiempo real: generar alguna forma de llevar un control del proceso y de la calidad en la maquinaria utilizada para que esta no llegue a afectar la productividad de la energía, así como verificar no se produzca ningún problema que afecte el mar. 9

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5. Expliquen las medidas de seguridad, salud, manejo de residuos peligrosos y de protección ambiental que consideren necesarias. En este punto deberán apoyarse en las normatividades vigentes para: a. Describir prácticas laborales seguras para los trabajadores dentro de la empresa y en su entorno dentro de la comunidad. Al ser una nueva planta para la generación de energía las normas deben cambiar pues ya no es una central de energía convencional ahora es una planta que utiliza energías primas renovables. Aclaración toda norma dada bajo territorio mexicano se debe cumplir cual sea su implementación si alguna norma no se llega a cumplir se verán sancionados por la ley. -

NOM-017-STPS-2001-EPP: Equipos de protección personal, uso y manejo en los centros de trabajo. Es obligatorio que todo el personal haga uso del equipo de protección personal necesario y es obligación de la empresa proporcionarle al personal cada 6 meses o según sea el desgaste del equipo para que trabajen con mayor seguridad.

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NOM-009-STPS-2011: Establecer los requerimientos mínimos de seguridad para la prevención de riesgos laborales. Es obligatorio marcar los peligros en el are laboral ya sea químico, biológico o por laguna cuestión laboral como cortadas, quemaduras o caídas así mantener una seguridad para sus empleados que se base en protegerlos de cualquier daño.

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NOM-002-STPS-2010: Condiciones de seguridad y protección contra incendios en los centros de trabajo. La planta debe contar con un plan contra incendios o explosiones para a la seguridad de la misma planta a base de monitorea miento de esta misma.

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NOM-156-SEMARNAT-2012: Esta norma trata del establecimiento y operaciones de sistemas de monitoreo de la calidad del aire en la zona donde se localiza la planta para generar esta energía y en la calidad del aire indica el estado de concentración de diferentes contaminantes en la atmosfera. Si por alguna razón se encuentra una contaminación mayo a la establecida esta planta puede ser cerrada.

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NOM-100-STPS-1994: Establece las especificaciones de seguridad que deben cumplir los extintores contra fuegos clases A, B y C con presión 10

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contenida de nitrógeno o gases inertes secos y que usan como agente extinguidor el polvo químico seco, para combatir conatos de incendio en los centros de trabajo. Todas estas normas deben cumplirse para la prevención de accidentes y la seguridad de los empleados para así por si llegara ocurrir alguna catástrofe se eviten perdidas humanas y materiales. b. Uso de tecnología de vanguardia para prevenir la contaminación ambiental y así fomentar la sustentabilidad. Gracias a la búsqueda de nuevas formas de generar electricidad de forma limpia y renovable se pueden utilizar tecnologías que aumenten la eficacia de la formación de energía protegiendo el medio ambiente centrándose en ser sustentables. Con estas tecnologías se pueden buscar formas de utilizar la basura para generar energía, creación de maquinaria que se encargue de la limpia de los mares, etc. Estas se deben emplear en to...