Evidencia 2 Quimicia Industrial y sostenibilidad PDF

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Propuesta para la generación de electricidad de una central eléctrica aplicando los principios de la química verde, así como medidas de seguridad y protección ambiental. Instrucciones para realizar evidencia: 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 Petlacalco 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: a. Indiquen de las siguientes reacciones que están implicadas en el proceso actual para la obtención de energía:  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? Pertenecen a Síntesis

o

Balance por el método de redox N2 (g)+ 2 O2 (g) →2NO2 (g)

o

Aplicación del método directo y cálculo del ΔH° reacción. Interpreten el resultado.

S (s)

+ O2 (g) → SO2 (g) =∆H°296.9

+ O2 (g) → CO2 (g) =∆H°393.5

C (s) N2 (g)

+ 2 O2 (g) → NO2 (g)

=∆H°66.4 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.

C+02→CO2 0+0 →399.5 0+0-(-399.5)

∆H°=399.5 Proceso endotérmico c. Calculen la constante de equilibrio e interpreten el resultado. Describan su procedimiento detalladamente C (s)

+ O2 (g) → CO2 (g)

K=(CO2)/(C)(O2) K=(7.75)/(0.653)(0.5440) K=21.816

3. Propongan el diseño de un nuevo proceso para la generación de electricidad en la nueva planta, aplicando los principios de la química verde. Previamente deberás revisar información sobre el tema, como la que te mostramos en las siguientes ligas:   

http://www.greenpeace.org/mexico/es/Footer/Descargas/reports/Clima-yenergia/petacalco-la-central-carbon-f/ https://www.youtube.com/watch?v=vLFcYUxK2_I https://www.eleconomista.com.mx/politica/Central-carboelectrica-dePetacalco-la-bonanza-hecha-cenizas-20200613-0009.html

El siguiente enlace es externo a la Universidad Tecmilenio, al acceder a éste considera que debes apegarte a sus términos y condiciones.

La energia eolica contribuye al desarrollo sostenible ,energia inagotable, no contaminante, energia se renueva genera riqueza y empleo local

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: a. Mejoras o cambios en el proceso actual que incluya nuevas alternativas energéticas para la generación de electricidad. (uso de energía renovable). b. Principios de la química verde que lleva implícitos la propuesta

La energía eólica es una fuente de energía renovable que se obtiene de la energía cinética del viento que mueve las palas de un aerogenerador el cual a su vez pone en funcionamiento una turbina que la convierte en energía eléctrica La electricidad que se necesita para romper la molécula de agua en hidrogeno y oxigeno se genera en una planta eólica de ahí su origen renovable hidrógeno verde un nuevo vector energético 100%limpio.

La potencia del viento depende principalmente de 3 factores:   

Área por donde pasa el viento (rotor) Densidad del aire. Velocidad del viento.

5. Expliquen las medidas de seguridad, salud, manejo de residuos peligrosos y 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.

b. Uso de tecnología de vanguardia para prevenir la contaminación ambiental y así fomentar la sustentabilidad. c. Implementación de sistemas de aviso y alerta a la población sobre las concentraciones de contaminantes en el aire y el grado de peligrosidad.

6. Describan de qué forma la empresa puede ayudar a la sostenibilidad de los recursos naturales de la zona y la mitigación del cambio climático. En este punto deberán proponer: a. Las normatividades que establezcan especificaciones sobre protección ambiental que deben reunir los combustibles fósiles líquidos y gaseosos. b. Medidas que deberá tomar la empresa para ayudar a mitigar el cambio climático, por ejemplo, definir las técnicas para captura y almacenamiento de gases efecto invernadero. c. Medidas que ayuden a evitar la contaminación térmica en sus aguas residuales.

Los principales mecanismos para reducir las emisiones de gases contaminantes a la atmósfera son dos. Por un lado, reducir el consumo energético, lo cual es muy difícil de conseguir por el continuo incremento del nivel de vida de los países del primer mundo, y por el desarrollo experimentado por grandes países como India, Brasil y sobre todo China, que ha aumentado el consumo energético a nivel mundial. El otro mecanismo es producir la energía con fuentes no contaminantes y renovables, como son la hidráulica, solar térmico y fotovoltaico, eólico, geotérmico, etc. Estas fuentes son inagotables a escala humana, pero su aprovechamiento no se ha impulsado hasta las últimas

décadas. Actualmente existen tecnologías plenamente desarrolladas capaces de producción energética a gran escala como es el caso del a energía eólica La situación de crisis ambiental que atraviesa el planeta hace necesario un cambio en los hábitos y costumbres de la sociedad en general, pues ya son varias las señales que indican que el cambio climático es un hecho. Es conocido por todos que una de las principales causas del cambio climático son las emisiones de CO2 y que muchas de ellas son producidas además de por fuentes difusas (menos controladas), por la generación de electricidad de forma convencional. Es por ello que las Energías Renovables se están abriendo camino en la producción energética y están comenzando poco a poco a sustituirá las fuentes convencionales. Se entiende por Energías Renovables, aquellas que se obtienen de fuentes inagotables, bien por la inmensa cantidad de energía que contiene, bien porque son capaces de regenerarse por medios naturales, siendo además respetuosas con el medio ambiente. Energía Eólica La energía eólica es la forma de energía renovable que se obtiene al explotar la fuerza del viento. En concreto es la capacidad de un sistema para transformar la fuerza que tiene el viento en electricidad. Esta energía se explota a través de un equipo llamado aerogeneradores, compuesto en síntesis por una turbina eólica situada en la parte superior de una torre de soporte y un generador eléctrico, cuyo principio de funcionamiento es el mismo que el de los antiguos molinos de viento.

Beneficios FUENTE INAGOTABLE La energía eólica es una fuente válida de energía renovable. Lanza la producción de electricidad a partir de combustibles fósiles. El viento es una fuente abundante e inagotable disponible en muchos lugares del mundo. OCUPA POCO ESPACIOA diferencia de la energía fotovoltaica, un campo o parque eólico ocupa un área más pequeña o de hecho necesita de menos terreno para poder lograr acumular una energía eólica considerable que transformar en energía eléctrica. Además, es reversible, lo que significa que el área ocupada por el parque puede restaurarse fácilmente para renovar el territorio preexistente.

NO CONTAMINA La energía eólica es una fuente de energía limpia con un bajo impacto ambiental. No produce gases tóxicos y las propias turbinas eólicas pueden enfrentar un ciclo de vida muy largo antes de ser enviadas para su eliminación. BAJO COSTE Los costos de las turbinas eólicas y el mantenimiento de la turbina son relativamente bajos. Un costo por kW producido, en áreas muy ventosas, es bastante bajo . De acuerdo al Inventario Nacional de Energía Renovable (INERE) que publicó la Secretaría de Energía (SENER), la capacidad instalada, es decir, la máxima potencia de las centrales eólicas en México registradas en el 2015 fue de 2621.41 Mega watts (MW), mientras que la generación real que tuvieron fue de 7675.679 Giga watts, lo que significa que éstas no generan al máximo potencial. Según la: LEY PARA EL APROVECHAMIENTO DE ENERGÍAS RENOVABLES Y ELFINANCIAMIENTO DE LA TRANSICIÓN ENERGÉTICA, existen varios estatus para crear plantas eólicas ya que en México sólo se cuenta con nueve estados productores de energía eólica, siendo Oaxaca el principal generador, en el año 2015 registró 7.072.479Gigawatts (GW), que equivale a 92.14% de la producción total del país. En menor medida, los estados de Tamaulipas, Jalisco, Nuevo León, Chiapas, Baja California, San Luis Potosí, Sonora y Quintana Roo también cuentan con centrales eólicas. Las actividades de construcción para los proyectos de energía eólica incluyen el desbroce del terreno para la preparación del emplazamiento y las vías de acceso; la excavación, la voladura y el terraplenado; el transporte de materiales de suministro y combustible; la construcción de las bases, lo que implica excavaciones y colocación de hormigón; la operación de grúas para la descarga e instalación de los equipos; y la recepción de nuevos equipos. Las actividades de desmantelamiento pueden suponer la retirada de la infraestructura del proyecto y la rehabilitación del emplazamiento

Las plantas eólicas suelen situarse en ubicaciones remotas, el transporte de equipos y materiales durante la construcción y desmantelamiento puede plantear desafíos logísticos. La sección sobre construcción y desmantelamiento de las Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad contiene recomendaciones para el manejo de estas cuestiones de acuerdo a la norma: PROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA PROY-NOM-151-SEMARNAT-2006, QUE ESTABLECE LAS ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE DURANTE LA CONSTRUCCION, OPERACION Y ABANDONO DE INSTALACIONES EOLOELECTRICAS EN ZONAS AGRICOLAS, GANADERAS. Los problemas ambientales específicos de la operación de los proyectos e instalaciones dedicados a la generación de energía eólica incluyen:

Impactos visuales Ruido

Mortalidad o daños a las especies y perturbaciones Problemas de luz e iluminación Alteración del hábitat Calidad de agua

Norma Oficial Mexicana NOM-081-SEMARNAT-1994, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 13 de enero de 1995 Obtener autorización el responsable debe obtener la autorización en materia de impacto ambiental por parte de la Secretaría para la construcción, operación y abandono de las instalaciones Eolo eléctricas. Para la obtención de la autorización debe presentar un Informe Preventivo en sustitución de la Manifestación de Impacto Ambiental, en los términos del artículo 31 fracción I de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Medio Ambiente. Se tomará la norma para verificar que en caso de un derrame de aceites, grasas y combustibles, se proceda a restaurar conforme lo indica la NOM-138-SEMARNAT/SS-2003;

Para evitar la erosión por la apertura de caminos de acceso y minimizar su incidencia, se realizarán las obras necesarias para mitigarla y prevenirla. Se respetarán los árboles, arbustos y herbáceas señalados en el proyecto. El suelo vegetal producto de excavaciones deberá ubicarse en las cotas más bajas para ser rápida y fácilmente revegetado con vegetación nativa. La subestación y el cuarto de control de las instalaciones Eolo eléctricas deberán contar con equipo de protección contra incendios para su rápida atención y, en su caso, recuperación de las áreas incendiadas.

Las medidas de prevención y control de los impactos visuales incluyen según la NORMAOFICIAL MEXICANA NOM-025-STPS-2008, CONDICIONES DE ILUMINACION EN LOSCENTROS DE TRABAJO Consultar a la comunidad la ubicación de la central fotovoltaica para incorporar los valores comunitarios en el diseño; Tener en cuenta el carácter del paisaje durante la ubicación de los paneles y la ubicación de centro de carga (pilas); Tener en cuenta los impactos visuales de las turbinas desde todos los ángulos de visión relevantes a la hora de planificar la ubicación;

Minimizar la presencia de estructuras auxiliares en el emplazamiento evitando la instalación de vallas, reduciendo al máximo el número de carreteras, soterrando las líneas eléctricas del proyecto y eliminando las turbinas no operativas; Evitar las pendientes pronunciadas, implementar medidas contra la erosión y repoblar rápidamente las tierras desbrozadas sólo con especies vegetales autóctonas; Las medidas para prevenir y controlar el ruido están relacionadas principalmente con las normas de diseño de ingeniería. Por ejemplo, el ruido de banda ancha es el resultado de la turbulencia del aire detrás de las palas y aumenta con la velocidad rotatoria de las palas. Este tipo de ruido puede controlarse usando turbinas de velocidad variable o palas inclinadas que reduzcan la velocidad de rotación. Otras medidas recomendadas para el manejo del ruido incluyen: Ubicar adecuadamente las centrales eólicas, evitando los lugares muy próximos a receptores sensibles al ruido (por ejemplo, residencias, hospitales y escuelas);

Cumplir las normas nacionales o internacionales sobre diseño acústico para turbinas eólicas (por ejemplo, la Agencia Internacional de la Energía, la Comisión Electro técnica Internacional [CEI], y el American National Standards Institute). Los impactos potenciales indirectos para las aves pueden incluir cambios en la cantidad y clase de especies de presa como resultado de la alteración del hábitat en el emplazamiento de la central eólica y los cambios en el tipo y número de lugares deposado y nidificación debida bien a la modificación del hábitat natural o al uso de turbinas eólicas por parte de las aves. El impacto sobre aves y murciélagos dependerá de la escala del proyecto y de otros factores, incluyendo consideraciones tecnológicas (por ejemplo, dimensión de la torre y diseño de la turbina), iluminación de la turbina eólica y distribución de la central eólica. Además, las características del emplazamiento pueden determinar este impacto, incluyendo las propiedades físicas y paisajísticas del emplazamiento de la central eólica (por ejemplo, la proximidad de un hábitat donde se concentren aves, murciélagos o sus presas), el número de aves y murciélagos circulando por el emplazamiento de la central eólica, el comportamiento de riesgo de aves (por ejempló, vuelo en altura) y murciélagos (por ejemplo, rutas migratorias) y consideraciones de tipo meteorológico. Las medidas de prevención y control de estos impactos incluyen: Llevar a cabo la selección del emplazamiento teniendo en cuenta las rutas migratorias conocidas o las zonas con una elevada concentración de aves y murciélagos.

Ejemplos de zonas de elevada concentración son los humedales, refugios designados parala fauna, zonas de descanso, colonias de reproducción, zonas de hibernación de murciélagos, posaderos, crestas, valles fluviales y zonas ribereñas; Configurar las formaciones de turbinas para prevenir la mortalidad de las aves (por ejempló, agrupando las turbinas en lugar de dispersándolas u orientando las filas de turbinas en paralelo con los movimientos conocidos de las aves);

Implementar las medidas adecuadas de manejo de las aguas pluviales para evitar la creación de focos de atracción como son los estanques pequeños, que pueden atraer aves y murciélagos en busca de alimento o lugares de nidificación cercanos a las centrales eólicas. El parpadeo de sombras se produce cuando el sol pasa por detrás de la turbina eólica y proyecta una sombra. Al girar las palas del rotor, las sombras pasan por el mismo punto, provocando un efecto denominado parpadeo de sombras. El parpadeo de sombras puede constituir un problema cuando existen residencias ubicadas en las proximidades o con una orientación específica hacia la central eólica. Al igual que el parpadeo de sombras, el destello de la pala o torre se produce cuando el sol ilumina una pala de rotor o la torre con una orientación especial. Esto puede tener un impacto sobre la comunidad, dado que el reflejo de la luz solar en la pala del rotor puede proyectarse sobre las residencias cercanas. El destello de las palas es un fenómeno temporal propio de las turbinas nuevas exclusivamente, y suele desaparecer cuando las palas se ensucian después de unos meses de operación. Las medidas de prevención y control de estos impactos incluyen:

Ubicar y orientar las turbinas eólicas de forma que se eviten las residencias situadas dentro de las bandas estrechas, normalmente al sudoeste y sudeste de las turbinas, donde se registra una elevada frecuencia de parpadeo de sombras. Puede utilizarse software comercial de modelación para identificar una ‘zona’ de parpadeo y así ubicar la central eólica de forma adecuada.

Las probabilidades de alteración del hábitat terrestre asociadas con la construcción y operación de turbinas eólicas en tierra son limitadas gracias al impacto individual relativamente menor de dichas instalaciones. Las Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad describen las medidas para evitar y minimizar dichos impactos. No obstante, la construcción de carreteras de acceso para la ubicación de las centrales eólicas en lugares remotos podría traducirse en riesgos adicionales de

alteración de los hábitats terrestres. Las Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad para carreteras proporcionan recomendaciones adicionales para prevenir y controlar los impactos asociados con la construcción y operación de la infraestructura viaria. La instalación de las bases de turbinas, cables subterráneos y carreteras de acceso puede traducirse en una mayor erosión y la sedimentación de aguas superficiales. Las Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad y las Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad para carreteras describen las medidas para prevenir y controlar la erosión y la sedimentación. Las medidas de prevención y control de estos impactos incluyen: Las medidas de prevención y control de estos impactos incluyen: Realizar un proceso de selección del emplazamiento que tenga en cuenta las probabilidades de interferencia de los componentes estructurales del proyecto con las pesquerías comerciales o recreativas y hábitat de las especies marinas; Planificar la instalación de componentes estructurales teniendo en cuenta los períodos sensibles para el ciclo de la vida; Usar cortinas anti turbidez, siempre que sea factible, para contener la turbidez procedente de la construcción bajo el agua. Los riesgos para la higiene y la seguridad ocupacional durante la construcción, operación y desmantelamiento de los proyectos de conversión de energía eólica en tierra y mar suelen ser parecidos a los que afectan a la ...