química y medioambiente i. contaminación del aire
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La única visión optimista de la química en la sociedad
Concienciar de que la tecnología química está presente en todos los aspectos de nuestra vida y que es responsable de los procesos de eliminación de contaminantes
Mostrar la relación del desarrollo sostenible con las acciones de control de contaminación atmosférica
Desarrollo sostenible
Tecnologías químicas para la reducción de emisiones
Contaminación atmosférica
Atmósfera
Masas de agua salada
Suelo
Partículas, NOx, SOx, CO
Gases efecto invernadero
COVs, halogenados (CFC)
metales pesados, dioxinas
Petróleo
Lo que va a los ríos
Agua continental
Pesticidas
Metales pesados
Hidrocarburos
Microorganismos, Desechos orgánicos
Ácidos, bases y metales pesados
Nitratos y fosfatos
Compuestos orgánicos recalcitrantes:
plásticos, hidrocarburos, detergentes,
pesticidas; Sedimentos
Contaminación térmica
Un frágil equilibrio
desarrollo Medio
Ambiente
Compromisos
políticos+
tecnología
Aquel que satisface las necesidades actuales sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades
Desarrollo Sostenible
Comisión Brutland, 1987
1987 1992
Cumbre de Río
Agenda 21
1997
Protocolo de
Kyoto
2005
Entrada en vigor del
Protocolo de Kyoto
2014 1989
Protocolo de
Montreal
(OZONO)
2001
Estrategia
Europea de DS Revisión EEDS
Estrategia CC
Octubre 5º
Informe IPCC
Energía y MA
•Cambio climático y energía limpia
•Transporte sostenible
•Consumo y producción sostenibles
Recursos naturales y salud
•Conservación y gestión de recursos naturales
•Salud pública
Otros
•Integración social, demografía y flujos migratorios
•Pobreza en el mundo y retos del desarrollo sostenible
La UE se ha comprometido a reducir las emisiones
de gases de efecto invernadero un 20% para 2020
• Mejorar la eficiencia energética en un 20% para 2020
• Incrementar la participación de las energías renovables a un
20% para 2020
• Aumentar un 10% el uso de biocarburantes en el transporte
Ciencias de la naturaleza. Biología y geología. Física y química
La tecnología química es un conjunto de
transformaciones de la materia que se
llevan a cabo para reducir las emisiones o
emitir compuestos menos tóxicos
(protección del medioambiente)
Tierra
Aire Agua
• Conocimiento del medio natural
y sus transformaciones
• Conocimiento de la industria
cercana
• Efectos sobre el patrimonio
cultural
• Cuestiones éticas, sociales y
políticas
• Uso responsable de los
recursos
No solo química…
Formación transversal y experimental
(en lo posible)
Consumo energía primarias en España (2013) carbón
9%
petróleo
44%
gas
natural
21%
nuclear
12%
hidráulica
3%
eólica+
solar6%
biomasa+
res.5%
¿Cómo se consume la energía?
Ojo, la contaminación sale por aquí
Óxidos de
nitrógeno (NOx)
Óxidos de azufre
(SOx) Partículas
CO2
Hg,…
Sistema captura
de partículas
Sistema de
desulfuración
“Lavado”
del carbón
Eliminación NOx por
reacción con NH3
10-15% CO2
Reacción catalítica
Catálisis + absorción
Pretratamiento:
disolución de
materia mineral
Filtros mecánicos
Será verde solo si la
electricidad es de origen
renovable
Hidrocarburos (HC) C
NOx CO CO2
Las emisiones de SO2 y plomo se han controlado limitando la presencia de
S y Pb en los combustibles
N2
H2O
CO2 (~16%)
CO + ½ O2 CO2
NO + CO CO2 + ½ N2
HxCy + (2y+x/2)/2 O2 x/2 H2O
+ y CO2
¡¡Hay evidencias!! Debate social, no científico
Otras evidencias: Disminución del número anual de días de nieve (Navacerrada),
aumento del nivel del mar, retroceso del casquete polar ártico…
Ahorro energético (más eficiencia)
Uso de combustibles con menor (o nulo) contenido en
carbono. Co-utilización
Expansión de fuentes de energía renovable (hidráulica,
eólica, solar etc.)
Aumento del uso de biocombustibles
Hidrógeno como combustible alternativo
Captura y almacenamiento de CO2
Pacala, Socolow, Stabilization wedges: solving the climate problem for the next 50 years with current technologies, Science, 305, 968-972, 2004
Miles d
e m
illo
nes d
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ton
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das d
e C
O2 a
nu
ale
s
Ahorro y eficiencia energética
1. Disminuir el consumo de los coches de 8 a 3.5 L/100 km
2. Reducir a la mitad los desplazamientos de 2000 millones de vehículos
3. Aumentar la eficiencia un 25% en calefacción, refrigeración, iluminación y electrodomésticos
4. Aumentar el rendimiento (40 a 60%) de las CT carbón
Captura y almacenamiento de CO2(CAC)
6. Capturar y almacenar el CO2 de las CT de carbón
7. Producción de H2 con CAC
8. CAC en plantas de producción de combustibles líquidos
CT Centrales térmicas
Energía nuclear
9. Duplicar la potencia instalada
5. Evolucionar a combustibles con menos carbono (cambiar CT carbón por CT de gas natural) o biomasa
Cambio de combustible
Energías renovables
10. Aumentar 25 veces la producción de energía eólica
11. Aumentar 700 veces la producción de energía solar fotovoltaica
12. Aumentar 100 veces la producción de H2 a partir de energía eólica (100x)
13. Aumentar 50 veces la producción de biocombustibles de segunda generación
Agricultura y silvicultura
14. Detener la deforestación
15. Extender la agricultura de conservación
16. Potenciar los sumideros naturales de carbono
Hay que adoptar 8 de las acciones propuestas para que la concentración de CO2 se estabilice (2057)
Exposición en paneles
(préstamo gratuito)
Libro de la exposición
(descargable)
www.incar.csic.es
Propuesta didáctica: buscar datos actualizados
en fuentes fidedignas (IDAE, bp.com etc.)
¿Cómo evoluciona nuestro consumo de
energía y nuestra producción de electricidad?
El ciclo de
la biomasa
Globalmente: CO2=0
(siempre que no se use
energía “sucia” en la
transformación)
+
Fotosíntesis y
crecimiento
Biomasa
Transformación
en Biocombustibles
Utilización
CO2
5. Evolucionar a combustibles con menos carbono (cambiar CT carbón por CT de gas natural) o biomasa
Cambio de combustible
Energías renovables
13. Aumentar 50 veces la producción de biocombustibles de segunda generación
https://www.youtube.com/watch?v=F2z1w
9Xho44
https://www.youtube.com/watch?v=s6Ojgz
C8IBQ
Captura y almacenamiento de CO2 (CAC)
6. CAC en 800 GW CT carbón o 1600 GW CT gas natural 7. Producción de H2 con CAC (6x) (para 109 vehiculos)
8. CAC en plantas de producción de combustibles líquidos FT
PRODUCCIÓN TRANSPORTE ALMACENAMIENTO
~15% CO2
Carbonatación-calcinación
Calcinador
CO2
Humos
“sin” CO2
Carbonatador
Humos
de CO2
CaO
CaCO3
Calor (a alta T)
Calo
r (a
alta T
)
CaO + CO2 → CaCO3 ←
Actualmente es la alternativa tecnológicamente más desarrollada y la que se considera económicamente viable
Ciclos de carbonatación-calcinación para captura de CO2 en el INCAR
También…
Combustión de biomasa con captura in situ (CT
La Robla, Fenosa)
http://www.incar.csic.es/co2
• Sintetizar aspirinas
• Fabricar cerveza
• Aturdir animales previamente
al sacrificio
• Fabricar combustibles (algas /
bacterias)
• Conservar leche
• Fabricar cementos más
sostenibles
• Extintores
• Conservación de alimentos
Actividad propuesta: que busquen dónde se utiliza el
CO2 (y cuánto CO2 se consume y se produce)
Usado
industrialmente
Producido
Experimentos que incluyen transformaciones de energía:
http://fq-experimentos.blogspot.com.es/search/label/energ%C3%ADa%20cin%C3%A9tica
http://fq-experimentos.blogspot.com.es/
http://www.acs.org/content/acs/en/education/resources/k-8/science-activities/
motionenergy/motion.html
Que vean cómo la lluvia ácida puede deteriorar el patrimonio cultural
https://www.youtube.com/watch?v=Yt7owjXA_CM
