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Combustibles fósiles

En 1896, Svante Arrhenius fue el primero en sugerir que la quema de combustibles fósiles para producir energía podía alterar el clima. Arrhenius trabajó con otro científico, Thomas Chamberlin, para modelizar los efectos de las actividades humanas en la atmósfera. Llegaron a la conclusión de que si se duplicaba la concentración atmosférica de dióxido de carbono, la temperatura de la Tierra aumentaría 5 °C.

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Combustibles fósiles

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En 1896, Svante Arrhenius fue el primero en sugerir que la quema de combustibles fósiles para producir energía podía alterar el clima. Arrhenius trabajó con otro científico, Thomas Chamberlin, para modelizar los efectos de las actividades humanas en la atmósfera. Llegaron a la conclusión de que si se duplicaba la concentración atmosférica de dióxido de carbono, la temperatura de la Tierra aumentaría 5 °C.

Las investigaciones de Arrhenius y Chamberlin cayeron en el olvido durante décadas. No fue hasta los años 80, casi un siglo después de Arrhenius, cuando la gente empezó a tomarse en serio el cambio climático.

Pero, ¿por qué los gobiernos de los 80 no exigieron el cierre de todas las centrales eléctricas de combustibles fósiles? Es una pregunta muy complicada de responder. Pero, podemos comenzar por ver ejemplos de combustibles fósiles, sus ventajas e inconvenientes y sus efectos sobre el medio ambiente.

  • Este artículo trata sobre los combustibles fósiles.
  • En primer lugar, veremos qué son los combustibles fósiles.
  • A continuación, analizaremos cuáles son los combustibles fósiles y veremos algunos ejemplos: el carbón, el petróleo y el gas natural.
  • Después, aprenderemos qué es la energía fósil.
  • Continuaremos estudiando qué es la quema de combustibles fósiles y las consecuencias que tiene en el medio ambiente.
  • Luego, nos adentraremos en el mundo de la energía no renovable y la energía renovable, y comparemos los combustibles fósiles con la energía renovable.
  • Terminaremos este artículo comparando las ventajas y las desventajas de los combustibles fósiles.

¿Qué son los combustibles fósiles?

Los combustibles fósiles son mezclas formadas por restos fosilizados de animales y plantas de hace millones de años.

Los combustibles fósiles proceden de antiguos animales y plantas, cuyos restos quedaron enterrados bajo tierra, sometidos a calor y presión. Al aumentar la temperatura, las moléculas fósiles se rompieron.

En esta fase, se producen materiales de transición, como la turba y el kerógeno. Estos materiales de transición pueden utilizarse como fuentes de combustible, pero no almacenan tanta energía como los combustibles fósiles. Tras millones de años bajo tierra, los animales y las plantas se descomponen en combustibles fósiles. Ahora, los seres humanos pueden extraerlos mediante la minería y la perforación.

¿Cuáles son los combustibles fósiles?

El término combustibles fósiles se utiliza para describir las fuentes de energía no renovables.

Hay tres tipos de combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. A partir de ellos se pueden fabricar productos secundarios, como derivados del carbón (coque, alquitrán de hulla, etc.), petróleo, crudo y otros residuos no renovables.

Energía no renovable: el carbón

El carbón es una roca negra basada en el carbono. Suele encontrarse en depósitos de rocas sedimentarias donde la roca y los restos fosilizados se han apilado en capas. El carbón se quema para liberar energía.

Combustibles fósiles trozo de carbón StudySmarter

Fig. 1: Un pedazo de carbón que se puede quemar para obtener energía.

Hoy en día, el carbón se encuentra en antiguos bosques pantanosos y ciénagas. Esta fuente de energía fósil se creó a partir de los restos de material vegetal muerto. Estos restos vegetales no se descompusieron en las aguas pobres en oxígeno de los pantanos, sino que se transformaron en carbón mediante la superposición, a lo largo de los años.

Sin embargo, primero se formó la turba: En ausencia de aire, los microorganismos transformaron los restos de las plantas muertas en una capa de turba. La deposición de más restos vegetales, así como de capas de arena y roca, generó varias capas de turba y carbón.

En la cuenca del Ruhr, por ejemplo, hay numerosos yacimientos donde se extrae carbón. Los procesos de superposición se repitieron hasta 200 veces en esta zona. Debido a la mayor presión y al aumento de la temperatura, las capas se presionaron entre sí y produjeron primero lignito (primero) y hulla (más adelante), a partir de la turba.

El carbón es el combustible fósil más contaminante.

El petróleo

El petróleo se encuentra, inicialmente, como material sólido entre capas de roca sedimentaria blanda. Para producir combustibles, el material sólido se calienta para generar petróleo crudo, una mezcla espesa y alquitranada de muchos compuestos diferentes. Una vez extraído y licuado, el petróleo crudo puede separarse en distintos tipos de combustible, mediante destilación fraccionada.

La sedimentación se refiere a la deposición de materia en suspensión de líquidos y gases, bajo la influencia de la fuerza gravitatoria.

  • Si en el fondo se forma una capa suelta de materia en suspensión, también se denomina sedimento.

El petróleo crudo se calienta en una torre de destilación, que está caliente en la parte inferior y más fría en la superior. Las bandejas de condensación se colocan a diferentes alturas (y, por tanto, temperaturas) en la torre.

Todos los compuestos del petróleo crudo tienen diferentes temperaturas de ebullición. Cuando el petróleo se calienta, los distintos compuestos se condensan, a distintas alturas en la torre, y se acumulan como líquidos en las bandejas.

Combustibles fósiles pozo de petróleo Wikimedia Commons

Fig. 2: Pozo de petróleo. Es la manera que tenemos los seres humanos de extraer el petróleo de la Tierra.

El gas natural

El gas natural es un gas inodoro, incoloro e inflamable. Está compuesto, principalmente, por metano (CH4).

Combustibles fósiles gas natural Wikimedia Commons

Fig. 3: El gas natural se utiliza normalmente para cocinar en las casas o en los restaurantes.

El gas natural se quema para producir energía y, normalmente, se encuentra en bolsas sobre depósitos de petróleo o entre capas de roca sedimentaria.

Energía fósil

La energía fósil es la energía que obtenemos de los combustibles fósiles; generalmente, a partir de su quema.

Veamos ahora cómo podemos usar la energía fósil:

Quema de combustibles fósiles

El ser humano quema combustibles fósiles para producir energía. Esta energía puede usarse para el transporte, la electricidad, el funcionamiento de maquinaria y mucho más.

Consecuencias de la quema y uso de combustibles fósiles

El principal problema de los combustibles fósiles es el efecto negativo que tienen sobre el medioambiente. Algunos de estos efectos son:

  • Emisión de gases con efecto invernadero.
  • Contaminación.
  • Acidificación de los océanos.

Pero, ¿Qué implica esto, realmente? Acá tienes una tabla de análisis:

Efecto del uso y quema de combustibles fósilesDescripción
Gases de efecto invernadero

Cuando se queman combustibles fósiles, se producen grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2). Este actúa como gas de efecto invernadero.

Los gases de efecto invernadero atrapan el calor en la atmósfera terrestre. El efecto invernadero natural favorece la vida en la Tierra, pero las emisiones de carbono lo han intensificado. El exceso de gases de efecto invernadero en la atmósfera provoca el calentamiento global y el cambio climático; como consecuencia, las temperaturas de la Tierra serán cada vez más altas.

A medida que pase el tiempo, los seres humanos y el resto de seres vivos de la Tierra tendremos que acostumbrarnos a vivir en un planeta en el que la temperatura media anual sea más alta. Esto supone: desaparición de los polos, aumento del nivel del mar, incendios… ¡Puede llegar a provocar la desaparición de la vida en la Tierra!

Contaminación

La quema de combustibles fósiles emite sustancias contaminantes. Las centrales eléctricas que utilizan carbón son famosas por generar contaminación, como mercurio, dióxido de azufre y hollín. Por ello, como hemos visto anteriormente, el carbón se considera el combustible fósil más nocivo.

Los vehículos impulsados por combustibles fósiles contaminan la atmósfera con monóxido de carbono (CO) y monóxido de nitrógeno (NO). Esto produce smog, en determinadas condiciones meteorológicas. La exposición repetida a este smog puede provocar enfermedades respiratorias a los seres vivos.

Acidificación de los océanos

El dióxido de carbono es ligeramente ácido. Cuando se emite un exceso de dióxido de carbono a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles, una parte es absorbida por el océano. Desde el inicio de la Revolución Industrial, los océanos se han vuelto un 30% más ácidos.

La cantidad de carbonato cálcico (una sustancia utilizada por los organismos marinos para formar conchas) disminuye en condiciones ácidas.

Tabla 1. Combustibles fósiles: Consecuencias negativas en el medio ambiente.

Si los científicos saben lo nocivos que son los combustibles fósiles para el medio ambiente, ¿Por qué no han dejado de utilizarse? Bien, pues esto ocurre (entre otras) por varias razones:

  • Las empresas de combustibles fósiles suelen ser ricas y políticamente poderosas.
  • Es difícil cambiar las políticas.
  • No se quiere renunciar a la comodidad y funcionalidad práctica de las infraestructuras existentes.
  • Otras fuentes de energía no son soluciones perfectas.

Combustibles fósiles: energía no renovable

La energía o los recursos no renovables se obtienen de las fuentes de la Tierra en cantidad finita y pueden tardar miles de millones de años en reponerse.

Los recursos no renovables suponen el 80 % de la energía mundial.

Combustibles fósiles vs. Energía renovable

Debido a los efectos negativos de los combustibles fósiles sobre el medioambiente, los científicos buscan alternativas energéticas ecológicas.

Las energías renovables proceden de recursos naturales que se autoabastecen; es decir, que nunca se agotan.

Los distintos tipos de energía renovable son:

  • Energía solar.
  • La energía geotérmica.
  • Energía eólica.
  • Energía hidráulica.
  • Energía mareomotriz.
  • Biocarburantes.

Ventajas y desventajas de los combustibles fósiles

Los combustibles fósiles pueden evocar imágenes de chimeneas industriales que vomitan humo, contaminación y gases de efecto invernadero. Hasta cierto punto, es cierto: los combustibles fósiles son responsables de casi 3/4 partes de las emisiones de carbono derivadas de las actividades humanas. Pero, hay más de lo que parece.

Ventajas

Los combustibles fósiles se utilizan en todo el planeta. Aproximadamente, el 80 % de la energía mundial procede de la quema de combustibles fósiles. Esta energía sustenta la industria, el transporte y los hospitales, y suministra electricidad a nuestros hogares. Si no fuera por los combustibles fósiles, nuestras vidas serían muy diferentes hoy en día.

Ventaja de los combustibles fósilesDescripción
Facilidad de almacenaje y transporteLos oleoductos y los camiones cisterna transportan los combustibles fósiles por todo el mundo. Los combustibles fósiles son una fuente de energía física, lo que permite almacenarlos hasta que se necesiten.
Infraestructuras bien desarrolladasEl ser humano lleva cientos de años quemando combustibles fósiles. Como resultado, el sistema de infraestructuras es muy eficiente y, a menudo, barato.
Alta densidad energéticaLos combustibles fósiles tienen una alta densidad energética. Esto significa que, cuando se queman, producen mucha energía.
FiabilidadLa energía procedente de combustibles fósiles es constante y fiable. A diferencia de algunos recursos renovables (especialmente las turbinas eólicas y los paneles solares), no depende de las condiciones ambientales o meteorológicas.

Tabla 2. Combustibles fósiles: Ventajas.

Desventajas

A pesar de su amplio uso, los combustibles fósiles no son una fuente perfecta de energía. Tienen sus inconvenientes, entre los que se encuentran los siguientes:

Desventaja de los combustibles fósilesDescripción
No son renovablesLos combustibles fósiles se consideran no renovables, porque tardan millones de años en formarse. Los seres humanos utilizan los combustibles fósiles de forma insostenible, a un ritmo mucho más rápido del que se reponen.
Propensión a los accidentesLa industria de los combustibles fósiles ha sufrido muchos accidentes, como fugas en oleoductos, plataformas de perforación dañadas y vertidos de petróleo.
Causan problemas medioambientalesLa quema de combustibles fósiles daña el medioambiente, al producir gases de efecto invernadero, liberar contaminantes y provocar la acidificación de los océanos. Todo esto contribuye al cambio climático.

Tabla 3. Combustibles fósiles: Desventajas.

Combustibles fósiles - Puntos clave

  • El término combustibles fósiles se utiliza para describir las fuentes de energía no renovables.
  • Los combustibles fósiles son mezclas formadas por restos fosilizados de animales y plantas de hace millones de años.
  • Los principales combustibles fósiles son el carbón, el petróleo y el gas natural.
    • El carbón es una roca negra, basada en el carbono. Suele encontrarse en depósitos de rocas sedimentarias donde la roca y los restos fosilizados se han apilado en capas. El carbón se quema para liberar energía.
    • El petróleo se encuentra, inicialmente, como material sólido entre capas de roca sedimentaria blanda. Para producir combustibles, el material sólido se calienta y genera petróleo crudo, una mezcla espesa y alquitranada de muchos compuestos diferentes.
    • El gas natural es un gas inodoro, incoloro e inflamable. Está compuesto, principalmente, por metano (CH4).
  • La energía o los recursos no renovables se obtienen de las fuentes de la Tierra en cantidad finita y pueden tardar miles de millones de años en reponerse.
  • Las energías renovables proceden de recursos naturales que se autoabastecen; es decir, que nunca se agotan.

References

  1. Fig. 1: Bituminous Coal (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bituminous_Coal.JPG) by Amcyrus2012 (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:Amcyrus2012&action=edit&redlink=1) is licensed by CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)
  2. Fig. 2: Oil well (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oil_well.jpg) by Flcelloguy (https://en.wikipedia.org/wiki/User:Flcelloguy) is licensed by CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)
  3. Fig 3: Gas natural (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gas-natural.jpg) by CARLOS534 (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:CARLOS534&action=edit&redlink=1) is licensed by CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Preguntas frecuentes sobre Combustibles fósiles

El combustible fósil más contaminante es el carbón.

El principal problema de los combustibles fósiles consiste en los efectos negativos que tienen sobre el medio ambiente. Algunos de estos efectos son:

  • Emisión de gases con efecto invernadero.
  • Contaminación.
  • Acidificación de los océanos.

Los combustibles fósiles más importantes son el carbón, el petróleo y el gas natural.

El petróleo se encuentra, inicialmente, como material sólido entre capas de roca sedimentaria blanda. Para producir combustibles, el material sólido se calienta y genera petróleo crudo, una mezcla espesa y alquitranada de muchos compuestos diferentes. Una vez extraído y licuado, el petróleo crudo puede separarse en distintos tipos de combustible, mediante destilación fraccionada.

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