5. CAP. IV Compresión y Tratamiento del gas natural.doc

CAPITULO IV

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CAPITULO 44. COMPRESION Y TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL EN LAS ESTACIONES DE COMPRESION

El gas natural proveniente de las subestaciones de produccin de las secciones 67, Tigre y Navarra tiene una presin promedio de 14,7 psi y para su utilizacin en la obtencin de gasolina natural debemos incrementar su presin comprimiendo al gas natural.4.1. Tipos de Compresores

La industria dispone de una gran variedad de compresores, Figura IV-1 los cuales se dividen de acuerdo a su principio de operacin en dos grandes grupos:

a) Compresores Dinmicos o de flujo continuo

b) Compresores de Desplazamiento Positivo o de flujo intermitente.

FIGURA IV1 TIPOS DE COMPRESORES SEGN SU

PRINCIPIO DE OPERACINCompresores CentrfugosEn un compresor centrfugo se produce la presin al aumentar la velocidad del gas que pasa por el impulsor y luego al recuperarla en forma controlada para producir el flujo y presin deseada. Estos compresores suelen ser unitarios, salvo que el flujo sea muy grande o que las necesidades del proceso exijan otra cosa.Compresores de Desplazamiento Positivo Son de capacidad constante y tienes descarga de presiones variables. La capacidad se cambia por la velocidad o con el descargador de la vlvula de succin. Adems, solo hay una pequea variacin en el flujo en una amplia gama de presiones.Compresores ReciprocantesLos compresores Reciprocantes funcionan con el principio adiabtico mediante el cual se introduce el gas en el cilindro por las vlvulas de entrada, se retiene y comprime el cilindro y sale por las vlvulas de descarga, en contra de la presin de descarga. Estos compresores rara vez se emplean como unidades individuales, salvo que el proceso requiera funcionamiento intermitente. Compresores de Tornillo

Lo que esencialmente constituye el compresor de tornillo Figura IV-2, es un par de rotores que tienen lbulos helicoidales de engranaje constante. Los rotores van montados en un crter de hierro fundido provisto de una admisin para gas en un extremo y una salida en el otro. Segn giran los rotores, los espacios que hay entre los lbulos van siendo ofrecidos al orificio de admisin y el incremento de volumen experimentado provoca un descenso de presin, con lo que dichos espacios empiezan a llenarse de gas. Al mismo tiempo se inyecta aceite sometido a presin neumtica en el gas entrante; no hay bomba de aceite.

FIGURA IV2COMPRESOR DE TORNILLO ENTRADA Y

SALIDA DEL GAS NATURAL

Cuando los espacios interlobulares estn completamente cargados de gas, la rotacin, que prosigue, cierra el orificio de admisin y comienza la compresin. El volumen de gas que hay entre los rotores en engrane continuo sufre an mayor reduccin. Cuando se alcanza la presin final a que se somete el gas, el espacio interlobular queda conectado con el orificio de salida. La mezcla descargada de aire/aceite pasa por un separador que elimina las partculas de aceite. Entonces fluye el gas limpio por la tubera neumtica.

FIGURA IV3ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN

COMPRESOR4.2. Planta de Compresin de Gas Natural

Las plantas compresoras instaladas en la Seccin 67 y Tigre, cumplen con la funcin de elevar la presin del gas de 12,7 -14,7 psia en la succin, hasta una presin de 140 psia en la descarga, y adems, tambin la unidad compresora est diseada para deshidratar este gas natural, Figura IV-4.

FIGURA IV4 DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE LAS PLANTAS COMPRESORAS4.2.1. Descripcin del Proceso

El gas proveniente de la lnea madre del sistema de captacin ingresa a un separador de entrada con un rango de presin de 12,7 a 14,7 psia cuya funcin especfica es retener las partculas de agua en estado lquido, residuos de petrleo e impurezas que pueden ser arrastrados conjuntamente con el fluido.

Luego de pasar por el separador de entrada el gas ingresa al sistema de la planta compresora, que inicia con un scrubber de succin donde se extraer las gotas de lquidos, luego el gas pasa por un filtro de succin para retener las impurezas antes de ingresar al compresor.

La compresin del gas se realiza por medio de un compresor de tornillo en bao de aceite accionado por un motor a gas. El gas entra a la succin del compresor y es arrastrado por el giro del tornillo, el cual eleva su presin en la lnea. El aceite cumple con dos propsitos: lubricar todas las piezas mviles del compresor y sellar el ingreso del gas al tornillo.

Tanto el gas como el aceite salen por el puerto de descarga del compresor y se dirigen a un separador de aceite y gas en donde se separan estos fluidos. El aceite y el gas se dirigen por separado a un enfriador por aire, para rebajar su temperatura y continuar el proceso. El aceite requiere enfriarse para no perder sus cualidades lubricantes y de sello en el compresor, en tanto que el gas requiere entrar a una temperatura inferior a los 140 F al sistema de deshidratacin.

Cada una de las fases, aceite y gas, por separado se enfra en un aero-enfriador con lo cual logramos recuperar la viscosidad del aceite para que contine lubricando al compresor y a su vez, enfriando la corriente de gas, separamos una parte del agua contenida en el gas y una pequea porcin de gasolinas.

La eliminacin de parte de la humedad del gas condesada se logra con un scrubber, que nos permite aliviar la carga a los tamices moleculares, ya que, como veremos ms adelante, el gas utilizado para regenerar los tamices, se vuelve a incorporar a la corriente de succin, para no desperdiciar el gas. Sin embargo, debido a su alto contenido de agua, este gas de regeneracin puede ocasionar arrastre de humedad al proceso.

El gas comprimido, se filtra a travs de filtros coalescentes para eliminar cualquier partcula liquida, sea aceite del compresor o condesados de la corriente de gas. Luego de pasar por los filtros el gas comprimido ingresa a los deshidratadores de tamices moleculares donde se lo deshidrata para ser enviado a la planta de gasolina a una presin de 150 psia y un punto de roco de -40C.

En el proceso de compresin del gas natural, se producen condensados en los diferentes scrubbers o separadores de la planta compresora. La recoleccin de estos lquidos condensados, que es una mezcla de agua e hidrocarburos que componen una gasolina natural pesada se realiza en el separador de condesados. El agua separada en este equipo se drena a una cisterna, o sistema cerrado de drenaje, mientras que la gasolina natural se transporta por una tubera hasta la planta de extraccin de gasolina natural.Parmetros de Plantas Compresoras

Se tomaron parmetros de las Plantas Compresoras 67 y Tigre para realizar un anlisis tcnico del funcionamiento.

Se analizaron los parmetros ms importantes que pueden influir en el buen o mal funcionamiento de las plantas, as como tambin los rangos en el cual se encuentran estos y las proyecciones que se deberan obtener de acuerdo al uso del simulador provisto por la empresa fabricante del compresor, tabla IV-1a, tabla IV-1b, tabla IV-2a, tabla IV-2b:

TABLA IV 1aPARAMETROS DE PLANTA COMPRESORA TIGRE

PARAMETROS/DIAS01-Jul-0802-Jul-0803-Jul-0804-Jul-0805-Jul-0806-Jul-0807-Jul-0808-Jul-0809-Jul-0810-Jul-0811-Jul-0812-Jul-0813-Jul-0814-Jul-0815-Jul-08

R.P.M180018001800180018001800180016001800180017501700170017001700

VERSATROL333333343332332

Punto de Roco (C)-60-60-60-60-60-60-60-60-60------

Presin de Succin min (psi)00-0.6-0.8-1.6-0.2-0.6-1.3-1.5-0.9-0.6-0.6-0.6-0.7-0.5

Presin de Succin ideal (psi)000000000000000

Presin de Succin mx.(psi)0.680.270.922.22000.21.230.40.31.40.021.60.391

Presin de Descarga min (psi)134134131121133134132132131131131131132130131

Presin de Descarga mx. (psi)135136138139144137135142137135140139137139137

Presin Lnea de Desc. min (psi)120120115124124123112124122128130129128128129

Presin Lnea de Desc. mx. (psi)128130130127128130126132130133136135136136135

Temperatura Motor min (C)9491.58684.390.794.49082.593.38785.487.18984.187.8

Temperatura Motor mx. (C)98.895.69888.410197.196.796.597.899.294.692.792.491.890.1

Temp. Sep. Gas/Aceite min (C)949394859296918394908789918689

Temp. Sep. Gas/Aceite mx. (C)9997999810198989599989895949493

P000000000000000

MirillasOKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOK

Presin de Entrada a Motor (psi)777777777777777

Caudal (SCFD)189208195193203202206441186214206166200199168

TABLA IV 1bPARAMETROS DE PLANTA COMPRESORA TIGRE


R.P.M170017001600160015501600160016001600160016001550155015001800

VERSATROL223444443344443

Punto de Roco (C)---------------

Presin de Succin min (psi)-0.5-0.5-2-2.6-2-2.1-2-2.7-0.10.3-2.7-3-2.7-2.9-0.9


Presin de Succin mx.(psi)0.70.210.69-0.6-1.1-1.7-0.2-1.81.010.7-20.04-2.1-0.6-0.1





Temp. Motor min (C)8683.486.792.285.889.488.190.886.48791.590.388.486.590.8

Temp. Motor max (C)92.791.599.398.596.197.397.297.490.28797.199.396.494.994.6



P000000000000000



Caudal (SCFD)160172285488462478455461192197458449450439221

TABLA IV 2aPARAMETROS DE PLANTA COMPRESORA 67


R.P.M180018001800180018001800170018001800180017001650165015001600

VERSATROL444444344444424

Punto de Roco (C)---------------

Presin de Succin min (psi)-0.6-2.3-3.4-2.3-0.8-0.8-1-1-2.3-2.5-2.8-2.9-2.6-2.7-4.1


Presin de Succin mx.(psi)1.21.2-0.90.960.660.782.493.12-0.45-1.2-0.6-1.8-0.60.07-2.5





Temperatura Motor min (C)85.286.388.485.184.489.986.58189.390.586.885.785.784.387.1

Temperatura Motor mx. (C)87.58891.192.890.992.191.490.991.192.789.988.888.390.289.4


Temp. Sep. Gas/Aceite mx. (C)84838689868887.38787897776757777

P000000000000000



Caudal (SCFD)417406440420410415121393455505451375371206366

TABLA IV 2bPARAMETROS DE PLANTA COMPRESORA 67


R.P.M160016001600160015501650165016001600160016501600160018001800

VERSATROL444444442244433

Punto de Roco (C)---------------

Presin de Succin min (psi)-4-4-4-3-3.5-3-4.5-4.3-1-0.5-3.9-3.9-4-3-3


Presin de Succin mx.(psi)-3.8-3.7-2.5-3-3-3-3.5-3.500.7-3.6-3.5-2.1-0.5-0.3





Temp. Motor min (C)86.185.985.785.786.285.687.386.285.18585.886.3868585.9

Temp. Motor max (C)88.588.690.188.587.689.189.491.685.68789.989.19087.187.4



P000000000000000



Caudal (SCFD)381372370384381386400408153206448461488215237

En la Figura IV-5, Figura IV-6 se muestra el caudal de gas natural que fue descargado desde las Plantas Compresoras de acuerdo a las RPM del motor y al nmero de las vlvulas Versatrol cerradas.

FIGURA IV5PARAMETROS DE PLANTA COMPRESORA TIGRE

ANALIZADOS DURANTE UN MES

FIGURA IV6PARAMETROS DE PLANTA COMPRESORA 67

ANALIZADOS DURANTE UN MESEn la Figura IV-7, Figura IV-8, Figura IV-9, Figura IV-10 se grafica como variaron las presiones de succin y de descarga en las Plantas Compresoras.

FIGURA IV7 DATOS DE PRESION DE SUCCION EN PLANTA

COMPRESORA TIGRE ANALIZADOS DURANTE UN MES

FIGURA IV8 DATOS DE PRESION DE SUCCION EN PLANTA

COMPRESORA 67 ANALIZADOS DURANTE UN MES

FIGURA IV9 DATOS DE PRESION DE DESCARGA EN PLANTA

COMPRESORA TIGRE ANALIZADOS DURANTE UN MES

FIGURA IV10 DATOS DE PRESION DE DESCARGA EN PLANTA

COMPRESORA 67 ANALIZADOS DURANTE UN MES

4.2.2. Descripcin de Componentes de las estaciones compresoras

En la Figura IV-11 podemos observar la planta compresora en tres dimensiones.

FIGURA IV11

PLANTA COMPRESORA DE GAS

NATURAL EN TRES DIMENSIONESA continuacin detallamos los componentes ms importantes de las plantas compresoras:CompresorEl compresor es de tipo rotativo con tornillos de dimetros de 175mm baado en aceite, marca LEROI Modelo HG 17199 VIE GB, con variador de capacidad con vlvulas versatrol de cuatro etapas por by-pass interno.

Apto para mezclas de gases hidrocarburos y vapor de agua, viene provisto de sellos especiales para gases combustibles.

TABLA IV 3

CONDICIONES DE DISEO

Elevacin3ft

Temperatura de Succin27C

Presin de Succin0Psi

Gravedad Especfica0.90

Presin Atmosfrica14.6Psi

Temperatura de descarga82C

Presin de descarga150Psi

Cada depresin en descarga3Psi

Calor especifico0.48BTU/lb/F

El compresor puede trabajar en varias condiciones de operacin, en la tabla IV-4 mostramos la eficiencia al 100%.

TABLA IV 4CONDICIONES DE OPERACIN

Potencia126HP

Flujo501MSCFD

Versatrol Abiertas0

Calor4503BTU/min

Flujo de Liquido37,8gpm

Temperatura64C

Presin de descarga150Psi

MotorEs motor de combustin interna como se ilustra en la Figura IV-12 con funcionamiento a gas fabricado por DEUTZ-PALMERO, el modelo es BGF6 M-1015 C, 6 cilindros en V y una potencia de 220 HP a 1800 rpm, posee filtro de aceite y filtro de aire, silenciador de escape con arrastra llamas.

La relacin de compresin es de 9:1, el dimetro es de 132 mm, la capacidad de aceite lubricante es de 60 litros, su consumo de combustible es 0.3 m3/Kw h, el sistema se dise para que el motor trabaje entre 1400 y 1800 rpm, el regulador de velocidad es electrnico, la temperatura de escape es de 600C y el calor irradiado por el motor es de 45,4 KW en su velocidad mxima.

FIGURA IV12 MOTOR DE LA PLANTA COMPRESORA EN

TRES DIMENSIONES

Scrubbers de Succin y DescargaLos scrubbers son marca GORA, son separadores de gas/liquido de mediana eficiencia altamente utilizados en instalaciones gasferas-petroleras, con alto arrastres de lquidos.

Su disposicin habitual es vertical, su primera etapa est compuesta por una cmara de expansin para contener y pre-separar los condesados y partculas grandes.

La etapa posterior contempla la aplicacin directa del sistema de separacin de micro gotas a partir de los conceptos de Demisters, la eficiencia es del 99,9 % en gotas de 8 micrones para muy altas performance.

En la Figura IV-13 podemos observar un separador de gotas Demisters este filtro se encuentra en el interior de los scrubbers del sistema de compresin.

FIGURA IV13 SEPARADOR DE GOTAS DEMISTERS

UBICADOS EN EL INTERIOR DE LOS SCRUBBERSEl recipiente cuanta con conexiones para drenajes, controles visuales de nivel y venteo, el diseo esta posibilita la limpieza, control y remplazos de los medios internos en los servicios de mantenimiento.

En la Figura IV-14 podemos observar el diagrama del scrubber de succin con todas sus partes.

FIGURA IV14 P&D DE SCRUBBERS DE SUCCINSeparador de Gas AceiteEl separador de gas/aceite ubicado a la salida del compresor tiene la funcin separar a estos dos fluidos antes de ingresar al aero-enfriador. Es fabricado por Manchester y su modelo es 4 A69-905. La figura IV-15 muestra al separador en vista en plano:

FIGURA IV15 DIAGRAMA DEL SEPARADOR DE

GAS/ACEITEAero-enfriador

El aero-enfriador es marca Argenfrio, compuesto por dos paneles, un panel tiene la etapa de gas/aire y el otro panel tiene la etapa aceite/aire.

Este aero enfriador cumplen dos funciones: una es la de enfriar el aceite que proviene de la compresin para que no pierda sus propiedades al entrar nuevamente al proceso, y la segunda de enfriar el gas que va a ingresar al proceso de deshidratacin.

En la tabla siguiente observamos las condiciones de diseo del aero-enfriador.

TABLA IV 5CONDICIONES DE DISEO

FluidosAceiteAire

DensidadKg/m38401122

Calor EspecficoKcal/Kg C0.480.24

Caudalm3/h10.9018500

Temperatura entradaC8335

Temperatura salidaC6550

CapacidadKcal/h79088

Velocidad frontal airem/min220

Masa en circulacinKg/h9154

En la Figura IV-16 observamos el plano del aero-enfriador en las tres vistas

FIGURA IV16

PLANO DEL AERO-ENFRIADOR4.3. Recuperacin de condensados en el proceso de compresinDurante el proceso de compresin se recuperan condensados que se encuentran presenten en el gas. La recoleccin es producto de la variacin de temperatura que adquiere el gas por el aumento de la presin a la que es comprimido. Como se describi anteriormente el gas aumenta su temperatura a la salida del compresor, pero luego su temperatura es disminuida por el aero-enfriador provocando con esto que una gran parte de los hidrocarburos a partir de los propanos y butanos se condensen. El volumen diario que se recolectara en cada una de las plantas compresoras, considerando que las plantas manejan una carga de caudal diario de 500 MSCFD, sera de 2.82 bbls/da.Esta rata de flujo fue determinada por medio de un anlisis cromatogrfico puntual realizado a la entrada y salida y en periodo de operacin de las plantas compresoras.4.4. Deshidratacin con tamices molecularesExisten varios procesos para deshidratar el gas. Entre los ms utilizados estn los que emplean glicol para absorber la humedad del gas y secarlo.

El proceso se realiza por flujo a contracorriente de glicol y gas hmedo. De la torre se obtiene gas seco por la parte superior y glicol hmedo por la parte inferior, el cual es necesario regenerar. Como se ve en la figura IV -17, el proceso de deshidratacin con glicol exige mayor cantidad de equipo y mayor complejidad del proceso y no es el ms eficiente.

FIGURA IV17 ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE

DESHIDRATACION DE GAS POR GLYCOLLa otra alternativa es la utilizar disecantes slidos, como los tamices moleculares.Tamices Moleculares

Consideremos a los tamices moleculares como esponjas que retienen el agua de la corriente de gas por lo mismo lo van deshidratando. Una vez que los tamices se han saturado, es necesario regenerarlos y esto se logra mediante gas seco y caliente que elimina el agua contenida en los tamices dejndolos listos para iniciar la deshidratacin una vez ms.

En el caso de los tamices instalados en la planta, la regeneracin se efecta mediante un flujo de gas seco de aproximadamente el 6 % del flujo de deshidratacin. Este flujo de gas seco arrastra la humedad contenida en el lecho y lo regenera dejndolo listo para otro ciclo de deshidratacin.

Normalmente el gas a deshidratarse entra de arriba hacia abajo, de forma que no se produzca fluidizacin del lecho con el consiguiente rozamiento y desgaste de las esferas de tamiz molecular. La regeneracin, por su parte, es normalmente de abajo hacia arriba.

FIGURA IV18 PLANO DE EQUIPOS DE DESHIDRATACION DE

GAS NATURAL DE LA PLANTA COMPRESORAEs importante contar con un sensor de humedad a la salida de los deshidratadores de forma que mantengamos permanentemente el control de la calidad de secado y del momento en que haya que iniciar el cambio de torre.Para tener una mayor idea en la Figura IV 18 se muestra la apariencia y forma de operacin de los deshidratadores. 4.5. Calidad y cantidad del gas natural para su proceso en planta de extraccin de gasolina naturalA objeto de determinar la cantidad de gas que produce un campo de petrleo y sus respectivos usos entre los que se destacan: inyeccin para sistemas de recuperacin secundaria, combustible, transferencia interreas, cantidad que se transforma en los procesos en gasolina natural y LPG, ventas a consumidores industriales, gas arrojado a la atmosfera, la relacin gas petrleo; todo lo anterior hace necesario la medicin exacta del gas natural.El registro de la cantidad del gas natural que es comprimido y descargado desde las plantas compresoras hasta la planta de gasolina, se realiza mediante una caja de orificio en la lnea de succin en la entrada de la planta de gasolina natural. Con una historia que remonta los 50 aos de servicio interrumpidos, la medicin de orificio es una de las herramientas ms utilizadas en el campo por numero de ventajas frente a las desventajas a la hora de realizar un registro del volumen en una unidad de tiempo.

El personal de operaciones es el encargado de la determinacin del volumen de gas que ingresa diariamente a la planta de gasolina. Para ello hacen uso del software Daniel Orifice Flow Calculator, el cual con datos de ingresos como temperatura y presin esttica de operacin, factor de compresibilidad y gravedad especifica del gas y la presin diferencial en pulgadas de agua; determina la tasa de flujo diaria a condiciones estndares.

EC. 4.1

Donde:

Q =Rata de flujo, (ft3/hr).hw =Presin diferencial a travs del orificio, medida en pulgadas

de agua a 60 F.Pf = Presin esttica, en psia.Fb =Factor bsico de orificio.

Fpb = Factor bsico de presin base.Ftf = Factor de temperatura de flujo.Fpv = Factor de supercompresibilidad.Fg = Factor de gravedad especfica.Fr = Factor del Nmero de Reynolds.Y = Factor de expansin.Ftb = Factor de temperatura base.Fm = Factor manomtrico.Fa = Factor de expansin trmica del orificio.Fwl = Factor de localizacin de la medicin.C = Constante de flujo de orificio.Para registrar la presin esttica y diferencial se utilizan discos o cartas de lectura directa (raz cuadrada o L-10), estas cartas registran la raz cuadrada de la presin (Lectura diferencial Ldif) y la raz cuadrada de la presin esttica absoluta (Lectura esttica Lest).La relacin entre las presiones y las lecturas diferencial y esttica, viene dada por las siguientes ecuaciones:

EC. 4.2

EC. 4.3Donde:

Resorte: Rango de presin mximo del medidor, en psi.

Rdif : Rango diferencial mximo del medidor, en pulgadas de agua.

La aplicacin del medidor de orificio para medidas volumtricas de flujo de fluidos est basada en el principio fsico que: La perdida de presin de un fluido fluyendo a travs de una constriccin en la lnea es proporcional a la velocidad al cuadrado del fluido. En la Tabla IV -7 se registran las lecturas promedio de la presin esttica y diferencial, para luego con uso del software DANIELS determinar el caudal promedio en condiciones estndares; cabe recalcar que esta data fue recolectada en periodo de estabilizacin de la planta de gasolina. Y a continuacin se grafica como variaron los caudales promedio diarios, y tambin los mximos y mnimos.

TABLA IV-7LECTURAS PROMEDIO MEDIDOR DE ORIFICIO (BARTON)

FECHAPRESION DIFERENCIAL PROMEDIO DIARIA (Pulgadas de Agua)PRESION DIFERENCIAL PROMEDIO MININA DIARIA (Pulgadas de Agua)PRESION DIFERENCIAL PROMEDIO MAXIMA DIARIA (Pulgadas de Agua)PRESION ENTRADA(psi)CAUDAL PROMEDIO (SCFD)CAUDAL PROMEDIO MINIMO (SCFD)CAUDAL PROMEDIO MAXIMO (SCFD)

7/17/20084.634.155.11130.2497910446869549873

7/18/20085.134.585.68130.5552070493056610913

7/19/20086.365.786.94130.8684417622360746346

7/20/20086.255.526.99129.1650762575162727264

7/21/20086.515.807.23130.0679806606086754378

7/22/20086.385.687.07130.0661944589722695681

7/23/20086.055.156.95129.7627267534377719915

7/26/20085.194.176.22130.2526019422942629792

7/27/20085.714.586.85130.0577983464098692614

7/29/20083.702.504.91126.5377595255286500674

7/30/20084.312.845.79128.0439719290041589897

8/4/20083.442.814.07130.0372501310973440558

8/5/20084.483.455.51129.3468746361177576047

8/6/20084.743.825.66129.3505577407649603255

8/7/20084.533.245.83127.2490806351372630991

FIGURA IV19 CAUDALES PROMEDIOS DIARIOS (SCFD)

Finalmente queda por establecer con que calidad y por ende que riqueza posee el gas natural que se produce y luego de los procesos detallados anteriormente que se realizan en las plantas compresoras, ser entregado a la planta de extraccin gasolina natural y deshidratacin del gas. Cabe recalcar la importancia que posee la calidad en la produccin de un producto especfico ya que si esta no es buena de nada sirve tener un alto volumen de produccin; la tcnica que se utiliza en la industria del gas para determinacin de su calidad es el anlisis cromatogrfico. Los cromatgrafos son equipos provistos de columnas que rellenas de sustancias atraen individualmente a cada uno de los componentes del gas en funcin de su composicin. Esto permite que se vayan separando los diferentes componentes que integran la muestra. El cromatgrafo con que se realizaron los anlisis esta organizado de tal manera que no se pueda visualizar la presencia de agua, ya que este trabaja con detectores de conductividad y el de ionizacin a la llama. El primero detecta los componentes ms voltiles (N2,C1,C2,CO2) el segundo, los componentes ms pesados de la cadena parafnica (propano, butano, etc.), pero el agua se enva al detector de ionizacin a la llama, que no es capaz de detectar lo que no se queme. Por lo tanto, no aparece en la muestra analizada. A este anlisis se le suele llamar anlisis de base seca. Debemos entender que no es que no haya agua en las mezclas analizadas, sino que se organizo el equipo para que no la detectara. Ya que el uso y los derivados que se esperan obtener del gas natural son desde la generacin elctrica, combustible para vehculos, y obtencin de gasolina natural (esta gasolina blanca tendr un uso industrial y es la base para la preparacin de las gasolinas de motor); entonces se establecer las especificaciones para que posea una buena calidad y tambin una escala que indique cuando el gas es rico en hidrocarburos pesados. Y por consiguiente se determinara la calidad y la riqueza de la secciones o a la descarga de las plantas compresoras.Las especificaciones y la escala que determina calidad y el tipo de gas, son tabla IV-8, tabla IV-9:TABLA IV-8RANGOS MAXIMOS Y MINIMOS EN CONTENIDO DE CONTAMINANTES

COMPONENTE% Molar

MnimoMximo

Nitrgeno e inertes_3 a 4

CO2_3 a 4

Compuestos de Azufre (mg/m3)88350

LquidosLibre de lquidos, agua o hidrocarburos

SlidosLibre de partculas

TABLA IV-9TIPO DE GAS

GAS POBREGPM 2

GAS MEDIANAMENTE RICO2 < GPM < 3

GAS RICOGPM 3

Finalmente se establece en la tabla IV-10 que calidad y qu tipo de gas es el que se manejo en plantas compresoras y planta de gasolina natural.TABLA IV-10CALIDAD Y TIPO DE GAS EN PLANTAS COMPRESORAS Y PLANTA DE GASOLINA NATURAL

LOCACIONCOMPONENTE% Molar CALIDADTIPO DE GAS

PLANTA COMPRESORA SECCION 67Nitrgeno / Aire8.52No cumpleGAS RICO (GPM = 3.19)

CO20.46Si cumple

H2S0.00Si cumple

Lquidos-No cumple

Slidos-Si cumple

PLANTA COMPRESORA SECCION TIGRENitrgeno / Aire9.57No cumpleGAS MEDIANAMENTE RICO (GPM = 2.25)

CO20.34Si cumple

H2S0.00Si cumple

Lquidos-No cumple

Slidos-Si cumple

PLANTA DE GASOLINA NATURALNitrgeno / Aire10.36No cumpleGAS MEDIANAMENTE RICO (GPM = 2.58)

CO20.40Si cumple

H2S0.00Si cumple

Lquidos-No cumple

Slidos-Si cumple

PRODUCCIN DE HIDRGENOINTRODUCCIN

El hidrgeno puede ser producido por varias fuentes, desde combustibles fsiles (gas natural o carbn) o fuentes de energa renovables (biomasa, solar, elica, hidroelctrica y mareomotriz). Hay una gran variedad de procesos tecnolgicos que se pueden utilizar en la produccin de hidrgeno (qumico, biolgico, electroltico, fotoltico, termoqumico, etc.). Cada tecnologa tiene un grado de desarrollo diferente, y cada una ofrece diferentes oportunidades y beneficios.

La disponibilidad local de las fuentes, la maduracin de la tecnologa, las aplicaciones del mercado y la demanda, los costes, etc. pueden influir en la eleccin de las diferentes opciones de producir hidrgeno.

Muchas tecnologas se pueden utilizar ya para la produccin industrial de hidrgeno. La primera tecnologa comercial data de 1920, produciendo hidrgeno por hidrlisis de agua. En 1960, la produccin industrial de hidrgeno ha ido aumentando lentamente hacia la utilizacin de fuentes fsiles, que es la principal va para producir hidrgeno hoy en da.

En la figura se observan todas las vas que se pueden utilizar para la produccin de hidrgeno. A largo plazo ser posible hablar de una produccin a gran escala. En un corto y medio plazo, las opciones de produccin de hidrgeno estn basadas en la hidrlisis del agua o en el reformado de gas natural o carbn.

A continuacin se van a explicar las formas ms importantes de producir hidrgeno, las necesidades de investigar y desarrollar, las prioridades para futuros desarrollos y las lagunas que an quedan por resolver.

HIDRGENO A PARTIR DE COMBUSTIBLES FSILES

Se puede producir hidrgeno a partir de combustibles fsiles. La complejidad del proceso es variable.

Produccin desde gas natural

El hidrgeno se puede producir a partir de gas natural por tres procesos qumicos diferentes:

1. Reformado de vapor2. Oxidacin parcial3. Reformado autotrmico

1. El reformado de vapor es una conversin endotrmica de metano y vapor de agua en hidrgeno y CO. Este calor es a menudo aportado por la combustin de parte de la alimentacin de metano gas. El proceso tpico ocurre a 700-850 C y presiones de 3 a 25 bares.

El producto gaseoso contiene un 12% de CO, el cual puede ser convertido ms tarde en CO2 y H2 a travs de la reaccin con vapor de agua.

2. La oxidacin parcial de gas natural es un proceso por el cual se produce hidrgeno por la combustin parcial de metano con oxgeno para producir CO, carbn e hidrgeno

Es una reaccin exotrmica con lo cual se produce calor. No es necesario un aporte externo de calor, con lo que el diseo puede ser ms compacto. El CO puede convertirse en CO2 y H2 como en el apartado anterior.

3. El reformado autotrmico es una combinacin de los dos apartados anteriores. La reaccin total es exotrmica, con lo cual se desprende calor. La temperatura en el reactor es de 950-1100 C y la presin por encima de los 100 bares. Como antes, se puede producir H2 a partir del CO producido. La necesidad de purificar los gases supone un coste adicional para la planta y reduce la eficiencia.

Produccin a partir de carbn

Se puede producir hidrgeno a partir de carbn a travs de una variedad de procesos de gasificacin (lecho fijo, lecho fluidizado, etc). La conversin del carbn en gas se ve favorecida a altas temperaturas.

La reaccin es endotrmica por lo que es necesario un aporte de calor.

De nuevo, el CO se puede convertir en CO2 y H2. El hidrgeno producido a partir de carbn es comercialmente viable, pero es ms complicado que a travs de gas natural. El coste de produccin es tambin superior, pero como el carbn es bastante abundante en muchas partes del mundo, se est investigando para el desarrollo de esta tecnologa para su uso.

Captura y almacenamiento de CO2.

El CO2 es el principal producto de la combustin en todas las formas de produccin de hidrgeno a partir de combustibles fsiles. Este CO2 puede ser capturado y almacenado. Este proceso se conoce como descarbonizacin. Hay tres formas diferentes de capturar el dixido de carbono en un proceso de combustin.

Post-combustin: El CO2 se puede trasladar desde las cmaras de combustin del proceso hasta una turbina convencional de vapor o a una turbina de ciclo combinado de una planta elctrica. Este gas puede contener una cantidad alta de nitrgeno y xidos de nitrgeno.

Pre-combustin: El CO2 es capturado mientras se produce hidrgeno

Combustin Oxifuel: El combustible fsil se convierte en calor en un proceso de combustin. Se hace con oxgeno puro como oxidante. Se produce mayoritariamente vapor de agua y dixido de carbono, el cual puede ser fcilmente separable por condensacin del vapor de agua.

En la post combustin y en oxifuel, la electricidad se produce en turbinas de un ciclo de vapor convencional o de ciclo combinado. Esta electricidad se puede utilizar para la electrolisis del agua.

La eleccin del sistema para el transporte del CO2 depende de la zona donde est la planta de produccin.

HIDRGENO A PARTIR DE LA RUPTURA DEL AGUA

El hidrgeno puede ser producido a partir de la ruptura del agua utilizando varios procesos:

Electrlisis del agua:

La electrlisis del agua es un proceso en el cual el agua se rompe en hidrgeno y oxgeno a travs de la aplicacin de la energa elctrica.

La energa total que se necesita para la electrlisis del agua aumenta lentamente con la temperatura, mientras que la energa elctrica requerida disminuye. La electrolisis a alta temperaturas es posible cuando se dispone de una cantidad alta de calor, procedente del rechazo de otro proceso.1. Electrlisis alcalina:

La electrolisis utiliza una disolucin alcalina de KOH como un electrolito que circula por la celda electroltica. Se utiliza para aplicaciones estticas y se puede operar a unos 25 bares. Es una tecnologa viable con muchas aplicaciones industriales.

Estas son las reacciones que tienen lugar en la celda electroltica:

Los electrolizadores comerciales consisten en un nmero de celdas electrolticas unidas a una celda fija. Se est buscando el diseo de electrolizadores de un menor coste y con mayor eficiencia energtica.

2. Electrolisis por membrana de electrolito polimrico (PEM):

Los electrolizadores PEM requieren un electrolito no lquido, lo cual simplifica el diseo significativamente. El electrolito es una membrana polimrica cida. Estos electrolizadores pueden trabajar a varias centenas de bares y se pueden utilizar en aplicaciones estticas y mviles. El inconveniente de este sistema el limitado tiempo de vida de las membranas y sus principales ventajas son su mayor seguridad, un diseo ms compacto y operar a presiones y temperaturas mayores. Esta tecnologa est todava en desarrollo.

3. Electrolisis a altas temperaturas

Est basado en la tecnologa de clulas de combustible a altas temperaturas. La electricidad requerida para romper al agua a 1000C es menor que la necesaria para electrolisis a 100C. Esto significa que los electrolizadores a altas temperaturas pueden operar a una mayor eficiencia que los electrolizadores ordinarios. A estas temperaturas las reacciones de electrodo son ms reversibles y la reaccin de la celda de combustible se revierte ms fcilmente a la reaccin de electrolisis.

Fotoelectrolisis

Los sistemas fotovoltaicos unidos a electrolizadores estn comercialmente disponibles. Los sistemas ofrecen una mayor flexibilidad, produciendo energa desde las clulas fotovoltaicas e hidrgeno desde el electrolizador. La fotoelectrolisis directa representa una alternativa avanzada a la anterior, uniendo los dos sistemas en un nico aparato.

Los esfuerzos fundamentales y aplicados de la investigacin y desarrollo en lo referente a la ciencia e ingeniera de los materiales y a la ingeniera de sistemas para las clulas foto-electroqumicas (CPE) se estn emprendiendo por todo el mundo. Se estn estudiando cuatro reas importantes del concepto CPE, sistemas tndem two-photon, sistemas monolticos de la multi-ensambladura, sistemas redox dual-bed, y los sistemas one-pot two-step. Mientras que los primeros dos conceptos emplean los dispositivos de pelculas finas de cristal sumergidos en agua, los ltimos dos conceptos se basan en el uso de los catalizadores fotosensibles del polvo suspendidos en agua.

Para avanzar en el progreso de las clulas CPE es necesario un progreso en la ciencia e ingeniera de los materiales. Es muy importante mejorar los materiales de los fotoelectrodos para mejorar la eficiencia y resistencia a la corrosin. Hay una necesidad fundamental de avanzar con los materiales semiconductores dopados

Produccin fotobiolgica

Esta produccin de hidrgeno est basada en dos etapas: fotosntesis y la produccin catalizada de hidrgeno por hidrogenasas en, por ejemplo, las algas verdes. An se necesitan muchos estudios en esta rea. Es de vital importancia conocer el proceso natural de produccin de hidrgeno.

Descomposicin a alta temperatura

La ruptura del agua a alta temperatura se produce a unos 3000C. A esta temperatura, un 10% del agua se descompone y el 90% se recicla. Hay otros procesos sugeridos que rebajan la temperatura:

1. Ciclos termoqumicos

2. Sistemas hbridos que unen la descomposicin trmica y electroltica

3. Descomposicin cataltica directa con separacin a travs de membrana de cermica

En estos procesos se puede esperar una eficiencia del 50 %. El problema es que hay que buscar materiales que tengan resistencia a la corrosin a altas temperaturas, que los procesos de membrana y de separacin son a altas temperaturas y la necesidad de intercambiadores de calor. El diseo de y la seguridad son muy importantes en estos procesos.

Ruptura termoqumica del agua

La ruptura termoqumica del agua es la conversin de agua en hidrgeno y oxgeno a travs de una serie de reacciones qumicas controladas. Estos ciclos son conocidos desde hace 35 aos. Ha sido extensamente estudiado en los aos 70 y 80, pero ha tenido poco inters en los ltimos diez aos.

Estos ciclos tienen un bajo coste y un alto rendimiento y estn siendo desarrolladas comercialmente.

HIDRGENO A PARTIR DE BIOMASA

En el proceso de conversin de biomasa, el hidrgeno se produce de manera similar que a partir de carbn por gasificacin. No existen plantas comerciales que produzcan hidrgeno a partir de biomasa. Actualmente, las vas seguidas son la gasificacin por vapor (directa o indirecta) y otros conceptos avanzados como la gasificacin con agua supercrtica, aplicaciones de ciclos termoqumicos y la conversin de intermedios. Se esta trabajando en estos conceptos, no se han demostrado.

La gasificacin de la biomasa es un rea que se encuentra entre la produccin de hidrgeno y la obtencin de biocombustibles. La gasificacin y la pirlisis estn consideradas como las tecnologas ms prometedoras para la comercializacin de la produccin de hidrgeno a partir de biomasa a medio plazo.

Las reservas de biomasa son productos no refinados con una calidad inconsistente y con un pobre control de calidad. Los mtodos de produccin varan segn el tipo, localizacin o variaciones climticas. Los combustibles inadecuados han contribuido a las dificultades en el desarrollo tecnolgico, como tener poca homogeneidad y baja calidad, ya que se necesita un sistema de conversin ms sofisticado. Hay una necesidad de preparar el combustible para que tenga una mayor calidad y consistencia. Los sistemas a gran escala pueden utilizar combustibles ms baratos y de peor calidad, mientras que los sistemas ms pequeos necesitan un mejor combustible.

Se necesita varios estudios para mejorar la economa de los procesos de produccin y la forma de obtener la biomasa:

Preparacin de la alimentacin e identificar las caractersticas de las fuentes que permitir la tecnologa a estudiar.

Gasificacin de la biomasa: esto no es especfico para el hidrgeno pero sirve para la biomasa en general y las energas renovables. manejo del gas sin refinar y limpieza

Se puede investigar la relacin entre la escala de produccin y la calidad de del combustible.

PRODUCCIN CENTRALIZADA DE HIDRGENO

La produccin industrial a gran escala de hidrgeno a partir de recursos de energa fsil es una tecnologa comercial para propsitos industriales, pero an sin utilidades. El potencial de la produccin a gran escala es que tiene un relativo bajo coste por unidad, no obstante, las de tamao mediano pueden reducir sus costes hacia las de gran tamao. Las opciones de captura y almacenamiento de CO2 no estn tcnica y comercialmente desarrolladas. Es importante reducir el coste, incrementar la eficiencia de la planta y flexibilidad de las operaciones.

Se necesita investigacin y desarrollo para la purificacin de hidrgeno y la separacin de gases. Esto implica el desarrollo de la catlisis, adsorcin de materiales y membranas de separacin de gases para la purificacin de hidrgeno. El hidrgeno y la energa pueden ser producidos en plantas con ciclos combinados de gasificacin. Estas plantas son la solucin ms avanzada y eficaz, donde se elimina el carbn del combustible y el hidrgeno se produce en un proceso de pre-combustin.

La produccin centralizada de hidrgeno requiere una gran demanda del mercado, as como la construccin de una nueva transmisin de hidrgeno e infraestructura de distribucin.

PRODUCCIN DISTRIBUIDA DE HIDRGENO O DESCENTRALIZADA

La produccin distribuida de hidrgeno se basa en la electrolisis del agua y en el proceso del gas natural. El beneficio puede ser que se reduce la necesidad de transportar hidrgeno combustible y de la construccin de nuevas infraestructuras. La produccin distribuida puede utilizar las infraestructuras existentes como la de gas natural o agua y energa elctrica. El coste de produccin es mayor para una pequea capacidad y la eficacia es probablemente menor que para las plantas centralizadas

Algunas de las lagunas de la tesis son desafiadoras y requieren ms esfuerzo de los reveladores y de los surtidores de la tecnologa. Los logros de la tecnologa en los tres aos pasados han sido notables y las lagunas de la tecnologa se han reducido perceptiblemente. La compacticidad (es decir rea y altura) es un requisito de mercado importante. Los surtidores han reducido perceptiblemente el rea y la altura. El sistema ptimo para el futuro sera un sistema subterrneo que requiere un espacio de 10x3x3 metros para una capacidad de 500 - 700 Nm3/hora. La meta est dentro de alcance con un cierto esfuerzo adicional de investigacin y desarrollo. Sin embargo, el espacio requerido por la produccin del hidrgeno es una desventaja para la tecnologa en comparacin con el convencional sistema para gasolina/diesel o el hidrgeno .El rea y la visibilidad de reduccin al mnimo ha sido una prioridad importante de la investigacin y desarrollo. Tambin, los cdigos y los estndares para la produccin y el almacenaje del hidrgeno necesitarn ser revisados para permitir el uso de espacios incluidos o subterrneos, por lo menos en algunos pases.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se ha proporcionado una descripcin del desarrollo potencial de la produccin del hidrgeno a partir de combustibles fsiles y de la ruptura del agua, as como las lagunas restantes de la investigacin y desarrollo que deben ser superados. Para todos los procesos de produccin del hidrgeno, hay una necesidad de la mejora significativa en eficacias de la planta, de costes de capital reducidos y de una fiabilidad mayor y de la flexibilidad de funcionamiento. El objetivo comercial del coste para la produccin del hidrgeno es 0,30 USD/kg H2, correspondiendo a un coste de la energa para la gasolina de 2,5 USD/GJ en un mercado competitivo. La produccin distribuida del hidrgeno basada en reformar es a menudo competitiva con electrlisis, como el reformar cuesta 16-29 USD/GJ y la electrlisis cuesta 20-40 USD/GJ, dependiendo de la inversin y de costes energticos. En las plantas de produccin a gran escala basadas en el gas natural, el coste de produccin es 5-8 USD/GJ. La produccin distribuida del hidrgeno puede ser competitiva con el hidrgeno centralmente producido, dependiendo de la distancia del transporte. Por ejemplo, el transporte del gas de hidrgeno comprimido para 100 millas agregar 15-20 USD/GJ al coste.

A corto plazo, la electrlisis del agua y los reformados a pequea escala de gas natural son convenientes. La electrlisis del agua es una tecnologa probada que se puede utilizar para el sector de transporte. Muchos equipos de reformado a pequea escala de gas natural se estn probando en proyectos de demostracin.

A medio y largo plazo, la produccin del hidrgeno basada en la produccin centralizada del combustible fsil con captura del CO2 y el almacenaje son factibles. La captura y el almacenaje del CO2 no est hoy todava tcnica y comercialmente probado y requiere un desarrollo adicional en procesos de absorcin/separacin.

Los otros mtodos para la produccin del hidrgeno son para un futuro ms lejano.

ALMACENAJE DE HIDRGENO

INTRODUCCIN

El objetivo principal es proveer de una descripcin de las tres formas principales de almacenaje del hidrgeno (gas, lquido, y slido), concentrando la atencin en las lagunas que quedan por resolver y las lneas investigacin y desarrollo que se estn llevando a cabo. La figura siguiente compara la densidad volumtrica y gravimtrica del H2 de algunas de las opciones del almacenaje ms comn, y demuestra claramente el potencial terico de las densidades volumtricas bajas para los sistemas de estado slido del almacenaje.

Sin embargo, hay requisitos futuros del sistema que necesitan ser satisfechos. La tabla siguiente muestra el sistema de almacenaje prctico y los objetivos medios para clulas de combustible determinados por Estados Unidos, Japn y la IEA.

La tabla siguiente muestra los ms probables mtodos de almacenaje hoy en da.

El cuadro siguiente muestra un ejemplo de un vehculo con sistema de clula de hidrgeno combustible usando una cierta forma de almacenaje de hidruro. Es importante observar que todos los sistemas del almacenaje H2, excepto sistemas gaseosos, requieren un cambiador de calor. En general, el calor se debe agregar durante la descarga y quitar durante la recarga. En sistemas prcticos, el calor perdido por la clula o por el motor de combustin interna debe ser utilizado. Por lo tanto, la tecnologa de la propulsin dicta la temperatura requerida de la descarga del medio de almacenaje del hidrgeno (ejemplo: 80 C aproximadamente para las clulas del combustible del PEM). Un desafo es la capacidad de recargar el sistema en 3 minutos.

HIDRGENO GASEOSO

El mtodo ms comn de almacenar hidrgeno en forma gaseosa est en los tanques de acero, aunque los tanques de composicin ligera diseados para aguantar presiones ms altas tambin estn llegando a ser ms y ms comunes. Cryogas, hidrgeno gaseoso refrescado a las temperaturas criognicas, es otra alternativa que se puede utilizar para aumentar la densidad de energa volumtrica del hidrgeno gaseoso. Otro nuevo mtodo para almacenar el gas de hidrgeno a altas presiones es utilizar las microesferas de cristal. Los dos apartados siguientes proporcionan detalles de dos de los mtodos ms prometedores para almacenar hidrgeno gaseoso a alta presin: tanque compuesto y microesferas de cristal.

Tanque compuesto

Hay muchas ventajas en la utilizacin del tanque compuesto. Su bajo peso lo hace adecuado y est comercialmente disponible, bien diseado y probado. Soportan presiones de 350-700 bares. El tanque compuesto no requiere de intercambiadores de calor internos y pueden utilizarse para cryogas. Sus principales desventajas son que se necesita un gran volumen, que su forma cilndrica hace que sea complicado el almacenaje en el espacio disponible, su alto coste y la energa que se necesita para obtener las altas presiones. Todava hay unas cuestiones de seguridad que no se han resuelto. Se necesita investigaciones y desarrollo para resolver las siguientes cuestiones:

1. Investigacin sobre la fragilidad de los materiales.2. Desarrollo de materiales ms fuertes y de bajo coste de construccin, especialmente fibras de carbono.

3. Desarrollo de la eficacia y limpieza de compresores de 1000 bares

4. La consideracin de los compresores tipo hidruro que utilizan el exceso de calor o la energa solar.

5. Desarrollo de las tcnicas que recuperan la energa de la compresin durante la operacin del vehculo.

Microesferas de cristal

El concepto bsico de cmo las microesferas de cristal se pueden utilizar para almacenar el gas de hidrgeno en un vehculo se puede describir por tres pasos: carga, relleno y descarga. Primero, las esferas de cristal huecas se llenan de H2 a alta presin (350-700 bares) y a alta temperatura (300C) por la impregnacin en un recipiente de alta presin. Despus, las microesferas se enfran a la temperatura ambiente y se transfieren al tanque de baja presin del vehculo. Finalmente, las microesferas se calientan a 200-300 C para el lanzamiento controlado de H2 para el funcionamiento del vehculo.

El problema principal con las microesferas de cristal es la densidad volumtrica intrnsecamente baja que puede ser alcanzada y la alta presin requerida para llenarlas. Las microesferas de cristal dejan escapar lentamente el hidrgeno a la temperatura ambiente. Otro inconveniente prctico es que hay demasiado tiempo muerto al completar el ciclo. El inconveniente operacional principal es la necesidad de aadir calor a temperaturas ms altas que las que la disponible por la clula de combustible del PEM (70-80C).La alta temperatura requerida (300C) tambin hace difcil la rpida respuesta-control. Sin embargo, existen algunas ventajas claras. Las microesferas de cristal tienen el potencial de ser intrnsecamente seguras y almacenan H2 a una presin relativamente baja. Esto permite costes bajos del envase. La ventaja tcnica significativa es la densidad demostrada del almacenaje de 5,4 % peso H2.La investigacin y desarrollo es necesaria para reducir las temperaturas de la liberacin H2 a menos de 100 C para las microesferas. Los estudios generales en infraestructura y coste tambin se necesitan, adems de tareas ms especficas de investigacin y desarrollo:

1. Desarrollo de cristales ms fuertes

2. Desarrollo de tcnicas especficas que disminuyan el coste de produccin

3. Desarrollo de tcnicas para mejorar la permeabilidad del hidrgeno

4. Desarrollo de tcnicas de control de permeabilidad por mtodos no trmicos

HIDRGENO LQUIDO

La forma ms comn de almacenar hidrgeno lquido es enfriar hasta temperaturas criognicas (-253 C). Otra opcin es almacenar hidrgeno como constituyente en otros lquidos, como en una solucin de NaBH4, amoniaco o lquidos orgnicos recargables

Hidrgeno Lquido Criognico

Se suele expresar mediante LH2. Este producto tiene una mayor densidad energtica que cuando se obtiene comprimiendo el gas, no obstante, hay que recalcar que aproximadamente el 30-40 % de la energa se pierde en la produccin. La opinin general sobre el hidrgeno lquido es que no presenta garantas de seguridad y que se necesitan equipos muy avanzados tecnolgicamente para su aprovechamiento. La principal ventaja que presenta es que se puede conseguir una alta densidad de almacenamiento a presiones relativamente bajas. Se ha probado su utilizacin comercial como combustible en vehculos, y en el futuro tambin se puede utilizar como combustible de aviones.

Las principales investigaciones que se estn llevando a cabo en este apartado son:

1. Desarrollar procesos de licuefaccin ms eficientes.

2. Disminuir el coste de los contenedores.

Soluciones de NaBH4

Estas soluciones pueden utilizarse como medio para almacenar hidrgeno lquido. La reaccin cataltica de hidrlisis es:

La principal ventaja que tiene este mtodo es que permite controlar la generacin de H2. La desventaja es que en la reaccin se produce NaBO2 que se debe regenerar a NaBH4. El uso de estas soluciones en los vehculos de momento no es viable debido a su elevado coste, ya que se debe reducir el coste de la regeneracin. No obstante, hay algunas compaas estadounidenses y japonesas que la estn estudiando.

Lquidos Orgnicos RecargablesAlgunos lquidos orgnicos pueden ser utilizados de forma indirecta para almacenar hidrgeno en forma lquida. El proceso se realiza siguiendo los tres pasos que se detallan a continuacin: primero, el lquido orgnico se deshidrogeniza para producir H2. Segundo, el producto deshidrogenado es transportado hasta la planta central de procesos, mientras que simultneamente se recircula el tanque con un lquido nuevo rico en hidrgeno. Finalmente el lquido agotado en hidrgeno necesita rehidrogenarse, volviendo a la composicin inicial.Un ejemplo de la reaccin que se produce es el siguiente:

En general, de estos mtodos que hemos visto para almacenar el hidrgeno en forma lquida se pueden extraer una serie de conclusiones. El transporte y el manejo del hidrgeno lquido incluye el transporte de sustancias txicas peligrosas y de temperaturas extremas, lo que requiere de una infraestructura industrial segura y bien organizada, que ayude adems a disminuir los costes de produccin. El LH2 se puede utilizar como combustible para la aviacin, mientras que los otros dos tipos pueden suplir la demanda para el transporte terrestre.

HIDRGENO SLIDO

Almacenar hidrgeno en materiales slidos se presenta como una forma segura y eficiente de almacenar energa. Hay cuatro grupos de materiales: carbn y otros materiales de gran rea superficial, hidruros qumicamente reactivos con agua, hidruros termoqumicos y hidruros recargables.

Carbn y otros materiales de gran rea superficial

Los materiales basados en carbn han recibido una gran atencin en la comunidad cientfica y en la opinin pblica en la ltima dcada. El consenso general es que la gran capacidad de almacenamiento de hidrgeno que se crea es imposible y que se debe a errores en las medidas. La adsorcin de hidrgeno puro molecular ha sido demostrada, pero slo es posible a temperaturas criognicas, y se necesitan carbones de gran rea superficial. Esto, unido a la necesidad de utilizar temperaturas muy altas hace que el almacenamiento de hidrgeno en materiales con base carbn sea cuestionable, por lo que se est planteando suspender las investigaciones en esta direccin.

Otros materiales de gran rea superficialLos ejemplos ms representativos de estos materiales son:

1. Zeolitas: aluminosilicatos complejos de gran rea superficial. La ciencia para capturar gases que contienen H2 es bien conocida.

2. MOFs: estructuras de xidos de cinc con anillos bencnicos. Esto materiales tienen un rea superficial extremadamente grande, son muy verstiles y permiten modificaciones estructurales.

Hidruros recargables

En el esquema anterior vemos el proceso de adsorcin del hidrogeno por parte del hidruro metlico. Tal como vemos, el hidrgeno queda adsorbido en la superficie del hidruro metlico, pudiendo as almacenarse.

Hidruros qumicos (reactivos con H2o)

Los hidruros qumicos pueden ser tratados en forma semi-lquida, como un barro de aceite mineral. De esta forma se pueden bombear y tratar de forma segura. La inyeccin controlada de H2O se utiliza para generar hidrgeno mediante reacciones de hidrlisis. La liberacin de H2 es exotrmica por lo que no requiere un gasto de calor.

Algunas reacciones caractersticas de este proceso son las siguientes:

Hidruros qumicos (trmicos)Los boruros de amonio es otro grupo de hidruros trmicos que se puede utilizar para almacenar hidrgeno en estado slido.

Los resultados preliminares demuestran que NH4BH4 puede ser descompuesto trmicamente en 4 pasos con obtencin de H2. Sin embargo, la reaccin no es reversible y se necesita regeneracin.

COMPARACIN DE LOS TRES MTODOS

La comparacin entre los tres mtodos de almacenar hidrgeno sugiere que las ventajas del hidrgeno en estado slido son:

Menor volumen

Menor presin

Mayor pureza de H2.

El gas comprimido y el lquido son las dos formas comercialmente ms viables, pero se deben desarrollar los sistemas de almacenaje para que la relacin coste-eficiencia sea mejor. Se deben tener en cuenta tambin las cuestiones de seguridad para todos los sistemas.

INGENIERA EN PROCESOS BIOTECNOLGICOSHOJA DE ASIGNATURA CON DESGLOSE DE UNIDADES TEMTICAS

1. Nombre de la asignaturaDiseo de plantas de alimentos

2. CompetenciasDisear y desarrollar productos y procesos alimentarios a travs de metodologas de investigacin y tcnicas de escalamiento, para aprovechar los recursos disponibles impulsando el desarrollo de la regin.

3. CuatrimestreCuarto

4. Horas Prcticas50

5. Horas Tericas40

6. Horas Totales90

7. Horas Totales por Semana Cuatrimestre6

8. Objetivo de la AsignaturaEl alumno disear plantas alimentarias de acuerdo al proceso de produccin a travs de la planeacin y ejecucin para su optimizacin y posterior escalamiento.

Unidades TemticasHoras

PrcticasTericasTotales

I. Servicios auxiliares para las plantas alimentarias12820

II. Electricidad111223

III. Estudio tcnico272047

Totales504090

DISEO DE PLANTAS DE ALIMENTOSUNIDADES TEMTICAS

1. Unidad TemticaI.- Servicios auxiliares para las plantas alimentarias

2. Horas Prcticas12

3. Horas Tericas8

4. Horas Totales20

5. ObjetivoEl alumno determinar los servicios auxiliares de acuerdo a la capacidad instalada y al tipo de proceso para la instalacin de una planta alimentaria.

TemasSaberSaber hacerSer

Agua y vaporIdentificar equipos y accesorios que requieren agua y vapor.

Identificar los parmetros de calidad de los servicios de acuerdo al equipo requerida para el proceso identificar simbologa de tuberas, maquinaria y equipo en base a norma vigente.

Identificar la normatividad de seguridad industrial aplicable para la instalacin de equipos.

Calcular los costos y necesidades de agua y vapor.

Realizar los diagramas isomtricos.Interpretar los planos de estos servicios.Analtico

Responsable

Honesto

Eficiencia

Gas y gases especialesIdentificar equipos y accesorios que requieren gas y gases especiales.

Identificar los parmetros de calidad de los servicios de acuerdo al equipo.

Identificar simbologa de tuberas, maquinaria y equipo en base a norma vigente.

Identificar la normatividad de seguridad industrial aplicable para la instalacin de equipos. Calcular los costos y necesidades de gas y gases especiales.

Realizar los diagramas isomtricos.Interpretar los planos de estos servicios

Analtico

Responsable

Honesto

Eficiencia

Aire y vacoIdentificar equipos y accesorios que requieren aire y vaco.

Identificar los parmetros de calidad de los servicios de acuerdo al equipo.

Identificar simbologa de tuberas, maquinaria y equipo en base a norma vigente.

Identificar la normatividad de seguridad industrial aplicable para la instalacin de equipos. Calcular los costos y necesidades de aire y vaco.

Realizar los diagramas isomtricos.Interpretar los planos de estos serviciosAnaltico

Responsable

Honesto

Eficiencia

DISEO DE PLANTAS DE ALIMENTOSProceso de evaluacin

Resultado de aprendizajeSecuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de reactivos

Seleccionar los servicios auxiliares que requiere la instalacin de una planta alimentaria de acuerdo al tipo de proceso y capacidad instalada.1. Identificar los servicios auxiliares y sus caractersticas2. Analizar los servicios auxiliares en diferentes procesos alimentarios.

3. Determinar los servicios auxiliares requeridos en el proceso alimentarioEjercicios prcticos

Lista de verificacin

DISEO DE PLANTAS DE ALIMENTOSProceso enseanza aprendizaje

Mtodos y tcnicas de enseanzaMedios y materiales didcticos

Aprendizaje situado.

Aprendizaje basado en proyectosMdulos didcticos de simulacinPlantas pilotosVisitas empresariales

Manuales de operacinNormatividad de seguridad industrialSoftware de simulacin de procesos y para dibujo de diagramas

ComputadoraInternet

Can

Espacio Formativo

AulaLaboratorio / TallerEmpresa

X

DISEO DE PLANTAS DE ALIMENTOSUNIDADES TEMTICAS

1. Unidad TemticaII. Electricidad

2. Horas Prcticas11

3. Horas Tericas12

4. Horas Totales23

5. ObjetivoEl alumno determinar el costo de energa elctrica, voltaje, amperaje, calibre de cables y alambres en equipos de la industria alimentaria para la operacin de motores y bombas.


Ley de OHMDefinir voltaje, amperaje y resistencia

Identificar las caractersticas y aplicaciones de multmetroMedir voltaje y amperaje en equipos de plantas de alimentosConfiabilidad

Eficiencia

Responsabilidad

Metdico

Cables y alambresIdentificar los tipos de calibres de cables y alambres

Identificar las especificaciones y normatividad vigente

Determinar los calibres de cables y alambres requeridos en el diseo de una planta de alimentosConfiabilidad

Eficiencia

Responsabilidad

Metdico

Potencia y clculo de centro de cargaIdentificar potencia y las diferentes caractersticas de bombas y motores de los procesos de las plantas de alimentosDeterminar costos de energa elctrica en equipos de la industria alimentaria

Determinar requerimientos de instalacin de motores y bombas, yCalcular el centro de carga elctrica

Confiabilidad

Analtico

Eficiencia

Responsabilidad

Metdico

Creativo

DISEO DE PLANTAS DE ALIMENTOSProceso de evaluacin


Determinar las caractersticas elctricas para operar los motores y bombas de la industria alimentaria verificando que cumpla con las especificaciones y normas elctricas

1.-Identificar los conceptos bsicos de electricidad

2.- Comprender el proceso de medicin para determinar las diferentes variables elctricas

3.- Determinar el calibre de cables y/o alambres que requieren los diferentes tipos de bombas y motores

4.- Comprender el procedimiento para instalar bombas y/o motores para la industria alimentariaEjercicios prcticos

Lista de verificacin

DISEO DE PLANTAS DE ALIMENTOSProceso enseanza aprendizaje


Prctica demostrativa.

Laboratorio dirigido.

Descubrimiento dirigidoMultmetroMotores

Bombas

Tablas de calibres de cables y alambresTablas de costosInternetCanLaptopNormas de electricidad

Espacio Formativo


X

DISEO DE PLANTAS DE ALIMENTOS

UNIDADES TEMTICAS

1.Unidad TemticaIII. Estudio tcnico

2.Horas Prcticas27

3.Horas Tericas20

4.Horas Totales47

5.ObjetivoEl alumno formular el estudio tcnico de una planta alimentaria en base a la metodologa aplicable para determinar la factibilidad tcnica del proceso


Componentes del estudio tcnicoReconocer los componentes del estudio tcnicoIdentificar los componentes del estudio tcnico

Analtico

Responsable

Capacidad de sntesis

Tamao de plantaIdentificar los factores que influyen para determinar el tamao de una planta

Describir los factores para el clculo de la capacidad instalada

Establecer el tamao de plantaAnaltico

Responsable


Toma de decisiones

Creatividad

Liderazgo

Localizacin de plantaIdentificar los factores que influyen en la localizacin de planta seleccionar la macro y micro localizacin de la planta

Reconocer las normas de uso de suelo, agua e impacto ambiental

Determinar la macro y microlocalizacin de plantaAnaltico

Responsable


Toma de decisiones

Creatividad

Liderazgo

Ingeniera de plantaIdentificar los componentes de la ingeniera de planta

Identificar las caractersticas del producto

Definir el proceso

Identificar las opciones tecnolgicas

Identificar las tcnicas para la distribucin de planta

Identificar la mano de obra requerida

Reconocer la normatividad aplicable a la distribucin de plantas y seguridad industrial

Elaborar ficha tcnica del proceso

Elaborar diagrama de bloques y flujo

Elaborar ficha tcnica de maquinaria y equipo

Elaborar ficha tcnica de necesidades de servicios auxiliares

Elaborar un plano de distribucin de planta y serviciosAnaltico

Responsable


Toma de decisiones

Creatividad


Proceso de evaluacin


Elaborar un estudio tcnico mediante la definicin de sus componentes para la instalacin de una planta alimentaria, que incluya:

Componentes de la ingeniera de planta, caractersticas del producto, proceso, opciones tecnolgicas, tcnicas para la distribucin de planta, mano de obra requerida, normatividad aplicable a la distribucin de plantas y seguridad industrial.

1. Identificar los componentes del estudio tcnico.

2. Analizar los componentes del estudio tcnico.

3. Desarrollar el estudio tcnico.ProyectoReporte del proceso y lista de verificacin


Proceso enseanza aprendizaje


Anlisis de casosAprendizaje basado en proyectosDiscusin en grupo, libre/abierta guiadoComputadoraFlexmetroGPSProgramas de diseoImpresoraCalculadora

Normatividad vigentePloterReglamento federal de seguridad, higiene y medio ambiente de trabajoCmara fotogrfica

Manejo de base de datos estadsticos (INEGI, SSA)

Internet

Espacio Formativo


X


CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA

CapacidadCriterios de Desempeo

Realizar el estudio tcnico del proyecto mediante la aplicacin de la metodologa que corresponda para determinar la viabilidad tcnica del proyecto a travs del anlisis del proceso.Elabora un documento que incluya:- el diagnstico regional - identificacin de recursos alimentarios disponibles - macrolocalizacin, - microlocalizacin, - distribucin de planta, - descripcin del proceso, - materias primas e insumos, - servicios.

Elaborar el programa de produccin con base a la capacidad instalada de la planta mediante la proyeccin de ventas para satisfacer la demanda del mercado.Elabora un informe de la proyeccin de la produccin anual (con desglose mensual), que incluya volumen de produccin, insumos requeridos, personal, capacidad de proceso.

Seleccionar el proceso de produccin de acuerdo a las caractersticas del producto requeridas por el cliente, la normatividad y los estndares de calidad para cumplir con las necesidades del mercado.Realiza un reporte que incluya: el diagrama de proceso y el equipo a utilizar, volumen de produccin, caractersticas de las materias primas y producto terminado, normas aplicables, parmetros a controlar en el proceso, tomando en cuenta la disponibilidad de recursos.

Realizar el escalamiento de procesos en plantas de alimentos mediante la aplicacin del estudio tcnico ingenieril para establecer la produccin a nivel industrial.Realiza un estudio que incluya: memoria de clculo del proceso de produccin (formulacin, especificaciones tcnicas del equipo, operaciones unitarias del proceso). Diagrama de proceso. Presentar en forma oral y escrita.

Determinar costos de produccin para evaluar la rentabilidad de la empresa alimentaria a travs de estudios econmicos financieros.

Elabora proyecto de costos de produccin de los productos procesados, considerando: el volumen de produccin, materia prima, mano de obra, depreciacin, servicios, mantenimiento, mermas y gastos administrativos.

Supervisar el proceso de la produccin de alimentos para la toma de decisiones, garantizando el cumplimiento de los parmetros de control mediante la comparacin de los estndares establecidos.Elabora un informe de los resultados de la verificacin que incluya: El formato de verificacin (check list).Comparacin de resultados contra parmetros establecidos.Observaciones generales del proceso.Acciones a realizar con base al desarrollo del proceso.


FUENTES BIBLIOGRFICAS

AutorAoTtulo del DocumentoCiudadPasEditorial

Vanaclocha, C.A.(2005)Diseo de industrias agroalimentarias

ZaragozaEspaaAcribia

Lunas L.(2008)Instalaciones elctricas de baja tensin en el sector agrario y agroalimentario

MadridEspaaMundi Prensa

Trueba, I.(1995)Proyectos empresariales, formulacin y evaluacin


Bartholomai, A.(1991)Fbricas de alimentos: Procesos, equipamiento, costos


Tscheuschner, H.D.(2001)Fundamentos de tecnologa de los alimentos


Alcaraz, R.(2000)Emprendedor de xitoMxicoMxicoMc.Graw Hill Mxico

Baca,U.G.(2008)Formulacin y evaluacin de proyectos

MxicoMxicoMc.Graw Hill Mxico

Ramrez, P.J.(2001)Introduccin a la formulacin y evaluacin de proyectos

MxicoMxicoFondo educativo panamericano

Garca-Vaquero, V. Ayuga T.F.(1993)Diseo y construccin de empresas agroalimentarias


Perry, R.H., Green, D.W., Maloney, J.O.,(1992)Manual del ingeniero qumicoMxicoMxicoMc. Graw Hill Mxico

Captulo 6.6

Eliminacin en vertederos

IV. Comentarios sobre este captulo

Los vertederos resultan el mtodo de recogida de residuos ms comnmente usado en la mayora de pases para la mayor parte de tipos de residuos y constituyen un requisito fundamental en todos los pases y todas las situaciones. Por lo cual este captulo es ms extenso que otros de este manual.

Como consecuencia de los serios problemas medioambientales asociados a los vertederos abandonados y los elevados costos en medidas de limpieza para tratar las plantas contaminadas, muchos pases han introducido el concepto de vertedero estructurado, donde los residuos son transportados a vertederos escogidos sobre la base de sus capacidades de contencin.

La contencin puede ser natural. O bien puede ser reforzada, o proporcionada directamente por revestimientos. El objetivo general de la estructura de ingeniera es asegurar en lo posible el aislamiento de los residuos con respecto al medio ambiente.

El vertedero es considerado un recurso final, a ser usado para la eliminacin slo despus de haber hecho todos los esfuerzos posibles para evitar o reducir los riesgos planteados por los residuos. La agenda 21 (Captulo 20) estipula que la prevencin de la generacin de residuos peligrosos y la rehabilitacin de plantas contaminadas, son los elementos clave de una correcta gestin sostenible . Ambas actividades requieren de personal experimentado, instalaciones, recursos financieros y capacidades tcnicas.

Muchos pases que comienzan a poner en prctica un programa de gestin de residuos peligrosos, se enfrentan a la existencia de vertederos incontrolados. All donde estas plantas siguen funcionando, es importante establecer medidas correctoras y mejoras inmediatas. Al mismo tiempo, las estrategias de gestin de residuos deberan estar basadas en el concepto de garantizar la seguridad a largo plazo, en vez del oportuno corto plazo. Este ltimo es inadecuado en lo que concierne a los vertederos de residuos peligrosos.

V. Lista de diapositivas

Diapositiva 1

Ttulo del capitulo

Diapositiva 2

Estructura del captulo

Diapositiva 3

Introduccin: Estado actual de los vertederos

Diapositiva 4

Riesgos de los vertederos incontrolados

Diapositiva 5

Disminucin del riesgo

Diapositiva 6

Vertedero incontrolado: corrimiento de tierras

Diapositiva 7

Necesidad de establecer normas

Diapositiva 8

Seccin A Principios clave de un vertedero

Diapositiva 9

Etapas en la mejora de los vertederos

Diapositiva 10 Componentes del funcionamiento de un vertedero adecuadamente gestionado

Diapositiva 11 Eleccin de la planta

Diapositiva 12 Mejora de los vertederos municipales: consideraciones de la planta

Diapositiva 13 Emplazamiento de un vertedero: ejemplo

Diapositiva 14 Diseo de la planta - sistemas de revestimiento

Diapositiva 15 Diseo de la planta - materiales de revestimiento

Diapositiva 16 Corte transversal de un sistema de revestimiento de capas mltiple

Diapositiva 17 Diseo de la planta - control de los lixiviados

Diapositiva 18 Diseo de la planta - gestin del gas del vertedero

Diapositiva 19 Preparacin de la planta

Diapositiva 20 Funcionamiento de la planta

Diapositiva 21 Estructura de las celdas

Diapositiva 22 Compactacin de residuos

Diapositiva 23 Objetivo de la cubierta

Diapositiva 24 Cubierta final

Diapositiva 25 Corte transversal de un vertedero completo

Diapositiva 26 Seccin B Tratamiento de residuos industriales en vertederos municipales como una solucin provisional - la co-eliminacin

Diapositiva 27 Requisitos bsicos para la co-eliminacin

Diapositiva 28 Pruebas y mantenimiento de registros

Diapositiva 29 Compatibilidad de los residuos peligrosos

Diapositiva 30 Co-eliminacin

Diapositiva 31 Co-eliminacin - consideraciones y estado

Diapositiva 32 Residuos adecuados para la co-eliminacin

Diapositiva 33 Co-eliminacin - concentraciones mximas

Diapositiva 34 Componentes de una operacin de co-eliminacin correctamente gestionada

Diapositiva 35 Infraestructura de la planta de co-eliminacin 1

Diapositiva 36 Infraestructura de la planta de co-eliminacin 2

Diapositiva 37

Colocacin de los residuos peligrosos- aspectos prcticos

Diapositiva 38

Caso de estudio de co-eliminacin - residuos de asbesto

Diapositiva 39 Seccin C Vertederos diseados especficamente para residuos industriales

Diapositiva 40 Opcin 1: eliminacin de diversos residuos

Diapositiva 41 Residuos adecuados para la eliminacin en plantas de eliminacin de diversos residuos

Diapositiva 42 Diseo de una planta de eliminacin de diversos residuos

Diapositiva 43 Funcionamiento de una planta de eliminacin de diversos residuos

Diapositiva 44 Seccin de una planta de eliminacin de diversos residuos

Diapositiva 45 Opcin 2: Vertedero seguro de residuos estabilizados

Diapositiva 46 Principios bsicos de un vertedero seguro de residuos estabilizados

Diapositiva 47 Adaptacin de un vertedero seguro de residuos estabilizados

Diapositiva 48 Opcin 3: El ltimo vertedero

Diapositiva 49 Resumen

VI. Comentarios de fondo

1 La eliminacin en vertederos incluye varias opciones incluyendo el propio vertedero, la extensin sobre el suelo (consultar el Captulo 6.3 Tratamiento Biolgico) la inyeccin subterrnea y el almacenaje en minas profundas (consultar el Captulo 6.4 Estabilizacin y solidificacin). Este captulo analiza los distintos mtodos de eliminacin a vertedero de los residuos peligrosos. Los vertederos constituyen una parte inevitable de un sistema de gestin de residuos peligrosos en cualquier pas.

2 Cada pas tiene prioridades, restricciones y razones diferentes. Una de las principales razones para realizar un cambio en las economas en vas de desarrollo puede ser la salud pblica y las preocupaciones medioambientales.

3 Las practicas de los vertederos modernos se ven restringidas en algunas economas en vas de desarrollo por la carencia de recursos, tanto econmicos como humanos. El diseo, la construccin y el funcionamiento de un vertedero de alto nivel requieren una serie de habilidades, personal calificado y financiamiento adecuado.

4 Es importante adoptar mtodos de tratamiento y eliminacin adecuados a las circunstancias locales, y reconocer la necesidad de la salud como objetivo . La accesibilidad financiera y los aspectos prcticos deben ser considerados y para muchos pases, los vertederos ofrecen la mejor solucin para muchos residuos peligrosos tambin debido a su flexibilidad y simplicidad relativa.

5 La transformacin de los vertederos incontrolados en plantas estructuradas es un paso importante hacia la consecucin de un sistema eficaz de gestin de residuos peligrosos. No ser posible cumplir las normas bsicas medioambientales sin la existencia de tales plantas. Sin embargo, es importante sealar que los pases desarrollados han tardado muchos aos en establecer normas uniformes para los vertederos. A corto plazo, las economas en vas de desarrollo, pueden no contar con otra alternativa que la de depositar los residuos industriales y comerciales en plantas incontroladas.

6 Los vertederos tienen un ciclo de vida que se extiende desde la construccin y el diseo inicial, pasando por el periodo de relleno, hasta un perodo muy posterior al cierre. Deben tomarse todas las medidas que garanticen la no aparicin de problemas medioambientales en ninguna de estas etapas.

7 Si la contaminacin es resultado de una inadecuada gestin de las plantas de residuos peligrosos, el problema a solucionar es enorme. Por ejemplo, en EE. UU, se destina mayor capital a la limpieza de la contaminacin originada en el pasado, que a la eliminacin de residuos peligrosos actuales, debido a una desafortunada gestin anterior.

8 Esta situacin de plantas contaminadas y una reciente investigacin exhaustiva sobre los efectos de residir cerca de las instalaciones de residuos, han originado preguntas sobre los impactos medioambientales y de salud a largo plazo asociados a los vertederos. Por consiguiente, el emplazamiento de nuevos vertederos es cada vez ms difcil en cualquier pas.

9 Parte de esta oposicin puede ser persuadida mediante una adecuada construccin y seleccin de la planta, y por la participacin activa del pblico en el proceso de toma de decisiones. (Consultar el Captulo 2.4 La comunicacin pblica y la educacin) 10 Una vez construido, el funcionamiento del vertedero es un aspecto importante de su aceptacin por parte de los vecinos. Los regmenes de cubierta deberan cumplirse para evitar la aparicin de bichos, y mantener limpias las zanjas de drenaje y los residuos recogidos . Toda clase de medidas adecuadas de limpieza domstica tambin mejoran la eficacia de la planta.

11 El cierre de la planta y la vigilancia posterior al funcionamiento son importantes. Un adecuado funcionamiento y compactacin de los residuos durante su tratamiento contribuirn al cierre y la revegetacin de la planta una vez clausurada, y disminuirn el riesgo de problemas. La supervisin del gas y los lixiviados debe continuar vigente muchos aos despus de que la planta est completa, pero este aspecto

ser planeado en la etapa de diseo de la planta.

12 La futura utilizacin del suelo depende de una serie de factores, pero si se quiere usar para el cultivo deben realizarse pruebas previas que garanticen su conveniencia. Otros posibles usos incluyen zonas de recreo, silvicultura, desarrollo industrial y construccin.

VII. Fuentes de informacin adicional

Ball, JM Editor (1994) Requisitos mnimos para la eliminacin de residuos en vertederos Ministerio de Agua y Silvicultura, Sudfrica - Serie de Gestin de Residuos (disponible en www-dwaf.pwv.gov.za/documents/)

Batstone, R; Smith, JE y Wilson, DC Editors (1989) La eliminacin segura de residuos peligrosos: Las necesidades especiales y los problemas de los pases en vas de desarrolllo. Banco mundial, Washington, No 93 Informe tcnico vol 3 ISBN 0-8213-1144-1 (disponible en archivos de www.worldbank.org/publications/)

Dean, RB y Wilson, DC Editors (1990) Adaptacin de la gestin de residuos peligrosos a las necesidades de los pases en vas de desarrollo, Waste Management & Research Vol 8 No 2

De Bruin, T (1990) Co-eliminacin y encapsulacin Waste Management & Research Vol 8 No 2

Departamento de Medio Ambiente, Asuntos alimenticios y rurales (1997)

Co-eliminacin Informe 26F Gestin de residuos (disponible en www.hmso.gov.uk)

Fourie, HO Editor (1994) Requisitos mnimos para el tratamiento y la eliminacin de residuos Ministerio de Agua y Silvicultura, Sudfrica - Serie de Gestin de Residuos (disponible en www-dwaf.pwv.gov.za/documents/)

Guyer, Howard H (1998) Procesos industriales y gestin de corriente de residuos Wiley ISBN 0-4712-9984-7

LaGrega, MD; de Buckingham, PL; Evans, JC y Grupo ERM (1994) Gestin de Residuos Peligrosos McGraw Hill, Nueva York ISBN 0-07-019552-8

Rushbrook, P y Pugh, M (2000) Vertederos de residuos slidos - y pases con ingresos medios y bajos: gua tcnica para la planificacin, diseo y funcionamiento, Banco mundial, WHO y Agencia suiza para el Desarrollo y la Cooperacin ISBN 0-8213-4457-9

Savage, G; Diaz, L; Golueke, C; Martone, C & Ham, R (1998) Gua para la eliminacin de residuos en pases en vas de desarrollo econmico ISWA (disponible en www.iswa.org/bookshop/)

Sloan, WM (1993) Seleccin de plantas para nuevas instalaciones de gestin de residuos peligrosos WHO Serie Europea de Publicaciones Regionales No 46, Copenhague ISBN 9-2890-1309-5

Thurgood, M Editor (2000) Gua de los rganos con poder de decisin para vertederos de residuos slidos - Sumario, Banco Mundial WHO y Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperacin (disponible en [email protected])

UNEP (1994) Vertedero de Residuos Peligrosos - manual Informe tcnico No 17 UNEP Centro de Actividad de Programas de Medio Ambiente e Industria y Unidad de Educacin y Formacin Medioambiental, Pars ISBN 92-807-1311-6

USEPA (1989) Requisitos para el diseo, construccin y cierre de vertederos de residuos peligrosos Centro de Investigacin Medioambiental EPA 625/4-89/022

Banco mundial (1991) Bibliografa de Evaluacin Medioambiental Vol 1 Banco mundial No 139 Informe tcnico ISBN 0-8213-1843-8

IMPACTO AMBIENTAL DE LA EXPLOTACION PETROLERA EN AMERICA LATINA

OILWATCH

La actividad petrolera es una de las industrias que ms impactos ambientales genera a nivel local y global. Las distintas fases de la explotacin petrolera genera destruccin de la biodiversidad y del ambiente en general. Por otro lado, la quema de combustibles fsiles constituye la principal causante del calentamiento global.

Los impactos en las poblaciones locales que viven alrededor de la infraestructura petrolera, se evidencian aun antes de que se inicie cualquier operacin. Cientos de comunidades han sido desplazadas alrededor del mundo para dar paso a la industria petrolera, y cuando la gente tiene que convivir con esta industria, enfrenta serios problemas de salud, de prdida cultural y de violencia.

Muchas guerras han tenido su origen en la lucha por el control de reservas petroleras, y varios estados han sido desestabilizados para favorecer a esta industria.

A pesar de la importancia que tienen las regiones tropicales para la estabilidad del clima mundial, de la importantsima biodiversidad que albergan, y de ser el hogar de cientos de pueblos indgenas y comunidades ancestrales, la industria petrolera ve en estas regiones como una frontera para ampliar su negocio. De acuerdo a percepciones de la industria, es muy barato explotar petrleo en zonas tales como la Cuenca Amaznica, el Sudeste-Asitico y en los mares tropicales, con el desarrollo de la tecnologa para aguas profundas.

En estos momentos, constituyen nuevos frentes de expansin de la industria petrolera y gasfera la Amazona peruana, boliviana y ecuatoriana, los llanos colombianos, la cuenca y el delta del Orinoco, la costa del Atlntico Centroamericano, el sudeste asitico y las costas occidentales del frica.

Pero en el diseo geopoltico del mundo hecho por la industria petrolera, a varias naciones no petroleras del Tercer Mundo se les ha destinado ser pases refinera, como Singapur; o pases tanques de almacenamiento petrolero, como Liberia, Panam o las Islas Bahamas. Otros pases juegan un rol importante en el transporte de crudo, ya sea a travs de oleoductos y gasoductos, como Afganistn, o como rutas de buques petroleros, como Panam. Cualquiera que sea el rol que se les ha asignado, las ganancias son para la industria. A nosotros nos quedan solo los impactos.

A continuacin se har una revisin de cmo funciona la industria petrolera, a quien sirve y sus impactos, con especial nfasis en Amrica Latina.

A QUIEN LE SIRVE EL PETROLEO

Durante el siglo XX el petrleo lleg a cobrar tanta importancia en la vida de las sociedades urbanas, que podra decirse que se cre una civilizacin en torno al petrleo. Este fue importante para la circulacin masiva de automviles, que transform el diseos de las ciudades para hacerlas funcionales al transporte movido por petrleo.

El petrleo es adems una fuente importante de generacin de electricidad. En Amrica Latina aumenta el uso de termoelctricas, especialmente a partir de gas.

Pero el petrleo no ha sido nicamente fuente de energa. La petroqumica ha hecho posible el desarrollo de miles de productos derivados del petrleo, dando lugar a una sociedad basada en el plstico. Y es esa sociedad la que ms consume los recursos petroleros del mundo, como se resume en el cuadro No. 1.

LOS PAISES EXPORTADORES DE PETROLEO

Pero para la mayora de pases productores de petrleo del Tercer Mundo, este ha sido visto como un recursos clave para superar sus problemas de pobreza. La experiencia demuestra sin embargo que esto no ha pasado de ser una ilusin. Sus economas se vuelven rentistas y tienen dificultad en enfrentar las crisis que se les presenta, especialmente tratndose de un producto tan inestable como es el petrleo, cuyos precios no dependen de los pases exportadores sino de otros factores como la poltica mundial, esto a pesar de los esfuerzos de la OPEP por estabilizar los precios.

La OPEP es una organizacin que al momento cuenta con 11 miembros, todos pases exportadores de petrleo. Estos pases dependen fuertemente de las exportaciones de petrleo para mantener su economa. Su objetivo es crear estabilidad en el mercado petrolero a travs de un sistema de cuotas, a las que deben sujetarse sus miembros para crear un balance entre la oferta y la demanda. Dada la importancia estratgica del petrleo ha sido siempre inters de los grandes pases consumidores, desestabilizar esta organizacin. Pases como Ecuador y Gabn se retiraron de la OPEP bajo presiones del gobierno de Estados Unidos, pero el peso de estos dos pases en el mercado mundial de crudo no es tan significante, por lo que su retiro tuvo poca influencia en la organizacin.

La primera guerra del Golfo en 1991, sirvi a los pases occidentales, especialmente a Estados Unidos para desestabilizar la OPEP, ejercer control sobre los precio del petrleo, y para crear una nueva correlacin de fuerzas en favor de Estados Unidos en la zona, donde se encuentran las reservas petroleras ms importantes del mundo. Un esfuerzo para reactivar la organizacin fue llevada a cabo por el actual Presidente de Venezuela, pero las pocas de doradas de la OPEP ya pasaron.

Los pases dependientes econmicamente de las exportaciones petroleras, han desarrollado una economa en la que es ms barato importar hasta los elementos ms importantes para su sobrevivencia, que producirlos localmente. Este ha sido el caso por ejemplo de Venezuela, que es el quinto importador mundial de maz estadounidense, a pesar de la importancia que tiene el maz en la dieta de los venezolanos. Cuando la bonanza petrolera acaba, la economa colapsa. A este fenmeno se lo conoce como enfermedad holandesa.

Generalmente se produce un rpido crecimiento econmico, con una concentracin de inversiones en este sector, de tal manera que se debilitan otros sectores de la economa. Este proceso viene acompaado por un fuerte endeudamiento externo, porque un pas petrolero es un buen sujeto de crdito. Y el endeudamiento externo constituye una camisa de fuerza por las imposiciones a las que son objeto los pases endeudados.

5. CAP. IV Compresión y Tratamiento del gas natural.doc

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