Guia Completa: Carbons, Petroli, Radiacions i Impacte Ambiental

Pàgina 38: Activitats sobre Carbons i Petroli

8. Grups de Carbons: Tipus, Diferències i Aplicacions

Els principals grups de carbons existents, les seves diferències i aplicacions són:

• La torba conté aproximadament el 60% de carboni i molta humitat. Es forma en zones pantanoses, les torberes. Només s'utilitza en les zones pròximes a les torberes, després d'assecar-se, i gairebé sempre reservada al consum domèstic.
• Els lignits són carbons d'origen recent (uns 100 milions d'anys), de poder calorífic baix, que produeixen moltes cendres quan cremen. A causa del seu baix poder calorífic, només s'utilitzen prop del lloc d'extracció quan aquesta és fàcil, ja que es troben en capes grosses i superficials, factibles d'una explotació a cel obert.
• Les hulles són carbons bituminosos o grassos, d'un elevat contingut en carboni i gran poder calorífic, impermeables, de destil·lació fàcil; normalment es converteixen en carbó de coc i són utilitzats com a reductors als alts forns per a l'obtenció del ferro.
• Les antracites són els carbons més antics, de major poder calorífic i amb un contingut en carboni de fins al 95%. Tenen un aspecte brillant, cremen amb flama i provoquen poca cendra. L'inconvenient principal és que es troben en jaciments molt profunds i de poc gruix, on l'extracció resulta difícil i costosa.

9. Processos en una Refineria de Petroli

Els processos que es duen a terme en una refineria de petroli són:

• Destil·lació fraccionada: Consisteix a escalfar el cru fins a l'evaporació, per refredar-lo progressivament i obtenir les fraccions condensades separades en funció del seu punt d'ebullició. S'efectua amb dues torres de destil·lació o columnes de fraccionament. La primera treballa a pressió atmosfèrica i la segona al buit.

  El procés comença escalfant el petroli en un forn a uns 360ºC i introduint-lo a la base de la primera torre. Les fraccions que són gasoses a 80ºC, com el butà i el propà i part de les benzines, arriben al punt més alt de la torre, on són extretes. Les altres fraccions, benzines, naftes, el querosè i el gasoil, són extretes a diferents nivells, segons sigui el seu punt d'ebullició.

  Un cop extret el residu atmosfèric, s'escalfa en un forn a 400ºC i s'introdueix a la torre de buit per tornar-se a destil·lar; d'aquesta manera s'obté, a la part superior, gasoil, i a les diferents altures, naftes, querosè, olis i fuel; al fons de la torre, un residu del qual es poden obtenir olis i asfalt.

• Craqueig: Consisteix en la descomposició dels hidrocarburs més pesants (olis i fuels), per tal d'obtenir-ne de més lleugers (benzines). El procés es pot fer a temperatures i pressions elevades (craqueig tèrmic) o amb la presència de catalitzadors químics (craqueig catalític).
• Polimerització: Els hidrocarburs lleugers (butà i propà) es converteixen en compostos més pesants (benzines o gasoils).
• Reformació: S'utilitza per millorar les característiques de les benzines. Es fa a altes temperatures i en presència d'un catalitzador, com el platí.

El procés final consisteix en l'eliminació de les impureses químiques, per fer aptes per al consum els diferents productes obtinguts.

Pàgina 44: Activitats sobre Radiacions i Reaccions Nuclears

15. Perillositat i Tipus de Radiacions

Les radiacions són perilloses perquè tenen energia suficient per penetrar la matèria i ionitzar-ne els àtoms i/o les molècules. Poden ser:

• Alfa: La frena un full de paper o uns quants centímetres d'aire. Té una desviació per camps dèbil, una velocitat de 10 m/s i prové dels nuclis d'heli.
• Beta: La frenen uns quants mil·límetres d'alumini o 1 m d'aire. Té una desviació per camps gran, una velocitat propera a la de la llum i prové dels electrons.
• Gamma: La frenen uns quants centímetres de plom o uns quants metres de formigó. Té una desviació per camps nul·la, la velocitat de la llum (3 · 10⁸ m/s) i prové dels fotons (llum no visible que té una longitud d'ona molt curta).

18. Reaccions Nuclears: Fusió i Fissió

Una reacció nuclear és qualsevol procés de transformació que implica el nucli d'un àtom.

• En les reaccions de fusió s'uneixen nuclis d'elements lleugers per formar nuclis més pesants.
• Les reaccions de fissió consisteixen a provocar la ruptura del nucli d'un àtom amb l'impacte d'un neutró.

Pàgina 48: Activitats sobre Impacte Ambiental

24. Efecte Hivernacle i Pluja Àcida: Impacte Ambiental

L'efecte hivernacle consisteix en l'elevació de temperatura que experimenta l'atmosfera a causa de la presència de gasos d'hivernacle, que deixen passar la radiació visible de l'espectre solar i absorbeixen la infraroja (calor) emesa per la Terra.

Els òxids de sofre (SO₂) i de nitrogen (NO_x) són contaminants perillosos que s'introdueixen a l'atmosfera quan es cremen combustibles fòssils; allà entren en contacte amb vapor d'aigua, llum i oxigen i es transformen en àcid sulfúric i àcid nítric. Quan aquests àcids són arrossegats per la pluja o els flocs de neu o cauen en forma de partícules seques, es produeix la pluja àcida, que provoca un augment de l'acidesa dels llacs, dels rius i torrents d'aigua dolça i, fins i tot, dels sòls.

Pàgina 50: Activitats de Repàs sobre Energia i Contaminació

1. Classificació de les Fonts d'Energia

Les fonts d'energia es classifiquen en funció de la seva naturalesa i de les seves reserves:

En funció de la seva naturalesa:

• Primàries: Es troben a la natura.
• Secundàries: S'obtenen a partir de les fonts primàries. Ex: benzina.

En funció de les reserves disponibles:

• Renovables: N'hi ha reserves il·limitades. Provenen del Sol, el vent, la biomassa dels residus sòlids, el mar i l'aigua dels rius.
• No renovables: N'hi ha reserves limitades. Són el carbó, el petroli, el gas natural i l'urani.

3. Destil·lació Fraccionada del Petroli i Productes Obtinguts

La destil·lació fraccionada consisteix a escalfar el cru fins a l'evaporació, per refredar-lo progressivament i obtenir les fraccions condensades separades en funció del seu punt d'ebullició. S'obté, a la part superior, gasoil, i a les diferents altures, naftes, querosè, olis i fuel; al fons de la torre s'obté un residu amb el qual es poden obtenir olis i asfalt.

5. Què és una Reacció Nuclear? Tipus

Una reacció nuclear és qualsevol procés de transformació que implica el nucli d'un àtom. Hi ha reaccions de fusió i fissió.

7. Fenòmens Contaminants pel Consum de Combustibles Fòssils

Els principals fenòmens contaminants produïts pel consum de combustibles fòssils són:

• Efecte hivernacle: Consisteix en l'elevació de temperatura que experimenta l'atmosfera a causa de la presència de gasos d'hivernacle, que deixen passar la radiació visible de l'espectre solar i absorbeixen la infraroja (calor) emesa per la Terra.
• Pluja àcida: Els òxids de sofre (SO₂) i de nitrogen (NO_x) són contaminants perillosos que s'introdueixen a l'atmosfera quan es cremen combustibles fòssils; allà entren en contacte amb vapor d'aigua, llum i oxigen i es transformen en àcid sulfúric i àcid nítric. Quan aquests àcids són arrossegats per la pluja o els flocs de neu o cauen en forma de partícules seques, provoquen un augment de l'acidesa dels llacs, dels rius i torrents d'aigua dolça i, fins i tot, dels sòls.
• Boires fotoquímiques: Amb unes condicions atmosfèriques determinades, amb inversió tèrmica i falta de vent, es crea sobre les ciutats una cúpula d'aire calent que, carregada de partícules del fum dels cotxes, centrals tèrmiques..., queda retinguda i no s'aixeca.

8. Causes Principals de l'Efecte Hivernacle

L'efecte hivernacle consisteix en l'elevació de temperatura que experimenta l'atmosfera a causa de la presència de gasos d'hivernacle, que deixen passar la radiació visible de l'espectre solar i absorbeixen la infraroja (calor) emesa per la Terra.