“ENSAYO SOBRE CO2”

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUIMICA

INGENIERIA AMBIENTAL

LUCERO ASTRID ORTIZ MEZA

“ENSAYO SOBRE CO2”

El CO2

El dióxido de carbono es un importante gas de efecto invernadero. Existe amplio consenso en que las mayores concentraciones de estos gases en la troposfera provienen de la actividad humana.

La quema de combustibles de carbono desde la Revolución Industrial ha aumentado rápidamente su concentración en la atmósfera, lo que ha llevado a un calentamiento global. Es además la principal causa de la acidificación del océano, ya que se disuelve en el agua para formar ácido carbónico. El Panel Internacional de Cambio Climático (IPCC) predijo que el nivel atmosférico del CO2 podría alcanzar las 590 ppm para 2100, lo que elevaría la temperatura global a 1.9°C. Para disminuir su impacto ambiental, es necesario desarrollar alternativas para la transformación del CO2 a productos químicos de alto valor agregado, lo que es objeto de esta propuesta. Existen tres rutas para reducir la cantidad de CO2 en la atmósfera, incluyendo la reducción directa de emisiones, la captura y almacenamiento de CO2 (CCS) y la utilización del CO2. En la década pasada, crecientes preocupaciones han dirigido la investigación hacia la conversión artificial del CO2 hacia combustibles o productos químicos de alto valor a través de métodos termoquímicos, biológicos, electroquímicos o fotocatalíticos. Entre los productos químicos provenientes del CO2 que mejores oportunidades tienen en cuanto a su aplicabilidad son los alcoholes, y dentro de ellos el metanol resulta especialmente interesante debido a su es extenso uso como materia prima para la producción de diversos productos químicos a granel, además para el almacenamiento y transporte de hidrógeno y como combustible en celdas de combustible, en el futuro podría incrementar demanda de este producto.[pic 2]

Tomando en cuenta que el CO2 es una molécula estable prácticamente inerte, para activar dicha molécula es necesario superar una considerable energía de Gibbs de formación: ΔG298.15K = -394.4 kJmol-1. A pesar de ello, el uso del CO2 es termodinámicamente posible vía numerosas reacciones que involucran su reducción o su incorporación a otros compuestos. [1] La reducción de CO2 por medio del rompimiento de los enlaces C=O y la formación de nuevos enlaces C-H o C-C se puede conseguir utilizando un agente reductor. En este caso, la acción de un catalizador apropiado podría convertir el CO2 en un vector de energía potencial. Esta ruta de reciclaje requiere un gran aporte de energía y usualmente el H2 como agente reductor, y da lugar a combustibles como el metano y metanol.

En este ensayo se trata de examinar los determinantes de las emisiones de CO2, la importancia en los ecosistemas, así como algunas normas y cifras que muestran que la eficiencia energética y el marco institucional afectan el nivel de emisiones y deberían ser especialmente tenidos en cuenta en el diseño de la política ambiental para alcanzar la senda del desarrollo sustentable

EL CARBONO EN ECOSISTEMAS FORESTALES (FOTOSINTESIS)

Una vez que el dióxido de carbono (CO2) atmosférico es incorporado a los procesos metabólicos de las plantas mediante la fotosíntesis, un proceso que se suele identificar con el típico proceso de fijación de dióxido de carbono (CO2) que realizan las hojas de las plantas. En conjunto, la reacción conlleva la reducción de la molécula de CO2 con electrones extraídos del agua, que a su vez se oxida a dioxígeno (O2) y se libera a la atmósfera como producto residual. El CO2 así reducido se incorpora en forma de glucosa al metabolismo celular. La función del agua en fotosíntesis es suministrar electrones para dichas reacciones redox, es decir, el agua interviene como fuente de electrones. Puesto que la molécula de agua es un agente reductor muy débil, sus electrones deben ser energizados por los fotones de la luz solar, de forma tal que adquieran el potencial suficiente para reducir a las moléculas inorgánicas citadas de carbono, nitrógeno y azufre. La energización de los electrones del agua se realiza gracias a la clorofila, el típico pigmento verde del mundo vegetal que actúa como receptor y conversor de la energía solar en energía química. Llevándose a cabo esto, el árbol al crecer va incrementado su follaje, ramas, flores, frutos, yemas de crecimiento (que en su conjunto conforman la copa); así como altura y grosor del tronco. La copa necesita espacio para recibir energía solar sobre las hojas dando lugar a una competencia entre las copas de los árboles por la energía solar, originando a su vez un dosel cerrado. Los componentes de la copa aportan materia orgánica al suelo, misma que al degradarse se incorpora paulatinamente y da origen al humus estable que, a su vez, aporta nuevamente CO2 al entorno. Simultáneamente los troncos, al ir incrementando su diámetro y altura, alcanzan un tamaño tal que puedan ser aprovechados con fines comerciales. De este aprovechamiento se extraen productos como: tablas, tablones y polines, que darán origen a subproductos elaborados como: muebles y casas. Estos productos finales tienen un tiempo de vida determinado después del cual se degradan aportando carbono al suelo y CO2 producto de su descomposición a la atmósfera. Finalmente, durante el tiempo en que el carbono se encuentra constituyendo alguna estructura del árbol y hasta que es reemitido (ya sea al suelo o a la atmósfera), se considera que se encuentra almacenado. En el momento de liberación (ya sea por la descomposición de la materia orgánica y/o la quema de la biomasa) el carbono fluye para regresar a su ciclo. El diagrama representa los flujos y almacenes de carbono en un ecosistema forestal, donde el follaje, las ramas, las raíces, el tronco, los desechos, los productos y el humus estable son almacenes de carbono, mismos que se reincorporarán al ciclo por descomposición y/o quema de la biomasa forestal. La estimación precisa de la dinámica de los flujos netos de carbono entre los bosques y la atmósfera (es decir, el balance emisión-captura) es uno de los problemas abiertos más importantes en la discusión sobre cambio climático. Esto es resultado, por un lado, del complejo ciclo biogeoquímico del carbono en los ecosistemas forestales. En efecto, los procesos de captura-emisión son parte de un sistema con cuatro tipos generales de reservorios de carbono (vegetación, aérea y subterránea, materia en descomposición, suelos, productos forestales), con tiempos de residencia y flujos asociados muy diferentes. La problemática es particularmente crítica para los bosques tropicales, en donde no se tiene una buena información de los contenidos de carbono en vegetación y suelo, ni tampoco se han podido determinar parámetros para los modelos predictivos existentes.[pic 3][pic 4]

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