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Sobre las emisiones generadas por combustibles fósiles. Unos cálculos sencillos

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08/10/2017 20:26 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Además de los conocidos efectos sobre la composición de la atmósfera y el cambio climático causados por el CO2 generado por los vehículos de carretera, hay que tener en cuenta la emisión de vapor de agua y el consumo de oxígeno

La fórmula química simplificada de la gasolina de automoción es: C8H18 y su densidad media 680 gramos/litro.

La combustión (oxidación) de la gasolina (supuesta completa) consume oxígeno (O2) y genera dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).

La ecuación química de la combustión es: 2(C8H18) + 25(O2) => 16(CO2) + 18(H2O).

Trabajando con moles: 2(12*8+1*18)+25(16*2)=16(12+16*2)+18(1*2+16), es decir:

228 gr de gasolina + 800 gramos de oxígeno, producen: 704 gramos de dióxido de carbono + 324 gramos de agua. Se cumple la conservación de la masa: 228+800=1028=704+324.

Como 228gramos/0, 68gramos/litro=0, 3353 litros de gasolina, producen 704 gramos de CO2, un litro de gasolina emite 704/(1/0, 3353)=2100gramos de CO2.

Un coche típico puede recorrer 16 km con un litro de gasolina (6, 25litros/100km), por tanto, emitirá 2100/16 = 131gramos de CO2 por km recorrido. Consumirá 800/0, 3353/16=149 gramos/km de oxígeno y emitirá, también, 324/0, 3353/16=60 gramos de vapor de agua por kilómetro recorrido.

En el caso del combustible diesel, la fórmula química simplificada del gasoil de automoción es: C12H26 y su densidad media 845 gramos/litro.

La ecuación química de la combustión (supuesta completa) del gasoil es: 2(C12H26) + 37(O2) => 24(CO2) + 26(H2O).

Trabajando con moles: 2(12*12+1*26)+37(16*2)=24(12+16*2)+26(1*2+16), es decir: 340gramos de gasoil + 1184gramos de oxígeno, producen: 1056gramos de dióxido de carbono + 468gramos de agua. Nuevamente comprobamos la conservación de la masa: 340+1184=1524=1056+468.

Si 340gramos/0, 845=0, 4024 litros de gasoil, producen 1056gramos de CO2, un litro de gasoil emite 1056/(1/0, 4024)=2624gramos de CO2.

Un coche típico puede recorrer 18 km con un litro de gasoil (5, 55litro/100km), por tanto, emitirá 2624/18=146gramos de CO2 por km recorrido. Consumirá 1184/0, 4024/18=163gramos de oxígeno y emitirá, también, 468/0, 4024/18=65gramos de vapor de agua por kilómetro recorrido.

Como se sabe, los combustibles de automoción no son productos puros, si no que incorporan, en diferentes cantidades, siempre pequeñas, otros compuestos y determinados aditivos e impurezas. Por ello, las emisiones procedentes de su combustión, además de CO2 y agua contienen otros contaminantes como óxidos de nitrógeno y azufre, residuos no quemados, metales pesados, etc.

El proceso de combustión en la automoción detrae cada año unas 5 partes por millón del total de oxígeno existente en la atmósfera

Centrándonos en las emisiones de CO2, los párrafos iniciales confirman que los vehículos diesel introducen en la atmósfera del orden de un 10% más de dióxido de carbono que los de gasolina, por kilómetro recorrido.

También conviene destacar que los combustibles de automoción generan emisiones de vapor de agua en una cuantía del orden de casi la mitad de la del dióxido de carbono, como vemos en los párrafos anteriores.

Este hecho tiene importancia, pues el vapor de agua en sí mismo es un gas de efecto invernadero que potencia las consecuencias de otros gases en este efecto. Los gases de efecto invernadero elevan las temperaturas al atrapar y retener el calor dentro de la atmósfera. Este calentamiento también incrementa la acumulación de vapor de agua atmosférico, el gas de efecto invernadero más abundante. Esta acumulación retiene calor adicional y eleva aún más las temperaturas.

Un estudio de 2014 fue el primero en mostrar que el aumento de la concentración de vapor de agua en la atmósfera es un resultado directo de la actividad humana. Este estudio, además, ha confirmado que los niveles crecientes de vapor de agua en la franja alta de la troposfera intensificarán los impactos negativos del cambio climático en las próximas décadas.

Por otra parte, hemos visto que los combustibles de automoción al quemarse en los motores consumen oxígeno atmosférico en cantidad de, aproximadamente, un 15% más que las emisiones de CO2 generadas en el proceso.

De acuerdo con datos del Banco Mundial, las emisiones mundiales de CO2 en 2015 fueron de más de 36.000 millones de toneladas, de las que un 13%, es decir, unos 4.700 millones (4, 7x10E9) de toneladas fueron generadas por el subsector del transporte por carretera (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC)). Por ello, la automoción consume del orden de 4, 7*1, 15 = 5, 4x10E9 toneladas de oxígeno.

La masa de la atmósfera es de 5, 1x10E15 toneladas y su contenido de oxígeno es el 21% de esa masa, es decir, 1, 07 x 10E15 toneladas, luego cada año se detrae por el proceso de combustión de la automoción 5, 05x10E-6 del oxígeno de la atmósfera, es decir unas 5 partes por millón del total de oxígeno existente en ella, lo que, sin duda, ha de tener alguna repercusión sobre la biosfera, aunque tal repercusión no haya sido todavía descrita ni analizada por la comunidad científica.

Los combustibles de automoción generan emisiones de vapor de agua, un gas de efecto invernadero que potencia las consecuencias de otros

 


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