8/17/2019 BondadesGasNatural Arroyo

1/2

  1

 

BONDADES AMBIENTALES DEL GAS NATURAL EN LA COMBUSTION

Victor Arroyo ChalcoIngeniero Químico – CIP 38007

Consultor energético y ambiental de CINYDE S.A.C.

victor.arroyo@cinydesac.com 

INTRODUCCION 

Cuando se proyectan instalaciones de combustión, (p.e. calderas, hornos, secadores, motoresdiesel, etc.), incluso en las existentes, la selección del tipo de combustible a ser empleado, juega un papel importantísimo no solo por su disponibilidad; sino también por el costo de laenergía entregada (US$/millón Btu) y sus implicancias ambientales, porque al fin y al cabocualquier combustible quemado en presencia de aire se transforma en gases potencialmentecontaminantes que son evacuados a la atmósfera.

Esto último es muy importante cuando existe una reglamentación ambiental que establece

claramente los niveles máximos permisibles de emisión para cierto tipo de gasescontaminantes como son : el Dióxido de Azufre (SO2), Oxidos de Nitrógeno (NOx), Monóxidode Carbono (CO), Hidrocarburos (HC) y partículas principalmente. En muchos casos paracumplir con los niveles permisibles no basta con optimizar la combustión o depurar los gasesde emisión; sino recurrir al uso de otro combustible más limpio. Es por ello que es importantetener en consideración el tipo de combustible a emplearse desde una óptica ambiental y en unhorizonte a largo plazo.

Habida cuenta de que el gas natural de Camisea estará disponible en Lima a partir de agostodel año 2004 resulta necesario evaluar el uso de este combustible como una interesantealternativa energética para la industria y otros sectores.

CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES Y SU COMBUSTIÓN

Los combustibles comerciales disponibles en el país en la actualidad para uso industrial son enorden de importancia: los residuales (Residual 5, Residual 6 y Residual 500), el Diesel 2 , GLP(Gas licuado de petróleo) y el carbón mineral.

En términos generales la relación C/H, el contenido de Nitrógeno combinado y la dificultad decombustión se incrementa a medida que nos desplazamos en la siguiente serie :

Gas →  Diesel →  Residuales →  Carbón

De esta manera cuando se quema un combustible, a mayor relación C/H mayores son lasemisiones de Dióxido de Carbono (CO2), gas cuya concentración en la atmósfera vieneincrementándose desde hace varias décadas. Algunos científicos pronostican que si semantiene una tendencia creciente de la concentración de CO2, se produciría lo que sedenomina “efecto invernadero”o calentamiento global de la tierra.

En condiciones normales la atmósfera contiene cierta cantidad de CO2 que permite atravezarla radiación de onda corta proveniente del sol. Dicha radiación es absorbida en parte por latierra, y cuando se enfría la irradia como radiación infrarroja que es absorbida en parte por elCO2 presente en la atmósfera, lo cual garantiza que la temperatura de la tierra y la atmósferainferior se mantengan en las condiciones que se han conocido por siglos. De incrementarse laconcentración de CO2 en la atmósfera, este componente absorbería mayor radiación infrarrojaproveniente de la tierra provocando una elevación de la temperatura media (2 a 3 °C) de latierra, lo cual ocasionaría cambios climáticos y daños a los ecosistemas que seríancatastróficos (algunos científicos creen que los cambios climáticos ya han empezado aproducirse).

Por ejemplo una combustión con 20% de exceso de aire produce los siguientesconcentraciones de CO2 en el gas de chimenea:

8/17/2019 BondadesGasNatural Arroyo

2/2

  2

 

COMBUSTIBLE CO2 (% vol )Gas natural 9.6Diesel - 2 12.9Residual - 6 13.8Carbón 16.6

 Asimismo a mayor contenido de Nitrógeno en el combustible, se incrementan las emisiones deOxidos de Nitrógeno (NOx), que una vez en la atmósfera producen lluvia ácida.

Los NOx asi como el SO2 (producido en la combustión cuando el combustible contiene Azufre), son gases que mediante reacciones fotoquímicas y en presencia de humedad en laatmósfera superior se transforman en ácidos que precipitan a tierra con la lluvia. Estaprecipitación acidifica las aguas superficiales (rios, lagos, etc), daña la vegetación, los suelos ylos bienes materiales, lo cual constituye un serio problema en muchos países.

Por último, el proceso de combustión, para lo cual es necesario reunir tres requisitos básicoscomo son una adecuada proporción aire-combustible, íntima mezcla aire-combustible ysuficiente aporte de calor; también es influenciado por el tipo de combustible que se quema.

En virtud de que el gas esta compuesto por moléculas de los diversos constituyentes, puedemezclarse muy íntimamente con el aire y producir una combustión rápida y muy limpia o bajaen emisiones de Monóxido de Carbono (CO), Hidrocarburos (HC) y partículas de hollín. En elotro extremo el carbón se encuentra subdividido en partículas relativamente grandes por lo cualla mezcla no es tan íntima, la velocidad de combustión es más lenta e incompleta, provocandomayores emisiones de CO, HC y partículas.

Por ejemplo en el caso de calderas de vapor, las emisiones de gases contaminantes varían enfunción del tipo de combustible empleado, tal como lo muestra el Cuadro No.1. Este cuadronos muestra claramente las bondades ambientales del gas natural cuando se comparandiferentes combustibles.

Cuadro Nº 1Emisiones de gases en calderas

PARAMETRO EMI SIO NES EN FUN CIO N DELCOMBUSTIBLE

Carbon Residual-6 Diesel-2 Gasnatural

SO2 (ppm) 250 - 400 200 -300