La quema de combustibles (como madera, gas natural, petróleo o carbón) ha sido utilizada por la humanidad durante cientos de años para producir energía térmica. Quemamos gas butano para cocinar, gasolina para hacer funcionar los automóviles, carbón para producir electricidad. En todos estos procesos, la combustión se utiliza para generar calor a partir de una reacción química exotérmica que oxida el combustible.
Esta reacción se puede ver en la siguiente figura:
El combustible puede ser gas, gasolina, madera o carbón. El oxidante puede ser el oxígeno gaseoso del aire; y la energía de activación puede ser una chispa. Los gases generados son los H2O, CO2, CO, NO2, SOLO2 y otra.
Los residuos sólidos son cenizas y componentes de metales pesados. Solo la presencia de combustible y oxidante no garantiza el inicio del proceso de combustión. Es necesario dar un mínimo de energía térmica para iniciar la reacción. La energía de activación es la energía necesaria para iniciar el proceso de combustión. Una vez que comienza la reacción, termina cuando se agota el combustible.
Algunos resultados de la combustión son:
- la producción de mucha energía en forma de calor, que se utiliza de diferentes formas, como simple calefacción de espacios, la generación de energía termoeléctrica y el funcionamiento de carros.
- el consumo de combustible. Cuando usamos combustibles de fuentes no renovables, como el petróleo o sus derivados, estamos quemando una sustancia que la naturaleza tardó cientos de miles de años en fabricar, y cuyas reservas son finito. Por tanto, con el tiempo, la tendencia es que estas reservas se agoten o será muy difícil extraerlas a bajo precio.
- otro resultado de la quema de combustibles orgánicos es el aumento de la contaminación del aire. Gases como SO, SO2, NOVENO2 y no3 se combinan con el vapor de agua presente en la atmósfera, dando como resultado ácido sulfúrico y ácido nítrico, que regresan a la superficie de la Tierra en forma de lluvia ácida. Otros gases como CO y CO2, liberados a la atmósfera, contribuyen al efecto invernadero, que puede provocar un aumento de la temperatura media del planeta.
El estudio termodinámico nos permite utilizar racionalmente los combustibles naturales que podemos extraer de la naturaleza. Además de optimizar el proceso de combustión, podemos reducir la contaminación atmosférica, reutilizar al máximo los residuos sólidos y construir máquinas cada vez más eficientes.
Actualmente, se está haciendo un gran esfuerzo para utilizar fuentes de energía renovables como la energía solar y combustibles alternativos como el alcohol y el hidrógeno.
Por Domitiano Marques
Licenciada en Física
