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Desarrollo Sustentable Prof.: José Luis González Escobar

U3

Evidencia de Aprendizaje Unidad 3

Alumno: Dirk Hans Krakaur Floranes

La Paz BCS. 27 de marzo de 2019

U3

Desarrollo sustentable Evidencia de Aprendizaje. Dirk Krakaur

Introducción En la ciudad de La Paz existen dos centrales generadoras de energía, la Central Termoeléctrica de Punta Prieta (CTPP) y la Central de Combustión Interna Baja California Sur (CCI-BCS). Cada una de ellas genera una problemática completamente distinta. Para mitigar las emisiones de partículas y de óxidos de azufre a la atmósfera, la CTPP cuenta con precipitadores electrostáticos y sistemas de dosificación de químicos. Este no es el caso de la CCI-BCS, Dada la alta eficiencia de los precipitadores, la mayor parte de la contaminación es producida por la CCI-BCS. Durante el proceso de precipitación, los contaminantes en los gases de combustión son capturados en formas de cenizas, y aunque ciertamente hay problemas con el manejo de estas (es un depósito a cielo abierto) por limitantes de espacio y tiempo esta investigación se concentra en soluciones específicas para la problemática generada por la CCI-BCS. La CCI-BCS se encuentra en un predio al nororiente de la ciudad , consta de 4 unidades combustión interna en operación con capacidades de 37.5, , 42 y 42 MW que se construyeron entre los años 2002-2012 (entrada en operación: 2005, 2007 y 2012) y una cuarta unidad de 43 MW de construcción más reciente. Ahora bien, Las unidades de la Central Termoeléctrica de Punta Prieta cuentan con un Sistema de Control de Emisiones a la Atmósfera, el cual está integrado por unos precipitadores electrostáticos (retención de partículas), un sistema de dosificación de reactivos químicos (hidróxido de magnesio y nitrato de calcio para conversión de S03 a sulfatos) y equipos de recolección y disposición de subproductos. Los precipitadores electrostáticos se instalaron en los años 2006-2007 y su uso es de carácter permanente. De acuerdo con los informes de la CFE se tiene una disminución del 90% en la emisión de sólidos, 76% de trióxido de azufre S03, 74 % de disminución de la opacidad de las emisiones a la atmosfera. Sistemas de los cuales la CCI-BCS carece. En el reporte de la sesión ordinaria de la Cámara de Senadores del 13 diciembre 2013 se propuso como Punto de Acuerdo la instalación de precipitadores electrostáticos en las unidades de combustión interna de la CCI BCS en las 4 unidades.

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Una de las soluciones alternativas mencionadas en el trabajo anterior, el cambio de insumos por gas natural ya ha sido considerado por la misma CFE, pues en el Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico (POISE) 2012-2026 (p. 3-62) se señala que: "Sistema BCS. Actualmente las plantas de CFE en Baja California Sur operan a base de combustóleo y diésel. CFE puede cambiar el insumo de estas plantas a gas natural con baja inversión, generando importantes ahorros en costos de producción y adicionalmente, se reducirá sustancialmente las emisiones de C02, SOx, NOx y partículas suspendidas". Como referencia, la central Baja California Sur III tuvo un costo de 107 millones de dólares. Asimismo, el POISE también contempla iniciar con el suministro de gas natural a Baja California Sur en el futuro para abastecer las nuevas centrales planeadas a partir de ese año. En este mismo documento se tiene contemplado el retiro de algunas unidades generadoras en el estado entre ellas las unidades 1 y 2 de Punta Prieta, en los próximos años y las dos unidades turbogás ubicadas también en la misma central en 2025. A la luz de esta información, la posibilidad del cambio de combustible en las centrales localizadas en La Paz parece más razonable para las unidades de la CCI-BCS dado que las otras unidades están ya programadas para retiro en el mediano plazo. Para las CCI BCS es deseable la instalación de medios reductores de contaminantes como los precipitadores electrostáticos. La propuesta que planteo es la adopción de precipitadores electrostáticos, que pueden ser construidos a bajo costo mediante la adopción de nuevas tecnologías, la participación de entidades académicas y proyectos de financiamiento publico privados. Objetivos de la propuesta. Permitir la genera ración de energía eléctrica de manera económicamente factible, y social y ecológicamente responsable, cuidando sobre todo la contaminación del aire, tierra y agua, así como la emisión de gases de efecto invernadero. La propuesta que se plantea esta orientada a disminuir los costos implicados en este tipo de soluciones, que son la principal limitante para su adopción.

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De la misma forma, la solución presentada es aceptada en la industria como la solución mas efectiva que la tecnología puede brindar en la actualidad para resolver los problemas de emisión de gases nocivos y es la que actualmente se utiliza en Europa. En el contexto norteamericano y europeo, se ha optado por una mercantilización de las soluciones sustentables, de manera que se ha creado una industria que fabrica dispositivos anticontaminantes (precipitadores electrostáticos), los instala y les brinda mantenimiento, todo esto a un costo considerablemente elevado el cual es incluido en las tarifas eléctricas las cuales pueden llegar a cientos de euros. Mi propuesta consiste en la adopción de estas tecnologías, pero con un enfoque social. Hay que invertir en ciencia y tecnología para poder fabricar estos dispositivos nacionalmente, a bajo costo y mediante esquemas que puedan costearse a sí mismos. La adopción de este planteamiento permitiría crear una industria nacional, que no solo genere empleos, sino que trabaje activamente en la reducción de la contaminación mediante la aplicación de nuevas tecnologías. Fundamentación teórica. Los precipitadores electrostáticos (PES), son dispositivos usados en el proceso de purificar el medio ambiente. Este proceso se realiza por medio de alta tensión de voltaje en placas de metales para generar campos eléctricos que atrapan las partículas de contaminantes. De esta manera se purifica el aire del ambiente. Para el proyecto se utiliza un circuito que aumenta la tensión de la red local (120 V) a 27000 voltios por medio de un transformador conocido como flyback.

Aunque los dispositivos comerciales tienen un costo muy alto, los principios eléctricos y físicos sobre los que se basa son elementales y la mayor parte de los ingenieros eléctricos los dominan bien. Rodríguez (2017) tiene un articulo en el que detalla la construcción de uno con materiales de bajo costo. Si bien el proyecto que se plantea es de baja escala, es posible ver en la enorme disminución de costos entre el producto comercializado y la versión producida.

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Por otro lado, una empresa española, ThermTech, analiza actualmente una solución que reducirá significativamente los costos asociados con los precipitadores electrostáticos y los beneficios que esto tendrá para los procesos industriales en plásticos y plantas generadoras de energía.

Para ello utilizan un enfoque muy diferente al de Rodríguez; uno de los principales costos de los PES es el mantenimiento, mismo que esta generado porque pequeñas cantidades de sólidos, humedad y productos de degradación térmica que invariablemente acompañan al humo oleoso pueden acumularse en las superficies del intercambiador de calor. Esto eventualmente resultará en que el precipitador y su equipo de enfriamiento de gas asociado se bloqueen y ocasionen que el ESP pierda sus propiedades electrostáticas.

El proceso electrostático elimina el polvo que ingresa al sistema tan eficientemente como lo hace con las partículas de humo aceitosas submicrométricas. La desventaja de esto es que, el polvo puede acumularse y, si se mezcla con agua, formará depósitos grasos que finalmente unirán las placas y provocarán una pérdida de eficiencia de recolección. Sin embargo, en un entorno industrial no es posible eliminar el polvo y la humedad antes del ESP.

ThermTech asumió el reto de minimizar los costos de mantenimiento y devolver este equipo al lugar que le corresponde como la mejor tecnología disponible. La compañía ha creado un sistema patentado de limpieza y recuperación de productos que prácticamente ha eliminado todas las desventajas del PES.

En España, el proyecto comenzó con una subvención de desarrollo del gobierno para construir una unidad piloto que podría ampliarse una vez que la nueva tecnología haya sido probada. Con la ayuda de una compañía involucrada en la fabricación de pisos de vinilo, el sistema prototipo se conectó a una corriente de gases de combustión contaminados.

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Esencialmente, la nueva tecnología es un enfriador de gas de contacto directo combinado con un proceso de lavado in situ que limpia las células del colector ESP utilizando un plastificante acondicionado.

Los gases de combustión calientes pasan hacia arriba a través de una columna de relleno vertical que se enfría mediante un plastificante líquido que viaja en la dirección opuesta. El líquido caliente se acumula en la base de la columna donde se filtra y se enfría antes de volver a circular a la columna. La circulación continua dentro de la columna asegura que se eliminen los sólidos y no causen problemas de deposición en el PES. Mi propuesta en esencia es muy sencilla. Lo que nos falta es la parte que dice “una subvención de desarrollo del gobierno”. Me encantaría ver este tipo de iniciativas en el país. Hace falta quien las proponga y denueste que son técnica y económicamente factibles. Conclusiones: •

Para que soluciones como esta puedan llevarse a cabo es necesario que los retos que enfrenta la sustentabilidad se aborden desde un marco transdisciplinario, por jóvenes profesionistas que manejen varias áreas del conocimiento y cuenten con las estrategias técnicas, financieras y políticas para poder llevarlos a cabo.

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La preparación de los jóvenes en diversas áreas de la ciencia constituye nuestra mejor apuesta para poder desarrollar soluciones basadas en la tecnología.

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Existe tecnología que minimiza los costos de gran diversidad de retos que enfrenta la sustentabilidad, misma que es aplicada con éxito en otros países. Es un modelo que vale la pena imitar.

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La contaminación por óxidos nítricos y sulfúricos puede ser evitada mediante el desarrollo de la tecnología competente.

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Los PES son una solución efectiva, que no es adoptada fácilmente por su alto costo, pero este puede ser minimizado mediante la adopción de nuevas tecnologías.

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Referencias: Rodríguez, J., Pinto, U. F. A., Bedoya, O. G., & Benavides, G. (2017). Diseño y prototipo de un precipitador electrostático. Revista Mutis, 7(2), 86-95. Consultado el 27 de marzo en https://www.researchgate.net/profile/Olmer_GarciaBedoya/publication/321093930_Diseno_y_prototipo_de_un_precipitador_electrostatico/links/5a747ac0aca2720b c0de108e/Diseno-y-prototipo-de-un-precipitador-electrostatico.pdf Gobierno Federal 2012, Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico (POISE) 2012-2026 Consultado el 27 de marzo en https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/62958/Prospectiva_del_Sector_El_ctrico_2012-2026.pdf Phil Black, 2017 Cómo reducir los costos de los precipitadores electrostáticos Consultado el 27 de marzo en https://es.processindustryinformer.com/art%C3%ADculo-t%C3%A9cnico/reducir-costos-precipitadoreselectrost%C3%A1ticos/ Huerta, J. y Bermúdez, A. 2014 Apuntes sobre la contaminación ambiental producida por las centrales eléctricas de Comisión Federal de Electricidad que afectan la imagen, salud y economía de La Paz, B.C.S consultado el 27 de marzo en https://docplayer.es/79170118-Javier-huerta-lara-alfredo-bermudez-contreras.html

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