1.Objetivo
Esta
investigación está encaminada a realizar una comparación de la eficiencia de
Hidróxido de Sodio y Carbón Activado para tratar dióxido de carbono. Esto se
realizará a partir del uso de “filtros” realizados con los elementos ya
mencionados, adaptados al escape de un motor de combustión y así determinar el
aporte que puede generar el mismo en relación a las emisiones de gases en el
ambiente.
2.Motivo de estudio
Mi tendencia
hacia este tema está ligada a la preocupación social generada a partir del daño
ambiental concebido por las actividades industriales de los últimos siglos,
estas han significado un gran avance para la sociedad actual, como también lo
han significado un grave daño para el ambiente, también siendo un factor para
el daño en la salud de los seres vivos. Existe la posibilidad de tratar uno de
los gases más perjudiciales, que es el resultado de la ignición de combustibles
fósiles hablo del
, y es mediante
una reacción de síntesis, efectuada con
, así como el uso
de carbón activado, a forma de aprovechar sus propiedades porosas. Cabe
recalcar que la aplicación de estos elementos esta explicada en teoría, y
mediante este proyecto será llevado a cabo.
3.Marco Teórico
3.1. reacción
de síntesis:
y
La reacción
de síntesis es un proceso por el cual se da paso a un nuevo compuesto a partir
de la unión de dos compuestos o elementos totalmente diferentes “Dos o más
sustancias reaccionan para dar otra más compleja. Si los reactivos son
elementos, se suele llamar reacciones de formación. Tienen la forma general:
C” (Gómez, 2009, pág. 17) .Para este proyecto
se aprovechará la reacción de síntesis entre hidróxido de sodio y dióxido de
carbono, para disminuir las emisiones de este último en el ambiente, así se
usara “hidróxido de sodio sólido en forma pura porque tiende a absorber agua
del aire y sus disoluciones reaccionan con dióxido de carbono” (Chang, 2010) , la reacción que se da
es:
3.2 Carbón
activado
“El carbón es
un mineral de origen orgánico constituido básicamente por carbono. Su formación
es el resultado de la condensación gradual de la materia de plantas
parcialmente descompuestas a lo largo de millones de años.” (E.U.
POLITECNICA, pág. 8) .En este caso en particular no se
espera una reacción como tal, la función del carbón activado como tal, es de
servir como un filtro de
,se aprovechara la
porosidad, “Entre los microcristales que constituyen el carbón, existen huecos
o espacios vacíos los cuales se denominan poros.” (E.U.
POLITECNICA, pág. 12) , los macro poros por lo general no
sobrepasan los 50 nm, y los microporos poseen una máximo de 2 nm, por lo que existe
“− Microporo: Menores a 2 nm” (E.U.
POLITECNICA, pág. 16) , se plantea utilizar aquellos
microporos para retener el
.
3.3 Dióxido
de Carbono
“El dióxido
de carbono, también llamado anhídrido carbónico o gas carbónico, es un gas
inodoro, incoloro, ligeramente ácido y no inflamable. Está formado por moléculas
lineales de un átomo de carbono ligado a dos átomos de oxígeno, de la forma O =
C = O.” (Vega, pág. 13) .Una molécula de
, se torna en un
elemento bastante pequeño, “En este sentido, el
es una molécula con
un diámetro cinético de 0,33 nm” (J. Silvestre-Albero, 2012, pág.
2) ,
basado en la teoría los microporos del carbón activado, menores a 2nm, se
podría esperar que sean capaces de realizar su pertinente retención.
4.Hipótesis
El filtro
será capaz de crear un medio propicio para la reacción de síntesis, así como la
capa de carbón activado, tendrá capacidad de retención de dióxido de Carbono (
), debido a sus
microporos, dando un buen rango de eficiencia, al tratar el gas dióxido de
Carbono (
).
5. Variables
5. Variables
Variable dependiente.
|
§ Porcentaje de emisiones de
|
Variable independiente
|
§ Tipo de motor de combustión
|
Variables controladas
|
§ Cantidad de Carbón activado
§ Cantidad de
|
5.Procedimiento
El objetivo
principal de este trabajo fue medir la eficiencia de los elementos carbón
activado e Hidróxido de sodio para tratar dióxido de carbono. Por lo que se midió
el porcentaje dióxido de carbono, mediante maquinaria de RTV (Revisión técnica
vehicular), al momento de tomar los datos requirió de cierta preparación, ya
que se necesitaba incorporar el filtro a la salida del motor.
Primero se procederá a
describir el proceso de creación del filtro:
1. Para realizar este proyecto se ha implementado tres
modelos de mi autoría, para realizar las pruebas correspondientes en relación a
las emisiones de gas, de tal manera de que los elementos entren en contacto con
el
.
2.
3. se acudió al centro
de revisión vehicular, RTV, ubicado en la Ciudad de Cuenca en Máyasela.
4. Se ocupo un automóvil marca Suzuki, forsa de 1.0L.
5. Posteriormente se dejo calentar el motor del
automóvil, esta medida se realiza para evitar des variaciones en la medición de
los gases, y que las medidas sean lo más certeras.
6. Se procedió a tomar 4 medidas:
1) con un filtro de NaOH
2) con un filtro de Cactivado
3) con un filtro de Cactivado y NaOH
- Cada prueba se realizaba en
un lapso de 23 segundos hasta que se pudiera tomar y analizar la muestra
Fuente: (Propia)
6
Resultados.
Eje x: N° de
Revoluciones por minuto
Eje y:
Emiciones de gas CO2 y CO Respectivamente
Al analizar
los datos se puede abservar datos mu dispersos y variados, se encuentran datos
muy dispersos a lo que en un principio se hubiese esperado.
Existe cierto
rendimiento por parte del filtro de las dos sustancias, siendo este el que
mejor a tratado el gas Dioxido de Carbono.
En el
tratamiento realizado con el filtro de Cactivado existe un aumento
en las emiciones de CO2, esto se debe a varios factores, por ejemplo
en la practica, y posicionamiento del filtro, existia fugas internas de este
filtro, debido a que la tela de retencion o polimero, no estaba en una colocacion
adecuada, por lo que tanto como el carbon activado, como los gases, fueron
expulsado del filtro.
Asi mismo en
la linea que representa la funcion del filtro de NaOH se puede observar como
esta actua mejor a una mayor revolucion del automovil, esto se debe a que el
Compuesto NaOH absorbe CO2 cuando se encuentra en prescencia de
Agua, una explicacion bastante acercada a este fenomeno, se debe a la reaccion
de combustion del metano, ya que mediante este prosceso se da paso a la
formacion de agua en forma de vapor, es posible, que el motor al experimentar
mayor numero de revoluciones por minuto, expeda mayor numero de agua,
propiciando un ambiente correcto para una solucion acuosa, otra explicacion se
debe a la falta de oxigeno en el filtro, sin embargo esta opcion es
descartable, ya que en una toma de datos sin el filtro, al final de la prueba
se pueda observar como el cambio de Oxigeno, no es tan brusco, ya es gradual.
Es por esta
razon que la falta de O2 no propicia el medio para la disminucion de
CO2
Por esta
razon he decidido recrear un medio semejante al motor de un automovil, en donde
se pueda dar un medio similar al modelo de un motor de combustion, y prescisar
datos que nos puedan ayudar a calcular el numero de moles de agua producida con
la combustion del metanos, asi para calcular el consumo de CH4, y
por consiguiente mayor produccion de agua.
En esta
simulacion se establecera los datos en condiciones estandar, para poder
calcular, la entalpia de combustion, asi mismo analizar el numero de moles
producidos de agua.
Gráfico de la
simulacio de la combustion del metano:
Calculo de la
entalpia de Combustion:
Condiciones:
T=25°C, P=1Atm.
En este
simulador se ah puesto en emulacion la Reaccion de un mol de CH4 y O2,
dando como resultado la siguientes analisis:
En los
resultados han excedido 0,726 moles CH4 y 0,00000000002 moles de O2
CH4 +
2O2 = CO2 + 2H2O
0.27Mol de CH4(g)
+ 1 mol de O2(g)= 0.2425 moles de CO2 (g)+1 mol de
H2O(l)
Cabe recalcar
que factores tales como
- se
proscedera a calacular la entalpia de combustion para 0.27moles de CH4, esto
a modo de información:
-
En
efecto un auto que desarrolla mas Revoluciones por minuto, necesita de un
consumo mayor de Combustible (CH4) y aire (O2), esto se
debe a que cuando los pistones realizan mas explociones para mover el zigueñal,
por lo que a mas revoluciones, mayor consumo, siendo asi que el consumo de CH4
aumenta recreando un ambiente húmedo, y a su vez, el consumo como se muestra en
el emulador, la mezcla es des-uniforme, por lo que para que se consuma, un
aproximado de 1 mol de O2, se necesita de que se expida, 216.513KJ,
produciendo alrededor de 1 mol de agua, lo que significa, que un mayor relenti
generara un medio mas propicio para la absocion del CO2 tal como se
muestra en la grafica, en relacion a al filtro de NaOH y los gases de CO2.
Conclusion y evaluacion
Se ha podido
observar en este proyecto un aporte por parte de los filtros creados a partir
de compuestos químicos, de fácil acceso, se sabe que hoy en dia los gases de
efecto invernadero son una de las grandes preocupaciones mundiales, el hecho de
que desde el año 2013, hasta el 2014 el gas CO2 haya aumentado en
3,5 millones de toneladas es alarmante, siendo este gas el que mas emisiones actualmente proporciona,
aunque en este estudio se muestra un aporte significativo en la reducción del
CO2, también se puede observar el aumento de CO en los mismos, el
monoxido de Carbono es tan perjudicial, como lo es el CO2 para
nuestro cuerpo, pues es inoloro, incoloro y sinsabor, por lo que su distinción
en el ambiente, no es posible para el ser humano
En este punto
hay que tomar en cuenta de que el aumento de CO, en estos filtros es
menor a la disminución de CO2, el hecho de tratar este gas, y seguir
valiendo-nos de Combustibles fósiles, es una propuesta para conservar el
medio ambiente, o al menos, disminuir la contaminación actual.
Así mismo,
una reacción de síntesis con una solución acuosa sobre saturada, de NaOH, podría
resultar mas favorable, que una en el que la misma reacción de combustión del
CH4 proporcione un medio húmedo para que se pueda dar la reacción,
por lo que potenciar esta reacciona, aun mas es posible, mediante esta medida,
es decir que un análisis mas a fondo es posible.
Así mismo, la
comprobación del Funcionamiento de este filtro, hasta cierto punto ya es
notable, por lo que su aplicación resulta hasta cierto punto beneficiosa, así
mismo el aprovechamiento la combustión, en un uso continuo, puede ser visible,
ya que al aumentar el Relenti, las emisiones, aumenta, así como el vapor de
agua, por lo que el medio húmedo resultaría aun mas sustentable para la
absorción de CO2.
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