Exergy Evolution of the Mineral Capital on Earth / Estudio de la Evolución Exergética del Capital Mineral de la Tierra

AutoresValero Delgado, Alicia
Año publicación2008
Categorías
CódigoCP-0530

 

Resumen
08In this work three imperative activities were carried out: 1) A systematic analysis of the main chemical components and the mineral resources on earth has been accomplished. Furthermore, the first composition in terms of minerals of the upper continental crust has been developed, through a procedure that assures chemical coherence between species and elements. The integration of all these data has provided a global overview of the geochemistry of our planet with special attention to the substances that compose the earth’s outer spheres and to that part of the substances useful to man: the mineral resources. 2) The thermodynamic tools required for the physical assessment of natural resources and particularly for minerals have been provided. This way, the standard thermodynamic properties of the earth and its constituents (enthalpy, Gibbs free energy and exergy) have been calculated.

Additionally, the exergy of the mineral resources of the earth (of fuel and non-fuel origin) has been obtained and compared to that of other energy resources. 3)With the help of different scarcity indicators developed in this PhD, an analysis of the state of our mineral resources has been accomplished. For that purpose the mineral exergy degradation throughout the 20th century has been studied. This has allowed to estimate when the peak of production of the main mineral commodities is reached. Additionally, an outlook of the scarcity degree of our mineral capital in the 21st century has been undertaken. The results of this study reveal that the exergy analysis of minerals could constitute a universal and transparent prediction tool for assessing the degradation degree of non-renewable resources, with dramatic consequences for the future management of the earth’s physical stock. En este trabajo se han llevado a cabo tres actividades imperativas: 1) Se ha realizado un análisis sistemático de los principales compuesto químicos y recursos minerales de la tierra. Además se ha desarrollado la primera composición mineralógica de la corteza continental superior terrestre, a través de un procedimiento que asegura la coherencia química entre especies y elementos. La integración de toda esta información proporciona una visión global de la geoquímica de nuestro planeta con atención especial a las sustancias que componen las esferas exteriores de la tierra y a los recursos útiles para el hombre: los recursos minerales. 2) Se han proporcionado las herramientas termodinámicas necesarias para la evaluación de recursos naturales y en particular para minerales. De esta forma, se han calculado las propiedades estándar de la tierra y sus constituyentes (entalpía, energía libre de Gibbs y exergía). Adicionalmente, se ha calculado la exergía de los recursos minerales de la tierra (de origen energético y no energético) y se ha comparado con la exergía de otros recursos energéticos. 3)Con la ayuda de diferentes indicadores de escasez desarrollados en este tesis, se ha realizado un análisis del estado de los recursos minerales en la tierra. Para ello, se ha estudiado la degradación exergética de los minerales durante el siglo XX. Esto ha permitido estimar cuándo se alcanzará el pico de producción de los principales recursos minerales. Adicionalmente, se ha hecho un análisis del posible grado de degradación del capital mineral en el siglo XXI. Los resultados de este estudio revelan que el análisis exergético de los minerales podría constituir una herramienta universal y transparente para predecir el grado de agotamiento de los recursos no renovables, con consecuencias dramáticas para la gestión futura del stock físico de la tierra.