1. Introducción
Desde que en 1850 un boticario norteamericano (Samuel Kier) comercializó por
vez primera “aceite de roca”, el petróleo se convirtió en la principal fuente de
energía que tenemos. Teniendo en cuenta el enorme y variado uso que le damos
a los casi 200 distintos productos que de él se obtienen, es lógico pensar que el
orden mundial está sujeto a las varianzas políticas y económicas que el petróleo
provoca. El alza en los precios ha creado conflictos de magnitud mundial…países
en guerra, otros devastados por la mismas…sólo por la codicia del poderío del
llamado “oro negro”, eso sin contar el enorme daño a la Biosfera que
provocamos a diario en actividades sencillas, como pasear en automóvil o
combustionar algún hidrocarburo. Es de esperar que las generaciones venideras
aprecien mejor lo que a nuestros ojos parece invisible…un medio ambiente
seguro y político medioambiental más eficiente.
Primeras plantas de extracción de Petróleo.
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2. PETRÓLEO
Es una mezcla, líquida, aceitosa, menos densa que el agua, inflamable, apolar, de color variable que va
del amarillo pardo al negro y que se encuentran normalmente en yacimientos subterráneos, tanto
bajo de la superficie de la tierra como fondos marinos.
El gas natural y el petróleo están formados probablemente por descomposición de materiales
orgánicos de origen marino ubicados en los intersticios de rocas granulares (calizas y areniscas) de
los estratos superiores de la Tierra.
Cuando se perfora un pozo a través de esta capa, el petróleo sale a la superficie durante algún
tiempo debido a la presión del gas, siendo extraído después mediante bombas y complejos sistemas
mecánicos.
ORIGEN
El petróleo proviene de restos de microorganismos,
animales y plantas, los cuales por descomposición y
bajo condiciones de alta presión y temperatura,
perdieron oxígeno y concentraron carbono e
hidrógeno (con trazas de azufre y nitrógeno).
1ª etapa
Depósitos de organismos de origen vegetal y animal
se acumulan en el fondo de mares internos (lagunas
marinas). Las bacterias actúan, descomponiendo los
constituyentes carbohidratos en gases y materias
solubles en agua, y de esta manera son desalojados
del depósito. Permanecen los constituyentes de tipo
ceras, grasas y otras materias estables, solubles en
aceite.
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3. 2da etapa
A condiciones de alta presión y temperatura, se desprende CO2 de los compuestos con grupos
carboxílicos, y H2O de los ácidoshidroxílicos y de los alcoholes, dejando un residuo bituminoso. La
continuación de exposiciones a calor y presión provoca un craqueo ligero con formación de olefinas
(protopetróleo).
3er etapa
Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales, se polimerizan y ciclizan
para dar origen a hidrocarburos de tipo nafténico y parafínico. Los aromáticos se forman,
presumiblemente, por reacciones de condensación acompañando al craqueo y ciclización, o durante la
descomposición de las proteínas
.
Ante el paso del tiempo la Los factores de presión,
El petróleo se habría
materia orgánica se temperatura y procesos
originado por la
descompone y va quedando químicos y físicos, ayudados
depositaciónde minúsculos
en profundidad por los por la carencia de oxígeno,
animales ysustancias
sedimentos que la van posibilitaron la formación
vegetales que se fueron
cubriendo. de petróleo líquido y del
acumulando en el fondo
gas.
lacustre y marino
COMPOSICIÓN
El petróleo está en gran medida por parafinas (alcanos), naftenos (cicloalcanos) y compuestos
aromáticos,y menor cantidad por azufre, oxígeno y nitrógeno y algunos componentes metálicosen
pequeñísima concentración.
La composición elemental del petróleo normalmente está comprendida dentro de los siguientes
intervalos:
Elemento % Peso
C 84 – 87
H 11 – 14
S 0 – 2
N 0,2
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4. EXPLORACIÓN Y EXTRACCIÓN DEL “ORO NEGRO”
A pesar de los avances tecnológicos y la inversión en desarrollo científico, no se ha conseguido
hallar un método que permita dilucidar con certeza la ubicación de petróleo. Aún se hace imperiosa
la necesidad de prospección a través de la perforación de pozos exploratorios. Una de las
herramientas previas a la perforación es la construcción de mapas de afloramientos, mapas
topográficos y mapas del subsuelo, que permiten explorar geológicamente la composición de las
rocas en las cuales probablemente se encuentre ocluido el petróleo.
Estudios sísmicos, magnetométricos e incluso paleontológicos constituyen la batería de análisis
necesarios para ubicar una fuente petrolera. Aún así, el mejor método de exploración continúa
siendo el de sondaje.
Sacar petróleo de las entrañas de la Tierra es más fácil que extraer carbón. Se taladra un agujero
pequeño y se bombea, o bien se deja que la presión natural, si existe, lo eleve hasta la superficie. En
la explotación de un yacimiento se distinguen dos periodos que son la recuperación primaria y la
recuperación secundaria.
En la recuperación primaria, por el efecto de la presión, el petróleo sube por sí mismo a la
superficie. En la recuperación secundaria se utilizan reinyección de gas e inyección de agua o lodo.
Llegado a la superficie, el petróleo bruto pasa a una estación de "limpiado", donde se le extrae
primero el metano y los gases licuados (estabilización), electrostática y por fin el sulfuro de
hidrógeno de desgasificación a contracorriente.
EL CRUDO (petróleo líquido)
Cada yacimiento de petróleo está constituido por una mezcla de miles de hidrocarburos diferentes.
De los más de 1.500 campos petrolíferos conocidos, no se han encontrado aún dos crudos
exactamente iguales.
Los estándares de calidad ordenan calcificar los crudos de acuerdo a diversos parámetros como por
ejemplo “gravedad”. Así la graduación API (American PetroleumInstitute) agrupa los crudos en
“ligeros”, “medios”, “pesados” y “extrapesados”. Los refinadores lo clasifican también como “dulces”
(aquellos con poco azufre) y “ácidos” (gran contenido de azufre).
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5. La graduación API:
1. Crudos livianos mayor graduación API > 31º API
2. Crudos medios graduación entre 22,3º y 31,1º API
3. Crudos pesados graduación entre 10º y 22,3º API
4. Crudos extrapesados< 10º API
De acuerdo a su composición se conocen:
-Crudos parafínicos: éstos presentan una proporción elevada de hidrocarburos, particularmente
parafinas y ceras naturales (Pensilvania, Libia).
-Crudos nafténicos: con una cantidad más grande de naftenos (nafta), vale decir, hidrocarburos
cíclicos (Venezuela).
-Crudos aromáticos: contenido elevado de hidrocarburos bencénicos (Borneo).
-Crudos sulfurosos: contienen sulfuro de hidrógeno y mercaptanos, es decir, hidrocarburos con un
elevado contenido de azufre (Oriente Medio).
Derivados y Aplicaciones: LA REFINACIÓN DEL PETRÓLEO
Cuando se ha extraído y transportado (vía marítima o por oleoductos) a tierra firme, el petróleo se
traslada por hasta las refinerías para su procesamiento.
Aquí prácticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razón es que al petróleo también se le
denomina "crudo".
El crudo entra en estado vapor a la torre de fraccionamiento (torre de destilación), y asciende de
modo tal que en la medida que asciende; una columna de agua fría en contracorriente lo condensa.
Así los vapores sobrecalentados se recogen en la parte superior de la torre.
Así se obtiene de mayor a menor altura:
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6. El Cracking del petróleo
Consiste en transformar moléculas más pesadas del petróleo, en otras más ligeras con puntos de
ebullición más bajos, comprendidas dentro de los límites de la gasolina.
Las fracciones más altas se calientan bajo presión con catalizadores, con lo que se rompen las
moléculas grandes, originando otras más pequeñas y volátiles.
Su finalidad es generar los productos más demandados y rentables de la refinación.
Isomerización
Consiste en la reorganización de las cadenas de carbono lineales en otras ramificadas. Se usa para
convertir gasolinas de bajo octanaje en gasolinas de alto octanaje.
La isomerización transforma una cadena lineal de hidrocarburo en otra ramificada, haciendo más
gradual y eficiente la combustión de la gasolina.
EL ÍNDICE DE OCTANAJE DE LAS GASOLINAS
Cuando se comenzaron a desarrollar los motores para automóviles, los científicos se dieron cuenta
de que algunos tipos de hidrocarburos se quemaban de manera más uniforme y tenían menor
propensión a encenderse prematuramente que otros. En 1927 se estableció un estándar de
desempeño arbitrario, llamado índice de octano.
El índice de octano es una medida de la calidad de una gasolina, respecto a su capacidad
“antidetonante”. Dicho de otro modo, la mejor combustión con el consiguiente menor daño al motor
indica una gasolina de calidad deseada. Así, una gasolina con un índice de octano alto genera una
combustión, más suave y efectiva. Se le asignó al isooctano (2,2,4trimetil pentano) un índice de 100
y a un compuesto de cadena recta, el heptano (n-heptano) el índice 0.
Una gasolina con un índice 95 octanos tiene un comportamiento similar al de una mezcla con 95% de
isooctano y 5% de heptano.
Un estudio de hidrocarburos sintéticos puros, ha demostrado que en la serie de los alcanos, elíndice
de octano decrece a medida que se alarga la cadena y aumenta en los compuestos ramificados. Los
alquenos tienen índice de octano más elevado que los alcanos del mismo número de carbonos y
aumenta cuando el doble enlace se desplaza al centro de la molécula. Los cicloalcanos son menos
propensos a la detonación que los alcanos y los hidrocarburos aromáticos tienen índices de octano
excepcionalmente elevados.
Los hidrocarburos aromáticos son los que poseen el mayor número de octanaje, pero su uso
estáprohibido por lo nocivo de sus gases de combustión.
Elevadores del octanaje
Se descubrieron ciertas sustancias químicas que al añadirse en pequeñas cantidades a la gasolina
mejoraban considerablemente sus cualidades antidetonantes, es el caso del compuesto tetra
etilplomo que agregado en un 0,1% (1 mL en 1 litro) aumenta el índice de octano en 10 o más.
Desde hace algún tiempo se eliminó el tetra etil plomo de las gasolinas, a raíz de los serios
problemas que este metal pesado origina en el organismo. Fue reemplazado por el di-t-butil éter.
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7. EL COMBUSTIBLE DIESEL: ÍNDICE DE CETANO
Los motores Diesel comprimen aire sólo, elevándose la temperatura de éste a 480º-540º C. Casi al
final de la compresión se inyecta el combustible, que se inflama espontáneamente. El carburante
para motor Diesel no necesita ser volátil, siendo generalmente la fracción que hierve entre el
queroseno y los aceites lubricantes. Debido a la diferencia en el funcionamiento del motor, los
carburantes de índice de octano elevados son aquí peores que los de índice bajo, expresándose la
calidad del carburante para Diesel mediante el índice de cetanoo cateo, referido a una mezcla de
cetano (n-C16H34) de valor 100 y α metil-naftaleno de valor 0. Muchos motores Diesel de
automóviles exigen un índice de cateo superior a 45, vemos pues, que las características más
adecuadas para el carburante de un motor a explosión y de un motor Diesel son totalmente
distintas.
Reservas a nivel mundial
EE.UU. es el mayor extractor de petróleo, y hasta tal punto es así, que su producción viene a ser la
mitad de la mundial. Ahora bien, en ningún caso posee la mitad de la existencia de petróleo. En el
mundo se producen cerca de 6.000 millones de barriles por año (cada barril contiene 160litros).
Aparte de Estados Unidos de América, los otros grandes productores son: Rusia, Venezuela, Irán,
Indonesia, México, Rumania, Irak, Colombia, Argentina, Trinidad, Perú, India y Birmania. Canadá
produce también una considerable cantidad, y se le abren, en este sentido, magnificas perspectivas.
Las mayores reservas de petróleo en el mundo se encuentran, en efecto, en Athabasca (Alberta,
Canadá).
En el siguiente gráfico se expresan las reservas mundiales de crudo por zonas geográficas:
Es decir, que dos tercios de las reservas mundiales de petróleo se encuentran en Oriente
Medio. Sin embargo, el porcentaje que consume cada zona no tiene nada que ver con sus
reservas:
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8. En 2001 se produjeron 3.585 millones
de toneladas de petróleo,
prácticamente la misma cantidad que en
2000 (3.595 toneladas).
EL PETRÓLEO DE CHILE
En 1893, exploradores franceses llegaron hasta Magallanes, convencidos de que era factible
encontrar petróleo en Tierra del Fuego y en la Isla Dawson.
Años más tarde, un trabajador de la Hacienda Fiscal de Agua Fresca descubrió por casualidad la
existencia de combustibles fósiles en río Canelos, a 30 kilómetros de Punta Arenas. La primera
perforación en suelo magallánico con fines exploratorios se llevó a cabo en 1907, en este mismo
lugar.
Casi dos décadas más tarde, el 29 de diciembre de 1945, fluyó por primera vez, desde el pozo de
Springhill, en Tierra del Fuego, el primer chorro de petróleo, y cinco años más tarde, el 19 de junio
de 1950, el Presidente Gabriel González Videla promulgó la Ley 9.618 que creó la EmpresaNacional
del Petróleo, ENAP. El gobierno de la época estableció la dependencia de ENAP en la Corporación
de Fomento de la Producción (Corfo), con personalidad jurídica independiente del Estado.
Impacto ambiental del Petróleo.
La contaminación por petróleo se produce por su liberación accidental o intencionada en el
ambiente, provocando efectos adversos sobre el hombre o sobre el medio, directa o
indirectamente. La contaminación involucra todas las operaciones relacionadas con la
explotación y transporte de hidrocarburos, que conducen inevitablemente al deterioro gradual
del ambiente. Afecta en forma directa al suelo, agua, aire, y a la fauna y la flora.
Efectos sobre el suelo:
Los efectos sobre el suelo se deben al desmalezado y alisado del terreno y
al desplazamiento y operación de equipos pesados. Por otro lado los
derrames de petróleo y los desechos producen una alteración del sustrato
original en que se implantan las especies vegetales dejando suelos
inutilizables durante años.
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9. Efectos sobre el agua:Con respecto a los efectos sobre el
agua tenemos, en las aguas superficiales el vertido de petróleo
u otros desechos producen disminución del contenido de
oxígeno, aporte de sólidos y de sustancias orgánicas e
inorgánicas.En el caso de las aguas subterráneas, el mayor
deterioro se manifiesta en un aumento de la salinidad, por
contaminación de las napas con el agua de producción de
petróleo de alto contenido salino.
Efectos sobre el aire:
Los efectos sobre el aire son muy frecuentes debido a que a la hora de
extraer el hidrocarburo líquido siempre viene con gas. La captación del
gas está determinada por la relación gas/petróleo, si este valor es alto, el
gas es captado y si es bajo, es venteado y/o quemado por medio de
antorchas. El gas natural está formado por hidrocarburos livianos y puede
contener dióxido de carbono, monóxido de carbono y ácido sulfhídrico. Si
el gas producido contiene estos gases, se quema. Si el gas producido es
dióxido de carbono, se lo ventea.
Efectos sobre la flora y la fauna:
La fijación de las pasturas depende de la presencia de
arbustos y matorrales, que son los más afectados por la
contaminación con hidrocarburos. A su vez estos matorrales
proveen refugio y alimento a la fauna adaptada a ese
ambiente. Dentro de la fauna, las aves son las más
afectadas, por contacto directo con los cuerpos de agua o
vegetación contaminada, o por envenenamiento por ingestión.
El efecto sobre las aves puede ser letal. Si la zona de
explotación es costera o mar adentro el derrame de hidrocarburos produce daños irreversibles
sobre la fauna marina.Casi la mitad del petróleo y derivados industriales que se vierten en el
mar, son residuos que vuelcan las ciudades costeras. El mar es empleado como un accesible y
barato depósito de sustancias contaminantes. Otros derrames se deben a accidentes que
sufren los grandes barcos contenedores de petróleo, que por negligencia transportan el
combustible en condiciones inadecuadas. De cualquier manera, los derrames de petróleo
representan una de las mayores causas de la contaminación oceánica.
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10. Energías alternativas o de reemplazo
Algunas de las siguientes energías alternativas sirven para suplir a las aportadas por
el petróleo, en razón de su menor efecto contaminante y de su capacidad de
renovarse. Entre las energías renovables podemos encontrar a las siguientes:
Energía Nuclear: procede de reacciones de fisión o fusión de
átomos en las que se liberan gigantescas cantidades de energía que se
usan para producir electricidad.
• Energía eólica: Es producida por el movimiento
del viento y se puede obtener a través de
aerogeneradores. Esta energía es muy efectiva, pero el único problema
es que no es posible instalar aerogeneradores en cualquier zona, porque
es necesario que el viento sea constante; como por ejemplo en algunas
zonas de la Patagonia argentina.
• Energía hidráulica: Es producida por la utilización del agua.
• Energía oceánica o mareomotriz: Es obtenida por la utilización
del agua en los océanos y los mares. Ésta se pone en uso, cuando el
agua de la marea alta se embalsa.
• Energía solar: Utiliza la radiación solar con el uso de paneles
solares. El único inconveniente es que los paneles solares son
muy costosos en la actualidad.
• Energía geotérmica: Es el uso del agua que surge bajo presión
desde el subsuelo. Ésta se obtiene a través de una perforación en
la tierra y luego de ésta, se añade agua. Este agua, al llegar a
cierta temperatura se calienta produciendo vapor, el cual mueve
alternadores de generación eléctrica.
• Biomasa: Utiliza la descomposición de residuos orgánicos. El biocombustible es el
término con el cual se denomina a cualquier tipo de combustible que derive de la
biomasa - organismos recientemente vivos o sus desechos metabólicos, tales como el
estiércol de la vaca.
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11. Conclusión
Podemos concluir que el petróleo es muy importante para
la sociedad de hoy en día .Ya sea en aspectos positivos
como negativos. Lo negativo del petróleo es su
contaminación, el hecho de que sea insoluble al agua, por lo
tanto es muy difícil de limpiar , los posibles derrames que
puedan suceder en el mar con las embarcaciones que lo
transportan , los gases emanados por los derivados del
petróleo son unas de las principales causas de la
contaminación de CO2 en la atmosfera, y ha sido el
responsable de conflictos bélicos en algunas partes del
mundo , tales como en el medio oriente. Pero al fin y al
cabo todo el mundo necesita del petróleo. En una u otra de
sus muchas formas lo usamos cada día de nuestra vida.
Proporciona fuerza, calor y luz; lubrica la maquinaria y
produce alquitrán para asfaltar la superficie de las
carreteras; y de él se fabrica una gran variedad de
productos químicos. El petróleo es la fuente de energía
más importante de la sociedad actual. Pensar en qué
pasaría si se acabara repentinamente, hace llegar a la
conclusión de que se trataría de una verdadera catástrofe
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