Derivados del PetrleoEl petrleo es un lquido oleoso, menos denso
que el agua, de color oscuro y olor fuerte, que est constituido por
una mezcla de hidrocarburo y que tiene, como principal
caracterstica, el que puede arder con facilidad.Pero si se desea
saber todo lo que se puede hacer con el petrleo, esta definicin no
es suficiente. Es necesario profundizar el conocimiento para
determinar no slo sus propiedades fsicas sino tambin las
propiedades qumicas de sus componentes.
El petrleo es una mezcla de hidrocarburos, compuestos que
contienen en su estructura molecular carbono e hidrgeno
principalmente. El nmero de tomos de carbono y la forma en que estn
colocados dentro de las molculas de los diferentes compuestos
proporciona al petrleo diferentes propiedades fsicas y qumicas. As
tenemos que los hidrocarburos compuestos por uno a cuatro tomos de
carbono son gaseosos, los que contienen de 5 a 20 son lquidos, y
los de ms de 20 son slidos a la temperatura ambiente. La palabra
crudo es tpica para designar al petrleo antes de su refinado. La
composicin de los crudos es muy variable dependiendo del lugar en
el que se han formado. El petrleo crudo vara mucho en su
composicin, lo cual depende del tipo de yacimiento de donde
provenga, pero en promedio podemos considerar que contiene entre 83
y 86% de carbono y entre 11 y 13% de hidrgeno. Mientras mayor sea
el contenido de carbn en relacin al del hidrgeno, mayor es la
cantidad de productos pesados que tiene el crudo. Esto depende de
la antigedad y de algunas caractersticas de los yacimientos. No
obstante, se ha comprobado que entre ms viejos son, tienen ms
hidrocarburos gaseosos y slidos y menos lquidos entran en su
composicin. Algunos crudos contienen compuestos hasta de 30 a 40
tomos de carbonoPor lo general, el petrleo tal y como se extrae de
los pozos no sirve como energtico ya que requiere de altas
temperaturas para arder, pues el crudo en s est compuesto de
hidrocarburos de ms de cinco tomos de carbono, es decir,
hidrocarburos lquidos. Por lo tanto, para poder aprovecharlo como
energtico es necesario separarlo en diferentes fracciones que
constituyen los diferentes combustibles como el gasavin, gasolina,
turbosina, diesel, gasleo ligero y gasleo pesado.
CMO SE FORM EL PETRLEO?EXISTEN varias teoras sobre la formacin
del petrleo. Sin embargo, la ms aceptada es la teora orgnica que
supone que se origin por la descomposicin de los restos de animales
y algas microscpicas acumuladas en el fondo de las lagunas y en el
curso inferior de los ros.Esta materia orgnica se cubri
paulatinamente con capas cada vez ms gruesas de sedimentos, al
abrigo de las cuales, en determinadas condiciones de presin,
temperatura y tiempo, se transform lentamente en hidrocarburos
(compuestos formados de carbn e hidrgeno), con pequeas cantidades
de azufre, oxgeno, nitrgeno, y trazas de metales como fierro,
cromo, nquel y vanadio, cuya mezcla constituye el petrleo
crudo.Estas conclusiones se fundamentan en la localizacin de los
mantos petroleros, ya que todos se encuentran en terrenos
sedimentarios. Adems los compuestos que forman los elementos antes
mencionados son caractersticos de los organismos vivientes.Ahora
bien, existen personas que no aceptan esta teora. Su principal
argumento estriba en el hecho inexplicable de que si es cierto que
existen ms de 30 000 campos petroleros en el mundo entero, hasta
ahora slo 33 de ellos constituyen grandes yacimientos. De esos
grandes yacimientos 25 se encuentran en el Medio Oriente y
contienen ms del 60% de las reservas probadas de nuestro
planeta.Uno se pregunta entonces: Cmo es posible que tantos
animales hayan muerto en menos del 1% de la corteza terrestre, que
es el porcentaje que le corresponde al Medio Oriente?ndudablemente
que la respuesta a esta pregunta, si la teora orgnica es vlida, slo
se puede encontrar en la Biblia, donde se describe al Edn como un
lugar rodeado por cuatro ros (siendo uno de ellos el ufrates), en
cuyo centro se encuentra el "rbol de la Vida".Esta respuesta
probablemente no suena muy cientfica, pero acaso no justifica el
hecho de que el Medio Oriente contenga el cementerio de animales ms
grande del mundo, origen de sus reservas petroleras, si la teora
orgnica es cierta?Naturalmente que existen otras teoras que
sostienen que el petrleo es de origen inorgnico o mineral. Los
cientficoss soviticos son los que ms se han preocupado por probar
esta hiptesis. Sin embargo estas proposiciones tampoco se han
aceptado en su totalidad.Una versin interesante de este tema es la
que public Thomas Gold en 1986. Este cientfico europeo dice que el
gas natural (el metano) que suele encontrarse en grandes cantidades
en los yacimientos petroleros, se pudo haber generado a partir de
los meteoritos que cayeron durante la formacion de la Tierra hace
millones de aos.Los argumentos que presenta estn basados en el
hecho de que se han encontrado en varios meteoritos ms de 40
productos qumicos semejantes al kergeno, que se supone es el
precursor del petrleo.Y como los ltimos descubrimientos de la NASA
han probado que las atmsferas de los otros planetas tienen un alto
contenido de metano, no es de extraar que esta teora est ganando
cada da ms adeptos.Podemos concluir que a pesar de las innumerables
investigaciones que se han realizado, no existe una teora infalible
que explique sin lugar a dudas el origen del petrleo pues ello
implicara poder descubrir los orgenes de la vida misma.
Consumo de petrleo
El consumo mundial de petrleo fue creciendo hasta alcanzar su
mximo en 1978 ao en el que se explotaron algo ms de 3000 millones
de toneladas. Despus el consumo disminuy hasta el ao 1982 y desde
entonces ha ido aumentando pero todava sin llegar a las cifras de
1978. El consumo medio en el mundo, por habitante y ao en 1993 era
de unas 0,6 toneladas
Este descenso se ha debido a la disminucin del consumo en los
pases desarrollados. Por ejemplo, en Norteamrica el consumo por
habitante y ao era de unas 4 toneladas en 1978, con mucho el ms
alto del mundo, y en cambio en 1993 fue de unas 3 toneladas. El
consumo en los pases desarrollados, excepto Norteamrica es de unos
1,4 toneladas por habitante y ao, mientras que en los pases no
desarrollados el consumo es de menos de 0,5 toneladas, aunque el
consumo total de estos pases, por motivos demogrficos y de
desarrollo se est manteniendo en crecimiento continuo.
Aplicaciones de los combustibles fsilesSe han convertido en
sinnimo de la vida industrial moderna por sus mltiples aplicaciones
en una enorme variedad de productos y servicios que utilizan las
personas en su vida comn.Es fuente de energa bsica en el sector
industrial. Tienen aplicaciones en la industria del transporte
porque proveen energa a los autos, aviones y barcos para moverse,
en la industria energtica debido a su uso como recurso que genera
electricidad y hasta en la industria cosmtica, porque muchsimos
productos como cremas, jabones, perfumes y otros cosmticos
contienen algn derivado de combustibles fsiles. El petrleo puede
convertirse en fertilizantes, en ropa, en cepillos de dientes y en
gasolina.Son tambin tiles en empresas y hogares para calentarse y
cocinar. El carbn, ese recurso al alcance de casi cualquier
persona, bien se utiliza como fuente de energa para la calefaccin
de los hogares y hasta para preparar comida.
Automviles y motores de Combustin internaDiversos combustibles
se utilizaron en los primeros automviles: carbn y madera (mquina de
vapor, motor de gasgeno, etc.)El desarrollo del automvil se inici
con la invencin de los motores de combustin, que coincidi con el
descubrimiento del petrleo, que influy decisivamente en su
desarrollo y popularizacin.
QU son los motores de combustin interna? Son los que usan
comnmente los automviles. Se llaman tambin motores de explosin.
Estos nombres les fueron asignados debido a que el combustible
se quema en el interior del motor y no es un dispositivo externo a
l, como en el caso de los motores diesel.
CMO TRABAJAN LOS MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA?Estos motores
trabajan en cuatro tiempos que son la admisin, la compresin, la
explosin y el escape.
La figura ilustra los cuatro tiempos del motor de combustin
interna.
En el primer tiempo o admisin, el cigeal arrastra hacia abajo el
mbolo, aspirando en el cilindro la mezcla carburante que est
formada por gasolina y aire procedente del carburador. En el
segundo tiempo se efecta la compresin. El cigeal hace subir el
mbolo, el cual comprime fuertemente la mezcla carburante en la
cmara de combustin.En el tercer tiempo, se efecta la explosin
cuando la chispa que salta entre los electrodos de la buja inflama
la mezcla, producindose una violenta dilatacin de los gases de
combustin que se expanden y empujan el mbolo, el cual produce
trabajo mecnico al mover el cigeal, que a su vez mueve las llantas
del coche y lo hace avanzar.Por ltimo, en el cuarto tiempo, los
gases de combustin se escapan cuando el mbolo vuelve a subir y los
expulsa hacia el exterior, saliendo por el mofle del automvil.
Naturalmente que la apertura de las vlvulas de admisin y de
escape, as como la produccin de la chispa en la cmara de combustin,
se obtienen mediante mecanismos sincronizados en el cigeal.De
acuerdo a la descripcin anterior, comprendemos que si la explosin
dentro del cilindro no es suave y genera un tirn irregular, la
fuerza explosiva golpea al mbolo demasiado rpido, cuando an est
bajando en el cilindro.
QU SIGNIFICA EL OCTANAJE EN UNA GASOLINA?
Hace 50 aos se lleg a descubrir que, de todos los compuestos que
forman la gasolina, el heptano normal (un hidrocarburo con siete
tomos de carbn formando una cadena lineal) es el que provoca la
peor detonacin. Por lo tanto se le asign un valor de cero en la
escala correspondiente.El compuesto que detonaba menos era de ocho
tomos de carbono, formando una cadena ramificada llamada isooctano.
Se le dio un valor de 100, y as nacieron los ndices de octano u
octanajes de las gasolinas.Pero cmo se determinan prcticamente los
octanajes de las gasolinas?Existen aparatos especiales para medir
las detonaciones que provocan. El resultado se compara con mezclas
de heptano e isooctano hasta encontrar aquella que produzca un
efecto semejante.As, por ejemplo, si cierta gasolina tiene
caractersticas detonantes parecidas a las de una mezcla en 90% de
isooctano y 10% de heptano normal, entonces se le asigna un ndice
de octano de 90.
Ventajas de los combustibles fsiles
El hecho de que su uso sea extendido, entraa una serie de
ventajas importantes para seguir con la extraccin y aplicacin de
los combustibles fsiles. La primera, y quiz ms importante, reside
en la an abundancia y accesibilidad de las reservas, por lo que las
plantas de energa elctrica pueden proveer una gran cantidad de
electricidad para todo el mundo. Tambin proporcionan bastante
energa a un costo relativamente bajo, y su transporte es bsicamente
poco complicado.Sin dejar de mencionar la amplia red de surtidores
que existen a nivel mundial
Problemas ambientales en el uso del petrleo y el gas natural
Estos combustibles causan contaminacin tanto al usarlos como al
producirlos y transportarlos. Uno de los problemas ms estudiados en
la actualidad es el que surge de la inmensa cantidad de CO2 que
estamos emitiendo a la atmsfera al quemar los combustibles fsiles.
Como estudiamos con detalle, este gas tiene un importante efecto
invernadero y se podra estar provocando un calentamiento global de
todo el planeta con cambios en el clima que podran ser
catastrficos.Otro impacto negativo asociado a la quema de petrleo y
gas natural es la lluvia cida, en este caso no tanto por la
produccin de xidos de azufre, como en el caso del carbn, sino sobre
todo por la produccin de xidos de nitrgeno.Los daos derivados de la
produccin y el transporte se producen sobre todo por los vertidos
de petrleo, accidentales o no, y por el trabajo en las
refineras.
