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El Carbón

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El Carbón

Indice
1. Origen 
2. La búsqueda del petróleo- Exploración
3. Reservas de Carbón
4. Producción mundial de Carbón
5. Ventajas del Carbón
6. Carbón y desarrollo
7. Conclusiones
8. Origen del carbón

1. Origen 

El origen del petróleo siempre ha llamado la atención de los investigadores. Existen diversas vías que tratan de explicarlo. Actualmente prevalece la teoría Orgánica, según la cual tanto el petróleo como el gas natural son de origen orgánico. De acuerdo con esta teoría, durante largo tiempo, masas de materia orgánica formada a partir de organismos marinos (plancton, algas y peces) y de restos vegetales arrastrados por los ríos desde los continentes se acumularon, junto con sedimentos arcillosos, en el fondo de los mares. El petróleo y el gas natural se formaron a partir de la transformación de esos restos orgánicos por acción de bacterias a determinadas condiciones de presión, temperatura y profundidad. Este proceso, ha tardado millones de años y continúa en la actualidad en muchas regiones del planeta.

Migración y entrampamiento

Las rocas sedimentarias donde se originan el petróleo y el gas natural se conocen como rocas madre. Una vez formado, el petróleo se mueve o migra hacia la superficie, a través de rocas porosas y permeables. Si encuentra en su camino un obstáculo o trampa, detiene su migración. Se dice entonces que el petróleo queda entrampado. Las trampas son sitios en el subsuelo donde existen condiciones adecuadas para que se acumulen los hidrocarburos estas se caracterizan por la presencia de rocas porosas y permeables conocidas como rocas almacén, donde se acumulan o almacenan, los hidrocarburos, bordeadas de capas de rocas impermeables o rocas sello que impiden su migración. Cuando los hidrocarburos acumulados en la trampa se pueden extraer comercialmente, se habla de yacimiento petrolífero.

2. La búsqueda del petróleo- Exploración

Nadie conoce a ciencia cierta donde está escondido el petróleo en el subsuelo; para poder ubicarlo es necesario perforar un pozo Para la búsqueda del petróleo se requiere la exploración, la cual consiste en la utilización de métodos científicos especializados, a fin de determinar ciertas características de la superficie y del subsuelo que le indiquen al explorador la ubicación de las trampas, sitios en los cuales pudieran haberse acumulado los hidrocarburos La existencia de hidrocarburos en la trampa sólo se puede comprobar mediante la perforación de pozos exploratorios. La exploración se apoya en los métodos que aportan la Geología, la Geofísica y la Geoquímica. Los primeros hombres que trataron de descubrir petróleo tenían poco conocimiento científico acerca de los lugares donde podrían perforar los pozos; para ello, se guiaron por los menes y, en ocasiones, lo hicieron en lugares escogidos al azar, por lo que frecuentemente fracasaban. Esto evidenció que el petróleo no se encontraba en cualquier parte del subsuelo y por lo tanto el perforar un pozo no garantizaba encontrarlo. Es así como se llegó a la conclusión de que el petróleo se encontraba asociado con rocas en el subsuelo que lo generan o lo almacenan. Por esta razón no pasó mucho tiempo sin que el geólogo, con sus conocimientos de las formaciones, estructuras y geología de superficie, fuese llamado para colaborar en su búsqueda.

En la actualidad, con los avances científicos y tecnológicos, se han incorporado otros profesionales a los equipos de trabajo que realizan la exploración: geofísicos, geoquímicos, petrofísicos, bioestratígrafos e ingenieros de petróleo, quienes se dedican a precisar la ubicación del petróleo en el país. Su actividad se basa en ideas que luego se materializan en descubrimiento de yacimientos. La intuición y el procesamiento e interpretación de los datos, en forma científica, se combinan para aumentar la certeza de la posible presencia de hidrocarburos en el subsuelo.

Son muchos los métodos empleados para encontrar las trampas; estos incluyen el reconocimiento fotográfico desde el aire, estudios geológicos en la superficie y los métodos geofísicos para explorar por debajo de la superficie.
Una vez localizada la trampa, se procede a perforar el primer pozo exploratorio; si se encuentra petróleo se le denomina pozo descubridor.
Es importante destacar que aún empleando estas tecnologías modernas en la ubicación de los pozos exploratorios existe un alto riesgo económico, puesto que en esas trampas puede darse el caso de ausencia de hidrocarburos o encontrarlos en cantidades no explotables comercialmente.
Cuando se descubren hidrocarburos se realizan cálculos matemáticos para determinar las cantidades presentes. A estas cantidades se les denominan reservas.
De acuerdo a los valores obtenidos se decide iniciar la explotación comercial del yacimiento, es decir, los Métodos de producción de pozos
Una vez confirmada la presencia de hidrocarburos, mediante el pozo descubridor, se, planifica la explotación del yacimiento. Esta consiste en traer a la superficie los hidrocarburos, utilizando la energía natural del yacimiento o aplicando otros métodos.
La presión o energía natural del yacimiento depende, entre otros factores, de la presencia de una capa o casquete de gas libre que se encuentra por encima del petróleo, del volumen de agua ubicada por debajo de éste y del volumen de gas disuelto en el petróleo. A su vez, este gas disuelto proporciona energía al petróleo.

La explotación de un yacimiento comienza con la perforación de los pozos productores. Al iniciarse la explotación, la presión del yacimiento es elevada y comienza a disminuir debido a la Extracción o producción de los hidrocarburos. Si la presión continua disminuyendo, puede ocurrir que el gas disuelto en el petróleo escape y éste pierda energía, lo que dificulta su movimiento. Si la pérdida de energía es considerable sería imposible recuperarlo con las técnicas actuales de allí la importancia de controlar la presión durante esta actividad.

Cuando la presión o energía natural del yacimiento es suficiente para que el petróleo por si sólo hacia los pozos productores y desde el fondo de éstos hasta la superficie, se dice que los pozos producen por flujo natural; este método de producción es el más económico. Cuando la energía natural del yacimiento no es suficiente para que el petróleo llegue a la superficie, éste sólo sube a un cierto nivel en los pozos productores. Por ello es necesario utilizar métodos artificiales para suministrarle energía al petróleo que está en el pozo y lograr que fluya nuevamente. Entre estos métodos se emplean el levantamiento artificial por bombeo mecánico, levantamiento artificial por gas. Estos métodos resultan más costosos, por cuanto emplean equipos especiales.

Extracción de los hidrocarburos hasta la superficie.
Recuperación Suplementaria
Una vez iniciada la explotación de un yacimiento, continúa el procesamiento y análisis de la información obtenida desde el momento de la perforación y durante toda la etapa de producción. Esto permite al personal técnico especializado estar atento al comportamiento del yacimiento y preparado para tomar decisiones ante cualquier cambio importante. Por ejemplo, la disminución de la presión o energía natural del yacimiento puede requerir la aplicación de métodos de recuperación suplementaria. Estos métodos consisten en la inyección de agua o gas al yacimiento, desde la superficie, a través de pozos inyectores, a fin de reponer la energía perdida del yacimiento y así extraer cantidades adicionales de hidrocarburos por más tiempo.

Existen varias razones por las cuales se realiza la recuperación suplementaria:
Conservacionista: para evitar el desperdicio de la energía natural del yacimiento
Económica: para recuperar volúmenes adicionales de petróleo, llamados también reservas adicionales o secundarias.
Técnica: para reponer y mantener la presión de¡ yacimiento
Biorremediación una respuesta ambiental
Las actividades de la industria petrolera, como cualquier actividad económica que emplea recursos naturales, pueden producir alteraciones en el ambiente. Por esta razón PDVSA, consciente de su rol como principal industria del país, ha dedicado importantes esfuerzos para preservar los ecosistemas mediante el uso de tecnologías amigables con el medio ambiente.

Un paso importante que esta empresa ha dado, con relación al saneamiento ambiental, consiste en el tratamiento y disposición, en forma segura, de los residuos orgánicos (residuos que contienen hidrocarburos) generados en los diferentes procesos de exploración y producción de acuerdo con la normativa del Ministerio del Ambiente: así por ejemplo, el tratamiento de desechos de perforación para que sean dispuestos de una manera favorable en suelos con poca capacidad de retención de nutrientes se realiza en Punta de Mata, estado Monagas, y el manejo de los Iodos que se obtienen de los fondos de los tanques de almacenamiento de crudo, en Puerto Miranda, estado Zulia.
En este sentido, PDVSA ha estado aplicando una tecnología basada en procesos biológicos conocida como Biorremediación o Biotratamiento, la cual permite la transformación de compuestos contaminantes en sustancias ambientalmente seguras.
La biorremediación es una técnica de bajo costo basada en el proceso de biodegradación. Este proceso consiste en la descomposición de los hidrocarburos en sustancias más sencillas como dióxido de carbono y agua, por acción de microorganismos (bacterias y hongos) presentes en el suelo, sin necesidad de aplicar productos costosos que podrían, además, ocasionar daños al ambiente.

Por qué es el carbón tan importante para la vida diaria en el mundo entero?

 El carbón es el combustible fósil más abundante, seguro y de suministro garantizado en el mundo. Puede utilizarse en forma limpia y económicamente.

  • Abundante: Las reservas de carbón son extensas y están presentes en muchos países; en la actualidad el carbón se explota en más de 50 países.
  • Seguro: El carbón es estable y por tanto es el combustible fósil más seguro desde los puntos de vista de su transporte, almacenamiento y utilización.
  • Suministro Garantizado: La abundancia de las reservas significa que a los usuarios de carbón se les puede garantizar la seguridad de los suministros del recurso y ello a su vez, a precios competitivos, asegura el suministro de la electricidad necesaria para los usos industriales y domésticos.
  • Limpio: Usando tecnologías disponibles, puede ahora quemarse el carbón limpiamente en todo el mundo.
  • Económico: A nivel mundial, el carbón es un combustible competitivo para la generación de electricidad, sin la cual la vida en el mundo moderno sería virtualmente imposible. Es la principal fuente de energía para la generación eléctrica en el mundo entero.

El carbón ha sido usado como una fuente de energía por cientos de años; ha sido comercializado internacionalmente desde la época del Imperio Romano.

El carbón no sólo suministró la energía que impulsó la Revolución Industrial del Siglo XIX, sino que también lanzó la era eléctrica en el presente siglo. Actualmente casi el 40% de la electricidad generada mundialmente es producida por carbón. La industria mundial del hierro y el acero también depende del uso del carbón, al ser éste el principal agente reductor en la industria metalúrgica.

Hasta la década de los 60, el carbón fue la más importante fuente primaria de energía en el mundo. Al final de los 60 fue superada por el petróleo, pero se estima que el carbón, además de su importancia en la generación de electricidad, volverá de nuevo a ser la principal fuente de energía en algún momento durante la primera mitad del próximo siglo.

La importancia de otros combustibles fósiles (petróleo y gas) y de fuentes de energía alternativas (tales como la nuclear y las renovables) no pueden ser ignoradas. Hoy, ninguna de estas alternativas ofrece en el largo plazo una fuente de energía económica y sin problemas.

Se estima que, a los niveles actuales de producción, las reservas conocidas de carbón pueden durar aproximadamente cuatro veces más que las reservas combinadas de petróleo y gas. De todas maneras, al ser finitas todas las reservas de combustible fósil, se necesita hacer un uso eficiente y comercialmente efectivo de ellas, de manera que se conserven estos valiosos recursos.

Las fuentes de energía renovables, tales como la hídrica, eólica, solar, biomasa y el mar, constituyen verdaderas alternativas para la generación de energía.

De todas formas, todas ellas deben atender problemas que incluyen tanto su viabilidad económica como su aceptación ambiental. Con la excepción de la hídrica, ninguna ofrece proveer energía de manera significativa durante varias décadas.

Como la población mundial crece y los estándares de vida mejoran en el mundo en desarrollo, la demanda internacional de energía se incrementa, en algunos casos, en niveles dramáticos. El carbón es el combustible fósil más abundante, ampliamente distribuido, para enfrentar esta creciente demanda de energía.

La industria del hierro y del acero también depende del uso del carbón, al ser éste el principal agente reductor en la industria metalúrgica. El 75% del carbón consumido en el mundo es para generación eléctrica y metalúrgica.

Usos del Carbón

El carbón tiene muchos usos importantes, aunque los más significativos son la generación eléctrica, la fabricación de acero y cemento y los procesos industriales de calentamiento. En el mundo en desarrollo es también importante el uso doméstico del carbón para calefacción y cocción.

El carbón es la mayor fuente de combustible usada para la generación de energía eléctrica. Más de la mitad de la producción total de carbón a nivel mundial, provee actualmente cerca del 40% de la electricidad producida mundialmente. Muchos países son altamente dependientes del carbón para su electricidad; en 1996: Polonia (95%), Suráfrica (93%), Dinamarca (77%), Australia (83%), Grecia (69%), China (75%), Alemania (53%) y los Estados Unidos de América (53%).

La vida moderna es inimaginable sin electricidad, la cual ilumina las casas, los edificios y las calles, provee calor para usos domésticos e industriales y de energía para la mayoría de los electrodomésticos y máquinas utilizados en hogares, oficinas y fábricas. Sin electricidad, telecomunicaciones, radio y televisión, la mayoría de las instalaciones médicas y muchas de las más avanzadas industrias sencillamente no existirían.

El carbón es también indispensable para la producción de hierro y acero; casi el 70% de la producción de acero proviene de hierro hecho en altos hornos, los cuales utilizan carbón y coque. El acero es de hecho esencial para la vida diaria; carros, trenes, rascacielos, barcos, instrumentos quirúrgicos, rayos-x y electrodomésticos, todos están hechos de acero. Es fundamental para la fabricación de la maquinaria que hace casi cada producto que usamos. Sin ellas, no se podría dar forma a la madera y el vidrio, la piedra no podría ser triturada, el concreto no podría mezclarse, otros metales no podrían ser fundidos y los plásticos no podrían ser fabricados.

El cemento es esencial para la construcción de casi todos los grandes edificios, fábricas, carreteras y represas. La mayoría de las plantas de cemento del mundo son alimentadas con carbón. El carbón es directamente ó indirectamente vital en muchos aspectos de la vida diaria.

Aumento mundial en la demanda de energía

La demanda de energía está estrechamente relacionada con el crecimiento económico y los estándares de vida. Actualmente la demanda mundial de energía está incrementándose en un promedio de aproximadamente 2% anual. Se anticipa que este incremento ha de continuar, y por tanto, el consumo de energía será el doble de 1995 en el 2030 y el triple en el 2050.

Los suministros adecuados de energía serán esenciales para que las naciones del mundo mantengan su expansión industrial y económica.

En el mundo en desarrollo, la primera señal de mejoramiento de los estándares de vida es la disponibilidad de electricidad. Inicialmente, ésta puede utilizarse solamente para proveer luz, pero es inmediatamente requerida para encender artefactos electrodomésticos de todo tipo para uso residencial e industrial.

Las economías de los países en desarrollo, con su desarrollo industrial y el aumento en los estándares de vida, están consumiendo electricidad, a una tasa que aumenta rápidamente. En Indonesia, por ejemplo, la generación de energía se ha duplicado cada 5 años en los últimos 25 años y se espera que siga creciendo como mínimo a este ritmo.

A medida que el desarrollo económico se lleva a cabo, desde el punto de vista doméstico se comienza a cambiar de las fuentes tradicionales de energía (como la madera) a otras más modernas (como la electricidad). Parte fundamental para el proceso de desarrollo es la construcción de infraestructura (carreteras, ferrocarriles, puertos, etc.) al igual que el crecimiento de las ciudades. En general, el crecimiento económico ha dependido de la exportación de materia prima y bienes manufacturados. Todas estas actividades implican el rápido crecimiento en el uso de energía en las primeras etapas de la industrialización.

El aumento en la demanda de energía dependerá en una forma cada vez más creciente de la abundancia del carbón en todo el mundo, en el próximo siglo y después de él. No obstante, es vital que se continúen usando con mayor eficiencia tanto el carbón como todos los combustibles fósiles de manera que se puedan conservar estos valiosos recursos.

Nuevamente un papel importante

La industria estadounidense del carbón está sacudiéndose una imagen anticuada y promocionando el producto como la solución ideal para las crecientes necesidades de energía eléctrica de Estados Unidos.

El renovado interés que ha despertado este combustible se debe a las proyecciones según las cuales la demanda de electricidad en la próspera economía estadounidense batirá un récord en un futuro próximo. La mitad de tales requerimientos será satisfecha con la producción de plantas que funcionan con carbón.

Sin embargo, las inquietudes de los grupos ecologistas en torno a la contaminación del aire y el calentamiento global siguen siendo un obstáculo y han causado nuevas tensiones en la industria.

Según cifras oficiales, las plantas activadas por carbón lograron satisfacer 52% de las necesidades de energía eléctrica de EEUU en 1998, por lo que el carbón se convirtió en el combustible más importante para la generación de electricidad en el país. A ello se suman cálculos de la Administración de Información sobre la Energía según los cuales la demanda interna de carbón crecerá en 20%, al pasar de 950 millones a 1,316 millardos de toneladas, a medida que se incremente el consumo eléctrico

3. Reservas de Carbón

Las reservas de carbón son las reservas de combustibles fósiles más significativas del mundo
De todos los combustibles fósiles, el carbón es por mucho el más abundante en el mundo. Se ha estimado que, hasta 1996, había más de 1 billón (1x1012) de toneladas de reservas totales de carbón accesibles de forma económica, mediante el uso de tecnologías de explotación actualmente disponibles; de ellas aproximadamente la mitad es carbón duro. No solamente existen grandes reservas, sino que también están geográficamente esparcidas en más de 100 países en todos los continentes, pero en la actualidad los únicos depósitos de importancia comercial están en Europa, Asia, Australia y América del Norte. 

En Gran Bretaña, que fue el líder mundial en producción de carbón hasta el siglo XX, existen yacimientos en el sur de Escocia, Inglaterra y Gales. En Europa occidental hay importantes depósitos de carbón en toda la región francesa de Alsacia, en Bélgica y en los valles alemanes del Sarre y el Ruhr. En Centroeuropa hay yacimientos en Polonia, la República Checa y Hungría. El yacimiento de carbón más extenso y valioso de la ex Unión Soviética es el situado en la cuenca de Donets, entre los ríos Dniéper y Don; también se han explotado grandes depósitos de la cuenca carbonera de Kuznetsk, en Siberia occidental. Los yacimientos carboníferos del noroeste de China, que están entre los mayores del mundo, fueron poco explotados hasta el siglo XX. 

Según el Consejo Mundial de la Energía, las reservas recuperables de antracita, carbón bituminoso y subbituminoso ascendían a finales de la década de 1980 a más de 1,2 billones de toneladas. De ese carbón recuperable, China tenía alrededor del 43%, Estados Unidos el 17%, la Unión Soviética el 12%, Suráfrica el 5% y Australia el 4%.

La abundancia de las reservas significa su disponibilidad para suministro durante mucho tiempo. A los niveles de producción de 1996, las reservas de carbón son suficientes para los próximos 250 años. La cifra anterior no tiene en cuenta los recursos carboníferos que pueden probarse durante las exploraciones en curso; se vuelvan accesibles a medida que se hagan mejoras en las tecnologías de explotación o se vuelvan comerciales por el incremento en el uso de carbones de bajo grado cuya utilización no es actualmente rentable.

Adicionalmente, se continúan haciendo avances significativos para mejorar la utilización eficiente del carbón, de tal manera que pueda obtenerse más energía útil de cada tonelada de carbón.
Las relaciones actuales de reservas de carbón son aproximadamente 4 veces las reservas de petróleo (45 años aproximadamente) y gas (70 años aproximadamente).
La disponibilidad de reservas abundantes y fácilmente accesibles también significa disponibilidad de energía estable para países tanto importadores como productores.
Actualmente, el carbón provee alrededor del 40% de toda la electricidad del mundo. Sin electricidad no se podrá tener desarrollo económico. El carbón es también esencial para la industria del hierro y del acero y continuará siendo una importante fuente de energía primaria, en comparación con el gas, el petróleo y los combustibles no fósiles. Las nuevas tecnologías aseguran su importancia mundial hasta bien entrado el próximo siglo.
Como resultado del mejoramiento continuo en las tecnologías de carbón limpio, el carbón se utilizará cada vez más eficientemente. Estas tecnologías permitirán también que las plantas que generan energía con carbón cumplan con las regulaciones ambientales a nivel mundial. El carbón puede quemarse y, se está quemando, limpiamente.
La diversidad y abundancia de las reservas de carbón a nivel mundial, significan que el carbón puede afrontar el desafío estratégico de contar con energía segura., Se pronostica que una vez las reservas económicas de petróleo y gas se hayan agotado, habrá todavía muchas reservas de carbón ampliamente disponibles para satisfacer las necesidades de energía del mundo. El carbón puede también atender el desafío económico de producir energía para las industrias y hogares a un costo razonable y con la debida atención al medio ambiente.

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