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Hidrocarburos "El petróleo"




Enviado por mery



     

    Indice
    1.
    Introducción

    2. Hidrocarburos
    3. Petróleo
    4.
    Bibliografía

    1. Introducción

    Problemática
    Es posible reparar los daños que causa el petróleo
    de forma natural? ¿o son irreversibles? ¿necesita
    el hombre
    intervenir para solucionar estos daños?

    Hipótesis
    En menor grado los daños causados por el petróleo
    pueden ser reparados en forma natural si los niveles son
    elevados, en este caso se necesitaría la
    intervención de la mano del hombre. Esto
    también se debe a la disposición del
    petróleo en el medio.

    Objetivos
    Ver los daños que ocasiona el petróleo en los seres
    vivos y su medio
    ambiente.
    Ver sus posibles soluciones a
    este problema ambiental.
    Este trabajo fue realizado íntegramente por una investigación bibliográfica, basada
    en Internet y en
    enciclopedias. Este trabajo fue encarado para ver una
    problemática desde el punto de vista ambiental en cuanto
    incluye al petróleo, con su contaminación en los fluidos del mundo,
    viendo así los problemas que
    acarrea en el ecosistema que
    es afectado, también presentamos sus propiedades para
    entender esta cuestión.

    2.
    Hidrocarburos

    Son los compuestos
    orgánicos más simples y pueden ser considerados
    como las sustancias principales de las que se derivan todos los
    demás compuestos orgánicos. Los hidrocarburos
    se clasifican en dos grupos
    principales, de cadena abierta y cíclicos. En los
    compuestos de cadena abierta que contienen más de un
    átomo
    de carbono, los
    átomos de carbono están unidos entre sí
    formando una cadena lineal que puede tener una o más
    ramificaciones. En los compuestos cíclicos, los
    átomos de carbono forman uno o más anillos
    cerrados. Los dos grupos principales se subdividen según
    su comportamiento
    químico en saturados e insaturados.

    Alcanos
    Los hidrocarburos saturados de cadena abierta forman un grupo
    homólogo denominado alcanos o
    parafinas. Los primeros cuatro miembros del grupo son gases a
    presión
    y temperatura
    ambiente; los
    miembros intermedios son líquidos, y los miembros
    más pesados son semisólidos o sólidos. El
    petróleo contiene una gran variedad de hidrocarburos
    saturados, y los productos del
    petróleo como la gasolina, el aceite combustible, los
    aceites lubricantes y la parafina consisten principalmente en
    mezclas de
    estos hidrocarburos que varían de los líquidos
    más ligeros a los sólidos.

    Alquenos
    El grupo de los alquenos u olefinas está formado por
    hidrocarburos de cadena abierta en los que existe un doble enlace
    entre dos átomos de carbono. Al igual que los alcanos, los
    miembros más bajos son gases, los compuestos intermedios
    son líquidos y los más altos son sólidos.
    Los compuestos del grupo de los alquenos son más reactivos
    químicamente que los compuestos saturados.

    Alquinos
    Los miembros del grupo de los
    alquinos contienen un triple enlace entre dos átomos de
    carbono de la molécula. Son muy activos
    químicamente y no se presentan libres en la naturaleza.

    3.
    Petróleo

    Es un líquido oleoso bituminoso de origen natural
    compuesto por diferentes sustancias orgánicas. Se
    encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se
    emplea como combustible y materia prima
    para la industria
    química.
    El petróleo y sus derivados se emplean para fabricar
    medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, objetos de
    plástico,
    materiales de
    construcción, pinturas o textiles y para
    generar electricidad.

    Características
    Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos,
    aunque también suelen contener unos pocos compuestos de
    azufre y de oxígeno. El petróleo contiene
    elementos gaseosos, líquidos y sólidos. La
    consistencia varía desde un líquido tan poco
    viscoso como la gasolina hasta un líquido tan espeso que
    apenas fluye.
    Existen categorías de petróleos crudos los de tipo
    parafínico, los de tipo asfáltico y los de base
    mixta.

    Formación
    El petróleo se forma bajo la superficie terrestre por la
    descomposición de organismos marinos. Los restos de
    animales
    minúsculos que viven en el mar se mezclan con las arenas y
    limos que caen al fondo en las cuencas marinas tranquilas. Estos
    depósitos, ricos en materiales orgánicos, se
    convierten en rocas generadoras
    de crudo. El proceso
    comenzó hace muchos millones de años, cuando
    surgieron los organismos vivos en grandes cantidades, y
    continúa hasta el presente. Los sedimentos se van haciendo
    más espesos y se hunden en el suelo marino bajo
    su propio peso. A medida que van acumulándose
    depósitos adicionales, la presión sobre los
    situados más abajo se multiplica por varios miles, y la
    temperatura aumenta en varios cientos de grados. El cieno y la
    arena se endurecen y se convierten en esquistos y arenisca; los
    carbonatos precipitados y los restos de caparazones se convierten
    en caliza, y los tejidos blandos
    de los organismos muertos se transforman en petróleo y
    gas
    natural.
    Una vez formado el petróleo, éste fluye hacia
    arriba a través de la corteza terrestre porque su densidad es menor
    que la de las salmueras que saturan los intersticios de los
    esquistos, arenas y rocas de carbonato que constituyen dicha
    corteza. El petróleo y el gas natural
    ascienden a través de los poros microscópicos de
    los sedimentos situados por encima. Con frecuencia acaban
    encontrando un esquisto impermeable o una capa de roca densa: el
    petróleo queda atrapado, formando un depósito. Sin
    embargo, una parte significativa del petróleo no se topa
    con rocas impermeables sino que brota en la superficie terrestre
    o en el fondo del océano. Entre los depósitos
    superficiales también figuran los lagos bituminosos y las
    filtraciones de gas natural.

    Prospección
    Para encontrar petróleo bajo tierra, los
    geólogos deben buscar una cuenca sedimentaria con
    esquistos ricos en materia
    orgánica que lleven enterrados el suficiente tiempo para que
    se haya formado petróleo (desde unas decenas de millones
    de años hasta 100 millones de años). Además,
    el petróleo tiene que haber ascendido hasta
    depósitos porosos capaces de contener grandes cantidades
    de líquido. La existencia de petróleo crudo en la
    corteza terrestre se ve limitada por estas condiciones, que deben
    cumplirse. Sin embargo, los geólogos y geofísicos
    especializados en petróleo disponen de numerosos medios para
    identificar zonas propicias para la perforación. Por
    ejemplo, la confección de mapas de
    superficie de los afloramientos de lechos sedimentarios permite
    interpretar las características geológicas del
    subsuelo, y esta información puede verse complementada por
    datos
    obtenidos perforando la corteza y extrayendo testigos o muestras
    de las capas rocosas. Por otra parte, las técnicas
    de prospección sísmica —que estudian de forma
    cada vez más precisa la reflexión y
    refracción de las ondas de sonido propagadas
    a través de la
    Tierra— revelan detalles de la estructura e
    interrelación de las distintas capas subterráneas.
    Pero, en último término, la única forma de
    demostrar la existencia de petróleo en el subsuelo es
    perforando un pozo. De hecho, casi todas las zonas petroleras del
    mundo fueron identificadas en un principio por la presencia de
    filtraciones superficiales, y la mayoría de los
    yacimientos fueron descubiertos por prospectores particulares que
    se basaban más en la intuición que en la
    ciencia.
    Un campo petrolero puede incluir más de un yacimiento, es
    decir, más de una única acumulación continua
    y delimitada de petróleo. De hecho, puede haber varios
    depósitos apilados uno encima de otro, aislados por capas
    intermedias de esquistos y rocas impermeables. El tamaño
    de esos depósitos varía desde unas pocas decenas de
    hectáreas hasta decenas de kilómetros cuadrados, y
    su espesor va desde unos pocos metros hasta varios cientos o
    incluso más. La mayoría del petróleo
    descubierto y explotado en el mundo se encuentra en unos pocos
    yacimientos grandes.

    Producción primaria
    La mayoría de los pozos petroleros se perforan con el
    método
    rotatorio. En este tipo de perforación rotatoria, una
    torre sostiene la cadena de perforación, formada por una
    serie de tubos acoplados. La cadena se hace girar
    uniéndola al banco giratorio
    situado en el suelo de la torre. La broca de perforación
    situada al final de la cadena suele estar formada por tres ruedas
    cónicas con dientes de acero endurecido.
    La roca se lleva a la superficie por un sistema continuo
    de fluido circulante impulsado por una bomba.
    El crudo atrapado en un yacimiento se encuentra bajo
    presión; si no estuviera atrapado por rocas impermeables
    habría seguido ascendiendo debido a su flotabilidad hasta
    brotar en la superficie terrestre. Por ello, cuando se perfora un
    pozo que llega hasta una acumulación de petróleo a
    presión, el petróleo se expande hacia la zona de
    baja presión creada por el pozo en comunicación con la superficie terrestre.
    Sin embargo, a medida que el pozo se llena de líquido
    aparece una presión contraria sobre el depósito, y
    pronto se detendría el flujo de líquido adicional
    hacia el pozo si no se dieran otras circunstancias. La
    mayoría de los petróleos contienen una cantidad
    significativa de gas natural en solución, que se mantiene
    disuelto debido a las altas presiones del depósito. Cuando
    el petróleo pasa a la zona de baja presión del
    pozo, el gas deja de estar disuelto y empieza a expandirse. Esta
    expansión, junto con la dilución de la columna de
    petróleo por el gas, menos denso, hace que el
    petróleo aflore a la superficie.
    A medida que se continúa retirando líquido del
    yacimiento, la presión del mismo va disminuyendo poco a
    poco, así como la cantidad de gas disuelto. Esto hace que
    la velocidad de
    flujo de líquido hacia el pozo se haga menor y se libere
    menos gas. Cuando el petróleo ya no llega a la superficie
    se hace necesario instalar una bomba en el pozo para continuar
    extrayendo el crudo.
    Finalmente, la velocidad de flujo del petróleo se hace tan
    pequeña, y el coste de elevarlo hacia la superficie
    aumenta tanto, que el coste de funcionamiento del pozo es mayor
    que los ingresos que
    pueden obtenerse por la venta del crudo
    (una vez descontados los gastos de
    explotación, impuestos,
    seguros y
    rendimientos del capital). Esto
    significa que se ha alcanzado el límite económico
    del pozo, por lo que se abandona su
    explotación.

    Recuperación mejorada de petróleo
    En el apartado anterior se ha descrito el ciclo de producción primaria por expansión
    del gas disuelto, sin añadir ninguna energía al
    yacimiento salvo la requerida para elevar el líquido en
    los pozos de producción. Sin embargo, cuando la
    producción primaria se acerca a su límite
    económico es posible que sólo se haya
    extraído un pequeño porcentaje del crudo
    almacenado, que en ningún caso supera el 25%. Por ello, la
    industria petrolera ha desarrollado sistemas para
    complementar esta producción primaria que utiliza
    fundamentalmente la energía natural del yacimiento. Los
    sistemas complementarios, conocidos como tecnología de
    recuperación mejorada de petróleo, pueden aumentar
    la recuperación de crudo, pero sólo con el coste
    adicional de suministrar energía externa al
    depósito. Con estos métodos se
    ha aumentado la recuperación de crudo hasta alcanzar una
    media global del 33% del petróleo presente. En la
    actualidad se emplean dos sistemas complementarios: la
    inyección de agua y la
    inyección de vapor.

    Inyección de agua
    En un campo petrolero explotado en su totalidad, los pozos pueden
    perforarse a una distancia de entre 50 y 500 metros, según
    la naturaleza del yacimiento. Si se bombea agua en uno de cada
    dos pozos, puede mantenerse o incluso incrementarse la
    presión del yacimiento en su conjunto. Con ello
    también puede aumentarse el ritmo de producción de
    crudo; además, el agua
    desplaza físicamente al petróleo, por lo que
    aumenta la eficiencia de
    recuperación. En algunos depósitos con un alto
    grado de uniformidad y un bajo contenido en arcilla o barro, la
    inundación con agua puede aumentar la eficiencia de
    recuperación hasta alcanzar el 60% o más del
    petróleo existente. La inyección de agua se
    introdujo por primera vez en los campos petroleros de Pensilvania
    a finales del siglo XIX, de forma más o menos accidental y
    desde entonces se ha extendido por todo el mundo.

    Inyección de vapor
    La inyección de vapor se emplea en depósitos que
    contienen petróleos muy viscosos. El vapor no sólo
    desplaza el petróleo, sino que también reduce mucho
    la viscosidad (al
    aumentar la temperatura del yacimiento), con lo que el crudo
    fluye más deprisa a una presión dada. Este sistema
    se ha utilizado mucho en California, Estados Unidos, y
    Zulia, Venezuela,
    donde existen grandes depósitos de petróleo
    viscoso. También se están realizando experimentos para
    intentar demostrar la utilidad de esta
    tecnología para recuperar las grandes acumulaciones de
    petróleo viscoso (bitumen) que existen a lo largo del
    río Athabasca, en la zona centro-septentrional de Alberta,
    en Canadá, y del río Orinoco, en el este de
    Venezuela. Si estas pruebas tienen
    éxito,
    la era del predominio del petróleo podría
    extenderse varias décadas.

    Perforación submarina
    Otro
    método para aumentar la producción de los campos
    petroleros —y uno de los logros más impresionantes
    de la ingeniería en las últimas
    décadas— es la construcción y empleo de
    equipos de perforación sobre el mar. Estos equipos de
    perforación se instalan, manejan y mantienen en una
    plataforma situada lejos de la costa, en aguas de una profundidad
    de hasta varios cientos de metros. La plataforma puede ser
    flotante o descansar sobre pilotes anclados en el fondo marino, y
    resiste a las olas, el viento y —en las regiones
    árticas— los hielos.
    Al igual que en los equipos tradicionales, la torre es en esencia
    un elemento para suspender y hacer girar el tubo de
    perforación, en cuyo extremo va situada la broca; a medida
    que ésta va penetrando en la corteza terrestre se van
    añadiendo tramos adicionales de tubo a la cadena de
    perforación. La fuerza
    necesaria para penetrar en el suelo procede del propio peso del
    tubo de perforación. Para facilitar la eliminación
    de la roca perforada se hace circular constantemente lodo a
    través del tubo de perforación, que sale por
    toberas situadas en la broca y sube a la superficie a
    través del espacio situado entre el tubo y el pozo (el
    diámetro de la broca es algo mayor que el del tubo). Con
    este método se han perforado con éxito pozos con
    una profundidad de más de 6,4 km desde la superficie del
    mar. La perforación submarina ha llevado a la
    explotación de una importante reserva adicional de
    petróleo.

    Refinado
    Una vez extraído el crudo, se trata con productos
    químicos y calor para
    eliminar el agua y los elementos sólidos y se separa el
    gas natural. A continuación se almacena el petróleo
    en tanques desde donde se transporta a una refinería en
    camiones, por tren, en barco o a través de un oleoducto.
    Todos los campos petroleros importantes están conectados a
    grandes oleoductos.

    Destilación básica
    La herramienta básica de refinado es la unidad de destilación. El petróleo crudo
    empieza a vaporizarse a una temperatura algo menor que la
    necesaria para hervir el agua. Los hidrocarburos con menor masa
    molecular son los que se vaporizan a temperaturas más
    bajas, y a medida que aumenta la temperatura se van evaporando
    las moléculas más grandes. El primer material
    destilado a partir del crudo es la fracción de gasolina,
    seguida por la nafta y
    finalmente el queroseno. En las antiguas destilerías, el
    residuo que quedaba en la caldera se trataba con ácido
    sulfúrico y a continuación se destilaba con vapor
    de agua. Las zonas superiores del aparato de destilación
    proporcionaban lubricantes y aceites pesados, mientras que las
    zonas inferiores suministraban ceras y asfalto.

    Craqueo térmico
    El proceso de craqueo térmico, o pirólisis a
    presión, se desarrolló en un esfuerzo para aumentar
    el rendimiento de la destilación. En este proceso, las
    partes más pesadas del crudo se calientan a altas
    temperaturas bajo presión. Esto divide (craquea) las
    moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas
    más pequeñas, lo que aumenta la cantidad de
    gasolina —compuesta por este tipo de
    moléculas— producida a partir de un barril de crudo.
    No obstante, la eficiencia del proceso era limitada, porque
    debido a las elevadas temperaturas y presiones se depositaba una
    gran cantidad de coque (combustible sólido y poroso) en
    los reactores. Esto, a su vez, exigía emplear temperaturas
    y presiones aún más altas para craquear el crudo.
    Más tarde se inventó un proceso de
    coquefacción en el que se recirculaban los fluidos; el
    proceso funcionaba durante un tiempo mucho mayor con una
    acumulación de coque bastante menor. Muchos refinadores
    adoptaron este proceso de pirólisis a
    presión.

    Alquilación y craqueo catalítico
    Existen otros dos procesos
    básicos, la alquilación y el craqueo
    catalítico, que aumentaron adicionalmente la gasolina
    producida a partir de un barril de crudo. En la
    alquilación, las moléculas pequeñas
    producidas por craqueo térmico se recombinan en presencia
    de un catalizador. Esto produce moléculas ramificadas en
    la zona de ebullición de la gasolina con mejores
    propiedades (por ejemplo, mayores índices de octano) como
    combustible de motores de alta
    potencia, como
    los empleados en los aviones comerciales actuales.
    Esto permite la producción de muchos hidrocarburos
    diferentes que luego pueden recombinarse mediante
    alquilación, isomerización o reformación
    catalítica para fabricar productos químicos y
    combustibles de elevado octanaje para motores especializados. La
    fabricación de estos productos ha dado origen a la
    gigantesca industria petroquímica, que produce alcoholes,
    detergentes, caucho sintético, glicerina, fertilizantes,
    azufre, disolventes y materias primas para fabricar medicinas,
    nylon, plásticos,
    pinturas, poliésteres, aditivos y complementos
    alimenticios, explosivos, tintes y materiales aislantes.
    La
    contaminación con plaguicidas, los derrames de
    petróleo en el mar, los peligros de la radiación
    nuclear y los incendios
    forestales amenazan a los ecosistemas de
    la Tierra. Es esencial para la defensa de la vida en el planeta
    que se difundan y analicen los errores que han llevado a
    situaciones de grave daño ecológico.

    Los derrames de petróleo

    Una de las mayores causas de la contaminación
    oceánica son los derrames de petróleo. El 46% del
    petróleo y sus derivados industriales que se vierten en el
    mar son residuos que vuelcan las ciudades costeras. El mar es
    empleado como un muy accesible y barato depósito de
    sustancias contaminantes, y la situación no
    cambiará mientras no existan controles estrictos, con
    severas sanciones para los infractores.
    El 13% de los derrames se debe a accidentes que
    sufren los grandes barcos contenedores de petróleo, que
    por negligencia de las autoridades y desinterés de las
    empresas
    petroleras transportan el combustible en condiciones inadecuadas.
    En los últimos años, algunos de los más
    espectaculares accidentes fueron el del buque-tanque
    Valdés de la Exon, ocurrido frente a las costas de Alaska
    el 24 de marzo de 1989, y el del petrolero Mar Egeo, el 3 de
    diciembre de 1992, frente a la entrada del puerto de La
    Coruña, en España.
    Otro 32% de los derrames proviene del lavado de los tanques de
    los grandes buques que transportan este combustible.
    Tanto los derrames de petróleo como los incendios
    forestales afectan gravemente las cadenas tróficas de los
    ecosistemas.

    Los derrames ocasionan gran mortandad de aves
    acuáticas, peces y otros
    seres vivos de los océanos. Esto altera el equilibrio del
    ecosistema y modifica la cadena trófica. En las zonas
    afectadas, se vuelven imposibles la pesca, la
    navegación y el aprovechamiento de las playas con fines
    recreativos.
    En los incendios forestales los árboles
    no son los únicos perjudicados: muchos animales quedan
    atrapados en el humo, mientras que otros migran.

    4.
    Bibliografía

    Internet.
    Encarta 97

     

     

     

     

    Autor:

    María Incaurgarat

    18 Años
    Polimodal 3 Año

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