Trabajo Practico: “El Petróleo”

Trabajo Practico: “El Petróleo”

1. ¿Qué es el petróleo?
2. Realizar una breve reseña sobre el descubrimiento del petróleo.
3. ¿En qué consiste la exploración del petróleo?
4. ¿Cómo se extrae el petróleo? Explicar cada método.
5. ¿Qué es la destilación primaria del petróleo y cuáles son sus derivados principales?
6. ¿Para qué se realiza la destilación secundaria del petróleo?
7. ¿Qué es la petroquímica? ¿Cuales son sus derivados?
8. Buscar estadísticas sobre los países más consumidores y más productores de petróleo.
9. Investigar sobre VACA MUERTA (Argentina)
10. ¿De qué manera contamina el petróleo: el aire, el agua y el suelo?

1. El petróleo es una mezcla de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua acompañados de azufre, oxígeno y nitrógeno en cantidades variables. El petróleo se encuentra sólo en las rocas sedimentarias. También es conocido como oro negro, petróleo crudo o simplemente crudo. Se produce en el interior de la Tierra, por transformación de la materia orgánica acumulada en sedimentos del pasado geológico​ y puede acumularse en trampas geológicas naturales, de donde se extrae mediante la perforación de pozos.

1. EL PETRÓLEO se conoce desde la prehistoria. La Biblia lo menciona como betún, o como asfalto. También los indígenas de la época precolombiana en América conocían y usaban el petróleo, que les servía de impermeabilizante para embarcaciones. Durante varios siglos los chinos utilizaron el gas del petróleo para la cocción de alimentos. Sin embargo, antes de la segunda mitad del siglo XVIII las aplicaciones que se le daban al petróleo eran muy pocas. Fue el coronel Edwin L. Drake quien perforó el primer pozo petrolero del mundo en 1859, en Estados Unidos, logrando extraer petróleo de una profundidad de 21 metros. También fue Drake quien ayudó a crear un mercado para el petróleo al lograr separar la kerosina del mismo. Este producto sustituyó al aceite de ballena empleado en aquella época como combustible en las lámparas, cuyo consumo estaba provocando la desaparición de estos animales. Pero no fue sino hasta 1895, con la aparición de los primeros automóviles, que se necesitó la gasolina, ese nuevo combustible que en los años posteriores se consumiría en grandes cantidades. En vísperas de la primera Guerra Mundial, antes de 1914, ya existían en el mundo más de un millón de vehículos que usaban gasolina. En efecto, la verdadera proliferación de automóviles se inició cuando Henry Ford lanzó en 1922 su famoso modelo "T". Ese año había 18 millones de automóviles; para 1938 el número subió a 40 millones, en 1956 a 100 millones, y a más de 170 millones para 1964. Actualmente es muy difícil estimar con exactitud cuántos cientos de millones de vehículos de gasolina existen en el mundo. Lógicamente el consumo de petróleo crudo para satisfacer la demanda de gasolina ha crecido en la misma proporción. Se dice que en la década de 1957 a 1966 se usó casi la misma cantidad de petróleo que en los 100 años anteriores. Estas estimaciones también toman en cuenta el gasto de los aviones con motores de pistón. Posteriormente se desarrollaron los motores de turbina (jets) empleados hoy en los aviones comerciales, civiles y militares. Estos motores usan el mismo combustible de las lámparas del siglo pasado, pero con bajo contenido de azufre y baja temperatura de congelación, que se llama turbosina. Desde luego, cuando se introdujeron los aviones de turbina, el uso de la kerosina como combustible de lámparas era casi nulo, debido al descubrimiento de la electricidad, de tal manera que en 1964 cerca del 80% del consumo total de ésta era para hacer turbosina. Otra fracción del petróleo crudo que sirve como energético es la de los gasóleos, que antes de 1910 formaba parte de los aceites pesados que constituían los desperdicios de las refinerías. El consumo de los gasóleos como combustible se inició en 1910 cuando el almirante Fisher de la flota británica ordenó que se sustituyera el carbón por el gasóleo en todos sus barcos. El mejor argumento para tomar tal decisión lo constituyó la superioridad calorífica de éste con relación al carbón mineral, ya que el gasóleo genera aproximadamente 10 500 calorías/kg., mientras que un buen carbón sólo proporciona 7 000 calorías/kg. Más tarde se extendió el uso de este energético en la marina mercante, en los generadores de vapor, en los hornos industriales y en la calefacción casera. El empleo del gasóleo se extendió rápidamente a los motores diesel. A pesar de que Rudolph Diesel inventó el motor que lleva su nombre, poco después de que se desarrolló el motor de combustión interna, su aplicación no tuvo gran éxito pues estaba diseñado originalmente para trabajar con carbón pulverizado.

1. Es el término utilizado en la industria petrolera para designar la búsqueda de petróleo o gas. Las reservas petrolíferas se encuentran bajo la superficie terrestre a cientos o miles de metros de profundidad y el único método seguro para ubicarlas es la perforación de pozos exploratorios. Los métodos empleados son muy variados: desde el estudio geológico de las formaciones rocosas que están aflorando en superficie hasta la observación indirecta, a través de diversos instrumentos y técnicas de exploración.

1. Para extraer el petróleo primero hay que encontrarlo. Esto puede hacerse mediante el estudio de microorganismos asociados, de las rocas, de las capas terrestres y mediante explosiones provocadas y medidas con sismógrafos. Después hay que perforar para bombear el petróleo y extraerlo. De los pozos productores pueden fluir crudo, gas y agua, los cuales son aislados, en los Separadores, atendiendo a razones técnico-económicas y de seguridad. Posteriormente, el crudo se transporta por medio de oleoductos o camiones a los puntos de entrega, el gas a través de gasoductos y el agua se reinyecta o se dispone de ella sin riesgos ambientales. Los métodos de extracción son:

• Método a percusión: Consiste en la utilización de trépano pesado que unido a una barra de referencia aumenta su peso. Esta barra se sujeta con un cable de acero conectado a un balancín. A través del balancín se trasmite un movimiento alternativo de subida y bajada que es accionado por un motor. Con cierta frecuencia se procede a retirar el trépano para sacar los materiales o detritos mediante una herramienta denominada cuchara. La gran desventaja de este método es que es un proceso muy lento y esto hace que cada vez se use menos. De hecho, su utilización se hace únicamente en yacimientos muy pequeños.
• Método a rotación: Mediante el trépano que es hueco, se atornilla a una serie de caños de acero que forman lo que se llama las barras de sondeo. Estas barras giran impulsadas por una mesa rotativa que se encuentra en la base de la torre y que está unida por una transmisión mediante cadena con los motores del cuadro de maniobras. La llamada mesa rotativa presenta un agujero cuadrado en el centro en el que se desliza una columna de perforación que desciende a medida que el trépano avanza. En la parte más alta de la torre hay aparejos que hacen posible levantar y bajar los equipos. Es precisamente el movimiento de la mesa rotativa lo que hace que se ponga en marcha la perforación. Cuando es necesario se agregan nuevas barras de sondeo que se enroscan y miden en torno a 9 metros. Este método es el más usado en la mayoría de las explotaciones de yacimientos. Esta operación descrita se va repitiendo tantas veces como es necesario. Debido al movimiento los detritos se arrastran hasta la superficie. Una vez que la perforación se ha llevado hasta los 100 o 150 metros se entuba el pozo mediante una cañería metálica y cemento de fraguado rápido (proceso de cementación) de forma que se eviten derrumbes debido a filtraciones de las napas de agua que habitualmente se atraviesan.
• Perforación submarina: Se trata de equipos que se instalan en una plataforma situada lejos de la costa en aguas de profundidad de hasta varios cientos de metros. Existen diferentes tipos de plataformas, algunas son flotantes y otras están ancladas al fondo marino sobre pilotes. Estas segundas resisten bien a las olas y el viento, así como a los hielos. Con independencia de los métodos empleados para la extracción dependiendo de los materiales y de la zona, se suelen elegir los materiales y el equipo de perforación más adecuado.

1. La destilación primaria Consiste en la separación de la mezcla de hidrocarburos líquidos en componentes más específicos, mediante la aplicación de calor hasta lograr vaporizar cada componente. En las destilerías se destila fraccionadamente el petróleo. El crudo se calienta a 350°C y se envía a una torre de fraccionamiento, metálica y de 50 metros de altura, en cuyo interior hay numerosos "platos de burbujeo”. Un "plato de burbujeo" es una chapa perforada, montada horizontalmente, habiendo en cada orificio un pequeño tubo con capuchón. De tal modo, los gases calientes que ascienden por dentro de la torre atraviesan el líquido más frío retenido por los platos. Tan pronto dicho líquido desborda un plato cae al inmediato inferior. La temperatura dentro de la torre de fraccionamiento queda progresivamente graduada desde 350°C en su base, hasta menos de 100°C en su cabeza. Como funciona continuamente, se prosigue la entrada de crudo caliente mientras que de platos ubicados a convenientes alturas se extraen diversas fracciones. Estas fracciones reciben nombres genéricos y responden a características bien definidas, pero su proporción relativa depende de la calidad del crudo destilado, de las dimensiones de la torre de fraccionamiento y de otros detalles técnicos. De la cabeza de las torres emergen gases. Este "gas de destilería" recibe el mismo tratamiento que el de yacimiento y el gas seco se une al gas natural mientras que el licuado se expende como "Supergas" o en garrafas. Las tres fracciones líquidas más importantes son, de arriba hacia abajo, -es decir, de menor a mayor temperatura de destilación-:

• Gasolinas: De éstas se conoce un punto de obtención cercano a los 30°C de destilado. La gasolina es una mezcla de cientos de hidrocarbonos individuales desde C4 (butanos y butenos) hasta C11.
• Naftas: Estas fracciones son muy livianas (0,75 g/ml) y de baja temperatura de destilación: menor a 175°C. Están compuestas por hidrocarburos de 5 a 12 átomos de carbono.
• Kerosenos: Los kerosenes se destilan entre 175°C y 275°C, siendo de densidad mediana (0,8 g/ml). Sus componentes son hidrocarburos de 12 a 18 átomos de carbono.

1. La Destilación secundaria o Craqueo es la aplicación del fenómeno de ruptura de las cadenas largas de C de los hidrocarburos de elevados puntos de ebullición, producida por el calor a elevada temperatura. Las fracciones pesadas como el gas oíl y el fuel oíl se calientan a 500°C, a presiones del orden de 500 atm, en presencia de sustancias auxiliares: catalizadores, que coayudan en el proceso. De allí que se mencione el "cracking catalítico”. En esas condiciones la molécula de los hidrocarburos con muchos átomos de carbono se rompe formando hidrocarburos más livianos, esto es, de menor número de átomos de carbono en su molécula. La ruptura de la molécula de 18 átomos de carbono origina nuevos hidrocarburos, dos de ellos de 8 átomos de carbono cada uno, iguales a los que componen las naftas. Otro hidrocarburo formado es el Metano: CH4.Quedando un residuo carbonoso: el Coque de Petróleo.

1. La petroquímica es una rama de la química que estudia la transformación del petróleo crudo ( petróleo ) y el gas natural en productos o materias primas útiles. Estos productos petroquímicos se han convertido en una parte esencial de la industria química actual en todo el mundo. El proceso básico, que divide al petróleo y al gas natural en diversos compuestos más ligeros, se conoce como cracking (se desdoblan las moléculas). La combinación entre los petroquímicos básicos y distintos insumos químicos permiten obtener petroquímicos intermedios como las resinas en base al metanol (utilizadas para la fabricación de gomas, plásticos, detergentes y lubricantes), los poliuretanos (empleados en la fabricación de colchones y plásticos) y los acetaldehidos (que derivan en perfumes, saborizantes y otros).

1. principales países productores de petróleo:

• Arabia Saudita: 11 590 000 barriles por día
• Estados Unidos: 11 270 000 barriles por día
• Rusia: 10 050 000 barriles por día
• China: 4 180 000 barriles por día
• Canadá: 4 001 000 barriles por día
• Irán: 3 113 000 barriles por día
• Irak: 3 066 000 barriles por día
• México: 2 882 000 barriles por día
• Kuwait: 2 802 000 barriles por día
• Emiratos Árabes Unidos: 2 800 000 barriles por día

Principales países consumidores de petróleo:

• Estados Unidos: 11 500 000 barriles por día
• China: 10 300 000 barriles por día
• Japón: 4 700 000 barriles por día
• India: 3.600.000 barriles por día
• Rusia: 3 200 000 barriles por día
• Arabia Saudita: 2 860 000 barriles por día
• Brasil: 2 800 000 barriles por día
• Alemania: 2 400 000 barriles por día
• Corea del Sur: 2 300 000 barriles por día

1. Vaca Muerta es la principal formación de shale en la Argentina. Su gran potencial se debe a sus características geológicas y su ubicación geográfica.La formación Vaca Muerta se encuentra en la Cuenca Neuquina, al sudoeste del país, y tiene una superficie de 30 mil km2, de los cuales YPF posee la concesión de más de 12.000 km2, sobre los que ha realizado estudios para evaluar con más precisión el potencial de los recursos. Los resultados obtenidos han permitido confirmar que Vaca Muerta tiene un enorme potencial para la obtención de gas (308 TCF) y que cuenta con importantísimos recursos de petróleo que alcanzan los 16,2 miles de millones de barriles, según el último informe del EIA 2013, lo que significa multiplicar por diez las actuales reservas de la Argentina. La formación tiene entre 60 y 520 metros de espesor, lo que permite en algunos casos el uso de perforación vertical, con lo que se reduce significativamente los costos de extracción y mejora la viabilidad económica para la extracción de estos recursos. Vaca Muerta tiene 4 propiedades geológicas que la distinguen como una formación de shale única en el mundo:
   importante cantidad de Carbón Orgánico Total (TOC), alta presión, buena permeabilidad y gran espesor. A su vez, a diferencia de lo que ocurre con otras formaciones de shale, se encuentra alejada de centros urbanos, lo que facilita notablemente las operaciones. Otra ventaja es que se encuentra a una profundidad mayor a los 2.500 metros, muy por debajo de los acuíferos de agua dulce, lo cual hace más segura su extracción y disminuye los riesgos ambientales. Además, en esta región existe una importante actividad de producción de gas y petróleo convencional, por lo que se cuenta con la infraestructura necesaria para el desarrollo del shale. El geólogo Charles Edwin Weaver fue quien descubrió, hace casi 90 años, la presencia de una nueva roca generadora en las laderas de la sierra de la Vaca Muerta mientras realizaba estudios de campo para Standard Oil of California (actual Chevron). En 1931, Weaver publicó sus descubrimientos, entre ellos, el que llamó Formación Vaca Muerta. Yacimientos Petrolíferos Fiscales (YPF) confirmó esas investigaciones en 2011. En noviembre de 2011 se anunció que las reservas probadas del yacimiento podían estimarse en torno a 927 millones de barriles equivalentes de petróleo de los cuales 741 millones corresponden a petróleo y el resto a gas. En febrero de 2012, YPF elevó la estimación de reservas a 22.500 millones de BEP.

1.  Contaminación del petróleo:

• Efectos sobre el suelo: las zonas ocupadas por pozos, baterías, playas de maniobra, piletas de purga, ductos y red caminera comprometen una gran superficie del terreno que resulta degradada. Esto se debe 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.
• Efectos sobre el agua: en las aguas superficiales el vertido de petróleo u otros desechos produce 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: por lo general, conjuntamente con el petróleo producido se encuentra gas natural. 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. Si bien existen reglamentaciones, el venteo y la quema de gases contaminan extensas zonas en la dirección de los vientos.

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