cómo aprovechar los recursos energéticosl

CÓMO APROVECHAR LOS RECURSOS ENERGÉTICOS

RECURSOS ORGÁNICOS:

1.CONCEPTO

2. TIPOS



1. CONCEPTO

Son aquellos que se forman como consecuencia de la acumulación de la degradación y evolución de los propios restos orgánicos de estos organismos.



2. TIPOS

* El carbón. * Los hidrocarburos naturales: - El gas natural. - El crudo o petróleo líquido.

- Los hidrocarburos sólidos


HIDROCARBUROS NATURALES

1. CONCEPTO

2. COMPOSICIÓN MOLECULAR

3. ORIGEN

4. TIPOS:- GAS NATURAL- EL CRUDO O PETRÓLEO LÍQUIDO- HIDROCARBUROS SÓLIDOS

5. APLICACIÓN



1. CONCEPTO

* Se incluyen aquí fundamentalmente el carbón y los hidrocarburos naturales (petróleo y gas), que se forman no como consecuencia de la acumulación de los restos inorgánicos de organismos sino de la acumulación, degradación y evolución de los propios restos orgánicos de estos organismos. La principal diferencia entre los tipos señalados es que el carbón se forma fundamentalmente a partir de restos de vegetales superiores (hojas, tallos, troncos...), mientras que petróleo y gas se forman a partir de microorganismos (plancton,

algas, bacterias...).



2. COMPOSICIÓN MOLECULAR

1. Hidrocarburos saturados (50-60%) 1. n-alcanos (15-20%)

gaseosos: C1 a C4

líquidos: C5 a C15

sólidos: C=>16

2. Isoalcanos (10-20%) 3. Cicloalcanos (20-40%) 1. Hidrocarburos no saturados (25-40%) 2. Resinas o asfaltenos (0-40%)



3. ORIGEN- Los Hidrocarburos naturales se originan como un paso intermedio dela degradación de la materia orgánica, en medio anaerobio, y en unrango concreto de presiones y temperaturas. El producto intermedio que da origen a estos productos, a partir de las rocas que lo contienen,recibe el nombre de kerógeno.

Los hidrocarburos se forman en rocas arcillosas que contienen este kerógeno (rocas madre). Sin embargo, para poder ser explotables(extraíbles por bombeo), estos hidrocarburos han de migrar a rocas porosas y permeables (las rocas almacén) y quedar atrapados por algúnmecanismo que impida que la migración los lleva hasta la superficie: las trampas petrolíferas.Estas pueden ser de muy diversos tipos, aunque las más comunescorresponden a pliegues anticlinales.

CÓMO APROVECHAR LOS RECURSOS ENERGÉTICOSHIDROCARBUROS NATURALES

4. TIPOSLos hidrocarburos en la naturaleza aparecen en tres formas principales:

* Como gas natural

* Como petróleo crudo, líquido

* Hidrocarburos sólidos:

-Arenas asfálticas (tar sands)

- Pizarras bituminosas (oil shales).



5. APLICACIÓN

- La principal aplicación del crudo es para obtención de energía, através de sus productos refinados: gasolina, gas-oil (diesel), fuel-oil,keroseno, etc.

- Otros usos: materia prima para la industria petroquímica(polímeros, etc.); materia prima para lubrificantes (aceites y grasaspara motores); aglomerantes asfálticos (fracciones pesadas).



El petróleo y el gas natural, los hidrocarburos fósiles, estánconstituidos casi exclusivamente por hidrocarburos, es decir,compuestos orgánicos, más o menos complejos, de Carbono eHidrógeno, mezclados en proporciones diversas entre sí, y conotros compuestos químicos.



Gas Natural

- El gas natural se encuentra en dos tipos de yacimientos: * Yacimientos de gas individualizado * Yacimientos asociados a los de petróleo, en las zonas altas de los mismos,

o en disolución en la fase líquida.

- Los yacimientos de gas natural están compuestos fundamentalmente pormetano, que llega a constituir hasta el 100% de los mismos (gas seco).

- Además, puede incluir otros hidrocarburos gaseosos, como etano, propano,butano, etc

-Otros constituyentes, minoritarios pero frecuentes, son:H2S, N2, He,Ar, etc.

- Su poder calorífico constituye la base de su interés económico. Es variable,según la composición específica del gas.

- El valor medio es de 38 a 40 megajulio/Kg, ó 9.500-10.000 Cal/gr.



El Crudo o Petróleo líquido

- Está constituido por hidrocarburos líquidos fundamentalmente, y puede teneren solución hidrocarburos gaseosos (los denominados crudos ligeros), o sólidos(crudos pesados).

- Otros constituyentes pueden ser: compuestos sulfurados en diversas formasorgánicas, compuestos nitrogenados, también de carácter orgánico, ycompuestos oxigenados, como los ácidos grasos. Sus características físicas yeconómicas están muy relacionadas con la composición.

- El carácter más importante de los crudos es su densidad, ya que es un reflejodirecto de su composición química. Aumenta con el porcentaje de hidrocarburosy productos pesados, en especial de resinas y asfaltenos. Disminuye con latemperatura a la que se encontraba el petróleo en su ambiente de generación, loque implica que los yacimientos profundos, enterrados a mayores profundidades,contendrán crudos menos densos.



El Crudo ó Petróleo líquidoLa densidad se expresa en gr/ml, o en gr/cm3, o, más comúnmente, en gradosAPI, que evolucionan inversamente.

Este parámetro es un criterio muy representativo de la calidad económica delcrudo, y se utiliza para fijar su precio. Los términos comerciales que se utilizanson: crudos ligeros (31.1ºAPI); medios (22.3-31.1ºAPI); pesados (10-22.3ºAPI) yextrapesados (<10ºAPI).

Por otra parte, su principal característica desde el punto de vista económico essu poder calorífico, que hace que sean utilizables como fuentes de energía.Este parámetro varía en función de la densidad, y, por tanto, de la composiciónquímica concreta.

Así, el poder calorífico es mayor para los crudos ligeros que para los pesados.

Como comparación, una hulla presenta un poder calorífico entre 5.600 y 8.000cal/gr, con lo que, a efectos de poder calorífico:1,5 t carbón = 1 t petróleo = 1.000 m3 gas

CÓMO APROVECHAR LOS RECURSOS ENERGÉTICOSHIDROCARBUROS NATURALES

El Crudo ó Petróleo líquido- La densidad se expresa en gr/ml, o en gr/cm3, o, más comúnmente, en gradosAPI, que evolucionan inversamente.

- Este parámetro es un criterio muy representativo de la calidad económica delcrudo, y se utiliza para fijar su precio. Los términos comerciales que se utilizanson: crudos ligeros (31.1ºAPI); medios (22.3-31.1ºAPI); pesados (10-22.3ºAPI) yextrapesados (<10ºAPI).

- Por otra parte, su principal característica desde el punto de vista económico essu poder calorífico, que hace que sean utilizables como fuentes de energía.Este parámetro varía en función de la densidad, y, por tanto, de la composiciónquímica concreta.

- Así, el poder calorífico es mayor para los crudos ligeros que para los pesados.

- Como comparación, una hulla presenta un poder calorífico entre 5.600 y 8.000cal/gr, con lo que, a efectos de poder calorífico:1,5 t carbón = 1 t petróleo = 1.000 m3 gas



El Crudo ó Petróleo líquido

La principal aplicación del crudo es para obtención de energía, a través de susproductos refinados: gasolina, gas-oil (diesel), fuel-oil, keroseno, etc.

Otros usos:

- Materia prima para la industria petroquímica (polímeros, etc.); - Materia prima para lubrificantes (aceites y grasas para motores); - Aglomerantes asfálticos (fracciones pesadas).



Los Hidrocarburos sólidosSe incluyen aquí los hidrocarburos naturales de carácter sólido. Pueden ser dedos tipos diferentes:

- Los hidratos de metano: son poco abundantes, aunque actualmente se han localizado acumulaciones importantes en el límite plataforma continental – talud, cuya importancia económica y posibilidades de explotación aún están por determinar.

- La familia de los bitúmenes: es más importante, ya que aparece en dos tipos de yacimientos ya bien conocidos: arenas asfálticas (tar sands), y pizarras bituminosas (oil shales).



Los Hidrocarburos sólidos

- Los bitúmenes se pueden definir, desde el punto de vista de explotación:

* Mezclas viscosas naturales de hidrocarburos de molécula muy pesada.

* Productos sulfurosos minoritarios.

- Su alta densidad y viscosidad impide su explotación convencional por bombeo.



Los Hidrocarburos sólidos

Los hidrocarburos semirrefinados que se pueden extraer de los bitúmenesreciben el nombre de crudos sintéticos. Las rocas que contienen

proporcionesimportantes de estos bitúmenes pueden ser de dos tipos:

* Arenas asfálticas: son rocas sedimentarias de tipo arenas gruesas, bienclasificadas, porosas y permeables, que contienen productos petrolíferospesados, en las que el bitumen representa del orden del 18 al 20% en pesode la roca. Su viscosidad es muy elevada. - Formadas fundamentalmente por asfaltenos y productos complejos ricos ennitrógeno, azufre, oxígeno, frente a productos saturados y ligeros.

* Pizarras bituminosas: son rocas sedimentarias pelíticas (arcillosas), carbonatadas (margas), ricas en kerógeno y pobres en bitumen (0.5-5%), ycapaces de producir hidrocarburos por pirólisis, a unos 500ºC. -Ocasionalmente reciben la denominación de "esquistos bituminosos". - Está formada por restos de algas lacustres o marinas.


GAS NATURAL

1. CONCEPTO

2. LOCALIZACIÓN

3. COMPOSICIÓN

4. USOS


GAS NATURAL

1. CONCEPTO

El gas natural es una de las varias e importantes fuentes de energíano renovables formada por una mezcla de gases ligeros que seencuentra en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con elpetróleo o en depósitos de carbón.


GAS NATURAL:

2. LOCALIZACIÓN

El gas natural se encuentra en dos tipos de yacimientos:

* Yacimientos de gas individualizado * Yacimientos asociados a los de petróleo, en las zonas altas de los

mismos, o en disolución en la fase líquida.

Los yacimientos de gas natural están compuestos fundamentalmente pormetano, que llega a constituir hasta el 100% de los mismos (gas seco).Además, puede incluir otros hidrocarburos gaseosos, como etano,propano, butano, etc., en proporción decreciente con el número deCarbonos. Otros constituyentes, minoritarios pero frecuentes, son: H2S,N2, He, Ar, etc.

Su poder calorífico constituye la base de su interés económico. Esvariable, según la composición específica del gas. El valor medio es de 38a 40 megajulio/Kg, ó 9.500-10.000 Cal/gr.


GAS NATURAL

2. COMPOSICIÓN- Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca,

estácompuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmentepueden superar el 90 ó 95% (p. ej., el gas no-asociado del pozo West Sole enel Mar del Norte), y suele contener otros gases como nitrógeno, CO2, H2S,helio y mercaptanos. Como ejemplo de contaminantes cabe mencionar el gasno-asociado de Kapuni (NZ) que contiene hasta 49% de CO2. Como fuentesadicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos dehidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reservaenergética muy superiores a las actuales de gas natural.

- Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restosorgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas detratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas,plantas de procesado de basuras, de desechos orgánicos animales, etc.). Elgas obtenido así se llama biogás.


GAS NATURAL

3. USOS

Para uso doméstico, al igual que al butano, se le añaden trazas decompuestos de la familia de los mercaptano entre ellos el metilmercaptano, para que sea fácil detectar una fuga de gas y evitar suignición espontánea.


PETRÓLEO

1. CONCEPTO

2. COMPOSICIÓN

3. ORIGEN

4. CLASIFICACIÓN

5. PROCESO TRANSFORMADOR DEL PETRÓLEO– EXTRACCIÓN – REFINADO – DESTILACIÓN FRACCIONADA DEL PETRÓLEO– MÉTODOS DE MEJORAMIENTO DE OCTANAJE

6. USOS

7. EFECTOS QUE PRODUCE: CONTAMINACIÓN


PETRÓLEO1. CONCEPTO- Es un recurso natural no renovable y actualmente también es laprincipal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleolíquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, enyacimientos que han estado enterrados durante millones de años,cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.

-En condiciones normales es un líquido bituminoso que puedepresentar gran variación en diversos parámetros como color yviscosidad (desde amarillentos y poco viscosos como la gasolinahasta líquidos negros tan viscosos que apenas fluyen), densidad(entre 0,75 g/ml y 0,95 g/ml), capacidad calorífica, etc. Estasvariaciones se deben a la diversidad de concentraciones de losHidrocarburos que componen la mezcla.


PETRÓLEO

2. COMPOSICIÓN

Es un recurso natural no renovable y actualmente también es laprincipal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleolíquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, enyacimientos que han estado enterrados durante millones de años,cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.

En los Estados Unidos, es común medir los volúmenes de petróleolíquido en barriles.


PETRÓLEO

2. COMPOSICIÓN

- El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que soncompuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas,naftenos y aromáticos. Junto con cantidades variables de derivadossaturados homólogos del metano (CH4). Su fórmula general esCnH2n+2.

- Además de hidrocarburos, el petróleo contiene otros compuestosque se encuentran dentro del grupo de orgánicos, entre los quedestacan sulfuros orgánicos, compuestos de nitrógeno y de oxígeno.También hay trazas de compuestos metálicos, tales como sodio (Na),hierro (Fe), níquel (Ni), vanadio (V) o plomo (Pb). Asimismo, sepueden encontrar trazas de porfirinas.


PETRÓLEO3. ORIGEN* Teorías Sobre el origen inorgánico del petróleo:La hipótesis del origen inorgánico del petróleo sostiene que el petróleo natural seforma a partir del metano en las condiciones termodinámicas del manto superior.La ubicuidad de los hidrocarburos en el sistema solar se toma como evidencia deque puede que haya mucho más petróleo en la Tierra de lo que se piensa y esepetróleo puede tener origen en la emigración de los fluidos carboníferos haciaregiones superiores del manto.

- Algunos geólogos apoyan la hipótesis del origen abiogenético del petróleo y sostienen que al interior de la tierra existen hidrocarburos de origen estrictamente abiogenético.

- La hipótesis del origen abiogenético del petróleo es muy minoritaria entre los geólogos. Sus defensores consideran que se trata de "una cuestión todavía abierta". La extensiva investigación de la estructura química del querógeno ha identificado a las algas como la fuente principal del petróleo. La hipótesis del origen abiogenético no puede explicar la presencia de estos marcadores en el querógeno y el petróleo, así como no puede explicar su origen inorgánico a presiones y temperaturas suficientemente altas para convertir el querógeno en grafito. Esta hipótesis no ha tenido éxito.


PETRÓLEO4. CLASIFICACIÓN

* La industria petrolera clasifica el petróleo crudo según su lugar deorigen (p.e. "West Texas Intermediate" o "Brent")

* En base a su densidad o gravedad API:- Ligero- Medio, - Pesado- Extrapesado

* Los refinadores también lo clasifican como "crudo dulce", que significaque contiene relativamente poco azufre, o "ácido", que contiene mayorescantidades de azufre y, por lo tanto, se necesitarán más operaciones derefinamiento para cumplir las especificaciones actuales de los productosrefinados.


5. PROCESO TRANSFORMADOR DEL PETRÓLEO

* EXTRACCIÓN- El petróleo se extrae mediante la perforación de un pozo sobre el yacimiento. Sila presión de los fluidos es suficiente, forzará la salida natural del petróleo a travésdel pozo que se conecta mediante una red de oleoductos hacia su tratamientoprimario, donde se deshidrata y estabiliza eliminando los compuestos másvolátiles. Posteriormente se transporta a refinerías o plantas de mejoramiento.Durante la vida del yacimiento, la presión descenderá y será necesario usar otrastécnicas para la extracción del petróleo. Esas técnicas incluyen la extracciónmediante bombas, la inyección de agua o la inyección de gas, entre otras.

- Los componentes químicos del petróleo se separan y obtienen por destilaciónmediante un proceso de refinamiento. De él se extraen diferentes productos, entreotros: propano, butano, gasolina, queroseno, gasóleo, aceites lubricantes,asfaltos, carbón de coque, etc. Todos estos productos, de baja solubilidad, seobtienen en el orden indicado, de arriba abajo, en las torres de fraccionamiento.

- Debido a la importancia fundamental para la industria manufacturera y eltransporte, el incremento del precio del petróleo puede ser responsable degrandes variaciones en las economías locales y provoca un fuerte impacto en laeconomía global.


5. PROCESO TRANSFORMADOR DEL PETRÓLEO

* REFINADO

- El petróleo es una mezcla de productos que para poder ser utilizado en lasdiferentes industrias y en los motores de combustión debe sufrir una serie detratamientos diversos. Muy a menudo la calidad de un Petróleo crudo

depende engran medida de su origen . En función de dicho origen sus características

varían:color, viscosidad, contenido. Por ello, el crudo a pie de pozo no puede ser

utilizadotal cual. Se hace, por tanto, indispensable la utilización de diferentes

procesos detratamiento y transformación para la obtención del mayor número de

productos dealto valor comercial.

- El conjunto de estos tratamientos constituyen el proceso de refino depetróleo o refinación del petróleo.


5. PROCESO TRANSFORMADOR DEL PETRÓLEO * DESTILACIÓN FRACCIONADA DEL PETRÓLEOEl petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separaen mezclas más simples de hidrocarburos que tienen usos específicos, a esteproceso se le conoce como destilación fraccionada. El petróleo natural herviente (unos 400 grados Celsius) se introduce a la partebaja de la torre, todas las sustancias que se evaporan a esa temperatura pasancomo vapores a la cámara superior algo más fría y en ella se condensan lasfracciones más pesadas que corresponden a los aceites lubricantes. De este proceso se obtienen las fracciones: * Gases: metano, etano y gases licuados del petróleo (propano y butano) * Nafta, ligroína o éter de petróleo * Gasolina * Queroseno * Gasóleo (ligero y pesado) * Fuelóleo * Aceites lubricantes * Asfalto * AlquitránLa industria petroquímica elabora a partir del petróleo varios productos derivados,además de combustibles, como plásticos, derivados del etileno, pesticidas,herbicidas, fertilizantes o fibras sintéticas.


5. PROCESO TRANSFORMADOR DEL PETRÓLEO * Reforming: Es la reformación de la estructura molecular de las naftas.

* Reforming catalítico (sin aditivos antidetonantes): Se deshidrogenan alcanostanto de cadena abierta como cíclicos para obtener aromáticos, principalmentebenceno, tolueno y xilenos, empleando catalizadores de platino -renio -alúmina.

* Alquilación: Proceso para la producción de un componente de gasolinas de altooctanaje por síntesis de butilenos con isobutano. El proceso de alquilación es unasíntesis química por medio de la cual se une un alcano ramificado al doble enlacede un alqueno, extraído del craking o segunda destilación. Al resultado de lasíntesis se le denomina alquilado o gasolina alquilada, producto constituido porcomponentes isoparafínicos.

* Isomerización: Convierte la cadena recta de los hidrocarburos parafínicos en unacadena ramificada. Se hace sin aumentar o disminuir ninguno de sus componentes.


6. USOS Algunas de las utilidades y usos del petróleo sus derivados son:

• Industria: Plásticos, fabricación de aceros y electrodos, aislamiento materialeléctrico, cable comunicación y fibra óptica. aceites y lubricantes, etc.• Alimentación: Colorantes, antioxidantes, conservantes, envasado de

alimentos,latas, botellas, etc.• Textil: fibras sintéticas, nailon, tratamiento de pieles, suelas zapatos, etc.• Limpieza: Champú, Fabricación de detergentes, productos de limpieza, etc.• Agricultura: Insecticidas, herbicidas, fertilizantes, etc.• Medicina: Prótesis, implantes de odontología, gafas, pomadas, ungüentos, etc.• Combustible: Calefacción, automóviles, aviones, etc.• Construcción: Carreteras, pavimentos, cementos, hormigón, pinturas, etc.• Muebles: Aglomerados, productos laminados.• Papel: Libros, tratamiento de papel y cartones.• Otros productos de uso cotidiano: alfombras, cortinas para baño, bolsas debasura, fósforos, mangueras, chalecos salvavidas, tiendas de campaña, raquetasde tenis, juguetes, bolígrafos, pegament

PETRÓLEO


7. AMENAZAS PARA LA SOCIEDADContaminación:• El petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y por lo tanto, difícil de limpiar.• Además, la combustión de sus derivados produce productos residuales:

partículas, CO2, SOx (óxidos de azufre), NOx (óxidos nitrosos), etc.

• En general, los derrames de hidrocarburos afectan • profundamente a la fauna y vida del lugar, razón• por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir• normas y procedimientos estrictos en materia de • protección ambiental.

• Casi la mitad del petróleo y derivados industriales que se vierten en el mar, sonresiduos que vuelcan las ciudades costeras. El mar es empleado como unaccesible 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.

PETRÓLEO


De cualquier manera, los derrames de petróleo representan una de las mayores

causas de la contaminación oceánica. Ocasionan gran mortandad de avesacuáticas, peces y otros seres vivos de los océanos, alterando el equilibrio

delecosistema. En las zonas afectadas, se vuelven imposibles la pesca, lanavegación y el aprovechamiento de las playas con fines recreativos. Cambio climático

• La combustión de los derivados del petróleo es una de las principales causas de emisión de CO2, cuya acumulación en la atmósfera genera el cambio climático.

• [editar] Conflictos geopolíticos

• El control del petróleo se ha vinculado a diversos conflictos bélicos desde la Segunda Guerra Mundial hasta los más recientes en Iraq (1991 y 2004).

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