Plataforma P-51 frente a la costa brasileña

EL PETROLEO

Ing. Nelson Hernández

Blog: Gerencia y Energia Junio, 2009

Energía

… la causa capaz de transformarse en trabajo mecánico y que lleva implícita la generación de calor…

Uno de los principios básico es el de la conservación de la energía: … EN LA NATURALEZA LA ENERGIA NO SE PIERDE, SOLO SE TRANSFORMA… de allí que todo sistema está en perfecto equilibrio.

energía (del griego en, y ergon, acción).

Etimológicamente, petróleo significa aceite (Oleum) de piedra (Petro).

¿Qué es el petróleo?

En algunos sitios el petróleo aflora a la superficie, los cuales se denominan “menes”, de allí que desde la aparición del hombre esta fuente energética ha sido utilizada.

El Ing. Geol. Tulio Peraza señalando las gotas de petróleo en el Mene Caparo (Edo. Barinas)

El petróleo es una mezcla en la que coexisten en fases sólida, liquida y gaseosa, compuestos denominados hidrocarburos, constituidos por átomos de carbono e hidrogeno y pequeñas proporciones de otros elementos con presencia de nitrógeno, azufre, oxigeno y algunos metales, ocurriendo en forma natural en depósitos de roca sedimentaria. Su color varía entre ámbar y negro.

¿Qué es el petróleo?

La composición elemental del petróleo generalmente está comprendida entre los siguientes rangos porcentuales.

ELEMENTOS PORCENTAJE

Carbono 84 - 87

Hidrógeno 11 - 14

Azufre 0 - 2

Nitrógeno 0,2

Composición básica del petróleo

TEORIA FORMACION DE HIDROCARBUROS

El petróleo y el gas natural son combustibles fósiles que se habrían formado hace millones de años, por la acumulación de restos de animales y vegetales que se fueron acumulando en el fondo del océano.

Las bacterias presentes habrían descompuesto esta materia muy lentamente, por la escasa cantidad de oxígeno presente en esas profundidades.

Con el paso de tiempo, se incremento la capa de fango y sedimento sobre esta materia orgánica, aumentando la presión sobre ella.

Hidrocarburos

GAS

PETROLEO

AGUA

Roca Impermeable

Roca Porosa

Esquema yacimientos de hidrocarburos

Hidrocarburos

AlifáticosAromáticosPresentan anillos

bencénico

InsaturadosSaturados

Alcanos AlquinosAlquenos

Clasificación de los hidrocarburos

Petróleos livianos (parafínicos)

• Muy fluidos

• Menos pesados que el agua

• Fáciles de manejar

Petróleos pesados (alifáticos)

• Viscosos

• Espesos

• Mas pesados que el agua

• Difíciles de transportar

Tipos de petróleos y sus características

Es un líquido de variados colores que van desde el negro hasta amarillo claro , fluorescente con reflejos verdes o verde azulado.

Su densidad varía entre 0.615 hasta 0.994g/cm3

Insoluble en agua y soluble en éter, benceno, cloroformo, etc.

Viscosidad variable aumentando con la densidad del mismo.

El petróleo y sus características

El 27 de agosto de 1859 en un pozo construido por Drake, en Oil Creek, Titusville, Pensilvania, se encontró petróleo en cantidades suficientes para ser utilizado masivamente.

Hay que destacar que lo más importante no es que el pozo de Drake fuera o no el primero, sino que con dicho pozo en Titusville se dio inicio a la espectacular carrera de la industria petrolera, la cual no ha parado desde entonces. Desde ese mismo día, otros hombres construyeron su propios pozos petrolíferos en las cercanías del de Drake.

El primer pozo petrolero

Edwin Drake (1819-1880)

Foto del pozo

Exploración de hidrocarburos

• Geología de superficie

• Líneas sísmicas

• Pozos exploratorios en tierra y mar

• Exploración desde el espacio

Torre de perforación

Transporte de petróleo

El crudo se envía de los yacimientos a las refinerías para obtener los distintos productos derivados.

Por vía terrestre: Por oleoductos de 30-60 cm de diámetro con estaciones en el trayecto para bombearlo y calentarlo para disminuir su viscosidad. Los poliductos se destinan al transporte alternativo de los diferentes productos. Adicionalmente los productos son transportados por vagones-tanques del ferrocarril o camiones cisternas.

Por vía marítima: buques petroleros, también llamados barcos cisternas o buques tanque, con bodegas de gran capacidad. Japón ha construido petroleros gigantescos, "supertanques" de 400 metros de eslora, que acarrean hasta 500.000 m3.

Puerto de embarque de petróleo Guaraguao, edo. Anzoátegui

Refinación de petróleo

Consiste en romper o descomponer hidrocarburos de elevado peso molecular (combustibles como el gas oil y fuel oil), en compuestos de menor peso molecular (naftas).

En el proceso siempre se forma hidrógeno y compuestos del carbono. Es muy importante en las refinerías de petróleo como un medio de aumentar la producción de nafta a expensas de productos más pesados y menos valiosos, como el kerosene y el fuel oil.

Crackeo (rompimiento)

Es el proceso más importante de la refinación, y esta basada en los diferentes puntos de ebullición de los componentes del crudo, que permite separarlos mediante evaporación y condensación.

Destilación

Productos del petróleo

9.9 %

22.5 %

7.6 %

52.4 %

7.6 %

Gasolina Jet fuel Diesel Lubricantes Residuales

15.7Litros 35.712.183.4 12.1

Rendimiento promedio de un barril de petróleo

1 barril = 159 litros

Elaboración: Nelson Hernández

El Negocio del Petróleo

Refinería Pto. La Cruz, edo. Anzoátegui

2007. El petróleo en la matriz energética mundial

Petróleo Carbón GasNuclear Hidroelectricidad

Total Consumo = 223 MMBDPE

6.4 %

5.6 %

28.6 %

23.8 %

35.6 %

Transporte IndustriaEléctrico Resid/Comercial

48 %

29 %

16 %7 %

16 %

15 %69 %

2 %

24 %

38 %36 %

4 %

14 %

72 %10

%

100

%

100

%

3 %

97 %

70 %

10 %20 %

29 %

28 % 43 %

41 % 46 %

13 %

Emisión CO2Total = 23.6

millardos TM

21 %

17 %

22 %

40 %

PETROLEO (36 %)

CARBON (23 %)

GAS (21 %)

BIOMASA (11 %)

NUCLEAR (7 %)

HIDRO (2 %)

ELECTRICIDAD (36 %)

RES/COMERC (24 %)

INDUSTRIAL (22 %)

TRANSPORTE (18 %)

2005. Consumo Mundial de Energía

Total = 198 MMBDPE8 %

29 %

16 %47 %

2007. Disposición “hipotética” del consumo diario de petróleo

H = 1422.3 * S ( - 0.9796 )

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 500 1000

Buenos Aires

Osaka

QuitoKobe

Madrid

Santiago de Chile

Caracas

S = Superficie ( Km2 )

H =

Pro

fun

did

ad

in

un

dació

n

(cm

s)

Consumo = 79.4 millones de barriles

Elaboración: N. Hernández

264

152118

115

10298

794240

Arabia Saudita

Canadá*Irán

Irak

KuwaitEmiratos

ÁrabesRusiaLibia

Kasakastan

Venezuela* 172

(*) Incluye petróleo no convencional

Los 10 Otros

18%

82%

Total = 1447

2007. Los 10 primeros en Reservas de Petróleo (millardos de barriles)

Elaboración: N. Hernández

2007. Los 10 primeros en Producción de Petróleo (millones barriles diarios)

Emiratos Arabes

Venezuela

Kuwait

Canadá

México

China

Irán

Estados Unidos

RusiaArabia

Saudita

2.62.6

2.93.3

3.53.7

4.4

6.99.9

10.4

10 primeros Otros

62 %38 %

Total = 81.5

Elaboración: N. Hernández

2006. Costo de llenar tanque de gasolina de Honda Civic

> 6.0

4.5 - 6.03.0 - 4.5 < 3.0

2007. Consumo de energía per capita (TPE)

OPEP

Arabia Saudita

Irak

Irán

Kuwait

Venezuela

Qatar (1961)

Libia (1962)

Emiratos Árabes (1967)

Argelia (1969)

Nigeria (1971)

Ecuador (1973) (†1992) (* 2007)

Angola (2007)

1960

Los 12 que forman actualmente la OPEP

El uso acelerado e indiscriminado de los combustibles fósiles ha ocasionado un deterioro del hábitat del hombre, teniendo como su principal factor la emisión de gases de efecto invernadero, originando así el fenómeno denominado

cambio climático

Crecimiento Población

Crecimiento Desastres

Crecimiento Emisiones

CO2

Cambio Climático

1975: Vegetación natural

1989: El patrón “espina de pescado” representa campos agricolas

2001: La agricultura continua destruyendo areas forestales

Rondonia, Brazil

Fuente:UNEP

Deforestación Tropical

"Aquel desarrollo que satisface las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las generaciones futuras para atender sus propias necesidades".

Desarrollo Sustentable

De esta manera se oficializa un enfoque en el que se compatibilicen los aspectos ambientales, con los económicos y los sociales, desde una perspectiva solidaria intergeneracional e internacional

Una visión al futuro de la energía

Renovables Nuclear GasCarbón Petróleo

2005

15 (7.9 %)12 (6.3 %)

45 (23.7 %)

45 (23.7 %)

73 (38.4 %)

190

2030 EIA (a)

88 (27.1 %)

85 (26.2 %)

16 (5.0 %)

28 (8.7 %)

107 (33.0 %)

324

2030 ExxonMobil (b)

105 (33.8 %)

62 (20.0 %)

78 (25.1 %)

25 (8.1 %)

40 (13.0 %)

310

Pronostico Consumo Energías Primarias (MMBDPE)

Fuente: EIA/ExxonMobil Elaboración: N. Hernández

(a) No considera nuevas tendencias (2007) (b) Considera nuevas tendencias (2009)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

65 70 75 80 85 90 95 00 05 10 15 20 25 30

Proyección%

Eólica + solarNuclearBiomasa + HidroGasPetróleoCarbón

Mundo. Consumo y participación energía primaria

Fuente: BP/ExxonMobil Elaboración: N. Hernández

0

50

100

150

200

250

300

350

MMBDPE

Energías renovablesTransporte

Electricidad

Calentamiento

Biomasa

Solar

Eólica

Geotérmica

Maremotriz

Hidráulica

Energía Siglo XXl (otras acciones y tecnologías)

Eficiencia Energética

Automóviles Híbridos

Automóvil de Aire Comprimido

Automóvil a agua

Automóviles eléctricos (Better Place)

Energía Steorn (energía libre) ?

Energía Solar Dirigida Espacial (SSP)

Skysails (Barcos a Vela)

Celdas Solares en rollos

Captura de CO2

Energía genética (LS9 Petroleum™)

Cambio paradigma del motor a combustión interna

La energía alternativa mas barata

¿Qué nos depara el futuro?

… ¿el fin de los combustibles fósiles en el sector transporte?

La energía es el pilar fundamental de la evolución humana

El petróleo es la fuente energética de mayor uso por su facilidad de transporte y sus múltiples usos.

El crecimiento poblacional y el uso indiscriminado de los combustibles fósiles afectan altamente el hábitat del hombre (efecto antropogénico)

Para preservar la humanidad es necesario un desarrollo sustentable

Es necesario descarbonizar el sistema energético mundial.

Las energías renovables jugaran un preponderante rol en el futuro cercano

Lecciones Aprendidas

EL PETROLEO

Ing. Nelson Hernández

Blog: Gerencia y Energia Junio, 2009