CAPITULO I: MINERALES NO METALICOS

INTRODUCCION.-

Los materiales no metlicos son ms vulgares y conocidos que los minerales metlicos.

La mayora estn repartidos con bastante abundancia en todo el mundo,

Su valor depende ms de la posibilidad de utilizarlos cerca de donde se encuentran

que del mismo material en s.

Su valor econmico est determinado en gran parte por el coste del transporte.

Sus caractersticas varan mucho y estn determinados generalmente por el empleo a

que se dedica la materia de que se trate. Los minerales no metlicos se utilizan

esencialmente en la forma en que se extraen, y pocos son los que se descomponen en

sus constituyentes. El valor bruto de todos los productos no metlicos rebasa

anualmente el de los minerales metlicos.

Los productos no metlicos desafan una clasificacin simple. Una sola substancia podr

ocupar ms de una casilla de una clasificacin, o entrar en ms de un proceso industrial.

La principal caracterstica, la cual determina su valor, es el fin con que se usa. En el caso

de los minerales metlicos, una de las principales caractersticas de inters es el

depsito, pero en el caso de los minerales no metlicos, este punto es a menudo

secundario, y el inters se centra en la utilidad.

Sin embargo, para finalidades cientficas proponemos en la tabla una clasificacin gentica.

Dicho cuadro indica tambin los principales usos a que se destinan los distintos minerales; as

como los

grupos utilitarios seguidos en esta tercera parte, y los captulos en que se estudian los procesos

y materiales no metlicos. No se ha intentado incluir aqu los innumerables minerales no

metlicos de menor importancia

PROCESOS DE FORMACION MATERIALES USO PRINCIPAL OTROS USOS

PROCESOS IGNEOS

ROCAS construccin ornamentales Construccin y estructuras

esteatita m. industriales Abrasivos

pmez abrasivo

corindn

abrasivo, piedras

preciosas. metalurgia

diamante abrasivos

PEGMATITAS feldespatos metalurgia Abrasivos, ornamental

cuarzo industrial

micas Industriales y fabriles Edificios y estructuras

criolita

Metalurgia e industria

refractaria Material cermico

espodumena Industrial y fabril -----------------

Piedras preciosas

Ornamental y piedras

preciosas Industrial y fabril

EMANACIONES

MAGMTICAS pirita Materiales qumicos fertilizantes

fluorita

Metalurgia y

refractarios Industriales, qumicos

baritina Industriales y fabriles qumicos

whiterita Industriales y fabriles qumicos

magnesita

Metalurgia y

refractarios qumicos

PROCESOS SEDIMENTARIOS

ROCAS

SEDIMENTARIAS

piedra de

construccin Edificios y estructuras

cal, dolomita Edificios y estructuras Metalurgia, industrial

magnesita Edificios y estructuras Metalurgia , qumicos

cementos

hidrulicos Edificios y estructuras

Arcillas. pizarras Cermicos y refractarios Metalurgia e industrial

fosfatos fertilizantes

arenas y arenisca Edificios y estructuras Metalurgia y abrasivos

bentonita Industriales y fabriles Edificios y abrasivos

diatomita Industriales y fabriles Edificios y abrasivos

PRECIPITACIN

QUMICA sal gema qumicos

yeso Edificios y estructuras fertilizantes

potasa fertilizante qumicos

nitratos fertilizante qumicos

brax y boratos Industriales y fabriles qumicos, metalurgia

DEPSITOS

ORGNICOS Hulla Combustibles minerales Metalurgia y refractarios

Petrleo, gas Combustibles minerales qumicos

Azufre qumicos fertilizantes

betunes Edificios y estructuras Industriales y fabriles

PROCESOS DE

METEORIZACION

CONCENTRACION

RESIDUAL Bauxita

Metalurgia y

refractarios

Cermicos, abrasivos,

edificaciones.

Arcillas

Cermicos,

edificaciones

Metalurgia y refractarios,

industriales

Pigmentos

minerales Industriales y fabriles

Trpoli abrasivos

CONCENTRACION

MECANICA Arenas

Metalurgia y

refractarios industriales abrasivos, cermicos

Monacita y zircn

Industriales y fabriles

qumicos

Ilmenita Industriales y fabriles Metalurgia y refractarios

Fosfatos fertilizantes qumicos

Piedras preciosas ornamentales abrasivos

PROCESOS METAMORFICOS Asbestos Industriales y fabriles Edificaciones y estructuras

Grafitos

Metalurgia y

refractarios Industriales y fabriles

Esmeril, Granate abrasivos

Ornamental y piedras

preciosas.

Talco Industriales y fabriles

Metalurgia y refractarios

cermicos

Minerales de

sillimanita

Metalurgia y

refractarios

Industriales y fabriles

cermicos

Piedras preciosas

Ornamental y piedras

prec. abrasivos

Piedras de techar Edificios y estructuras

PROCESOS DE AGUA

SUBTERRANEA

Abastecimiento de

agua Abastecimiento de agua

Procesos industriales,

fabriles y qumicos

Agua salada (sal) Materiales qumicos

Bromo, yodo Industriales y fabriles Materiales qumicos

Nitratos fertilizantes Materiales qumicos

Azufre Material quimico fertilizante

Piedras preciosas

Ornamentacin y p.

preciosas

salinas(menos sal) Materiales qumicos Industriales y fabriles

La industria de las rocas y minerales industriales ha crecido en los ltimos aos de una manera

notable en todo el mundo. Antes a 898.000 millones de dlares. De este total, el 25%

corresponde a las rocas y minerales industriales, y de este porcentaje el 8% corresponde a los

ridos; mientras que el 8% corresponde a la minera metlica y los energticos el 66%. El

consumo de rocas y minerales industriales es muy grande, destacando en tonelaje los ridos y

la piedra natural sobre el resto de estos recursos. Las razones de este desarrollo se encuentran

sobre todo en los avances tecnolgicos que han permitido utilizar esas materias en sustitucin

de muchos minerales metlicos de costosa extraccin y procesamiento, as como en las ventajas

que los nuevos productos alcanzan cada da.

Per tiene importantes recursos de rocas y minerales industriales distribuidos a lo largo y ancho

de su territorio, siendo cada vez ms importantes por la gran variedad de ellos que se exporta.

Un ejemplo son los boratos, pues nuestro pas es uno de los siete principales productores del

mundo. Se estima que en el Per la produccin anual de roca y minerales industriales (incluidos

lo ridos) se encuentra alrededor de los 25 millones de toneladas. En el 2007 se exporto

alrededor de 70 millones de dlares lo que represent algo ms del 4% del valor de la produccin

minera nacional.

Definicin de rocas y minerales industriales

Los recursos minerales, en sentido amplio, se suele dividir en recursos energticos, menas

metlicas, rocas y minerales industriales (o minerales no metlicos) y aguas. Algunos minerales

radiactivos pueden ser considerados indistintamente como menas metlicas o combustibles

nucleares.

Sin embargo, con frecuencia es problemtica la clasificacin de una sustancia concreta como

rocas o mineral industrial. Incluso los conceptos de roca industrial y mineral industrial no

estn claramente definidos.

Por ejemplo, la halita (sal comn) es tambin una mena de sodio, la barita de bario, la celestita

de estroncio, el cuarzo de silicio, etc.

La arena caolinifera, muy explotada en Espaa, es un ejemplo tpico se sustancia que puede

clasificarse como roca industrial (en el sentido de ser polimineral), aunque habitualmente se

considera mineral industrial. En trminos cientficos, ni siquiera el caoln lavado ni el caoln

ptreo (flint-clay), que se extrae en Asturias, son minerales sino rocas, ya que estn compuestos

por varios filosilicatos diferentes del grupo de las kanditas (caolines).

No es sencillo, por tanto, definir cules son las rocas y los minerales industriales. El uso al que

se destinen es decisivo para incluir una sustancia concreta en este grupo.

Las rocas estn formadas por uno o ms minerales, y pueden provenir de la cristalizacin por

enfriamiento de un magma, como en el caso de las rocas gneas, o ser el resultado de la

acumulacin y consolidacin de los productos originados en la destruccin de rocas

preexistentes (sedimentos) dando origen a las rocas sedimentarias. Cuando las rocas

preexistentes son modificadas por cambio de la temperatura y/o la presin se originan las rocas

metamrficas.

Roca ornamental es aquella que se obtiene de la naturaliza y es utilizada as, es decir, sin otra

adicin que la de ser dimensionada, tallada y pulida. Siempre estar referida a su composicin,

a su apariencia y, desde el punto de vista econmica, a su utilidad. Para la comercializacin de

cada una de las rocas ornamentales se debe tener presente las siguientes exigencias:

- Que sea homognea

- Que carezca de grietas, fracturamiento o cavidades.

- Que no presente alteraciones fsicas y/o qumicas.

- Que tenga la mejor apariencia y belleza.

- Que no sufra alteraciones con los agentes atmosfricos.

DEFINICIONES.-

Roca natural: son rocas formadas y consolidadas por procesos naturales que pueden explotarse

econmicamente. Las rocas naturales trituradas se emplean como agregados minerales, molidas

se utilizan como harinas minerales y labradas como piedras naturales (sillares, roca ornamental).

Piedras labradas: son piedras naturales compactas, sin exfoliacin esquistosa, que pueden

servir, en forma de piezas geomtricas ms o menos regulares y con determinadas medidas

(sillares), en obras artesanales y decorativas (roca ornamental)

Piedras artificiales: se fabrican mayormente a partir de materiales minerales y se emplean

como piedra labradas, tal como se ha mencionado anteriormente.

Pizarras de techar: son esquistos de arcillas y limo que han sido formadas esencialmente por

metamorfismo dinmico. Las pizarras para techar son compactas, resistentes a los agentes

atmosfricos y se hienden fcilmente en placas planas con espesores de 3 a 5 mm; se aplican

predominantemente como cubiertas y para el revestimiento de fachadas.

Estos conceptos se usan en la literatura tcnica con significados diferentes. En el caso alemn,

por ejemplo, usa el concepto sillar natural para distinguir este tipo de piedras de las artificiales,

como por ejemplo las de hormign (o tambin las de material sinttico). En vez de roca

ornamental se usan tambin trminos como rocas monumentales o sillares monumentales o

sillares monumentales. En idioma ingls, en vez de piedras o sillar natural se usa mayormente el

concepto dimensin stone, y para roca ornamental el termino ornamental stone.

La comercializacin internacional se sillares naturales ha creado un gran nmero de nombres no

cientficos que no estn sometidos a ninguna regla. Tal es el caso del nombre granito belga

utilizado para la caliza de color gris oscuro a negro y rica en fsiles; doloma de Anrcht para

areniscas calcrea rica en glauconita; y granito sueconegruzco para un basalto. El trmino

nice designa realmente una variedad de cuarzo criptocristalino bandeado (variedad

semipreciosa de calcedonia), mientras que en la industria de sillares naturales se llama `onice

u `nix` a una forma particular de caliza o toba calcrea que es trasluciente y de textura

relativamente densa, y cuando presenta franjas de crecimiento se denomina nice de caliza u

nice de mrmol.

MINERAL INDUSTRIAL

Una de las definiciones de mayor utilidad es la que estableci el Plan Nacional de Investigacin

Minera en 1971 el Instituto Geolgico Minero de Espaa IGME:

Son aquellas sustancias minerales utilizadas en procesos industriales, directamente o mediante

una preparacin adecuado, en funcin de sus propiedades fsicas y/o qumicas, ms que por las

sustancias, elementos o energa que se puedan extraer de ellas

Otra definicin importante es la de la Industrial Minerals Association (IMA-Europa):

Roca, mineral o producto natural susceptible de adquirir mediante tratamiento, un valor

aadido en el mercado, usados como materia prima o aditivos en un amplio rango de

manufacturas u otras industrias.

Otras definiciones:

Los minerales son sustancias naturales, solidas y cristalinas que poseen una composicin

qumica definida. Los podemos observar con una lupa o con u microscopio especial o

petrogrfico.

Los minerales industriales son sustancias minerales que se utilizan directamente en los procesos

industriales, o mediante una preparacin adecuada. Son utilizados generalmente por sus

propiedades fsicas, por ejemplo, el cuarzo es usado por sus propiedades fsicas, pticas y

tambin como abrasivo por su dureza. En el caso de los boratos interesan sus propiedades

qumicas. En general los minerales industriales persisten con las mismas propiedades desde la

cantera hasta su aplicacin final.

En esta categora a veces se incluye a los productos manufacturados como el cemento y la cal.

Tambin se incluyen a los productos que son mezcla de materiales naturales y artificiales como

los abrasivos y refractarios. Dentro de los minerales industriales podemos citar al granate, el

cuarzo y el corindn como abrasivo, tambin arcillas, feldespatos y cuarzo para la industria de

cermicos y vidrios; calcita, fluorita y boratos para la industria qumica; tambin boratos y

fluorita como fundentes, y baritina en fluidos de perforacin.

IMPORTANCIA.-

El desarrollo de las rocas y minerales industriales ha crecido notablemente en los ltimos aos

en todo el mundo, en forma paralela a la reduccin de la minera tradicional.

Entre los principales recursos minerales no metlicos o rocas y minerales industriales se

cuentan: piedra, arena y grava, yeso, mrmoles, granitos, piedra laja, pizarra, andesita,

travertinos, arcillas (caoln, bentonita, limonita, pirofilita otras), y son de extraordinario

importancia para el desarrollo econmico de un pas. Sin ellos no se podra construir viviendas,

no existiran materiales para las obras de infraestructura (especialmente las vas de

comunicacin necesarias para intercambiar las mercancas segn las exigencias actuales), ni los

fertilizantes para mejorar la produccin agrcola y tampoco existira materia prima e insumos

para la produccin de vidrio, cermica, cemento, yesos, cales, aglomerante, insecticidas,

pesticidas, pastas, asfaltos, plstico, aditivos, filtrantes, etc. Los casos mencionados son solo

algunos entre miles de productos y campos de aplicacin.

El pas necesita desarrollar su industria sobre la base del aprovechamiento racional de las rocas

y los minerales industriales. Para ellos se ha localizado y clasificado los subsectores de mayor

demanda y las principales sustancias que stos consumen:

Subsector construccin: arena, grava para hormigones, caliza, slice, yeso, baritina, arcillas para

cemento, arcillas para cermica, yeso para estuco, puzolana y rocas ornamentales, en tanto que

la industria cermica requiere arcillas plsticas, caoln, bentonita, feldespato, talco, pirofilita,

boratos, pigmentos y otros.

Subsector qumico: boratos, baritina, azufre, sales, diatomita, micas, fosfato, feldespato, slice,

caliza, yeso, caoln, bentonita, etc.

Subsector agroindustria: fertilizantes nitrogenados, fosfatados y potsicos, boratos, caliza,

azufre, yeso, arcillas.

Subsector minero energtico: arcillas refractarias, bentonita, baritina, azufre, boratos, slice,

caliza, etc.

Subsector medioambiente: caliza, bentonita, yeso, arcillas, etc.

CAPTULO II.- EL CARBON

El carbn o carbn mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono,

utilizada como combustible fsil. Suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de

arena y arcilla. Se cree que la mayor parte del carbn se form durante el perodo carbonfero

(hace 280 a 345 millones de aos).

El carbn es un tipo de roca formada por el elemento qumico carbono mezclado con otras

sustancias. Es una de las principales fuentes de energa.

1.1. FORMACION DEL CARBON

El carbn se origina por la descomposicin de vegetales terrestres, hojas, maderas,

cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca

profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan

cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruira.

Comienza una lenta transformacin por la accin de bacterias anaerobias, un tipo de

microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxgeno. Con el tiempo se produce un

progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depsitos

arcillosos, lo que contribuir al mantenimiento del ambiente anaerobio adecuado para que

contine el proceso de carbonificacin.

Los gelogos estiman que una capa de carbn de un metro de espesor proviene de la

transformacin por el proceso de diagnesis de ms de diez metros de limos carbonosos.

Los depsitos de carbn estn frecuentemente asociados con el mercurio. Hay otra

teora que explica que el carbn se forma con emanaciones continuas de gas metano en las

profundidades de la tierra

En las cuencas carbonferas las capas de carbn estn intercaladas con otras capas de rocas

sedimentarias como areniscas, arcillas, conglomerados y, en algunos casos, rocas metamrficas

como esquistos y pizarras. Esto se debe a la forma y el lugar donde se genera el carbn.

En eras geolgicas remotas, y sobre todo en el periodo carbonfero (que comenz hace 362,5

millones de aos), grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetacin

abundante que creca en pantanos. Al morir las plantas, quedaban sumergidas por el agua y se

produca la descomposicin anaerbica de la materia orgnica.. Debido a la accin de las

bacterias anaerbicas, la materia orgnica fue ganando carbono y perdiendo oxgeno e

hidrgeno, y se formaron las turberas (la formacin de turba constituye la primera etapa del

proceso por el que la vegetacin se transforma en carbn); este proceso, unido a los

incrementos de presin por las capas superiores, as como los movimientos de la corteza

terrestre y, en ocasiones, el calor volcnico, comprimieron y endurecieron los depsitos con el

paso del tiempo, y provocaron cambios fsicos y qumicos en los restos orgnicos y los

transformaron en lo que hoy conocemos como carbn

1.2. TIPOS DE CARBON

Existen diferentes tipos de carbones minerales en funcin del grado de carbonificacin que

haya experimentado la materia vegetal que origin el carbn. Estos van desde la turba, que es

el menos evolucionado y en que la materia vegetal muestra poca alteracin, hasta la antracita

que es el carbn mineral con una mayor evolucin

Esta evolucin depende de la edad del carbn, as como de la profundidad y condiciones de

presin, temperatura, entorno, etc., en las que la materia vegetal evolucion hasta formar el

carbn mineral.

TURBA

La turba es un material orgnico compacto, de color pardo oscuro y rico en carbono. Est

formado por una masa esponjosa y ligera en la que an se aprecian los componentes vegetales

que la originaron. Tiene propiedades fsicas y qumicas variables en funcin de su origen. Se

emplea como combustible y en la obtencin de abonos orgnicos.

Formacin de la turba

La formacin de turba constituye la primera etapa del proceso por el que la vegetacin se

transforma en carbn mineral. Se forma como resultado de la putrefaccin y carbonificacin

parcial de la vegetacin en el agua cida de pantanos, marismas y humedales. La formacin de

una turbera es relativamente lenta como consecuencia de una escasa actividad microbiana,

debida a la acidez del agua o la baja concentracin de oxgeno. El paso de los aos va

produciendo una acumulacin de turba que puede alcanzar varios metros de espesor, a un ritmo

de crecimiento que se calcula de entre medio y diez centmetros cada cien aos. Las turberas

son cuencas lacustres de origen glaciar que actualmente estn repletas de material vegetal ms

o menos descompuesta y que conocemos como turba de agua dulce. La turba se acumula debido

a que la putrefaccin de la materia vegetal es muy lenta en estos climas fros. La materia vegetal

que se acumula por debajo del nivel del agua de un lago est en unas condiciones de continua

saturacin y de poca disponibilidad de oxgeno, fomentando as la actividad de los

transformadores. En estas formaciones tenemos un suelo de tipo histosol.

Cuadro No 1.1

COMPOSICION

Carbono 59%

Hidrgeno 6%

Oxigeno 33%

Nitrgeno 2%

Materiales voltiles 60%

Tipos

Se pueden clasificar en dos grupos: turbas rubias (esfango) y negras. Las turbas rubias tienen un

mayor contenido en materia orgnica y estn menos descompuestas. Las turbas negras estn

ms mineralizadas teniendo un menor contenido en materia orgnica.

Aplicaciones

En estado fresco alcanza hasta un 98% de humedad, pero una vez desecada puede usarse como

combustible.

La turba tambin se usa en jardinera para mejorar suelos por su capacidad de retencin de

agua.

Es ms frecuente el uso de turbas rubias en cultivo sin suelo, debido a que las negras tienen una

aireacin deficiente y unos contenidos elevados en sales solubles. Las turbas rubias tienen un

buen nivel de retencin de agua y de aireacin, pero son muy variables en cuanto a su

composicin ya que depende de su origen. La inestabilidad de su estructura y su alta capacidad

de intercambio catinico interfieren en la nutricin vegetal, al presentar un pH que oscila entre

3,5 y 8,5. Se emplea en la produccin ornamental y de plntulas. La turba negra se utiliza en

algunas zonas de Escocia para el secado de los ingredientes del whisky, que le da un aroma

nico. Son suelos carbonosos que se han formado como resultado de una descomposicin libre,

de oxgeno de las basuras de las plantas. La turba natural es cida y contiene mucha agua. sta

contiene compuestos qumicos que se usa para el tratamiento de la piel. Tambin vale como

combustible. Oscila entre los 5 y los 8 grados centgrados de temperatura.

Lignito

El lignito es un carbn mineral que se forma por compresin de la turba, convirtindose en una

sustancia desmenuzable en la que an se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. Es

de color negro o pardo y frecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la

que procede.

Su concentracin en carbono vara entre el 60% y el 75% y tiene mucho menor contenido en

agua que la turba.

Es un combustible de mediana calidad, fcil de quemar por su alto contenido en voltiles, pero

con un poder calorfico relativamente bajo (entre 10 y 20 MJ/kg). Tiene la caracterstica de no

producir coque cuando se calcina en vasos cerrados.

Cuadro No 1.2

COMPOSICIN TIPICA

Carbono 69 %

Hidrgeno 5,2 %

Oxgeno 25 %

Nitrgeno 0,8 %

Materias voltiles 40 %

La variedad negra y brillante se denomina azabache, que por ser dura se puede pulir y tallar. Se

emplea en joyera y objetos decorativos.

Hulla

La hulla es una roca sedimentaria orgnica, un tipo de carbn mineral que contiene entre un 45

y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso.

Se form mediante la compresin del lignito, principalmente en la Era Primaria, durante los

perodos Carbonfero y Prmico. Surge como resultado de la descomposicin de la materia

vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de aos. Es el tipo de

carbn ms abundante.

Presenta mayor proporcin de carbono, menor porcentaje de humedad y mayor poder calorfico

que el lignito. Se encuentra a ms profundidad que ste.

Variedades

Hay dos variedades:

Hulla grasa, antiguamente al destilarla se obtena gas de alumbrado.

Hulla magra o seca, que se emplea como combustible. Su aspecto presenta bandas

mate alternadas con bandas brillantes.

Subproductos

Coque: usado como combustible en altos hornos de las aceras.

Creosota: combinado de destilados del alquitrn de la hulla. Ampliamente usado como

protector de la madera expuesta al exterior.

Antracita

La antracita es el carbn mineral de ms alto rango y el que presenta mayor contenido en

carbono, hasta un 95%. Es negro, brillante y muy duro, con iridaciones y sonoro por percusin.

Su densidad vara entre 1,2 y 1,8 g/cm3.

Debido a su bajo contenido en materia voltil, la antracita presenta una ignicin dificultosa. Arde

dando una corta llama azul y sin apenas humos. Su poder calorfico vara entre 23 y 69 MJ/kg,

ligeramente inferior al de los carbones bituminosos. Procede de la transformacin de la hulla y

se form hace unos 250 millones de aos, durante los perodos Carbonfero y Prmico, en la era

Primaria. Es por tanto el carbn ms antiguo y casi siempre est metamorfizado.

Los principales yacimientos de antracita se encuentran en China y Rusia

1.3. PRODUCCION MUNDIAL La produccin mundial de carbn en los ltimos aos ha sido:

CUADRO 1.3.

Carbn bituminoso y

antracita

Carbn sub-bituminoso y

lignito

2007* 5.543 Mt 945 Mt

2006 5.205 Mt 937 Mt

2005 4.934 Mt 906 Mt

2004 4.631 Mt 893 Mt

2003 4.231 Mt 893 Mt

2002 3.910 Mt 882 Mt

2001 3.801 Mt 897 Mt

Fuente: World Coal Institute - * Estimaciones

Los 10 pases mayores productores de carbn bituminoso y antracita en el ao 2007

fueron

CUADRO 1.4.

PAIS PRODUCCION

Repblica Popular China 2.549 Mt

Estados Unidos de

Amrica

981 Mt

India 452 Mt

Australia 323 Mt

Sudfrica 244 Mt

Rusia 241 Mt

Indonesia 231 Mt

Polonia 90 Mt

Kazajistn 83 Mt

Colombia 72 Mt

1.4. RESERVAS

Las reservas de carbn se encuentran muy repartidas, con 70 pases con yacimientos

aprovechables. Al ritmo actual de consumo se calcula que existen reservas seguras para 133

aos, por 42 y 60 del petrleo y el gas, respectivamente. Adems, el 67% de las reservas de

petrleo y el 66% de las de gas se encuentran en Oriente Medio y Rusia.

El hombre extrae carbn desde la Edad Media. En los yacimientos poco profundos la

explotacin es a cielo abierto. Sin embargo, por lo general las explotaciones de carbn se

hacen con minera subterrnea ya que la mayora de las capas se encuentran a cientos de

metros de profundidad.

1.4. IMPORTANCIA DEL CARBON.-

El carbn es el combustible fsil ms abundante, seguro y de suministro garantizado en el

mundo. Puede utilizarse en forma limpia y econmicamente.

Abundante: Las reservas de carbn son extensas y estn presentes en muchos pases; en la

actualidad el carbn se explota en ms de 50 pases.

Seguro: El carbn es estable y por tanto es el combustible fsil ms seguro desde los puntos de

vista de su transporte, almacenamiento y utilizacin.

Suministro Garantizado: La abundancia de las reservas significa que a los usuarios de carbn 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

domsticos.

Limpio: Usando tecnologas disponibles, puede ahora quemarse el carbn limpiamente en

todo el mundo.

Econmico: A nivel mundial, el carbn es un combustible competitivo para la generacin de

electricidad, sin la cual la vida en el mundo moderno sera virtualmente imposible. Es la

principal fuente de energa para la generacin elctrica en el mundo entero.

1.5. APLICACIONES DEL CARBON

El carbn no slo suministr la energa que impuls la Revolucin Industrial del Siglo XIX, sino

que tambin lanz la era elctrica en el presente siglo. Actualmente casi el 40% de la electricidad

generada mundialmente es producida por carbn. La industria mundial del hierro y el acero

tambin depende del uso del carbn, al ser ste el principal agente reductor en la industria

metalrgica.

Hasta la dcada de los 60, el carbn fue la ms importante fuente primaria de energa en el

mundo. Al final de los 60 fue superada por el petrleo, pero se estima que el carbn, adems de

su importancia en la generacin de electricidad, volver de nuevo a ser la principal fuente de

energa en algn momento durante la primera mitad del prximo siglo.

La industria del hierro y del acero tambin depende del uso del carbn, al ser ste el principal

agente reductor en la industria metalrgica. El 75% del carbn consumido en el mundo es para

generacin elctrica y metalrgica.

El carbn suministra el 25% de la energa primaria consumida en el mundo, slo por detrs del

petrleo. Adems es de las primeras fuentes de energa elctrica, con 40% de la produccin

mundial (datos de 2006). Las aplicaciones principales del carbn son:

Generacin de energa elctrica. Las centrales trmicas de carbn pulverizado constituyen la

principal fuente mundial de energa elctrica. En los ltimos aos se han desarrollado otros tipos

de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes,

entre ellas las centrales de lecho fluido a presin. Otra tecnologa en auge es la de los ciclos

combinados que utilizan como combustible gas de sntesis obtenido mediante la gasificacin del

carbn.

Coque. El coque es el producto de la pirlisis del carbn en ausencia de aire. Es utilizado como

combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos (coque

siderrgico). Dos tercios del acero mundial se producen utilizando coque de carbn,

consumiendo en ello 12% de la produccin mundial de carbn (cifras de 2003).

Siderurgia. Mezclando minerales de hierro con carbn se obtiene una aleacin en la que el

hierro se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad. Dependiendo de la

cantidad de carbono, se obtiene:

1. Hierro dulce: menos del 0,2 % de carbono

2. Acero: entre 0,2% y 1,2% de carbono

3. Fundicin: ms del 1,2% de carbono

Industrias varias. Se utiliza en las fbricas que necesitan mucha energa en sus procesos, como

las fbricas de cemento y de ladrillos.

Uso domstico. Histricamente el primer uso del carbn fue como combustible domstico. Aun

hoy sigue siendo usado para calefaccin, principalmente en los pases en vas de desarrollo,

mientras que en los pases desarrollados ha sido desplazados por otras fuentes ms limpias de

calor (gas natural, propano, butano, energa elctrica) para rebajar el ndice de contaminacin.

La carboqumica es practicada principalmente en frica del Sur y China. Mediante el proceso de

gasificacin se obtiene del carbn un gas llamado gas de sntesis, compuesto principalmente de

hidrgeno y monxido de carbono. El gas de sntesis es una materia prima bsica que puede

transformarse en numerosos productos qumicos de inters como, por ejemplo:

4. Amonaco

5. Metanol

6. Gasolina y gasleo de automocin a travs del proceso Fischer-Tropsch

(proceso qumico para la produccin de hidrocarburos lquidos a partir de gas

de sntesis, CO y H2)

Petrleo sinttico. Mediante el proceso de licuefaccin directa, el carbn puede ser

transformado en un crudo similar al petrleo. La licuefaccin directa fue practicada

ampliamente en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial pero en la actualidad no existe

ninguna planta de escala industrial en el mundo.

la mitad de la produccin total de carbn a nivel mundial, provee actualmente cerca del 40% de

la electricidad producida mundialmente. Muchos pases son altamente dependientes del carbn

para su electricidad; El carbn es tambin indispensable para la produccin de hierro y acero;

casi el 70% de la produccin de acero proviene de hierro hecho en altos hornos, los cuales

utilizan carbn y coque.. La mayora de las plantas de cemento del mundo son alimentadas con

carbn

Todos los tipos de carbn tienen alguna utilidad. La turba se utiliza desde hace siglos como

combustible para fuegos abiertos, y ms recientemente se han fabricado briquetas de turba y

lignito para quemarlas en hornos. La siderurgia emplea carbn metalrgico o coque, un

combustible destilado que es casi carbono puro. El proceso de produccin de coque proporciona

muchos productos qumicos secundarios, como el alquitrn de hulla, que se emplean para

fabricar otros productos. El carbn tambin se utiliz desde principios del siglo XIX hasta la II

Guerra Mundial para producir combustibles gaseosos, o para fabricar productos petroleros

mediante licuefaccin. La fabricacin de combustibles gaseosos y otros productos a partir del

carbn disminuy al crecer la disponibilidad del gas natural. En la dcada de 1980, sin embargo,

las naciones industrializadas volvieron a interesarse por la gasificacin y por nuevas tecnologas

limpias de carbn. La licuefaccin del carbn cubre todas las necesidades de petrleo de

Surfrica.

Ciertos productos de la combustin del carbn pueden tener efectos perjudiciales sobre el

medio ambiente. Al quemar carbn se produce dixido de carbono entre otros compuestos.

Muchos cientficos creen que debido al uso extendido del carbn y otros combustibles fsiles

(como el petrleo) la cantidad de dixido de carbono en la atmsfera terrestre podra aumentar

hasta el punto de provocar cambios en el clima de la Tierra (Calentamiento global; Efecto

invernadero). Por otra parte, el azufre y el nitrgeno del carbn forman xidos durante la

combustin que pueden contribuir a la formacin de lluvia cida.

1.6. VENTAJAS DEL CARBN

Los aspectos sobre seguridad y salud han sido desde hace mucho tiempo una preocupacin

importante para la industria del carbn. Los avances tecnolgicos en la explotacin durante este

siglo han conducido a mejoras en la productividad y seguridad.

Las minas de carbn hoy en da se asemejan ms a fbricas altamente automatizadas que al

ambiente de produccin que exista en el Siglo XIX, caracterizado por el uso intensivo de mano

de obra, congestin y riesgos. La extraccin moderna del carbn alcanza estndares en

seguridad y salud ms altos que muchas otras industrias.

Por ejemplo, las estadsticas de la Oficina del Trabajo de los Estado Unidos, muestran ms

accidentes en actividades como aserraderos, construccin, agricultura y fabricacin de muebles,

que en la explotacin de carbn. En Canad, la explotacin de carbn a cielo abierto es una de

las industrias grandes ms seguras. La seguridad es de primordial importancia para cada uno de

los involucrados en la minera, para los obreros, inversionistas y finalmente para el consumidor.

En muchos pases, los mineros reciben regularmente cursos de entrenamiento en habilidades

laborales y en seguridad. Las compaas de carbn reconocen que el entrenamiento previene

accidentes y que hay una estrecha relacin entre una mayor seguridad y una ms alta

productividad.

El carbn es un material comparativamente estable y no presenta los problemas de fugas y

derrames asociados a otros combustibles fsiles tales como el gas y el petrleo. Alrededor del

mundo, el carbn es transportado en barcos, desde grandes cargueros hasta pequeos barcos

de cabotaje. Los accidentes que involucran el hundimiento de barcos que transportan carbn

son afortunadamente escasos y en ningn caso la carga de carbn es un agente contaminante.

En tierra, el transporte de carbn se hace por medio de correas transportadoras, carreteras o

tren, es esencialmente ms seguro que en el caso de otros combustibles fsiles. Igualmente lo

es su almacenamiento y utilizacin, tanto en la industria como en los hogares. El polvo de carbn

que se produce en las pilas o durante su manejo, tambin se puede reducir al mnimo ahora

gracias a un diseo apropiado de las instalaciones de manejo.

No existe una fuente de energa ms segura que el carbn, cuando ste se almacena, maneja y

utiliza correctamente.

1.7. TECNOLOGAS LIMPIAS DE CARBN

Las tecnologas limpias de carbn se definen como "las tecnologas diseadas para mejorar tanto

la eficiencia como la tolerancia ambiental en la extraccin, preparacin y uso de carbn". Estas

tecnologas reducen las emisiones, disminuyen prdidas y aumentan la cantidad de energa

aprovechada de cada tonelada de carbn.

Las tecnologas permitirn que el uso del carbn se haga cada vez ms eficientemente, al mismo

tiempo que ambientalmente aceptable, puesto que ste ser una fuente vital de energa en el

mundo entero durante el prximo siglo.

La mayora de las tecnologas limpias de carbn se concentran en la produccin de electricidad

a partir del carbn, puesto que ms del 50% del carbn que se produce se utiliza para este

efecto.

Las tecnologas limpias de carbn son una nueva generacin de procesos avanzados para su

utilizacin; algunas pueden ser, desde un punto de vista comercial, viables en los prximos aos.

En general, estas tecnologas son ms limpias y eficientes y menos costosas que los procesos

convencionales. La mayora altera la estructura bsica del carbn antes de la combustin,

durante la misma o despus de ella. Con ello reducen las emisiones de impurezas como azufre

y xido de nitrgeno y aumentan la eficiencia de la produccin energtica.

En la dcada de 1980, algunos gobiernos emprendieron programas de colaboracin con la

industria privada para fomentar el desarrollo de las tecnologas limpias de carbn ms

prometedoras, como los mtodos mejorados para limpiar el carbn, la combustin en lecho

fluido, la inyeccin de sorbentes de horno y la desulfuracin avanzada de gases de combustin.

Extraccin y preparacin de Carbn

Las tecnologas limpias para la minera del carbn son de fcil disponibilidad. Los mtodos

modernos de exploracin, tales como las tcnicas de geofsica y ssmica, minimizan cualquier

impacto ambiental, y mejoran la planeacin de la mina, al reducir la incertidumbre geolgica.

Las tecnologas de extraccin mejoradas ayudan a maximizar las eficiencias de extraccin y

minimizan el uso de energa.

Ya son prctica normal las medidas para reducir los niveles de ruido y polvo, con lo cual se

reducen al mnimo los riesgos a los operadores. La minera del carbn puede producir emisiones

de gas metano, lo cual puede ser un riesgo potencial. Se utilizan diversos mtodos para desalojar

el gas y en algunos casos el mismo gas es utilizado como fuente energtica. Los planes mineros

incluyen las previsiones para evitar los riesgos de la contaminacin de las aguas subterrneas.

El uso de las tecnologas limpias para la preparacin de carbn puede lograr reducir los

contenidos de ceniza y limpiar las impurezas tales como el lodo y el azufre. Se desarrollan

tambin nuevas tecnologas para mejorar la eficiencia y el costo de estas operaciones de

limpieza, al mismo tiempo que se mejora la calidad del agua de desecho.

Gasificacin integrada

Una alternativa a la combustin de carbn es la gasificacin de carbn. Cuando el carbn entra

en contacto con vapor y oxgeno, se producen reacciones termoqumicas que generan un gas

combustible compuesto principalmente por monxido de carbono e hidrgeno, el cual cuando

es quemado puede ser usado para turbinas de gas.

Sistemas hbridos

Los ciclos combinados hbridos estn tambin en desarrollo. Estos combinan las mejores

caractersticas de las tecnologas de gasificacin y combustin, usando carbn en un proceso de

dos etapas. La primera etapa gasifica la mayora del carbn y mueve una turbina de gas, la

segunda etapa quema el carbn residual (carbonizado) para producir vapor. Con estos sistemas

puede ser posible alcanzar eficiencias mayores al 50%.

Uno de los grandes problemas en la extraccin del carbn de las minas subterrneas es que se

produce un gas muy venenoso, conocido como gas gris (metano) que al mezclarse con el aire

en una proporcin superior a 6% puede explotar. Otro gran problema de las minas carbonferas

son las condiciones de trabajo a las que estn expuestos los mineros, pues al inhalar partculas

de slice (SiO2) del cuarzo cristalizado o amorfo de las minas pueden contraer una enfermedad

mortal llamada silicosis.

Uno de los problemas de las centrales carboelctricas es que entre los productos de la

combustin que se liberan a la atmsfera est el bixido de carbono y el dixido de azufre; este

ltimo es un contaminante bastante peligroso. Por ello, las termoelctricas que trabajan con

carbn, como la de Ro Escondido, tienen filtros que evitan que estas sustancias salgan a la

atmsfera.

1.8. PRODUCCIN Y TRANSPORTE

Explotacin a cielo abierto

Se comienza por retirar el material que recubre el yacimiento. Despus se procede a la

extraccin del mineral y acto seguido, cuando se termina de sacar el carbn de yacimiento, se

vuelve a cubrir el terreno para que no haya un gran impacto medioambiental.

Explotacin subterrnea

Cuando el mineral se encuentra a grandes profundidades se cavan pozos hasta llegar a la veta y

despus galera para extraerlo.

Para ventilar este tipo de explotacin se utiliza un mtodo que consiste en comunicar entre s

estos pozos para que los gases que emana el carbn salgan al exterior y no se produzcan

explosiones.

Para evitar que la mina se hunda se le pone pilares en cada capa y cuando ya se ha terminado

se provoca el derrumbe.

Para transportar el material se hace por medio de vagonetas en las instalaciones y si la

explotacin minera est ms modernizada se hace por medio de cintas transportadoras y

elevadores.

Ela carbn siempre sale con materiales que dificultan su utilizacin y disminuye su calidad con

respecto al poder calorfico del mismo. Para limpiarlo se utilizan medios fsicas como la

trituracin y el lavado.

Seguridad e higiene

- Ventilacin. Se instalan sistemas de ventilacin capaces de mantener un porcentaje mnimo de gas inflamable (gris) a niveles que no sea posible dicha inflamacin.

- Derrumbamientos. Adoptar el mejor mtodo de explotacin, apuntalando las diversas capas para evitar que se derrumbe.

- Tecnologa. Utilizar maquinaria avanzada y transporte automtico.

- Personal y equipo. Tener un personal cualificado para esta tarea y tener el material necesario y equipos de salvamento junto con personal de sanitario.

1.10.- EL CARBN Y EL MEDIO AMBIENTE

a) Repercusiones sobre el suelo

- Explotaciones a cielo abierto, por la restauracin que sufre el terreno despus de esta explotacin gran parte del impacto medioambiental desaparece.

- Deterioro de la capa superficial, debido a la lluvia cida

b) Repercusiones sobre el agua

- Trmica. Las centrales trmicas necesitan un circuito de refrigeracin para condensar el vapor. Si la central coge el agua de un ro o un mar y lo vuelve a verter

se produce un aumento de temperatura en el ecosistema. Si este circuito fuese

cerrado se podra aprovechar este calor para generar otras energa pudiendo ser

utilizada igualmente en el mbito domstico como la calefaccin.

Fsica y qumica. Se produce principalmente en la minera y en el sistema de tratamiento de

aguas

c) Repercusiones acsticas

Sobre todo las centrales trmicas, para evitar los ruidos, hacen un revestimiento especial

insonoro para que no sea tanto el impacto en las poblaciones cercanas.

d) Repercusiones sobre la atmsfera

La combustin del carbn origina tambin residuos que pasan a la atmsfera como los xidos

de azufre, xidos de nitrgeno, partcula, hidrocarburos, dixido de carbono y vapor de agua.

Esto productos pueden originar problemas graves a la naturaleza si no son absorbidos por ella

problemas como:

- Efecto invernadero al producirse un aumento de CO2, las partculas no dejan que el calor salga fuera de la atmsfera y se produce un aumento considerable de

temperatura, cambiando el clima en alguna zonas.

- Lluvia cida se produce por la emisin de azufre y xidos de nitrgeno que se generan por la combustin de combustibles fsiles como el carbn.

EL CARBON EN EL PERU

1 INTRODUCCIN

La fuente de energa proveniente del carbn producido en el norte de nuestro pas est siendo

aprovechada por las siguientes industrias: fbricas de cemento, siderrgicas, ladrilleras,

briquetas para calefaccin y uso domstico.

2 CLASIFICACION DEL CARBN

La clasificacin del carbn en todos los pases est basada principalmente en el contenido de

material voltil (hidrgeno, monxido de carbono, metano, vapores de alquitrn y algunos gases

no combustibles como el CO2 y vapor de agua).

ASPECTOS GEOLOGICOS DE LAS MINAS DE CARBON

Las minas estudiadas en el departamento de La Libertad corresponden a la cuenca del Alto

Chicama, donde el yacimiento de carbn ocurre en una extensin de 750 km2 (INGEMET, 1983).

El carbn se presenta a saber en 10 mantos, de los cuales 6 son econmicamente explotables, y

con diversos rumbos y buzamientos (de 50 a 80), debido al tectonismo de los andes, vindose

afectados por diversas fallas y deformaciones. Las rocas encajonantes por lo general son

ortocuarcitas. Las reservas de carbn en esta cuenca superan los 250 000 000 TM, con poder

calorfico que vara entre 7000 y 7500 Kcal/Kg.

Los depsitos de carbn en el Per se han formado en las cuencas continentales que pertenecen

al paleozoico, mesozoico y cenozoico, presentando condiciones particulares durante su

deposicin. Su distribucin actual ocupa franjas de la configuracin general del territorio, el

mismo que ha sido dividido en unidades morfoestructurales definidas: cordillera de la costa,

llanuras pre andinas, cordillera occidental, franja de volcanes, franja interandina, cordillera

oriental, franja subandina, y el llano amaznico figura

A lo largo de los andes peruanos se localizan numerosas cuencas con carbn, que

corresponden al paleozoico superior (carbonfero), jurasico superior-cretceo inferior y terciario

UBICACIN DE LAS MINAS DE CARBON EN EL PERU.-

2.1. CUENCAS PALEOZOICAS.- se localizan en la cordillera oriental del centro y sur del Per

y estn contenidas en el grupo Ambo del Mississipiano

Los recursos de carbonen estas cuencas son reducidos, sus capas son delgadas y bastante

discontinuas gradando lateralmente a lutitas carbonosas

En cuanto al rango tradicionalmente estos carbones han sido considerados como antracitas. En

general, las capas de carbn son delgadas con contenidos elevados de cenizas, de forma

lenticular y espordica, mostrando importancia econmica muy limitada.

Ocurrencia de carbn en Puno.-En puno dentro del grupo ambo se reportan capas de carbn

con potencias reducidas (inferiores a 0.40m de grosor), desconocindose el numero de capas.

El rango de los carbones es de bituminosos a antraciticos. Las reas reportadas con

afloramientos de carbn son Coaviri, Vilque, Maazo, Capachica, Juli y Chucuito (PAZ et al.

1986). En las cercanas del lago Titicaca en Chupica y Colcani el rango es lignito.

Los carbones de Puno(lampa) son impuros y piritosos y el de Coaviri tiene un poder calorfico

de 3450 a 6000 Kcal/kg y altos valores en cenizas.

Origen, Tipo Y Rango.- los carbones del paleozoico son de tipo hmico, de origen autctono y

alctono

Las pocas referencias sobre el rango de los carbones del paleozoico, difieren de una localidad a

otra, debido a los afloramientos restringidos y escasos estudios realizados. As los carbones

pueden ser de rango antracitico (Hunuco, Cerro de Pasco y Puno), bituminoso (Madre de Dios

y Puno) , sub bituminoso (Paracas ) y lignitos ( Madre de Dios y lago Titicaca)

2.2.- CUENCAS MESOZOICAS.- los carbones de esta edad se originaron en las subcuencas de la

denominada cuenca oeste peruana durante los cortos periodos de emergencia que tuvieron

lugar entre el jurasico superior y cretceo inferior

El desarrollo de la cuenca oeste peruana tuvo lugar de sur a norte por lo cual los carbones mas

antiguos se localizan en el sur (zona de Carumas) , en la cuenca de Yura de edad Calloviano,

mientras que los mas jvenes se encuentran en el norte del Per, en la formacin Farrat del

Aptiano

Las capas de carbn de la cuenca de Yura al sur del Per son delgadas (menores de 1 m),

discontinuas y su potencial de carbn es poco importante

Las cuencas carbonferas mas interesantes se localizan en el centro y norte del pas, en la cuenca

oeste peruana. Las capas con carbn en estas cuencas se enmarcan en la formacin Oyn y en

el grupo Goyllarisquizga

Las sucesiones estratigrficas de las cuencas oeste peruana son ms potentes , estn bien

definidas y contienen los depsitos carbonferos potencialmente mas importantes del Per,

emplazados en series estratigrficas portadoras, presentando numerosas capas de carbn

paralelas entre si .Se localizan en las cuencas : Chiclayo, Cajamarca, Alto Chicama, Santa, Alto

Pativilca y Oyn. Por el contrario los escasos depsitos conocidos en la depresin geosinclinal

del Maran ocurren irregulares y aislados

El grupo Goyllarizquisga de edad del cretceo inferior esta constituido por las formaciones

Chim, Santa, Carhuaz y Farrat. Dentro de este grupo las capas de carbn ocurren en la

formacin Chim

En general los grosores de las capas de carbn varan de algunos centmetros a pocos metros.

Los niveles de carbn aparecen agrupados en conjuntos de de 2 a 6 capas aunque

excepcionalmente pueden abarcar hasta 10 niveles de carbn

Las capas de carbn son ms potentes y numerosas en aquellas zonas donde las formaciones

portadoras tienen mayores grosores. En cuanto al rango, los carbones situados al borde

occidental de los andes a alcanzado el rango de antracitas y meta antracitas mientras que los

que se encuentran al borde del Maran son bituminosos (hullas)

A continuacin se muestran y describen las cuencas de mayor importancia para la ocurrencia

de carbn

Cuenca De Yura.-La cuenca de Yura est situada en el sur del Per, fue alargada en direccin

andina

Las formaciones portadoras con capas de carbn corresponden a las formaciones Labra,

Gramadal y Hualhuani en los alrededores de Arequipa o en sus equivalentes localizados en otros

sectores del sur del Per

en general en algunas areas donde flora el grupo Yura aparecen una serie de capas delgadas

de carbn distribuidas en forma paralela a la estratificacin

Origen, Tipo Y Rango.-los carbones de Yura son hmicos y de origen autctono/alctono. los

carbones de Ichua probablemente tengan un origen alctono, debido a la ausencia de suelos

fsiles ya la mal estado de conservacin de los restos vegetales contenidos en el carbn

Los carbones del grupo Yura son de rango de carbones bituminosos, semi-antracitas y

antracitas. Los estudios geolgicos regionales muestran que los carbones de rango antractico

se localizan hacia el sector oeste de la cuenca (donde afloran rocas intrusivas del batolito de la

costa) y los rangos bituminosos hacia el este

2.3.- CUENCAS CENOZOICAS.- los carbones de esta edad se originaron en el denominado

antepas y traspas de la cordillera andina, principalmente durante el terciario medio-superior,

son de rango lignitos y sus reservas pueden considerarse como reducidas.

Las capas de carbn del antepas se encuentran en la amazonia peruana (cuenca de Loreto)

lateralmente se prolongan hasta Colombia y Brasil. Estas capas se localizan en la formacin

Pebas (Mioceno), son estrechas e impuras

Las capas de carbn del traspas se localizan en el extremo noroeste del Per en las cuencas de

Tumbes y Piura. Las formaciones portadoras en la primera cuenca son las de Mncora

(Oligoceno) y Zorritos (Mioceno). Las capas de carbn de las cuencas intramontaosas como la

del Yanacancha (terciario inferior-medio) son de grosores ms reducidos y potencialmente

menos importantes.

2.4.- EL CARBN EN LA ACTUALIDAD PERUANA

La accesibilidad a las cuencas de carbn se hace principalmente por carretera afirmada,

en algunos tramos asfaltados y caminos carrozables. Los puertos de inters para la exportacin

del carbn peruano son: Eten, Salaverry, Chimbote, Supe, Callao, San Juan de Marcona,

Matarani e Ilo.

En el presente la minera de carbn, en el pas, es artesanal y de pequea escala. Histricamente

en la dcada del 50 tuvo su mayor auge llegndose a explotar a mayor escala para su exportacin

a Francia y Argentina. El yacimiento de Goyllarizquizga ha sido la nica mina explotada

sistemticamente

Las grandes industrias, del Per, se localizan en la costa y los yacimientos de carbn en la

cordillera, siendo el costo de transporte muy alto con respecto al costo de explotacin. Las

antracitas peruanas son utilizadas principalmente como fuente de de energa para pequeas

industrias

Para la explotacin de carbn en el Per, se requiere una metodologa adecuada a las

condiciones estructurales de las capas de carbn en las diferentes cuencas por tratarse

mayormente de capas muy disturbadas, subverticales, con grosores que varan de 0.5 a 2m, a

excepcin de casos puntuales que alcanzan mayores grosores; al mismo tiempo se requiere

mejorar la infraestructura vial.

Estado Actual Segn el Ministerio de Energa y Minas, el Per produjo en 1998 21 000

toneladas de antracita en las cuencas de Santa, Alto Chicama y Oyn. El mayor productor fue la

sociedad minera San Roque de Mancos SRL. La exportacin actual de las antracitas es pequea

y artesanal, siendo los costos de transporte elevados, la produccin es heterognea e insegura.

El mercado nacional ms importante de carbn se localiza en Lima donde se concentra la

industria del pas. la utilizacin del carbn se restringe a las ladrilleras, cubilotes y fraguas(para

fundicin de acero). El mayor requerimiento de consumo de carbn lo constituye la industria de

cemento y la produccin del acero, los que se abastecen casi en su totalidad de carbn

importado. En el Per los carbones bituminosos de alto y bajo grado de voltiles estn muy

restringidos (en las cuencas de Jatunhuasi, Goyllarisquisga y Pampahuay). La siderrgica de

Chimbote (Acerco), ubicada en la costa del departamento de Ancash, utiliza antracita en un

gasgeno Welmann-Galusha, as mismo tiene una planta experimental de reduccin directa que

utiliza antracita, habiendo importado 165 598 toneladas de coque para su produccin de arrabio

(material fundido)

Doe rum Per en 1998 produjo 39 787 toneladas de coque para la fundicin la Oroya.

CUADRO 2.1. EMPRESAS IMPORTADORAS DE CARBON

EMPRESA PROCEDENCIA

Lar Carbon Venezuela/Colombia

Cementos Pacasmayo S.A Venezuela/Colombia

DOE RUN PERU S.R. LTDA EE.UU/Australia Y Otros

Aceros Arequipa S.A. Colombia

Cementos Sur S.A. Venezuela/Colombia

Refractarios Y Crisoles .S.A. Espaa / EEUU

Sociedad Minera Cerro Verde

S.A.

EEUU

Coop Agraria Azucarera

Paramonga

BRASIL

Occidental Peruana Inc. EE.UU.

RECURSOS Y RESERVAS DE CARBON EN EL PERU.- A continuacin se resumen en

cuadro todos los datos estadsticos del carbn de las cuencas ms importantes en

nuestro pas

RECURSOS Y RESERVAS TOTALES DEL PERU (Estimaciones Ao 2000)

CAPITULO III

EL PETROLEO

3.1. HISTORIA DEL PETROLEO

Se tiene noticia de que en otro tiempo, los rabes y los hebreos empleaban el petrleo con fines

medicinales. En Mxico los antiguos pobladores tenan conocimiento de esta sustancia, pues fue

empleada de diversas formas entre las cuales se cuenta la reparacin de embarcaciones para la

navegacin por los ros haciendo uso de sus propiedades impermeabilizantes.

Las exploraciones petroleras iniciaron hace ms de cien aos (en 1859, Edwin Drake inici una

nueva poca cuando encontr petrleo en Pennsylvania, a una profundidad de slo 69 pies),

cuando las perforaciones se efectuaban cerca de filtraciones de petrleo; las cuales indicaban

que el petrleo se encontraba bajo la s Tradicionalmente, se sita en 1859 el origen de la

industria petrolfera con la perforacin del famoso pozo Edwin Laurentine Drake (1819 - 1880),

que revel los ricos yacimientos de Pensilvana y abri la era del petrleo para lmparas (1860-

1900); le sucedi la de las gasolinas y aceites para automviles y aviacin, despus de la de los

combustibles lquidos, a partir de 1910 se introdujo en el mundo de la marina, sobre todo desde

1950 domina el de la petroqumica y se halla a las puertas de la biologauperficie.

Hoy da, se utilizan tcnicas sofisticadas, como mediciones ssmicas, de microorganismos e

imgenes de satlite. Potentes computadoras asisten a los gelogos para interpretar sus

descubrimientos. Pero, finalmente, slo la perforadora puede determinar si existe o no

petrleo bajo la superficie.

3.2. ORIGEN DEL PETRLEO

El problema de la gnesis del petrleo ha sido, por mucho tiempo, un tpico de

investigacin de inters. Se sabe que la formacin del petrleo est asociada al desarrollo de

rocas sedimentarias, depositadas en ambientes marinos o prximos al mar, y que es el resultado

de procesos de descomposicin de organismos de origen vegetal y animal que en tiempos

remotos quedaron incorporados en esos depsitos.

Los tcnicos creyeron durante algn tiempo que el petrleo era de origen inorgnico, es decir,

que se haba formado dentro de la Tierra mediante reacciones qumicas.

Hoy da, los hombres de ciencia, convienen de manera casi general en que el petrleo se origina

de una materia prima formada principalmente por detrito de organismos vivos acuticos,

vegetales y animales, que vivan en los mares, las lagunas o las desembocaduras de los ros, en

las cercanas del mar y que han permanecido enterradas por largos siglos.

La teora ms aceptada sobre el origen del petrleo y del gas natural- es de tipo orgnico y

sedimentario.

Esa teora ensea que el petrleo es el resultado de un complejo proceso fsico-qumico en el

interior de la tierra, en el que, debido a la presin y las altas temperaturas, se produce la

descomposicin de enormes cantidades de materia orgnica que se convierten en aceite y gas.

El petrleo se encuentra nicamente en los medios de origen sedimentario. La materia orgnica

se deposita y se va cubriendo por sedimentos; al quedar cada vez a mayor profundidad, se

transforma en hidrocarburos, proceso que segn las recientes teoras, es una degradacin

producida por bacterias aerobias primero y anaerobias luego. Estas reacciones desprenden

oxgeno, nitrgeno y azufre, que forma parte de los compuestos voltiles de los hidrocarburos.

A medida que los sedimentos se hacen compactos por efectos de presin, se forma la "roca

madre". Posteriormente, por fenmenos de "migracin", el petrleo pasa a impregnar arenas o

rocas ms porosas y ms permeables (areniscas, calizas fisuradas, dolomas), llamadas "rocas

almacn " y en las cuales el petrleo se concentra, y permanece en ellas si encuentra alguna

trampa que impida la migracin hasta la superficie donde se oxida y volatiliza.

.

Esa materia orgnica est compuesta fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton

marinos, al igual que por materia vegetal y animal, todo lo cual se deposit en el pasado en el

fondo de los grandes lagos y en el lecho de los mares.

Junto a esa materia orgnica se depositaron mantos sucesivos de arenas, arcillas, limo y otros

sedimentos que arrastran los ros y el viento, todo lo cual conform lo que geolgicamente se

conoce como rocas o mantos sedimentarios, es decir, formaciones hechas de sedimentos.

Entre esos mantos sedimentarios es donde se llev a cabo el fenmeno natural que dio lugar a

la creacin del petrleo y el gas natural.

Ese proceso de sedimentacin y transformacin es algo que ocurri a lo largo de millones de

aos. Otros opinan que hoy se est formando de una manera similar el petrleo del maana.

En un inicio los mantos sedimentarios se depositaron en sentido horizontal. Pero los

movimientos y cambios violentos que han sacudido a la corteza terrestre variaron su

conformacin y, por consiguiente, los sitios donde se encuentra el petrleo.

El petrleo se encuentra ocupando los espacios de las rocas porosas, principalmente de rocas

como areniscas y calizas. Es algo as como el agua que empapa una esponja. En ningn caso hay

lagos de petrleo. Por consiguiente, no es cierto que cuando se extrae el petrleo quedan

enormes espacios vacos en el interior de la tierra.

Si tomamos el ejemplo de la esponja, cuando sta se exprime vuelve a su contextura inicial. En

el caso del petrleo, los poros que se van desocupando son llenados de inmediato por el mismo

petrleo que no alcanza a extraerse y por agua subterrnea.

Los orgenes del gas natural son los mismos del petrleo,

Cuando se encuentra un yacimiento que produce petrleo y gas, a ese gas se le llama "gas

asociado". Pero tambin hay yacimientos que slo tienen gas, caso en el cual se le llama "gas

libre".

Otros yacimientos slo contienen petrleo lquido en condiciones variables de presin y

transferencia. Generalmente el petrleo lquido se encuentra acompaado de gas y agua.

Durante la era terciaria en el fondo de los mares se acumularon restos de peces, invertebrados

y, probablemente, algas, quedando sepultadas por la arena y las arcillas sedimentadas. Las

descomposiciones provocadas por microorganismos, acentuadas por altas presiones y elevadas

temperaturas posteriores, dieron origen a hidrocarburos. Al comenzar la era cuaternaria los

movimientos orognicos convulsionaron la corteza terrestre y configuraron nuevas montaas,

la cordillera de los Andes entre ellas. Los estratos sedimentarios se plegaron y el petrleo migr

a travs de las rocas porosas, como las areniscas, hasta ser detenido por anticlinales, pliegues

con forma de A mayscula, y por fallas que interrumpieron la continuidad de los estratos.

.3.3. EVIDENCIA DE LA TEORA ORGNICA

Uno de los supuestos acerca del origen del Petrleo lo constituye la Teora de Engler (1911):

Las teoras originales, en las que se atribuy al petrleo un origen inorgnico (Berthelott y

Mendeleyev) han quedado descartadas:

1 etapa

Depsitos de organismos de origen vegetal y animal se acumulan en el fondo de mares

internos (lagunas marinas).

Las bacterias actan, descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gases y materias

solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depsito.

Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables, solubles en

aceite.

2da etapa

A condiciones de alta presin y temperatura, se desprende CO2 de los compuestos con grupos

carboxlicos, y H2O de los cidos hidroxlicos y de los alcoholes, dejando un residuo bituminoso.

La continuacin de exposiciones a calor y presin provoca un craqueo ligero con formacin de

olefinas (protopetrleo).

3er etapa

Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales, se polimerizan y

ciclizan para dar origen a hidrocarburos de tipo naftnico y parafnico. Los aromticos se

forman, presumiblemente, por reacciones de condensacin acompaando al craqueo y

ciclizacin, o durante la descomposicin de las protenas.

3.4. COMPOSICIN DEL PETRLEO

El petrleo es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que, por sus compuestos de

hidrgeno y carbono, se le denomina hidrocarburo.

As tenemos que la composicin elemental del petrleo normalmente est comprendida

dentro de los siguientes intervalos:

CUADRO 3.1.

Elemento% Peso

Carbn 84 - 87

Hidrgeno 11 - 14

Azufre 0 2

Nitrgeno 0.2

Ese hidrocarburo puede estar en estado lquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un

aceite al que tambin se le dice crudo. En el segundo se le conoce como gas natural

Dependiendo del nmero de tomos de carbono y de la estructura de los hidrocarburos que

integran el petrleo, se tienen diferentes propiedades que los caracterizan y determinan su

comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes.

Las cadenas lineales de carbono asociadas a hidrgeno, constituyen las parafinas; cuando las

cadenas son ramificadas se tienen las isoparafinas; al presentarse dobles uniones entre los

tomos de carbono se forman las olefinas; las molculas en las que se forman ciclos de carbono

son los naftenos, y cuando estos ciclos presentan dobles uniones alternas (anillo bencnico) se

tiene la familia de los aromticos.

Adems hay hidrocarburos con presencia de azufre, nitrgeno y oxgeno formando familias bien

caracterizadas, y un contenido menor de otros elementos. Al aumentar el peso molecular de los

hidrocarburos las estructuras se hacen verdaderamente complejas y difciles de identificar

qumicamente con precisin. Un ejemplo son los asfltenos que forman parte del residuo de la

destilacin al vaco; estos compuestos adems estn presentes como coloideo en una

suspensin estable que se genera por el agrupamiento envolvente de las molculas grandes por

otras cada vez menores para constituir un todo semicontinuo.

El anlisis qumico revela que el petrleo est casi exclusivamente constituido por

hidrocarburos, compuestos formados por dos elementos: carbono e hidrgeno. Esta simplicidad

es aparente porque, como el petrleo es una mezcla, y no una sustancia pura, el nmero de

hidrocarburos presentes y sus respectivas proporciones varan dentro de unos lmites muy

amplios. Es qumicamente incorrecto referirse al "petrleo", en singular; existen muchos

"petrleos", cada uno con su composicin qumica y sus propiedades caractersticas.

En efecto:

Son lquidos insolubles en agua y de menor densidad que ella. Dicha densidad est comprendida

entre 0,75 y 0,95 g/ml. Sus colores varan del amarillo parduzco hasta el negro.

Algunas variedades son extremadamente viscosas mientras que otras son bastante fluidas. Es

habitual clasificar a los petrleos dentro de tres grandes tipos considerando sus atributos

especficos y los subproductos que suministran:

3.5. PROSPECCIN Y EXTRACCIN

Prospeccin del Petrleo

El descubrimiento de yacimientos puede preverse por tcnicas de prospeccin terrestre y si fue

relativamente fcil encontrar en el siglo XIX los primeros campos petrolferos gracias a ndices

geolgicos superficiales, la exploracin del subsuelo a profundidades que alcanzan casi los 900

m. debe apelar a todos los recursos de la geofsica.

Las tcnicas de prospeccin terrestre nos ayudan en el descubrimiento de yacimientos

petrolferos.

Encontrar petrleo es difcil, pero numerosas ramas de la ciencia coadyuvan a esta importante

tarea. La Sismologa o estudio de los terremotos; la Geologa, que se ocupa del conocimiento de

la corteza terrestre; la Paleontologa o estudio de la formacin de la Tierra; la Cartografa, que

tiene por objeto la construccin de mapas; la Qumica e incluso la Bacteriologa, que se dedica

al estudio de los grmenes, son valiosas ciencias auxiliares para los cientficos consagrados a la

bsqueda de nuevos campos de petrleo.

La gravimetra y la magnetometra, que miden respectivamente la aceleracin de la gravedad y

el magnetismo terrestre, permiten en primer lugar trazar mapas subterrneos o submarinos

bastante precisos. El estudio de la cartografa reciente del sector es el primer paso para iniciar

los procedimientos de investigacin del rea, luego le siguen estudios de geologa de superficie,

sondeos, anlisis de los tejidos de sondeo, y estudios magnticos, gravimtricos y ssmicos.

Los mtodos magnticos registran las distorsiones del campo debidas a las variaciones de

susceptibilidad magntica y del magnetismo permanente de las rocas. La prospeccin

magnetomtrica area permite detectar con rapidez las anomalas importantes de la estructura

del zcalo en reas muy extensas; se realiza mediante un aparato sujeto al avin, que se orienta

automticamente segn el vector del campo magntico terrestre y mide su intensidad total. As

se detectan anomalas magnticas de carcter local, que estn a menudo relacionadas con

accidentes del zcalo; otras veces sirven para determinar el espesor de las sedimentarias

(puesto que stas no son, por lo general, magnticas), y delimitar as la cuenca sedimentaria

antes de iniciar los sondeos.

Los mtodos gravimtricos miden las fluctuaciones del campo de gravedad terrestre. Se utilizan

especialmente para la localizacin de domos de sal, con frecuencia relacionados con el petrleo.

Ello se debe a que la sal tiene una densidad mucho menor que otros tipos de sedimentos, y las

acumulaciones salinas se sealan con un mnimo gravimtrico.

Los mtodos ssmicos se basan en la creacin de un campo artificial de ondas ssmicas mediante

cargas explosivas; dichas ondas se propagan segn la elasticidad de las capas y son recogidas,

tras reflejarse o refractarse, por unos detectores situados en la superficie.

Probablemente, la mayor contribucin de la ciencia a la localizacin de nuevos pozos

petrolferos la representa un modelo especial de sismgrafo.

Se hace una pequea perforacin en el terreno donde se sospecha la existencia de petrleo, se

coloca en ella una pequea carga de explosivo y se procede a su voladura. A este mtodo se le

llama prospeccin ssmica y son verdaderos mini sismos artificiales provocados por explosiones

de cargas detonantes que, como ya se dijo, se pueden estudiar despus con ms precisin las

formaciones interesantes cuyos contornos se revelan por la reflexin o refraccin de ondas

elsticas. La onda sonora no se desplaza por el interior de la Tierra a velocidad uniforme, sino

con arreglo a la naturaleza de las capas que atraviesa: arena, piedra caliza, roca dura, etc. Desde

estas diferentes capas parten hacia la superficie ecos que son registrados por el aparato y que

debidamente interpretados facilitan la localizacin de depsitos de aceite mineral o petrleo.

Por ms perfeccionados que sean los mtodos de prospeccin geofsica, el nico medio de estar

absolutamente seguro de la existencia de un yacimiento de petrleo o de gas es utilizando el

mtodo del sondeo. El sondeo de reconocimiento sigue siendo de gran importancia en la

prospeccin, a pesar de su elevado coste.

La extensin de estos mtodos terrestres a la prospeccin marina (offshore) supone resueltos

los problemas de posicionamiento en alta mar: los levantamientos visuales deben remplazarse

por cruces, de ondas hertzianas provenientes de estaciones de tierra o radio satlites.

Las zonas submarinas a explorar son posteriormente balizadas disponiendo en el fondo del mar

emisores de ultrasonidos que permiten al navo situarse muy exactamente sobre sus objetivos.

Si bien resulta generalmente ms cmodo prospeccionar en mar que en tierra, donde se choca

con las dificultades de movimientos debido a la naturaleza o al hombre, la ssmica marina exige,

sin embargo, la puesta a punto de mtodos especiales, pues aunque slo sea para no alterar el

equilibrio ecolgico de la fauna, las cargas de explosivos estn prohibidos en las zonas

pesqueras.

La onda necesaria se obtiene, pues, por medio de una descarga elctrica, por emisin brutal de

aire comprimido o vapor de agua o mediante detonacin de gas.

Extraccin del Petrleo

Sacar petrleo de las entraas de la Tierra es ms fcil que extraer carbn. Se taladra un agujero

pequeo y se bombea, o bien se deja que la presin natural, si existe, lo eleve hasta la superficie.

En fin, cuando la perforacin ha alcanzado la zona petrolfera, se procede a la puesta en servicio

del pozo, operacin delicada si se quiere evitar la erupcin y a veces incendio.

En la explotacin de un yacimiento se distinguen dos periodos que son la recuperacin primaria

y la recuperacin secundaria.

En la recuperacin primaria, por el efecto de la presin, el petrleo sube por s mismo a la

superficie: la emanacin se debe al drenaje por gravedad o al reemplazamiento del aceite sea

por una subida del agua bajo presin (water-drive), sea por la expansin del gas disuelto

(depletion-drive), o incluso por la dilatacin del gas comprimido que sobrenada el aceite (gas

capdrive) o una combinacin de estos mecanismos.

Por consiguiente, la presin natural que tiene tendencia a bajar con rapidez se intenta

restablecer por medio de una inyeccin de gas comprimido (gas-lift) antes de disolverle en el

bombeo con bombas de balancn (cabeza de caballo) cuyo lento movimiento alternativo es

transmitido por un juego de tubos al pistn situado en el fondo del pozo. Llegado a la superficie,

el petrleo bruto pasa a una estacin de "limpiado", donde se le extrae primero el metano y los

gases licuados (estabilizacin), electrosttica y por fin el sulfuro de hidrgeno de desgasificacin

a contracorriente (stripping).

Para luchar contra el colmatado progresivo de los poros de la roca petrolfera y restablecer la

actividad del yacimiento, es necesario "estimular" peridicamente los pozos por acidificacin

(inyeccin de cido clorhdrico), por torpedeo (perforacin con la ayuda de balas tiradas con un

fusil especial cuyos explosivos descienden a la altura de la formacin o por fracturacin

hidrulica (potentes bombas de superficie hasta la ruptura brutal de la roca colmatada).

En la recuperacin secundaria los mtodos procedentes, no permiten, por s solos, llevar a la

superficie ms que el 20% aproximadamente del petrleo contenido en el yacimiento; de aqu

viene la idea de extraer una gran parte del 80% restante gracias a uno de los artfices siguientes:

El drenaje con agua (water-drive) por inyeccin de agua por debajo o alrededor del

petrleo;

Reinyeccin del gas (gas-drive) por encima o atrs del petrleo;

Drenaje con agua caliente o con vapor, ms costoso, pero permite recuperar el 90% del

yacimiento.

Hay diversas formas de efectuar la perforacin, pero el modo ms eficiente y moderno es la

perforacin rotatoria o trepanacin con circulacin de barro.

Primero se construye un armazn piramidal de acero o de madera (se suelen hallar muchas en

Europa), llamado "torre", de unos veinte o treinta metros de altura, que sirve para sostener la

maquinaria necesaria para mover un taladro rotatorio que trabaja como el berbiqu de los

carpinteros, y que va entrando en la roca como ste en la madera.

Es muy rpido en su trabajo, pues completa la perforacin en unas cuantas semanas.

Los pedacitos pulverizados de roca que va cortando, son arrastrados, segn desciende la

herramienta, por medio de un chorro de agua a presin que los saca del agujero.

Al salir este fango a la superficie revela la naturaleza de la roca a travs de la cual est pasando

la herramienta cortadora. El agujero que practica el taladro se forra con una tubera de hierro.

Un pozo de petrleo es, por lo tanto, un tubo fino y largo de hierro que atraviesa la roca hasta

llegar al estrato que lo contiene.

Generalmente se encuentran capas intermedias de agua, antes de llegar al petrleo. Las

perforaciones se hacen mediante trpanos, y las paredes del largo tubo que se forma son

mantenidas en su sitio con caos que se introducen ms tarde, y por los que salen a la superficie

los materiales arrancados del interior de la tierra.

La silueta caracterstica del pozo de perforacin es un mstil o estructura piramidal que permite

subir y retirar una a una las tuberas de los pozos a fin de recambiar la punta trepanadora usada

y llevar a la superficie una muestra de la roca perforada.

Las capas subterrneas ricas en petrleo pueden encontrarse bajo las aguas de los mares o bajo

las extensiones yermas de los desiertos, lo mismo que en algunas regiones cubiertas de espesas

selvas tropicales.

3.6. REFINACIN DEL PETRLEO

El petrleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para obtener

sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan, por centenares, los

productos acabados y las materias qumicas ms diversas. El petrleo crudo es una mezcla de

diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullicin. Su separacin se logra

mediante el proceso llamado "destilacin fraccionada". Esta funcin est destinada a las

"refineras", factoras de transformacin y sector clave por definicin de la industria petrolfera,

bisagra que articula la actividad primaria y extractiva con la actividad terciaria.

El trmino de refino, nos fue heredado en el siglo XIX, cuando se contentaban con refinar el

petrleo para lmparas, se reviste hoy de tres operaciones:

La separacin de los productos petrolferos unos de otros, y sobre la destilacin del

crudo (topping).

La depuracin de los productos petrolferos unos de otros, sobretodo su desulfuracin.

La sntesis de hidrocarburos nobles mediante combinaciones nuevas de tomos de

carbono y de hidrgeno, su deshidrogenacin, su isomerizacin o su ciclado, obtenidos

bajo el efecto conjugado de la temperatura, la presin y catalizadores apropiados.

En un inicio, el refino se practicaba directamente en los lugares de produccin del petrleo, pero

pronto se advirti que era ms econmico transportar masivamente el crudo hasta las zonas de

gran consumo y construir refineras en los pases industrializados, adaptando su concepcin y su

programa a las necesidades de cada pas.

El petrleo crudo es depositado en los tanques de almacenamiento, en donde permanece por

varios das para sedimentar y drenar el agua que normalmente contiene. Posteriormente es

mezclado con otros crudos sin agua y es bombeado hacia la planta para su refinacin.

Una refinera comprende una central termoelctrica, un parque de reservas para

almacenamiento, bombas para expedicin por tubera, un apeadero para vagones-cisterna, una

estacin para vehculos de carretera para la carga de camiones cisterna. Es, pues, una fbrica

compleja que funciona 24 horas diarias con equipos de tcnicos que controlan por turno todos

los datos.

Mientras que antes las antiguas refineras ocupaban a centenares y a veces a millares de obreros

en tareas manuales, sucias e insalubres, las ms modernas estn dotadas en la actualidad de

automatismos generalizados para el control y la conduccin de los procesos y no exigen ms que

un efectivo reducido de algunas personas.

En la industria de transformacin del petrleo, la destilacin es un proceso fundamental, pues

permite hacer una separacin de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de

ebullicin, que es la temperatura a la cual hierve una sustancia.

El petrleo finalmente llega a las refineras en su estado natural para su procesamiento. Aqu

prcticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razn es que al petrleo tambin se le

denomina "crudo".

Una refinera es un enorme complejo donde ese petrleo crudo se somete en primer lugar a un

proceso de destilacin o separacin fsica y luego a procesos qumicos que permiten extraerle

buena parte de la gran variedad de componentes que contiene.

El petrleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de l se pueden obtener por

encima de los 2.000 productos.

El petrleo se puede igualmente clasificar en cuatro categoras: parafnico, naftnico, asfltico

o mixto y aromtico.

Los productos que se sacan del proceso de refinacin se llaman derivados y los hay de dos tipos:

los combustibles, como la gasolina, ACPM, etc.; y los petroqumicos, tales como polietileno,

benceno, etc.

Las refineras son muy distintas unas de otras, segn las tecnologas y los esquemas de proceso

que se utilicen, as como su capacidad.

Las hay para procesar petrleos suaves, petrleos pesados o mezclas de ambos. Por

consiguiente, los productos que se obtienen varan de una a otra.

La refinacin se cumple en varias etapas. Es por esto que una refinera tiene numerosas torres,

unidades, equipos y tuberas. Es algo as como una ciudad de plantas de proceso.

En trminos sencillos, el funcionamiento de una refinera de este tipo se cumple de la siguiente

manera:

El primer paso de la refinacin del petrleo crudo se cumple en las torres de "destilacin

primaria" o "destilacin atmosfrica".

En su interior, estas torres operan a una presin cercana a la atmosfrica y estn divididas en

numerosos compartimientos a los que se denominan "bandejas" o "platos". Cada bandeja tiene

una temperatura diferente y cumple la funcin de fraccionar los componentes del petrleo.

El crudo llega a estas torres despus de pasar por un horno, donde se "cocina" a temperaturas

de hasta 400 grados centgrados que lo convierten en vapor.

Esos vapores entran por la parte inferior de la torre de destilacin y ascienden por entre las

bandejas. A medida que suben pierden calor y se enfran.

Cuando cada componente vaporizado encuentra su propia temperatura, se condensa y se

deposita en su respectiva bandeja, a la cual estn conectados ductos por los que se recogen las

distintas corrientes que se separaron en esta etapa.

Al fondo de la torre cae el "crudo reducido", es decir, aquel que no alcanz a evaporarse en esta

primera etapa.

Se cumple as el primer paso de la refinacin. De abajo hacia arriba se han obtenido, en su orden:

gasleos, acpm, queroseno, turbosina, nafta y gases ricos en butano y propano.

Algunos de estos, como la turbosina, queroseno y acpm, son productos ya finales.

Las dems corrientes se envan a otras torres y unidades para someterlas a nuevos procesos, al

final de los cuales se obtendrn los dems derivados del petrleo.

As, por ejemplo, la torre de "destilacin al vaco" recibe el crudo reducido de la primera etapa

y saca gasleos pesados, bases parafnicas y residuos.

La Unidad de Craqueo Cataltico o Cracking recibe gasleos y crudos reducidos para producir

fundamentalmente gasolina y gas propano.

Las unidades de Recuperacin de Vapores reciben los gases ricos de las dems plantas y sacan

gas combustible, gas propano, propileno y butanos.

La planta de mezclas es en ltimas la que recibe las distintas corrientes de naftas para obtener

la gasolina motor, extra y corriente.

La unidad de aromticos produce a partir de la nafta: tolueno, xilenos, benceno, ciclohexano y

otros petroqumicos.

La de Parafinas recibe destilados parafnicos y naftnicos para sacar parafinas y bases

lubricantes.

De todo este proceso tambin se obtienen azufre y combustleo. El combustleo es lo ltimo

que sale del petrleo. Es algo as como el fondo del barril.

En resumen, el principal producto que sale de la refinacin del petrleo es la gasolina motor. El

volumen de gasolina que cada refinera obtiene es el resultado del esquema que utilice. En

promedio, por cada barril de petrleo que entra a una refinera se obtiene 40 y 50 por ciento de

gasolina.

El gas natural rico en gases petroqumicos tambin se puede procesar en las refineras para

obtener diversos productos de uso en la industria petroqumica.

3.7. DERIVADOS DEL PETRLEO

El crudo es transformado en productos livianos y productos pesados como los siguientes:

1. Los gases licuados Butano y Propano: Se verifica que su composicin y su volatilidad sean

correctas a travs de los dos criterios bsicos: ensayo de evaporacin (que mide el residuo fondo

de botella) y tensin de vapor (que mide la presin relativa en el recipiente a la temperatura

lmite de utilizacin 50C). Se usa como gas licuado para cocinar, combustin interna,

calentadores, mecheros de laboratorios y lmparas de gas.

El anlisis completo de un producto petrolfero ligero se hace por cromatografa en fase gaseosa,

los diversos hidrocarburos, arrastrados sucesivamente por una corriente de gas portador, son

detectados e identificados a la salida del aparato, y registrado su volumen relativo.

2. Las Gasolinas: Sometidas a una garanta de utilizacin particularmente severa tanto como

carburante como disolvente, debe, primeramente, estar compuesta por hidrocarburos de

volatilidad correcta, lo que se verifica por medio de un test de destilacin en alambique

automtico. Su comportamiento en un motor viene cifrado en laboratorio por diversos ndices

de octano que miden la resistencia de detonacin y al autoencendido. La gasolina es de

naturaleza incolora, pero el aspecto amarillo, rojo o azul de un carburante, conseguido por

adicin de un colorante artificial, facilita el control de los fraudes.

a. Regular: Se usa en motores de combustin interna de baja c