PETRÓLE, COMPONENTES, USOS, EXTRACCIÓN

El petróleo es una sustancia natural que se encuentra bajo la superficie de la Tierra, formada hace millones de años a partir de restos de plantas y animales microscópicos que se descompusieron y quedaron atrapados bajo capas de tierra y roca.

Es un líquido aceitoso y de color oscuro, también llamado oro negro o crudo. Está formado por una mezcla de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos (átomos de carbono e hidrógeno).Dada su composición química compleja, el petróleo es un recurso natural no renovable de enorme valía económica. Se utiliza como materia prima para la producción de diversos materiales orgánicos (obtenidos en la industria petroquímica), de diversos solventes y sobre todo, se emplea como combustible fósil para generar energía eléctrica y de otros tipos.

El petróleo no puede utilizarse tal como es extraído, porque el crudo tiene demasiados componentes, cada uno de ellos con propiedades diferentes. Para aprovecharlo, se separan estos componentes, normalmente mediante destilación.

Propiedades del petróleo

El petróleo es un líquido denso, viscoso, de colores que tienden a negro o amarillo (de acuerdo a su concentración de hidrocarburos), con un olor desagradable (producto de los sulfatos y nitrogenados) y con un enorme poder calórico (11000 kcalorías por kilogramo). Está formado principalmente por hidrocarburos (átomos de carbono e hidrógeno).
También puede contener azufre, oxígeno y nitrógeno en pequeñas cantidades.

La densidad del petróleo depende del tipo. Se mide con un valor llamado API:

Petróleo liviano = más fácil de refinar y más valioso

Petróleo pesado = más espeso y difícil de procesar

Estas propiedades variarán de acuerdo al tipo de petróleo del que hablemos: a base de parafina (fluidos), a base asfáltica (viscosos) y a base mixta (ambos).

¿Cuáles son sus componentes? [Editar]

El petróleo es una mezcla compleja de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos, y contiene además otros elementos en menor proporción.

HIDROCARBUROS (90–98%)

Los hidrocarburos son los compuestos predominantes en el petróleo, formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Se clasifican en tres grandes grupos:

Parafinas (alcanos): cadenas lineales o ramificadas, como el metano, etano y butano.
Naftenos (cicloalcanos): estructuras cíclicas saturadas, como el ciclohexano.
Aromáticos: contienen uno o más anillos bencénicos, como el benceno, tolueno y xileno.

Estos compuestos son la base de numerosos productos derivados, desde combustibles hasta plásticos.

COMPUESTOS NO HIDROCARBONADOS (1–10%)

Aunque están presentes en menor cantidad, estos compuestos influyen notablemente en las propiedades del petróleo:

Compuestos azufrados: como sulfuros y tiofenos, que pueden ser corrosivos y contaminantes.
Compuestos nitrogenados: como piridinas, que afectan el proceso de refinación.
Compuestos oxigenados: como ácidos orgánicos y fenoles, que contribuyen al olor y reactividad del crudo.
Metales traza: como vanadio, níquel y hierro, que deben eliminarse durante el procesamiento.

OTROS COMPONENTES

El petróleo también puede contener:

Agua salada: proveniente de la roca de formación.
Sales minerales: que deben eliminarse para evitar corrosión.
Residuos sólidos: como arena o arcilla, presentes en el crudo extraído.

¿Cuál es su uso? [Editar]

El petróleo se considera uno de los recursos naturales más relevantes y multifacéticos en el mundo, con una amplia gama de aplicaciones en diferentes sectores.

Se presentan algunos de sus principales usos:

Construcción e infraestructuras

El petróleo es un recurso fundamental en la industria de la construcción, ya que a partir de él se obtienen materiales como los bitúmenes impermeabilizantes y, especialmente, el asfalto. Este último es esencial para el desarrollo de infraestructuras de transporte, ya que se emplea en la pavimentación de carreteras, aeropuertos, techos y otras superficies.

Sector farmacéutico

El petróleo y sus derivados son esenciales para la elaboración de numerosos productos que contribuyen al mejoramiento de la salud de las personas. Empleándose en la producción de medicamentos, vacunas, equipos médicos y artículos de cuidado personal, siendo un recurso clave para el desarrollo y progreso de la medicina moderna.

Cosmética y productos de higiene

El petróleo cumple un papel importante como materia prima en la elaboración de cremas, champús, maquillajes, lociones y otros artículos. Sus derivados, como la vaselina y los aceites minerales, se utilizan por sus propiedades emolientes y conservantes, mejorando la textura, durabilidad y eficacia de estos productos.

Fabricación de plásticos

Hoy en día el petróleo es clave en la fábrica de plástico que se usa en una amplia variedad de productos que van desde envases y embalajes hasta productos electrónicos y juguetes todos estos son derivados del petróleo.

Siendo el plástico una parte indispensable de la industria global debido a:

Durabilidad
Resistencia a la humedad
Bajo costo

Obtención de gasolina

Uno de los combustibles de mayor demanda en el mundo es la gasolina. Se obtiene directamente del petróleo por destilación. Tiene muy buen rendimiento en comparación con otros combustibles. Su consumo en vehículos automotores con sistemas de combustión interna es tan grande a escala mundial que ya se persiguen alternativas ecológicas y económicas para que la gasolina sea sustituida por otros tipos de combustibles.

Generación de electricidad

El petróleo y algunos de sus derivados se utilizan como combustibles para generar electricidad. Es actualmente el combustible mayoritario utilizado a nivel mundial para este fin. No obstante, otras fuentes de energía se están utilizando y desarrollando debido a que el petróleo es un recurso que se agota. Por ejemplo: la luz solar y el combustible nuclear.

Producción de acetona y fenol

La acetona y el fenol se producen principalmente a partir del cumeno (isopropilbenceno), que es un derivado del petróleo. Ambos compuestos químicos son utilizados en la producción de limpiadores, quitaesmaltes, solventes, productos farmacéuticos, entre otros.

Infografía

https://es.educaplay.com/recursos-educativos/23301654-juego_de_parejas_usos_del_petroleo.html

¿Cómo se da la extracción? [Editar]

Para obtener petróleo, es necesario perforar el suelo y construir un pozo para extraerlo de las capas subterráneas del suelo. Este proceso es complejo, y depende del tipo de suelo o de la profundidad a la que se encuentre la bolsa de crudo, entre otros aspectos.

Hasta hace unas décadas, únicamente se extraía alrededor de un 10% del petróleo disponible en los pozos, dejando el resto en el subsuelo. Sin embargo, hoy en día contamos con tecnología para extraer alrededor del 60 % del crudo disponible.

Cuando se quiere realizar la extracción de petróleo, se baja una especie de cañón y se perfora la tubería de revestimiento a la altura de las formaciones donde se encuentra el yacimiento. El petróleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae mediante una tubería de menor diámetro, que se la conoce como “tubería de producción”.

En caso de que el yacimiento tenga energía propia, generada por la presión subterránea y por los elementos que acompañan al petróleo (por ejemplo gas y agua), este saldrá por sí solo. Existen varios métodos de extracción del petróleo y, en este caso, se instala en la cabeza del pozo un equipo llamado “árbol de navidad”, que consta de un conjunto de válvulas para regular el paso del petróleo.

En este sentido, hay tres tipos de extracción de petróleo:

Extracción primaria. Se utilizan bombas de crudo, principalmente de gas, que se inyectan de vuelta en la bolsa, por debajo del petróleo, para aumentar la presión interior y para extraer atraer el petróleo a la superficie.
Extracción secundaria. El agua que se extrae junto con el petróleo durante la extracción primaria se inyecta nuevamente en el pozo para impulsar al petróleo hacia el exterior, aumentando la cantidad extraída un 10%.
Extracción aumentada. Algunas técnicas actuales optimizan hasta un 60% la obtención de petróleo. Destacan:
La extracción termal (se inyecta vapor de agua en el pozo),
La inyección de gas (en los pozos marítimos, se inyecta gas natural en la bolsa, por debajo del crudo, provocando que el gas, en su expansión, empuje el petróleo hacia la superficie)
La extracción química.

Para encontrar petróleo se utilizan diferentes tipos de máquinas y técnicas: gravímetro, magnetómetro y sismógrafo.

· Gravímetro: es la primera máquina que se utiliza. Las rocas que tienen petróleo, tienen una tracción gravitatoria distintas a las que no lo tienen.

· Magnetómetro: con ella podemos saber en qué capas de las rocas son las que tienen petróleo.

· Sismografía: las ondas sonoras que emite este aparato, gracias a sus ondas sonoras, identificando las capas y yacimientos que existen debajo de la superficie terrestre.

Pasos para la extracción del petróleo

Paso 1

Cuando una compañía petrolera conoce la existencia de petróleo en un lugar, lo primero que hacen es comprar ese suelo para poder explotarlo y prepararlo para que pueda ser perforado. Una vez que se adquiere esa propiedad tienen que construir carreteras, adaptar el terreno, limpiar, reforzar algunas zonas y disponer de suministro de energía. Cuando todo esto está listo, se da comienzo a la construcción de la plataforma petrolífera, dónde se montará toda la maquinaria necesaria para poder extraer el petróleo, por ejemplo: torres, tubos de perforación, tanques y bombas.

Paso 2

Una vez la plataforma esté en funcionamiento, se puede realizar el sondeo de tres formas diferentes:

Sondeo por percusión
Rotatorio
Direccional

Hace mucho tiempo se usaba el sondeo por percusión. Este consistía en un broca que subía y bajaba hasta que conseguía hacer una perforación en el suelo y en la roca. Acto seguido, se suministraba agua dulce hasta que la roca se relajara. El problema con este proceso era que tardaba mucho tiempo en completarse. Debido a los inconvenientes de este sistema, se ideó otro sistema conocido como perforación rotatoria. Cuando el agua dulce sube arrastra consigo diferentes fragmentos.

La perforación direccional es similar a las anteriores, la diferencia es que se puede realizar en diferentes direcciones cuando no se puede acceder de forma directa al pozo.

Paso 3

En el mismo campo petrolífero se separa el petróleo crudo del agua y del gas natural con el que están mezclados. Una vez separados, se transportan mediante oleoductos o por barcos hasta las diferentes refinerías que suelen estar situadas en países que son importadores de petróleo.

Paso 4

Una vez concluido todo este proceso, las refinerías se encargan de destilar el petróleo y transformarlo en los diferentes productos que se utilizan para que lleguen a nuestras manos, por ejemplo: para el transporte, energía industrial, calefacción e iluminación entre otras.

Después, el petróleo se separa de las partículas de agua y gas natural, y se refina para conseguir los distintos combustibles y aceites minerales derivados, entre ellos la gasolina, la parafina, el gas natural, el gas licuado de petróleo, productos de asfalto, nafta petroquímica, el queroseno, disolventes, aceites combustibles y lubricantes, diesel y combustible para aviones.

Métodos de extracción

Método Convencional

Se utiliza en yacimientos donde el petróleo fluye fácilmente debido a su baja viscosidad y alta presión.

Características:

El crudo está atrapado en rocas porosas (como areniscas) con buena permeabilidad.
La extracción suele empezar con métodos primarios y secundarios.

Costo y tecnología: más económicos y menos complejos que los no convencionales.

Método No Convencional

Se aplica cuando el petróleo se encuentra atrapado en formaciones de baja permeabilidad, como esquistos (shale), arenas bituminosas o petróleo extra pesado.

Tipos comunes:

Fractura hidráulica (fracking): para extraer petróleo de esquisto o shale.

Arenas bituminosas: se usa calor y disolventes para separar el bitumen.

Petróleo extra pesado: requiere calentamiento (vapor) para fluir.

Características:

Requiere tecnologías avanzadas y costosas.
Impacto ambiental más alto.
Mayor consumo de agua y energía.
Método Offshore (marino)

Se lleva a cabo en el mar, desde plataformas situadas en la costa o mar adentro.

Características:

Puede ser convencional o no convencional, dependiendo del tipo de yacimiento bajo el fondo marino.
Se utilizan plataformas fijas, flotantes o semi-sumergibles.
Exige alta inversión y tecnologías de perforación en aguas profundas o ultra profundas.

Retos: condiciones climáticas, corrosión, seguridad.