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Autores: I sabel Anayansi Fong Ana Teresa de Ruiz Estudiantes de Maestría de Administración Industrial Universidad Tecnológica de Panamá Fuente: www.monografias.com/ trabajos5/ petroleo/ petroleo.shtml 2 Í ndice I nt roducción.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 I . Definición. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 A. Form ación del pet róleo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 B. Prospección y ext racción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 1. Prospección del pet róleo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 2. Ext racción del pet róleo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 C. Var iedades de crudo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 I I . Producción.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 A. t ranspor tación del pet róleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 B. Alm acenam iento del pet róleo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 1. Tipos de alm acenam iento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 a. Alm acenam iento del bruto.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 b. Alm acenam iento en la refiner ía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 c. Alm acenam iento de dist r ibución.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 d. Almacenam iento de reserva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 2. Alm acenam ientos subterráneos.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 a. Depósito enterrado.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 b. Alm acenam iento en la sal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 c. Caverna barrenada.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 d. Mina abandonada.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 e. Yacim iento en form ación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 C. Proceso de ref inación del pet róleo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 1. Dest ilación atm osfér ica y al vacío. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 3 2. Hidrot ratam iento.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 3. Reform ación de nafta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 4. I som er ización.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 5. Desintegración catalít ica f luida ( fcc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 6. Producción de éteres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 7. Alquilación.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 8. Fondo de barr il. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 9. Producción de lubr icantes.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 10. Endulzam iento y recuperación de azufre.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 11. Procesamiento de gas natural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 12. Procesos pet roquím icos.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 D. Der ivados del pet róleo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 E. Usos de los der ivados del pet róleo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 F. Fuentes alt ernas del pet róleo ( sust it utos) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 G. Dist r ibución..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 1. Exportación.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 H. Marco legal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 1. Polít ica de precios de los der ivados del pet róleo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 I I I . Glosar io. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..37 I V. Conclusiones.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 V. Recom endaciones.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 VI . Bibliografía... . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 4 I ntroducción El propósito general de este t rabajo es el de darnos cuenta de la im portancia del pet róleo en nuest ra vida. Desde su form ación hasta la legislación que r ige en nuest ro país acerca del m ismo. En el capítulo I nos enteram os de qué es el Pet róleo y com o los organism os que dejaron de exist ir lo formaron, que el "aceite m ineral", ot ro nombre que se le da al pet róleo, puede estar alm acenado, tanto en t ierra como en el mar. Adem ás, se explica, claram ente, los m étodos de prospección m ás conocidos y com o algunas de las ciencias que conocem os, y ni sospecham os, nos ayudan a ello. La ext racción del Pet róleo es bastante sencilla, aunque un poco costosa. El m étodo más eficiente es la perforación rotator ia, la cual es expuesta brevem ente en este informe. Lo que más nos llama la atención es enterarnos que el crudo, más bien tendríamos que decir , los crudos, son totalm ente diferentes unos de ot ros. Mencionam os cinco t ipos diferentes y, no dudamos que existan muchos más. En el capítulo I I vemos en que se fundamenta su movilización y almacenamiento, el cual, tam bién, puede ser subterráneo. I gualm ente observam os que el proceso de refinación del crudo es bastante com plejo y bastante delicado, se hacen m uchas pruebas antes de poner a la venta el producto final. Lo que nos lleva a hablar de sus derivados, estos son m uy extensos y, por m edio de este t rabajo nos enteram os de la gran cant idad de productos que ut ilizam os en nuest ro diario vivir sin preguntarnos, ni sospechar nunca que todos ellos son producto del pet róleo. I gualm ente, m encionam os las posibles alternat ivas de energía en caso de que los yacim ientos que hay en el m undo queden agotados, cosa poco probable por ahora. Finalm ente m encionam os el régim en fiscal de nuest ro país hacia éste tan im portante producto. Aprovecham os esta oportunidad, para agradecer a la Lic. Pat r icia Reid, Gerente del Departamento de Recursos Humanos de la empresa Refinería Panamá, S.A.; al I ng. Javier De Gracia, Supervisor de Pet roport , S.A. y a la em presa At lant ic Pacific, S.A., quienes en compañía de sus empleados, nos brindaron toda la información requerida para la realización de este t rabajo. Este agradecim iento tam bién lo hacem os extensivo a las empresas donde laboramos por las facilidades que nos brindaron en lo referente a perm isos y a nuest ros fam iliares quienes tuvieron la suficiente paciencia y nos apoyaron durante todo el per iodo de recopilación de la información requerida para la presentación de este t rabajo. 5 I . Definición El pet róleo es una de las sustancias más valiosas de que podemos disponer. También se le conoce com o "aceite m ineral" . El aceite m ineral o pet róleo se encuent ra en el inter ior de la t ierra y se compone pr incipalm ente de carbono e hidrógeno; lo que significa que es un hidrocarburo y no un m ineral, ya que procede de sustancias orgánicas. La palabra pet róleo, proviene de las voces lat inas pet ra y oleum , que significan piedra y aceite, no porque sea aceite de piedra, sino por estar aprisionado ent re piedras. El pet róleo es un fluido algo espeso cuyo color varía bastante, así com o su com posición. A veces se presenta am arillo, ot ras verde, y ot ras casi negro. Generalmente t iene un olor muy desagradable y su densidad está comprendida ent re 0´ 8 y 0´ 95. En com posición varía tanto com o en color, y en este sent ido nos recuerda al carbón. Según el Diccionario Enciclopédico I lust rado Océano Uno, pet róleo es un: " líquido aceitoso, de color oscuro, olor característ ico, m ás ligero que el agua, const ituido por una mezcla de hidrocarburos líquidos naturales, que se encuent ra generalm ente alm acenado en rocas del inter ior de la cor teza terrest re" , m ient ras que la definición que encontramos en el Diccionario Hispánico Universal, aunque sim ilar, es un poco m ás com pleta: "Líquido oleoso más ligero que el agua y de color oscuro y olor fuerte; se encuent ra nat ivo en lo inter ior de la Tierra y a veces form a grandes manant iales. Es una mezcla de carburos de hidrógeno, que arde con facilidad, y después de refinado t iene diversas aplicaciones". Al igual que el carbón, el pet róleo se encuent ra a m uy dist intas profundidades en la Tierra. En algunos lugares sólo hay que perforar algo más de quince metros para encont rarlo, m ient ras que en ot ros es necesario llegar hasta profundidades de dos m il o más metros. El pet róleo está alm acenado en la Tierra en capas o est ratos de roca porosa, tal com o la piedra caliza o la arenisca, o en capas de arena o sobre una capa impermeable. Cuando estos est ratos se encuent ran cubiertos con rocas m ás duras, tenem os un campo pet rolífero ideal. A. Form ación del petróleo Los técnicos creyeron durante algún t iem po que el pet róleo era de or igen inorgánico, es decir, que se había form ado dent ro de la Tierra m ediante reacciones quím icas. Hoy día, los hom bres de ciencia, convienen de m anera casi general en que el pet róleo se origina de una materia prima formada principalmente por detrito de organismos vivos acuát icos, vegetales y anim ales, que vivían en los m ares, las lagunas o las 6 desembocaduras de los r íos, en las cercanías del m ar y que han perm anecido enterradas por largos siglos. El pet róleo se encuent ra únicamente en los medios de origen sedimentario. La materia orgánica se deposita y se va cubr iendo por sedim entos; al quedar cada vez a mayor profundidad, se t ransform a en hidrocarburos, proceso que según las recientes teorías, es una degradación producida por bacterias aerobias primero y anaerobias luego. Estas reacciones desprenden oxígeno, nit rógeno y azufre, que form a parte de los com puestos volát iles de los hidrocarburos. A m edida que los sedim entos se hacen com pactos por efectos de presión, se form a la "roca m adre". Posteriorm ente, por fenómenos de "m igración", el pet róleo pasa a impregnar arenas o rocas más porosas y más permeables (areniscas, calizas fisuradas, dolomías) , llamadas "rocas almacén " , y en las cuales el pet róleo se concent ra, y perm anece en ellas si encuent ra alguna t rampa que impida la m igración hasta la superficie donde se oxida y volat iliza. B. Prospección y ext r acción Tradicionalmente, se sitúa en 1859 el or igen de la indust r ia pet rolífera con la perforación del famoso pozo Edwin Laurent ine Prake (1819- 1880) , que reveló los r icos yacim ientos de Pennsylvania y abrió la era del pet róleo para lámparas (1860- 1900) ; le sucedió la de las gasolinas y aceites para autom óviles y aviación, después de la de los combust ibles líquidos, a part ir de 1910 se int rodujo en el mundo de la marina, sobre todo desde 1950 dom ina el de la pet roquím ica y se halla a las puertas de la bio logía. 1 . Prospección del pet róleo El descubrim iento de yacim ientos puede preverse por técnicas de prospección terrest re y si fue relat ivamente fácil encont rar en el siglo XIX los primeros campos pet rolíferos gracias a índices geológicos superficiales, la exploración del subsuelo a profundidades que alcanzan casi los 900 m . debe apelar a todos los recursos de la geofísica. Las técnicas de prospección terrest re nos ayudan en el descubr im iento de yacim ientos pet rolíferos. Encont rar pet róleo es difícil, pero num erosas ram as de la ciencia coadyuvan a esta importante tarea. La Sismología o estudio de los terremotos; la Geología, que se ocupa del conocim iento de la corteza terrest re; la Paleontología o estudio de la form ación de la Tierra; la Cartografía, que t ienepor objeto la const rucción de mapas; la Quím ica e incluso la Bacter iología, que se dedica al estudio de los gérm enes, son valiosas ciencias auxiliares para los cient íficos consagrados a la búsqueda de nuevos cam pos de pet róleo. La gravimetría y la magnetom et ría, que m iden respect ivam ente la aceleración de la gravedad y el magnet ismo terrest re, perm iten en primer lugar t razar mapas subterráneos o subm arinos bastante precisos. El estudio de la cartografía reciente del sector es el primer paso para iniciar los procedim ientos de invest igación del área, luego le siguen estudios de geología de superficie, sondeos, análisis de los tej idos de sondeo, y estudios m agnét icos, gravim ét r icos y sísm icos. 7 Los m étodos m agnét icos regist ran las distorsiones del cam po debidas a las var iaciones de suscept ibilidad magnét ica y del magnet ismo permanente de las rocas. La prospección magnetométr ica aérea perm ite detectar con rapidez las anomalías im portantes de la est ructura del zócalo en áreas m uy extensas; se realiza m ediante un aparato sujeto al avión, que se or ienta autom át icam ente según el vector del cam po m agnét ico terrest re y m ide su intensidad total. Así se detectan anom alías m agnét icas de carácter local, que están a m enudo relacionadas con accidentes del zócalo; ot ras veces sirven para determ inar el espesor de las sedim entarias (puesto que éstas no son, por lo general, magnét icas) , y delim itar así la cuenca sedimentaria antes de iniciar los sondeos. Los m étodos gravim ét r icos m iden las fluctuaciones del cam po de gravedad terrest re. Se ut ilizan especialm ente para la localización de dom os de sal, con frecuencia relacionados con el pet róleo. Ello se debe a que la sal t iene una densidad m ucho m enor que ot ros t ipos de sedim entos, y las acum ulaciones salinas se señalan con un mínimo gravimétrico. Los m étodos sísm icos se basan en la creación de un cam po art if icial de ondas sísm icas m ediante cargas explosivas; dichas ondas se propagan según la elast icidad de las capas y son recogidas, t ras reflej arse o refractarse, por unos detectores situados en la superficie. Probablem ente, la m ayor cont r ibución de la ciencia a la localización de nuevos pozos pet rolíferos la representa un modelo especial de sismógrafo. Se hace una pequeña perforación en el terreno donde se sospecha la existencia de pet róleo, se coloca en ella una pequeña carga de explosivo y se procede a su voladura. A este método se le llama prospección sísm ica y son verdaderos m ini sismos art ificiales provocados por explosiones de cargas detonantes que, com o ya se dijo, se pueden estudiar después con m ás precisión las form aciones interesantes cuyos contornos se revelan por la reflexión o refracción de ondas elást icas. 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 at raviesa: arena, piedra caliza, roca dura, etc. Desde estas diferentes capas parten hacia la superficie ecos que son regist rados por el aparato y que debidam ente interpretados facilitan la localización de depósitos de aceite m ineral o pet róleo. Por m ás perfeccionados que sean los m étodos de prospección geofísica, el único m edio de estar absolutam ente seguro de la existencia de un yacim iento de pet róleo o de gas es ut ilizando el m étodo del sondeo. El sondeo de reconocim iento sigue siendo de gran im portancia en la prospección, a pesar de su elevado coste. La extensión de estos m étodos terrest res a la prospección m arina (offshore) supone resueltos los problemas de posicionam iento en alta mar: los levantam ientos visuales deben remplazarse por c ruces, de ondas hertzianas provenientes de estaciones de t ierra o radio satélites. Las zonas submarinas a explorar son posteriormente balizadas disponiendo en el fondo del mar em isores de ult rasonidos que perm iten al navío situarse muy exactamente sobre sus objet ivos. Si bien resulta generalmente más cómodo prospeccionar en mar que en t ierra, donde se choca con las dificultades de movim ientos debido a la naturaleza o al hombre, la 8 sísm ica m arina exige, sin em bargo, la puesta a punto de m étodos especiales, pues aunque sólo sea para no alterar el equilibr io ecológico de la fauna, las cargas de explosivos están prohibidos en las zonas pesqueras. La onda necesar ia se obt iene, pues, por medio de una descarga eléct r ica, por em isión brutal de aire comprim ido o vapor de agua o m ediante detonación de gas. 2 . Ext racción del pet roleo Sacar pet róleo de las ent rañas de la Tierra es m ás fácil que ext raer carbón. Se taladra un agujero pequeño y se bom bea, o bien se deja que la presión natural, si existe, lo eleve hasta la superficie. En fin, cuando la perforación ha alcanzado la zona pet rolífera, se procede a la puesta en servicio del pozo, operación delicada si se quiere evitar la erupción y a veces incendio. En la explotación de un yacim iento se dist inguen dos periodos que son la recuperación primaria y la recuperación secundaria. En la recuperación primaria, por el efecto de la presión, el pet róleo sube por sí m ismo a la superficie: la emanación se debe al drenaje por gravedad o al reemplazamiento del aceite sea por una subida del agua bajo presión (water- drive) , sea por la expansión del gas disuelto (deplet ion- drive) , o incluso por la dilatación del gas comprim ido que sobrenada el aceite (gas capdrive) o una com binación de estos m ecanism os. Por consiguiente, la presión natural que t iene tendencia a bajar con rapidez se intenta restablecer por medio de una inyección de gas comprim ido (gas- lif t ) antes de disolverle en el bom beo con bom bas de balancín (cabeza de caballo) cuyo lento m ovim iento alternat ivo es t ransm it ido por un juego de tubos al pistón situado en el fondo del pozo. Llegado a la superficie, el pet róleo bruto pasa a una estación de " limpiado", donde se le ext rae primero el metano y los gases licuados (estabilización) , elect rostát ica y por fin el sulfuro de hidrógeno de desgasificación a cont racorr iente (st r ipping) . Para luchar cont ra el colm atado progresivo de los poros de la roca pet rolífera y restablecer la act ividad del yacim iento, es necesario "est im ular" periódicam ente los pozos por acidif icación ( inyección de ácido clorhídr ico) , por torpedeo (perforación con la ayuda de balas t iradas con un fusil especial cuyos explosivos descienden a la altura de la form ación o por fracturación hidráulica (potentes bom bas de superficie hasta la ruptura brutal de la roca colm atada) . En la recuperación secundaria los m étodos procedentes, no perm iten, por sí solos, llevar a la superficie más que el 20% aproximadamente del petróleo contenido en el yacim iento; de aquí viene la idea de ext raer una gran parte del 80% restante gracias a uno de los art ífices siguientes: o El drenaje con agua (water- drive) por inyección de agua por debajo o alrededor del pet róleo; o Reinyección del gas (gas- drive) por encima o at rás del pet róleo; o Drenaje con agua caliente o con vapor, m ás costoso, pero perm ite recuperar el 90% del yacim iento. 9 Hay diversas formas de efectuar la perforación, pero el modo más eficiente y moderno es la perforación rotator ia o t repanación con circulación de barro. Pr im ero se const ruye un armazón piram idal de acero o de madera (se suelen hallar muchas en Europa) , llam ado " torre" , de unos veinte o t reinta m et ros de altura, que sirve para sostener la maquinaria necesaria para mover un taladro rotatorio que t rabaja como el berbiquí de los carpinteros, y que va ent rando en la roca como éste en la madera. Es muy rápido en su t rabajo, pues com pleta la perforación en unas cuantas sem anas. Los pedacitos pulver izados de roca que va cortando, son arrast rados, según desciende la herram ienta,por medio de un chorro de agua a presión que los saca del agujero. Al salir este fango a la superficie revela la naturaleza de la roca a t ravés de la cual está pasando la herram ienta cortadora. El agujero que pract ica el taladro se forra con una tubería de hierro. Un pozo de pet róleo es, por lo tanto, un tubo fino y largo de hierro que at raviesa la roca hasta llegar al est rato que lo cont iene. Generalm ente se encuent ran capas interm edias de agua, antes de llegar al pet róleo. Las perforaciones se hacen m ediante t répanos, y las paredes del largo tubo que se forma son m antenidas en su sit io con caños que se int roducen m ás tarde, y por los que salen a la superficie los materiales arrancados del interior de la t ierra. La silueta característ ica del pozo de perforación es un m ást il o est ructura piram idal que perm ite subir y ret irar una a una las tuberías de los pozos a fin de recambiar la punta t repanadora usada y llevar a la superficie una muest ra de la roca perforada. Las capas subterráneas r icas en pet róleo pueden encont rarse bajo las aguas de los mares o bajo las extensiones yermas de los desiertos, lo m ismo que en algunas regiones cubier tas de espesas selvas t ropicales. C. Variedades de crudo Cada yacim iento de pet róleo está const ituido por una m ezcla de m iles de hidrocarburos diferentes, form ados por la asociación de átom os de carbono e hidrógeno, cuyo or igen todavía es m al conocido; a esta m ezcla se agregan cant idades var iables de sustancias que cont ienen azufre, nit rógeno y oxígeno: de los más de 1.500 campos pet rolíferos conocidos, no se han encont rado aún dos crudos exactam ente iguales. Según la predom inación de uno de los com puestos característ icos, se pueden clasif icar los pet róleos en: 1. crudos parafínicos, presentan una proporción elevada de hidrocarburos t ipo CnH n+ part icularmente parafinas y ceras naturales (Pennsylvania, Libia) ; 2. crudos nafténicos, con una cant idad m ás grande de naftenos, hidrocarburos de la ser ie anulares o cíclicos (Venezuela) ; 3. crudos arom át icos, en los que se encuent ran hidrocarburos bencénicos CnH (Borneo) ; 10 4. crudos sulfurosos, que cont ienen sulfuro de hidrógeno y mercaptanos formados por la fijación de azufre sobre un hidrocarburo (Oriente Medio) ; 5. crudos part iculares, como los crudos bitum inosos, que son los crudos de muy bajo contenido en azufre, y los crudos polucionados por ácidos, m etales (vanadio, níquel, arsénico) , sales, agua salada, etc. Por ot ro lado, algunos hidrocarburos raros o ausentes en el pet róleo bruto son sintet izados por cracking o por hidrogenación y se encuent ran en los productos pet rolíferos después del refino y en pet roquím ica; tales son las olefinas o hidrocarburos et ilénicos CnH con doble enlace ent re los átom os de carbono, los hidrocarburos arom át icos o el acet ileno. Para dilucidar la naturaleza com pleja del pet róleo crudo y sus derivados, se han tenido que poner a punto procedim ientos que perm iten determ inar la composición y las caract er íst icas f ísico- quím icas de los diferentes productos, después estudiar su comportam iento, primero por ensayos de simulación en laboratorio, después en el curso de su ut ilización real ulterior. En part icular métodos de análisis muy r igurosos se han desarrollado y normalizado, primero en Estados Unidos, después en el mundo entero, para asegurar que la calidad de los der ivados del pet róleo está definida de manera incontestable antes de ser ent regados para su consum o. 11 I I . Producción Los Estados Unidos de Am érica es el m ayor ext ractor de pet róleo, y hasta tal punto es así, que su producción viene a ser la m itad de la mundial. Pero esto en algún modo significa que posea la m itad de la existencia m undial de este producto. La razón es que los Estados Unidos de América ha desarrollado y está consum iendo con mayor rapidez sus recursos pet roleros. No cabe la m enor duda de que el resto del m undo posee una cant idad de pet róleo mucho mayor que la poseída por el gran coloso de América. En todo el mundo se producen alrededor de 6.000 m illones de barr iles por año y, como es sabido, cada barril cont iene 160 lit ros. Aparte de Estados Unidos de Am érica, los ot ros gran des productores son: Rusia, Venezuela, I rán, I ndonesia, México, Rumania, I rak, Colombia, Argent ina, Trinidad, Perú, India y Birmania. Canadá produce tam bién una considerable cant idad, y se le abren, en este sent ido, m agnificas perspect ivas. Las m ayores reservas de pet róleo en el mundo se encuent ran, en efecto, en Athabaska (Alberta, Canadá) . Según un cálculo oficial, se est iman las reservas de Athabaska en 100 billones de barr iles, y, según ot ra est im ación, tam bién oficial, hay m ás del doble de la cant idad m encionada. A. Transportación del petróleo El papel del t ransporte en la indust r ia pet rolífera es considerable: Europa occidental importa el 97% de sus necesidades, principalmente de Áfr ica y de Oriente Medio y Japón el 100% . Pero los países que se autoabastecen están apenas m ejor dotados, porque los yacim ientos más importantes se encuentran a m illares de kilómetros de los cent ros de consum o, en Estados Unidos com o en Rusia, en Canadá com o en Am érica del Sur. El pet róleo gigante (superpetrolero) , es el me dio más económ ico para t ransportar energía, bajo la forma que sea; t iene asim ismo la ventaja de una gran flexibilidad de ut ilización; en conjunto, los mares del mundo están surcadas permanentemente por una f lota de un total de 244 M de capacidad, const it uida por m illares de unidades radio dir igidas en cada instante según las exigencias lógicas. Los "buques- tanques" , barcos donde el pet róleo es t ransportado, se const ruyen generalm ente para este fin y son, en realidad, verdaderos tanques flotantes. Trabajar en ellos resulta m uy desagradable, pues a bordo todo huele a pet róleo. Por ello, sus t r ipulaciones reciben una buena paga. En Europa, el aprovisionamiento de zonas industriales alejadas del mar exige el equipam iento de puertos capaces de recibir los superp etroleros de 300,000 y 500,000 Tm* de carga, alm acenam ientos gigantes para la descarga y tuberías de conducción (pipe- lines) de gran capacidad. 12 La pipe- line de pet róleo bruto (oleoducto) es el com plem ento indispensable y a veces el compet idor del navío de alta m ar: en efecto, conduce el aceite del yacim iento situado a una distancia más o menos grande de t ierra adent ro, al puerto de embarque del yacim iento submarino a la costa más cercana; del yacim iento directamente a la refinería o finalmente, del puert o de desembarco a la refinería. La instalación de un nuevo oleoducto requiere gran cant idad de estudios previos, en los cuales se t iene en cuenta todo lo que puede acortar o beneficiar el proceso del t ransporte. El sistem a de t ransporte del pet róleo por tuberías resulta tan eficiente y económico que existen hoy m iles de kilómetros de ellas, que van desde los pozos de los que surge el preciado líquido hasta los establecim ientos de refinación o hasta las estaciones y puertos de em barque del producto. El aceite m ineral es bombeado por kilóm et ros y kilóm et ros a t ravés de las tuberías del oleoducto. Una serie de estaciones de bombeo lo va empujando hasta que llega a las refinerías, en donde pasará los procesos de dest ilación. Llevado por los buques- tanques, por vagones especiales o m odernos oleoductos, el pet róleo llega a la refinería. B. Alm acenam iento del petróleo La necesidad de alm acenar los recursos energét icos para cont rolar m ejor su producción, su t ransporte, su dist r ibución y su ut ilización es evidente en la medida en que se desea asegurar un abastecim iento abundante y regular de las indust r ias y delos consum idores. Ahora bien, la indust r ia del pet róleo com o la del gas, están som et idas a r iesgos de toda especie, cuyo or igen puede ser debido a deficiencias técnicas, como las averías de las máquinas en las refinerías, a bordo de los buques o en los oleoductos; a causas naturales imprevisibles, como la incert idumbre en la prospección de los yacim ientos, las torm entas en el m ar y en t ierra o los incendios; y tam bién a problem as polít icos, económ icos y com erciales, com o las cr isis que afectan periódicam ente las relaciones ent re países productores y países consum idores. El pet róleo crudo se deposita en grandes tanques de acero, cada uno de los cuales t iene cabida para algunos centenares de barr iles. Al calentarlo, la sustancia m ás ligera se convierte en un vapor que se recoge y se condensa. La tem peratura perm anece fij a m ient ras se está evaporando dicha sustancia, pero tan pronto com o toda ella ha sido t ransformada en vapor, la tem peratura com ienza a elevarse hasta alcanzar el punto de ebullición de la siguiente, es decir , de la que hierve a tem peratura m ás baja ent re las que quedan. De esta forma se logra ir separando los dist intos hidrocarburos que componen el pet róleo. 13 1 . Tipos de a lm acenam iento En realidad, el almacenam iento debe quedar asegurado en cada etapa del cam ino recorr ido por el pet róleo para ir desde el pozo hasta el surt idor o la caldera. Ent re los t ipos de alm acenam ientos tenem os: a . Alm acenam ient o del bruto Es raro que una refinería pueda ser alimentada directamente a part ir del yacim iento, debiendo exist ir una doble rotura de la cont inuidad del caudal en su t rayecto interm edio por buque- cisterna o por oleoducto t ranscont inental, lo que obliga a mantener un stock de pet róleo bruto de cinco días com o m edia, tanto en el punto de embarque como en el de desembarque. La capacidad del term inal, o alm acenam iento de cabeza de línea, debe tener en cuenta la capacidad unitar ia (500.000 Tm ) de carga para los m ás recientes superpet roleros. La cadencia irregular de llegada de los buques para cargar y descargar, la capacidad y el m étodo de explotación de los oleoductos, y por últ im o la necesidad, de alm acenar aparte cier tos pet róleos brutos m enos sulfurosos. b. Alm acenam iento en la refinería Se deben prever num erosos depósitos aguas arr iba y abajo de cada unidad de proceso para absorber las discont inuidades de m archa debidas a los paros de mantenim iento y a los t ratam ientos alternat ivos y sucesivos de materias prima s diferentes, para alm acenar las bases, cuyos productos term inados serán sacados a cont inuación por m ezcla, y para disponer de una reserva de t rabajo suficiente a fin de hacer frente a las var iaciones de envío, tales com o la recogida de un gran cargam ento recibido por mar. c. Alm acenam iento de dist r ibución Solam ente una pequeña parte de la clientela puede ser abastecida directam ente, es decir por un medio de t ransporte que una directamente el usuario con la refinería. En la m ayoría de los casos, es m ás económico const ruir un depósit o- pulmón, term inal de dist r ibución, abastecido masivamente por el medio de t ransporte que v iene de la refiner ía, ya se t rate de conducciones (oleoductos de productos term inados) , buques (para los depósitos costeros) , barcazas fluvia les, vagones cisterna o cam iones cisterna. A part ir de este depósito- pulmón, el consumidor será alim entado por un corto t rayecto de grandes t ransportes por carretera o cam iones de dist r ibución. d. Alm acenam iento de reserva Tras la cr isis de 1956 (segunda guerra árabe- israelí) que condujo al racionamiento de la gasolina en ciertos países de Europa Occidental, la mayoría de ellos, int rodujeron en sus legislaciones normas de existencias de reserva obligatorias. En Francia, por ejemplo, las compañías pet roleras deben poseer en todo m om ento en los depósitos de las term inales portuarias de las refinerías y de los almacenes de dist r ibución una cant idad de producto igual a t res m eses de consum o del m ercado interno; sólo una cuarta parte de esta reserva puede conservarse en forma de pet róleo bruto, no t ratado; el resto debe estar form ado por productos refinados disponibles inmediatamente. 14 Panam á cuenta con instalaciones Portuar ias en Balboa, Roadm an, Cristóbal, Charco Azul, Chir iquí Grande y Bahía Las Minas, las cuales están dotadas de infraest ructuras de alm acenam iento de com bust ibles. Cuenta adem ás, con un oleoducto de 131 kilóm et ros de Longitud que t rasiega de pet róleo crudo del Pacíf ico al At lánt ico. Este oleoducto t iene una capacidad de bom beo de 800,000 barr iles por día y de 2.5 m illones de barriles de almacenamiento en cada una de sus term inales, en el Pacífico (Charco Azul) y en el At lánt ico (Chir iquí Grande) . En Panam á existen actualm ente siete (7) Zonas Libres de Pet róleo y una capacidad de alm acenam iento de combust ibles en el orden de los 14 m illones de barriles. En el Cuadro No. 1, se m uest ran las Zonas Libres de Pet róleo, sus term inales y capacidad de alm acenam iento. 15 Cuadro No. 1 Sector Energét ico. Zonas Libres de Pet róleo. Cont ra - Tista Adm inis - Trador Term inal Portuario Calado Principa l Producto Capacidad de Alm acenam iento Barr iles Aeronáut ica Civil Odgen aviat ion serv ices Terrest re - Combust ibles de aviación 16,190 Cristóbal 37- 40´ 1,540,000 Autoridad marít ima de panamá At lant ic pacif ic, s.a. Balboa 31- 40´ Combust ibles marinos 1,670,000 Charco azul 70´ 2,500,000 Petro - term inales De pmá. Pet ro - term inales de pmá. Chiriquí grande 49´ Derivados y crudo 2,500,000 Pet roport , s.a. Pet roport , s.a. Cristóbal 37- 40´ Gas licuado 34,286 Refinería panamá, s.a. Refinería panamá, s.a. Bahía las minas 39´ Crudo y der ivados 3,670,000 At lant ic pacif ic, s.a. At lant ic pacif ic, s.a. Cristóbal 37- 40´ Combust ibles marinos 905,000 Roadman 1 33,5- 38´ Combust ibles marinos Roadman 2 30- 33,5´ Combust ibles Oleoducto - Marinos Alireza movil term inal, s.a. Alireza movil terminal, s.a. Arraijan – howard Combust ibles de aviación 1,000,000 Alm acenam iento tota l de Panam á 13 ,835 ,476 16 2 . Alm acenam ientos subter ráneos Los productos pet rolíferos se almacenan en el suelo debido a la preocupación por la seguridad, siem pre pensando en proteger los depósitos de atentados; adem ás, es también una solución económica a los problemas de los grandes almacenamientos, que evita inmovilizar terrenos de valor o desfigurar el paisaje. Esta idea se presenta, hoy, de formas muy diversas: a . Depósito enter rado En lugar de const ruir cubas, cubetas y ot ros recipientes al ras del suelo, es m uy fácil, con cierto suplem ento de coste, const ruir las en fosas que se rellenan a cont inuación, o en cavernas, canteras o m inas de sal. Esta técnica no sólo es ut ilizada por las pequeñas instalaciones (estaciones de serv icio, calefacción dom ést ica) , tam bién para las reservas m ilitares est ratégicas. b. Alm acenam iento en la sa l El subsuelo encierra inmensos yacim ientos de sal gema, en los cuales se pueden crear cavidades explotables com o alm acenam iento subterráneo de productos pet rolíferos líquidos. Es suficiente perforar pozos por los cuales se inyecta agua du lce de lavado, que disuelve la sal y vuelva a subir a la superficie en form a de salm uera; al cabo de un cierto t iem po, se obt iene en la base de cada pozo una gran bolsa rellena de esta salm uera, que es agua saturada de sal. El pozo sirve a cont inuación para el rellenado de la cavidad por desplazamientode la salmuera que es recogida en la superficie en un estanque a suelo abierto y luego para la recuperación del producto alm acenado, em pujado hacia lo alto por una reinyección de agua o de salm uera. El excedente de salmuera puede ser t ratado para recuperar la sal o echado al m ar ya sea con un curso de agua y respetando el porcentaje de salinidad, o mediante un oleoducto. c. Caverna bar renada Ut ilizando la excavación con explosivos y ot ras técnicas de perforación de toneles, es posible realizar galerías subterráneas de almacenamiento a una profundidad que debe ser tanto m ayor cuanto m ás volát il sea el producto, a fin de que la presión hidrostát ica que reina en el subsuelo sea siem pre superior a la tensión de vapor de este últ im o. d. Mina abandonada Una ant igua m ina de hierro ya abandonada puede ser puesta de nuevo en servicio a fin de servir como almacenamiento, por ejemplo: para gas- oil. e . Yacim iento en form ación El gas puede ser almacenado bajo presión en rocas porosas subterráneas, bien se t rate de yacim ientos agotados o est ructuras geológicas vacías que presenten las caracter íst icas requer idas. 17 C. Proceso de refinación del petróleo El pet róleo crudo no es directam ente ut ilizable, salvo a veces com o com bust ible. Para obtener sus diversos subproductos es necesar io refinar lo, de donde resultan, por centenares, los productos acabados y las m ater ias quím icas m ás diversas. El pet róleo crudo es una m ezcla de diversas sustancias, las cuales t ienen diferentes puntos de ebullición. Su separación se logra mediante el proceso llamado "dest ilación fraccionada". Esta función está dest inada a las " refinerías" , factorías de t ransform ación y sector clave por definición de la indust r ia pet rolífera, bisagra que art icula la act iv idad pr im ar ia y ext ract iva con la act iv idad terciar ia. El térm ino de refino, nos fue heredado en el siglo XI X, cuando se contentaban con refinar el pet róleo para lám paras, se reviste hoy de t res operaciones: ?? La separación de los productos pet rolíferos unos de ot ros, y sobre la dest ilación del crudo ( topping) . ?? La depuración de los productos pet rolíferos unos de ot ros, sobretodo su desulfuración. ?? La síntesis de hidrocarburos nobles mediante combinaciones nuevas de átomos de carbono y de hidrógeno, su deshidrogenación, su isom erización o su ciclado, obtenidos bajo el efecto conjugado de la tem peratura, la presión y catalizadores apropiados. En un inicio, el refino se pract icaba directam ente en los lugares de producción del pet róleo, pero pronto se advir t ió que era más económico t ransportar masivamente el crudo hasta las zonas de gran consum o y const ruir refinerías en los países indust r ializados, adaptando su concepción y su program a a las necesidades de cada país. El pet róleo crudo es depositado en los tanques de almacenamiento, en donde permanece por varios días para sedimentar y drenar el agua que normalmente cont iene. Poster iorm ente es m ezclado con ot ros crudos sin agua y es bom beado hacia la planta para su refinación. Una refinería comprende una cent ral term oeléct r ica, un parque de reservas para almacenamiento, bombas para expedición por tubería, un apeadero para vagones- cisterna, una estación para vehículos de carretera para la carga de cam iones cisterna. Es, pues, una fábr ica com pleja que funciona 24 horas diar ias con equipos de técnicos que cont rolan por turno todos los datos. Mient ras que antes las ant iguas refinerías ocupaban a centenares y a veces a m illares de obreros en tareas manuales, sucias e insalubres, las más modernas están dotadas en la actualidad de automat ismos generalizados para el cont rol y la conducción de los procesos y no exigen m ás que un efect ivo reducido de algunas personas. En la indust r ia de t ransform ación del pet róleo, la dest ilación es un proceso fundamental, pues perm ite hacer una separación de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de ebullición, que es la tem peratura a la cual hierve una sustancia. 18 1 . Dest ilación Atm osfér ica y a l Vacío Este es el pr im er proceso que aparece en una refinería. El pet róleo que se recibe por ductos desde las instalaciones de producción, se alm acena en tanques cilíndr icos de gran tam año, de donde se bom bea a las instalaciones de este proceso. El pet róleo se calienta en equipos especiales y pasa a una colum na de dest ilación que opera a presión atm osfér ica en la que, aprovechando la diferente volat ilidad de los com ponentes, se logra una separación en diversas fracciones que incluyen gas de refinería, gas licuado de pet róleo (LPG) , nafta, queroseno (kerosene) , gasóleo, y un residuo que corresponde a los compuestos más pesados que no llegaron a evaporarse. En una segunda colum na de dest ilación que opera a condiciones de vacío, se logra la vaporización adicional de un producto que se denom ina gasóleo de vacío, y se ut iliza como materia prima en ot ros procesos que forman parte de las refinerías para lograr la conversión de este producto pesado en ot ros ligeros de m ayor valor. En este proceso, el pet róleo se separa en fracciones que después de procesam ientos adicionales, darán origen a los productos pr incipales que se venden en el m ercado: el gas LP (com únm ente ut ilizado en las estufas dom ést icas) , gasolina para los autom óviles, turbosina para los aviones jet , diesel para los vehículos pesados y com bustóleo para el calentam iento en las operaciones indust r iales. Pero estos productos t ienen que cum plir con una ser ie de especificaciones que aseguren su com portam iento sat isfactor io. Originalm ente, las especificaciones tuvieron un enfoque em inentem ente técnico, com o el núm ero de octano de la gasolina, o el de cetano del diesel, o el punto de hum o del queroseno, o la viscosidad del com bustóleo; actualm ente, las consideraciones de protección ambiental han incorporado muchos más requerim ientos, lim itándose, por ejem plo en la gasolina, el contenido del azufre (este com puesto al quem arse, produce dióxido de azufre que al pasar a la atm ósfera se oxida, y con el agua da origen a la lluvia ácida) , el benceno (que es un hidrocarburo que t iene carácter cancerígeno) , las olefinas y los arom át icos (que son fam ilias de hidrocarburos altam ente react ivas en la atmósfera, promotoras de la formación de ozono) ; la presión de vapor (que debe lim itarse para reducir las em isiones evaporat ivas en los automóviles y gasolineras) , e inclusive se requiere la presencia de com puestos oxigenados que no ocurren naturalm ente en el pet róleo (estos com puestos favorecen la com bust ión com pleta en los m otores autom ot r ices) . Adem ás de la dest ilación atm osfér ica y al vacío, los procesos de refinación m ás importantes son los siguientes: 2 . Hidrot ra tam iento En form a generalizada, en los com bust ibles de hoy día se reducen los com puestos de azufre, para evitar daños ambientales por lluvia ácida. Al proceso que se ut iliza para este propósito y al cual se som eten las diferentes fracciones que se obt ienen en la dest ilación atm osfér ica y al vacío se le denom ina hidrot ratam iento o hidrodesulfuración, por estar basado en el uso de hidrógeno que reacciona con los com puestos de azufre presentes en los hidrocarburos para form ar ácido sulfhídr ico; en un procesam iento poster ior, este com puesto se convierte en azufre elem ental sólido que t iene una im portante aplicación indust r ial. En el proceso ocurren reacciones adicionales que perm iten complementar el t ratam iento al elim inar también compuestos nit rogenados, convert ir las olefinas en com puestos saturados y reducir el contenido de 19 aromát icos. El hidrot ratam iento requiere de altas presiones y temperaturas, y la conversión se realiza en un reactor quím ico con catalizador sólidoconst ituido por gg - alúmina impregnada con molibdeno, níquel y cobalto. 3 . Reform ación de Nafta Los cor tes de nafta que se obt ienen por dest ilación directa de cualquier t ipo de pet róleo presentan un número de octano muy bajo (45 a 55) , y serían inaplicables para la gasolina que requieren lo s automóviles modernos (octanajes de 80 a 100) . Es necesario entonces m odificar la est ructura quím ica de los com puestos que integran las naftas, y para ello se ut iliza el proceso de reform ación en el que a condiciones de presión moderada y alta temperatura, se prom ueven reacciones catalít icas conducentes a la generación de com puestos de m ayor octano com o son los arom át icos y las isoparafinas. Sim ultáneam ente en las reacciones se produce hidrógeno, que se ut iliza en la m isma refinería en los procesos de hidrot ratam iento. Las reacciones son promovidas por catalizadores basados en gg- alúm ina com o soporte de m etales act ivos (plat ino- renio o plat ino- est año) . 4 . I som er ización Los isómeros son moléculas que t ienen el m ismo t ipo y cant idad de átomos, pero con diferente est ructura en su conform ación. En el caso part icular de las parafinas, que son hidrocarburos const ituidos por cadenas de átom os de carbono asociados a hidrógeno, se t ienen para una m isma fórmula general (CnH(2n+ 2)) una gran variedad de est ruct uras; cuando la cadena de átom os de carbono es lineal, el com puesto se denomina parafina normal, y si la cadena es ram ificada, el compuesto es una isoparafina. En el grupo de parafinas que forman parte de las gasolinas, las isoparafinas t ienen núm ero de octano superior a las parafinas normales, de tal manera que para mejorar la calidad del producto se ut iliza un proceso en el que las parafinas norm ales se convierten en isoparafinas a t ravés de reacciones de isom erización. La práct ica es separar por dest ilación la corr iente de nafta en dos cortes, ligero y pesado; el ligero que corresponde a m oléculas de cinco y seis átom os de carbono se alimenta al proceso de isomerización, m ient ras que el pesado, con moléculas de siete a once átom os de carbono, es la carga al proceso de reform ación antes descr ito. Las reacciones de isom erización son prom ovidas por catalizador de plat ino soportado en gg- alúmina. 5 . Desintegración Cata lít ica Flu ida ( FCC) Este es un proceso de conversión de hidrocarburos pesados presentes en los gasóleos de vacío, que perm ite producir gasolina, y en consecuencia aumentar el rendim iento de este combust ible en las refinerías, dism inuyendo la producción de residuales. El proceso FCC se basa en la descom posición o rom pim iento de m oléculas de alto peso molecular; esta reacción se prom ueve por un catalizador sólido con base en zeolitas en presentación pulver izada, que se incorpora a los hidrocarburos de carga en un reactor de t ipo tubular con flujo ascendente. A la salida del reactor, el catalizador se separa de los productos de reacción a t ravés de ciclones, y el coque que se genera y adhiere al m ismo por las altas temperaturas de reacción, se quema en un equipo especial antes 20 de recircularse al reactor; la energía liberada en el quemado sirve para dar parte del calentam iento de la corr iente de carga. En el proceso se producen, adem ás de gasolina, productos m ás ligeros com o gas seco (m etano y etano) y fracciones de 3 a 5 átom os de carbono, de carácter olefínico, que se ut ilizan como materia prima en la producción de éteres y gasolina alquilada en procesos subsecuentes de la refinería. Tam bién se genera un producto pesado r ico en arom át icos, conocido com o aceite cíclico ligero, que se procesa en las hidrot ratadoras de la fracción diesel, y ot ro denom inado aceite decantado que se incorpora al com bustóleo. 6 . Producción de Éteres Con el propósito de reducir las em isiones de monóxido de carbono e hidrocarburos no quem ados de los vehículos con m otor a gasolina, se agregan a este com bust ible com ponentes que cont ienen oxígeno en su m olécula, com o es el caso de los éteres. Estos com ponentes se dosifican en la gasolina para obtener un contenido de oxígeno de 1 a 2% en peso y, en vir tud de su alto núm ero de octano, cont r ibuyen al buen desem peño de este com bust ible en los m otores. Los com ponentes oxigenados ut ilizados en la formulación de gasolinas en México son el MTBE (met il tert - but il éter) y en menor grado el TAME ( tert - amil met il éter) . Estos éteres se obt ienen en las refinerías a part ir de alcohol m et ílico, producido en los com plejos pet roquím icos, y de las olefinas ligeras producidas en los procesos de desintegración catalít ica FCC, con el beneficio adicional de reducir el contenido de estas olefinas ligeras ( im portantes cont r ibuyentes a la form ación de ozono en la atm ósfera) en la gasolina. 7 . Alquilación El proceso de alquilación es una síntesis quím ica por medio de la cual se unen olefinas ligeras (propileno y/ o butenos producidos en el proceso FCC antes descr ito) con isobutano (proveniente de la fracción de gas LP recuperada en la dest ilación atm osfér ica del pet róleo y com plem entada con corr ientes equivalentes del procesamiento del gas natural) . Al resultado de la síntesis se le denomina alquilado o gasolina alquilada, producto const ituido por com ponentes isoparafínicos cuyos puntos de ebullición se ubican dent ro del intervalo de la gasolina. En sus inicios el proceso tuvo com o objet ivo obtener un com bust ible aplicable a aviones de turbohélice, y aumentar el rendim iento de gasolina a part ir de las diversas corr ient es ligeras producidas en la refinería, pero actualmente su objet ivo es producir una fracción cuyas caracter íst icas tanto técnicas (alto octano) com o am bientales (bajas presión de vapor y react iv idad fotoquím ica) la hacen hoy en día, uno de los com ponentes más importantes de la gasolina reformulada. La alquilación es un proceso catalít ico que requiere de un catalizador de naturaleza ácida fuerte, y se ut ilizan para este propósito ya sea ácido fluorhídr ico o ácido sulfúr ico. 21 8 . Fondo de Barr il La cada v ez mayor disponibilidad relat iva de crudo pesado, con altos contenidos de azufre y m etales y bajos rendim ientos de dest ilados, hace necesar io el contar con unidades de proceso que perm itan m odificar estos rendim ientos en conform idad con las demandas, producien do com bust ibles con calidad ecológica. Esto apunta hacia la int roducción de procesos de conversión que aum enten la producción de dest ilados y dism inuyan los residuales pesados. A este t ipo de procesos se les ha llam ado en su conjunto procesos de fondo de barr il, y const ituyen ya una sección específica de la m ayor parte de las refinerías. En México, esta tendencia se j ust if ica por la necesidad de procesar cada vez m ayores proporciones de crudo t ipo Maya. Ent re las opciones de procesam iento, se t ienen las orientadas a la producción de com bustóleo de bajo contenido de azufre, ut ilizando el proceso de hidrot ratam iento de residuos, aunque se empiezan a generalizar los esquem as de alta conversión, basados en hidrodesintegración profunda o en coquización, para aume ntar el rendim iento de dest ilados a expensas de la desaparición del com bustóleo. Los procesos de hidrot ratam iento se basan en la reacción catalít ica del hidrógeno con los com puestos de azufre a condiciones severas de presión y tem peratura, y con catalizado res de caracter íst icas m uy especiales. Los procesos de hidrodesintegración se diferencian fundam entalm ente en el t ipo de catalizador, que se diseña para or ientar las reacciones a la descom posición de las m oléculas para generar productos ligeros; la presencia del hidrógeno perm ite que estos productos resulten de carácter no olefínico y bajos en azufre. Por ot ro lado, los procesos de coquización consistenen la desintegración térm ica no catalít ica de los residuales; la ausencia de hidrógeno hace que los product os del proceso sean r icos en olefinas y azufre, requir iendo entonces procesam iento ulter ior en las unidades de hidrot ratam iento de dest ilados. Sim ultáneam ente se produce coque de pet róleo, com puesto const ituido pr incipalm ente de carbón. Ot ro proceso basado en la descom posición térm ica, bastante ant iguo pero aún presente en m uchas refinerías, es el de reducción de viscosidad, or ientado a la autogeneración de diluentes del com bustóleo para reducir el uso de dest ilados valiosos que tam bién se usan para este propósito. 9 . Producción de Lubr icantes Dentro de la indust r ia en general, los lubricantes juegan un papel fundamental, pues evitan que el contacto cont inuo ent re partes m óviles de una m áquina provoque esfuerzos por fr icción que puedan llevar la a un m al funcionam iento e inclusive a su dest rucción. Durante la refinación del pet róleo es posible, si se desea, producir bases de lubricantes, las cuales deben cum plir en form a m uy est r icta con el rango de viscosidad que las caracter iza. La m ater ia pr im a para obtener las bases de lubr icantes es el residuo de la dest ilación atm osfér ica del pet róleo, el cual se redest ila a condiciones de vacío para generar cortes específicos que se denom inan: especialidades, neut ro ligero y neut ro, generándose adem ás en ot ro proceso de desasfalt ización del residuo de vacío 22 por ext racción con solventes, cor tes adicionales que se denom inan: neut ro pesado, pesado y cilindros. En su conjunto, los cortes lubr icantes requieren de un procesam iento poster ior que involucra plantas de desaromat ización y de desparafinación, indispensables para ajustar los índices de viscosidad, o sea la var iación de la viscosidad del lubr icante con la tem peratura, que es la propiedad fundam ental que define su calidad. Sim ultáneam ente se produce parafina suave y parafina dura. 1 0 . Endulzam iento y Recuperación de Azufre La elim inación del ácido sulfhídrico (H2S) que acompaña al gas que se separa en la dest ilación atm osfér ica, y que está sobre todo presente en el gas resultante de los procesos de hidrot ratam iento, es indispensable para evitar em isiones de azufre durante el quemado de dicho producto como combust ible de la propia refinería. La separación del H2S de los gases se realiza en un proceso que se denom ina de endulzam iento, basado en la absorción en soluciones acuosas de am inas; la solución r ica en sulfhídrico se regenera por agotam iento con vapor para recircularse a la absorción, y el H2S separado se procesa en unidades donde primeramente se realiza una combust ión parcial del m ismo para generar una proporción adecuada de H2S y SO2, que enseguida se hacen reaccionar catalít icam ente para generar azufre elemental. 1 1 . Procesam iento de Gas Natura l El gas natural está const ituido pr incipalm ente por m etano con proporciones variables de ot ros hidrocarburos (etano, propano, butanos, pentanos y gasolina natural) y de contam inantes diversos. El objet ivo del procesam iento del gas natural es elim inar los contam inantes, incluyendo los com ponentes corrosivos (agua y ácido sulfhídr ico, este últ imo también por su carácter cont am inante) , los que reducen el poder calorífico (dióxido de carbono y nit rógeno) y los que form an depósitos sólidos a bajas tem peraturas (nuevam ente agua y dióxido de carbono) , para después separar los hidrocarburos m ás pesados que el m etano, que const ituyen materias primas básicas para la industria pet roquím ica. Las etapas norm ales en el procesam iento del gas natural son la deshidratación (elim inación de agua, usualmente con adsorbentes sólidos, como alúm ina o mallas moleculares) , el endulzamiento (elim inación de ácido sulfhídrico y dióxido de carbono con soluciones absorbentes en un esquem a sim ilar al descr ito para los procesos de endulzam iento de gas de refinería) , y la recuperación cr iogénica de etano e hidrocarburos m ás pesados (condensación de estos componentes a bajas tem peraturas, del orden de 100oC, y dest ilación fraccionada de los líquidos condensados) . Ot ras etapas com plem entar ias son el fraccionam iento de los hidrocarburos recuperados y la conversión del ácido sulfhídr ico a azufre. 1 2 . Procesos Pe troquím icos Adem ás de los com bust ibles, del pet róleo se obt ienen derivados que perm iten la producción de com puestos quím icos que son la base de diversas cadenas product ivas que term inan en una amplia gama de productos conocidos genéricamente como 23 productos pet roquím icos, que se ut ilizan en las indust r ias de fert ilizantes, plást icos, alim ent icia, farm acéut ica, quím ica y text il, ent re ot ras. Las principales cadenas pet roquím icas son las del gas natural, las olefinas ligeras (et ileno, propileno y butenos) y la de los arom át icos. La cadena del gas natural se inicia con el proceso de reform ación con vapor por m edio del cual el m etano reacciona catalít icam ente con agua para producir el llam ado gas de síntesis, que consiste en una m ezcla de hidrógeno y óxidos de carbono. El descubrim iento de este proceso perm it ió la producción a gran escala de hidrógeno, haciendo fact ible la producción poster ior de am oníaco por su reacción con nit rógeno, separado del aire. El am oníaco es la base en la producción de fert ilizantes. También a part ir de los componentes del gas de síntesis se produce metanol, materia prima en la producción de met il - terbut il- éter y teram il- metil- éter, com ponentes de la gasolina; ot ra aplicación es su uso com o solvente en la indust r ia de pinturas. La cadena del et ileno se inicia a part ir del etano recuperado del gas natural en las plantas cr iogénicas, el cual se som ete a un proceso de descom posición térm ica para producir et ileno principalmente, aunque también se forma hidrógeno, propano, propileno, butano, but ilenos, butadieno y gasolina pirolít ica. Del et ileno se producen un gran número de derivados, como las diferentes clases de poliet ilenos cuyas característ icas dependen del proceso de polim er ización; su aplicación se encuent ra en la producción de plást icos, recubrim ientos, m oldes, etc. Por ot ro lado, el et ileno puede reaccionar con cloro para producir dicloroetano y posteriormente monómero de cloruro de vinilo, un componente fundamental en la indust r ia del plást ico, y ot ros com ponentes clorados de uso indust r ial. La oxidación del et ileno produce oxido de et ileno y glicoles, com ponentes básicos para la producción de poliéster, así com o de ot ros com ponentes de gran im portancia para la indust r ia quím ica, incluyendo las resinas PET (poli et ilén tereftalato) , actualm ente usadas en la fabr icación de botellas para refresco, m edicinas, etc. El m onóm ero de est ireno, com ponente fundam ental de la indust r ia del plást ico y el hule sintét ico, se produce también a part ir del et ileno, cuando éste se somete, primero a su re acción con benceno para producir et ilbenceno y después a la deshidrogenación de este com puesto. El acetaldehído, com ponente básico en la producción de ácido acét ico y ot ros productos quím icos, tam bién se produce a part ir del et ileno. Ot ra olefina ligera, el propileno, que se produce ya sea por deshidrogenación del propano contenido en el gas LP, com o subproducto en las plantas de et ileno o en las plantas de descom posición catalít ica fluida FCC de refinerías, es la base para la producción de polipropileno a t ravés de plantas de polim erización. Ot ro producto derivado del propileno y del amoníaco es el acrilonit r ilo, de importancia fundamental en la indust r ia de las fibras sintét icas. Del propileno se puede producir alcohol isopropílico de gran aplicación en la indust r ia de solventes y pinturas, así com o el óxido de propileno;ot ros derivados del propileno son el ácido acrílico, la acroleína, com puestos im portantes en la indust r ia del plást ico. Como derivado de la deshidrogenación de los butenos o bien como subproducto del proceso de fabr icación del et ileno, se obt iene el 1,3 butadieno, que es una m ater ia prima fundamental en la indust r ia de los elastómeros, llantas para toda clase de vehículos, juntas, sellos, etc. Una cadena fundam ental en la indust r ia pet roquím ica se basa en los arom át icos (benceno, tolueno y xilenos) . La nafta virgen obtenida del 24 pet róleo crudo cont iene parafinas, nafténicos y arom át icos en el intervalo de 6 a 9 átom os de carbono. Esta fracción del pet róleo, después de un hidrot ratam iento para elim inar com puestos de azufre, se som ete al proceso de Reform ación BTX, el cual prom ueve fundam entalm ente las reacciones de ciclización de parafinas y de deshidrogenación de nafténicos, con lo cual se obt iene una m ezcla de hidrocarburos r ica en arom át icos. Estos com ponentes se separan, pr im ero del resto de los hidrocarburos a t ravés de un proceso de ext racción con solvente, y después ent re ellos, por medio de diversos esquemas de separación. En procesos ulter iores se ajusta la proporción relat iva de los aromát icos a la demanda del mercado, por ejemplo, convirt iendo tolueno en benceno por hidrodealquilación, o bien en la isomerización de xilenos, para aum entar la producción de orto- xileno. Ot ro proceso fundamental es la desproporcionalización de los aromát icos pesados para increm entar la producción de benceno, tolueno y xilenos. Una vez separados los arom át icos, se inicia la cadena pet roquím ica de cada uno de ellos. El benceno es la base de producción de ciclohexano y de la indust r ia del nylon, así com o del cumeno para la producción indust r ial de acetona y fenol; el tolueno part icipa de una forma importante en la indust r ia de los solventes, explosivos y en la elaboración de poliuretanos. Los xilenos son el inicio de diversas cadenas pet roquím icas, principalmente la de las fibras sintét icas. Cuadro No. 2 Procesos de la I ndust r ia del pet róleo basados en la separación física de com ponentes aprovechando diversos pr incipios com o los siguientes: Proceso Agente Ejem plos de aplicaciones Dest ilación Adición/ remoción de calor Separación del pet róleo crudo en sus dest ilados. Absorción Solvent e Elim inación de CO2 y H2S hidrocarburos líquidos y gaseosos. Adsorción Absorbente Separación de parafinas normales e isoparafinas. Cristalización Rem oción de calor Eliminación de parafinas en el proceso de producción de lubr icantes. Filt ración Mater ial f ilt rante Rem oción de sólidos en corr ientes de carga y en productos refinados. Agotam iento Gas de arrast re Recuperación de hidrocarburos de catalizador recirculado en plantas FCC. Permeación Membranas Recuperación de hidrógeno de corr ientes gaseosas. Ciclones Fuerza inercial Rem oción de finos de catalizador en el proceso FCC. 25 D. Derivados del petróleo En Panam á el crudo es t ransform ado en productos liv ianos y productos pesados como los siguientes: 1. Los gases licuados Butano y Propano: Se verifica que su com posición y su volat ilidad sean correctas a t ravés de los dos cr iter ios básicos: ensayo de evaporación (que m ide el residuo fondo de botella) y tensión de vapor (que m ide la presión relat iva en el recipiente a la tem peratura lím ite de ut ilización 50°C) . Se usa com o gas licuado para cocinar, com bust ión interna, calentadores, m echeros de laborator ios y lám paras de gas. El análisis completo de un producto pet rolífero ligero se hace por crom atografía en fase gaseosa, los diversos hidrocarburos, arrast rados sucesivam ente por una corr iente de gas portador, son detectados e ident if icados a la salida del aparato, y regist rado su volumen relat ivo. 2. Las Gasolinas: Somet idas a una garant ía de ut ilización part icularm ente severa tanto com o carburante com o disolvente, debe, pr im eram ente, estar com puesta por hidrocarburos de volat ilidad correcta, lo que se ver if ica por m edio de un test de dest ilación en alambique automát ico. Su comportam iento en un m otor viene cifrado en laborator io por diversos índices de octano que m iden la resistencia de detonación y al autoencendido. La gasolina es de naturaleza incolora, pero el aspecto am arillo, rojo o azul de un carburante, conseguido por adición de un colorante art if icial, facilita el cont rol de los fraudes. a. Regular: Se usa en motores de combust ión interna de baja compresión, m otores de lanchas, podadoras de césped y m otores pequeños. b. Super: Motores de combust ión interna de mediana y alta compresión t ales como automóviles de pasajeros y cam iones pequeños. 3. Queroseno (kerosene) : Producto básico de la indust r ia pet rolífera desde hace cien años. A fin de lim itar los r iesgos inherentes a la manipulación de un producto fácilmente inflamable, su volat ilidad está lim itada por un contenido en gasolina que se m ant iene infer ior al 10% , verificado en el test de dest ilación, m ient ras que ot ro aparato m ide el punto de encendido, que es la tem peratura a la cual un producto pet rolífero calentado suavem ente com ienza a desprender suficientes vapores com o para provocar su inflam ación súbita al contacto con una llam ita. Un pet róleo bien depurado debe poder arder durante largas horas sin humear y sin desprender carbonilla, lo que se verifica empíricamente por medio de lámparas normalizadas. En el caso de los carburorreactores, se m ide adem ás su resistencia a la corrosión, a la congelación y a la formación de emulsiones acuosas, así como su estabilidad térm ica: este últ im o test se realiza en el " fuel coker" , aparato que reproduce en el laboratorio las condiciones de alim entación y de precalentam iento sufr ida por el queroseno en los m otores de reacción. El aceite para lámparas representa aún hoy en día una cierta solución para el alumbrado. Se usa como combust ible de avio nes a reacción, aviones de pasajeros, helicópteros de turbina, com o com bust ible para estufas (cocina rural) , refr igeradoras, y la calefacción o las incubadoras. 26 4. Diesel Liviano: Este t ipo de productos, interm edios ent re los ligeros y los pesados, representa en Europa un im portante porcentaje de los dest inos del pet róleo. El m otor diesel es bastante m enos exigente acerca de la calidad de su carburante que el m otor de gasolina; sin em bargo, es im portante garant izar una gas- oil bien dest ilado: ni demasiado ligero e inflamable (ensayo de dest ilación y de punto de encendido) , ni dem asiado pesado (m edida de la viscosidad y de la tem peratura de congelación) . Un ensayo en un motor especial normalizado verifica por últ imo la predisposición del producto a inflamarse espontáneam ente ( índice de cetano) . Ut ilizado en m otores de com bust ión interna, autos de pasajeros, equipo pesado, calderas y quem adores indust r iales. 5. Diesel Marino: En motores de combust ión interna marít imos y en turbinas de gas para generación eléct r ica. Tam bién es usado en calderas de barcos indust r iales. 6. Combustóleo (Fuel Oil o Bunker C) : Uso indust r ial de combust ible para calderas para generar vapor o energía eléct r ica por ejem plo: plantas term oeléct r icas de energía (como las del I .R.H.E., en su t iempo, en Bahía Las Minas) , también es usado para m otores de propulsión m arinos. El cont rol de sus característ icas afecta pr incipalm ente a: ?? La viscosidad, que se determ ina m idiendo, a la temperatura de ut ilización, en el t iempo de flujo de una determinada cant idad de aceite a t ravés de un or if icio calibrado, verificando así que el producto podrá ser bombeado fácilmente. ?? La potencia calorífica, se evalúa en el calorím et ro m ediante la com bust ión en oxígeno de unacant idad pequeña de fuel- oil situada en una bomba metálica: ?? el contenido del azufre, que se obt iene igualm ente con una bom ba de oxígeno m idiendo la cant idad de anhídrido sulfuroso producido: ?? el punto de encendido: ?? el contenido de agua y sedim entos. 7. Asfalto: Hasta hace poco, especialidad de algunas refinerías que los ext raían de pet róleos brutos part iculares. Son productos de gran consum o exigidos en tonelaje creciente para la const rucción de carreteras, autopistas, reparación de calles y cam inos, para uniones de inmuebles, const rucción de m uros, para techo e im perm eabilización, para la indust r ia eléct r ica, etc. Son objeto de ensayo de viscosidad, de penet ración, de reblandecim iento y de duct ibilidad (alargam iento) . El mercado de naves en t ránsito por el Canal requiere también dist intos grados de mezclas de los dos combust ibles: Diesel Marino y Bunker conocidos también como IFO’S o I ntermedios. 27 Cuadro No. 3 Promedio del rendim iento de un barril de crudo Gas licuado ( lpg) 1 % Y 3 % Gasolinas 21 % Diesel 22 % Productos Livianos (denominados así por su menor densidad y su alta volat ilidad) Queroseno(kerosene) 8 % Diesel marino 8 % Productos Pesados Combustóleo o bunker 40 % Además de los anteriores, podemos mencionar: Los lubricantes (aceites de engrase) : Ext rem adam ente diversos según su dest ino, estos productos nobles de refino sufren primero los cont roles clásicos de inflamabilidad (punto de encendido) y de fluidez (viscosidad, punto de derram e) , pero im porta por encima de todo probarlos en las condiciones reales o simuladas de su ut ilización futura. Su estabilidad al calor y la oxidación, por ejemplo verifica 200º C haciéndolo barbotear en corr iente de aire durante doce horas: la viscosidad de un aceite m ineral bien refinado es aproximadamente doblada a la salida de este t ratam iento, m ient ras que la de una vegetal será dividida en dos. Las parafinas ( ceras de pet róleo) : La caracter íst ica capital de estos der ivados sólidos a temperatura normal, en su punto de fusión, que debe ser suficiente elevado para evitar el reblandecim iento de las buj ías y el pegado intempest ivo de los embalajes parafinados: se m ide en el laboratorio anotando la palidez al enfr iarse la parafina fundida que corresponde a los primeros síntomas de la solidificación. E. Usos de los derivados del petróleo Com o se m encionó anteriorm ente el pet róleo fue conocido en la ant igüedad, pero hace relat ivamente poco t iempo que se lo industrializa, t ransformándolo en muchísimos productos út iles. Ant iguam ente, luego de ext raer el queroseno de este m ineral, el rest o se desechaba. Cuadro No. 4 Los der ivados del Pet róleo hace 100 años. PETRÓLEO CRUDO QUEROSENO (KEROSENE) ACEITE NEGRO GASOLINA 28 A principios del pasado siglo del pet róleo crudo sólo se ext raía gasolina, queroseno y aceite negro. Hoy día, el pet róleo es dest ilado, separándose así pr im ero la nafta o gasolina, luego el kerosene y, por últ imo, el gas- oil. El pet róleo o aceite m ineral es una sustancia com puesta por m uchas clases de hidrocarburos. Por medio del proceso conocido con el nombre de dest ilación fraccionada, son separados unos de ot ros estos hidrocarburos y se ut ilizan para una diversidad de propósitos. La dest ilación fraccionada se basa en el hecho de que cada uno de los com ponentes posee una tem peratura de ebullición determ inada, alcanzada la cual se t ransform a en vapor, separándose de los dem ás; a cont inuación la sustancia vaporizada se convierte en líquida por enfr iam iento. Pues bien, por dest ilación fraccionada se obt ienen ent re ot ros los siguientes productos: gases, éter de pet róleo, gasolina, kerosene, gas- oil, aceite com bust ible, aceites lubr icantes, vaselina y parafina. Como residuo de la dest ilación quedan el alquit rán o pez y el coque. Como el más valioso de todos los componentes del aceite m ineral es la gasolina, y com o la proporción de ésta en el pet róleo es baja, se han ideado procedim ientos especiales para aumentar la cant idad de gasolina a part ir de un volumen determ inado de pet róleo. Esto se logra m ediante lo que se conoce con el nom bre de craqueo, palabra que deriva de la inglesa "cracking", y que significa ruptura. Y efect ivam ente, mediante elevadas presiones y temperaturas se logra romper las moléculas de los productos más pesados y t ransformarlos en gasolina. También se puede obtener gasolina mediante la polimerización o condensación de los productos más ligeros, operación que consiste en unir moléculas simples para formar otras más complejas. La nafta, según su calidad, se usa com o com bust ible para autom óviles o aviones, el queroseno (dest ila aproximadamente entre 150 y 300 oC), para el alumbrado, la calefacción y la fabr icación de insect ic idas. El gas- oil es un carburante ut ilizado en m otores diesel. El fuel- oil, residuo que no se dest ilaba, es el combust ible ideal para hornos y calderas, ya que no deja cenizas y genera m ucho calor. Esto no term ina allí, estos subproductos sirven de primera materia para elaborar ot ros de mucha ut ilidad. Los aceites que se usan para lubr icar los m otores de los autom óviles y de los aviones, provienen de la dest ilación del fuel- oil, así com o la parafina em pleada en fabricar buj ías e impermeabilizar papel; y la vaselina (de consistencia pastosa, de color blanco o am arillento) que se usa en la preparación de pom adas y cosm ét icos. El asfalto es la parte m ás pesada del fuel- oil, que es el resto del pet róleo que no dest ila. El asfalto es denso y viscoso, de color negruzco, a menudo lo vemos empleado, mezclado con arena, para pavimentar cam inos, también es ut ilizado como revest im iento de muros. El alquit rán, obtenido por dest ilación seca, es un líquido viscoso y oscuro, de olor fuerte y desagradable. Durante m ucho t iempo fue considerado com o un desecho engorroso y maloliente. Pero luego de estudios quím icos se descubrió que era una mezcla de numerosos compuestos llamados hidrocarburos aromát icos, sustancias que bajo la acción del calor se gasifican y se separan. Del alq uit rán proviene el benceno, el tolueno, el x ileno, el naftaleno (naftalina) y el ant raceno. El benceno es un líquido incoloro de olor característ ico que disuelve muy bien las grasas y ot ras sustancias, por lo que se lo usa m ucho com o quitam anchas y en la fabricación de barnices como disolvente de las resinas. Pero lo que más llama la 29 atención es que este líquido incoloro ha dado origen a dos de las indust r ias más importantes del mundo: la de los colorantes y la de los perfumes art ificiales. Ant iguamente, las sustancias t intóreas eran escasas y caras, y se ext raían, casi en su totalidad, de productos anim ales y vegetales. Tan sólo los r icos y los nobles podían usar vest im entas teñidas con algunas de ellas. A part ir del descubrim iento del benceno se lograron centenares de colorantes nuevos que, con sus m at ices br illantes y delicados, em bellecen nuest ras vest im entas, las telas que tapizan nuest ros m uebles, los tej idos de nuest ros cort inados y los innum erables art ículos de m aterial plást ico que adornan nuest ros hogares. Por el m ilagro de la quím ica, con el derivado del alquit rán se obt ienen sustancias que im itan el arom a de las flores y las plantas silvest res, tales com o las esencias ut ilizadas en repostería y en la fabr icación de perfum es para tocador y j abones. Además del alquit rán también se obt ienen la aspir ina, que calma el dolor y ahuyenta la fiebre; la cafeína, que est im ula el corazón; las sulfas, que tantas vidas salvan, y el T.N.T. o t r init rotolueno, poderoso explosivo. Pero las bondades del alquit rán no t erm inan allí, ya que de él se obt ienen más de doscientas sustanciasút iles al hombre. El aguarrás m ineral es ot ro subproducto del pet róleo y se usa mucho en la indust r ia de barnices y pinturas. No debe confundirse éste con el aguarrás vegetal o esencia de t rement ina, que se ext rae del pino. F. Fuentes alternas del pet róleo ( sust itutos) Nadie sabe cuanto pet róleo hay en el m undo. El doctor Arrhenius, fam oso cient ífico sueco, en cierta ocasión m anifestó que el consum o m undial de pet róleo estaba aum entando tan rápidamente, que para 1940 la humanidad ya habría consumido todos sus recursos. Obviam ente, su aseveración fue un tanto exagerada, ya que desde su predicción se han descubierto nuevos cam pos. Todos los años se descubren nuevos pozos, pero tam bién todos los años consum imos enormes cant idades en dist intas aplicaciones. Aún así, pasarán m uchas generaciones por la Tierra antes de que hayam os consum ido en su totalidad el pet róleo que hay en el subsuelo del planeta. El carbón que hay en el mundo es mucho más abundante que el pet róleo, por tanto allí tenem os una esperanza para cuando ya se hayan agotado las reservas de pet róleo. Probablem ente se increm ente el uso del "pet róleo sintét ico" que es ext raído del carbón. Esta t ransform ación se logra m ediante el proceso conocido com o hidrogenación catalít ica, y se realiza haciendo pasar hidrógeno gaseoso, a presión y tem peratura determ inada, por carbón en presencia de un catalizador. Durante la Segunda Guerra Mundial, Alemania se vio obligada a recurrir a este procedim iento, por carecer de pet róleo natural. Ot ra posible fuente de aceite m ineral son los depósitos de esquisto bitum inoso. El esquisto es una arcilla que está convir t iéndose lentam ente en roca, y el esquisto bitum inoso cont iene betún. Éste, a su vez, cont iene una cant idad considerable de pet róleo que puede obtenerse dest ilando el esquisto. De cada m il kilogramos de esquisto se pueden obtener de 113 a 189 lit ros de pet róleo crudo. 30 El alcohol es un sust ituto del combust ible. Pero la reserva de energía más abundant e que t iene hoy el hom bre es la de or igen atóm ico, que puede considerarse inagotable. De forma que aunque el pet róleo se agote, siempre será posible adaptar al consumo de la energía atóm ica todos los m ecanism os que hoy requieren pet róleo y sus derivados com o fuente energét ica. Los países necesitan del pet róleo que m ueve sus indust r ias y hace m archar sus vehículos. Por esto las naciones que poseen yacim ientos de pet róleo en abundancia pueden ser consideradas naciones r icas. El pet róleo es la fuente de energ ía m ás im portante en la actualidad. El agotam iento progresivo de cam pos de pet róleo tendrá por cont rapart ida la rentabilización de la explotación de ot ras fuentes naturales: 1. Las arenas bitum inosas, cuyos yacim ientos canadienses representan por sí solos 100 GTm? de aceite recuperable. 2. Los esquistos bitum inosos, de los que se podrían sacar 1000 GTm de productos pet rolíferos. 3. Las reservas de carbón y de lignito, que representan al menos 5000 GTm de pet róleo sintet izable por hidrogenación, durante veinte siglos según el consumo actual. Aún así, no hay que olvidar que existen inmensas zonas sedimentarias, en el Árt ico, Alaska, Canadá, Groenlandia, Siberia y sus archipiélagos, que han sido poco explotadas. En cuanto a las posibles fuentes alternas de energía, la part icipación mundial del pet róleo en los diversos sectores se dir ige, pr incipalm ente, hacia el t ransporte, indust r ial, com ercial/ residencial, y el sector eléct r ico; observándose durante esta últ im a década una tendencia im portante a sust ituir lo por carbón y gas natural para la generación de elect r icidad. Debido a que el pet róleo es una fuente abundante y confiable, y a que su dom inio de aplicación en los sectores indicados es bastante elevado, existe un notorio interés en desarrollar nuevas tecnologías que permitan la incorporación de ot ras fuentes de energía capaces de com pet ir con él. El flujo de energía solar hacia la t ierra es casi 20 m il veces el consumo energét ico humano actual. De esta energía, el 30% aproximadamente se refleja y un 50% se convier te en calor y es irradiada. La m ayor parte de la energía restante es absorbida por el ciclo hidrológico del planeta. La ut ilización de estos recursos renovables es altam ente favorable; sin em bargo, durante los ochenta y los noventa se ha logrado poco progreso en cuanto a su aplicación y aprovecham iento indust r ial. Las energías alternas m ás relevantes y en curso de desarrollo tecnológico son: la energía eólica, que ut iliza el viento; las energías fotovoltaica y térm ica, que ut ilizan la energía solar; la geoterm ia, que aprovecha el calor ext raído del subsuelo por el bombeo de aguas subterráneas alcanzadas con la perforación y fracturación de acuíferos; la energía obtenida de celdas de com bust ibles, la cual produce energía eléct r ica a part ir de la energía quím ica en forma más eficiente y menos contam inante; la biomasa; la hidroelect r icidad y la energía nuclear. La energía de la biomasa hasta los momentos ha servido para atender necesidades de ciudades de menos de 10 m il personas. La geoterm ia depende de la existencia de alt as 31 temperaturas en el subsuelo, que no siempre están disponibles. La energía eólica está sujeta a los caprichos del aire, lo que la lim ita bastante a pesar de su desarrollo. Finalmente, las ot ras energías t ienen lim itaciones que les impiden penetrar el mercado energét ico liderado por el pet róleo. La cont r ibución de las energías alternas dent ro del panorama energét ico mundial representará, según nuestras est imaciones, aproximadamente el 15% del uso de la energía primaria mundial. Por lo tanto, su impacto sobre el m ercado energét ico para sust ituir al pet róleo será bajo y sin efecto apreciable hasta el año 2030 o m ás. Las energías alternas: solar, biom asa, geotérm ica, eólica, hidroelect r icidad y nuclear podrán encont rar nichos del m ercado energét ico, pero sin com pet ir ni afectar apreciablem ente la energía y los com bust ibles obtenidos del pet róleo. Ot ro factor m uy im portante es el costo de la generación de la elect r icidad con dichas tecnologías. E l costo de generación de energías alternas en la actualidad no com pite con la producida por el pet róleo. Los esfuerzos m undiales que se realizan para reducir el costo y aum entar la eficiencia en estas tecnologías, perm it irán aum entar su com pet it iv idad con el petróleo más allá del año 2030. Por ot ra parte, el esfuerzo tecnológico y las grandes inversiones que se realizan en EE.UU. y Japón para reducir el tam año de las celdas de com bust ibles, con el fin de ut ilizar las en los vehículos eléct r icos, conducirán, en un plazo m ayor a 15 años, a dism inuir parcialmente el consumo de combust ibles. Sin embargo, se est ima que el im pacto sobre la indust r ia pet rolera será bajo, aun si dichas celdas se aplican al sector eléct r ico o autom ovilíst ico. Por los m om entos, un obstáculo im portante en la com ercialización de dichos vehículos es su alto precio de venta. Es el caso del EV- 1, de la General Motors, comercializado en California a un costo de 30,000 dólares/ unidad. El nuevo combust ible: Orimulsión es fósil elaborado a part ir de un bitumen natural. Ha sido ampliamente probado a escala com ercial y representa una nueva alternat iva para las plantas de energía eléct r icas y ot ros usos indust r iales. Este combust ible, una mezcla de 70% de bitumen natural suspendida en 30% de agua, se obt iene m ediante la aplicación de la tecnología de I m ulsión, en respuesta a las necesidades de explotación de la Faja del Orinoco, en Venezuela. Los inicios de dicho com bust ible se rem ontan a las invest igaciones iniciadas en 1986, conjuntam ente por dos em presas dedicadas a la indust r ia del pet róleo, destinadas a desarrollar una tecnología que facilitara el t ransporte de los crudos pesados presentes en la Faja, hasta una planta mejoradora ubicada a más de 100 kilómetros de distancia. La ut ilización de hidrocarburos pesados com o com bust ible parecía at ract iva, así que se sugir ió quemar el bitumen como una emulsión. La idea generó un conjunto de nuevos requerim ientos: el flujo debería durar un año o más, soportar el manejo por bombas y oleoductos, quem arse com o com bust ible líquido convencional y no contener contam inantes. Se llevaron a cabo ensayos explorator ios en Japón y Estados Unidos, con resultados muy prometedores en térm inos de combust ión. Los adelantos se com binaron para producir sistem át icam ente alternat ivas m ejoradas de Orimulsión hasta consolidar su actual manufactura. Ello perm it ió diseñar una est rategia dest inada a int roducir el bitumen emulsionado como un nuevo combust ible alternat ivo para el sector eléct r ico. 32 Orimulsión ha sido ut ilizada con gran éxito en plantas eléct r icas en Canadá, Reino Unido, Japón, Dinamarca, China y Lituania, y su crecim iento se basa en que es un combust ible ambientalmente limpio, con un alto poder calórico, precios compet it ivos y estables, que cuenta con el apoyo técnico sum inist rado por la em presa y respaldo gerencial para lograr las soluciones integrales asociadas a la ut ilización de Orimulsión. Desde 1991, más de 15 m illones de toneladas de Orimulsión han sido movilizadas en diversos t ipos de tanqueros, con dest ino a Estados Unidos, Canadá, Dinam arca, Reino Unido, I talia, Lituania, Japón y China, comprobándose que Orimulsión mant iene sus propiedades no obstante la longitud de los viajes y las condiciones atm osfér icas extremas. G. Distribución Se agrupan bajo este vocablo las operaciones finales, pero no las m ás delicadas, de la indust r ia pet rolífera, que consisten en t ransportar los productos salidos de las refinerías, alm acenarlos en depósitos y puntos de venta y por últ im o expenderlos a los clientes gracias a una red de com ercialización que cubra el conjunto del terr itor io. Ciertos clientes im portantes pueden ser servidos directam ente de las refinerías. Así es com o una cent ral eléct r ica recibirá su fuel- oil directam ente por oleoducto o por cisternas, pero, por regla general, la dist r ibución exige un despliegue de medios múlt iple en función de la infinita var iedad de necesidades de los clientes, y no sólo por los productos en sí m ism os, sino tam bién por los servicios accesorios a la venta. En estas condiciones, las inversiones y gastos operacionales de dist r ibución son m ucho más elevados que los de una refinería, que cubre, com o lo hace: ?? Los oleoductos de productos; ?? los barcos de cabotaje de alta m ar; ?? los t ransportes fluviales (canoas, chalanas, rem olcadores) ; ?? los depósitos de almacenamiento; ?? los vagones- cisterna; ?? los cam iones- cisterna, grandes t ransportes de 35 Tm o pequeños dist r ibuidores de fuel dom ést ico; ?? las estaciones de servicios, de las que las m ás m odernas son verdaderos cent ros com erciales donde el autom ovilista encuent ra todo lo que le hace falta para su coche y la dist racción cont ra la m onotonía de la autopista; ?? el avituallam iento de las aeronaves (150 Tm de carburorreactor para un Boeing "747") por medio de camiones especializados y una red de canalizaciones subterráneas; ?? el sum inist ro a los navíos en todos los puertos por barco cisterna o por conducciones en el m uelle unidas al depósito de fuel- oil; ?? el llenado de botellas de gas licuado (butano o propano) . 1 . Exportación En nuest ro país ent re los años 1962 y 1974, la tasa media de crecim iento de la cant idad exportada de derivados del pet róleo, medida en barr iles de productos term inados, fue igual a 11.7% . Todos los años la cant idad exportada aumentaba. 33 En aquel t iempo ( las ventas de derivados del pet róleo aumentaban en el resto del mundo) el crecim iento medio del valor de las exportaciones se est im ó en 22.2% al año, lo que es igual a un promedio de ventas al exterior de derivados del pet róleo por $ 35.4 m illones todos los años. Las exportaciones antes m encionadas se refieren a las ventas realizadas a la Compañía del Canal de Panam á para consum o propio, a las em presas com erciales establecidas en el área de la Zona del Canal de Panam á y a las instalaciones m ilitares, igualm ente, a las agencias de los Estados Unidos de Am érica en dicha área. Más no incluyen las vent as a las naves en t ránsito por el Canal de Panam á ni en el Aeropuerto I nternacional (que esta adm inist rado por empresas pet roleras t ransnacionales) . Las exportaciones de los productos derivados del pet róleo: gasolina, pet róleo para lámparas, queroseno (kerosene) , diesel y ot ros aceites combust ibles sim ilares; cuando se comenzó a refinar en Panamá y hasta la primera crisis del precio del crudo, era amplio el mercado. En 1974 el mercado de la Zona del Canal de Panamá era de importancia considerable, las exportaciones a este sector eran de 48% . El 37% del total de las exportaciones de los derivados del pet róleo iba dir igido hacia Estados Unidos de América. Desde 1975 las exportaciones tuvieron un descenso, debido a los aumentos del precio de la materia prima y por consiguiente de los derivados también. Por el contrario, en 1990, las exportaciones aumentaron ligeramente. Durante el m ismo año se vendieron $ 475 m il dólares en derivados. Desde el año siguiente de la primera crisis del pet róleo las ventas de derivados para el consum o a bordo de naves, aeronaves y ot ros m edios de t ransporte bajaron. Ent re los años 1966 y 1974, las exportaciones crecieron al 38.6% . Las ventas de derivados del pet róleo se t r iplicaron en cinco años y en 8 años se mult iplicaron 14 veces. Las ventas de aceites de pet róleo a naves en t ránsito dism inuyeron ent re los años 1975 y 1978. Estas ventas a las naves en t ránsito por el Canal de Panam á se redujeron de $ 141.2 m illones a $ 81.4 m illones. Durante la segunda crisis del precio del crudo, las exportaciones bajan de $ 150.6 millones en 1981 a $ 96.4 m illones en 1982, y $ 84.9 m illones en 1983. Las reducciones fueron de 36% y de 8% , respect ivamente, en total la baja fue de 44% en un periodo de dos años. Las ventas m ás bajas se dan cuando Panamá cae en la más profunda crisis polít ica en toda la histor ia del país, en 1988. Se le impusieron sanciones económ icas que mermaron el negocio del pet róleo. 34 Cuadro no. 4 Expor t aciones de der ivados de pet róleo ref inado en Panam á, según país de dest ino. año 1974 H. Marco legal La legislación que r ige los hidrocarburos en la República de Panamá, es la Ley No.8 de 16 de junio de 1987, cuyo t ítulo es "Por la cual se regulan las act ividades relacionadas con los hidrocarburos" , ordena los diversos aspectos de la indust r ia pet rolera y prevé incent ivos fiscales y ot ros beneficios para las em presas que inviertan en el país, en este t ipo de act iv idades. Cont iene norm as generales sobre el objeto y ám bito de aplicación de la Ley y hace recaer en el Minister io de Comercio e I ndustrias la responsabilidad de formular y promover la Polít ica Nacional de Hidrocarburos. Crea el otorgam iento de perm isos especiales para la realización de estudios geológicos, geofísicos y geoquím icos prelim inares establece la figura de Cont rato de Operación, que t ienen por objeto establecer las condiciones en que la Cont rat ista desarrollará las act ividades que pretenda realizar. De acuerdo con la Ley, la exploración y explotación de hidrocarburos se llevará a cabo por cuenta y r iesgo de los Cont rat istas, sin obligaciones para el Estado. La Ley le concede exoneración del impuesto de importación sobre maquinarias, equipos, repuestos y dem ás art ículosnecesarios para la realización de las act iv idades propias de los Cont rat istas. Se exonera del pago del Impuesto Sobre la Renta, sobre las ut ilidades a los Cont rat istas que se dediquen a la exploración y explotación de País de Dest ino Can t idad Valor FOB ( en galones) ( en dólares) TOTAL............................. 292,062,246 86,301,112 Barbados................................ 1 ,098,006 414,306 Costa Rica. . ............................ 3 ,365,964 1,317,464 Dinamarca.............................. 12,878,502 3,107,882 Estados Unidos......... . . . . . . . . . . . . . . 108,819,816 38,339,197 Hait í...................................... 1,839,180 634,509 Jamaica................................. 4 ,932,564 1,723,791 Leward, I slas (Br it ánicas) . . . . . . . . 685,104 250,899 Nicaragua.............................. 5 ,558,028 1,909,232 Puerto Rico........................... 12,442,500 4,814,354 Vírgenes, I slas...................... 787,500 285,769 Zona del Canal...................... 139,655,082 33,503,709 Excluye asfa lto y la venta a barcos y aviones. Fuente: Contraloría General de la República. 35 hidrocarburos durante los cinco pr im eros años de producción o hasta que recupere la totalidad de las inversiones realizadas antes del inicio de la producción com ercial. Para las em presas que celebren Cont rato de refinación, t ransporte y alm acenam iento, se prevé un régim en especial de depreciación de sus bienes. Todos los Cont rat istas, podrán beneficiarse de un régim en especial de arrast re de pérdidas para efectos del pago del I m puesto sobre la Renta, consistente en que las pérdidas sufr idas durante cualquier año de operación podrá deducirse de la renta gravable de los t res años inmediatamente posteriores al año en que se produjeron. El Decreto de Gabinete No.29 de 14 de julio de 1972, cuyo t ítulo es "Por el cual se establece una polít ica de liberalización del m ercado pet rolero en la República de Panam á y se tom an ot ras m edidas", contem pla la creación de Zonas Libres de Pet róleo, que consiste en recintos cerrados con cont roles aduaneros en donde se podrán realizar act ividades de im portación, int roducción, reexportación, alm acenaje, refinación, m ezcla, t rasiego, venta al m ercado local y la m anipulación de pet róleo crudo, sem iprocesado o cualq uiera de sus derivados. Las empresas que se acojan al régimen de Zonas Libres de Pet róleo gozarán de los beneficios t r ibutar ios contem plados en el Código Fiscal. Según esta m odalidad el pet róleo crudo y sus derivados ent rarán a las Zonas Libres de Pet róleo , sin pagar im puestos, gravám enes y dem ás cont r ibuciones fiscales relacionadas con su importación. También este régimen prevé la exoneración de I mpuestos sobre las operaciones exter iores (exportaciones) . Con este propósito se adecuaron cier tos Art ículos del Código Fiscal, para incluir com o operaciones exter iores las ventas de pet róleo crudo y sus derivados que se realicen desde una zona Libre de Pet róleo a naves marít imas y aéreas de t ráfico internacional que ut ilicen los Puertos y Aeropuertos Nacionales, así com o las ventas de dichos productos que se realicen a naves que t ransiten por el Canal de Panamá. 1 . Polít ica de precios de los der ivados del pet róle o Los derivados del pet róleo dest inados al consum o interno son considerados com o productos de primera necesidad y estos fueron cont rolados a raíz de la cr isis del m ercado de crudo. Lo que provocó una inflación que, práct icam ente se t r iplicó de un año a ot ro. De 6.9% en 1973 la inflación pasó a18.8% en 1974. Todo esto produjo que en 1972 los precios de los der ivados del pet róleo y el de todos los demás bienes y servicios aumentaran. Ante la imposibilidad de producir reajustes salar iales el cont rol de precios fue m ás est r icto. La cant idad de crudo procesada bajó considerablemente. Los costos de producción fuero n bajados mediante la compra de la materia prima exacta de acuerdo a lo demandado por el mercado, además de reducir la mercancía procesada que no puede venderse ( inventar io m uerto) . Adicionalm ente, durante el periodo crít ico la tar ifa de los im puestos sobre la venta de derivados del pet róleo fue incrementada por el Gobierno panameño, igualmente creó 36 un nuevo gravamen sobre el consumo de gasolina, sin contar con el I mpuesto sobre la Transferencia de Bienes Muebles ( I TBM) , conocido com o 5% . Ahora no sólo se había incrementado el costo de la materia prima sino que también hubo aumentos en la t r ibutación. Los im puestos const ituyen una sum a fija e irreducible, desde aquella época más del 50% de los derivados del pet róleo son gravados con impuesto. Estos impuestos le representan al gobierno panameño casi $ 100 m illones en ingresos anuales, esto es debido a que Panam á posee altos im puestos al consum o y venta de productos derivados del pet róleo en com paración con los m ercados de Cent roam érica, Estados Unidos y Japón. Hasta el 30 de sept iem bre de 1992, los precios de los productos derivados del pet róleo en el m ercado dom ést ico eran fij ados y cont rolados en todos sus niveles por la Oficina de Regulación de Precios. A part ir del 1 de octubre de 1992, los precios de los productos der ivados del pet róleo para el m ercado dom ést ico han evolucionado de acuerdo a las tendencias del m ercado internacional. El sistem a de libre m ercado perm ite las constantes variaciones de los precios de m anera eficaz que los m ism os funcionen adecuadam ente y cum plan su com et ido. Bajo estas circunstancias, el Minister io de Com ercio e I ndust r ias a t ravés de la Dirección General de Hidrocarburos, t iene la responsabilidad de darle al consumidor cada dos m iércoles los Precios de Referencia o Precios de Paridad. 37 I I I . Glosario ace ite o crudo: Es la porción del pet róleo que es líquida en el yacim iento, y perm anece líquida a condiciones atm osfér icas de presión y tem peratura. Ácido : Compuesto que cuando se disuelve en agua produce iones H+ . Alcano: Cualquier m iembro de la serie saturada de los hidrocarburos. También se les llama parafinas. Alcohol: Compuesto que t iene el grupo funcional –OH. Alquilación: Proceso para la producción de un com ponente de gasolina de alto octano por síntesis de but ilenos con isobutano. Alquit rán: Líquido v iscoso, de olor caracter íst ico, obtenido por dest ilación seca de productos diversos (hulla, lignito, turba, madera, esquistos bitum inosos) . Ant raceno: Hidrocarburo aromát ico obtenido del alquit rán de hulla. Arom át icos: Com puesto de carbono e hidrógeno que com únm ente cont iene cuando m enos un anillo bencénico con seis átom os de carbono. Asfa lto: Mezcla de hidrocarburos de color negruzco, m uy viscosa, usada en pavimentos y revest im ientos de muros. Benceno: Hidrocarburo de fórmula C6H6 , perteneciente a la ser ia cíclica arom át ica, que se obt iene de la dest ilación seca de la hulla. Es un líquido incoloro, volát il e iinflamable. Butano: Hidrocarburo saturado gaseoso (C4 H1 0) , presente en las em anaciones gaseosas de los pozos de pet róleo y de los productos del cracking de los aceites pesados. Cata lizador : Agente o sustancia capaz de acelerar o retardar una reacción, sin alterar el resultado final de la m ism a. Substancia que aum enta la velocidad de un proceso quím ico sin consumirse en la reacción. Coque : Mater ia carbonosa sólida y de color gr is, resultante de la dest ilación del carbón. Coquización: Proceso de descom posición térm ica que produce hidrocarburos ligeros a par t ir de residuos pesados. Un subproducto de este proceso es el coque. Crack ing O Craqueo :Transform ación de las fracciones del pet róleo en productos de m enor peso m olecular, análogos a la bencina. Proceso en el que se rom pe y m odifica la 38 est ructura molecular de los hidrocarburos contenidos en el pet róleo, para t ransforma r los productos pesados en productos ligeros de m ayor valor com ercial. Craqueo Cata lít ico: Rompim iento y modificación de la est ructura molecular que se lleva a cabo en presencia de un catalizador. Crudo: Pet róleo aún sin procesar, tal y com o se obt iene del subsuelo. Crudo Ligero: Pet róleo con baja densidad y viscosidad. Normalmente t iene gran contenido de dest ilados. Crudo Pesado: Pet róleo con alta densidad y viscosidad, y generalm ente bajo contenido de dest ilados. Desintegración: Rompimiento molecular por medio de altas temperatura y presión para formar fragmentos más pequeños. Dest ilación: Operación que se realiza calentando cuerpos sólidos y, recogiendo los gases y vapores que se desprenden. Proceso que consiste en hervir un líquido para formar vapor y luego condensar el vapor para formar nuevamente el líquido. Se usa para separar compuestos líquidos de sus impurezas. Dest ilación Fraccionada: Proceso de dest ilación en donde los com puestos que t ienen diferentes tem peraturas de ebullición pueden ser separados.La dest ilación se efectúa calentando la m ezcla en un recipiente ( retorta) para provocar la ebullición del com ponente m ás volát il, y obligando a los vapores a pasar por un refr igerante, donde se enfr íen y se condensan. Progresivam ente se m odifican tanto la composición de la m ezcla contenida en el recipiente, com o la del vapor que está en equilibr io con ella. Es, pues, posible recoger el dest ilado en fracciones de diferente com posición; la m ás volát il y la m enos volát il se recogen separadam ente y las fracciones interm edias se dest ilan de nuevo, hasta lograr la separación en los diversos com ponentes de la m ezcla. Desulfuración: Proceso de elim inación de com puestos de azufre a las fracciones del pet róleo. Esquisto Bitum inoso: Roca arcillosa de alto contenido en materia orgánica. Gas Natural: Es la porción del pet róleo que existe en fase gaseosa o en solución en el aceite en los yacim ientos, y es gaseosa a condiciones atm osfér icas. Gasolina: Líquido incoloro, volát il e inflamable, procedente de la mezcla de hidrocarburos. Se emplea como combust ible en los motores de explosión. Gravim et r ía : Parte de la geofísica que t rata del estudio y m edición de la gravedad terrest re. Hidrocarburo: Son compuestos quím icos de carbón (83 a 87% ) e hidrógeno (10 a 14% ). Compuesto orgánico que cont iene carbono e hidrógeno únicam ente. ALI FÁTI COS: Los cíclicos. AROMÁTI COS: Los que constan de una cadena cerrada no saturada y poseen unas propiedades especiales der ivadas de su const itución. 39 Hulla: Combust ible m ineral sólido procedente de la fosilización de sedimentos vegetales del periodo carbonífero. Su poder calorífico oscila ent re 7,000 y 9,000 cal/ kg. I som er ización: Procedim iento que convier te la cadena recta de los hidrocarburos parafínicos en una cadena ram ificada. El rearreglo de la est ructura de un com puesto sin aumentar o dism inuir ninguno de sus componentes. Nafta : Fracción ligera del pet róleo natural, que se obt iene en la dest ilación de la gasolina. Naftaleno ( Naftalina) : Hidrocarburo sólido, procedente del alquit rán de hulla, usado com o desinfectante. Naftenos: Hidrocarburos cíclicos saturados, generalm ente cont ienen cinco o seis carbonos en el anillo. Núm ero De Octano : Í ndice de calidad de la gasolina para m otor, el cual se obt iene por com paración con el isooctano. Olef ina : Hidrocarburo de fórmula general CHnH2 n , en la que existe el agrupamiento –C = o doble enlace. Parafina: Mezcla de hidrocarburos alifát icos saturados, de formula general CnH2n+ 2. Petróleo: Es una m ezcla que se presenta naturalm ente, de hidrocarburos en las fases gaseosa, líquida y/ o sólida. En ocasiones cont iene im purezas, com o azufre y nit rógeno. También llamado "aceite m ineral" . Líquido aceitoso, de olor fuerte, más ligero que el agua. Su color varía ent re am arillo, verde o casi negro. Se encuent ra en el inter ior de la t ierra y se com pone de carbono e hidrógeno. Propano: Hidrocarburo saturado de t res carbonos. Es un gas incoloro, inflamable, que se halla en el gas natural. Sirve com o com bust ible. Prospección: Conjunto de métodos y técnicas empleadas en la bú squeda de yacim ientos de m inerales út iles, aguas subterráneas e hidrocarburos líquidos o gaseosos. Queroseno ( Kerosene) : Fracción del pet róleo bruto que dest ila, aproxim adam ente, ent re 150 y 300°C. Se emplea como carburante. Refinación : Se aplica a todas las operaciones cuyo objeto es la fabr icación u obtención de los diferentes productos der ivados del pet róleo. Tolueno: Hidrocarburo (met ilbencenol) de la serie aromát ica, usado en la preparación de colorantes, disolventes, m edicam entos y t r init rotolueno. To rre De Dest ilación: Equipo en el cual se lleva a cabo el proceso de separación de las fracciones, m ediante etapas sucesivas de evaporación y condensación 40 Trinit rotolueno O Trinit rotoluol ( Tnt) : Producto sólido cr istalino, derivado del t olueno, que se usa como explosivo. Es tóxico y produce dermat it is. Vaselina: Producto de consistencia pastosa, blanco o am ar illento, const ituido por una mezcla de hidrocarburos sólidos y aceites m inerales pesados. Se obt iene como residuo de pet róleos pobres en asfalto. Xileno : Hidrocarburo aromático llamado también xilol. Xilol: Hidrocarburo aromát ico presente en el alquit rán de hulla, líquido incoloro, de olor característ ico, que se em plea com o disolvente. Yacim ientos De Hidrocarburos: Es la porción de una t rampa geológica qu e cont iene hidrocarburos, la cual se comporta como un sistema intercomunicado hidráulicamente. Los hidrocarburos ocupan los poros de la roca alm acenante, quedan confinados por una roca impermeable en la parte superior e inicialmente se encuent ran a alta presión y temperatura, debido a la profundidad del yacim iento. 41 I V . Conclusiones Al llegar al final de este t rabajo invest igat ivo concluim os lo siguiente: 1. Al estudiar el Pet róleo nos damos cuenta que la historia de éste se remonta desde el Ant iguo Testamento en la Biblia donde era llamado betún. A lo largo de toda la histor ia se va haciendo m ención de él, desde Herodoto, histor iador griego de la ant igüedad, quien sitúa los pozos de Pet róleo cerca de Babilonia y en la isla de Zante, en el mar Adriát ico, desde donde aún, hoy, se ext rae; Plinio nos habla del aceite m ineral de Sicilia. En la ant igua China y Japón se hacen referencias de este com bust ible, y Marco Polo, el gran viajero veneciano, nos habla del aceite de Bakú, sobre el mar Caspio, donde también hoy se sigue ext rayendo. 2. Lo rudimentario de la metodología que ut ilizaban los hombres ant iguamente para ext raer un poco del "aceite m ineral" . Además de los pocos conocim ientos que se tenían acerca de tan preciado hidrocarburo. 3. La dest ilación es un proceso fundam ental en la indust r ia de refinación del pet róleo, pues perm ite hacer una separación de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. La dest ilación atm osfér ica y al vacío es el primer proceso que aparece en una refinería. El pet róleo se separa en fracciones que después de procesam iento adicional, darán or igen a los productos principales que se venden en el mercado: el gas LPG (comúnmente ut ilizado en estufas dom ést icas) , gasolina para los autom óviles, turbosina para los aviones jet , diesel para los vehículos pesados y com bustóleo para el calentam iento en las operaciones indust r iales. 4. Existeuna gran competencia ent re las grandes potencias por el dom inio de los principales yacim ientos pet rolíferos, que acuden a todos los medios, incluso a la fuerza, para apoderarse de ellos, debido a la importancia que t iene el aceite m ineral, tanto en t iempos de paz como de guerra, por su uso en automóviles, cam iones, aeroplanos, barcos y tanques. Aparte de sus im portant ísim as aplicaciones como combust ible y lubricante, sirve para ot ros numerosísimos usos. 5. El mercado del pet róleo es un negocio global que involucra tanto a los países exportadores como a los países importadores. Así vemos que en las páginas de los diarios locale s cada día aparece publicada alguna not icia de tan im portante rubro: del aumento de la producción como del aumento o baja de los precios. 6. El encarecim iento de los precios de los productos derivados del pet róleo en nuest ro país puede ser considerado como una polít ica para obligar al ahorro de consumo de energía, mayormente si ésta es generada a t ravés de elementos im portados com o los derivados del pet róleo. 7. El negocio del pet róleo es un r iesgo pem anente para los pozos y para los usuarios en materia de incendios y explosiones. Es por ello que las empresas involucradas tom an las m edidas necesarias para evitar cualquiera de estos desast res. 42 8. Los vert idos accidentales causados por naufragios o roturas de tuberías pueden causar m areas negras (apariciones de manchas de pet róleo en el mar) , lo que afecta tanto a peces com o a aves, incluso al hom bre. 9. En las refinerías el pet róleo está somet ido a temperaturas y presiones que lo pueden hacer explotar espontáneam ente en caso de fuga. 10. Los hidrocarburos son sustancias altam ente inflam ables, por esto los incendios pet rolíferos son m uy difíciles de apagar y exigen técnicas de sofocam iento especiales. 11. El fumar o hacer fuego ( t rabajos de soldadura) cuando hay presencia posible de hidrocarburos está prohibido en dichos lugares. 12. Así m ismo, el uso de radios de comunicación, teléfonos celulares o el uso de vehículos de gasolina en áreas donde el hidrocarburo, en alguna de sus presentaciones, está presente es im procedente. 13. En estas compañías hay un personal responsable las 24 horas del día, para que pueda dar las señales de aviso y tom ar las pr imeras m edidas para sofocar el daño. 14. Debemos agradecer a la Quím ica moderna, ya que los productos ext raídos del pet róleo no term inan allí. En el automóvil que nos lleva al t rabajo, no sólo la nafta que consum e el m otor es derivado del pet róleo, tam bién el caucho sintét ico de los neum át icos, el m ater ial plást ico del volante, el tablero, los tej idos de fibras art if iciales que tapizan los asientos y la pintura con la que tapamos el últ imo choque. 15. Es difícil sospechar que el alcohol de la loción que refrescó el cut is de un hombre después de afeitarse, el cepillo de dientes y el jabón que uso para ducharse, los cosm ét icos que com pletan la rut ina de aseo de su esposa, el detergente que usa en la cocina, el v inagre con que se enderezó la ensalada que acom pañaba la com ida, los envases y vaj illas plást icas que conservan los alimentos que no se consumieron ese día; el vasito plást ico donde tomamos el café y el carr izo con el que removemos el azúcar; en la bolsa donde botamos la basura antes de salir y los zapatos de goma que nos pondremos al llegar, todos ellos, provienen del pet róleo. 16. Noche y día nos movemos en un mundo marcado por la huella petroquím ica. Desde la cobija que abriga nuest ro sueño hasta el disciplinado reloj que nos despierta cada m añana, m uchos de los objetos que nos rodean son producto de esa ram a de la indust r ia, en la cual se sost iene gran parte de nuest ro est ilo y calidad de vida. 17. Si logramos imaginar cómo sería nuestra vida si no exist ieran los fer t ilizantes, los detergentes, las inyectadoras, los envases plást icos, las pinturas, los solventes, el nylon, las m angueras, y pare usted de contar, habremos entendido el significado y valor de la industria petroquím ica. Por muchos que sean los metros que separan al pet róleo bajo t ierra de nuest ra v ista, su presencia, procesada y t ransform ada, nos acom paña en cada día y espacio de nuest ra vida, gracias a la pet roquím ica, por cuya obra los 43 hidrocarburos der ivan en art ículos tan út iles al escolar com o al ast ronauta, al ama de casa como al médico, al const ructor y al agricultor, a la indust r ia y al com ercio. 18. Quienes hacen la pet roquím ica redescubren día a día el pr incipio de t ransform ación que por tanto t iem po afanó a los alquim istas y constatan el aporte que la ciencia y el desarrollo industrial dan a un mejor vivir. El petróleo form a parte de la naturaleza que se ofrece al hom bre para ser t ransform ada en su beneficio y la pet roquím ica es un gran invento del ser humano, por el cual éste pone la naturaleza a su servicio. Un invento que a cada paso m arca una huella de bienestar y progreso. Como la que hace 29 años dejó el primer hom bre en la Luna, con un zapato hecho con productos pet roquím ico. 44 V. Recomendaciones Tom ando en consideración los datos anter iores hacemos alusión a lo siguiente: 1. Debido a los cambios que ha ido experimentando nuestro entorno el problema de la contam inación ambiental ha dejado de ser el problema de unos cuantos para ser el problem a de todos. Por esto la explotación de la act ividad pet rolera deberá atenerse a los principios de Desarrollo Sustentable, el cual reza: “Asegurarse de que las naciones actuales sat isfagan sus necesidades y aspiraciones, sin comprom eter la disponibilidad de recursos para las futuras generaciones, a fin de que sat isfagan tam bién sus necesidades y aspiraciones, todo ello en equilibrio con los lím ites de habilidad de los sistemas naturales para autorregenerarse, asegurando en todo mome nto un hábitat con aceptable calidad de vida”? . 2. Estam os conscientes de que la explotación pet rolera produce, necesar iam ente, desechos, sin em bargo, recom endam os que estos desechos sean t ratados adecuadam ente y dispuestos en sit ios seguros para evitar la contam inación del ambiente. 3. Exhortam os a nuest ros gobernantes a no quedarnos at rás y a que se creen leyes m ás severas en cuanto a contam inación producto del refinado y, por que no, del almacenamiento y aprovisionamiento de los derivados del pet róleo (posibles derram es de producto) . 4. I gualmente, advert imos al gobierno que de no tomarse las debidas sanciones para con las empresas que provoquen daños al ambiente, tal como se dio en el m es de m arzo con la em presa At lant ic Pacific, S.A. (APSA) , éstas no tom arán las debidas precauciones para evitar derram es y la consiguiente recolección y limpieza del área afectada. 5. I nstamos al gobierno a que, así como protege la producción nacional de gasolina creando leyes de importación y extendiéndolas por más t iempo del acordado, también ampare a los consumidores de gasolina. 6. Prevenimos al gobierno de que, de no tomarse las medidas pert inentes en m ater ia de const rucción de viv iendas en áreas cercanas, no sólo de plantas relacionadas con el pet róleo sino de cualquier t ipo de indust ria que provoque contam inación: del aire, agua, ruido, etc. la corrección del daño será m ás costosa, tanto para el Estado com o para los habitantes del país. 7. Recomendamos que las emanaciones de las refinerías deben estar est r ictam ente lim itadas y cont roladas a fin de evitar polución del aire, del suelo y de los ríos, así como los ruidos. 8. Le indicam os a las em presas que se dedican a t rabajar con este hidrocarburo y sus der ivados a que adecuen las instalaciones, con la vent ilación adecuada, sin? http://www.pdvsa.com 45 afectar el producto; a promover el uso de mascarillas y el equipo apropiado, así com o rotar al personal para que las exposiciones de gases y dem ás, no afecten paulat inamente la salud de los empleados. 9. Aconsejam os a las com pañías relacionadas con el aceite m ineral a extender las prohibiciones de uso de art ículos que produzcan chispas o fr icciones, com o los teléfonos celulares, radios de com unicación, cám aras fotográficas, linternas, etc.; y a disponer del equipo adecuado que pueda suplir las m isma s necesidades que los anter iores. 10. Recomendamos al Departamento de Bomberos, a la refinería y a las empresas dist r ibuidoras a capacitar al personal que labora allí, para que sepa que hacer en caso de alguna eventualidad, en m ater ia de evacuación. 11. Igualmente que se hagan práct icas de evacuación en las áreas aledañas a las posibles zonas de desast re, tom ando en cuenta el radio de acción del siniest ro. 12. Debemos poner más cuidado en cuanto a prevención y no esperar los posibles efectos para tom ar m edidas. Para esto necesitam os el apoyo de inst ituciones como Protección Civil, Cuerpo de Bomberos y Cruz Roja, para que nos eduquen acerca de los pasos a seguir en el proceso: Antes, Durante y Después. Sólo así podrem os tener una esperanza de que este país y sus hab itantes puedan reaccionar del modo más apropiado. 13. Tenem os un país r ico, r ico en fauna, r ico en flora, r ico en variedad étnica y r ico en “don de gentes” . Seam os garantes de que aquí se tom en todas las precauciones del caso y ayudem os todos a conservar lo así. 46 VI . Bibliografía Diccionar ios Y Enciclopedias ?? Diccionario de Sinónimos, Antónimos e ideas afines. España. Editorial Sopena. 1981. ?? Diccionar io Enciclopédico I lust rado. Océano Uno. S/ e. Grupo Editor ial Océano. ?? Barcelona, España. 1990. ?? Diccionario Hispánico Universal. Enciclopedia I lust rada . Décima primera Edición. Tomo Primero. W. M. Jackson, I nc., Editores. México, D. F. 1965. 1464 páginas. ?? El Tesoro De La Juventud. Enciclopedia de Conocim ientos. Tom o VI I . S/ e. W. M. Jackson, I nc., Editore s. México, D. F. 1965. 383 páginas. Revistas Y Folle tos ?? MORALES O. , I ng. Ricardo A.; Juan M. Kam y José P. Madrid. La refinación del pet róleo crudo en panamá. Un Recurso Valioso para la I ndust r ia Energét ica y el Desarrollo Nacional. Documento del Departame nto de Proyectos Especiales de la Refinería Panamá, S. A. Colón, Panamá. 1992. ?? Folleto I nformat ivo de Refinería Panamá, S. A. Colón, Panamá. 1992. ?? Panfleto de Refinería Panamá, S.A. Colón, Panamá. Per iódicos ?? LA PRENSA. Domingo 26 de marzo del 2000. Secció n de Opinión. El Lápiz de Vic. Página 26A. ?? LA PRENSA. Domingo 26 de marzo del 2000. Sección de Negocios. Página 48A. ?? 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