Petroleo
El petróleo, o petróleo crudo, es un combustible fósil y una fuente de energía no renovable.
El petróleo, también llamado petróleo crudo, es un combustible fósil. Al igual que el carbón y el gas natural, el petróleo se formó a partir de restos de antiguos organismos marinos, como plantas, algas y bacterias. Durante millones de años de intenso calor y presión, estos restos orgánicos (fósiles) se transformaron en sustancias ricas en carbono de las que dependemos como materia prima para combustible y una amplia variedad de productos.
Hace millones de años, las algas y las plantas vivían en mares poco profundos. Después de morir y hundirse en el fondo marino, el material orgánico se mezcló con otros sedimentos y quedó enterrado. A lo largo de millones de años bajo alta presión y alta temperatura, los restos de estos organismos se transformaron en lo que hoy conocemos como combustibles fósiles. El carbón, el gas natural y el petróleo son combustibles fósiles que se formaron en condiciones similares.
Hoy en día, el petróleo se encuentra en vastos depósitos subterráneos donde se ubicaban antiguos mares. Los depósitos de petróleo se pueden encontrar debajo de la tierra o en el fondo del océano. Su petróleo crudo se extrae con gigantescas perforadoras.
El petróleo crudo suele ser negro o marrón oscuro, pero también puede ser amarillento, rojizo, tostado o incluso verdoso. Las variaciones de color indican las distintas composiciones químicas de los diferentes suministros de petróleo crudo. El petróleo que tiene pocos metales o azufre, por ejemplo, tiende a ser más ligero (a veces casi transparente).
El petróleo se utiliza para fabricar gasolina, un producto importante en nuestra vida cotidiana. También se procesa y forma parte de miles de artículos diferentes, incluidos neumáticos, refrigeradores, chalecos salvavidas y anestésicos.
Cuando se queman productos derivados del petróleo, como la gasolina, para obtener energía, se liberan gases tóxicos y grandes cantidades de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero. El carbono ayuda a regular la temperatura atmosférica de la Tierra y contribuir al equilibrio natural mediante la quema de combustibles fósiles afecta negativamente a nuestro clima.
Se encuentran enormes cantidades de petróleo bajo la superficie de la Tierra y en pozos de alquitrán que burbujean hacia la superficie. El petróleo existe incluso muy por debajo de los pozos más profundos que se desarrollan para extraerlo.
Sin embargo, el petróleo, al igual que el carbón y el gas natural, es una fuente de energía no renovable. Se necesitaron millones de años para formarse y, cuando se extrae y se consume, no hay forma de reemplazarlo.
Los suministros de petróleo se acabarán. Con el tiempo, el mundo alcanzará el “pico del petróleo”, o su nivel de producción más alto. Algunos expertos predicen que el pico del petróleo podría llegar ya en 2050. Encontrar alternativas al petróleo es crucial para el uso global de energía y es el foco de muchas industrias.
Formación de petróleo
Las condiciones geológicas que eventualmente crearían petróleo se formaron hace millones de años, cuando las plantas, las algas y el plancton flotaron en océanos y mares poco profundos. Estos organismos se hundieron en el fondo marino al final de su ciclo de vida. Con el tiempo, quedaron enterrados y aplastados bajo millones de toneladas de sedimento e incluso más capas de restos vegetales.
Con el tiempo, los antiguos mares se secaron y quedaron cuencas secas, llamadas cuencas sedimentarias. En lo profundo del suelo de la cuenca, el material orgánico estaba comprimido entre el manto de la Tierra, con temperaturas muy altas, y millones de toneladas de roca y sedimento encima. En estas condiciones, el oxígeno estaba casi completamente ausente y la materia orgánica comenzó a transformarse en una sustancia cerosa llamada kerógeno.
Con más calor, tiempo y presión, el querógeno sufrió un proceso llamado catagénesis y se transformó en hidrocarburos. Los hidrocarburos son simplemente sustancias químicas compuestas de hidrógeno y carbono. Diferentes combinaciones de calor y presión pueden crear diferentes formas de hidrocarburos. Algunos otros ejemplos son el carbón, la turba y el gas natural.
Las cuencas sedimentarias, donde solían encontrarse antiguos fondos marinos, son fuentes clave de petróleo. En África, la cuenca sedimentaria del delta del Níger cubre tierras de Nigeria, Camerún y Guinea Ecuatorial. Se han descubierto más de 500 depósitos de petróleo en la enorme cuenca del delta del Níger y constituyen uno de los campos petroleros más productivos de África.
Química y Clasificación del Petróleo Crudo
La gasolina que utilizamos para alimentar nuestros automóviles, las telas sintéticas de nuestras mochilas y zapatos, y los miles de diferentes productos útiles elaborados a partir del petróleo se presentan en formas consistentes y confiables. Sin embargo, el petróleo crudo a partir del cual se producen estos artículos no es consistente ni uniforme.
Clasificación: Geografía
Se extrae petróleo en todo el mundo. Sin embargo, hay tres fuentes principales de petróleo crudo que establecen puntos de referencia para clasificar y fijar el precio de otros suministros de petróleo: Brent Crude, West Texas Intermediate y Dubai y Omán.
Yacimientos de petróleo
El petróleo se encuentra en bolsas subterráneas llamadas embalses. En las profundidades de la Tierra, la presión es extremadamente alta. El petróleo se filtra lentamente hacia la superficie, donde hay menor presión. Continúa este movimiento de alta a baja presión hasta que encuentra una capa de roca que es impermeable. Luego, el petróleo se acumula en depósitos, que pueden encontrarse a varios cientos de metros bajo la superficie de la Tierra.
El petróleo se puede contener mediante trampas estructurales, que se forman cuando capas masivas de roca se doblan o fallan (roturas) debido a las masas terrestres en movimiento. El petróleo también puede ser contenido mediante trampas estratigráficas. Diferentes estratos o capas de roca pueden tener diferentes cantidades de porosidad. El petróleo crudo migra fácilmente a través de una capa de arenisca, por ejemplo, pero quedaría atrapado debajo de una capa de esquisto.
Extracción de petróleo
En algunos lugares, el petróleo burbujea hacia la superficie de la Tierra. En partes de Arabia Saudita e Irak, por ejemplo, las rocas porosas permiten que el petróleo se filtre a la superficie en pequeños estanques. Sin embargo, la mayor parte del petróleo está atrapado en depósitos subterráneos.
La cantidad total de petróleo en un yacimiento se llama petróleo en sitio. Muchos líquidos de petróleo que componen el petróleo in situ de un yacimiento no se pueden extraer. Estos líquidos derivados del petróleo pueden ser demasiado difíciles, peligrosos o costosos de perforar.
La parte del petróleo in situ de un yacimiento que se puede extraer y refinar son las reservas de petróleo de ese yacimiento. La decisión de invertir en operaciones de perforación complejas a menudo se toma en función de las reservas probadas de petróleo de un sitio.
La perforación puede ser de desarrollo, exploratoria o direccional.
La perforación en un área donde ya se han encontrado reservas de petróleo se llama perforación de desarrollo. Prudhoe Bay, Alaska, Estados Unidos, tiene las mayores reservas de petróleo de Estados Unidos. La perforación de desarrollo en Prudhoe Bay incluye nuevos pozos y tecnología de extracción en expansión.
La perforación donde no hay reservas conocidas se llama perforación exploratoria. La exploración, también llamada perforación “salvaje”, es un negocio arriesgado con una tasa de fracaso muy alta. Sin embargo, las posibles recompensas de encontrar petróleo tientan a muchos “salvajes” a intentar realizar perforaciones exploratorias. El “Diamante” Glenn McCarthy, por ejemplo, es conocido como el “Rey de los Wildcatters” debido a su éxito en el descubrimiento de enormes reservas de petróleo cerca de Houston, Texas, Estados Unidos. McCarthy encontró petróleo 38 veces en la década de 1930, ganando millones de dólares.
La perforación direccional implica perforar verticalmente hasta una fuente conocida de petróleo y luego desviar la broca en ángulo para acceder a recursos adicionales. Las acusaciones de perforación direccional condujeron a la primera Guerra del Golfo en 1991. Irak acusó a Kuwait de utilizar técnicas de perforación direccional para extraer petróleo de los yacimientos iraquíes cerca de la frontera con Kuwait. Posteriormente, Irak invadió Kuwait, un acto que atrajo la atención y la intervención internacional. Después de la guerra, se volvió a trazar la frontera entre Irak y Kuwait y los embalses ahora pertenecen a Kuwait.
Plataformas petrolíferas
En tierra, el petróleo se puede perforar con un aparato llamado plataforma petrolera o plataforma de perforación. En alta mar, el petróleo se extrae desde una plataforma petrolera.
Producción primaria
La mayoría de los pozos modernos utilizan una plataforma de perforación rotativa neumática, que puede funcionar las 24 horas del día. En este proceso, los motores accionan una broca. Una broca es una herramienta de corte que se utiliza para crear un agujero circular. Las brocas utilizadas en las plataformas de perforación rotativas neumáticas son de acero hueco y se utilizan varillas de tungsteno para cortar la roca. Las brocas para petróleo pueden tener 36 centímetros (14 pulgadas) de diámetro.
A medida que la broca gira y corta la tierra, se desprenden pequeños trozos de roca. Se bombea un potente flujo de aire por el centro del taladro hueco y sale por la parte inferior de la broca. Luego, el aire regresa rápidamente a la superficie, arrastrando consigo pequeños trozos de roca. Los geólogos en el sitio pueden estudiar estos pedazos de roca pulverizada para determinar los diferentes estratos de roca que encuentra la perforadora.
Cuando la perforadora encuentra petróleo, parte del petróleo se eleva naturalmente desde el suelo, pasando de un área de alta presión a una de baja presión. Esta liberación inmediata de petróleo puede ser un “chorro”, que se dispara decenas de metros en el aire, una de las actividades de extracción más dramáticas. También es uno de los más peligrosos, y un equipo llamado preventor de reventones redistribuye la presión para detener dicho chorro.
Las bombas se utilizan para extraer petróleo. La mayoría de las plataformas petroleras tienen dos juegos de bombas: bombas de lodo y bombas de extracción. El “lodo” es el fluido de perforación que se utiliza para crear pozos para extraer petróleo y gas natural. Las bombas de lodo hacen circular el fluido de perforación.
La industria petrolera utiliza una amplia variedad de bombas de extracción. La bomba a utilizar depende de la geografía, la calidad y la posición del depósito de petróleo. Por ejemplo, las bombas sumergibles se sumergen directamente en el fluido. Una bomba de gas, también llamada bomba de burbujas, utiliza aire comprimido para forzar el petróleo a la superficie o al pozo.
Uno de los tipos más familiares de bombas de extracción es el gato de bomba, la parte superior de una bomba de pistón. Los pumpjacks reciben el sobrenombre de “pájaros sedientos” o “burros que asienten” por su movimiento controlado y regular de inmersión. Una manivela mueve el gran gato hidráulico con forma de martillo hacia arriba y hacia abajo. Muy por debajo de la superficie, el movimiento del gato bomba mueve un pistón hueco hacia arriba y hacia abajo, llevando constantemente petróleo de regreso a la superficie o al pozo.
Refinación de petróleo
Refinar petróleo es el proceso de convertir petróleo crudo o betún en productos más útiles, como combustible o asfalto.
El petróleo crudo sale del suelo con impurezas, desde azufre hasta arena. Estos componentes deben separarse. Esto se hace calentando el petróleo crudo en una torre de destilación que tiene bandejas y temperaturas establecidas en diferentes niveles. Los hidrocarburos y metales del petróleo tienen diferentes temperaturas de ebullición, y cuando el petróleo se calienta, los vapores de los diferentes elementos se elevan a diferentes niveles de la torre antes de condensarse nuevamente en un líquido en las bandejas escalonadas.
El propano, el queroseno y otros componentes se condensan en diferentes niveles de la torre y se pueden recolectar individualmente. Se transportan por oleoductos, buques marítimos y camiones a diferentes lugares, para ser utilizados directamente o procesados posteriormente.
Industria petrolera
El petróleo no siempre fue extraído, refinado y utilizado por millones de personas como lo es hoy. Sin embargo, siempre ha sido una parte importante de muchas culturas.
El petróleo es un ingrediente de miles de artículos cotidianos. La gasolina de la que dependemos para el transporte a la escuela, el trabajo o las vacaciones proviene del petróleo crudo. Un barril de petróleo produce alrededor de 72 litros (19 galones) de gasolina y es utilizado por personas de todo el mundo para impulsar automóviles, barcos, jets y scooters.
El petróleo también se utiliza en productos líquidos como esmalte de uñas, alcohol isopropílico y amoníaco. El petróleo se encuentra en artículos recreativos tan diversos como tablas de surf, balones de fútbol y baloncesto, neumáticos de bicicletas, bolsas de golf, tiendas de campaña, cámaras fotográficas y señuelos de pesca.
La extracción de combustibles fósiles tiene grandes desventajas y la extracción de petróleo es una industria controvertida.
El carbono, un elemento esencial en la Tierra, constituye alrededor del 85 por ciento de los hidrocarburos del petróleo. El carbono circula constantemente entre el agua, la tierra y la atmósfera.
El carbono es absorbido por las plantas y forma parte de todo organismo vivo a medida que avanza por la red alimentaria. El carbono se libera naturalmente a través de los volcanes, la erosión del suelo y la evaporación. Cuando el carbono se libera a la atmósfera, absorbe y retiene calor, regulando la temperatura de la Tierra y haciendo que nuestro planeta sea habitable.
La gente y el petróleo
El petróleo es un componente importante de la civilización moderna. En los países en desarrollo, el acceso a energía asequible puede empoderar a los ciudadanos y conducir a una mejor calidad de vida. El petróleo proporciona combustible para el transporte, forma parte de muchos productos químicos y medicamentos, y se utiliza para fabricar artículos cruciales como válvulas cardíacas, lentes de contacto y vendajes. Las reservas de petróleo atraen inversiones externas y son importantes para mejorar la economía general de los países.