La Explotacion del Petroleo Busqueda Cientifica y Técnologica




UN POCO DE HISTORIA SOBRE EL PETRÓLEO: A pesar de que el hombre ya conocía el petróleo desde los albores de la historia, la industria petrolífera apenas si cuenta con cien años de vida, y aun cuando los hombres han utilizado el petróleo durante miles de años, sólo desde hace poco se ha pensado en aprovecharlo como fuente de energía.

En muchas partes de la Tierra, el petróleo manifiesta su presencia con afloramientos que surgen de las profundidades terrestres, o con manchas oleosas que aparecen sobre la superficie de los ríos.

En las antiguas civilizaciones de la cuenca del Mediterráneo, se excavaban pequeños pozos para recoger el petróleo que surgía de los afloramientos superficiales, y la pez y el asfalto que se extraían del negro líquido eran utilizados para proteger las quillas de madera de las naves y hacerlas más resistentes para la navegación. La pez también se utiliza como aglomerante para pavimentos y otras construcciones. El asfalto sirvió para pavimentar las calles y las terrazas de Babilonia. Los egipcios, los chinos y los indios de América, utilizaban el petróleo crudo con fines medicinales y como desinfectante.

La existencia de petróleo y gas era conocida desde tiempos de los romanos. En su Historia Natural, Plinio habla del “aceite siciliano”, que se extraía de pequeños depósitos naturales y era utilizado por los griegos para la iluminación. Plinio habla también de los gases que servían para los fuegos sagrados en las fiestas en honor del dios Vulcano en la región de Emilia y describe una violenta erupción natural, acaecida en la provincia de Modena el año 91 a. de C. En un antiguo texto sobre los manantiales de aguas ricas en sales sódicas de Salsomaggiore, se hace mención de la existencia de gas y petróleo en aquella región, con manifestaciones y fenómenos registrados desde el año 589 d. de C.

El petróleo era utilizado como combustible en las lámparas de los egipcios y de otros pueblos antiguos, y ésta fue la aplicación que se le dio durante muchos siglos.

A mediados del siglo pasado, la fuente principal de luz eran las velas de sebo y las lámparas alimentadas con aceite de ballena. En aquel tiempo se producía con el petróleo crudo que emergía del suelo y era destilado en pequeñas refinerías, una pequeña cantidad de petróleo para la iluminación. La creciente demanda por parte del público, obligó a la busca del precioso líquido, pero hasta el año 1850 no se empezó a pensar en la utilidad de perforar pozos para extraerlo.

No puede señalarse con precisión quién tuvo por vez primera la idea de perforar un pozo para extraer petróleo. Muchos la atribuyen a un tal Georges H. Bissell, de Nueva York, quien adquirió un terreno en el que parecían existir, yacimientos petrolíferos, a la “Oil Creek” de Pennsylvania, y se dedicó a realizar investigaciones. Bissell fue uno de los fundadores de la “Petroleum Society” de Pennsylvania, que más tarde fue bautizada con el nombre de “Séneca Oil Company”.

Esta sociedad encargó a un tal Edwin L. Drake la excavación del primer pozo de petróleo. El 27 de agosto de 1859, después de dos meses de arduo trabajo, Drake encontró petróleo a unos 21 metros de profundidad, y del pozo surgieron tres metros cúbicos de petróleo por día.

El petróleo se reveló desde un principio como una notable fuente de riqueza, y a este primer experimento siguieron otros. Donde quiera que se descubriese petróleo, se manifestaba enseguida una gran actividad y confusión. Surgían nuevas ciudades como por encanto y la gente se disputaba a mano armada los terrenos petrolíferos.

De las experiencias prácticas cotidianas surgieron poco a poco las bases de los estudios científicos para la busca del petróleo. La composición y características físicas de la Tierra habían sido objeto de la curiosidad humana desde los tiempos más lejanos y la geología había ido evolucionando poco a poco. Sólo a principios del siglo actual, la experiencia de los investigadores del petróleo y la ciencia de los geólogos se unieron para dar vida a la “geología del petróleo”.

Entre 1965 y 1970 el petróleo había reemplazado al carbón como principal producto energético. Europa occidental y el Japón dependían cada vez más de los suministros petrolíferos del Cercano Oriente. Incluso los EE. UU., antaño el principal país exportador de petróleo, se veían obligados a importar desde finales de los años cincuenta debido a su elevada demanda energética. La creciente dependencia de Occidente de las importaciones petrolíferas incrementaba el poder de los países exportadores. Pronto iban a utilizarlo.

LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA
El petróleo no es hoy solamente el principal producto energético, sino la materia prima más importante para la industria química, pues del petróleo se obtiene el 90 por ciento de las materias con que dicha industria elabora plásticos, abonos artificiales, caucho sintético, fibras químicas, detergentes, insecticidas y medicinas.

Desde que en 1868 el americano John W. Wyatt inventara el celuloide, indignado por el elevado precio de las bolas de billar de marfil, las cifras de producción de las materias sintéticas han aumentado ininterrumpidamente. Esta revolución técnica apenas tiene paralelo en la historia de la humanidad.



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El desarrollo de las técnicas petroquímicas parte del hecho de que las moléculas de hidrocarburos se unen entre sí formando largas cadenas elásticas. Mediante el aprovechamiento de esta reacción química (polimerización) se han creado cada vez más sustancias orgánicas a partir de los hidrocarburos obtenidos del carbón, del gas natural y hoy principalmente del petróleo, sustancias que no solamente resultan más baratas que las inorgánicas (sobre todo los metales), sino que también reúnen todas las propiedades requeridas. Especial importancia tienen los termo-plásticos, materiales moldeables mediante el calor.

Los termoplásticos (dos tercios de la producción mundial de plásticos) han experimentado un desarrollo espectacular, y apenas hay campo en el que no encuentren aplicación. Entre otros muchos productos, el cloruro de polivinilo se utiliza para fabricar revestimientos de suelos, cuero artificial, esponjas sintéticas, discos y juguetes infantiles; el poliestireno, para vajillas, muebles, material de embalaje y de aislamiento; y las poliolefinas (polietileno y polipropileno), para artículos de uso doméstico, piezas de aparatos y máquinas, tubos y hojas. En pocas palabras, no es posible ya concebir un mundo sin plásticos. También desempeñan un importante papel en la fabricación de prótesis, dientes artificiales o válvulas cardíacas. Los aspectos negativos residen principalmente en la difícil eliminación de los residuos.

La industria de los plásticos consume anualmente unos 15 millones de toneladas de petróleo, es decir, sólo un 4 por ciento de la producción de crudos.

La energía alternativa
Después de la segunda crisis del petróleo de 1979, se emprendieron esfuerzos para encontrar fuentes alternativas de energía en los países avanzados. Pese a los considerables ahorros en el consumo de petróleo en los años entre 1979 y 1982, y el descenso relativo de los precios, el ímpetu siguió hasta finales de la década de los 80. Para complementar las tradicionales fuentes hidráulicas, de combustibles minerales, turba, madera y de energía nuclear, las nuevas alternativas incluían la conversión directa de la energía solar, la biomasa, la energía geotermal y la extracción de calor de los océanos, y el uso de energía de las mareas, así como el regreso a la tradicional energía eólica.

Muchas de éstas implicaban enormes programas de capital. Por tanto, la investigación y el desarrollo de las energías renovables habían sido emprendidos por gobiernos o con el apoyo gubernamental, por la friolera de 7.000 millones de dólares estadounidenses entre los 21 países miembros del Organismo Internacional de la Energía entre 1977 y 1985 inclusive. Los gobiernos también facilitaron subsidios, concesiones tributarias, préstamos baratos y otros incentivos.

La energía solar directa, por ejemplo la procedente del calentamiento del agua y del espacio, es ahora competitiva en cuanto al precio en muchos países y su uso se está ampliando. La energía eólica ha demostrado ser viable, aunque sólo para unidades pequeñas. La biomasa, en dos formas (los desperdicios o las cosechas especialmente cultivadas) se utiliza de modo creciente ya sea a través de la combustión o la conversión en combustibles líquidos o gaseosos.

En esta conversión se han utilizado el azúcar y el maíz. El excedente de azúcar de la CEE podría proporcionar cerca del 2 por ciento de las necesidades de petróleo de los países y existe un amplio potencial en otros excedentes agrícolas, así como en las cosechas especialmente plantadas.

Entre los programas a gran escala se encuentran los proyectos de las mareas en Gran Bretaña y Francia. Para sacar la energía de los océanos o de los estratos más profundos de la Tierra se necesitará mucha investigación costosa, pero finalmente ello puede resultar competitivo.

LA BÚSQUEDA CIENTÍFICA DEL PETRÓLEO. Algunas veces los estratos que contienen petróleo están cerca de la superficie terrestre, pero generalmente los depósitos se encuentran a profundidades de un kilómetro o más. Los primeros pozos fueron poco profundos y eran perforados casi al azar, guiándose los buscadores por las manifestaciones espontáneas de petróleo que aparecían en la superficie.

Hoy la búsqueda del petróleo depende de muy cuidadosos estudios científicos, realizados por geólogos, geofísicos y paleontólogos. No es posible asegurar con toda exactitud si existe petróleo en una región, pero los geólogos, estudiando los tipos de rocas y la forma en que se encuentran dispuestos los estratos pueden señalar si hay o no posibilidad de que existan depósitos; igualmente los paleontólogos, estudiando los fósiles extraídos en las perforaciones, pueden señalar si las rocas subyacentes pertenecen a formaciones propensas a contener petróleo.

Los geólogos buscadores de petróleo emplean distintos me dios para conocer la disposición de los estratos de las rocas a grandes profundidades. Uno de estos métodos es el empleo del sismógrafo, o sea, el mismo instrumento que se emplea para registrar los terremotos. El sismógrafo es tan sensible que puede registrar los pasos de una hormiga. Los geólogos perforan un pequeño pozo y depositan una carga explosiva.

Cuando se produce la explosión, las ondas viajan hacia el interior de la litosfera, en la forma en que sugiere el diagrama. Las ondas son reflejadas con mayor violencia por las rocas más duras, y regresan a la superficie en un tiempo más breve desde los estratos menos profundos que desde los situados a mayor profundidad. Igualmente las ondas varían de acuerdo con la naturaleza e inclinación de los estratos. Todas estas variaciones las registra el sismógrafo por medio de los teléfonos que aparecen colocados sobre la superficie.

El sismógrafo revela el tiempo transcurrido entre la explosión y el retorno del eco en los distintos lugares donde se instalaron los teléfonos. Estos datos, que son tomados en distintas áreas de la región estudiada, sirven a los geólogos para determinar si a grandes profundidades existen domos, anticlinales y trampas en las cuales pueda haber petróleo depositado. Si el informe es favorable, indica la posibilidad de que haya petróleo, pero no la seguridad; a veces son perforados numerosos pozos en una región, a enorme costo, sin resultada positivo alguno. (Cortesía de la Esso Standard Oil Company.)

DISTRIBUCIÓN DEL PETRÓLEO EN EL MUNDO
El petróleo se encuentra en el subsuelo, a grandes profundidades, y proviene de restos animales y vegetales que hace millones de años fueron aprisionados entre las rocas por movimientos telúricos y que, con el correr de los milenios, se transformaron en el tan codiciado “oro negro”.

Las mayores cantidades de petróleo se encuentran en los sedimentos rocosos de la era terciaria (que data de unos 200 millones de años). Las formaciones geológicas más antiguas, destrozadas y aplastadas por ios aluviones, se vieron despojadas de todo vestigio de restos orgánicos, y el petróleo que contenían terminó por perderse. Ello explica su ausencia en vastas zonas del Canadá, Brasil, Groenlandia, Escandinavia y en gran parte de África y Australia, constituidas por sedimentos muy antiguos.

La primacía en la producción mundial de petróleo le corresponde a los Estados Unidos, donde se extrae casi la mitad de toda la producción mundial; el segundo lugar lo ocupa Venezuela, en cuyo subsuelo existen reservas inmensas; el tercero Rusia y el cuarto Kuwait, un pequeño estado asiático.

Entre las naciones sudamericanas, la Argentina explota con un ritmo creciente sus riquezas petrolíferas existentes en Comodoro Rivadavia, Santa Cruz, Tierra del Fuego, Neuquén (Plaza Huincul), Salta y Mendoza. La industria de refinación cuenta con grandes y poderosas instalaciones en La Plata, Campana y San Lorenzo.

LA PERFORACIÓN DE LOS POZOS:
El petróleo solamente puede ser hallado por medio de un procedimiento bastante costoso: la perforación de pozos. En algunos yacimientos, el petróleo se encuentra relativamente cerca de la superficie; en otros, puede hallarse a bastante profundidad. A medida que la perforación alcanza mayor profundidad, el coste aumenta. La perforación se controla a medida que avanza; pero en tanto el taladro no penetre en una capa petrolífera, nada se sabe. Fuera de los campos petrolíferos muy extensos, solamente un pozo entre siete produce petróleo en cantidad comercial.

La técnica de la perforación de los pozos ha ido evolucionando durante el transcurso de los tiempos. Los primeros pozos petrolíferos eran perforados como si se tratara de pozos corrientes de agua, levantando y dejando caer alternativamente un pesado martillo, que fracturaba el terreno. Antes de comenzar su pozo, Drake levantó una torre de madera, en cuya cúspide colocó una polea que funcionaba por medio de una cuerda.

Esta torre, que en inglés se denomina derrick, se utilizaba para introducir y extraer los martillos de perforación del pozo. La verdadera perforación se realizaba mediante una especie de martillo bastante pesado que era alzado y bajado alternativamente por medio de una palanca formada por una gran viga de madera fijada a un perno.

Actualmente la perforación se realiza por medio de un taladro rotativo, colocado en el extremo de una larga transmisión de acero, compuesta por varias secciones o ejes de perforación que tienen una longitud de 27 a 36 metros, empalmándose uno tras otro a medida que la perforación se hace más profunda.

La extremidad superior de los ejes de perforación está adaptada a un eje cuadrado de acero, que a su vez se hace girar por medio de la rotary, para transmitir el movimiento a los citados ejes de perforación inferiores y a la broca, que gira en el fondo del pozo. A través de los ejes, se bombea un fluido especial para remover los restos producidos por la broca.

Estos residuos, una vez elevados a la superficie por el mismo barro que sale al exterior, son recogidos para obtener informaciones geológicas. El barro sirve también como refrigerante de la broca, reviste las paredes del pozo y con su peso impide posibles escapes de gas. Cuando el pozo alcanza la capa productiva, se retiran los ejes y la cabeza de perforación del agujero, mientras el peso del barro impide que el petróleo irrumpa en la superficie.

En el mismo terreno se cimenta la columna de tubos de revestimiento y se introduce en el agujero un tubo de pequeño diámetro a través del cual surgirá el petróleo. En la cabeza del tubo se fija, por último, un aparato llamado árbol de Navidad, compuesto por una serie de válvulas que sirven para distribuir el petróleo a las diferentes tuberías que lo conducen a los depósitos. Una vez han sido colocados el tubo y el “árbol de Navidad” en su sitio, se procede, por lo general, a desmontar el derrick.

EL REFINADO Y SUS PROCEDIMIENTOS

Tal como se encuentra en el subsuelo, el petróleo es sencillamente una materia bruta que, antes de utilizarse, ha de ser sometida a varios procedimientos. Estos procedimientos se designan con el nombre genérico de refinado y sirven para transformar el petróleo crudo en un centenar de productos diferentes.

Este apreciado líquido está constituido por una mezcla de diferentes compuestos cuyas moléculas están formadas por carbono e hidrógeno. Por esta razón a estos componentes del petróleo se les denomina hidrocarburos.
Existen diversas clases de petróleo crudo con características físicas variadísimas: algunas veces es pesado y denso; otras, ligero y claro como la gasolina. Hay tipos de petróleo negro, marrón, verde y amarillo.
La primera operación a realizar para el refinado del petróleo crudo, es la destilación, que sirve para separar las moléculas que lo componen en varias categorías, según su forma y peso.

El petróleo crudo, una vez calentado en el horno tubular, pasa a la torre de fraccionamiento, donde se transforma en vapores. Dado que la temperatura decrece del fondo a la parte alta de la torre, los diversos vapores se condensan a diferentes alturas, haciendo así posible la separación del petróleo crudo en sus diversos componentes. Mientras los aceites combustibles se condensan en los receptáculos inferiores, el petróleo de calefacción e iluminación se condensa en lo alto. Los vapores de gasolina se sitúan en la cabeza de la torre y se licuan en un condensador.

Cada componente sale de la torre a un nivel diferente y es conducido a otros aparatos para ser sometido a nuevos procesos de refinamiento que lo preparan para su ulterior uso. La necesidad de obtener de un solo producto crudo una gran cantidad de productos subsidiarios más apreciados (especialmente la gasolina), ha obligado a los industriales a desarrollar diversos procedimientos: el cracking, que permite obtener gasolina partiendo de fracciones más pesadas; la hidrogenación, con la que se obtiene por otros medios un resultado final análogo al cracking, y la polimerización, que permite obtener gasolina partiendo de los gases o de hidrocarburos ligeros.




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