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Ficha temática

El petróleo

El petróleo es un recurso energético de enorme importancia. A continuación podrás aprender para qué sirve, su composición y destilación, entre otras cosas. Contiene ilustraciones.

El petróleo

Origen del petróleo

Se piensa que el petróleo proviene de restos de antiguos animales y plantas marina, ya que la mayoría de los depósitos de petróleo se han encontrado desde la antigüedad, casi siempre en rocas sedimentarias, depositadas en los fondos de los mares.
Por esta razón una de las teorías más aceptadas sobre el origen del petróleo, plantea que por interacción entre restos orgánicos, presión y temperatura se dieron las condiciones para que organismos microscópicos, como son las bacterias anaeróbicas, transformaran en un lento proceso de millones de años esa materia orgánica en otras sustancias. Por medio de estas reacciones se liberaron gases como el metano, dióxido de carbono y además de la formación del carbón  y del petróleo. Con el paso de millones de años estas reacciones continuarán ocurriendo en el subsuelo y originarán nuevos depósitos de combustibles fósiles.
Debemos tener en cuenta que el proceso por el cual los restos orgánicos se convirtieron en petróleo aún no ha podido ser reconstruido y esto es solo una teoría.

Composición del petróleo

El  petróleo  es una mezcla   de  hidrocarburos, que  son compuestos  formados por carbón e hidrógeno y que pueden ser separados, a través de una destilación fraccionada, según su punto de ebullición. El hidrocarburo más simple y de menor punto de ebullición es el metano (CH4), constituyente principal del gas natural.
Los combustibles más importantes que se obtienen del petróleo son el gas licuado, las gasolinas, el gasóleo (o petróleo diesel) y el queroseno, mal llamado “parafina”. Los residuos resultantes del proceso de fraccionamiento  son  sustancias  bituminosas  como  el  alquitrán  y  los asfaltos, que se  utilizan en  grandes cantidades en la construcción de caminos, aeropuertos, etc.
La destilación fraccionada se realiza en torres de fraccionamiento que disponen de salidas a diferentes alturas. En las partes más bajas de la torre se sacan las fracciones menos volátiles y, a medida que la altura aumenta, se recogen las fracciones de menor  punto  de  ebullición, gasolinas y gas.

Esquema destilación petróleo

¿Cuál es la constitución de los hidrocarburos?

Los hidrocarburos son compuestos que están constituidos por carbono e hidrógeno, donde los enlaces carbono-hidrógeno son covalentes. Dependiendo de si todos los enlaces son simples o si existe entre carbono y carbono un doble o un triple enlace, se forman los Alcanos, Alquenos y Alquinos.
En los alcanos, la fórmula general que determina el número de átomos de hidrógeno en relación al número de átomos de carbono es CnH2n+2. Todos estos compuestos tienen como terminación “ano” y para indicar el número de átomos de carbono se usan prefijos como met (1), et (2), prop (3), but (4), pent (5), y luego se continúa con los prefijos griegos.
Algunos alcanos importantes son:
Metano, de  fórmula condensada CH4,  es  un  combustible y  el  principal componente del gas natural.
Propano (C3H8) y butano (C4H10), dos gases combustibles y componentes fundamentales del llamado “gas licuado”.

Ejercicio de conexión con la sociedad:
Investiga  sobre  el  poder  calorífico  del  metano  en  comparación con  el propano y butano. ¿Cuál es considerado un mejor combustible? ¿Por qué muchas  personas  que  se  cambiaron  de  “gas  licuado”  a  “gas  natural” tuvieron que adecuar sus artefactos? ¿Qué ventajas y desventajas tiene el “gas natural” por sobre el “gas licuado”?
Los alquenos poseen un doble enlace entre carbono y carbono, su fórmula condensada es CnH2n. Uno de los alquenos más importantes es el eteno o etileno, de fórmula C2H4. Se trata de una sustancia gaseosa a temperatura ambiente y que constituye la materia prima para la producción de polímeros como el polietileno. Otros alquenos dan origen a otros polímeros.
Los alquinos tienen como fórmula general CnH2n-2 y poseen un triple enlace entre dos átomos de carbono. El acetileno o etino es el alquino más simple y a la vez un combustible muy importante.


Octanaje de la gasolina e índice de cetano del petróleo

La calidad de una gasolina se especifica por el denominado “índice de octano”, que  corresponde al  porcentaje del  comúnmente mal  llamado isooctano (ya que  es el  2,2,4-trimetilpentano)  y el heptano,  en  una mezcla isooctano/heptano, la  que en un motor  de prueba tiene un comportamiento  dependiente  de  la  proporción  en  que  se  encuentren ambos  hidrocarburos, con  lo  que  se  generan  gasolinas  de  diferentes octanajes. El isooctano tiene la propiedad de no producir una explosión espontánea cuando es comprimido con aire en el interior del cilindro. La autoignición  es  indeseable,  ya  que,  en  el  motor  de  combustión,  la explosión se produce por acción de la chispa generada en la bujía. De otro modo, el motor tiene menor rendimiento y un mayor desgaste. Por otra parte, el heptano es un mal combustible y explota espontáneamente al ser comprimido con aire.
En el motor Diesel, en cambio, la ignición debe ocurrir por la simple compresión de la mezcla del combustible con el aire. En este caso, un componente como el octano actúa desfavorablemente. El índice de cetano, en tanto, da cuenta de la calidad del combustible diesel.

El  hexadecano  normal  o  n-hexadecano, un  hidrocarburo lineal  de  16 átomos de carbono, tiene un breve retardo de la ignición y se le asigna un índice cetano de 100; el heptametilnonano, un hidrocarburo del mismo número de átomos de carbono, pero muy ramificado, presenta un considerable retardo en la ignición y se le ha asignado un índice cetano de
15. El índice de cetano es, en consecuencia, una medida de la calidad de la ignición del diesel y es equivalente al porcentaje por volumen del cetano en la mezcla con heptametilnonano, la que se compara con la calidad de ignición del combustible prueba.

El petróleo recurso energético o materia prima

El petróleo es un recurso energético de enorme importancia. El petróleo se utiliza, por su propiedad de combustible, principalmente como fuente de energía, pero además da origen a la Petroquímica, que es la industria donde sus componentes se utilizan como materia prima en la síntesis de distintas sustancias químicas que son utilizadas en la confección de artículos de uso variado.

 La mayor parte de los artículos tecnológicos que usamos han sido fabricados a partir de algún producto obtenido del petróleo. De hecho, no son solamente los tecnológicos, pues si analizamos los objetos que nos rodean, nos daremos cuenta de que muchos de ellos han sido producidos a partir del petróleo. Este es el caso, por ejemplo, de la suela de los zapatos, la escobilla de dientes, los envases de productos domésticos como el champú, los limpiavidrios, el lavalozas, las fibras sintéticas de nuestra ropa, el piso plástico sintético sobre el cual caminamos, el bolígrafo con que escribimos o el teléfono.

Te preguntarás cómo es que todavía se quema un recurso tan valioso que ha llevado millones de años en formarse y que, para todos los fines prácticos, se trata de un recurso no renovable. Este es un asunto complejo, ya que además del uso industrial que se le da para la producción de diversos artículos, la industria también utiliza procesos que involucran la generación de energía, como transportar materias primas y distribuir productos. La pregunta puede ser, más bien, en qué medida cada uno de nosotros está dispuesto a renunciar o reducir el uso de los artículos tecnológicos que parecen imprescindibles, como el automóvil o la televisión. Pero también se plantea el problema de cómo reducir el uso del petróleo como recurso para la generación de electricidad o calefacción durante el invierno.

Los problemas que se derivan del agotamiento de las reservas de petróleo se han situado en el centro de muchos debates. Esto porque el petróleo comenzará a faltar y deberemos enfrentarnos tanto a su escasez como al elevado costo de muchos artículos derivados de la industria petroquímica, así como a la dificultad de transportar insumos básicos a los habitantes de las grandes ciudades.

Ejercicio conexión con la sociedad:

Escribe una historia que se relacione con el agotamiento del petróleo, imaginando que este se ha terminado. ¿Cómo describirías, en ese contexto, un día de tu vida? Puedes pedirle a tu profesor(a) de Lenguaje y Comunicación que revise tu trabajo.

EL PETRÓLEO

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El petróleo

 

Se sugiere como inicio, preguntar a los estudiantes e intercambiar ideas para recordar y/o asociar conocimientos previos. Por ejemplo:

 

            ¿Qué es el petróleo? ¿El petróleo es un recurso renovable o no renovable?

             ¿Qué tipos de compuestos químicos están presentes en el petróleo?

            ¿Cuál es el origen del petróleo?

             ¿Qué productos de uso cotidiano se obtienen a partir del petróleo?

 

El petróleo se estudia, en primer lugar, como una mezcla líquida que  contiene una  enorme variedad de hidrocarburos, que  son compuestos formados por carbono e hidrógeno y que pueden ser separados, a través de una destilación fraccionada, según su punto de ebullición.

 

Y, en segundo lugar, como una fuente de energía. Enfatizar el uso eficiente de la energía. Es especialmente importante que el docente privilegie el uso del petróleo como fuente de materias primas para la generación, por ejemplo, de nuevos materiales, por sobre su utilización como combustible; orientando el análisis hacia un uso eficiente de la energía.

Para relacionar el punto de ebullición con el tamaño de las moléculas, se sugiere que el docente muestre el siguiente esquema

 

imagen

 

Es aconsejable utilizar uno o más videos que muestren estos contenidos, los  recursos que se presentan en esta ficha temática son de gran ayuda para explicar: las teorías sobre el origen del petróleo, su composición química y el proceso de destilación mediante el cual se obtienen los llamados derivados del petróleo. Cuenta con variadas imágenes como apoyo.

 

El docente puede intervenir en la exposición realizada para aclarar términos como octanaje de la gasolina, mostrar  tablas y gráficos de la evolución en el tiempo de la producción, consumo y reservas a nivel nacional y mundial.

 

Es recomendable que, como actividad complementaria, los estudiantes investiguen sobre:

 

 - Las compañías u organismos nacionales e internacionales que se ocupan de la  extracción y refinación del petróleo.         

 -  Fuentes de energía como: la eléctrica, solar y eólica.

 -  Uso de catalizadores en la industria petroquímica.

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Información

Técnica

Descripción BreveEl petróleo es un recurso energético de enorme importancia. A continuación podrás aprender para qué sirve, su composición y destilación, entre otras cosas. Contiene ilustraciones.
Temas relacionados

>>Presentación: Las características químicas del petróleo

>>Presentación: Combustibles fósiles

>>Presentación:Los compuestos del carbono

IdiomaEspañol (ES)
Autoreducarchile
Fuenteeducarchile

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