05 aceite de piedra 08

8/6/2019 05 aceite de piedra 08

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Edit h Bamont e y Liliana Olazar. Direccin Nacional del Derecho de Aut or N 9 76 76 0

Aceite de piedra 5:1

5. El aceite de piedra y sus tesoros escondid

5.1 Qu nos proponemos? Qu nos proponemos?

Analizar caractersticas del petrleo. Utilizar distintos principios fsico qumicos para interpretar lasoperaciones realizadas en la refinacin del crudo. Comprender la importancia de los productos derivados del petrleo en

el desarrollo tecnolgico.

petrleo, origen del petrleo, destileras, petroqumica,composicin y yacimientos en Argentina, nafta, octanaje, motor de cuatro tiempos, motor naftero, motor Diesel.

5.2 Introduccin Petro: piedra , oleum: aceite

El petrleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, distintosmateriales - como por ejemplo plsticos, caucho, etc. -, pesticidas, pinturas, fibras o paragenerar electricidad.Es un lquido oleoso, en general oscuro, formado por diferentes sustancias orgnicas, seencuentra en grandes cantidades bajo la corteza terrestre. Est formado principalmente porhidrocarburos, y porcentajes menores de otros compuestos que contienen azufre y oxgeno.Cualquier sociedad moderna requiere imperiosamente de l.Aunque slo hace aproximadamente 100 aos que comenz a valorarse en su real dimensin, selo conoce desde las pocas remotas, por ejemplo : aparece mencionado en la Biblia.Las culturas precolombinas que habitaban en Amrica ya lo usaban para impermeabilizar ycalafatear embarcaciones, los egipcios para embalsamamientos (7000 a. C.) y los chinos parailuminar desde el siglo III.Durante el renacimiento, se utilizaba el petrleo de algunos depsitos superficiales para obtenerlubricantes.A pesar de estos usos puntuales, no podemos decir que la industria tuvo un verdadero desarrollosino hasta mediados del siglo XIX.


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El primer pozo de petrleo fue perforado en 1859, por Ewin Drake, con el objetivo de destilarloy obtener as querosen, o sea un aceite que utilizara para las lmparas, sustituyendo elaceite de ballenas que slo podan usar los ricos.Sin embargo no fue hasta el ao 1895, cuando aparece el primer automvil, que la refinacin delpetrleo se instala definitivamente entre nosotros.

Actividad Les proponemos, trabajando en pequeos grupos, redactar un relato tituladoUn mundo sin petrleo

Qu conclusiones podemos sacar?Podemos anotar las conclusiones a las que han llegado los distintos grupos en el pizarrn paracomparar los distintos puntos de vista.

5.3 Preguntando por su origen

El petrleo se form hace millonesde aos, a partir de organismosvivos que se mineralizaron,mezclndose con arenas y limosque cayeron al fondo del mar.Estos sedimentos se fueron acumulando en las denominadas rocas madres o arenas madres.En condiciones adecuadas de presin y temperatura, los tejidos blandos de los organismosmuertos se descompusieron anaerbicamente originando el petrleo. Como la densidad delpetrleo es menor que la del agua salada que se encuentra saturando la corteza, ste migr yjunto con el gas que fue ascendiendo a travs de los sedimentos, hasta llegar a un esquistoimpermeable donde el petrleo quedo atrapado formando un depsito.Los sucesivos movimientos de la corteza terrestre dieron lugar a pliegues que dejaron al

petrleo alojado en trampas acompaado de agua salada y gases. Si alguna parte del petrleo noencuentra un terreno con estas caractersticas, esta capa, puede llegar a la superficie, y formarlagos bituminosos con filtraciones de gas natural.

5.4 - Caractersticas generales:El petrleo es un lquido

de color oscuro, fluorescente, con reflejos verdes o verde azulado. de olor desagradable, por la presencia de derivados sulfurados, olefinas y compuestosnitrogenados.

su densidad vara de 0.615 hasta 0.994 g/cm

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insoluble en agua y solubles en ter, benceno, cloroformo, etc. de viscosidad variable aumentando con la densidad del mismo. Si se calienta lo suficientearde al contacto de una llama esta temperatura se llama punto de inflamacin -.

Composicin natural :La composicin qumica del crudo vara con su procedencia, se lo clasifica segn el tipo dehidrocarburos que predominan en:

Las lmparas de aceite fueron muy usadas a finesdel siglo XIX, porque brindaban luz controlable. Lachimenea de vidrio fue una importante invencin,que aumenta la corriente de aire alrededor de lamecha, y la llama quema con luz ms intensa


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El crudo se precalienta en un alambique a presin normal y temperaturas entre 260 y 350 C.Los vapores pasan a una columna de fraccionamiento en donde la temperatura disminuyegradualmente desde 350 C en el fondo hasta 100 C en la cabeza, separndose distintos cortes:Por la cabeza :

Gases : que hubieran quedado disueltos. Reciben el tratamiento mencionado, dando, gas seco

que se une al gas natural y supergs que se expende en garrafas.Por el lateral Nafta : corresponden a la mezcla de hidrocarburos que contienen entre 6 y 9 tomos decarbono. Su rango de temperatura destilacin flucta entre 70 y 150 C.

Kerosene : comprende la mezcla de hidrocarburos que contienen entre 10 y 16 tomos decarbono. Su rango de temperaturas de destilacin: entre 175 y 275C su = 0.8 g/cm

3.

Gasoil : nombre con el que se designa la mezcla formada por hidrocarburos que posen entre16 y 18 tomos de carbono. Es ms denso que los anteriores ( = 0.9 g/cm3) y su aspecto esoleoso. Destila entre 275 y 325C.

Por la base : Petrleo reducido : es el residuo que no destila.

Se separa por la base de la columna, consiste en mezclas de fueloil y asfalto.El fueloil se utiliza para obtener aceites lubricantes.II etapa : el petrleo reducido se calienta en un horno tubular y sus vapores pasan a unalambique al vaco de donde se obtiene:

gasoil pesado destilado parafnico aceites lubricantes (livianos, medios y pesados)

asfalto o alquitrn (polmero de alta viscosidad) que se utiliza para pavimentos,impermeabilizar techos y caeras.

Principales fracciones del petrleo

Fraccin N de tomosde CRango de Ebullicin

( C ) 1 a t mUsos

gas 1-4 0-30 combustible gaseoso

ter de petrleo 5-7 30-60 solvente

Ligrona 6-8 60-100 solvente

nafta 6-9 70-150 combustible para motores

Querosene 10-16 175-275combustible para aeronaves y

calefaccin.

Es posible regenerar el petrleo por combinacin de estos hidrocarburos? Por

u?


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Gasoil 16-18 275- 325 combustible diesel

aceites 18-20aceite lubricante, reserva

para cracking .

Cera parafnica 20-40 vela, papel encerado

Residuo sobre 40 alquitrn

Gas

Naft aliviana

Naft apesadareformada

Kerosenerefinado

Gasoil

Fueloil

Residuo

Gas degar ra fa

Indust riapet roqumic a

Pint uras ,sol vent es

Calefacci ndomst ica

Ceras,parafina,

papelencerado

Aceit eslubricant es

Asf alt os

Naft a par aaut os

Combust iblespara t urbinas

Calefaccin

Mot ores d iesel (camiones,colect ivos,

t ract ores, loc omot ora s, et c)

Pueden ver una interesante animacin en Howstuffworks, how oil refining Works (vaseenlaces sugeridos)


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5.6 Cracking (destilacin destructiva)Consiste en la transformacin cataltica de productos provenientes del fuel en hidrocarburos demenor nmero de tomos de carbono, con el propsito de aumentar rendimiento en naftas.Las arcillas que se emplean como catalizadores, llamadasbentonitas , son silicatos de aluminio yde magnesio (Al2O3.MgO.SiO2). Se introducen en la cmara de cracking, finamente divididas,para aumentar la superficie de contacto. Esto permite reducir la temperatura a valores queoscilan entre 450 a 540 C.Con el tiempo, la superficie de estas arcillas se va obturando pues las fracciones ms pesadas seadsorben sobre la superficie del catalizador y pueden llegar a envenenarlo, requirindose unaetapa de regeneracin que se realiza en una cmara de combustin.El craqueo se realiza a una presin de trabajo de 2,4 atm.Una vez finalizado el cracking la mezcla de hidrocarburos se dirige a una cmara de expansin ya continuacin a una torre de destilacin obtenindose:

vapor de nafta, e hidrocarburos gaseosos, por la parte superior o cabeza,

gasoil cataltico liviano, por el medio, gasoil cataltico pesado, por la parte inferior o cola, que deben ser sometidos a un proceso derefinacin.

El residuo carbonoso resultante es el coque de petrleo utilizado en la elaboracin deelectrodos, preparacin de carburo de calcio y en la industria siderrgica.


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Cuando el petrleo tiene un bajo contenido en nafta, (por ejemplo en nuestro pas) es imperativo recurrir a este proceso, gracias al cual el rendimiento puede alcanzarhasta el 50%.

5.7 - Su majestad: la nafta

Has recorrido un largo camino muchacha

Hasta 1895, ao en que aparecieron los primeros automviles, la nafta no era de utilidad,y por este motivo se la quemaba. Sin embargo, a principios de siglo no siempre era buena,

por las limitaciones tcnicas de la poca

Sabas que el primer auto masivo fue el Ford T tambin llamado Tin Lizziey fue introducido en el mercado en 1908 por Henry Ford quien lo llam elauto de las grandes multitudes? Fue l quien dijo la siguiente frase:Haremos lo necesario para que cada ciudadano tenga el auto que desee,

siempre que sea un Ford T negro.

Es un lquido incoloro, formado por una mezcla de hidrocarburos de 6 a 9 tomos decarbono que destila entre 60 y 150 C.En el petrleo crudo se encuentra en un 25-30%, pero como dijimos el producto de la primeradestilacin es de baja calidad. Por esto los cientficos, mediante distintas tcnicas, han tenidoque producir ms naftas y de mejor calidad.Cualquiera sea el proceso utilizado para su obtencin debe ser sometida a refinacinfundamentalmente para eliminar compuestos de azufre que pudieran existir y que durante lacombustin produciran xidos de azufre altamente corrosivos.Es el combustible ms usado de los motores a explosin. Ingresa al carburador donde esatomizada en forma de gotas pequeas que se evaporan fcilmente y sus vapores se mezclancon el comburente (el oxgeno del aire) en una proporcin adecuada. Estos gases, transportadospor una bomba de nafta o turbo, pasan a los cilindros y entran combustin.Los motores de los autos se denominan de explosin o de combustin interna, debido a que elcombustible se quema en su interior. Los motores Otto o nafteros constan de cuatro etapas omovimientos llamadostiempos :

1. admisin

2. compresin

3. expansin

4. escape .1. Cuando el pistn desciende, se abre la vlvula de admisin y aspira la mezcla de aire y nafta

del carburador.2. La vlvula se cierra, el pistn sube y la mezcla se comprime.3. Cuando el pistn se halla en la posicin superior (compresin mxima) la buja produce una

chispa que da lugar a la explosin de la mezcla, que provoca la expansin de los gases


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empujando el pistn hacia abajo. Esto permite mover el cigeal, que a su vez acciona lasruedas, es decir, se transforma parte de la energa calrica en trabajo mecnico.

4. Finalmente, por inercia del volante el pistn vuelve a subir y se produce el escape de losgases (CO2 y vapor de H20), a travs de la vlvula de escape.

Nmero de octanosIlustracin n-heptano Yo, el peor de todos

Cuando la cantidad de nafta succionada no est en proporcin adecuadacon el aire se produce una disfuncin que requiere la puesta a punto, esdecir regular la entrada de nafta al carburador.

Estos motores tienen un rendimiento muy bajo que alcanza entre el 20 y 25%aproximadamente, quiere decir que slo la cuarta parte de la energa calrica setransforma en energa mecnica.

La explosin dentro del cilindro debe ser suave y regular, para evitar daos en elmotor.A la vibracin o golpeteo del pistn que se produce por una combustin fuera de tiempo de lamezcla de vapores de nafta y de aire en el interior del cilindro la llamamos golpeteo odetonacin .Para analizar la causa de este inconveniente debemos remitirnos a la estructura de loshidrocarburos que forman la nafta, que pueden ser lineal o ramificada.Por ejemplo el 2,2,4-trimetilpentano (tradicionalmente llamado isooctano) se puede considerarcomo un excelente combustible, ya que slo explota al producirse la chispa.Los vapores del n-heptano, de cadena lineal, explotan espontneamente al ser comprimidos.Esto provoca una detonacin fuera de tiempo, es decir, una mala coordinacin del movimientode los pistones, llegando a oponerse unos a otros.Hace 50 aos surgi la necesidad de definir la calidad de la nafta se lo llam ndice de octanos u octanaje .

Como el heptano es el peor de todos los hidrocarburos que forman la nafta se le asign unoctanaje igual a 0.

Por el contrario, el llamado isooctano (podras representarlo?) que slo combustiona poraccin de la chispa, tiene un valor de 100 octanos.

Para determinar el octanaje de una nafta desconocida, se colocan en sendos motores de pruebala nafta y otra cuyo porcentaje de heptanos e isooctano sea conocida, se evala el rendimientocomparativo del primero con el segundo y se clasifica de acuerdo con los resultados obtenidos.Si una nafta tiene un octanaje de 80, significa que tiene un rendimiento igual al de una mezclaque posee un 80% de isooctano y 20% de heptano lineal, no se puede afirmar que la composicinsea exactamente esta sino que su comportamiento es comparable.Podemos asegurar que una nafta esta compuesta por dos sustancias nada ms?


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Los pistones se lubrican para evitar que, al daarse las juntas, se mezclen el aceite y lanafta. Esto se percibe por la aparicin de humos blancos constantes en el cao de escape y

provoca el deterioro del motor, que puede llegar a fundirse.

Representacin por modelo de palitos Metil terbutil ter (MTE)

Dijimos antes, que las naftas luego de la destilacin no tienen unacalidad superior a un octanaje de 40 - 60. Cmo podemos llegar aalcanzar valores de 90 octanos?Es posible que en la actualidad hayan escuchado hablar de combustiblesque exceden los 100 octanos, cmo es posible? Se han elegido otros dos

hidrocarburos patrn el 2,2-dimetilbutano y el 2,2,3-dimetilbutano a los que se les atribuye elndice de octano de 114 y 115 respectivamente.Los investigadores proponen el agregado de aditivos, como el tetraetilplomo ; pero esteantidetonante origina depsitos de PbO sobre las bujas, y las paredes del cilindro lo que

produce deficiencias en la chispa. Para eliminarlos se agrega bromuro de etilo que al reaccionarcon el plomo forma tetrabromuro de plomo voltil, que sale por el cao de escape al aire.Las acciones perjudiciales del plomo las trataremos ms adelante, sin embargo cabe agregar queen la actualidad se trata de no utilizar este tipo de antidetonantes por el alto grado detoxicidad, ya que contribuye a la contaminacin atmosfrica1.Otra opcin es agregar compuestos aromticos o alquenos. Pero si la combustin es incompletapueden formarse productos de oxidacin intermedia muy nocivos.Uno de los aditivos ms aceptado es el metil terbutil ter, del que no se conocen peligrospotenciales.Otra forma de aumentar el nmero de octanos es por medio del reforming, o sea transformar las

molculas de tal manera que sean lo ms ramificadas posibles. Motores Diesel

Este tipo de motores se conocen con el nombre de gasoleros y tienen como diferenciafundamental que la combustin se produce a volumen constante y no a presin constante. Surendimiento es muy superior al de los motores de nafta, llegando alcanzar hasta el 40%, si biense dice que son motores lentos2. Su grado de compresin es muy alto, alcanza valores de 14:1.Presentan como los anteriores cuatro tiempos pero difieren en las caractersticas de estascuatro fases:

1. En la primera fase se absorbe en la cmara de combustin el aire.2. Compresin: se comprime el aire hasta un mnimo, lo que provoca un aumento de la

temperatura hasta valores superiores a los 400 C como consecuencia de la compresin.Al final de esta fase el combustible vaporizado se inyecta dentro del cilindro y ardeinmediatamente al entrar en contacto con el oxgeno del aire a tan alta temperatura.

3. Fase de potencia: el mbolo es desplazado hacia atrs, como consecuencia de los gasesformados.

1 El plomo t iene un nmero considerable de efect os t xicos, como por ejemplo la inhibicin de la snt esis de hemoglobina. Tambin t iene efect os adversos sobre el sist ema nervioso cent ral y perifrico y los r iones.2 en referencia a las velocidades de cigeal de 10 0 a 750 rpm (los motor es naft eros alcanzan valores de 20 0 0 a 50 0 0 rpm).


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4. Expulsin: salen de la cmara de combustin los productos formados.

5.8 - Final Actividades

Qu necesitamos?

Cmo se juega ?

Poligrama 3: Equipos de cinco alumnos: 4 jugadores y un juez. Un diagrama parcial para cada participante. Un diagrama completo para el juez.

1. Cada participante recibe un hoja con el poligrama a resolver, elque contiene algunas de las palabras que lo forman.

2. El primer jugador seala una fila y pide la definicin del trminoque corresponde a se lugar.

3. El participante cuyo diagrama contiene el vocablo solicitado,deber explicar las caractersticas que permitan al restoidentificarlo y en qu casillero (letra) comienza.

4. El juez indica si la definicin dada es correcta o no.5. En el primer caso, contina el juego el participante que acaba de

responder, sino, sigue preguntando el primer participante.6. El juego finaliza cuando alguno de los participantes completa su

diagrama.

5.9 Posdata: una amable lectura para compartir

5.9.1 Mquinas de combustin interna (sobre la base de Asimov, Isaac (1996, 2 edicin). Mquinas decombustin interna en Nueva gua de la Ciencia. Plaza y JanesEditores: Barcelona.)Aunque el petrleo dio paso a la electricidad en el campo de la iluminacin artificial, resultindispensable para otro adelanto tcnico que revolucion la vida moderna tan profundamentecomo cuando aparecieron los aparatos electrodomsticos. Esta innovacin fue la mquina decombustin interna, llamada as, porque en su interior hay un cilindro, en el que se quema elcombustible de tal forma que los gases mueven directamente el pistn. Por lo general, las

mquinas de vapor son de "combustin externa", pues el combustible arde en sus partesexteriores, y el vapor as formado pasa entonces al cilindro por diversos conductos.El automvilEste artificio compacto, movido por las pequeas explosiones provocadas dentro del cilindro,permiti aplicar la fuerza motriz a vehculos menores, para los cuales no resultaba funcional lavoluminosa mquina de vapor. No obstante, William Murdock, un socio de James Watt, decidi

3 Adapt acin del crucigrama, Guyaycochea y ot ros , CEQ I, 198 6


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construir un "carruaje sin caballos" movido por vapor4, en 1786. Un siglo despus, el inventoramericano Francis Edgar Stanley dise la famosaStanley Steamer , que compiti con losprimeros carruajes provistos de motores de combustin interna. Sin embargo, el futuroperteneca a estos ltimos.A principios del siglo XIX, antes de que se generalizara el uso del petrleo, se construyeronalgunas mquinas de combustin interna. stas utilizaban como combustible vapores detrementina y no dejaron de ser una curiosidad hasta que empez a emplearse la nafta,combustible cuya explotacin result rentable y abundante hasta nuestros das. En 1860, elinventor francs tienne Lenoir construy el primer motor prctico de combustin interna y, en1876, el tcnico alemn Nikolaus August Otto dise un motor de "cuatro tiempos ", con un slocilindro.El ingeniero escocs Dugald Clerk agreg inmediatamente una mejora. Incorpor un segundocilindro de forma que trabajara un pistn mientras el otro estaba en estado de recuperacin:ello dio ms equilibrio a la produccin de fuerza. A1 aadir despus otros cilindros (se hallegado a fabricar motores de ocho cilindros), aument la armona y la potencia de ese"mecanismo compensador". En la actualidad el nmero de cilindros ms comn es cuatro, losque resultan suficientes debido a las mejoras introducidas en los sistemas de refrigeracin -aire

y agua-. El desarrollo tecnolgico se volc a incrementar el nmero de vlvulas, a tres o cuatropor cilindro; dos de admisin y una de escape o dos de admisin y dos de escape,respectivamente.La ignicin de la mezcla nafta - aire en el momento preciso plante un problema. Se emplearon

toda clase de ingeniosos artificios, pero en 1923 se le dio una solucin general con laelectricidad que proviene de una "batera acumuladora". sta, como cualquier otra, produceelectricidad a partir de una reaccin qumica, pero se recarga envindole corriente elctrica endireccin opuesta a la de descarga. Un pequeo generador, movido por el motor, suministra esacorriente inversa.EI tipo ms comn de batera tiene placas alternas de plomo y xido de plomo (IV) sumergido ensolucin de cido sulfrico inventada por el fsico francs Gaston Plant en 1859 y modernizadaen 1881 por el ingeniero estadounidense Charles Francis Brush. Desde entonces se haninventado otras bateras ms resistentes y compactas, como la de nquel - hierro, ideada porEdison hacia 1905, pero ninguna de ellas cuales ha podido competir en economa con la baterade plomo.Para elevar el voltaje de la corriente elctrica se emplean transformadores denominados"carretes de induccin" y ese voltaje acrecentado proporciona la chispa de ignicin que salta enlos electrodos de las bujas.Una vez que empieza a funcionar el motor, la inercia mantiene en movimiento los cilindros,pero para hacerlo arrancar es preciso recurrir a la energa externa. Primeramente se hizo confuerza muscular, por ejemplo, girando la manivela del automvil, o tirando de un cable en losmotores fuera de borda de las lanchas y las mquinas cortadoras de pasto que an hoyexisten. E1 "arranque automtico" en los automviles modernos se hace gracias a la batera, queprovee la energa necesaria para que un motor elctrico, llamado burro de arranque permitalos primeros movimientos del motor.En 1885, los ingenieros alemanes Gottlieb Daimler y Karl Benz construyeron,independientemente, el primer automvil funcional. Pero lo que en realidad populariz alautomvil como medio de transporte fue la "produccin en serie".

4 Entindase aut omviles pr imitivos.


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E1 primer promotor de esa tcnica fue Eli Whitney, quien merece ms crdito por ello que porsu famoso invento de la mquina desmotadora de algodn. En 1789, el Gobierno Federal deE.E.U.U. contrat a Whitney para la fabricacin de caones destinados al Ejrcito. Hastaentonces se haban fabricado esas piezas individualmente, es decir, proveyendo a cada una consus propios y particulares elementos. Whitney ide un medio para universalizar esos elementos,de modo que cada uno fuera aplicable a cualquier can. Esta innovacin tan simple -

fabricacin en serie de piezas intercambiables para cualquier tipo de artculo- fue determinanteen la produccin industrial masiva de nuestros das.E1 ingeniero estadounidense Henry Ford fue quien por primera vez explot a fondo esteconcepto. En 1892 construy su primer automvil, un modelo de dos cilindros. Desde 1899 sedesempeo como ingeniero jefe de la "Detroit Automobile Company" empresa que pretendaproducir vehculos a gusto de cada cliente. Como Ford tena otras ideas, dimiti en el ao 1902,para emprender por su propia cuenta la produccin masiva de automviles. Siete aos despuslanz el modelo Ford-T y, en 1913, empez a fabricar autos en serie, tomando como pauta elplan Whitney. Por la misma poca (1900), el fabricante de automviles Ransom E. Olds habaaplicado ste sistema, sin embargo al perder el apoyo financiero, slo Ford pudo llevar adelantesu emprendimiento.

Ford descubri que poda acelerar la produccin empleando obreros que hicieran siempre elmismo trabajo especializado, con ininterrumpida regularidad, como si fueran mquinas. Esto seconoci como "cadena de montaje". Los operarios incorporaban las piezas producidas a unaestructura que pasaba ante ellos, sobre una correa sin fin, por el extremo sala el automvilterminado, despachaban as coche tras coche, cada uno exactamente igual al anterior y todosellos construidos con piezas idnticas. Con las nuevas tecnologas, fue tambin posible lanzar almercado piezas de repuesto en cantidades prcticamente ilimitadas.Este nuevo sistema ofreci dos ventajas econmicas: salarios elevados para el obrero yautomviles asequibles a precios sorprendentemente bajos.El mismo ao en que puso en prctica este modelo industrial, la Ford Motor Company fabricabamil unidades por da y antes de que se discontinuara el modelo, en 1927, se haban producidoquince millones de autos y su precio haba descendido a 290 dlares. Entonces naci la pasinpor el cambio anual de coche, y Ford adhiri al inevitable desfile de variedades e innovacionessuperficiales, que decuplicaron el precio de los automviles y privaron a los norteamericanos delas ventajas de la produccin masiva.Por otro lado en 1892, el ingeniero mecnico alemn Rudolf Diesel introdujo una modificacinen el motor de combustin interna, que entra simplificaciones mecnicas y economa decombustible. Someti a muy alta presin la mezcla de combustible aire, de modo que el calorgenerado por la compresin fue suficiente para inflamarla. El "motor Diesel" permiti emplearproductos destilados del petrleo difcilmente volatilizables. Como la compresin era aqu muyelevada, fue preciso construir un motor mucho ms slido y pesado que el de nafta. Cuando en1920, se desarroll un sistema adecuado de inyeccin de gasoil, ste fue adoptado sin discusin

para los camiones, tractores, autobuses, barcos y locomotoras, convirtindose en el rey deltransporte pesado.Los combustibles Diesel son comprobados respecto del retraso de ignicin despus de lacompresin (un retraso demasiado grande resulta indeseable) respecto de un hidrocarburollamado cetano , que contiene 16 tomos de carbono en su molcula en relacin de las 8 quetiene el isooctano. Por lo tanto, para los combustibles Diesel se habla de nmero de cetano.


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5.9.2 Aos de Plomo(sobre artculos aparecidos en los suplementos Humus N

30, set. 1994 y Humus N 52, julio 1996.)

En los EE.UU, los valores admitidos para ellmite de toxicidad del plomo se han idomodificando en los ltimos 30 aos, tal comopuede apreciarse en el siguiente grfico.Acaso el plomo cuadruplic su nocividad desde1970 hasta 1986?O tal vez se haba subestimado los efectos delplomo en los organismos y finalmente en el 89se descubri su toxicidad absoluta?Elumbral 0 implica que no existe lmite seguropara el plomo en la sangre . Siempre hace dao

aunque sea no rastreable.El plomo se puede incorporar de dos maneras: por inhalacin del aire o por consumo productoscontaminados, y se acumula con preferencia, en los huesos, riones y sistema nervioso central,provocando alteraciones nerviosas de tipo funcional y aumento de la presin arterial.La intoxicacin con plomo puede seraguda (propia de la actividad laboral) o crnica (causadapor el aire contaminado de las ciudades) y sus efectos, en ambos casos, dependen de laintensidad y duracin de la exposicin y del individuo afectado.En mujeres embarazadas, el plomo atraviesa la barrera placentaria y altera el desarrollo delsistema nervioso fetal. Los nios pueden evidenciar reduccin de su coeficiente intelectual ydiversas anormalidades sensorio - motoras.

El metal puede interferir tambin el metabolismo de la vitamina D.

Analicemos la evolucin del plomo y otros aditivos en los ltimos 70 aos.En la dcada del 20 las naftas contenan 0.84 g de tetratetil plomo (TEP)/litro.Paralelamente una mdica norteamericana, Alice Hamilton, denunciaba la toxicidad de esteaditivo, enumerando precisamente las secuelas que se esgrimieron para su prohibicin ms demedio siglo despus.Sin embargo, durante aos la tecnologa (diseo de motores, tcnicas de refinacin decombustibles) se bas en el agregado de este aditivo econmico, que permita el uso de

fracciones de bajo octanaje para obtener otras de mejor calidad.Aunque la fabricacin de acumuladores, pinturas y esmaltes, aleaciones, etc. provoca emisinde plomo hacia el ambiente, la mayor proporcin del metal liberado en atmsferas urbanasproviene de la combustin de motonaftas adicionadas con TEP.Los filtros y el sistema de escape retienen parte del plomo, pero alrededor del 75 % del metalcontenido en el aditivo alcanza el exterior como clorobromuro de plomo, disperso en los gasesproducidos durante la combustin.

1970 1975 1985 19861989

C10

1020304050

60

m i c r o g r a m o s

/

1 0 0 m

l d e

s a n g r e

aos

Variacin de la concentracinadmitida de Pb en sangre.

Serie1


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El tamao del material particulado es variado. Las partculas ms voluminosas sedimentanrpidamente, mientras que las pequeas forman un aerosol que permanece en suspensin,recorriendo considerables distancias antes de depositarse, cuando forma agregados ocasionaleso por accin de la lluvia. Finalmente, tanto el suelo como los cursos de agua resultancontaminados con plomo, que luego ingresa a los seres vivos.En la mayora de los pases desarrollados la tendencia es reducir el contenido de plomo de loscombustibles. La concentracin lmite de TEP permitida en naftas con plomo es 0,0026 g/L.En la Capital Federal los valores lmites de TEP fluctan entre 0,04 - 0,85 g/L.Las variaciones registradas dependen de:a) la marca (costos, margen de ganancia, etc.)

b) el octanaje original de la fraccin que genera la nafta,c) la poca del ao en que se ha efectuado el muestreo, etc.Un estudio llevado a cabo por un equipo perteneciente al Departamento de Fsica de la ComisinNacional de Energa Atmica, seala que en la Capital Federal -durante las horas pico- se excedelargamente la mxima concentracin permisible (1 g Pb/m3) establecida en la ordenanzaMunicipal N 39.025/83 (Cdigo de Prevencin de la Contaminacin Ambiental).Sin embargo, la disminucin de la concentracin de plomo slo se produjo, cuando las empresashallaron sustitutos econmicamente viables.Las naftas sin aditivos no alcanzan buenos valores de octanaje, para lograrlos se requierencambios:

estructurales : isomerizacin, alquilacin, craqueo, reforming, etc. en su formulacin : por agregado de pequeas cantidades de metilterbutilter.

En nuestro pas, a partir de 1992 se introdujeron las denominadas naftas ecolgicas . Lasempresas petroleras lderes les adjudican la virtud de no afectar el ambiente por su bajo o nulo

contenido de plomo.Como ya dijimos el reforming mejora el octanaje pero como contrapartida aumenta elcontenido de productos aromticos (benceno, xileno, tolueno, etc.) en el combustible tratado,todos ellos txicos, y el benceno - adems - cancergeno.


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Esquema de reactores de reforming

Aunque las compaas no admiten utilizar el reforming, un estudio realizado por la UniversidadTecnolgica Nacional seal que el contenido de compuestos aromticos de las naftas sin plomocomercializadas en la Argentina supera el de los combustibles tradicionales en 15 a 17 %.Los ltimos modelos de la industria automotriz estn provistos de un catalizador que reduce lasemisiones txicas a un mnimo, pero se debe ser cuidadoso, ya que el uso de naftas con plomo loenvenena.No obstante, aunque se elimine el plomo y se usen tecnologas limpias quedan cantidadesatroces de otros contaminantes provenientes de la combustin (por ejemplo: CO, NOx), por loque no corresponde hablar de naftas ecolgicasComo ciudadanos responsables tenemos el derecho y la obligacin de conocer la composicin delas naftas que se expenden en nuestro territorio.


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5.9.3 La otra cara de la moneda : El plomo qued atrs (extrado d de YPF)

El uso de diferentes compuestos de plomo se implement durante aos. Sin embargo, diversascircunstancias ambientales hicieron que durante la dcada del 60 se reglamentara sobre lasemisiones de los vehculos a efectos de disminuir la toxicidad de los gases de escape.Las compaas automotrices buscaron la solucin, implementando, en el cao escape,convertidores catalticos que perdan efecto al ponerse en contacto con el plomo. EstadosUnidos fue el precursor seguido por Japn y Europa.

Para aumentar la relacin de compresinPosteriormente fue necesario que las nuevas naftas adems de no tener plomo, aumentaran suoctanaje para corresponderse con los motores de nuevo diseo, con elevadas relaciones decompresin. Dejado de lado el plomo, las investigaciones derivaron hacia compuestosoxigenados, tal como el MTBE entre otros, que son actualmente utilizados en lasnaftasreformuladas .

Qu cambi con la lnea YPF 2000?La ausencia de plomo no es el nico cambio. Para describir la lnea YPF 2000, cabe referirse anaftas reformuladas, cuyas caractersticas ms salientes son:

Eliminacin total del plomo. Limitacin de hidrocarburos aromticos. Limitacin de hidrocarburos olefnicos. Limitacin de azufre. Disminucin de las prdidas por evaporacin. Aumento de la calidad octnica. Agregado de derivados oxigenados. Agregado de aditivos multifuncionales.

Con esta lnea se respeta el medio ambiente y se mejora el funcionamiento de los motores. Setuvo en cuenta la creciente utilizacin de convertidores catalticos (catalizadores ) y del sistemade inyeccin.Beneficios de todo tipoEstas naftas dan ventajas a quienes las utilizan y a toda la poblacin:

Mejoran el octanaje.

Disminuyen el impacto ambiental. Reducen la formacin de depsitos en la cmara de combustin. Disminuyen la contaminacin de los lubricantes del crter. Aumentan vida til de las bujas. Son aliadas directas del sistema de inyeccin electrnica. Limpian del carburador, vlvulas e inyectores. Mejoran combustin.


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Permiten el uso de convertidores catalticos. Aumentan potencia disponible. Incrementan la capacidad de aceleracin. Optimizan la relacin rendimiento / consumo.

Estas naftas han sido ensayadas por los laboratorios independientes ms importantes del mundo,superando las mximas exigencias de calidad. Qu es un convertidor cataltico?Es un dispositivo ubicado en la salida del mltiple escape, que transforma los gases txicos deemisin -CO, hidrocarburos libres y NOx- en CO2 y H2O, al pasar aquellos gases por el catalizador.Este es un soporte de cermica, recubierto interiormente por metales nobles (platino y renio).Los catalizadores deben siempre usar nafta sin plomo, envenenndose y perdiendo su capacidadde procesamiento de gases con una sola carga de combustible con plomo.

Mitos sobre las naftasLas naftas sin plomo son todas iguales?

No, los distintos procesos a que son sometidos los crudos para la obtencin de [...] [nafta]s y elagregado de compuestos propios de cada empresa petrolera, hacen que las naftas seandiferentes.El plomo es contaminante?

S, altamente.Por qu las nuevas naftas son mucho menos contaminantes?

Por la eliminacin total de plomo y el agregado de compuestos oxigenados, los gases decombustin resultan menos txicos. La incorporacin de oxgeno a travs del MTBE permite unacombustin ms completa, disminuyendo significativamente la formacin de CO.

Por qu las nuevas naftas tienen olor ms fuerte ? Su olor es consecuencia de su composicin qumica balanceada, del agregado de compuestosoxigenados, como as tambin de aditivos multipropsito.Por qu las naftas actuales generan menos depsitos en el motor?

Al eliminarse el plomo no hay ms depsitos de sus sales. Adems los combustibles actualescontienen un paquete de compuestos que evitan la formacin de depsitos en el motor.Este combustible seca ms los sellos?

La composicin de las naftas actuales no genera ningn efecto perjudicial sobre sellos o gomas,siempre y cuando el diseo de las mismas se adecue a la calidad recomendada por la terminalautomotriz.Qu sucede con los gases de emisin cuando el vehculo no tiene convertidor cataltico?

En los procesos de combustin los hidrocarburos son transformados en CO2, H2O, NOx y CO, que se liberan a la atmsfera. Cuando el vehculo no tiene convertidor cataltico el CO ylos NOx son liberados al medio ambiente.Qu sucede con los gases de emisin cuando el vehculo tiene convertidor cataltico?

Los NOx se transforman en N2(g), inocuo, mientras que el CO y los hidrocarburos sin quemar danCO2 y H2O.


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Se agrega benceno a un combustible?

No. Este producto aparece en pequeas proporciones como consecuencia de reaccionessecundarias en los procesos de obtencin de naftas y se encuentra en tenores muy bajos, Losvalores de benceno de nuestras naftas estn por debajo de los propuestos en Europa para el ao2000.El convertidor cataltico acta sobre el benceno?

S, convirtindolo (al igual que a sus derivados) en CO2 y H2O.Las naftas actuales se evaporan ms que las anteriores?

No. Estos combustibles tienen una composicin qumica balanceada, donde los compuestosvoltiles estn limitados para favorecer la puesta en marcha del motor en fro y reducir lacontaminacin ambiental.Por qu el cao de escape aparece de color negro, en lugar del gris claro que antes seobservaba ?

El color gris claro se deba a las sales de plomo que se depositaban en cao de escape. Losnuevos combustibles no dejan residuos y el color negro es el holln tpico de la combustin.

5.10 Enlaces sugeridos Craig C. Freudenrich, Ph.D How oil refining Works? athttp://science.howstuffworks.com/oil-refining4.htm [fecha de ltima consulta: 26 de marzo de2008]Formacin y refinacin del petrleo, disponible enhttp://www.deciencias.net/proyectos/consumer/mambiente/petroleo.swf [fecha de ltimaconsulta: 26 de marzo de 2008]

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