Combustibles Fósiles (QM28 - PDV 2013)

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2013 COMBUSTIBLES FÓSILES QUÍMICA MENCIÓN QM-28 Estación de bombeo Petróleo bruto Agua Depósito Depósito Separador de gas y petróleo Torre de fraccionamiento Refrigerador Gases ligeros Gasolina Kerosene Éter de petróleo Brea y alquitrán Gasóleo (combustible para motores diésel) Alambique Aceites lubricantes Ceras y parafinas

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2013

COMBUSTIBLES FÓSILES

QUÍMICA MENCIÓN

QM-28

Estación de bombeo

Petróleo

bruto

Agua

Depósito

Depósito

Separador de

gas y petróleo Torre de

fraccionamiento

Refrigerador

Gases

ligeros

Gasolina

Kerosene

Éter de petróleo

Brea y alquitrán

Gasóleo

(combustible

para motores

diésel)

Alambique

Aceites

lubricantes

Ceras y

parafinas

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PETRÓLEO

El petróleo es una mezcla líquida, aceitosa, menos densa que el agua, inflamable, apolar, de color

variable que va del amarillo pardo al negro y que se encuentra normalmente en yacimientos

subterráneos, tanto bajo de la superficie de la tierra como fondos marinos. El petróleo es una

compleja mezcla que se compone fundamentalmente de hidrocarburos y otros compuestos de

Carbono que contienen Nitrógeno, Azufre y Oxígeno, así como también cantidades traza de

Níquel, Vanadio y otros elementos metálicos.

La palabra petróleo, proviene de las voces latinas petra y oleum, que significan piedra y aceite,

no porque sea aceite de piedra, sino por estar aprisionado entre ellas.

El gas natural y el petróleo están formados probablemente por descomposición de materiales

orgánicos de origen marino ubicados en los intersticios de rocas granulares (calizas y areniscas)

de los estratos superiores de la Tierra.

ORIGEN

La formación de petróleo se asocia al desarrollo de rocas sedimentarias depositadas en ambientes

marinos o cercanos al mar y ocurre por la descomposición de restos de microorganismos,

animales y plantas, los cuales que bajo condiciones de alta presión y temperatura, perdieron

oxígeno y concentraron carbono e hidrógeno.

El petróleo no se encuentra distribuido de manera uniforme en el planeta, para su formación es

necesario que se den tres factores:

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COMPOSICIÓN

El Petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos de distinto peso molecular, su composición

es variable, entre otros, hidrocarburos saturados, derivados del eteno, derivados del etino,

cicloalcanos, derivados del benceno, compuestos orgánicos oxigenados, sulfurados y

nitrogenados.

Elemento % Peso

Carbono 84 – 87

Hidrógeno 11 – 14

Azufre 0 – 2

Nitrógeno 0,2

La composición también varía de acuerdo al lugar de origen:

Petróleos americanos: hidrocarburos de cadena abierta (alifáticos).

Petróleos de Pensilvania: hidrocarburos saturados (alcanos de 1 a 40 carbonos)

Petróleos de Canadá: hidrocarburos no saturados.

Petróleos rusos: hidrocarburos cíclicos, con 3, 4, 5, ó 6 átomos de carbono en cadena

abierta o cerrada.

Petróleos de Medio Oriente: Con gran presencia de sulfuros orgánicos.

Dentro de los compuestos NO hidrocarbonados, la mayor cantidad de ellos son compuestos

azufrados (mercaptanos y sulfuros de dialquilo volátiles) con desagradables olores. En tanto, la

gran mayoría de compuestos nitrogenados corresponden a heterociclos como la piridina y metil

piridina. Los compuestos oxigenados no superan el 0,05% en abundancia y corresponden

fundamentalmente a fenoles (cresoles), ácidos nafténicos (ácidos orgánicos cíclicos) y ácidos

grasos.

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EXPLORACIÓN

A pesar de los avances tecnológicos y la inversión en desarrollo científico, no se ha conseguido

hallar un método que permita dilucidar con certeza la ubicación de petróleo. Aún se hace

imperiosa la necesidad de prospección a través de la perforación de pozos exploratorios.

Una de las herramientas previas a la perforación es la construcción de mapas de afloramientos,

mapas topográficos y mapas del subsuelo, que permiten explorar geológicamente la composición

de las rocas en las cuales probablemente se encuentre ocluido el petróleo.

Estudios sísmicos, magnetométricos e incluso paleontológicos constituyen la batería de análisis

necesarios para ubicar positivamente una fuente petrolera.

Hasta la fecha el método denominado “del sondeo”, es el mas efectivo para asegurar la existencia

de un pozo.

EXTRACCIÓN DEL PETRÓLEO

Sacar petróleo de las entrañas de la Tierra es más fácil que

extraer carbón. Para extraer el petróleo se perfora un pozo

sobre el yacimiento. Al principio la presión de los gases

dentro del petróleo hacen que este fluya de manera

autónoma, cuando esto no ocurre el petróleo es bombeado

a la superficie y el pozo es rellenado, principalmente con

agua o gases.

Luego se traslada el petróleo mediante tuberías (oleoductos) a una estación de "limpiado", donde

se le extrae primero el metano y los gases licuados (estabilización) y luego el sulfuro de hidrógeno

(stripping), después el petróleo es transportado a refinerías donde se separan los componentes

útiles. Antes de la refinación el petróleo es llamado crudo y se mide en barriles que contienen 160

litros aproximadamente (158,9 L).

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CRUDO (petróleo líquido)

Cada yacimiento de petróleo está constituido por una mezcla de miles de hidrocarburos

diferentes. De los más de 1.500 campos petrolíferos conocidos, no se han encontrado aún dos

crudos exactamente iguales.

Los estándares de calidad permiten clasificar los crudos de acuerdo a diversos parámetros como

por ejemplo “gravedad”. Así la graduación API (American Petroleum Institute) agrupa los crudos

en “ligeros”, “medios”, “pesados” y “extrapesados”, el grado API se relaciona de manera inversa

con la densidad del crudo. Los refinadores lo clasifican también como “dulces” (aquellos con poco

azufre) y “ácidos” (gran contenido de azufre).

Graduación API:

Crudos livianos mayor graduación API > 31º API

Crudos medios graduación entre 22,3º y 31,1º API

Crudos pesados graduación entre 10º y 22,3º API

Crudos extrapesados (bitúmenes) < 10º API

REFINACIÓN DEL PETRÓLEO

Cuando se ha extraído y transportado (vía

marítima o por oleoductos) a tierra firme, el

petróleo se traslada hasta las refinerías para su

procesamiento. Aquí prácticamente lo que se hace

es cocinarlo. Por tal razón es que al petróleo

también se le denomina "crudo".

El crudo entra en estado vapor a la torre de

fraccionamiento (torre de destilación), y asciende

de modo tal que en la medida que asciende; se

enfría y condensa. Así los vapores

sobrecalentados se recogen en la parte superior

de la torre.

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Así se obtienen de mayor a menor altura:

PRODUCTO INTERVALO DE TEMPERATURA EBULLICIÓN

APLICACIONES

FRACCIONES LIGERAS

Gas de refinería <20ºC Combustible para la refinería

GLP <20ºC Calefacción doméstica e

industrial

Gasolina 40-150ºC Carburante para automóviles

Nafta pesada 150-200ºC Materia prima para productos

químicos, disolventes.

FRACCIONES MEDIAS

Queroseno 170-250ºC Lámpara de alumbrado

carburante para turborreactores

Gas Oil 250-320ºC Carburantes para motores diesel,

calefacción doméstica

FRACCIONES PESADAS

Fuel Oil ligero 340-4001C Combustible para buques,

locomotoras, etc.

Fuel Oil pesado 400-500ºC Materia prima para lubricantes,

ceras, cremas y aceites.

Asfalto >500ºC Pavimentación, techado, impermeabilización, etc.

Como resultado de la destilación del petróleo se obtienen entre otros, propano, butano, gasolina,

keroseno, diesel, aceites lubricantes y asfalto. Sin embargo, el aumento de la demanda mundial

obligó a que el proceso de producción de petróleo se hiciese más efectivo, o sea, que se obtuviese

más proporción de combustibles y menos de productos desecho o derivados de poco valor

comercial.

Refinación resumida (derivados del petróleo)

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AUMENTO EN LA EFICIENCIA PROCESO DE CRACKING EN EL PETRÓLEO

Consiste en transformar moléculas más pesadas del petróleo, en otras más ligeras con puntos de

ebullición más bajos, comprendidas dentro de los límites de la gasolina.

Las fracciones más altas se calientan bajo presión con catalizadores, con lo que se rompen las

moléculas grandes, originando otras más pequeñas y volátiles. Su finalidad es generar los

productos más demandados y rentables de la refinación.

ISOMERIZACIÓN

Reorganización de las cadenas de carbono lineales en otras ramificadas. Se usa para convertir

gasolinas de bajo octanaje en gasolinas de alto octanaje.

La isomerización transforma una cadena lineal de hidrocarburo en otra ramificada,

haciendo más gradual y eficiente la combustión de la gasolina.

ALQUILACIÓN EN EL PETRÓLEO

Consiste en unir alcanos ramificados con alquenos pequeños para obtener moléculas muy

ramificadas altamente antidetonantes (de alto octanaje).

OCTANAJE DE LAS GASOLINAS

Una gasolina de buena calidad debe cumplir entre otras cosas con las siguientes características:

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En 1927 se estableció un estándar arbitrario de desempeño de las gasolinas, llamado índice de

octano.

La detonación es la inflamación anormal que se produce cuando hay reacciones en cadena a

velocidades explosivas, mayores que las de combustión. Debido a esto el pistón del motor recibe

un golpe brusco y puede dañarse. Se verificó experimentalmente que los alcanos lineales

producen este tipo de detonación, mientras que los alcanos ramificados y aromáticos generan

detonaciones suaves.

El índice de octano es una medida de la calidad de una gasolina, respecto a su capacidad

“antidetonante”. Dicho de otro modo, la mejor combustión con el consiguiente menor daño al

motor indica una gasolina de calidad deseada. Así, una gasolina con un índice de octano alto

genera una combustión, más suave y efectiva.

El índice de octano es una medida basada en dos parámetros extremos el n-heptano y el isoctano

(2,2,4-timetilpentano). El n-heptano representa el 0 y el isoctano es el 100 (antidetonante). Por

lo tanto, si una gasolina presenta un índice de octano 85 significa que se comporta igual que una

mezcla de 85 % isoctano y 15% n-heptano, aún cuando no contenga n-heptano ni isoctano.

n-heptano Isoctano

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ELEVADORES DEL OCTANAJE

Se descubrieron ciertas sustancias químicas que al añadirse en pequeñas cantidades a la gasolina

mejoraban considerablemente sus cualidades antidetonantes, es el caso del compuesto tetra etil

plomo que agregado en un 0,1% (1 mL en 1 litro) aumenta el índice de octano en 10 o más

puntos.

Al principio el elevador de octanaje más usado fue el tetra etil plomo, pero se dejó de usar pues

emitía plomo tóxico a la atmósfera, desde entonces se utilizan algunos como el diterbutil éter,

etanol o benceno.

Tetra Etil Plomo

Diterbutil éter Etanol

ÍNDICE DE CETANO

Los motores Diesel comprimen solo aire, elevando la temperatura de éste hasta valores entre 480º-

540º C. Casi al final de la compresión se inyecta el combustible, que se inflama espontáneamente.

El combustible para motor Diesel no necesita ser volátil, siendo generalmente la fracción que

hierve entre el queroseno y los aceites lubricantes. Debido a la diferencia en el funcionamiento del

motor, los carburantes de índice de octano elevados son aquí peores que los de índice bajo,

expresándose la calidad del carburante para Diesel mediante el índice de cetano o cateo, referido

a una mezcla de cetano (n-C16H34) de valor 100 y metil-naftaleno de valor 0.

Alfa metil naftaleno

Cetano

Muchos motores Diesel de automóviles exigen un índice de cateo superior a 45, vemos pues, que

las características más adecuadas para el carburante de un motor a explosión y de un motor

Diesel son totalmente distintas.

EL PETRÓLEO EN CHILE

En 1893, exploradores franceses llegaron hasta Magallanes, convencidos de que era factible

encontrar petróleo en Tierra del Fuego y en la Isla Dawson. Años más tarde, un trabajador de la

Hacienda Fiscal de Agua Fresca descubrió por casualidad la existencia de combustibles fósiles en

río Canelos, a 30 kilómetros de Punta Arenas. La primera perforación en suelo magallánico con

fines exploratorios se llevó a cabo en 1907, en este mismo lugar.

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EMPRESA NACIONAL DE PETRÓLEO ENAP

Casi dos décadas más tarde, el 29 de diciembre de 1945, fluyó por primera vez, desde el pozo de

Springhill, en Tierra del Fuego, el primer chorro de petróleo, y cinco años más tarde, el 19 de

junio de 1950, el Presidente Gabriel González Videla promulgó la Ley 9.618 que creó la Empresa

Nacional del Petróleo, ENAP. El gobierno de la época estableció la dependencia de ENAP en la

Corporación de Fomento de la Producción (Corfo), con personalidad jurídica independiente del

Estado.

Desde 1981, la Empresa Nacional del Petróleo se encuentra organizada como un Grupo de

Empresas en la Línea de Negocios de Refinación (Concón, RPC), Logística y Comercialización -

Petrox S.A., RPC S. A. y Emalco S.A.- y la Línea de Negocios de Exploración y Producción - bajo

la que opera nuestra filial internacional Sipetrol S.A. Paralelamente despliega sus actividades en

la Zona Austral del país ENAP Magallanes.

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE PETRÓLEO

EE.UU. es el mayor extractor de petróleo, y hasta tal punto es así, que su producción viene a ser

la mitad de la mundial. Ahora bien, en ningún caso posee la mitad de la existencia de petróleo.

En el mundo se producen cerca de 6.000 millones de barriles por año.

Aparte de Estados Unidos de América, los otros grandes productores son: Rusia, Venezuela, Irán,

Indonesia, México, Rumania, Irak, Colombia, Argentina, Trinidad, Perú, India y Birmania. Canadá

produce también una considerable cantidad, y se le abren, en este sentido, magnificas

perspectivas. Se calcula que quedan alrededor de 140 mil millones de toneladas de petróleo lo

que alcanzaría para aproximadamente 40 años.

La mayor parte de las reservas, aproximadamente el 75% pertenecen a la OPEP (en inglés OPEC),

Organización de Países Exportadores de Petróleo, formada entre otros por Venezuela, Irán, Irak,

Arabia Saudita, Kuwait y Emiratos Árabes. El 25% restante se reparte principalmente entre

Canadá, la ex Unión Soviética y E.E.U.U.

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GAS NATURAL

El gas natural es uno de los combustibles fósiles más limpios y respetuosos con el medio

ambiente. Su ventaja comparativa en materia ambiental en comparación con el carbón o con el

petróleo reside en el hecho de que las emisiones de dióxido de azufre son ínfimas y que los

niveles de óxido nitroso y de dióxido de carbono son bajos. Una mayor utilización de esta fuente

de energía permitiría limitar los impactos negativos sobre el medio ambiente (lluvia ácida, la

deterioración de la capa de ozono o gases de invernadero).

ORIGEN

En los primeros tiempos de la exploración del petróleo, el gas natural era considerado como un

subproducto sin interés que impedía el trabajo de los obreros forzados a parar de trabajar para

dejar escapar el gas natural descubierto en el momento de la perforación. Hoy en día, en

particular a partir de las crisis petroleras de los años 70, el gas natural se ha convertido en una

importante fuente de energía en el mundo.

DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS

El gas natural es incoloro, inodoro, insípido, sin forma particular y más ligero que el aire. No es ni

corrosivo ni tóxico, su temperatura de combustión es elevada y posee un estrecho intervalo de

inflamabilidad, lo que hace de él un combustible fósil seguro en comparación con otras fuentes de

energía. Además, por su densidad, inferior a la del aire, el gas natural tiene tendencia a elevarse

y puede, consecuentemente, desaparecer fácilmente del sitio donde se encuentra por cualquier

grieta.

COMPOSICIÓN

El gas natural es una mezcla de hidrocarburos ligeros compuesto principalmente de metano,

etano, propano, butanos y pentanos. Otros componentes tales como el CO2, el helio, el sulfuro de

hidrógeno y el nitrógeno se encuentran también en el gas natural. La composición del gas natural

nunca es constante, sin embargo, se puede decir que su componente principal es el metano

(como mínimo 90%). El gas natural comercializable se compone casi exclusivamente de

metano y de etano, excluyendo las impurezas que (humedad) deben ser removidas del gas

natural bruto. El metano es altamente inflamable, se quema con facilidad y emite poca cantidad

de gases contaminantes.

Componentes del Gas Natural sin refinar

Componentes Porcentaje Molar Punto de Licuación Densidad Relativa

Metano 75-99 -161 0,555

Etano 1-15 -89 1,048

Propano 1-10 -42 1,555

n-Butano 0-2 -0,5 2,094

Isobutano 0-1 -12 2,086

n-Pentano 0-1 36 2,670

N2 0-15 - 0,967

CO2 0-10 - 1,529

H2S 0-30 - 1,187

He 0-5 - 0,138

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OBTENCIÓN DEL GAS

Perforación

El único método para confirmar la existencia de

petróleo o gas es perforar un pozo que llegue

hasta el yacimiento.

Las perforaciones son en aguas poco profundas

desde plataformas sostenidas por pilotes

apoyados en el fondo del mar. Posteriormente se

desarrollaron plataformas flotantes capaces de

perforar en aguas de 1.000 metros o más de

profundidad.

Producción

A medida que se extrae gas de un yacimiento, la

presión existente en el depósito, que impulsa el

material a la superficie, va disminuyendo

gradualmente. Al final, la presión acaba

haciéndose tan baja que el gas que queda no

avanza por la roca porosa hasta el pozo. Cuando

se llega a ese punto ya se ha extraído casi todo

el gas de un yacimiento.

Transporte

El gas natural se suele transportar por

gasoductos hasta los consumidores, que lo

utilizan como combustible o, en ocasiones, para

fabricar productos petroquímicos. Puede licuarse

a temperaturas muy bajas y transportarse en

buques especiales.

OTROS COMBUSTIBLES

CARBÓN MINERAL

El carbón es un tipo de roca formada por el elemento químico Carbono mezclado con otras

sustancias.

Formación

El carbón se formó, principalmente, cuando los extensos bosques de helechos, morían y quedaban

sepultados en los pantanos en los que vivían. Al ser el terreno una mezcla de agua y barro muy

pobre en Oxígeno, no se producía la putrefacción habitual y, poco a poco, se fueron acumulando

grandes cantidades de plantas muertas.

Con el tiempo nuevos sedimentos cubrían la capa de plantas muertas, y por la acción combinada

de la presión y la temperatura, la materia orgánica se fue convirtiendo en carbón.

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Tipos de carbón

Se conocen cuatro tipos de carbón, turba, lignito, hulla y antracita, se diferencian entre ellas por

la cantidad de carbono que contienen y debido a eso a su capacidad de producir energía.

IGCC Es la sigla de Integrated

Gasification Combined Cycle, o

gasificación integrada de ciclo

combinado. Este es un tratamiento

que se realiza al carbón para

convertirlo en un combustible

menos contaminante, en este

proceso se transforma al carbón en

una mezcla de gases los cuales son

separados para su posterior

combustión, eliminación o reciclaje

según sea el caso.

Con esta técnica se logra

prácticamente eliminar la emisión

de sulfuros, de material particulado

y de Mercurio.

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BIOGAS

Es un recurso energético orgánico alternativo al petróleo que se obtiene a partir de la

descomposición bacteriana anaerobia de desechos orgánicos como estiércol o desecho agrícolas.

Se trata de una mezcla de gases, fundamentalmente metano, anhídrido carbónico (CO2),

Nitrógeno gaseoso (N2), Hidrógeno gaseoso (H2) y Sulfuro de hidrógeno (H2S) que a

diferencia del petróleo es un recurso renovable económico y más limpio que el crudo de petróleo.

Otra forma similar de energía es la llamada biomasa producida a partir de sustratos vegetales,

desechos, aserrín y otros. Es utilizada fundamentalmente en centrales termoeléctricas y algunas

industrias medianas.

ETANOL

CH3 CH2 OH

El etanol es un compuesto orgánico de 2 carbonos, del grupo de los alcoholes usado ampliamente

como solvente en reacciones químicas así como en intermediario en síntesis de compuestos más

complejos, últimamente ha comenzado a utilizarse como combustible, solo, o bien mezclado en

cantidades variadas con gasolina, y su uso se ha extendido principalmente para reemplazar el

consumo de derivados del petróleo. El combustible resultante de la mezcla de etanol y gasolina se

conoce como gasohol o alconafta. Dos mezclas comunes son E10 y E85, con contenidos de etanol

del 10% y 85%, respectivamente. El etanol también está siendo utilizado como elevador de

octanaje en las gasolinas para reemplazar al MTBE (éter metil terbutílico), ya que éste es un

contaminante del suelo y de aguas subterráneas.

OBTENCIÓN

El etanol se obtiene fácilmente del azúcar o del almidón en cosechas de maíz y caña de azúcar,

entre otros. Sin embargo, los actuales métodos de producción de bio-etanol utilizan una cantidad

significativa de energía en comparación con la energía obtenida del combustible producido. Por

esta razón, no es posible sustituir enteramente el consumo actual de combustibles fósiles por bio-

etanol. Hoy en día se utilizan varios tipos de materias primas para la producción a gran escala de

etanol de origen biológico (bioetanol), este se obtiene por fermentación:

La fermentación de los azúcares es llevada a cabo por microorganismos (levaduras o bacterias) y

produce etanol, así como grandes cantidades de CO2. Además produce otros compuestos

oxigenados indeseables como el metanol, alcoholes superiores, ácidos y aldehídos. Típicamente la

fermentación requiere unas 48 horas, luego de la fermentación el etanol es purificado por destilación.

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BIODIESEL

El biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites

vegetales o grasas animales (triglicéridos), con o sin uso previo, mediante procesos industriales

denominados esterificación y transesterificación (esterificación cruzada), y que se aplica en la

preparación de sustitutos totales o parciales del petróleo diésel.

Las grasas de animales y plantas están hechas típicamente de triglicéridos, que son ésteres de

ácidos grasos libres con glicerol. En el proceso se utiliza un alcohol (normalmente metanol) para

que rompa los triglicéridos y forme los ésteres metílicos, o sea, el biodiesel.

En condiciones ambientales normales, la reacción puede no ocurrir o hacerlo de manera muy

lenta. Se usa el calor para acelerar la reacción, además de un ácido o una base. Es importante

notar que el ácido o la base no son consumidos durante la reacción, es decir, son catalizadores.

Casi todo el biodiesel es producido a partir de aceites vegetales vírgenes usando una base como

catalizador debido a que es el método más económico, requiriendo bajas temperaturas y

presiones y obteniendo una conversión del 98%.

Para obtener grandes cantidades de biodiesel es necesaria una gran cantidad de plantaciones

vegetales, hoy en día se utiliza principalmente un tipo de soja, maíz y girasoles, esto hace que la

producción de biodiesel no amenace al petróleo pues se tendrían que utilizar todas las tierras de

cultivo casi exclusivamente para estos fines, sin embargo el futuro de este tipo de combustible es

promisorio debido al estudio de un tipo de arbusto, la jatrofa, que puede ser cultivada en suelos

arenosos con poca agua y que es compatible con otras plantaciones. Este arbusto puede generar

grandes cantidades de biodiesel y ya hay estudios que plantean que la jatrofa puede reducir hasta

el 80% la huella global del CO2, en comparación con el combustible que se utiliza normalmente en

la aviación.

Impacto ambiental de la combustión de hidrocarburos

Se ha estimado que un 80% de los contaminantes que recibe la atmósfera provienen de la

combustión de sustancias fósiles, carbón y gas natural. Por lo tanto, el impacto ambiental de la

combustión de hidrocarburos es el más relevante y el que mayores consecuencias tiene en el

deterioro de la vida en el planeta. La combustión completa de un hidrocarburo (HC) sólo genera

dióxido de carbono y vapor de agua. Si su combustión es incompleta, se genera toda una gama de

productos hidrocarbonados con estados de oxidación intermedios.

Como en los hidrocarburos también hay azufre, su combustión genera:

R – S- R‘ 2O SO2 + otros

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Puedes complementar los contenidos de esta guía visitando nuestra web http://www.pedrodevaldivia.cl/

Por otra parte, el calor de combustión puede ser muy elevado, hecho que induce la reacción de los

componentes del aire, nitrógeno y oxígeno, para formar monóxido y dióxido de nitrógeno.

N2 + O2 2 NOX (x = 1 ó 2)

Estas reacciones son denominadas primarias, porque ocurren directamente en la combustión,

dan origen a contaminantes que se encuentran en la troposfera junto con partículas tales como

polvo del suelo, sales, hollín, carboncillo o cenizas. Estas partículas pueden servir como base para

que sobre ellas se catalicen reacciones posteriores, las reacciones secundarias, muchas de ellas

ayudadas por la energía luminosa radiante, cuyo componente ultravioleta (Euv) es el más

energético. Desde el punto de vista de la agresión ambiental, la reacción secundaria más

importante es la formación troposférica de ozono. El dióxido de nitrógeno (NO2) se descompone

por la luz ultravioleta formando monóxido de nitrógeno (NO) y oxígeno atómico; este último

reacciona con oxígeno molecular para formar ozono (O3):

NO2 Euv

NO + O

O2 + O O3

El O3 posee vida corta debido a que puede reaccionar con NO para regenerar NO2, el que vuelve

al estado original:

NO + O3 NO2 + O2

Sin embargo, este ciclo se puede romper por la acción de otros contaminantes, por ejemplo los

compuestos orgánicos volátiles (COV), que también oxidan al NO y evitan así que éste reaccione

con el ozono para descomponerlo. Los COV, principalmente hidrocarburos, reaccionan con el

oxígeno del aire en presencia de la luz ultravioleta para dar radicales libres:

R – R + O2 R – O – O • + • R’

hidrocarburo radical radical

(COV) peróxido hidrocarbúrico

Desafortunadamente, el radical libre peróxido, al oxidar el NO a NO2, contribuye el aumento del

O3 en la troposfera:

R – O – O• + NO NO2 + R – O•

Los óxidos de nitrógeno junto a los de azufre provocan un fenómeno aún más complejo para la

biosfera. En contacto con agua generan los respectivos ácidos, que por cierto, caen en forma de

lluvia, matando y degradando cultivos, y oxidando cuanta estructura esté a su paso.

DMTR-QM28