TOPICOS DEL CURSO DE TECNOLOGIA DE PROCESOS I

I. OPERACIONES:

1. CIRCULACION DE FLUIDOS.- Un fluido es una sustancia que contiene baja cohesin intermolecular y tiende a adoptar la forma del recipiente que lo contiene, los fluidos pueden ser lquidos o gases.Estos fluidos son transportados por medio de tuberas dentro de la planta industrial, a lo largo de todo el proceso productivo. Estas tuberas se sealan con colores normalizados.Las tuberas se montan con empalmes, para regular el flujo es preciso que estn provistas de llaves, vlvulas y para ser impulsadas se usan bombas diferentes de acuerdo a las propiedades y cantidad de los materiales a transportar.

Figura 9: Bombas Y Vlvulas

2. TRANSFERENCIA DE CALOR.- El calor se puede transportar de un cuerpo caliente a otro fri por conduccin, conveccin o radiacin, o por combinacin de algunos de estos mtodos, cuando los fluidos se han de calentar o enfriarse va siempre alguna forma de calentador tubular, llamados tambin intercambiadores de calor, existiendo varios tipos de intercambiadores de calor cuyos smbolos de equipos se presentan a continuacin:

Figura 10: Intercambiadores De Calor3. EVAPORACION.- Paso de un lquido a vapor, bien por medio del calor o por disminucin de la presin.Los equipos donde se lleva a cabo la evaporacin se llaman evaporadores, que son de diversos tipos y que se presentan a continuacin:

Figura 11: Evaporadores

4. HUMECTACION.- Accin por la que se favorece la penetracin y retencin del agua por un material; puede referirse tambin a lquidos diferentes del agua.

5. ABSORCION.- Es una operacin unitaria de transferencia de materia, que consiste en poner un gas en contacto con un liquido para que este disuelva determinados componentes del gas, que queda libre de los mismos.La absorcin puede ser fsica o qumica, segn el gas que se disuelva en el liquido absorbente o reaccione con el dando un nuevo compuesto qumico.La absorcin se efecta en altas torres cilndricas o columnas de absorcin, de mayor o menor anchura, segn la produccin. El gas a absorber circula de abajo a arriba, mientras que el liquido absorbente lo hace de arriba a bajo, es decir circula en contracorriente.

Figura 12: Torres Y Columnas

6. EXTRACCION CON DISOLVENTE.- Es la separacin de una mezcla de diferentes sustancias mediante el uso de un disolvente liquido. Para efectuar una separacin de este modo, al menos uno de los componentes de la mezcla debe ser insoluble o solo parcialmente soluble en el disolvente.Como ejemplos de extraccin con disolvente tenemos:

1) Eliminacin de sulfuro de hidrogeno en los gases de refinera o en gas natural por tratamiento con mono o dietanolamina. Este seria un caso de absorcin de gases.2) La separacin de penicilina del caldo de fermentacin mediante acetato de n-butilo. Este caso es una extraccin liquido-liquido.3) La extraccin de sulfato de cobre de ciertos minerales por percloracion de cido sulfrico a travs de una cama del mineral. Este es un caso de lixiviacin.

Figura 13: Extraccin Con Solvente

7. ADSORCION.- propiedad que tienen algunas sustancias de aumentar la concentracin sobre su superficie, de otras sustancias, por lo general gases o cuerpos disueltos.

Un ejemplo comn es la absorcin de gases por el carbn activado. El carbn ser el adsorbente y el gas ser el adsorbato, entonces si las molculas de los absorbatos se mantienen exclusivamente en la interfase con el absorbente, el proceso se denomina absorcin.Los casos mas conocidos de absorcin son los sistemas gas-liquido y slido-liquido.

Figura 14: Proceso De Adsorcin

8. DESTILACION.- Proceso mediante el cual el cual un lquido se convierte en vapor y este vapor se vuelve a condensar en lquido. Este ltimo se conoce como destilado. Se efecta la destilacin para la purificacin o la separacin de los componentes de una mezcla.

Como ejemplo de destilacin, es la purificacin del alcohol, separndolo del agua, aceite de fuel, aldehdos y otras impurezas indeseables que aparecen en los procesos de fermentacin.

Otro ejemplo es la destilacin del petrleo, donde se obtienen en gasolina, kerosene, aceites pesados y lubricantes.

Figura 15: Destilador De Alcohol

9. SUBLIMACION.- Paso de slido a gas sin pasar por el estado lquido. La sublimacin es el mtodo usado para purificar sustancias.El hielo, nieve, alcanfor, naftaleno, paradiclorobenceno, dixido de carbono slido, trixido de arsnico, son las sustancias ms conocidas que se subliman fcilmente.

10. SECADO.- Es la separacin completa de los restos lquidos como agua u otro disolvente, esto se hace por evaporacin por debajo del punto de ebullicin y con fines de preservar el material slido se seca a temperaturas mas bajas posibles.El secado se efecta en aparatos llamados secadores que pueden ser de bandejas, de tambor, de moldes, etc.

Figura 16: Equipos De Secado

11. MEZCLA.- Es la agregacin de varias sustancias que no tienen accin qumica entre si, tambin se puede decir que son asociaciones formadas por la reunin de dos o mas sustancias que conservan sus propiedades caractersticas.

En las mezclas existen tantas especies de molculas como sustancias integren estas mezclas. Siempre es posible separar los componentes de las mezclas por medios mecnicos o fsicos como la filtracin, la decantacin, centrifugacin, levigacin, extraccin, imantacin, disolucin, cristalizacin, congelacin, congelacin, destilacin, etc.

Se pueden dar las posibilidades de mezcla siguientes:Slido-slido, slido-liquido, slido-gaseoso, liquido-liquido, liquido-gaseoso, gaseoso-gaseoso.

Existen diversas denominaciones para estas mezclas, tales como, mezcla, amasado, suspensin, disolucin, emulsin, etc. Los equipos para efectuar la mezcla, se llaman mezcladores y son muy diversos y construidos, segn el efecto que se desea obtener.

A continuacin se presentan algunos mezcladores:

Figura 17: Mezcladores

12. CLASIFICACION.- Es la separacin en fracciones de los slidos en suspensin en un medio fluido, generalmente agua, en este caso se llama clasificacin hmeda. Existen tambin la clasificacin seca o clarificacin con aire, el equipo mas utilizado en este mtodo es el clasificador neumtico.

La clasificacin se emplea mas en la preparacin para su beneficio de los minerales metlicos y no metlicos mediante el escurrimiento, el lavado, lixiviacin y molienda; los equipos usados en estos mtodos se llaman clasificadores, cuya construccin es de acuerdo a los requerimientos del proceso productivo; aqu se presenta el clasificador de Dorr y el de Akins.

Figura 18: El Clarificador Dorr

Figura 19: El Clarificador Akins

Grficos tomados del Manual del Ingeniero Qumico de Jhon Perry

13. CRIBADO.- Es la separacin por medio de tamices una mezcla de granos de diversos tamaos en dos o ms porciones, se hace con el fin de obtener el tamao adecuado de partculas para continuar la operacin siguiente.Las partculas que queden en el tamiz dado son de mayor tamao y se indica con mas (+) y los que pasan el mismo tamiz son de menor tamao y se indica con menor (-).Las cribas o tamices se dividen en cuatro clases: parrillas, cribas de sacudidas, cribas vibratorias y cribas pulsatorias u oscilante.

Figura 20: Criba

14. SEDIMENTACION.- Depsito en el fondo, de los materiales insolubles, suspendidos o formados en medios lquidos o gaseosos, la sedimentacin se refiere al asentamiento por gravedad de las partculas slidas suspendidas en un lquido, implica la eliminacin de la mayor parte del lquido o del agua del limo despus del asentamiento de este. Se efecta la sedimentacin de materiales arenosos y de limos.Generalmente se llevan a sedimentacin las aguas turbias, aguas fecales, y desperdicios de la industria, pulpas qumicas y metalrgicas.Estos sedimentos se llaman clarificadores y espesadores.

Figura 21: Sedimentadores

15. FILTRACION.- Es la separacin de partculas slidas del liquido o gases mediante un medio poroso que deja pasar a travs de el lquidos o gases, pero que retienen las partculas slidas. La filtracin se efecta por la diferencia de presin entre los dos lados del medio poroso. Esta diferencia de presin entre los dos lados del medio poroso, esta diferencia de presiones se consigue por gravedad, mediante una presin positiva aplicada sobre el medio de filtracin o con un vaci aplicado por debajo del mismo. Los filtros slidos-gas se usan para limpiar aire antes de su empleo en turbinas, ventiladores, desecadores, acondicionamiento de aire y procesos industriales, para estos casos actualmente los mas usados son los electro filtros.

Para la separacin de slidos, en los lquidos se emplean las nuchas o filtros por gravedad, filtros prensa, filtros rotatorios, filtros de burbuja, etc.

Figura 22: Simbologa de equipos para separacin liquido-gas

Figura 23: Simbologa de equipos para separacin liquido-slido

16. CRISTALIZACION.- Es el fenmeno de la formacin de cristales, siendo un cristal un slido con formas caractersticas, producido por una disposicin de sus elementos como tomos iones o molculas, segn un orden determinado formando la red cristalina. Todos los cristales conocidos se agrupan en seis redes cristalogrficos.

En la industria la cristalizacin se efecta por dos mtodos:1. Cristalizacin por va hmeda, donde se parte de una disolucin, de la cual se separa la sustancia cristalina disuelta por evaporacin del disolvente.2. Cristalizacin por va seca. Se parte de sustancias slidas puede operarse por fusin, es decir licuando un slido por accin del calor, con lo cual al enfriarse la masa fundida, se forman los cristales.

Los equipos donde se efecta la cristalizacin, se conocen como cristalizadores, existiendo diversos tipos desde los pozos de cristalizacin para la obtencin de sal comn, hasta equipos sofisticados que se emplean en las diversas industrias.

Figura 24: Cristalizador contino de vaco

17. CENTRIFUGACION.- Consiste en colocar las mezclas en recipientes llamadas centrifugas que giran a gran velocidad, los componentes mas densos se agrupan en el fondo de los recipientes, quedando en la superficie el mas liviano, esto es cuando es una mezcla de lquidos.Cuando la mezcla es slido-liquido, la separacin de slidos no disueltos de lquidos cuando las partculas no son del tamao suficiente, en las centrifugas se denomina centrifugacin.

Figura 25: Centrifugo

18. TRITURACION.- Operacin por la cual una masa slida se reduce a partculas de menor tamao que el de aquellas que se ha partido, esta reduccin se efectan en las trituradoras o quebradoras, hay hasta tres clases de trituracin:1. Trituracin Primaria, donde el material se reduce de 60 pulgadas a 8 6 pulgadas.2. Trituracin Secundaria, aqu se reduce el material de 8 o 6 pulgadas a 3 2 pulgadas.3.

Trituracin Terciaria, el material de 3 a 2 pulgadas se reduce a a pulgadas.

Tambin estos materiales se pueden reducir a polvo, en los diversos tipos de molinos, el material de a de pulgadas se reduce a 35-200 mallas (420-70 micrones).

Figura 26: Quebradores

19. AUMENTO DE TAMAO.- Es lo contrario a la trituracin o reduccin del mismo, en este caso consiste en producir porciones de materia de volmenes mayores que el original de las partculas componentes.Se parte de un estado finamente dividido y se convierten por procedimientos de compactacin o consolidacin, por extrusin, aglomeracin, etc.Existen diversos equipos industriales para efectuar el aumento del tamao de los materiales, aqu se presentan algunos:

Figura 27: Equipos Para Aumento De Tamao

20. FLOTACION.- Es un mtodo industrial para la concentracin de minerales pobres, en el que estos son molidos hasta una finura determinada y mezclados con adecuados productos qumicos los cuales recubren el mineral pero no la ganga, y al agitar con agua esta se va al fondo, mientras que en la superficie flotan o se concentra el mineral.

Los reactivos qumicos llamados colectores le hacen al mineral que se desea flotar repelente al agua, entre estos tenemos a los xantatos (C2H5.O.CS.SM).Los espumantes ayudan a mantener las burbujas del aire, evitan su coalescencia o unin, entre los principales espumantes tenemos al aceite de pino, acido cresilico, carbinol, propilenglicolamilester.

Tambin se usan los modificadores como la cal, ceniza, sosa custica, acido sulfrico para el control del pH y los recubridores en forma de:

Cationes: , , , , .

Aniones: , , , , .y coloides orgnicos como la dextrina, almidn, cola orgnica, etc.

Figura 28: Celda De Flotacin

21. MANEJO DE MATERIALES.- Las materias primas, los productos, etc., se tienen que almacenar o transportar de un lugar a otro, para esto existen tcnicas propias de almacenamiento cuando el material es slido, lquido o gas.Los slidos se almacenan a campo abierto, o bajo techo fijo y en depsitos altos llamados silos.

Los lquidos se almacenan en tanques o tinas o en otro tipo de depsitos cilndricos o prismticos. Los combustibles lquidos se suelen almacenar bajo tierra. A veces existen depsitos esfricos para almacenaje de lquidos.Los gases se almacenan en gasmetros de diversos tipos y las cantidades pequeas de gas se almacenan y transportan en botellas de acero.

Figura 29: Recipientes De Almacenamiento

Dentro de la planta industrial los materiales en proceso se deben llevar de una seccin a otra, as mismo los productos de la planta de produccin al almacn de productos, estos materiales se llevan en los transportadores que son de diversos tipos.

Figura 30: Transportadores

II. PROCESOS:

2. COMBUSTION.- Proceso qumico en el que se produce desprendimiento de calor y en algn caso va acompaado de luz y ruido. El proceso qumico mas importante es la oxidacin del carbn o de los hidrocarburos. Se emplea en la produccin de aceros y refractarios.

Las reacciones ms importantes:

3. OXIDACION.- Fenmeno qumico en virtud del cual resulta aumentada la cantidad de oxigeno de un cuerpo qumico, disminuye la cantidad de hidrogeno, en sentido general disminuye el numero de electrones de algn tomo. Se emplea en el tratamiento de agua, en los tanques de hormign y en la produccin de gas de agua en los generadores que son de acero y ladrillo; en la produccin de acido fosforico a partir del fsforo, en la produccin del acido sulfrico en los quemadores de azufre, en la produccin del acido ntrico en los oxidadotes.

Presentamos algunas reacciones:

4. NEUTRALIZACION.- Accin para disminuir la acides de un cuerpo o una solucin, por efecto de una base o por otra parte, reducir la alcalinidad (basicidad) empleando un acido.Segn la teora de Brnsted, la neutralizacin se describe mediante la siguiente reaccin:

Se emplea este proceso en el tratamiento de agua en los tanques de acero, en los decantadores de acero u hormign, en la produccin de superfosfato amoniacal en los reactores y silos, en la produccin de sales de sodio en las pailas y en los cristalizadores, en la produccin de sulfato de aluminio en los tanques de plomo, o en la produccin de arsenitos y arseniatos en los tanques de madera.

5. FORMACION DE SILICATOS.- Es la formacin natural de muchos de los compuestos, que contienen en sus molculas silicio, oxigeno y uno o varios metales (pudiendo estar presente tambin el hidrogeno), se presenta en la fabricacin de cermica, en los moldes, en los hornos, en el silicato de aluminio que se emplea en los cementos dentales y en la preparacin de piedras preciosas artificiales, el silicato de cobre se usa en la fabricacin de morteros y cementos resistentes a los cidos y agentes atmosfricos.6. CAUSTIFICACION.-Se llama as al proceso de obtencin de la sosa custica a partir del carbonato de calcio.

Esta misma reaccin se produce por ejemplo durante el procesamiento de la madera en la etapa de caustificacin, donde se toman las sales fundidas del tanque de disolucin en la forma de licor verde sucio con alto contenido de carbonato de sodio, al cual se le aade cal viva para convertirlo en licor blanco y llevar este a la coccin y de paso se recupera la sosa custica.

7. DOBLE DESCOMPOSICION.- Reaccin en la que no hay cambio de una valencia, teniendo efecto solamente un cambio en los radicales segn la ecuacin:

Este proceso se presenta en el ablandamiento del agua, en la formacin de sales potasitas, sdicas, formacin de pigmentos, etc.

8. CALCINACION.- Proceso en el cual el material se calienta a temperatura elevada, pero inferior a su punto de fusin con el fin de que pierda un componente voltil, se oxide o sufra una transformacin determinada, cuando se produce cal, yeso en los hornos, al fabricar carbonato sdico en los calcinadores.

Una reaccin tpica de este proceso es:

9. NITRACION.- Introducir el radical NO2 en un compuesto orgnico; se emplea generalmente la mezcla de HNO3 y H2SO4 concentrado, este ultimo acta como deshidratante; en la fabricacin de explosivos en los nitradores de acero inoxidable, en la fabricacin de productos intermedios para colorantes, fabricacin del nitrobenceno, fabricacin de perfumes, en los reactores.

10. ESTERIFICACION.- Formacin de un ester por la unin de un alcohol y un acido; la reaccin es lenta e irreversible, para acelerarla hay que emplear una sustancia que elimine el agua que se va formando. Durante la fabricacin del rayn en las prensas de macerado, fabricacin de acetatos de etilo o de vinilo en los reactores de cobre o acero inoxidable.Una reaccin tpica:

11. REDUCCION.- Fenmeno qumico que se produce cuando en una reaccin una de las sustancias reaccionantes gana electrones, disminuyendo la valencia positiva de un elemento o aumentando la negativa en la fabricacin del fsforo en los hornos de acero, en la fabricacin de anilina a partir de nitrobenceno en los reductores de madera.

La reduccin del Zinc en el ctodo:

12. AMONOLISIS.- Formacin de aminas, por la rotura de una unin, por la accin del amoniaco, en la fabricacin de anilina a partir del clorobenceno en las autoclaves de acero.

13. HALOGENACION.- Introduccin de un elemento halgeno en un compuesto orgnico, en la fabricacin de productos para la guerra qumica en los reactores de acero. Fabricacin de clorobenceno en los halogenadores. Se efecta casi siempre por clorinacin.

14. HIDRLISIS.- Reacciones qumicas que consisten en la adicin de agua a una sustancia compleja con la subsiguiente descomposicin de esta en otras mas sencillas. En la formacin de cal apagada, fabricacin de acido fosforico a partir del pentxido de fsforo, en la fabricacin de gelatina y cola, en los hidratadotes y absorbedores.

15. HIDROGENACION.- Proceso que consiste en aadir hidrogeno combinado a una sustancia. La reaccin de una grasa en como sigue:

16. ALCOHILACION.- En la que los dos componentes del alcohol se unen a las fracciones de la molcula sobre la que se efectan:

En la industria fotogrfica, en las autoclaves, en la produccin de plomo tetraetilo, en los reactores de acero.

17. FREDEL-CRAFTS.- Condensaciones o adiciones que implican en uso de cloruro de aluminio anhidro u otro haluro metlico como catalizador. Tambin se puede decir que son reacciones en las que se emplean catalizadores tales que se desprenden haluro de hidrogeno en el curso de la reaccin.

Ocurre esta reaccin en la fabricacin del etilbenceno, en los reactores de acero.

18. CONDENSACION.-Reaccin de dos o ms molculas idnticas o distintas, que se produce la formacin de una molcula ms grande, con o sin eliminacin de molculas pequeas como agua, gas clorhdrico o amoniaco. En la industria farmacutica se emplea mucho este proceso, por ejemplo en la obtencin del diazepan:

19. POLIMERIZACION.- Fenmeno por el cual dos o ms molculas de una sustancia (monmero) se combina para dar otro cuerpo de igual composicin centesimal, pero de un peso mltiplo y de propiedades diferentes al que lo origino.

20. ELECTROLISIS.- Descomposicin de un electrolito al paso de la corriente elctrica; los iones depositan sus cargas sobre los electrodos, transformndose en los correspondientes elementos o radicales, que quedan libres o sufren reacciones secundarias. Este proceso se lleva a cabo en las celdas electrolticas para la obtencin de H2, O2, en la industria cloro-lcali, refinacin del cobre, electro obtencin del aluminio, etc.

Las reacciones en la refinacin del cobre son:

21. SULFONACION.- Proceso por la que se introduce en la molcula orgnica una o ms grupos .

La siguiente reaccin ilustra este proceso:

Este proceso se efecta en la fabricacin de jabones, en la obtencin de papel al sulfito y en la obtencin de productos intermedios para colorantes.

22. DIAZOTACION.- Fijacin de un segundo tomo de nitrgeno sobre una conformacin del grupo diezo .

La reaccin en una amina aromtica es del siguiente tipo:

La diazotacin se presenta principalmente es la fabricacin de colorantes.

23. FERMENTACION.- Transformacin que sufre un producto orgnico por la accin de los fermentadores o enzimas, siendo estas enzimas sustancias de naturaleza cataltica producida por clulas vivas.

La reaccin para la obtencin de alcoholes:

24. PIROLISIS.- Es el proceso de descomposicin de las sustancias por el calor, se presenta por ejemplo durante la destilacin del carbn, destilacin de la madera, refinacin del petrleo, etc.

Una de las reacciones en la industria del petrleo es:

25. AROMATIZACION.- En la industria del petrleo, viene a ser la conversin de naftas para obtener productos con numero mayor de octanaje, se usan catalizadores pueden contener renio, platino o cromo.La reaccin en estos procesos es como sigue:

26. IZOMERIZACION.- Es la alteracin del arreglo de los tomos en una molcula sin cambiar el nmero de tomos.

1) REPRESENTACION DE LOS PROCESOS QUMICOS.-Los procesos qumicos se representan por medios grficos llamados diagramas, que son principalmente de dos tipos: 1. Diagrama de bloques.2. Diagrama de flujo.

1. Diagrama De Bloques.

Cada bloque representa una operacin. La direccin del flujo es de izquierda a derecha se representan por lneas flechadas. Las corrientes gaseosas se incluyen en la parte superior del diagrama y los lquidos o slidos hacia la parte inferior. Cuado se cruzan las lneas, las horizontales se mantienen y las verticales se cortan. Los balances de masa y energa se presentan simplificados en una tabla.

Ejemplo: Obtencin de Tolueno.

Figura 5: Diagrama de Proceso de Tolueno

2. Diagrama De Flujo.

Se representan todos los equipos con su smbolo caracterstico, que tiene nombre y nmero. Las corrientes de proceso tienen un nmero, se incluyen las descripciones de las condiciones de operacin como temperatura, presin, flujos y composicin qumica; puede ser en el diagrama o en una tabla adjunta. Las corrientes de servicio como aire, vapor, calefaccin deben ser representados. Se deben representar los instrumentos de control bsicos que aseguran la estabilidad del proceso.

Ejemplo: Obtencin del acido ntrico.

AguaH2SO4 (75%)HNO3 (50%)NH3AireVaporVenteoCWCWRCWCWRCWCWRCWCWRGas residualGases nitrososGases nitrososNO2ABSORCION ACIDAABSORCION ALCALINAGases nitrososNH3 - AireCONCENTRACION HNO3 concentradoINVERSION DE LOS NITRITOSCWCWR Nitrato+Lechada de calGases nitrososDisolucin de NitratoNitrato de calcio (fabricacin)Lechada de calDisolucin de Nitrito - nitratoAireHNO3 (98%)CWCWRVaporH2SO4 (98%)COMBUSTION DE AMONIACOACIDO NITRICOFigura 6: Diagrama De Flujo Del Acido Ntrico

INDUSTRIA DEL PETRLEO

15.1 INTRODUCCIN

El petrleo, producto de los cambios naturales orgnicos a travs de miles de aos, se ha acumulado debajo de la superficie terrestre de la tierra en cantidades increbles y ha sido descubierto y utilizado para satisfacer nuestras necesidades de combustible. Por ser una mezcla de miles de sustancias orgnicas, ha probado su adaptabilidad a sus diferentes medios.

En el Per las principales empresas exportadoras son la refinera de la Pampilla (RELAPSA), Petrleos del Per S.A. y Perupetro S.A.

15.1.1 Principales Refineras en el Pas.

15.1.1.1 Refinera "La Pampilla"Es la mayor del pas, con una capacidad de procesamiento de 107 000 barriles diarios. Instaladas en el ao 1967, consta de dos unidades de destilacin Primaria, una de 70000 barriles diarios de capacidad y la otra de 37 000; una unidad de destilacin al vaco de once mil barriles diarios, la Unidad de Reformacin cataltica de 2 000 barriles diarios y una unidad de craqueo cataltico Fluido de 7000 barriles diarios; tambin cuenta con unidades de tratamiento Mrox para gasolina y turbo- combustible.

Produce gasolina de alto octanaje; de 95 octanos y de 84 octanos, as como gas licuado de petrleo (para cocinas) y combustibles para aviones a chorro. Tiene una capacidad de almacenamiento de 3 951 000 barriles, de los cuales 1 845 000 son de crudo.

La capacidad inicial de esta refinera fue de 20 000 barriles diarios.

15.1.1.2 Refinera de TalaraLa Refinera de Talara es la mas antigua del Per. En la actualidad consta de una Unidad de Destilacin Primaria de 67 000 barriles diarios de capacidad y una Unidad de Craqueo Cataltico de 17 000 barriles diarios que opera desde el ao 1965.Esta refinera produce la mayor parte de los productos especiales derivados del petrleo: solventes, lubricantes, asfaltos, grasas, cidos naftnicos; etc.

Cuenta adems con una planta para la produccin de aceites bases lubricantes, cuya capacidad es de 1 200 barriles diarios. Tambin dispone de instalaciones para la manufactura de grasas, en las cuales se est usando tecnologas muy avanzadas como, por ejemplo, en la fabricacin de grasas mltiples con base de Litio.

La capacidad de almacenamiento de esta refinera es de 2 549 000 barriles, de los cuales 250 000 son de crudo, lo cual permite abastecer los buques -tanques cargueros que diariamente distribuyen los combustibles en el pas.

15.1.1.3 Nueva Refinera de la Selva (Pluspetrol Per Corporation)Fue puesta en operaciones a mediados de 1982, en la ciudad de Iquitos. Tiene una capacidad de procesamiento de 10 500 barriles diarios y cubre los requerimientos de combustibles de los pueblos de nuestra Amazona. Con su aporte, se ha elevado la capacidad de refinacin del pas de 178 700 barriles diarios a 188 100 barriles.

15.1.1.4 Refinera "Conchn"Esta refinera inicio sus operaciones en Marzo de 1973. Dispone de una Unidad de Destilacin primaria de 9 500 barriles diarios de capacidad y de un alambique para la produccin de bases asflticas con una capacidad de 4 000 barriles diarios. La Refinera Conchn abastece la creciente demanda de asfaltos en la zona de Lima y del Centro del Per. Su capacidad de almacenamiento es de 800 000 barriles, correspondindole 460 000 a crudo.

15.1.1.5 Refinera "Pucallpa"Esta Refinera comenz sus operaciones en octubre de 1973. Consta de una Unidad de Destilacin Primaria de 2 100 barriles diarios de capacidad. Durante el ao 1974 incremento el volumen de crudo procesado de 500 barriles a 2600, debido a la inclusin del crudo Loreto y del Oriente, en adicin al crudo de agua Caliente, que era el que procesaba usualmente.

La Refinera Pucallpa tiene una capacidad de almacenamiento de 95 000 barriles, de los cuales 80 000 son de crudo. Sus caractersticas permiten considerarla como fuente de abastecimiento importante para el gran desarrollo potencial estimado en dichas zonas de la Selva.

15.1.2Produccin de Petrleo y Derivados

A continuacin se muestran los datos de produccin en los cuadros 15.1, 15.2 y 15.3.

Cuadro 15.1 Principales Refineras del PasNEMPRESAUBICACIONCAPACIDAD DE PROCESAMIENTO (mbpd)

1Ref. IquitosLoreto10,5

2Maple GasUcayali3,3

3Ref. La PampillaLima131,9

4Ref. TalaraPiura62,0

5Ref. ConchanLima6,0

6Ref. El MilagroAmazonas1,7

Fuente: Elaboracin propia

Cuadro 15.2 Produccin de Principales Productos Derivados(Periodo 95 - 99)PRODUCTO19951996199719981999

Petrleo Diesel #212 430,112 541,115 091,815 040,113 621,7

Residual 5009 719,311 226,012 927,714 458,811 367,6

Gasolina Motor 846 408,76 338,36 136,35 985,04 994,3

Petrleo Industrial #67 899,26 826,15 886,86 136,86 033,7

Kerosene5 163,05 036,95 200,15 103,34 910,0

Turbo Combustible A-13 249,63 390,12 862,23 415,53 082,0

Gas propano (GLP)1 923,51 973,62 328,82 292,42 357,3

Gasolina Motor 901 192,01 947,72 169,82 636,62 843,3

Asfalto slido892,6430,1835,2736,4613,5

Nafta Liviana202,2425,2708,6193,61 064,2

Gasolina motor 97490,6566,6707,6874,1900,1

Gasolina motor 95588,1621,8627,1638,3711,4

Aceites Lubricantes51,7239,7566,6--

Gas combustible407,6445,7513,6494,9489,0

Gasolina craqueada1 438,8986,7494,6--998,3

Asfalto Lquido664,6331,1370,8293,6489,0

Gasolina Primaria207,5474,4345,7276,6998,3

Solventes143,5155,9184,7156,8289,4

Petrleo Industrial #5313,3282,9144,843,9617,5

Material de corte369,0244,6113,618,6213,6

Gasoil--93,2-36,2

Crudo reducido499,0-14,0652,983,8

Aceite clarificado7,62,011,92,1-

cido Naftnico2,71,61,11,1472,2

Ronax0,40,90,5--

Gasolina Exportacin----

Petrleo Parc. Refinado120,727,4---

Grasas Lubricantes12,83,5---

Fuente: Ministerio de Energa y Minas - Direccin general de Hidrocarburos.

Cuadro 15.3 Produccin de Petrleo Crudo Por Zona Geogrfica1998- 2000 (Miles de Barriles).AO Y MESTOTALZONA GEOGRAFICAPROMEDIO DIARIO

COSTAZOCALOORIENTE

199842 1917 7265 75128 715116,0

Enero3 5816434942 445115,5

Febrero3 3085364982 274118,1

Marzo3 3763994852 391108,9

Abril3 3966694912 236113,2

Mayo3 5326434982 391113,9

Junio3 4586684622 329115,3

Julio3 6527015062 446117,8

Agosto3 6977224742500119,3

Setiembre3 5496904602398118,3

Octubre3 7086974672543119,6

Noviembre3 4386704452323114,6

Diciembre3 4966894702337112,8

199938 6637 5385 14725 979106,0

Enero3 4416834582 299111,0

Febrero3 0766044112 061109,9

Marzo3 3606544502 255108,4

Abril3 2286354442 150107,6

Mayo3 2246464442 134104,0

Junio3 2586214102 227108,6

Julio3 3296414332 255107,4

Agosto3 2266314172 178104,1

Septiembre3 1175934022 121103,9

Octubre3 2026124332 157103,3

Noviembre3 1016014272 073103,4

Diciembre3 1013174172 067100,0

2000 P/

Enero3 0656094272 02898,8

Febrero2 8575623861 91098,5

Marzo3 0665964182 05198,9

Abril2 9285733941 96197,6

Mayo3 1215924162 11394,5

Junio3 0695863992 084102,3

Julio3 1346044052 125101,1

Fuente: PERUPETRO- Area de Desarrollo y Produccin

15.2EXPLORACION

Antes, la perforacin en busca de petrleo era un asunto azaroso y solamente uno de cada 100 pozos se encontraba petrleo. A este tipo de pozo se le llama pozo de exploracin.

La labor geofsica y ssmica se ha vuelto altamente refinada, y cuando se combina con computadoras de alta velocidad para evaluar la gran cantidad de informacin que se emplea en la localizacin de sitios, la oportunidad de tener buen xito en la perforacin ha aumentado enormemente. Los gelogos y geofsicos estudian la localizacin de petrleo y utilizan instrumentos cientficos para orientar sus recomendaciones y as, en 1962, uno de cada 9 pozos perforados produca gas o petrleo, o ambos.

Los gelogos reconocieron ya desde hace tiempo que el petrleo se ha acumulado y forma yacimiento que quedan atrapados en la parte alta de los pliegues anticlinales de rocas sedimentarias.

Los registros geofsicos sismogrficos pueden determinar la presencia de domos y depsitos a una profundidad considerable debajo de la superficie de la tierra. La parte alta del arco de un anticlinal o domo se encuentra comprimida y tiene mayor densidad que las rocas circunvecinas. El petrleo y la sal tambin tienen menor densidad que las rocas circundantes.

15.2.1Mtodos de Explotacin Petrolera.

Las reservas petrolferas se encuentran bajo la superficie terrestre a cientos o miles de metros de profundidad y el nico mtodo seguro para ubicarlas, son los sondajes exploratorios.

Sin embargo, antes se preocupa encontrar el rea mas propicia empleando los siguientes mtodos:

15.2.1.1 Exploracin GeolgicaElla tiene por objeto detectar las reas mas propicias para realizar, posteriormente reconocimientos mas profundos.

El gelogo, observa y examina las capas de la corteza terrestre que se ven en la superficie, los tipos de rocas que afloran y sus caractersticas de dureza, porosidad, contenido orgnico, edad y condiciones estructurales.

15.2.1.2 Exploracin Geofsica.Se basa en las rocas que constituyen la corteza poseen diversas propiedades fsicas como la elasticidad, que afecta la propagacin de ondas ssmicas; el magnetismo, que se relaciona directamente con la composicin de las rocas; y la densidad que origina variacines en el valor de la gravedad las cuales permiten calcular la constitucin y profundidad de las rocas del subsuelo.

15.2.1.3 Exploracin SsmicaConsiste en estudiar la estructura del subsuelo mediante la medicin del tiempo de transito de las ondas acsticas generadas por una explosin en la superficie (sismo artificial).

Para ello se colocan cargas explosivas en pozos poco profundos perforados especialmente. Luego se insertan n el suelo detectores(gefonos) conectados a un camin registrador con instrumentos.

Con la explosin, las ondas se desplazan al interior de la tierra reflejndose en las capas que se encuentran a su paso y regresando luego a la superficie donde son captadas por los gefonos.

Calculando de ida y vuelta de las ondas se llega a tener finalmente un perfil preciso del subsuelo con las profundidades de las diversas capas y en base a ello se dibuja, por ltimo un perfil estructural.

El uso de explosivos ha declinado actualmente, siendo sustituido por el mtodo VIBROSEIS, que consiste en golpear el suelo mediante caones de aire comprimido siendo un mtodo mas preciso sensible y menos riesgos que las explosiones.

En nuestro pas se usa tambin el cordn detonante que se coloca en una zanja abierta con un arado y que a dado buenos resultados en reas de terrenos difciles.

La ssmica marina es bsicamente igual a la terrestre, barcos geofsicos arrastran a poca profundidad el aparato productor de explosiones y los hidrfobos (geofonos) que recibirn las ondas reflejadas. El reconocimiento marino es mas rpido y su calidad de informacin es mejor que la terrestre.

15.2.1.4 Exploracin GravimtricaEn este sistema se mide las variaciones de la fuerza de gravedad en distintos lugares con un gravimetro, aparato similar al dinammetro.

15.2.1.5 Exploracin MagnticaUsando un magnetmetro se miden las frustraciones del campo magntico terrestre y se pueden reconocer, indirectamente, la presencia de rocas sedimentarias indicadores, generalmente, de la posible presencia de hidrocarburos.

15.3DESCRIPCION DEL PROCESO

El proceso crudo llega a la refinera y es almacenado en grandes estanques para regular uniformemente la cantidad que ha de ser tratada, segn las posibilidades de las instalaciones y las necesidades del mercado.

El principio bsico que se emplea en la refinacin del petrleo crudo es el de la destilacin, es decir, calentar el petrleo en una caldera y hacerlo pasar hirviendo por altas torres , donde la temperatura en las partes superiores se mantiene ms baja que en el fondo.

Las refineras son muy distintas unas de otras, segn las tecnologas y los esquemas de procesos que se utilicen, as como su capacidad.

Existen refineras para procesar petrleos suaves, petrleos pesados o mezclados de ambos. Por consiguiente, los productos que se obtienen varan de una a otra.

La refinacin se cumple en varias etapas. Por esto una refinera tiene numerosas torres, unidades, equipos y tuberas. Es algo as como una ciudad de plantas de proceso.

De la mezcla de hidrocarburos que componen el petrleo crudo se deduce lo siguiente mientras ms liviano sea, es ms voltil y, por lo tanto, mas bajo su punto de ebullicin por sta razn el hidrocarburo de la gasolina hierve a menos temperatura que el gasoil, y as sucesivamente facilitando as la seleccin de los diferentes grupos o fracciones; el diagrama 11.1 muestra la secuencia de la refinacin del petrleo.

Diagrama 15.1 Refinacin del Petrleo

En el proceso de destilacin los vapores escapan en forma de burbujas a travs de las vlvulas en los platos o bandejas situadas a distintas alturas de la torre, mientras que el lquido ms fro cae continuamente desde la parte superior. Los vapores pasan a travs de los platos por medio del orificio guarnecidos de cilindros abiertos, cubiertos por "casquetes de burbujeo", cuya forma es la de una cubeta invertida y cuyos bordes no tocan el piso obligando a los vapores a pasar burbujeando a travs del lquido que se acumula sobre cada plato en los distintos pisos. Una condensacin y redestilacin progresiva ocurren en cada piso o "bandeja", como son llamados.

La gasolina sale en forma de vapor de la parte superior de la torre, el kerosene es retirado en una bandeja algo ms abajo y el petrleo diesel, mucho mas abajo.

Estas fracciones son entradas y almacenadas en pequeos estanques especiales. El petrleo que no ha podido elaborarse fluye de la base de la torre en forma de residuo negro. As, en la forma de fraccionamiento tiene lugar el primer paso de la separacin de los hidrocarburos contenidos en el petrleo crudo; luego sigue una cantidad de operaciones de purificacin de las sustancias obtenidas y separacin de otras nuevas.

Existen otras Plantas de procesos, que cumplen funciones complementarias a la destilacin primaria y que permiten u mejor aprovechamiento de los residuos e hidrocarburos primarios que se destilan en esta primera etapa.

El diagrama 15.2 muestra un refinacin completa.

Diagrama 15.2 Refinera Completa

15.3.1Planta de Topping o Destilacin Atmosfrica

En la torre de topping de la unidad de destilacin atmosfrica tiene lugar, mediante vaporizacin flash y fraccionamiento, la separacin del petrleo crudo en gasolina, nafta, kerosene, diesel y crudo reducido.

15.3.2Unidad de Vaco

Su funcin es preparar una carga de alimentacin adecuada para la unidad de Craqueo cataltico, mediante el fraccionamiento del crudo reducido en vaco para evitar la coquificacin de estos productos.

15.3.3Planta de Craqueo Cataltico.

El proceso de craqueo cataltico fluidizado convierte hidrocarburos pesados en productos mas livianos de mayor valor.

En este caso, se efecta un rompimiento de las molculas de cadena larga, que constituyen el gasoil de vaco en presencia de un catalizador, a temperaturas, pero a una presin un poco superior a la atmosfrica.

15.3.4Planta de Reformacin Cataltica

Es un proceso destinado a convertir nafta de bajo octanaje en gasolina o reformato de alto nmero de octanos.

15.3.5Planta de Recuperacin de Livianos y Tratamiento

Est diseada para recuperar el propano y butano de diferentes secciones de la refinera. Los productos de esta planta son gasolina estabilizada del craqueo cataltico, propano, el butano y el gas de refinera que se quema en los hornos.

15.3.6Planta de Alquilacin

En tcnica petrolera, alquilacin es la combinacin qumica entre una isoparafina (isobutano) y una olefina (butileno) para formar hidrocarburos ismeros (isoctano) que destilan en el rango de la gasolina; por su alto nmero de octanos, sirven para preparar gasolina de aviacin.

15.3.7Planta de Visbreaking

La funcin de esta unidad es reducir la viscosidad del "pitch" proveniente de la torre de vaco, con el objeto de agregarle menos diesel para producir petrleos combustibles. La reduccin de viscosidad se obtiene mediante un craqueo trmico moderado del "pitch" (brea, alquitran).

15.3.8Planta de Etileno

Partiendo de subproductos gaseosos de la refinera, etano, propano, butano, gas, gasolina natural y petrleo crudo se prepara industrialmente el etileno, constituyendo una materia bsica en la fabricacin de gran nmero de substancias orgnicas de inters industrial.

15.4PRODUCTOS OBTENIDOS DEL PETRLEO

Gasolina motor corriente y extra: Para consumo en los vehculos automotores de combustin interna, entre otros usos.

Turbo combustible o turbosina: Gasolina para aviones jet, tambin conocida como Jet-A.

Gasolina de aviacin: Para uso de aviones con motores de combustin interna.

Disolventes alifaticos: Sirven para la extraccin de aceites, pinturas, pedantes y adhesivos, para la produccin de thinner", gas para quemadores industriales, elaboracin de tintas, formulacin y fabricacin de productos agrcolas, de caucho, ceras, betunes, y para limpieza en general.

Asfaltos: Se utilizan para la produccin de asfalto y como materia prima sellante en la industria de la construccin.

Bases lubricantes: Es la materia prima para la produccin de los aceites lubricantes.

Ceras parafnicas: Es la materia prima para la produccin de los aceites lubricantes.

Polietileno: Materia prima para la industria del plstico en general.

Alquitrn aromtico (Aromar): Materia prima para la elaboracin de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. Tambin es un diluyente.

Acido naftnico: Sirve para preparar sales metlicas tales como de cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliester, detergentes, tenso activos y fungicidas.

Benceno: Sirve para fabricar el ciclohexano.

Ciclohexano: Es la materia prima para producir caprolactama y cido atpico con destino al nylon.

Tolueno: Se usa como disolvente en la fabricacin de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner, tintas, y como materia prima del benceno.

Xilenos mezclados: Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner.

Ortoxileno: Es la materia prima para la produccin de anhdrido ftlico.

Alquilbenceno: Se usa en la industria de todo tipo de detergentes para elaborar plaguicidas, cidos sulfnicos y en la industria de la curtientes.

Azufre: Sale de la refineras; sirve para la vulcanizacin del caucho, fabricacin de algunos tipo de acero y preparacin del cido sulfrico, en otros usos.

Gas industrialLos gases industriales son un grupo de gases manufacturados que se comercializan con usos en diversas aplicaciones. Principalmente son empleados en procesos industriales, tales como la fabricacin de acero, aplicaiones medicas, fertilizantes, semiconductores, etc. Pueden ser a la vez orgnicos e inorgnicos y se obtienen del aire mediante un proceso de separacin o producidos por stesis qumica. Pueden tomar distintas formas como comprimidos, en estado lquido, o slido.Clases de gases industriales acetileno (C2H2) dixido de carbono (CO2) monxido de carbono (CO) cloro (Cl2) hidrgeno (H2) cloruro de hidrgeno (HCl) metano (CH4) xido nitroso (N2O) propano (C3H8) dixido de azufre (SO2)

Gas naturalEl gas natural es una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos fsiles, solo o acompaando al petrleo o a los depsitos de carbn. Aunque su composicin vara en funcin del yacimiento del que se extrae, est compuesto principalmente por metano en cantidades que comnmente pueden superar el 90 o 95%, y suele contener otros gases como nitrgeno, etano, CO2, H2S, butano, propano, mercaptanos y trazas de hidrocarburos ms pesados. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se estn investigando los yacimientos de hidratos de metano que, segn estimaciones, pueden suponer una reserva energtica muy superiores a las actuales de gas natural.Puede obtenerse tambin con procesos de descomposicin de restos orgnicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido as se llama biogs.El gas natural que se obtiene debe ser procesado para su uso comercial o domsticoregasificadora. Algunos de los gases de su composicin se extraen porque no tienen capacidad energtica (nitrgeno o CO2) o porque pueden depositarse en las tuberas usadas para su distribucin debido a su alto punto de ebullicin. El propano, butano e hidrocarburos ms pesados en comparacin con el gas natural son extrados, puesto que su presencia puede causar accidentes durante la combustin del gas natural. El vapor de agua tambin se elimina por estos motivos y porque a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente y presiones altas forma hidratos de metano que pueden obstruir los gasoductos. Los compuestos de azufre son eliminados hasta niveles muy bajos para evitar corrosin y olores perniciosos. Para uso domstico, al igual que al butano, se le aade unas trazas de metil-mercaptano, para que sea fcil detectar una fuga de gas y evitar su ignicin espontnea.Generacin de CO2 La combustin del gas natural, al ser un combustible fsil produce un aporte neto de CO2 a la atmsfera. Esto le diferencia de otros combustibles ms sostenibles como la biomasa, donde la tasa de produccin de carbono orgnico versus emisin de carbono inorgnico durante su combustin es casi igual a uno. Sin embargo, el gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados del petrleo, y sobre todo el carbn. Adems es un combustible que se quema ms limpia y eficazmente.La razn por la cual produce poco CO2 es que el principal componente, metano, contiene cuatro tomos de hidrgeno y uno de carbono.Como ventaja aadida es un combustible ms verstil, que puede utilizar en sistemas de generacin ms eficientes como el ciclo combinado o la pila de combustible y su obtencin es ms sencilla en comparacin con otros combustibles. Sin embargo, su contenido energtico es bajo.Generacin de energa El gas natural puede ser empleado para producir hidrgeno que se puede utilizar en los vehculos de hidrgeno.1 Nm3 (metro cbico en condiciones normales: 0C de tempereatura y 1 atmsfera de presin) de gas natural produce aprox. 10,4 kwhGas natural licuado

Buque gasero para GNLEl gas natural licuado (GNL) es gas natural que ha sido procesado para ser transportado en forma lquida. Es la mejor alternativa para monetizar reservas en sitios apartados, donde no es econmico llevar el gas al mercado directamente ya sea por gasoducto o por generacin de electricidad. El gas natural es transportado como lquido a presin atmosfrica y a -161 C donde la licuefaccin reduce en 600 veces el volumen de gas transportado.Impacto ambiental El GNL tiene el menor impacto ambiental de todos los combustibles por su alto contenido de hidrgeno. Los derrames de GNL se disipan en el aire y no contaminan el suelo ni el agua. Como combustible vehicular, reduce las emisiones de xidos de nitrgeno (NOx ) en un 70%, y no produce compuestos de azufre ni partculas. Para la generacin elctrica las emisiones de dixido de azufre, SO2 prcticamente quedan eliminadas, y las emisiones de CO2 se reducen en un 40%.Todos los sistemas de produccin y transporte, as como la planta de proceso, estn diseados para evitar fugas y prevenir incendios; es el caso de los sistemas de transferencia de GNL de y hacia los barcos, envo o revaporizacin (o regasificacin) de GNL. Hay algunas diferencias de diseo respecto a las plantas de gas, pero las consideraciones ambientales, de seguridad y de salud son las mismas o ms estrictas. Los principales riesgos son su baja temperatura (riesgo criognico) y su combustibilidad.Razones para licuar el gas natural El gas natural se transporta generalmente utilizando gasoductos pero, para grandes distancias, resulta ms econmico usar buques. Para transportarlo as es necesario licuarlo, dado que a la temperatura ambiente y a la presin atmosfrica ocupa un volumen considerable. El proceso de licuefaccin reduce el volumen del gas natural 600 veces con respecto a su volumen original. Aproximadamente la mitad de las reservas de hidrocarburos conocidas hoy son yacimientos de gas natural. Con frecuencia se encuentran ubicadas en regiones con poca demanda de gas. Sin embargo, al licuarlo, puede transportarse con total seguridad hasta su mercado de destino utilizando buques, de manera similar al petrleo crudo.Historia del GNL Los orgenes de la tecnologa de licuefaccin del GNL aparecen alrededor de 1920 cuando se desarrollaron las primeras tcnicas de licuefaccin del aire. El primer uso de GNL fue para recuperar helio del gas natural. El proceso se basaba en la licuefaccin de los hidrocarburos que contenan helio, dejando este ltimo en fase gaseosa; despus de la extraccin del helio, el GNL se vaporizaba y se venda como combustible.En el pasado, el gas natural se consideraba un subproducto sin valor asociado con la extraccin petrleo crudo, hasta que en 1920 se hizo evidente que era una valiosa fuente de combustibles como el propano y el butano. 1941 Primera planta de licuefaccin en Cleveland, Ohio. 1959 Primer envo de GNL por buque. 1960 Primera planta de licuefaccin con carga de base en Argelia. 1964 Comercio a gran escala entre Argelia y Europa. 1969 Transporte de GNL de Alaska a Japn. El GNL en 2002 Las operaciones de GNL estn amplindose rpidamente en todo el mundo, y cada vez hay ms plantas en construccin o en vas de desarrollo. Actualmente, existen las siguientes instalaciones: 15 plantas de licuefaccin de GNL que operan en 12 pases. 38 plantas de regasificacin de GNL que operan en 10 pases. Actualmente se consumen 104 millones de toneladas anuales de GNL en el mundo. Las proyecciones varan pero se espera para 2010 que la produccin se pueda duplicar.Cadena de Procesamiento Un proyecto de GNL es altamente complejo tanto desde el punto de vista tcnico as como del comercial. El proyecto debe de tener en cuenta todos los aspectos de la cadena de produccin desde el yacimiento, el tratamiento preliminar en los pozos, el transporte por tubera a la planta de licuefaccin, el llenado de barcos, el transporte a las unidades de revaporizacin y, finalmente, la venta y distribucin del gas ya sea como gas natural o en la forma de electricidad.Los proyectos de GNL son proyectos que representan varios miles de millones de dlares de inversin, por lo que requieren la participacin de compaas integradas (que tengan unidades de exploracin, produccin y distribucin de gas) de alta solvencia econmica y entidades financieras que contribuyan el capital de inversin. Todos estos factores han creado una industria en la cual el riesgo de inversin sea bajo y requiere que tanto los contratos de compra y venta de gas sean a largo plazo, en este caso 20 aos con reservas mnimas en el orden de 12 billones de pies cbicos por proyecto (12 TCF en el argot internacional.)Proceso de licuefaccin Cuando se extrae el gas natural de los yacimientos subterrneos, a menudo contiene otros materiales y componentes que deben ser eliminados antes de que pueda ser licuado para su uso: Azufre, dixido de carbono y mercurio, que son corrosivos para el equipo; agua, que al enfriar el gas se congelara formando hielo o bien hidratos de metano y provocara bloqueos en el equipo si no se eliminara; hidrocarburos pesados, especialmente benzeno y dixido de carbono, que pueden congelarse al igual que el agua y producir bloqueos del equipo y problemas en la combustin del gas. El GNL producido debe de ser usado en procesos de combustion y por lo tanto hay que extraer algunos hidrocarburos para controlar su poder calorfico y el ndice de Wobbe. Dependiendo del mercado final, la remocin de etano, propano y otros hidrocarburos debe estar controlada mediante una unidad de remocion de lquidos que puede estar integrada en el proceso de licuefaccinProceso de enfriamiento Para convertir el gas natural en lquido, se enfra el gas tratado hasta aproximadamente -161 C, que es la temperatura a la cual el metano su componente principal se convierte a forma lquida. El proceso de licuefaccin es similar al de refrigeracin comn: se reduce la presin de los gases refrigerantes produciendo lquidos fros, tales como propano, etano / etileno, metano, nitrgeno o mezclas de ellos, que luego se evaporan a medida que intercambian calor con la corriente de gas natural. De este modo, el gas natural se enfra hasta el punto en que se convierte en lquido. Una vez que el gas ha sido licuado se somete a un proceso de Joule Thompson o expansin con extraccin de trabajo para poderlo almacenar a presin atmosfrica. El GNL producido se almacena en tanques especiales para ser luego transferido a buques tanques especiales de transporte.El diseo de estas plantas est gobernado por normas estrictas, en la industria de GNL hay cuatro diseadores de plantas que se usan industrialmente: proceso con intercambiados de tubos en espiral de Air Products (APCI y APX), la cascada optimizada de Phillips, el triple ciclo refrigerante de Linde y el proceso de caja fra con mezcla refrigerante de Black and Veatch (PRICO).Todos estos procesos son usados en la industria y competencias de diseo son realizadas para seleccionar el proceso que va a generar el proyecto ms rentable a lo largo de toda su vida til.Almacenamiento del GNL El GNL se almacena a -161 C y a presin atmosfrica en tanques criognicos especiales para baja temperatura. El tpico tanque de GNL tiene doble pared: una pared externa de hormign armado, recubierto con acero al carbono, y una pared interna de acero niquelado al 9%. La seguridad y la resistencia son las consideraciones de diseo primarias al construir estos tanques, los cuales se disean para soportar terremotos y fuertes vientos.Transporte del GNL El GNL se transporta a presin atmosfrica en buques especialmente construidos con casco doble. El sistema de contencin de carga se disea y construye utilizando materiales especiales para el aislamiento y tanque, para asegurar el transporte seguro de esta carga criognica.El GNL en los tanques de carga del buque se mantiene a su temperatura de saturacin (-161 C) a lo largo de toda la navegacin, pero se permite que una pequea cantidad de vapor se disipe por ebullicin, en un proceso que se denomina "autorrefrigeracin". El gas evaporado se utiliza para impulsar los motores del buque.Aproximadamente 40% de los buques de GNL actualmente en servicio cuentan con sistemas de contencin de carga del tipo de membrana, de modo que tienen un aspecto muy similar al de otros cargueros. El resto de los buques tienen un sistema de contencin de carga ms particular, que incluye cuatro o ms tanques esfricos grandes. Ambos tipos de sistema de contencin poseen antecedentes de operacin extremadamente seguros y confiables.Datos sobre buques Actualmente se encuentran en servicio ms de 120 buques de GNL. El transporte de GNL por buque tiene antecedentes de seguridad ejemplares. Lmites de capacidad de carga: 19.000 m3 a 138.000 m3 Esloras: 130 m (420 ft) a 300 m (975 ft). Calados: 6,5 m (12 ft) a 12 m (39 ft). La flota de buques est desarrollndose rpidamente, con ms de 100 buques pedidos a los astilleros y que entrarn en servicio en los prximos aos.Tambin estn naciendo proyectos alternativos para el transporte de GNL en pequeas cantidades, bien sea en camiones o en barcos mucho menores que los actuales.Regasificacin del GNL Una vez que el buque-tanque de GNL llega a la terminal de regasificacin en la zona de mercado, el GNL es bombeado desde la nave hasta los tanques de almacenamiento. Los tanques de GNL son similares a los utilizados en la terminal de licuefaccin. Generalmente, la descarga de un buque requiere unas 12 horas.Luego, el GNL vuelve a su estado gaseoso original. Para ello, se bombea desde los tanques de almacenamiento y es calentado con vaporizadores hasta las condiciones de entrega especificadas por las empresas de gasoductos y los usuarios finales, ubicados corriente abajo de la tubera. Posteriormente, el gas se distribuye a los usuarios mediante un gasoducto convencional.Seguridad del GNL y accidentes relacionados La cadena de produccin y distribucin de GNL est diseada para evitar fugas y prevenir incendios. Los riesgos ms altos son su baja temperatura (criognica) y su combustibilidad. Los derrames de GNL se evaporan rpidamente donde la condensacin del vapor de agua en el aire crea una neblina. El GNL no se prende fcilmente, la llama no es muy fuerte, no humea y sta no se extiende. El combate de un fuego de GNL es muy similar a uno de gasolina o gasleo, no hay peligro de explosin en lugares abiertos.A continuacin se citan varios accidentes relacionados con el GNL: 1944, 20 de octubre. La compaa East Ohio Natural Gas Company tuvo un fallo en un tanque de GNL en Cleveland, Ohio. 128 personas murieron en la explosin. El tanque no tena un muro de retencin, haba sido construido durante la Segunda Guerra Mundial, en medio de un estricto racionamiento de metal. 1973, Febrero,Staten Island, New York. Mientras se reparaba el interior de un tanque de almacenamiento vaco, se desat un incendio. La presin aument dentro del tanque tan rpido que la cpula cedi, cayendo dentro del tanque y matando a 37 obreros. 1979, Lusby, Maryland, la instalacin de GNL de Cove Point sufri un fallo de una bomba, que liber vapor de gas, que se inflitr en los conductos elctricos. Un trabajador cerr un circuito, provocando la ignicin de los gases. El resultado fue un trabajador muerto y grandes daos en el edificio. 2004, 19 January, Skikda, Algeria. Se produjo una explisin en la planta de licuefaccin de GNL de Sonatrach. Hubo 27 muertos, 80 heridos, tres trenes de GNL destruidos, la produccin del ao 2004 se redujo en un 76%. Riesgos de un proyecto de GNL Debido a que los proyectos de GNL estn basados en contratos de compra y venta a largo plazo, la mayor parte de los riesgos estn basados en la disponibilidad de gas al proyecto, la estabilidad de los pases donde se ejecuta el proyecto y donde se vende el gas y la habilidad del Grupo que est ejecutando el proyecto para entender todas las complejidades de la cadena de GNL para lograr una rentabilidad que asegure la viabilidad del proyecto durante toda su vida til. Las caractersticas de un buen proyecto de GNL incluyen: Bajos Costos de Infraestructura y Produccin del Gas. Bajos Costos de Transporte del Gas y otros productos lquidos. Buena Estructura del Proyecto y de la Compaa establecida para este efecto. Ambiente Fiscal Atractivo Confianza de los Compradores en la estabilidad del Proyecto Seguridad de Mercado ndice del Precio del Gas con cambios de Mercado Proyecto que sea fcilmente financiable

Gas natural comprimidoSmbolo de uso obligatorio que identifica a los autos propulsados a GNC en ArgentinaEl Gas Natural Comprimido, ms conocido por la sigla GNC, es un combustible para uso vehicular que por ser econmico y ambientalmente limpio, es considerado una alternativa sustentable para la sustitucin de combustibles lquidos.CarctersticasEl GNC es esencialmente gas natural, almacenado a altas presiones segn la normativa de cada pas.

GasoductoUn gasoducto es una conduccin que sirve para transportar gases combustibles a gran escala. Es muy importante su funcin en la actividad econmica actual.Impropiamente, y puede que por analoga con el oleoducto, se le llama con frecuencia gaseoducto.Construccin Consiste en una conduccin de tuberas de acero, por las que el gas circula a altas presiones, desde el lugar de origen. Donde sea posible, se construyen sobre la superficie. Sin embargo, en reas que sean ms desarrolladas, urbanas o con flora sensible, se entierran a una profundidad tpica de 1 metro.Si la distancia es larga, debe haber estaciones de bombeo a intervalos. ste puede ser un yacimiento o un puerto de mar al que llegan buques (para el gas natural, se llaman metaneros) que transportan el gas licuado (a muy alta presin).Para cruzar un ro en el trazado de un gasoducto se utilizan principalmente dos tcnicas, la perforacin horizontal y la perforacin dirigida, con ellas se consigue que tanto la flora como la fauna del ro y de la ribera no se vean afectadas.El tendido por mar se hace desde barcos especialmente diseados, los cuales van depositando en el lecho marino la tubera a partir de una bobina.Para llevar el gas hasta los hogares y comercios, require agregarse pequeas salidas de alimentacin hasta las redes de tuberas dentro de dichas edificaciones.Regulaciones estadales en Estados Unidos y Canad requieren que los gasoductos enterrados estn protegidos de la corrosin. A menudo, el mtodo ms econmico es recubrir el gasoducto con proteccin catdica (por ejemplo aluminio).Circulacin del gas La presin a la que circula en gas por el gasoducto es normalmente de 72 bar para los de la redes bsicas de transporte y 16 bar en las redes de distribucin.El cambio de presiones se hace de forma anloga a las redes elctricas (alta tensin/baja tensin), en este caso se utilizan estaciones de regulacin y medida, por medio de unos reguladores de presin de membrana se regula la presin de salida que se necesite.

APLICACIONES Entre las fuentes de energa, el gas natural se caracteriza por su eficiencia,limpieza y competitividad. Es tambin una energa verstil, que se puede emplear tanto en el hogar como en el comercio y la industria. En el hogar, el gas natural calienta con rapidez, no necesita almacenaje previo y es el combustible actualmente disponible que menos contamina. El comercio y la industria se benefician con la calidad de la llama del gas natural, una llama regular y sin impurezas.En el hogarEl gas natural puede utilizarse en los hogares para cocinar, obtener agua caliente, calefaccionar y climatizar.Las cocinas, hornos y anafes estn equipados con los dispositivos ms modernos: encendido electrnico y vlvulas de seguridad que cortan el paso del gas si se apaga la llama. Los hornos de gas son programables, autolimpiables y disponen de encendido automtico. El vapor de agua de la combustin del gas permite, en estos hornos, que los alimentos no se resequen.Los calefones a gas natural producen agua caliente al instante y sin lmite. Funcionan slo cuando se necesita agua caliente, lo que permite un mximo ahorro de energa. Los termotanques almacenan agua caliente para cuando se necesite en varios puntos a la vez.El gas natural tambin permite calentar los hogares alcanzando el mximo confort. Las calderas de calefaccin mixtas (calefaccin ms agua caliente sanitaria) pueden ser para una sola vivienda (individuales) o para todo un edificio o urbanizacin (colectivas). Estas calderas son regulables y programables para tener el confort necesario en cualquier momento.Los radiadores murales autnomos producen un calor instantneo slo en la habitacin que se desee y no consumen aire interior de la vivienda.El gas natural ofrece la mxima economa en la climatizacin de los hogares, con equipos modulares que pueden adaptarse a gran parte de las necesidades existentes.La calefaccin por tubos radiantes genera un ambiente templado que permite aprovechar terrazas y jardines, incluso en pocas fras.Los climatizadores de piletas optimizan su uso y permiten disfrutarla durante ms meses al ao.En el comercio y la industriaEn el comercio y en la industria, el gas natural puede utilizarse en cualquier proceso de generacin de calor o fro, en la cogeneracin de energa trmica y elctrica, y en la generacin de electricidad.La combustin del gas natural permite regular mejor la temperatura de las cmaras de combustin de una extensa gama de equipos y aplicarla directamente al tratamiento de mltiples productos.Como combustible, el gas natural se utiliza en los sectores industriales que necesitan energa trmica limpia, eficaz y econmica: hornos, fundiciones, tratamientos trmicos, cubas de galvanizado y calefaccin de grandes locales (polideportivos y naves industriales o comerciales).El gas natural tambin permite climatizar y generar fro para edificios y cmaras industriales o producir hielo para las pistas de patinaje.Otra aplicacin de actualidad y con un gran futuro es la cogeneracin con gas natural que produce conjuntamente energa elctrica (o mecnica) y calor til para fbricas, centros sanitarios y hoteleros, y grandes complejos urbansticos, reduciendo en gran medida la emisin de contaminantes.El gas natural se utiliza cada vez ms en la generacin de electricidad en centrales trmicas convencionales o de ciclo combinado. Este proceso permite ahorrar energa, y adems disminuir los niveles de contaminacin.Por su alto contenido en hidrgeno, el gas natural es la materia prima ms utilizada en la produccin de amoniaco para fertilizantes, as como en otras aplicaciones petroqumicas.

Gasoducto Almendralejo Villafranca2

USO DEL GAS NATURAL

El gas natural tiene diversas aplicaciones en la industria, el comercio, la generacin elctrica, el sector residencial y el transporte de pasajeros. Ofrece grandes ventajas en procesos industriales donde se requiere de ambientes limpios, procesos controlados y combustibles de alta confiabilidad y eficiencia.

En el siguiente cuadro se presentan algunas de las aplicaciones ms comunes de gas natural:

Aplicaciones del Gas Natural

SectorAplicaciones/Procesos

IndustrialGeneracin de vapor

Industria de alimentos

Secado

Coccin de productos cermicos

Fundicin de metales

Tratamientos trmicos

Temple y recocido de metales

Generacin elctrica

Produccin de petroqumicos

Sistema de calefaccin

Hornos de fusin

Comercio y ServiciosCalefaccin central

Aire acondicionado

Coccin/preparacin de alimentos

Agua caliente

EnergaCogeneracin elctrica

Centrales trmicas

ResidencialCocina

Calefaccin

Agua caliente

Aire acondicionado

Transporte de pasajerosTaxis

Buses

Adicionalmente, el gas natural es utilizado como materia prima en diversos procesos qumicos e industriales. De manera relativamente fcil y econmica puede ser convertido a hidrgeno, etileno, o metanol; los materiales bsicos para diversos tipos de plsticos y fertilizantes.

Debido a que el gas natural puede ser utilizado con grandes beneficios en un amplio nmero de aplicaciones, puede sustituir a los energticos alternativos que se sealan a continuacin:

Combustibles que el Gas Natural puede sustituir

SectorEnerga y/o combustible que puede sustituir

IndustrialCarbn

Electricidad

DHM

Diesel

Fuel Oil

Gas licuado

Gasolina

Kerosene

Lea

Generacin elctricaCarbn

Fuel Oil

ComercioCarbn

Electricidad

Fuel Oil

Gas de ciudad

Gas licuado

Kerosene

ResidencialElectricidad

Gas de ciudad

Gas licuado

Kerosene

Lea

Transporte de pasajerosGasolina

Petrleo Diesel

Uno de los usos del gas natural que ha tomado mayor importancia en el ltimo tiempo en nuestro pas, dada la disminucin en el recurso hdrico, es la generacin elctrica.

RESERVAS DEL GAS NATURALAntes de hablar de las reservas actualmente existentes en el mundo, es indispensable aclarar como se efecta el proceso de bsqueda de gas natural adems de algunos conceptos relacionados con este tema. La bsqueda de gas natural se inicia con exploraciones, que consisten bsicamente en realizar perforaciones en zonas donde existen indicios de la existencia de gas. Una vez que algn yacimiento de gas natural es encontrado, el prximo paso es analizarlo de manera de determinar tanto la cantidad como la calidad del gas natural contenido en ese yacimiento, calculndose as la duracin de ese yacimiento de acuerdo a la cantidad de gas que tenga y a una estimacin del consumo. Una vez que estos anlisis son efectuados, el gas natural de ese yacimiento pasa a ser una "reserva probada" de gas natural.

Pero, dado el alto costo que este proceso implica, no todos los yacimientos son analizados. Lo que si se realiza constantemente son perforaciones para localizar yacimientos, de manera de que en el momento que se necesiten probar las reservas, se tengan ubicadas y lo nico necesario por realizar sea un anlisis de manera de determinar la calidad y la duracin del gas natural.

Como norma, las empresas productoras de gas natural deben mantener reservas probadas por lo menos como para cumplir con los contratos de extraccin o de suministro que mantenga vigentes.

Respecto a las reservas mundiales de gas natural, stas son aproximadamente 145 trillones de metros cbicos estndar, las que estn principalmente concentradas en la ex Unin Sovitica y en el Medio Oriente. Y dentro de la ex Unin Sovitica, Rusia tiene el 85% de esas reservas. En el caso del Medio Oriente, es Irn el pas que tiene la mayor cantidad de reservas de esa zona, con un 47%.En el esquema que se presenta a continuacin se muestra la distribucin por zonas de estas reservas.

En el siguiente grfico se esquematiza la distribucin mundial de las reservas de gas natural.

CONSUMO DEL GAS NATURAL

Ventajas para el Medio Ambiente

La combustin del gas natural est clasificada mundialmente como la ms limpia entre los combustibles industriales tradicionales. De hecho, las emisiones de material particulado cumplen con las normas chilenas e internacionales ms exigentes, sin necesidad de invertir en equipos de tratamiento de gases. Una de las grandes ventajas del gas natural respecto a otros combustibles, son las bajas emisiones de su combustin, lo cual se puede ver en el siguiente cuadro.

Emisin de distintos Combustibles(en trminos del consumo energtico)

CombustibleMPMaterial ParticuladoSOXOxido de SulfuroNOXOxido de Nitrgeno

Gas Natural111

Gas de Ciudad3610,5

Gas Licuado1,4232

Kerosene3,42691,5

Diesel3,31.2091,5

Fuel Oil N 5154.4704

Fuel Oil N 639,44.433,4

Carbn1575.2836

Lea140132

Cuadro resumen de efectos de distintos contaminantes sobre la salud de las personas y en el medioambiente

CONTAMINANTEEFECTOS SOBRE

las personasel medioambiente

MP(Material Particulado)Disminucin de la visibilidadAumento de afecciones respiratoriasTos crnicaRonqueraSntomas respiratorios nocturnosBronquitisAcceso de asma bronquialDao directo a la vegetacin (dificultad en la fotosntesis)

SO2(Dixido de Sulfuro)No se le puede atribuir ningn efecto especfico, pero si resulta claro que es altamente nocivo en presencia de humedadLluvia Acida

NOX(Oxido de Nitrgeno)IrritantePotencialmente cancergenoLluvia cida Problemas con el Ozono

"Es posible relacionar la presencia de altos niveles de material particulado respirable en ciudades desarrolladas, hasta con un 5% de las muertes."

Al comparar las emisiones producto de la combustin del gas natural con las del carbn y del petrleo, se deduce que las del gas natural son bastante menores, ya que su estructura molecular es bastante ms simple que la de los otros dos combustibles, lo que facilita que se queme limpiamente. Entre otros, el carbn y el petrleo tienen una combustin que produce cenizas que no se queman completamente, y se pueden ir a la atmsfera.

VENTAJAS DEL GAS NATURALDisponibilidad- Llega a la industria, comercio o al hogar a travs de tuberas subterrneas.- El suministro de gas se disfruta de manera continua.- No hay que solicitar su abastecimiento.- No es necesario que ninguna persona ajena se introduzca al centro de consumo.Confiable- Es 40% ms ligero que el aire, no se acumula y se dispersa en forma natural en la atmsfera.- Como est odorizado es sencillo detectar su presencia.- No se requiere el almacenamiento.- Se distribuye por ductos subterrneos de polietileno y acero, materiales probados en zonas ssmicas: Mxico, Tokio, San Francisco, etc.- Todas las instalaciones cumplen las Normas Oficiales Mexicanas.- Las distribuidoras de gas natural supervisan y monitorean constantemente las redes de distribucin y cuentan con equipos tcnicos disponibles las 24 horas, los 365 das del ao.Ecolgico Comparado con otros hidrocarburos, pose la menor relacin de hidrgeno-carbn en su composicin qumica, por ello su combustin es ms limpia y la que menos emisiones contaminantes libera al ambiente.

- No genera partculas slidas ni emite residuos txicos.- El protocolo de Kyoto reconoce al gas natural como el combustible fsil ms amigable con el medio ambiente.- Son innecesarias instalaciones de almacenamiento masivo, ni vehculos transportadores y/o repartidores.POLMEROS

I.- CONCEPTO Y ASPECTOS GENERALES

1.1.-Definicin.- Los polmeros son macromolculas que estn conformadas por molculas ms pequeas llamados monmeros.

El poliestireno es un polmero formado a partir de la unidad repetitiva estireno

Los monmeros son los compuestos de bajo peso molecular, la unidad monomerica es la unidad estructural o conjunto de tomos que se repite a lo largo de la macromolcula

Existen polmeros naturales de gran significacin comercial como el algodn, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polmero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, protena del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los rboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son tambin polmeros naturales importantes.Sin embargo, la mayor parte de los polmeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintticos con propiedades y aplicaciones variadas.

1.2.-Historia de los polmetros Los polmeros naturales, por ejemplo la lana, la seda, la celulosa, etc., se han empleado profusamente y han tenido mucha importancia a lo largo de la historia. Sin embargo, hasta finales del siglo XIX no aparecieron los primeros polmeros sintticos, como por ejemplo el celuloide.Los primeros polmeros que se sintetizaron se obtenan a travs de transformaciones de polmeros naturales. En 1839 Charles Goodyear realiza el vulcanizado del caucho. El nitrato de celulosa se sintetiz accidentalmente en el ao 1846 por el qumico Christian Friedrich Schnbein y en 1868, John W. Hyatt sintetiz el celuloide a partir de nitrato de celulosa.El primer polmero totalmente sinttico se obtuvo en 1909, cuando el qumico belga Leo Hendrik Baekeland fabrica la baquelita a partir de formaldehdo y fenol. Otros polmeros importantes se sinterizaron en aos siguientes, por ejemplo el poliestireno (PS) en 1911 o el poli(cloruro de vinilo) (PVC) en 1912.En 1922, el qumico alemn Hermann Staudinger comienza a estudiar los polmeros y en 1926 expone su hiptesis de que se trata de largas cadenas de unidades pequeas unidas por enlaces covalentes. Propuso las frmulas estructurales del Poliestireno y del Polioximetileno, tal como las conocemos actualmente, como cadenas moleculares gigantes, formadas por la asociacin mediante enlace covalente de ciertos grupos atmicos llamados "Unidades Estructurales". Este concepto se convirti en "Fundamento" de la Qumica Macromolecular slo a partir de 1930, cuando fue ampliamente aceptado.En 1953 recibi el Premio Nobel de Qumica por su trabajo.Wallace Carothers, trabajando en la empresa DuPont desde 1928, desarroll un gran nmero de nuevos polmeros: polisteres, poliamidas, neopreno, etc.La Segunda Guerra Mundial contribuy al avance en la investigacin de polmeros. Por ejemplo, fue muy importante la obtencin del caucho natural por caucho sinttico.En los aos 1950 el alemn Karl Ziegler y el italiano Giulio Natta desarrollaron los catalizadores de Ziegler-Natta y obtuvieron el Premio Nobel de Qumica en 1963.Otro Premio Nobel de Qumica fue concedido por sus estudios de polmeros a Paul Flory en 1974.En la segunda mitad del siglo XX se desarrollaron nuevos mtodos de obtencin, polmeros y aplicaciones. Por ejemplo, catalizadores metalocnicos, fibras de alta resistencia, polmeros conductores (en 2000 Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid y Hideki Shirakawa recibieron el Premio Nobel de Qumica por el desarrollo de estos polmeros), estructuras complejas de polmeros, polmeros cristales lquidos, etc.

1.3.-CLASIFICACION

1.3.1.-Segn sus monmeros Homopolmeros.- Se les denomina as a los polmetros que solo tienen un tipo de monmero. Ej.:Cloruro de polivinilo Poli(cloruro de vinilo)(PVC)

Copolimero.- Se les denomina as a los polmetros que lo conforman varios monmeros, tambin convencionalmente se les llama polmeros sintticos .Ej:Poliacrilonitrilo

Polibutadieno

Poliestireno

Es el ABS se deriva de tres monmeros que son acrinonitrilo-butadieno-estireno.

1.3.2.- Segn su origen Polmeros naturales. Existen en la naturaleza muchos polmeros y las biomolculas que forman los seres vivos son macromolculas de polmeros. Por ejemplo, las protenas, la celulosa, el hule o caucho natural, la quitina, lignina, etc. Polmeros semisintticos. Se obtienen por transformacin de polmeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc. Polmeros sintticos. Muchos polmeros se obtienen industrialmente a partir de los monmeros. Por ejemplo, el nylon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.

1.3.3.-Segn su mecanismo de polimerizacin La reaccin por la cual se sintetiza un polmero a partir de sus monmeros se denomina polimerizacin. Segn el mecanismo por el cual se produce la reaccin de polimerizacin para dar lugar al polmero, sta se clasifica como polimerizacin por pasos o como polimerizacin en cadena. En cualquier caso, el tamao de la cadena depender de parmetros como la temperatura o el tiempo de reaccin, teniendo cada cadena un tamao distinto y, por tanto, un peso molecular distinto, por lo que se habla de peso promedio para el polmero. Polimerizacin por adicin Comprende la combinacin de monmeros insaturados, ya sea de la misma clase o de dos clases diferentes. Ej.: la polimerizacin sencilla es la iteracin de muchas molculas de etileno para formar un polmero que se le conoce como polietileno o politeno.

Esto comprende la adicin de molculas pequeas de un mismo tipo unas a otras por apertura del doble enlace, sin eliminacin por ninguna parte de la molcula.Otras: Adicin de pequeas molculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un anillo sin eliminacin de ninguna parte de la molcula (polimerizacin tipo epxido.). Adicin de pequeas molculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un doble enlace con eliminacin de una parte de la molcula (polimerizacin aliftica del tipo diazo.). Adicin de pequeas molculas unas a otras por ruptura del anillo con eliminacin de una parte de la molcula (polimerizacin del tipo a -aminocarboxianhidro.). Adicin de birradicales formados por deshidrogenacin (polimerizacin tipo p-xileno.). Polimerizacin por condensacin Formacin de polisteres, poliamidas, politeres, polianhidros, etc., por eliminacin de agua o alcoholes, con molculas bifuncionales, como cidos o glicoles, diaminas, disteres entre otros (polimerizacin del tipo polisteres y poliamidas.). Formacin de polihidrocarburos, por eliminacin de halgenos o haluros de hidrgeno, con ayuda de catalizadores metlicos o de haluros metlicos (policondensacin del tipo de Friedel-Craffts y Ullmann.). Formacin de polisulfuros o poli-polisulfuros, por eliminacin de cloruro de sodio, con haluros bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o polisulfuros alcalinos o por oxidacin de dimercaptanos (policondensacin del tipo Thiokol.). Unos aos ms tarde, Flory refin la clasificacin, dndo ms nfasis a la cintica de reaccin que al hecho de liberar o no molculas pequeas: Polmeros formados por etapas. La cadena de polmero va creciendo gradualmente mientras haya monmeros disponibles, aadiendo un monmero cada vez. Esta categora incluye todos los polmeros de condensacin de Carothers y adems algunos otros que no liberan molculas pequeas pero s se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos. Polmeros formados por reaccin en cadena. Cada cadena individual de polmero se forma a gran velocidad y luego queda inactiva, a pesar de estar rodeada de monmero.

1.3.4.- Segn su composicin qumica Polmeros vinlicos. La cadena principal de sus molculas est formada exclusivamente por tomos de carbono. Dentro de ellos se pueden distinguir: Poliolefinas, formados mediante la polimerizacin de olefinas. Ejemplos: polietileno y polipropileno. Polmeros estirnicos, que incluyen al estireno entre sus monmeros. Ejemplos: poliestireno y caucho estireno-butadieno. Polmeros vinlicos halogenados, que incluyen tomos de halgenos (cloro, flor...) en su composicin. Ejemplos: PVC y PTFE. Polmeros acrlicos. Ejemplos: PMMA. Polmeros orgnicos no vinlicos. Adems de carbono, tienen tomos de oxgeno y/o nitrgeno en su cadena principal. Algunas sub-categoras de importancia: Polisteres Policarbonatos Poliamidas Poliuretanos Polmeros inorgnicos. Entre otros: Basados en azufre. Ejemplo: polisulfuros. Basados en silicio. Ejemplo: silicona.

1.3.5-Segn sus aplicaciones Atendiendo a sus propiedades y usos finales, los polmeros pueden clasificarse en: Elastmeros. Son materiales con muy bajo mdulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensin y contraccin los elastmeros absorben energa, una propiedad denominada resiliencia. Plsticos. Son aquellos polmeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original. Hay que resaltar que el trmino plstico se aplica a veces incorrectamente para referirse a la totalidad de los polmeros. Fibras. Presentan alto mdulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables. Recubrimientos. Son sustancias, normalmente lquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasin. Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesin y una alta cohesin, lo que les permite unir dos o ms cuerpos por contacto superficial.

1.3.6.-Segn su comportamiento alta temperaturaPara clasificar polmeros, una de las formas empricas ms sencillas consiste en calentarlos por encima de cierta temperatura. Segn si el material funde y fluye o por el contrario se descompone se diferencian dos tipos de polmeros: Termoplsticos, que fluyen (pasan al estado liquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al estado solido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ninguno) entrecruzamientos. Termoestables, que se descomponen qumicamente al calentarlos, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con muchos entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las molculas. La clasificacin termoplsticos / termoestables es independiente de la clasificacin elastmeros / plsticos / fibras. Existen plsticos que presentan un comportamiento termoplstico y otros que se comportan como termoestables. Esto constituye de hecho la principal subdivisin del grupo de los plsticos y hace que a menudo cuando se habla de "los termoestables" en realidad se haga referencia slo a "los plsticos termoestables". Pero ello no debe hacer olvidar que los elastmeros tambin se dividen en termoestables (la gran mayora) y termoplsticos (una minora pero con aplicaciones muy interesantes).

1.4.-Propiedades de los polmeros1.4.1.- Propiedades Generales Los polmeros ismeros son polmeros que tienen esencialmente la misma composicin de porcentaje, pero difieren en la colocacin de los tomos o grupos de tomos en las molculas. Los polmeros ismeros del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones relativas (cabeza a cola, cabeza a cabeza, cola a cola, o mezclas al azar de las dos.) de los segmentos consecutivos (unidades monmeros.).:CH2CHXCH2CHXCH2CHXCH2CHX CH2CH2CHXCHXCH2CH2CHXCHXCH2

o en la orientacin de sustituyentes o cadenas laterales con respecto al plano de la cadena axial hipotticamente extendida.La isomera cis-trans puede ocurrir, y probablemente ocurre, para cualquier polmero que tenga ligaduras dobles distintas a las que existen en los grupos vinilo pendientes (los unidos a la cadena principal). A temperaturas altas, los polmeros se vuelven lquidos muy viscosos en los que las cadenas estn constantemente en movimiento cambiando su forma y deslizndose unas sobre las otras. A temperaturas muy bajas, el mismo polmero serpia un slido duro, rgido y frgil. El polmero puede solidificarse formando un slido amorfo o uno cristalino. Como se sabe los polmeros con fuertes irregularidades en su estructura tienden a formar slidos amorfos y los polmeros con cadenas muy simtricas tienden a cristalizar, por lo menos parcialmente.

1.4.2.- Propiedades mecnicas de los polmetros ResistenciaLa resistencia es una propiedad mecnica que se podra relacionar cuando se habla de polmeros. En primer lugar, existen varios tipos de resistencia. Una de ellas es la tnsil. La resistencia tnsil es importante para un material que va a ser extendido o va a estar bajo tensin. Luego est la resistencia a la compresin. El concreto es un ejemplo de material con buena resistencia a la compresin. Cualquier cosa que deba soportar un peso encima, debe poseer buena resistencia a la compresin. Tambin est la resistencia a la flexin. Existen otras clases de resistencia de las que se pueden hablar. Un polmero tiene resistencia a la torsin si es resistente cuando es puesto bajo torsin. Tambin est la resistencia al impacto. Una muestra tiene resistencia al impacto si es fuerte cuando se la golpea agudamente de repente, como con un martillo.

Para medir la resistencia tnsil de una muestra polimrica, se estira con una mquina llamada Instron. Esta mquina simplemente sujeta cada extremo de la muestra y luego procede a estirarla. Mientras dura el estiramiento de la muestra, va midiendo la fuerza (F) que est ejerciendo. Cuando conocemos la fuerza que se est ejerciendo sobre la muestra, dividimos ese nmero por el rea (A) de la muestra. El resultado es la tensin que est experimentando la muestra. ElongacinPero las propiedades mecnicas de un polmero no se remiten exclusivamente a conocer cun resistente es. La resistencia nos indica cunta tensin se necesita para romper algo. Pero no nos dice nada de lo que ocurre con la muestra mientras estamos tratando de romperla. Ah es donde corresponde estudiar el comportamiento de elongacin de la muestra polimrica. La elongacin es un tipo de deformacin. La deformacin es simplemente el cambio en la forma que experimenta cualquier cosa bajo tensin. Cuando hablamos de tensin, la muestra se deforma por estiramiento, volvindose ms larga. Obviamente llamamos a esto elongacin.

Por lo general, hablamos de porcentaje de elongacin, que es el largo de la muestra despus del estiramiento (L), dividido por el largo original (L0), y multiplicado por 100.Existen muchas cosas relacionadas con la elongacin, que dependen del tipo de material que se est estudiando. Dos mediciones importantes son la elongacin final y la elongacin elstica. La elongacin final es crucial para todo tipo de material. Representa cunto puede ser estirada una muestra antes de que se rompa. La elongacin elstica es el porcentaje de elongacin al que se puede llegar, sin una deformacin permanente de la muestra. Es decir, cunto puede estirrsela, logrando que sta vuelva a su longitud original luego de suspender la tensin. Esto es importante si el material es un elastmero. Los elastmeros tienen que ser capaces de estirarse bastante y luego recuperar su longitud original. La mayora de ellos pueden estirarse entre el 500% y el 1000% y volver a su longitud original es inconveniente. Modulo Los elastmeros deben exhibir una alta elongacin elstica. Pero para algunos otros tipos de materiales, como los plsticos, por lo general es mejor que no se estiren o deformen tan fcilmente. Si queremos conocer cunto un material resiste la deformacin, medimos algo llamado mdulo. Para medir el mdulo tnsil, hacemos lo mismo que para medir la resistencia y la elongacin final. Esta vez medimos la resistencia que estamos ejerciendo sobre el material, tal como procedimos con la resistencia tnsil. Incrementamos lentamente la tensin y medimos la elongacin que experimenta la muestra en cada nivel de tensin, hasta que finalmente se rompe. Luego graficamos la tensin versus elongacin, de este modo:

Este grfico se denomina curva de tensin-estiramiento. (Estiramiento es todo tipo de deformacin, incluyendo la elongacin. Elongacin es el trmino que usamos cuando hablamos especficamente de estiramiento tnsil). La altura de la curva cuando la muestra se rompe, representa obviamente la resistencia tnsil, y la pendiente representa el mdulo tnsil. Si la pendiente es pronunciada, la muestra tiene un alto mdulo tnsil, lo cual significa que es resistente a la deformacin. Si es suave, la muestra posee bajo mdulo tnsil y por lo tanto puede ser deformada con facilidad. Hay ocasiones en que la curva tensin-estiramiento no es una recta, como vimos arriba. Para algunos polmeros, especialmente plsticos flexibles, obtenemos curvas extraas, como sta: A medida que la tensin se incrementa, la pendiente, es decir el mdulo, no es constante, sino que va experimentando cambios con la tensin. En casos como ste, generalmente tomamos como mdulo la pendiente inicial, como puede verse en la curva de arriba. En general, las fibras poseen los mdulos tnsiles ms altos, y los elastmeros los ms bajos, mientras que los plsticos exhiben mdulos tnsiles intermedios. El mdulo se mide calculando la tensin y dividindola por la elongacin. Pero dado que la elongacin es adimensional, no tiene unidades