CAPITULO I: MINERALES NO METALICOS
INTRODUCCION.-
Los materiales no metlicos son ms vulgares y conocidos que los minerales metlicos.
La mayora estn repartidos con bastante abundancia en todo el mundo,
Su valor depende ms de la posibilidad de utilizarlos cerca de donde se encuentran
que del mismo material en s.
Su valor econmico est determinado en gran parte por el coste del transporte.
Sus caractersticas varan mucho y estn determinados generalmente por el empleo a
que se dedica la materia de que se trate. Los minerales no metlicos se utilizan
esencialmente en la forma en que se extraen, y pocos son los que se descomponen en
sus constituyentes. El valor bruto de todos los productos no metlicos rebasa
anualmente el de los minerales metlicos.
Los productos no metlicos desafan una clasificacin simple. Una sola substancia podr
ocupar ms de una casilla de una clasificacin, o entrar en ms de un proceso industrial.
La principal caracterstica, la cual determina su valor, es el fin con que se usa. En el caso
de los minerales metlicos, una de las principales caractersticas de inters es el
depsito, pero en el caso de los minerales no metlicos, este punto es a menudo
secundario, y el inters se centra en la utilidad.
Sin embargo, para finalidades cientficas proponemos en la tabla una clasificacin gentica.
Dicho cuadro indica tambin los principales usos a que se destinan los distintos minerales; as
como los
grupos utilitarios seguidos en esta tercera parte, y los captulos en que se estudian los procesos
y materiales no metlicos. No se ha intentado incluir aqu los innumerables minerales no
metlicos de menor importancia
PROCESOS DE FORMACION MATERIALES USO PRINCIPAL OTROS USOS
PROCESOS IGNEOS
ROCAS construccin ornamentales Construccin y estructuras
esteatita m. industriales Abrasivos
pmez abrasivo
corindn
abrasivo, piedras
preciosas. metalurgia
diamante abrasivos
PEGMATITAS feldespatos metalurgia Abrasivos, ornamental
cuarzo industrial
micas Industriales y fabriles Edificios y estructuras
criolita
Metalurgia e industria
refractaria Material cermico
espodumena Industrial y fabril -----------------
Piedras preciosas
Ornamental y piedras
preciosas Industrial y fabril
EMANACIONES
MAGMTICAS pirita Materiales qumicos fertilizantes
fluorita
Metalurgia y
refractarios Industriales, qumicos
baritina Industriales y fabriles qumicos
whiterita Industriales y fabriles qumicos
magnesita
Metalurgia y
refractarios qumicos
PROCESOS SEDIMENTARIOS
ROCAS
SEDIMENTARIAS
piedra de
construccin Edificios y estructuras
cal, dolomita Edificios y estructuras Metalurgia, industrial
magnesita Edificios y estructuras Metalurgia , qumicos
cementos
hidrulicos Edificios y estructuras
Arcillas. pizarras Cermicos y refractarios Metalurgia e industrial
fosfatos fertilizantes
arenas y arenisca Edificios y estructuras Metalurgia y abrasivos
bentonita Industriales y fabriles Edificios y abrasivos
diatomita Industriales y fabriles Edificios y abrasivos
PRECIPITACIN
QUMICA sal gema qumicos
yeso Edificios y estructuras fertilizantes
potasa fertilizante qumicos
nitratos fertilizante qumicos
brax y boratos Industriales y fabriles qumicos, metalurgia
DEPSITOS
ORGNICOS Hulla Combustibles minerales Metalurgia y refractarios
Petrleo, gas Combustibles minerales qumicos
Azufre qumicos fertilizantes
betunes Edificios y estructuras Industriales y fabriles
PROCESOS DE
METEORIZACION
CONCENTRACION
RESIDUAL Bauxita
Metalurgia y
refractarios
Cermicos, abrasivos,
edificaciones.
Arcillas
Cermicos,
edificaciones
Metalurgia y refractarios,
industriales
Pigmentos
minerales Industriales y fabriles
Trpoli abrasivos
CONCENTRACION
MECANICA Arenas
Metalurgia y
refractarios industriales abrasivos, cermicos
Monacita y zircn
Industriales y fabriles
qumicos
Ilmenita Industriales y fabriles Metalurgia y refractarios
Fosfatos fertilizantes qumicos
Piedras preciosas ornamentales abrasivos
PROCESOS METAMORFICOS Asbestos Industriales y fabriles Edificaciones y estructuras
Grafitos
Metalurgia y
refractarios Industriales y fabriles
Esmeril, Granate abrasivos
Ornamental y piedras
preciosas.
Talco Industriales y fabriles
Metalurgia y refractarios
cermicos
Minerales de
sillimanita
Metalurgia y
refractarios
Industriales y fabriles
cermicos
Piedras preciosas
Ornamental y piedras
prec. abrasivos
Piedras de techar Edificios y estructuras
PROCESOS DE AGUA
SUBTERRANEA
Abastecimiento de
agua Abastecimiento de agua
Procesos industriales,
fabriles y qumicos
Agua salada (sal) Materiales qumicos
Bromo, yodo Industriales y fabriles Materiales qumicos
Nitratos fertilizantes Materiales qumicos
Azufre Material quimico fertilizante
Piedras preciosas
Ornamentacin y p.
preciosas
salinas(menos sal) Materiales qumicos Industriales y fabriles
La industria de las rocas y minerales industriales ha crecido en los ltimos aos de una manera
notable en todo el mundo. Antes a 898.000 millones de dlares. De este total, el 25%
corresponde a las rocas y minerales industriales, y de este porcentaje el 8% corresponde a los
ridos; mientras que el 8% corresponde a la minera metlica y los energticos el 66%. El
consumo de rocas y minerales industriales es muy grande, destacando en tonelaje los ridos y
la piedra natural sobre el resto de estos recursos. Las razones de este desarrollo se encuentran
sobre todo en los avances tecnolgicos que han permitido utilizar esas materias en sustitucin
de muchos minerales metlicos de costosa extraccin y procesamiento, as como en las ventajas
que los nuevos productos alcanzan cada da.
Per tiene importantes recursos de rocas y minerales industriales distribuidos a lo largo y ancho
de su territorio, siendo cada vez ms importantes por la gran variedad de ellos que se exporta.
Un ejemplo son los boratos, pues nuestro pas es uno de los siete principales productores del
mundo. Se estima que en el Per la produccin anual de roca y minerales industriales (incluidos
lo ridos) se encuentra alrededor de los 25 millones de toneladas. En el 2007 se exporto
alrededor de 70 millones de dlares lo que represent algo ms del 4% del valor de la produccin
minera nacional.
Definicin de rocas y minerales industriales
Los recursos minerales, en sentido amplio, se suele dividir en recursos energticos, menas
metlicas, rocas y minerales industriales (o minerales no metlicos) y aguas. Algunos minerales
radiactivos pueden ser considerados indistintamente como menas metlicas o combustibles
nucleares.
Sin embargo, con frecuencia es problemtica la clasificacin de una sustancia concreta como
rocas o mineral industrial. Incluso los conceptos de roca industrial y mineral industrial no
estn claramente definidos.
Por ejemplo, la halita (sal comn) es tambin una mena de sodio, la barita de bario, la celestita
de estroncio, el cuarzo de silicio, etc.
La arena caolinifera, muy explotada en Espaa, es un ejemplo tpico se sustancia que puede
clasificarse como roca industrial (en el sentido de ser polimineral), aunque habitualmente se
considera mineral industrial. En trminos cientficos, ni siquiera el caoln lavado ni el caoln
ptreo (flint-clay), que se extrae en Asturias, son minerales sino rocas, ya que estn compuestos
por varios filosilicatos diferentes del grupo de las kanditas (caolines).
No es sencillo, por tanto, definir cules son las rocas y los minerales industriales. El uso al que
se destinen es decisivo para incluir una sustancia concreta en este grupo.
Las rocas estn formadas por uno o ms minerales, y pueden provenir de la cristalizacin por
enfriamiento de un magma, como en el caso de las rocas gneas, o ser el resultado de la
acumulacin y consolidacin de los productos originados en la destruccin de rocas
preexistentes (sedimentos) dando origen a las rocas sedimentarias. Cuando las rocas
preexistentes son modificadas por cambio de la temperatura y/o la presin se originan las rocas
metamrficas.
Roca ornamental es aquella que se obtiene de la naturaliza y es utilizada as, es decir, sin otra
adicin que la de ser dimensionada, tallada y pulida. Siempre estar referida a su composicin,
a su apariencia y, desde el punto de vista econmica, a su utilidad. Para la comercializacin de
cada una de las rocas ornamentales se debe tener presente las siguientes exigencias:
- Que sea homognea
- Que carezca de grietas, fracturamiento o cavidades.
- Que no presente alteraciones fsicas y/o qumicas.
- Que tenga la mejor apariencia y belleza.
- Que no sufra alteraciones con los agentes atmosfricos.
DEFINICIONES.-
Roca natural: son rocas formadas y consolidadas por procesos naturales que pueden explotarse
econmicamente. Las rocas naturales trituradas se emplean como agregados minerales, molidas
se utilizan como harinas minerales y labradas como piedras naturales (sillares, roca ornamental).
Piedras labradas: son piedras naturales compactas, sin exfoliacin esquistosa, que pueden
servir, en forma de piezas geomtricas ms o menos regulares y con determinadas medidas
(sillares), en obras artesanales y decorativas (roca ornamental)
Piedras artificiales: se fabrican mayormente a partir de materiales minerales y se emplean
como piedra labradas, tal como se ha mencionado anteriormente.
Pizarras de techar: son esquistos de arcillas y limo que han sido formadas esencialmente por
metamorfismo dinmico. Las pizarras para techar son compactas, resistentes a los agentes
atmosfricos y se hienden fcilmente en placas planas con espesores de 3 a 5 mm; se aplican
predominantemente como cubiertas y para el revestimiento de fachadas.
Estos conceptos se usan en la literatura tcnica con significados diferentes. En el caso alemn,
por ejemplo, usa el concepto sillar natural para distinguir este tipo de piedras de las artificiales,
como por ejemplo las de hormign (o tambin las de material sinttico). En vez de roca
ornamental se usan tambin trminos como rocas monumentales o sillares monumentales o
sillares monumentales. En idioma ingls, en vez de piedras o sillar natural se usa mayormente el
concepto dimensin stone, y para roca ornamental el termino ornamental stone.
La comercializacin internacional se sillares naturales ha creado un gran nmero de nombres no
cientficos que no estn sometidos a ninguna regla. Tal es el caso del nombre granito belga
utilizado para la caliza de color gris oscuro a negro y rica en fsiles; doloma de Anrcht para
areniscas calcrea rica en glauconita; y granito sueconegruzco para un basalto. El trmino
nice designa realmente una variedad de cuarzo criptocristalino bandeado (variedad
semipreciosa de calcedonia), mientras que en la industria de sillares naturales se llama `onice
u `nix` a una forma particular de caliza o toba calcrea que es trasluciente y de textura
relativamente densa, y cuando presenta franjas de crecimiento se denomina nice de caliza u
nice de mrmol.
MINERAL INDUSTRIAL
Una de las definiciones de mayor utilidad es la que estableci el Plan Nacional de Investigacin
Minera en 1971 el Instituto Geolgico Minero de Espaa IGME:
Son aquellas sustancias minerales utilizadas en procesos industriales, directamente o mediante
una preparacin adecuado, en funcin de sus propiedades fsicas y/o qumicas, ms que por las
sustancias, elementos o energa que se puedan extraer de ellas
Otra definicin importante es la de la Industrial Minerals Association (IMA-Europa):
Roca, mineral o producto natural susceptible de adquirir mediante tratamiento, un valor
aadido en el mercado, usados como materia prima o aditivos en un amplio rango de
manufacturas u otras industrias.
Otras definiciones:
Los minerales son sustancias naturales, solidas y cristalinas que poseen una composicin
qumica definida. Los podemos observar con una lupa o con u microscopio especial o
petrogrfico.
Los minerales industriales son sustancias minerales que se utilizan directamente en los procesos
industriales, o mediante una preparacin adecuada. Son utilizados generalmente por sus
propiedades fsicas, por ejemplo, el cuarzo es usado por sus propiedades fsicas, pticas y
tambin como abrasivo por su dureza. En el caso de los boratos interesan sus propiedades
qumicas. En general los minerales industriales persisten con las mismas propiedades desde la
cantera hasta su aplicacin final.
En esta categora a veces se incluye a los productos manufacturados como el cemento y la cal.
Tambin se incluyen a los productos que son mezcla de materiales naturales y artificiales como
los abrasivos y refractarios. Dentro de los minerales industriales podemos citar al granate, el
cuarzo y el corindn como abrasivo, tambin arcillas, feldespatos y cuarzo para la industria de
cermicos y vidrios; calcita, fluorita y boratos para la industria qumica; tambin boratos y
fluorita como fundentes, y baritina en fluidos de perforacin.
IMPORTANCIA.-
El desarrollo de las rocas y minerales industriales ha crecido notablemente en los ltimos aos
en todo el mundo, en forma paralela a la reduccin de la minera tradicional.
Entre los principales recursos minerales no metlicos o rocas y minerales industriales se
cuentan: piedra, arena y grava, yeso, mrmoles, granitos, piedra laja, pizarra, andesita,
travertinos, arcillas (caoln, bentonita, limonita, pirofilita otras), y son de extraordinario
importancia para el desarrollo econmico de un pas. Sin ellos no se podra construir viviendas,
no existiran materiales para las obras de infraestructura (especialmente las vas de
comunicacin necesarias para intercambiar las mercancas segn las exigencias actuales), ni los
fertilizantes para mejorar la produccin agrcola y tampoco existira materia prima e insumos
para la produccin de vidrio, cermica, cemento, yesos, cales, aglomerante, insecticidas,
pesticidas, pastas, asfaltos, plstico, aditivos, filtrantes, etc. Los casos mencionados son solo
algunos entre miles de productos y campos de aplicacin.
El pas necesita desarrollar su industria sobre la base del aprovechamiento racional de las rocas
y los minerales industriales. Para ellos se ha localizado y clasificado los subsectores de mayor
demanda y las principales sustancias que stos consumen:
Subsector construccin: arena, grava para hormigones, caliza, slice, yeso, baritina, arcillas para
cemento, arcillas para cermica, yeso para estuco, puzolana y rocas ornamentales, en tanto que
la industria cermica requiere arcillas plsticas, caoln, bentonita, feldespato, talco, pirofilita,
boratos, pigmentos y otros.
Subsector qumico: boratos, baritina, azufre, sales, diatomita, micas, fosfato, feldespato, slice,
caliza, yeso, caoln, bentonita, etc.
Subsector agroindustria: fertilizantes nitrogenados, fosfatados y potsicos, boratos, caliza,
azufre, yeso, arcillas.
Subsector minero energtico: arcillas refractarias, bentonita, baritina, azufre, boratos, slice,
caliza, etc.
Subsector medioambiente: caliza, bentonita, yeso, arcillas, etc.
CAPTULO II.- EL CARBON
El carbn o carbn mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono,
utilizada como combustible fsil. Suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de
arena y arcilla. Se cree que la mayor parte del carbn se form durante el perodo carbonfero
(hace 280 a 345 millones de aos).
El carbn es un tipo de roca formada por el elemento qumico carbono mezclado con otras
sustancias. Es una de las principales fuentes de energa.
1.1. FORMACION DEL CARBON
El carbn se origina por la descomposicin de vegetales terrestres, hojas, maderas,
cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca
profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan
cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruira.
Comienza una lenta transformacin por la accin de bacterias anaerobias, un tipo de
microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxgeno. Con el tiempo se produce un
progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depsitos
arcillosos, lo que contribuir al mantenimiento del ambiente anaerobio adecuado para que
contine el proceso de carbonificacin.
Los gelogos estiman que una capa de carbn de un metro de espesor proviene de la
transformacin por el proceso de diagnesis de ms de diez metros de limos carbonosos.
Los depsitos de carbn estn frecuentemente asociados con el mercurio. Hay otra
teora que explica que el carbn se forma con emanaciones continuas de gas metano en las
profundidades de la tierra
En las cuencas carbonferas las capas de carbn estn intercaladas con otras capas de rocas
sedimentarias como areniscas, arcillas, conglomerados y, en algunos casos, rocas metamrficas
como esquistos y pizarras. Esto se debe a la forma y el lugar donde se genera el carbn.
En eras geolgicas remotas, y sobre todo en el periodo carbonfero (que comenz hace 362,5
millones de aos), grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetacin
abundante que creca en pantanos. Al morir las plantas, quedaban sumergidas por el agua y se
produca la descomposicin anaerbica de la materia orgnica.. Debido a la accin de las
bacterias anaerbicas, la materia orgnica fue ganando carbono y perdiendo oxgeno e
hidrgeno, y se formaron las turberas (la formacin de turba constituye la primera etapa del
proceso por el que la vegetacin se transforma en carbn); este proceso, unido a los
incrementos de presin por las capas superiores, as como los movimientos de la corteza
terrestre y, en ocasiones, el calor volcnico, comprimieron y endurecieron los depsitos con el
paso del tiempo, y provocaron cambios fsicos y qumicos en los restos orgnicos y los
transformaron en lo que hoy conocemos como carbn
1.2. TIPOS DE CARBON
Existen diferentes tipos de carbones minerales en funcin del grado de carbonificacin que
haya experimentado la materia vegetal que origin el carbn. Estos van desde la turba, que es
el menos evolucionado y en que la materia vegetal muestra poca alteracin, hasta la antracita
que es el carbn mineral con una mayor evolucin
Esta evolucin depende de la edad del carbn, as como de la profundidad y condiciones de
presin, temperatura, entorno, etc., en las que la materia vegetal evolucion hasta formar el
carbn mineral.
TURBA
La turba es un material orgnico compacto, de color pardo oscuro y rico en carbono. Est
formado por una masa esponjosa y ligera en la que an se aprecian los componentes vegetales
que la originaron. Tiene propiedades fsicas y qumicas variables en funcin de su origen. Se
emplea como combustible y en la obtencin de abonos orgnicos.
Formacin de la turba
La formacin de turba constituye la primera etapa del proceso por el que la vegetacin se
transforma en carbn mineral. Se forma como resultado de la putrefaccin y carbonificacin
parcial de la vegetacin en el agua cida de pantanos, marismas y humedales. La formacin de
una turbera es relativamente lenta como consecuencia de una escasa actividad microbiana,
debida a la acidez del agua o la baja concentracin de oxgeno. El paso de los aos va
produciendo una acumulacin de turba que puede alcanzar varios metros de espesor, a un ritmo
de crecimiento que se calcula de entre medio y diez centmetros cada cien aos. Las turberas
son cuencas lacustres de origen glaciar que actualmente estn repletas de material vegetal ms
o menos descompuesta y que conocemos como turba de agua dulce. La turba se acumula debido
a que la putrefaccin de la materia vegetal es muy lenta en estos climas fros. La materia vegetal
que se acumula por debajo del nivel del agua de un lago est en unas condiciones de continua
saturacin y de poca disponibilidad de oxgeno, fomentando as la actividad de los
transformadores. En estas formaciones tenemos un suelo de tipo histosol.
Cuadro No 1.1
COMPOSICION
Carbono 59%
Hidrgeno 6%
Oxigeno 33%
Nitrgeno 2%
Materiales voltiles 60%
Tipos
Se pueden clasificar en dos grupos: turbas rubias (esfango) y negras. Las turbas rubias tienen un
mayor contenido en materia orgnica y estn menos descompuestas. Las turbas negras estn
ms mineralizadas teniendo un menor contenido en materia orgnica.
Aplicaciones
En estado fresco alcanza hasta un 98% de humedad, pero una vez desecada puede usarse como
combustible.
La turba tambin se usa en jardinera para mejorar suelos por su capacidad de retencin de
agua.
Es ms frecuente el uso de turbas rubias en cultivo sin suelo, debido a que las negras tienen una
aireacin deficiente y unos contenidos elevados en sales solubles. Las turbas rubias tienen un
buen nivel de retencin de agua y de aireacin, pero son muy variables en cuanto a su
composicin ya que depende de su origen. La inestabilidad de su estructura y su alta capacidad
de intercambio catinico interfieren en la nutricin vegetal, al presentar un pH que oscila entre
3,5 y 8,5. Se emplea en la produccin ornamental y de plntulas. La turba negra se utiliza en
algunas zonas de Escocia para el secado de los ingredientes del whisky, que le da un aroma
nico. Son suelos carbonosos que se han formado como resultado de una descomposicin libre,
de oxgeno de las basuras de las plantas. La turba natural es cida y contiene mucha agua. sta
contiene compuestos qumicos que se usa para el tratamiento de la piel. Tambin vale como
combustible. Oscila entre los 5 y los 8 grados centgrados de temperatura.
Lignito
El lignito es un carbn mineral que se forma por compresin de la turba, convirtindose en una
sustancia desmenuzable en la que an se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. Es
de color negro o pardo y frecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la
que procede.
Su concentracin en carbono vara entre el 60% y el 75% y tiene mucho menor contenido en
agua que la turba.
Es un combustible de mediana calidad, fcil de quemar por su alto contenido en voltiles, pero
con un poder calorfico relativamente bajo (entre 10 y 20 MJ/kg). Tiene la caracterstica de no
producir coque cuando se calcina en vasos cerrados.
Cuadro No 1.2
COMPOSICIN TIPICA
Carbono 69 %
Hidrgeno 5,2 %
Oxgeno 25 %
Nitrgeno 0,8 %
Materias voltiles 40 %
La variedad negra y brillante se denomina azabache, que por ser dura se puede pulir y tallar. Se
emplea en joyera y objetos decorativos.
Hulla
La hulla es una roca sedimentaria orgnica, un tipo de carbn mineral que contiene entre un 45
y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso.
Se form mediante la compresin del lignito, principalmente en la Era Primaria, durante los
perodos Carbonfero y Prmico. Surge como resultado de la descomposicin de la materia
vegetal de los bosques primitivos, proceso que ha requerido millones de aos. Es el tipo de
carbn ms abundante.
Presenta mayor proporcin de carbono, menor porcentaje de humedad y mayor poder calorfico
que el lignito. Se encuentra a ms profundidad que ste.
Variedades
Hay dos variedades:
Hulla grasa, antiguamente al destilarla se obtena gas de alumbrado.
Hulla magra o seca, que se emplea como combustible. Su aspecto presenta bandas
mate alternadas con bandas brillantes.
Subproductos
Coque: usado como combustible en altos hornos de las aceras.
Creosota: combinado de destilados del alquitrn de la hulla. Ampliamente usado como
protector de la madera expuesta al exterior.
Antracita
La antracita es el carbn mineral de ms alto rango y el que presenta mayor contenido en
carbono, hasta un 95%. Es negro, brillante y muy duro, con iridaciones y sonoro por percusin.
Su densidad vara entre 1,2 y 1,8 g/cm3.
Debido a su bajo contenido en materia voltil, la antracita presenta una ignicin dificultosa. Arde
dando una corta llama azul y sin apenas humos. Su poder calorfico vara entre 23 y 69 MJ/kg,
ligeramente inferior al de los carbones bituminosos. Procede de la transformacin de la hulla y
se form hace unos 250 millones de aos, durante los perodos Carbonfero y Prmico, en la era
Primaria. Es por tanto el carbn ms antiguo y casi siempre est metamorfizado.
Los principales yacimientos de antracita se encuentran en China y Rusia
1.3. PRODUCCION MUNDIAL La produccin mundial de carbn en los ltimos aos ha sido:
CUADRO 1.3.
Carbn bituminoso y
antracita
Carbn sub-bituminoso y
lignito
2007* 5.543 Mt 945 Mt
2006 5.205 Mt 937 Mt
2005 4.934 Mt 906 Mt
2004 4.631 Mt 893 Mt
2003 4.231 Mt 893 Mt
2002 3.910 Mt 882 Mt
2001 3.801 Mt 897 Mt
Fuente: World Coal Institute - * Estimaciones
Los 10 pases mayores productores de carbn bituminoso y antracita en el ao 2007
fueron
CUADRO 1.4.
PAIS PRODUCCION
Repblica Popular China 2.549 Mt
Estados Unidos de
Amrica
981 Mt
India 452 Mt
Australia 323 Mt
Sudfrica 244 Mt
Rusia 241 Mt
Indonesia 231 Mt
Polonia 90 Mt
Kazajistn 83 Mt
Colombia 72 Mt
1.4. RESERVAS
Las reservas de carbn se encuentran muy repartidas, con 70 pases con yacimientos
aprovechables. Al ritmo actual de consumo se calcula que existen reservas seguras para 133
aos, por 42 y 60 del petrleo y el gas, respectivamente. Adems, el 67% de las reservas de
petrleo y el 66% de las de gas se encuentran en Oriente Medio y Rusia.
El hombre extrae carbn desde la Edad Media. En los yacimientos poco profundos la
explotacin es a cielo abierto. Sin embargo, por lo general las explotaciones de carbn se
hacen con minera subterrnea ya que la mayora de las capas se encuentran a cientos de
metros de profundidad.
1.4. IMPORTANCIA DEL CARBON.-
El carbn es el combustible fsil ms abundante, seguro y de suministro garantizado en el
mundo. Puede utilizarse en forma limpia y econmicamente.
Abundante: Las reservas de carbn son extensas y estn presentes en muchos pases; en la
actualidad el carbn se explota en ms de 50 pases.
Seguro: El carbn es estable y por tanto es el combustible fsil ms seguro desde los puntos de
vista de su transporte, almacenamiento y utilizacin.
Suministro Garantizado: La abundancia de las reservas significa que a los usuarios de carbn se
les puede garantizar la seguridad de los suministros del recurso y ello a su vez, a precios
competitivos, asegura el suministro de la electricidad necesaria para los usos industriales y
domsticos.
Limpio: Usando tecnologas disponibles, puede ahora quemarse el carbn limpiamente en
todo el mundo.
Econmico: A nivel mundial, el carbn es un combustible competitivo para la generacin de
electricidad, sin la cual la vida en el mundo moderno sera virtualmente imposible. Es la
principal fuente de energa para la generacin elctrica en el mundo entero.
1.5. APLICACIONES DEL CARBON
El carbn no slo suministr la energa que impuls la Revolucin Industrial del Siglo XIX, sino
que tambin lanz la era elctrica en el presente siglo. Actualmente casi el 40% de la electricidad
generada mundialmente es producida por carbn. La industria mundial del hierro y el acero
tambin depende del uso del carbn, al ser ste el principal agente reductor en la industria
metalrgica.
Hasta la dcada de los 60, el carbn fue la ms importante fuente primaria de energa en el
mundo. Al final de los 60 fue superada por el petrleo, pero se estima que el carbn, adems de
su importancia en la generacin de electricidad, volver de nuevo a ser la principal fuente de
energa en algn momento durante la primera mitad del prximo siglo.
La industria del hierro y del acero tambin depende del uso del carbn, al ser ste el principal
agente reductor en la industria metalrgica. El 75% del carbn consumido en el mundo es para
generacin elctrica y metalrgica.
El carbn suministra el 25% de la energa primaria consumida en el mundo, slo por detrs del
petrleo. Adems es de las primeras fuentes de energa elctrica, con 40% de la produccin
mundial (datos de 2006). Las aplicaciones principales del carbn son:
Generacin de energa elctrica. Las centrales trmicas de carbn pulverizado constituyen la
principal fuente mundial de energa elctrica. En los ltimos aos se han desarrollado otros tipos
de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes,
entre ellas las centrales de lecho fluido a presin. Otra tecnologa en auge es la de los ciclos
combinados que utilizan como combustible gas de sntesis obtenido mediante la gasificacin del
carbn.
Coque. El coque es el producto de la pirlisis del carbn en ausencia de aire. Es utilizado como
combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos (coque
siderrgico). Dos tercios del acero mundial se producen utilizando coque de carbn,
consumiendo en ello 12% de la produccin mundial de carbn (cifras de 2003).
Siderurgia. Mezclando minerales de hierro con carbn se obtiene una aleacin en la que el
hierro se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad. Dependiendo de la
cantidad de carbono, se obtiene:
1. Hierro dulce: menos del 0,2 % de carbono
2. Acero: entre 0,2% y 1,2% de carbono
3. Fundicin: ms del 1,2% de carbono
Industrias varias. Se utiliza en las fbricas que necesitan mucha energa en sus procesos, como
las fbricas de cemento y de ladrillos.
Uso domstico. Histricamente el primer uso del carbn fue como combustible domstico. Aun
hoy sigue siendo usado para calefaccin, principalmente en los pases en vas de desarrollo,
mientras que en los pases desarrollados ha sido desplazados por otras fuentes ms limpias de
calor (gas natural, propano, butano, energa elctrica) para rebajar el ndice de contaminacin.
La carboqumica es practicada principalmente en frica del Sur y China. Mediante el proceso de
gasificacin se obtiene del carbn un gas llamado gas de sntesis, compuesto principalmente de
hidrgeno y monxido de carbono. El gas de sntesis es una materia prima bsica que puede
transformarse en numerosos productos qumicos de inters como, por ejemplo:
4. Amonaco
5. Metanol
6. Gasolina y gasleo de automocin a travs del proceso Fischer-Tropsch
(proceso qumico para la produccin de hidrocarburos lquidos a partir de gas
de sntesis, CO y H2)
Petrleo sinttico. Mediante el proceso de licuefaccin directa, el carbn puede ser
transformado en un crudo similar al petrleo. La licuefaccin directa fue practicada
ampliamente en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial pero en la actualidad no existe
ninguna planta de escala industrial en el mundo.
la mitad de la produccin total de carbn a nivel mundial, provee actualmente cerca del 40% de
la electricidad producida mundialmente. Muchos pases son altamente dependientes del carbn
para su electricidad; El carbn es tambin indispensable para la produccin de hierro y acero;
casi el 70% de la produccin de acero proviene de hierro hecho en altos hornos, los cuales
utilizan carbn y coque.. La mayora de las plantas de cemento del mundo son alimentadas con
carbn
Todos los tipos de carbn tienen alguna utilidad. La turba se utiliza desde hace siglos como
combustible para fuegos abiertos, y ms recientemente se han fabricado briquetas de turba y
lignito para quemarlas en hornos. La siderurgia emplea carbn metalrgico o coque, un
combustible destilado que es casi carbono puro. El proceso de produccin de coque proporciona
muchos productos qumicos secundarios, como el alquitrn de hulla, que se emplean para
fabricar otros productos. El carbn tambin se utiliz desde principios del siglo XIX hasta la II
Guerra Mundial para producir combustibles gaseosos, o para fabricar productos petroleros
mediante licuefaccin. La fabricacin de combustibles gaseosos y otros productos a partir del
carbn disminuy al crecer la disponibilidad del gas natural. En la dcada de 1980, sin embargo,
las naciones industrializadas volvieron a interesarse por la gasificacin y por nuevas tecnologas
limpias de carbn. La licuefaccin del carbn cubre todas las necesidades de petrleo de
Surfrica.
Ciertos productos de la combustin del carbn pueden tener efectos perjudiciales sobre el
medio ambiente. Al quemar carbn se produce dixido de carbono entre otros compuestos.
Muchos cientficos creen que debido al uso extendido del carbn y otros combustibles fsiles
(como el petrleo) la cantidad de dixido de carbono en la atmsfera terrestre podra aumentar
hasta el punto de provocar cambios en el clima de la Tierra (Calentamiento global; Efecto
invernadero). Por otra parte, el azufre y el nitrgeno del carbn forman xidos durante la
combustin que pueden contribuir a la formacin de lluvia cida.
1.6. VENTAJAS DEL CARBN
Los aspectos sobre seguridad y salud han sido desde hace mucho tiempo una preocupacin
importante para la industria del carbn. Los avances tecnolgicos en la explotacin durante este
siglo han conducido a mejoras en la productividad y seguridad.
Las minas de carbn hoy en da se asemejan ms a fbricas altamente automatizadas que al
ambiente de produccin que exista en el Siglo XIX, caracterizado por el uso intensivo de mano
de obra, congestin y riesgos. La extraccin moderna del carbn alcanza estndares en
seguridad y salud ms altos que muchas otras industrias.
Por ejemplo, las estadsticas de la Oficina del Trabajo de los Estado Unidos, muestran ms
accidentes en actividades como aserraderos, construccin, agricultura y fabricacin de muebles,
que en la explotacin de carbn. En Canad, la explotacin de carbn a cielo abierto es una de
las industrias grandes ms seguras. La seguridad es de primordial importancia para cada uno de
los involucrados en la minera, para los obreros, inversionistas y finalmente para el consumidor.
En muchos pases, los mineros reciben regularmente cursos de entrenamiento en habilidades
laborales y en seguridad. Las compaas de carbn reconocen que el entrenamiento previene
accidentes y que hay una estrecha relacin entre una mayor seguridad y una ms alta
productividad.
El carbn es un material comparativamente estable y no presenta los problemas de fugas y
derrames asociados a otros combustibles fsiles tales como el gas y el petrleo. Alrededor del
mundo, el carbn es transportado en barcos, desde grandes cargueros hasta pequeos barcos
de cabotaje. Los accidentes que involucran el hundimiento de barcos que transportan carbn
son afortunadamente escasos y en ningn caso la carga de carbn es un agente contaminante.
En tierra, el transporte de carbn se hace por medio de correas transportadoras, carreteras o
tren, es esencialmente ms seguro que en el caso de otros combustibles fsiles. Igualmente lo
es su almacenamiento y utilizacin, tanto en la industria como en los hogares. El polvo de carbn
que se produce en las pilas o durante su manejo, tambin se puede reducir al mnimo ahora
gracias a un diseo apropiado de las instalaciones de manejo.
No existe una fuente de energa ms segura que el carbn, cuando ste se almacena, maneja y
utiliza correctamente.
1.7. TECNOLOGAS LIMPIAS DE CARBN
Las tecnologas limpias de carbn se definen como "las tecnologas diseadas para mejorar tanto
la eficiencia como la tolerancia ambiental en la extraccin, preparacin y uso de carbn". Estas
tecnologas reducen las emisiones, disminuyen prdidas y aumentan la cantidad de energa
aprovechada de cada tonelada de carbn.
Las tecnologas permitirn que el uso del carbn se haga cada vez ms eficientemente, al mismo
tiempo que ambientalmente aceptable, puesto que ste ser una fuente vital de energa en el
mundo entero durante el prximo siglo.
La mayora de las tecnologas limpias de carbn se concentran en la produccin de electricidad
a partir del carbn, puesto que ms del 50% del carbn que se produce se utiliza para este
efecto.
Las tecnologas limpias de carbn son una nueva generacin de procesos avanzados para su
utilizacin; algunas pueden ser, desde un punto de vista comercial, viables en los prximos aos.
En general, estas tecnologas son ms limpias y eficientes y menos costosas que los procesos
convencionales. La mayora altera la estructura bsica del carbn antes de la combustin,
durante la misma o despus de ella. Con ello reducen las emisiones de impurezas como azufre
y xido de nitrgeno y aumentan la eficiencia de la produccin energtica.
En la dcada de 1980, algunos gobiernos emprendieron programas de colaboracin con la
industria privada para fomentar el desarrollo de las tecnologas limpias de carbn ms
prometedoras, como los mtodos mejorados para limpiar el carbn, la combustin en lecho
fluido, la inyeccin de sorbentes de horno y la desulfuracin avanzada de gases de combustin.
Extraccin y preparacin de Carbn
Las tecnologas limpias para la minera del carbn son de fcil disponibilidad. Los mtodos
modernos de exploracin, tales como las tcnicas de geofsica y ssmica, minimizan cualquier
impacto ambiental, y mejoran la planeacin de la mina, al reducir la incertidumbre geolgica.
Las tecnologas de extraccin mejoradas ayudan a maximizar las eficiencias de extraccin y
minimizan el uso de energa.
Ya son prctica normal las medidas para reducir los niveles de ruido y polvo, con lo cual se
reducen al mnimo los riesgos a los operadores. La minera del carbn puede producir emisiones
de gas metano, lo cual puede ser un riesgo potencial. Se utilizan diversos mtodos para desalojar
el gas y en algunos casos el mismo gas es utilizado como fuente energtica. Los planes mineros
incluyen las previsiones para evitar los riesgos de la contaminacin de las aguas subterrneas.
El uso de las tecnologas limpias para la preparacin de carbn puede lograr reducir los
contenidos de ceniza y limpiar las impurezas tales como el lodo y el azufre. Se desarrollan
tambin nuevas tecnologas para mejorar la eficiencia y el costo de estas operaciones de
limpieza, al mismo tiempo que se mejora la calidad del agua de desecho.
Gasificacin integrada
Una alternativa a la combustin de carbn es la gasificacin de carbn. Cuando el carbn entra
en contacto con vapor y oxgeno, se producen reacciones termoqumicas que generan un gas
combustible compuesto principalmente por monxido de carbono e hidrgeno, el cual cuando
es quemado puede ser usado para turbinas de gas.
Sistemas hbridos
Los ciclos combinados hbridos estn tambin en desarrollo. Estos combinan las mejores
caractersticas de las tecnologas de gasificacin y combustin, usando carbn en un proceso de
dos etapas. La primera etapa gasifica la mayora del carbn y mueve una turbina de gas, la
segunda etapa quema el carbn residual (carbonizado) para producir vapor. Con estos sistemas
puede ser posible alcanzar eficiencias mayores al 50%.
Uno de los grandes problemas en la extraccin del carbn de las minas subterrneas es que se
produce un gas muy venenoso, conocido como gas gris (metano) que al mezclarse con el aire
en una proporcin superior a 6% puede explotar. Otro gran problema de las minas carbonferas
son las condiciones de trabajo a las que estn expuestos los mineros, pues al inhalar partculas
de slice (SiO2) del cuarzo cristalizado o amorfo de las minas pueden contraer una enfermedad
mortal llamada silicosis.
Uno de los problemas de las centrales carboelctricas es que entre los productos de la
combustin que se liberan a la atmsfera est el bixido de carbono y el dixido de azufre; este
ltimo es un contaminante bastante peligroso. Por ello, las termoelctricas que trabajan con
carbn, como la de Ro Escondido, tienen filtros que evitan que estas sustancias salgan a la
atmsfera.
1.8. PRODUCCIN Y TRANSPORTE
Explotacin a cielo abierto
Se comienza por retirar el material que recubre el yacimiento. Despus se procede a la
extraccin del mineral y acto seguido, cuando se termina de sacar el carbn de yacimiento, se
vuelve a cubrir el terreno para que no haya un gran impacto medioambiental.
Explotacin subterrnea
Cuando el mineral se encuentra a grandes profundidades se cavan pozos hasta llegar a la veta y
despus galera para extraerlo.
Para ventilar este tipo de explotacin se utiliza un mtodo que consiste en comunicar entre s
estos pozos para que los gases que emana el carbn salgan al exterior y no se produzcan
explosiones.
Para evitar que la mina se hunda se le pone pilares en cada capa y cuando ya se ha terminado
se provoca el derrumbe.
Para transportar el material se hace por medio de vagonetas en las instalaciones y si la
explotacin minera est ms modernizada se hace por medio de cintas transportadoras y
elevadores.
Ela carbn siempre sale con materiales que dificultan su utilizacin y disminuye su calidad con
respecto al poder calorfico del mismo. Para limpiarlo se utilizan medios fsicas como la
trituracin y el lavado.
Seguridad e higiene
- Ventilacin. Se instalan sistemas de ventilacin capaces de mantener un porcentaje mnimo de gas inflamable (gris) a niveles que no sea posible dicha inflamacin.
- Derrumbamientos. Adoptar el mejor mtodo de explotacin, apuntalando las diversas capas para evitar que se derrumbe.
- Tecnologa. Utilizar maquinaria avanzada y transporte automtico.
- Personal y equipo. Tener un personal cualificado para esta tarea y tener el material necesario y equipos de salvamento junto con personal de sanitario.
1.10.- EL CARBN Y EL MEDIO AMBIENTE
a) Repercusiones sobre el suelo
- Explotaciones a cielo abierto, por la restauracin que sufre el terreno despus de esta explotacin gran parte del impacto medioambiental desaparece.
- Deterioro de la capa superficial, debido a la lluvia cida
b) Repercusiones sobre el agua
- Trmica. Las centrales trmicas necesitan un circuito de refrigeracin para condensar el vapor. Si la central coge el agua de un ro o un mar y lo vuelve a verter
se produce un aumento de temperatura en el ecosistema. Si este circuito fuese
cerrado se podra aprovechar este calor para generar otras energa pudiendo ser
utilizada igualmente en el mbito domstico como la calefaccin.
Fsica y qumica. Se produce principalmente en la minera y en el sistema de tratamiento de
aguas
c) Repercusiones acsticas
Sobre todo las centrales trmicas, para evitar los ruidos, hacen un revestimiento especial
insonoro para que no sea tanto el impacto en las poblaciones cercanas.
d) Repercusiones sobre la atmsfera
La combustin del carbn origina tambin residuos que pasan a la atmsfera como los xidos
de azufre, xidos de nitrgeno, partcula, hidrocarburos, dixido de carbono y vapor de agua.
Esto productos pueden originar problemas graves a la naturaleza si no son absorbidos por ella
problemas como:
- Efecto invernadero al producirse un aumento de CO2, las partculas no dejan que el calor salga fuera de la atmsfera y se produce un aumento considerable de
temperatura, cambiando el clima en alguna zonas.
- Lluvia cida se produce por la emisin de azufre y xidos de nitrgeno que se generan por la combustin de combustibles fsiles como el carbn.
EL CARBON EN EL PERU
1 INTRODUCCIN
La fuente de energa proveniente del carbn producido en el norte de nuestro pas est siendo
aprovechada por las siguientes industrias: fbricas de cemento, siderrgicas, ladrilleras,
briquetas para calefaccin y uso domstico.
2 CLASIFICACION DEL CARBN
La clasificacin del carbn en todos los pases est basada principalmente en el contenido de
material voltil (hidrgeno, monxido de carbono, metano, vapores de alquitrn y algunos gases
no combustibles como el CO2 y vapor de agua).
ASPECTOS GEOLOGICOS DE LAS MINAS DE CARBON
Las minas estudiadas en el departamento de La Libertad corresponden a la cuenca del Alto
Chicama, donde el yacimiento de carbn ocurre en una extensin de 750 km2 (INGEMET, 1983).
El carbn se presenta a saber en 10 mantos, de los cuales 6 son econmicamente explotables, y
con diversos rumbos y buzamientos (de 50 a 80), debido al tectonismo de los andes, vindose
afectados por diversas fallas y deformaciones. Las rocas encajonantes por lo general son
ortocuarcitas. Las reservas de carbn en esta cuenca superan los 250 000 000 TM, con poder
calorfico que vara entre 7000 y 7500 Kcal/Kg.
Los depsitos de carbn en el Per se han formado en las cuencas continentales que pertenecen
al paleozoico, mesozoico y cenozoico, presentando condiciones particulares durante su
deposicin. Su distribucin actual ocupa franjas de la configuracin general del territorio, el
mismo que ha sido dividido en unidades morfoestructurales definidas: cordillera de la costa,
llanuras pre andinas, cordillera occidental, franja de volcanes, franja interandina, cordillera
oriental, franja subandina, y el llano amaznico figura
A lo largo de los andes peruanos se localizan numerosas cuencas con carbn, que
corresponden al paleozoico superior (carbonfero), jurasico superior-cretceo inferior y terciario
UBICACIN DE LAS MINAS DE CARBON EN EL PERU.-
2.1. CUENCAS PALEOZOICAS.- se localizan en la cordillera oriental del centro y sur del Per
y estn contenidas en el grupo Ambo del Mississipiano
Los recursos de carbonen estas cuencas son reducidos, sus capas son delgadas y bastante
discontinuas gradando lateralmente a lutitas carbonosas
En cuanto al rango tradicionalmente estos carbones han sido considerados como antracitas. En
general, las capas de carbn son delgadas con contenidos elevados de cenizas, de forma
lenticular y espordica, mostrando importancia econmica muy limitada.
Ocurrencia de carbn en Puno.-En puno dentro del grupo ambo se reportan capas de carbn
con potencias reducidas (inferiores a 0.40m de grosor), desconocindose el numero de capas.
El rango de los carbones es de bituminosos a antraciticos. Las reas reportadas con
afloramientos de carbn son Coaviri, Vilque, Maazo, Capachica, Juli y Chucuito (PAZ et al.
1986). En las cercanas del lago Titicaca en Chupica y Colcani el rango es lignito.
Los carbones de Puno(lampa) son impuros y piritosos y el de Coaviri tiene un poder calorfico
de 3450 a 6000 Kcal/kg y altos valores en cenizas.
Origen, Tipo Y Rango.- los carbones del paleozoico son de tipo hmico, de origen autctono y
alctono
Las pocas referencias sobre el rango de los carbones del paleozoico, difieren de una localidad a
otra, debido a los afloramientos restringidos y escasos estudios realizados. As los carbones
pueden ser de rango antracitico (Hunuco, Cerro de Pasco y Puno), bituminoso (Madre de Dios
y Puno) , sub bituminoso (Paracas ) y lignitos ( Madre de Dios y lago Titicaca)
2.2.- CUENCAS MESOZOICAS.- los carbones de esta edad se originaron en las subcuencas de la
denominada cuenca oeste peruana durante los cortos periodos de emergencia que tuvieron
lugar entre el jurasico superior y cretceo inferior
El desarrollo de la cuenca oeste peruana tuvo lugar de sur a norte por lo cual los carbones mas
antiguos se localizan en el sur (zona de Carumas) , en la cuenca de Yura de edad Calloviano,
mientras que los mas jvenes se encuentran en el norte del Per, en la formacin Farrat del
Aptiano
Las capas de carbn de la cuenca de Yura al sur del Per son delgadas (menores de 1 m),
discontinuas y su potencial de carbn es poco importante
Las cuencas carbonferas mas interesantes se localizan en el centro y norte del pas, en la cuenca
oeste peruana. Las capas con carbn en estas cuencas se enmarcan en la formacin Oyn y en
el grupo Goyllarisquizga
Las sucesiones estratigrficas de las cuencas oeste peruana son ms potentes , estn bien
definidas y contienen los depsitos carbonferos potencialmente mas importantes del Per,
emplazados en series estratigrficas portadoras, presentando numerosas capas de carbn
paralelas entre si .Se localizan en las cuencas : Chiclayo, Cajamarca, Alto Chicama, Santa, Alto
Pativilca y Oyn. Por el contrario los escasos depsitos conocidos en la depresin geosinclinal
del Maran ocurren irregulares y aislados
El grupo Goyllarizquisga de edad del cretceo inferior esta constituido por las formaciones
Chim, Santa, Carhuaz y Farrat. Dentro de este grupo las capas de carbn ocurren en la
formacin Chim
En general los grosores de las capas de carbn varan de algunos centmetros a pocos metros.
Los niveles de carbn aparecen agrupados en conjuntos de de 2 a 6 capas aunque
excepcionalmente pueden abarcar hasta 10 niveles de carbn
Las capas de carbn son ms potentes y numerosas en aquellas zonas donde las formaciones
portadoras tienen mayores grosores. En cuanto al rango, los carbones situados al borde
occidental de los andes a alcanzado el rango de antracitas y meta antracitas mientras que los
que se encuentran al borde del Maran son bituminosos (hullas)
A continuacin se muestran y describen las cuencas de mayor importancia para la ocurrencia
de carbn
Cuenca De Yura.-La cuenca de Yura est situada en el sur del Per, fue alargada en direccin
andina
Las formaciones portadoras con capas de carbn corresponden a las formaciones Labra,
Gramadal y Hualhuani en los alrededores de Arequipa o en sus equivalentes localizados en otros
sectores del sur del Per
en general en algunas areas donde flora el grupo Yura aparecen una serie de capas delgadas
de carbn distribuidas en forma paralela a la estratificacin
Origen, Tipo Y Rango.-los carbones de Yura son hmicos y de origen autctono/alctono. los
carbones de Ichua probablemente tengan un origen alctono, debido a la ausencia de suelos
fsiles ya la mal estado de conservacin de los restos vegetales contenidos en el carbn
Los carbones del grupo Yura son de rango de carbones bituminosos, semi-antracitas y
antracitas. Los estudios geolgicos regionales muestran que los carbones de rango antractico
se localizan hacia el sector oeste de la cuenca (donde afloran rocas intrusivas del batolito de la
costa) y los rangos bituminosos hacia el este
2.3.- CUENCAS CENOZOICAS.- los carbones de esta edad se originaron en el denominado
antepas y traspas de la cordillera andina, principalmente durante el terciario medio-superior,
son de rango lignitos y sus reservas pueden considerarse como reducidas.
Las capas de carbn del antepas se encuentran en la amazonia peruana (cuenca de Loreto)
lateralmente se prolongan hasta Colombia y Brasil. Estas capas se localizan en la formacin
Pebas (Mioceno), son estrechas e impuras
Las capas de carbn del traspas se localizan en el extremo noroeste del Per en las cuencas de
Tumbes y Piura. Las formaciones portadoras en la primera cuenca son las de Mncora
(Oligoceno) y Zorritos (Mioceno). Las capas de carbn de las cuencas intramontaosas como la
del Yanacancha (terciario inferior-medio) son de grosores ms reducidos y potencialmente
menos importantes.
2.4.- EL CARBN EN LA ACTUALIDAD PERUANA
La accesibilidad a las cuencas de carbn se hace principalmente por carretera afirmada,
en algunos tramos asfaltados y caminos carrozables. Los puertos de inters para la exportacin
del carbn peruano son: Eten, Salaverry, Chimbote, Supe, Callao, San Juan de Marcona,
Matarani e Ilo.
En el presente la minera de carbn, en el pas, es artesanal y de pequea escala. Histricamente
en la dcada del 50 tuvo su mayor auge llegndose a explotar a mayor escala para su exportacin
a Francia y Argentina. El yacimiento de Goyllarizquizga ha sido la nica mina explotada
sistemticamente
Las grandes industrias, del Per, se localizan en la costa y los yacimientos de carbn en la
cordillera, siendo el costo de transporte muy alto con respecto al costo de explotacin. Las
antracitas peruanas son utilizadas principalmente como fuente de de energa para pequeas
industrias
Para la explotacin de carbn en el Per, se requiere una metodologa adecuada a las
condiciones estructurales de las capas de carbn en las diferentes cuencas por tratarse
mayormente de capas muy disturbadas, subverticales, con grosores que varan de 0.5 a 2m, a
excepcin de casos puntuales que alcanzan mayores grosores; al mismo tiempo se requiere
mejorar la infraestructura vial.
Estado Actual Segn el Ministerio de Energa y Minas, el Per produjo en 1998 21 000
toneladas de antracita en las cuencas de Santa, Alto Chicama y Oyn. El mayor productor fue la
sociedad minera San Roque de Mancos SRL. La exportacin actual de las antracitas es pequea
y artesanal, siendo los costos de transporte elevados, la produccin es heterognea e insegura.
El mercado nacional ms importante de carbn se localiza en Lima donde se concentra la
industria del pas. la utilizacin del carbn se restringe a las ladrilleras, cubilotes y fraguas(para
fundicin de acero). El mayor requerimiento de consumo de carbn lo constituye la industria de
cemento y la produccin del acero, los que se abastecen casi en su totalidad de carbn
importado. En el Per los carbones bituminosos de alto y bajo grado de voltiles estn muy
restringidos (en las cuencas de Jatunhuasi, Goyllarisquisga y Pampahuay). La siderrgica de
Chimbote (Acerco), ubicada en la costa del departamento de Ancash, utiliza antracita en un
gasgeno Welmann-Galusha, as mismo tiene una planta experimental de reduccin directa que
utiliza antracita, habiendo importado 165 598 toneladas de coque para su produccin de arrabio
(material fundido)
Doe rum Per en 1998 produjo 39 787 toneladas de coque para la fundicin la Oroya.
CUADRO 2.1. EMPRESAS IMPORTADORAS DE CARBON
EMPRESA PROCEDENCIA
Lar Carbon Venezuela/Colombia
Cementos Pacasmayo S.A Venezuela/Colombia
DOE RUN PERU S.R. LTDA EE.UU/Australia Y Otros
Aceros Arequipa S.A. Colombia
Cementos Sur S.A. Venezuela/Colombia
Refractarios Y Crisoles .S.A. Espaa / EEUU
Sociedad Minera Cerro Verde
S.A.
EEUU
Coop Agraria Azucarera
Paramonga
BRASIL
Occidental Peruana Inc. EE.UU.
RECURSOS Y RESERVAS DE CARBON EN EL PERU.- A continuacin se resumen en
cuadro todos los datos estadsticos del carbn de las cuencas ms importantes en
nuestro pas
RECURSOS Y RESERVAS TOTALES DEL PERU (Estimaciones Ao 2000)
CAPITULO III
EL PETROLEO
3.1. HISTORIA DEL PETROLEO
Se tiene noticia de que en otro tiempo, los rabes y los hebreos empleaban el petrleo con fines
medicinales. En Mxico los antiguos pobladores tenan conocimiento de esta sustancia, pues fue
empleada de diversas formas entre las cuales se cuenta la reparacin de embarcaciones para la
navegacin por los ros haciendo uso de sus propiedades impermeabilizantes.
Las exploraciones petroleras iniciaron hace ms de cien aos (en 1859, Edwin Drake inici una
nueva poca cuando encontr petrleo en Pennsylvania, a una profundidad de slo 69 pies),
cuando las perforaciones se efectuaban cerca de filtraciones de petrleo; las cuales indicaban
que el petrleo se encontraba bajo la s Tradicionalmente, se sita en 1859 el origen de la
industria petrolfera con la perforacin del famoso pozo Edwin Laurentine Drake (1819 - 1880),
que revel los ricos yacimientos de Pensilvana y abri la era del petrleo para lmparas (1860-
1900); le sucedi la de las gasolinas y aceites para automviles y aviacin, despus de la de los
combustibles lquidos, a partir de 1910 se introdujo en el mundo de la marina, sobre todo desde
1950 domina el de la petroqumica y se halla a las puertas de la biologauperficie.
Hoy da, se utilizan tcnicas sofisticadas, como mediciones ssmicas, de microorganismos e
imgenes de satlite. Potentes computadoras asisten a los gelogos para interpretar sus
descubrimientos. Pero, finalmente, slo la perforadora puede determinar si existe o no
petrleo bajo la superficie.
3.2. ORIGEN DEL PETRLEO
El problema de la gnesis del petrleo ha sido, por mucho tiempo, un tpico de
investigacin de inters. Se sabe que la formacin del petrleo est asociada al desarrollo de
rocas sedimentarias, depositadas en ambientes marinos o prximos al mar, y que es el resultado
de procesos de descomposicin de organismos de origen vegetal y animal que en tiempos
remotos quedaron incorporados en esos depsitos.
Los tcnicos creyeron durante algn tiempo que el petrleo era de origen inorgnico, es decir,
que se haba formado dentro de la Tierra mediante reacciones qumicas.
Hoy da, los hombres de ciencia, convienen de manera casi general en que el petrleo se origina
de una materia prima formada principalmente por detrito de organismos vivos acuticos,
vegetales y animales, que vivan en los mares, las lagunas o las desembocaduras de los ros, en
las cercanas del mar y que han permanecido enterradas por largos siglos.
La teora ms aceptada sobre el origen del petrleo y del gas natural- es de tipo orgnico y
sedimentario.
Esa teora ensea que el petrleo es el resultado de un complejo proceso fsico-qumico en el
interior de la tierra, en el que, debido a la presin y las altas temperaturas, se produce la
descomposicin de enormes cantidades de materia orgnica que se convierten en aceite y gas.
El petrleo se encuentra nicamente en los medios de origen sedimentario. La materia orgnica
se deposita y se va cubriendo por sedimentos; al quedar cada vez a mayor profundidad, se
transforma en hidrocarburos, proceso que segn las recientes teoras, es una degradacin
producida por bacterias aerobias primero y anaerobias luego. Estas reacciones desprenden
oxgeno, nitrgeno y azufre, que forma parte de los compuestos voltiles de los hidrocarburos.
A medida que los sedimentos se hacen compactos por efectos de presin, se forma la "roca
madre". Posteriormente, por fenmenos de "migracin", el petrleo pasa a impregnar arenas o
rocas ms porosas y ms permeables (areniscas, calizas fisuradas, dolomas), llamadas "rocas
almacn " y en las cuales el petrleo se concentra, y permanece en ellas si encuentra alguna
trampa que impida la migracin hasta la superficie donde se oxida y volatiliza.
.
Esa materia orgnica est compuesta fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton
marinos, al igual que por materia vegetal y animal, todo lo cual se deposit en el pasado en el
fondo de los grandes lagos y en el lecho de los mares.
Junto a esa materia orgnica se depositaron mantos sucesivos de arenas, arcillas, limo y otros
sedimentos que arrastran los ros y el viento, todo lo cual conform lo que geolgicamente se
conoce como rocas o mantos sedimentarios, es decir, formaciones hechas de sedimentos.
Entre esos mantos sedimentarios es donde se llev a cabo el fenmeno natural que dio lugar a
la creacin del petrleo y el gas natural.
Ese proceso de sedimentacin y transformacin es algo que ocurri a lo largo de millones de
aos. Otros opinan que hoy se est formando de una manera similar el petrleo del maana.
En un inicio los mantos sedimentarios se depositaron en sentido horizontal. Pero los
movimientos y cambios violentos que han sacudido a la corteza terrestre variaron su
conformacin y, por consiguiente, los sitios donde se encuentra el petrleo.
El petrleo se encuentra ocupando los espacios de las rocas porosas, principalmente de rocas
como areniscas y calizas. Es algo as como el agua que empapa una esponja. En ningn caso hay
lagos de petrleo. Por consiguiente, no es cierto que cuando se extrae el petrleo quedan
enormes espacios vacos en el interior de la tierra.
Si tomamos el ejemplo de la esponja, cuando sta se exprime vuelve a su contextura inicial. En
el caso del petrleo, los poros que se van desocupando son llenados de inmediato por el mismo
petrleo que no alcanza a extraerse y por agua subterrnea.
Los orgenes del gas natural son los mismos del petrleo,
Cuando se encuentra un yacimiento que produce petrleo y gas, a ese gas se le llama "gas
asociado". Pero tambin hay yacimientos que slo tienen gas, caso en el cual se le llama "gas
libre".
Otros yacimientos slo contienen petrleo lquido en condiciones variables de presin y
transferencia. Generalmente el petrleo lquido se encuentra acompaado de gas y agua.
Durante la era terciaria en el fondo de los mares se acumularon restos de peces, invertebrados
y, probablemente, algas, quedando sepultadas por la arena y las arcillas sedimentadas. Las
descomposiciones provocadas por microorganismos, acentuadas por altas presiones y elevadas
temperaturas posteriores, dieron origen a hidrocarburos. Al comenzar la era cuaternaria los
movimientos orognicos convulsionaron la corteza terrestre y configuraron nuevas montaas,
la cordillera de los Andes entre ellas. Los estratos sedimentarios se plegaron y el petrleo migr
a travs de las rocas porosas, como las areniscas, hasta ser detenido por anticlinales, pliegues
con forma de A mayscula, y por fallas que interrumpieron la continuidad de los estratos.
.3.3. EVIDENCIA DE LA TEORA ORGNICA
Uno de los supuestos acerca del origen del Petrleo lo constituye la Teora de Engler (1911):
Las teoras originales, en las que se atribuy al petrleo un origen inorgnico (Berthelott y
Mendeleyev) han quedado descartadas:
1 etapa
Depsitos de organismos de origen vegetal y animal se acumulan en el fondo de mares
internos (lagunas marinas).
Las bacterias actan, descomponiendo los constituyentes carbohidratos en gases y materias
solubles en agua, y de esta manera son desalojados del depsito.
Permanecen los constituyentes de tipo ceras, grasas y otras materias estables, solubles en
aceite.
2da etapa
A condiciones de alta presin y temperatura, se desprende CO2 de los compuestos con grupos
carboxlicos, y H2O de los cidos hidroxlicos y de los alcoholes, dejando un residuo bituminoso.
La continuacin de exposiciones a calor y presin provoca un craqueo ligero con formacin de
olefinas (protopetrleo).
3er etapa
Los compuestos no saturados, en presencia de catalizadores naturales, se polimerizan y
ciclizan para dar origen a hidrocarburos de tipo naftnico y parafnico. Los aromticos se
forman, presumiblemente, por reacciones de condensacin acompaando al craqueo y
ciclizacin, o durante la descomposicin de las protenas.
3.4. COMPOSICIN DEL PETRLEO
El petrleo es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que, por sus compuestos de
hidrgeno y carbono, se le denomina hidrocarburo.
As tenemos que la composicin elemental del petrleo normalmente est comprendida
dentro de los siguientes intervalos:
CUADRO 3.1.
Elemento% Peso
Carbn 84 - 87
Hidrgeno 11 - 14
Azufre 0 2
Nitrgeno 0.2
Ese hidrocarburo puede estar en estado lquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un
aceite al que tambin se le dice crudo. En el segundo se le conoce como gas natural
Dependiendo del nmero de tomos de carbono y de la estructura de los hidrocarburos que
integran el petrleo, se tienen diferentes propiedades que los caracterizan y determinan su
comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes.
Las cadenas lineales de carbono asociadas a hidrgeno, constituyen las parafinas; cuando las
cadenas son ramificadas se tienen las isoparafinas; al presentarse dobles uniones entre los
tomos de carbono se forman las olefinas; las molculas en las que se forman ciclos de carbono
son los naftenos, y cuando estos ciclos presentan dobles uniones alternas (anillo bencnico) se
tiene la familia de los aromticos.
Adems hay hidrocarburos con presencia de azufre, nitrgeno y oxgeno formando familias bien
caracterizadas, y un contenido menor de otros elementos. Al aumentar el peso molecular de los
hidrocarburos las estructuras se hacen verdaderamente complejas y difciles de identificar
qumicamente con precisin. Un ejemplo son los asfltenos que forman parte del residuo de la
destilacin al vaco; estos compuestos adems estn presentes como coloideo en una
suspensin estable que se genera por el agrupamiento envolvente de las molculas grandes por
otras cada vez menores para constituir un todo semicontinuo.
El anlisis qumico revela que el petrleo est casi exclusivamente constituido por
hidrocarburos, compuestos formados por dos elementos: carbono e hidrgeno. Esta simplicidad
es aparente porque, como el petrleo es una mezcla, y no una sustancia pura, el nmero de
hidrocarburos presentes y sus respectivas proporciones varan dentro de unos lmites muy
amplios. Es qumicamente incorrecto referirse al "petrleo", en singular; existen muchos
"petrleos", cada uno con su composicin qumica y sus propiedades caractersticas.
En efecto:
Son lquidos insolubles en agua y de menor densidad que ella. Dicha densidad est comprendida
entre 0,75 y 0,95 g/ml. Sus colores varan del amarillo parduzco hasta el negro.
Algunas variedades son extremadamente viscosas mientras que otras son bastante fluidas. Es
habitual clasificar a los petrleos dentro de tres grandes tipos considerando sus atributos
especficos y los subproductos que suministran:
3.5. PROSPECCIN Y EXTRACCIN
Prospeccin del Petrleo
El descubrimiento de yacimientos puede preverse por tcnicas de prospeccin terrestre y si fue
relativamente fcil encontrar en el siglo XIX los primeros campos petrolferos gracias a ndices
geolgicos superficiales, la exploracin del subsuelo a profundidades que alcanzan casi los 900
m. debe apelar a todos los recursos de la geofsica.
Las tcnicas de prospeccin terrestre nos ayudan en el descubrimiento de yacimientos
petrolferos.
Encontrar petrleo es difcil, pero numerosas ramas de la ciencia coadyuvan a esta importante
tarea. La Sismologa o estudio de los terremotos; la Geologa, que se ocupa del conocimiento de
la corteza terrestre; la Paleontologa o estudio de la formacin de la Tierra; la Cartografa, que
tiene por objeto la construccin de mapas; la Qumica e incluso la Bacteriologa, que se dedica
al estudio de los grmenes, son valiosas ciencias auxiliares para los cientficos consagrados a la
bsqueda de nuevos campos de petrleo.
La gravimetra y la magnetometra, que miden respectivamente la aceleracin de la gravedad y
el magnetismo terrestre, permiten en primer lugar trazar mapas subterrneos o submarinos
bastante precisos. El estudio de la cartografa reciente del sector es el primer paso para iniciar
los procedimientos de investigacin del rea, luego le siguen estudios de geologa de superficie,
sondeos, anlisis de los tejidos de sondeo, y estudios magnticos, gravimtricos y ssmicos.
Los mtodos magnticos registran las distorsiones del campo debidas a las variaciones de
susceptibilidad magntica y del magnetismo permanente de las rocas. La prospeccin
magnetomtrica area permite detectar con rapidez las anomalas importantes de la estructura
del zcalo en reas muy extensas; se realiza mediante un aparato sujeto al avin, que se orienta
automticamente segn el vector del campo magntico terrestre y mide su intensidad total. As
se detectan anomalas magnticas de carcter local, que estn a menudo relacionadas con
accidentes del zcalo; otras veces sirven para determinar el espesor de las sedimentarias
(puesto que stas no son, por lo general, magnticas), y delimitar as la cuenca sedimentaria
antes de iniciar los sondeos.
Los mtodos gravimtricos miden las fluctuaciones del campo de gravedad terrestre. Se utilizan
especialmente para la localizacin de domos de sal, con frecuencia relacionados con el petrleo.
Ello se debe a que la sal tiene una densidad mucho menor que otros tipos de sedimentos, y las
acumulaciones salinas se sealan con un mnimo gravimtrico.
Los mtodos ssmicos se basan en la creacin de un campo artificial de ondas ssmicas mediante
cargas explosivas; dichas ondas se propagan segn la elasticidad de las capas y son recogidas,
tras reflejarse o refractarse, por unos detectores situados en la superficie.
Probablemente, la mayor contribucin de la ciencia a la localizacin de nuevos pozos
petrolferos la representa un modelo especial de sismgrafo.
Se hace una pequea perforacin en el terreno donde se sospecha la existencia de petrleo, se
coloca en ella una pequea carga de explosivo y se procede a su voladura. A este mtodo se le
llama prospeccin ssmica y son verdaderos mini sismos artificiales provocados por explosiones
de cargas detonantes que, como ya se dijo, se pueden estudiar despus con ms precisin las
formaciones interesantes cuyos contornos se revelan por la reflexin o refraccin de ondas
elsticas. La onda sonora no se desplaza por el interior de la Tierra a velocidad uniforme, sino
con arreglo a la naturaleza de las capas que atraviesa: arena, piedra caliza, roca dura, etc. Desde
estas diferentes capas parten hacia la superficie ecos que son registrados por el aparato y que
debidamente interpretados facilitan la localizacin de depsitos de aceite mineral o petrleo.
Por ms perfeccionados que sean los mtodos de prospeccin geofsica, el nico medio de estar
absolutamente seguro de la existencia de un yacimiento de petrleo o de gas es utilizando el
mtodo del sondeo. El sondeo de reconocimiento sigue siendo de gran importancia en la
prospeccin, a pesar de su elevado coste.
La extensin de estos mtodos terrestres a la prospeccin marina (offshore) supone resueltos
los problemas de posicionamiento en alta mar: los levantamientos visuales deben remplazarse
por cruces, de ondas hertzianas provenientes de estaciones de tierra o radio satlites.
Las zonas submarinas a explorar son posteriormente balizadas disponiendo en el fondo del mar
emisores de ultrasonidos que permiten al navo situarse muy exactamente sobre sus objetivos.
Si bien resulta generalmente ms cmodo prospeccionar en mar que en tierra, donde se choca
con las dificultades de movimientos debido a la naturaleza o al hombre, la ssmica marina exige,
sin embargo, la puesta a punto de mtodos especiales, pues aunque slo sea para no alterar el
equilibrio ecolgico de la fauna, las cargas de explosivos estn prohibidos en las zonas
pesqueras.
La onda necesaria se obtiene, pues, por medio de una descarga elctrica, por emisin brutal de
aire comprimido o vapor de agua o mediante detonacin de gas.
Extraccin del Petrleo
Sacar petrleo de las entraas de la Tierra es ms fcil que extraer carbn. Se taladra un agujero
pequeo y se bombea, o bien se deja que la presin natural, si existe, lo eleve hasta la superficie.
En fin, cuando la perforacin ha alcanzado la zona petrolfera, se procede a la puesta en servicio
del pozo, operacin delicada si se quiere evitar la erupcin y a veces incendio.
En la explotacin de un yacimiento se distinguen dos periodos que son la recuperacin primaria
y la recuperacin secundaria.
En la recuperacin primaria, por el efecto de la presin, el petrleo sube por s mismo a la
superficie: la emanacin se debe al drenaje por gravedad o al reemplazamiento del aceite sea
por una subida del agua bajo presin (water-drive), sea por la expansin del gas disuelto
(depletion-drive), o incluso por la dilatacin del gas comprimido que sobrenada el aceite (gas
capdrive) o una combinacin de estos mecanismos.
Por consiguiente, la presin natural que tiene tendencia a bajar con rapidez se intenta
restablecer por medio de una inyeccin de gas comprimido (gas-lift) antes de disolverle en el
bombeo con bombas de balancn (cabeza de caballo) cuyo lento movimiento alternativo es
transmitido por un juego de tubos al pistn situado en el fondo del pozo. Llegado a la superficie,
el petrleo bruto pasa a una estacin de "limpiado", donde se le extrae primero el metano y los
gases licuados (estabilizacin), electrosttica y por fin el sulfuro de hidrgeno de desgasificacin
a contracorriente (stripping).
Para luchar contra el colmatado progresivo de los poros de la roca petrolfera y restablecer la
actividad del yacimiento, es necesario "estimular" peridicamente los pozos por acidificacin
(inyeccin de cido clorhdrico), por torpedeo (perforacin con la ayuda de balas tiradas con un
fusil especial cuyos explosivos descienden a la altura de la formacin o por fracturacin
hidrulica (potentes bombas de superficie hasta la ruptura brutal de la roca colmatada).
En la recuperacin secundaria los mtodos procedentes, no permiten, por s solos, llevar a la
superficie ms que el 20% aproximadamente del petrleo contenido en el yacimiento; de aqu
viene la idea de extraer una gran parte del 80% restante gracias a uno de los artfices siguientes:
El drenaje con agua (water-drive) por inyeccin de agua por debajo o alrededor del
petrleo;
Reinyeccin del gas (gas-drive) por encima o atrs del petrleo;
Drenaje con agua caliente o con vapor, ms costoso, pero permite recuperar el 90% del
yacimiento.
Hay diversas formas de efectuar la perforacin, pero el modo ms eficiente y moderno es la
perforacin rotatoria o trepanacin con circulacin de barro.
Primero se construye un armazn piramidal de acero o de madera (se suelen hallar muchas en
Europa), llamado "torre", de unos veinte o treinta metros de altura, que sirve para sostener la
maquinaria necesaria para mover un taladro rotatorio que trabaja como el berbiqu de los
carpinteros, y que va entrando en la roca como ste en la madera.
Es muy rpido en su trabajo, pues completa la perforacin en unas cuantas semanas.
Los pedacitos pulverizados de roca que va cortando, son arrastrados, segn desciende la
herramienta, por medio de un chorro de agua a presin que los saca del agujero.
Al salir este fango a la superficie revela la naturaleza de la roca a travs de la cual est pasando
la herramienta cortadora. El agujero que practica el taladro se forra con una tubera de hierro.
Un pozo de petrleo es, por lo tanto, un tubo fino y largo de hierro que atraviesa la roca hasta
llegar al estrato que lo contiene.
Generalmente se encuentran capas intermedias de agua, antes de llegar al petrleo. Las
perforaciones se hacen mediante trpanos, y las paredes del largo tubo que se forma son
mantenidas en su sitio con caos que se introducen ms tarde, y por los que salen a la superficie
los materiales arrancados del interior de la tierra.
La silueta caracterstica del pozo de perforacin es un mstil o estructura piramidal que permite
subir y retirar una a una las tuberas de los pozos a fin de recambiar la punta trepanadora usada
y llevar a la superficie una muestra de la roca perforada.
Las capas subterrneas ricas en petrleo pueden encontrarse bajo las aguas de los mares o bajo
las extensiones yermas de los desiertos, lo mismo que en algunas regiones cubiertas de espesas
selvas tropicales.
3.6. REFINACIN DEL PETRLEO
El petrleo crudo no es directamente utilizable, salvo a veces como combustible. Para obtener
sus diversos subproductos es necesario refinarlo, de donde resultan, por centenares, los
productos acabados y las materias qumicas ms diversas. El petrleo crudo es una mezcla de
diversas sustancias, las cuales tienen diferentes puntos de ebullicin. Su separacin se logra
mediante el proceso llamado "destilacin fraccionada". Esta funcin est destinada a las
"refineras", factoras de transformacin y sector clave por definicin de la industria petrolfera,
bisagra que articula la actividad primaria y extractiva con la actividad terciaria.
El trmino de refino, nos fue heredado en el siglo XIX, cuando se contentaban con refinar el
petrleo para lmparas, se reviste hoy de tres operaciones:
La separacin de los productos petrolferos unos de otros, y sobre la destilacin del
crudo (topping).
La depuracin de los productos petrolferos unos de otros, sobretodo su desulfuracin.
La sntesis de hidrocarburos nobles mediante combinaciones nuevas de tomos de
carbono y de hidrgeno, su deshidrogenacin, su isomerizacin o su ciclado, obtenidos
bajo el efecto conjugado de la temperatura, la presin y catalizadores apropiados.
En un inicio, el refino se practicaba directamente en los lugares de produccin del petrleo, pero
pronto se advirti que era ms econmico transportar masivamente el crudo hasta las zonas de
gran consumo y construir refineras en los pases industrializados, adaptando su concepcin y su
programa a las necesidades de cada pas.
El petrleo crudo es depositado en los tanques de almacenamiento, en donde permanece por
varios das para sedimentar y drenar el agua que normalmente contiene. Posteriormente es
mezclado con otros crudos sin agua y es bombeado hacia la planta para su refinacin.
Una refinera comprende una central termoelctrica, un parque de reservas para
almacenamiento, bombas para expedicin por tubera, un apeadero para vagones-cisterna, una
estacin para vehculos de carretera para la carga de camiones cisterna. Es, pues, una fbrica
compleja que funciona 24 horas diarias con equipos de tcnicos que controlan por turno todos
los datos.
Mientras que antes las antiguas refineras ocupaban a centenares y a veces a millares de obreros
en tareas manuales, sucias e insalubres, las ms modernas estn dotadas en la actualidad de
automatismos generalizados para el control y la conduccin de los procesos y no exigen ms que
un efectivo reducido de algunas personas.
En la industria de transformacin del petrleo, la destilacin es un proceso fundamental, pues
permite hacer una separacin de los hidrocarburos aprovechando sus diferentes puntos de
ebullicin, que es la temperatura a la cual hierve una sustancia.
El petrleo finalmente llega a las refineras en su estado natural para su procesamiento. Aqu
prcticamente lo que se hace es cocinarlo. Por tal razn es que al petrleo tambin se le
denomina "crudo".
Una refinera es un enorme complejo donde ese petrleo crudo se somete en primer lugar a un
proceso de destilacin o separacin fsica y luego a procesos qumicos que permiten extraerle
buena parte de la gran variedad de componentes que contiene.
El petrleo tiene una gran variedad de compuestos, al punto que de l se pueden obtener por
encima de los 2.000 productos.
El petrleo se puede igualmente clasificar en cuatro categoras: parafnico, naftnico, asfltico
o mixto y aromtico.
Los productos que se sacan del proceso de refinacin se llaman derivados y los hay de dos tipos:
los combustibles, como la gasolina, ACPM, etc.; y los petroqumicos, tales como polietileno,
benceno, etc.
Las refineras son muy distintas unas de otras, segn las tecnologas y los esquemas de proceso
que se utilicen, as como su capacidad.
Las hay para procesar petrleos suaves, petrleos pesados o mezclas de ambos. Por
consiguiente, los productos que se obtienen varan de una a otra.
La refinacin se cumple en varias etapas. Es por esto que una refinera tiene numerosas torres,
unidades, equipos y tuberas. Es algo as como una ciudad de plantas de proceso.
En trminos sencillos, el funcionamiento de una refinera de este tipo se cumple de la siguiente
manera:
El primer paso de la refinacin del petrleo crudo se cumple en las torres de "destilacin
primaria" o "destilacin atmosfrica".
En su interior, estas torres operan a una presin cercana a la atmosfrica y estn divididas en
numerosos compartimientos a los que se denominan "bandejas" o "platos". Cada bandeja tiene
una temperatura diferente y cumple la funcin de fraccionar los componentes del petrleo.
El crudo llega a estas torres despus de pasar por un horno, donde se "cocina" a temperaturas
de hasta 400 grados centgrados que lo convierten en vapor.
Esos vapores entran por la parte inferior de la torre de destilacin y ascienden por entre las
bandejas. A medida que suben pierden calor y se enfran.
Cuando cada componente vaporizado encuentra su propia temperatura, se condensa y se
deposita en su respectiva bandeja, a la cual estn conectados ductos por los que se recogen las
distintas corrientes que se separaron en esta etapa.
Al fondo de la torre cae el "crudo reducido", es decir, aquel que no alcanz a evaporarse en esta
primera etapa.
Se cumple as el primer paso de la refinacin. De abajo hacia arriba se han obtenido, en su orden:
gasleos, acpm, queroseno, turbosina, nafta y gases ricos en butano y propano.
Algunos de estos, como la turbosina, queroseno y acpm, son productos ya finales.
Las dems corrientes se envan a otras torres y unidades para someterlas a nuevos procesos, al
final de los cuales se obtendrn los dems derivados del petrleo.
As, por ejemplo, la torre de "destilacin al vaco" recibe el crudo reducido de la primera etapa
y saca gasleos pesados, bases parafnicas y residuos.
La Unidad de Craqueo Cataltico o Cracking recibe gasleos y crudos reducidos para producir
fundamentalmente gasolina y gas propano.
Las unidades de Recuperacin de Vapores reciben los gases ricos de las dems plantas y sacan
gas combustible, gas propano, propileno y butanos.
La planta de mezclas es en ltimas la que recibe las distintas corrientes de naftas para obtener
la gasolina motor, extra y corriente.
La unidad de aromticos produce a partir de la nafta: tolueno, xilenos, benceno, ciclohexano y
otros petroqumicos.
La de Parafinas recibe destilados parafnicos y naftnicos para sacar parafinas y bases
lubricantes.
De todo este proceso tambin se obtienen azufre y combustleo. El combustleo es lo ltimo
que sale del petrleo. Es algo as como el fondo del barril.
En resumen, el principal producto que sale de la refinacin del petrleo es la gasolina motor. El
volumen de gasolina que cada refinera obtiene es el resultado del esquema que utilice. En
promedio, por cada barril de petrleo que entra a una refinera se obtiene 40 y 50 por ciento de
gasolina.
El gas natural rico en gases petroqumicos tambin se puede procesar en las refineras para
obtener diversos productos de uso en la industria petroqumica.
3.7. DERIVADOS DEL PETRLEO
El crudo es transformado en productos livianos y productos pesados como los siguientes:
1. Los gases licuados Butano y Propano: Se verifica que su composicin y su volatilidad sean
correctas a travs de los dos criterios bsicos: ensayo de evaporacin (que mide el residuo fondo
de botella) y tensin de vapor (que mide la presin relativa en el recipiente a la temperatura
lmite de utilizacin 50C). Se usa como gas licuado para cocinar, combustin interna,
calentadores, mecheros de laboratorios y lmparas de gas.
El anlisis completo de un producto petrolfero ligero se hace por cromatografa en fase gaseosa,
los diversos hidrocarburos, arrastrados sucesivamente por una corriente de gas portador, son
detectados e identificados a la salida del aparato, y registrado su volumen relativo.
2. Las Gasolinas: Sometidas a una garanta de utilizacin particularmente severa tanto como
carburante como disolvente, debe, primeramente, estar compuesta por hidrocarburos de
volatilidad correcta, lo que se verifica por medio de un test de destilacin en alambique
automtico. Su comportamiento en un motor viene cifrado en laboratorio por diversos ndices
de octano que miden la resistencia de detonacin y al autoencendido. La gasolina es de
naturaleza incolora, pero el aspecto amarillo, rojo o azul de un carburante, conseguido por
adicin de un colorante artificial, facilita el control de los fraudes.
a. Regular: Se usa en motores de combustin interna de baja c
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