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• Jimena Torres

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL

TRABAJO ENCARGADO: “EL PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS”

CURSO

:

Química Orgánica

DOCENTE

:

Ing. VEJARANO JARA, Pedro

INTEGRANTES

:

ARÓSTEGUI POMA, Jocep CERNA QUISPE, Guillermo LINARES MARTEL, María LÓPEZ GUERRERO, Alex TORRES SÁNCHEZ, María

CICLO

:

2018- II

TINGO MARÍA – PERÚ 2018

INDICE

INTRODUCCIÓN................................................................................................................ 1

I.

1.1.

Objetivos ...................................................................................................................... 2

REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................................................... 3

II.

2.1.

Antecedentes .............................................................................................................. 3

2.1.1.

El petróleo es un hidrocarburo ......................................................................... 4

2.1.2.

El petróleo no es renovable .............................................................................. 4

2.1.3.

Formación del petróleo y del gas natural........................................................ 5

2.1.4.

Perforación de pozos de petróleo .................................................................... 5

2.1.5.

Uso diario del petróleo ....................................................................................... 6

2.1.6.

El petróleo puede contaminar........................................................................... 6

2.2.

Marco teórico .............................................................................................................. 6

2.2.1.

Hidrocarburos...................................................................................................... 6

2.2.2.

El petróleo............................................................................................................ 7

2.2.3.

Localización de yacimientos y prospección del petróleo ............................. 9

2.2.4.

La perforación para obtener el petróleo ........................................................ 12

2.2.5.

Transporte de crudo ......................................................................................... 12

2.2.6.

Refinado del petróleo ....................................................................................... 17

Cuadro 1. Procesos para refinación del petróleo ............................................................ 17 Cuadro 2. Unidades de proceso usadas en las refinerías ............................................. 18 2.2.7.

Distribución del petróleo .................................................................................. 22

Cuadro 3. Total de reservas probadas al cierre de 2016 ............................................... 23 2.2.8.

Derivados del petróleo ..................................................................................... 23

Cuadro 4. Derivados del petróleo ...................................................................................... 24 2.2.9.

Sustitutos del petróleo ..................................................................................... 25

Cuadro 6. Posibles sustitutos del petróleo ....................................................................... 25 2.2.10.

Almacenamiento del petróleo ..................................................................... 28

2.2.11.

Ingeniería del petróleo ................................................................................. 30

Cuadro 7. Generación de desechos y focos de contaminación.................................... 38 III.

CONCLUSIONES ......................................................................................................... 50

IV.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA............................................................................. 52

INDICE DE CUADROS Cuadro 1. Procesos para refinación del petróleo ............................................. 19 Cuadro 2. Unidades de proceso usadas en las refinerías ................................ 20 Cuadro 3. Total de reservas probadas al cierre de 2016 ................................. 23 Cuadro 4. Derivados del petróleo ..................................................................... 24 Cuadro 5. Información de lo que abarca “Combustibles” ................................. 24 Cuadro 6. Posibles sustitutos del petróleo ....................................................... 25 Cuadro 7. Generación de desechos y focos de contaminación........................ 39 Cuadro 8. Otras fuentes de contaminación ...................................................... 40

INDICE DE ILUSTRACIONES Ilustracion 1: refinado del petroleo .................................................................. 21 Ilustración2……………………………………………………………………………42 Ilustración 3 ...................................................................................................... 43 Ilustración 4: Producción de petróleo crudo en el Perú en el año 2012, Perupetro. ................................................................................... 44 Ilustración 5: Producción diaria de petróleo crudo en el Perú entre el año 2002 y 2012, Perupetro. ......................................................................... 44 Ilustración 6: Producción anual de petróleo crudo en el Perú entre el año 2002 y 2012, Perupetro. ....................................................................... 45 Ilustración 7: Predicciones de la producción de petróleo en el Perú hasta el año 2018, MEM. ................................................................................. 46 Ilustración 8: Predicciones de la producción de petróleo en el Perú hasta el año 2030, Perupetro. ......................................................................... 47

I.

INTRODUCCIÓN

El petróleo es una de las fuentes principales de energía para las diversas actividades humanas que ocurren en la sociedad actual, tales como en la minería, el transporte, y las diferentes industrias que existen. Por otra parte, existen otras fuentes de energía como las que dan, las centrales hidroeléctricas, el gas natural, la combustión de carbono y de energías limpias hoy en día.

En la industria de la petroquímica, se ha incrementado su aplicación, llegando a ser, una de las actividades industriales más importantes para el mundo entero.

La alta dependencia que el mundo tiene del petróleo y la inestabilidad que caracteriza el mercado internacional y los precios de este producto, han llevado a que se investiguen energéticos alternativos sin que, hasta el momento, se haya logrado una opción que realmente lo sustituya, pero que lo hará poco a poco, por el mismo hecho que es un recurso natural no renovable y de la gran contaminación al medio ambiente.

Por otra parte, el petróleo y sus productos de refinación no son sustancias específicas y únicas, ya que son mezclas derivadas de hidrocarburos y otros compuestos cuyas propiedades físicas y químicas son muy variadas. Esto determina el comportamiento e impacto en los recursos físicos, recursos biológicos y actividades socioeconómicas, cuando ocurre un derrame de petróleo.

Por lo que el presente trabajo monográfico se dará a conocer la composición

química,

localización

de

yacimientos,

perforación,

refinado,

distribución, derivados del petróleo; así mismo se tratará la contaminación que genera el uso del petróleo.

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1.1.

Objetivos



Explicar la formación del petróleo de una manera sencilla y rápida, para poder determinar su formación en la Tierra.



Describir el proceso de explotación del petróleo, desde la extracción, hasta el transporte del mismo hacia las refinerías.



Enumerar los diferentes derivados del petróleo y su uso en la vida cotidiana.



Enunciar los diferentes tipos de gasolina y las refinerías existentes en el Ecuador.



Analizar la contaminación ambiental que produce la extracción del petróleo aquí en el Ecuador.

II.

2.1.

REVISIÓN DE LITERATURA

Antecedentes TORRES (2001), quien realizó la tesis “”, para obtener el “Título

profesional como Ingeniero en Petróleo”, resaltando el objetivo específico ”Definir los puntos de control que deben activarse en el curso de existir un derramen de hidrocarburo”, llegó a concluir que “En el Plan de Contingencia para Derrames de Hidrocarburos, en las Líneas de Flujo en el Campo Cuyabeno de Petro producción se establecen las acciones que se tomarán en el momento en que exista una emergencia, proporcionando una respuesta inmediata y eficaz, con el propósito de prevenir los impactos ambientales negativos al medio físico, biótico y socioeconómico; como también proteger la infraestructura de la industria hidrocarburífera del campo petrolero. En la Unidad de Protección Ambiental existe un estudio de impacto ambiental global que abarca superficialmente todas las medidas a tomarse en caso de existir un problema, en base a esto surgió la idea de realizar estudio y proponer un plan de contingencia que sea específico para derrames de hidrocarburos en líneas de flujo; en dicho plan se estructuró las medidas técnicas, humanas y organizativas necesarias para garantizar la continuidad de las operaciones de Petro producción. Sobre dicha base se seleccionan las contramedidas más adecuadas entre diferentes alternativas, siendo plasmadas en el plan de contingencias junto con los recursos necesarios para ponerlo en marcha. El Plan de Contingencia se elabora como un patrón de comportamiento y un eje referencial, durante la presencia de un evento inesperado que signifique principalmente, derrames de hidrocarburos; partiendo de los requisitos que exige el Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el EcuadorRAOH, mediante decreto. 1215 del 13 de febrero del 2001. El plan debe ser revisado periódicamente, la revisión será consecuencia de un nuevo análisis de riesgo. Finalmente, se recomienda modificar el plan de contingencias de acuerdo a las revisiones aprobadas. Se

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concluyo estableciendo 15 puntos de control, los mismos que se encuentran ubicados en lugares estratégicos, considerando la conservación del ecosistema y la vulnerabilidad a la que está expuesto y o donde potencialmente pudiese ocurrir un derrame de petróleo.” PIZARRO (2012), quien realizó la tesis “”, con el fin de obtener “El Grado de Bachiller en Ingeniero en Petróleo”, tuvo como objetivo específico “Definir el petróleo, perforación de pozos de petróleo y sus consecuencias”, concluyendo de este objetivo lo siguiente “El petróleo puede ser tan espeso y tan negro como el alquitrán y tan ligera como el agua. El petróleo contiene mucha energía y se puede transformar en distintos tipos de combustible como la gasolina, el keroseno y el carburante que se usa para producir calor. La mayoría de los productos plásticos también contienen petróleo. La gente ha usado el petróleo durante mucho tiempo. Antiguamente no se solía perforar la tierra para obtenerlo, sino que recogían el que salía de la tierra y que iba a parar a los estanques. El petróleo flotaba en el agua.”

2.1.1. El petróleo es un hidrocarburo Mucho antes de la existencia de los dinosaurios, los océanos ocupaban la mayor extensión de tierra del planeta. Estos estaban repletos de minúsculos animales marinos y de plantas que según iban muriendo, se iban hundiendo en el fondo del mar, quedando cubiertos por la arena. Pasaron millones de años. El peso del agua y el calor de la tierra los transformaron en petróleo y en gas natural. Se dice que el petróleo es un hidrocarburo porque está formado por plantas y por animales. La energía del petróleo procede de la energía contenida en las plantas y en los animales. Esta energía procedía del sol. 2.1.2. El petróleo no es renovable El petróleo que utilizamos hoy en día se produjo a lo largo de millones de años. No podemos producir petróleo en un período de tiempo corto. Por este motivo decimos que el petróleo es una sustancia no renovable. En los Estados Unidos no se extrae la cantidad de petróleo que se necesita para

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abastecer a todo el país por lo que hay que comprar la mitad de lo que se usa de otros países.

2.1.3. Formación del petróleo y del gas natural

2.1.3.1.

El océano hace 300-400 millones de años Plantas marinas y animales minúsculos perecieron y quedaron

enterrados en el fondo del océano. A lo largo del tiempo fueron cubiertos por capas de sedimento y de arena. 2.1.3.2.

El océano hace 50-100 millones de años Solo existía Arena y Sedimento Restos de Plantas y de Animales A

lo largo de millones de años, los restos enterrados quedaron cada vez más profundos. La magnitud del calor y de la presión los transformaron en petróleo y en gas. Arena y Sedimento Roca (Depósitos de Petróleo y de Gas) En la actualidad perforamos las capas de arena, de sedimento y de roca para alcanzar las formaciones rocosas que contienen los depósitos de petróleo y de gas.

2.1.4. Perforación de pozos de petróleo El petróleo se encuentra enterrado en rocas porosas. Nosotros perforamos pozos de petróleo en las rocas para extraer el petróleo. La profundidad de algunos pozos asciende a más de dos millas. Texas y Alaska son los estados que más petróleo extraen. Gran parte del petróleo se encuentra en el fondo de los océanos que rodean nuestras costas. Para extraerlo se construyen plataformas de perforación submarina. La mayoría de estos pozos se encuentran en el Golfo de Méjico. Una vez se ha extraído el petróleo se envía a las refinerías. En ellas se limpia y se transforma en distintos tipos de combustible, siendo el más común la gasolina. El petróleo se transporta de un lugar a otro en barcos y en camiones, así como por oleoductos.

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2.1.5. Uso diario del petróleo ¿Qué haríamos sin petróleo? Nuestro país se paralizaría. Nuestros coches, camiones y aviones funcionan a base de combustibles derivados del petróleo. Nuestras fábricas utilizan el petróleo para producir productos plásticos y pinturas, medicinas y jabones. Incluso nos servimos del petróleo para producir electricidad. Usamos más petróleo que cualquier otra fuente de energía. 2.1.6. El petróleo puede contaminar El petróleo nos permite funcionar, pero puede dañar el medio ambiente debido a que puede contaminar el aire. La contaminación que producen los coches representa un gran problema en muchas partes del país. Las compañías petroleras están produciendo constantemente gasolina y otros tipos de combustible que son más limpios. El petróleo también puede contaminar la tierra y el agua y dañar a los animales. Las compañías petroleras se esfuerzan en extraer y transportar el petróleo de la manera más segura e intentan limpiar cualquier escape que se pueda producir. Concluyendo que absteniendo los beneficios económicos, el petróleo es un gran problema con el excesivo incremento de uso de automóviles y maquinaria que utilizan como combustible el petróleo y sus derivados.

2.2.

Marco teórico

2.2.1. Hidrocarburos Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados por "átomos de carbono e hidrógeno". La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas. Los hidrocarburos se pueden diferenciar en dos tipos que son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y

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alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son Cn H2n+2, Cn H2n y Cn H2n-2, respectivamente. 2.2.1.1.

Clasificación de los hidrocarburos Los hidrocarburos pueden clasificarse en:

A. Hidrocarburos alicíclicos, alifáticos o de cadena abierta Estos, a su vez, se dividen en: 

Hidrocarburos no saturados o insaturados, que tienen uno o más enlaces dobles (alquenos u olefinas) o triples (alquinos o acetilénicos) entre sus átomos de carbono.



Hidrocarburos saturados (alcanos o parafinas), que no tienen enlaces dobles, triples, ni aromáticos, sólo múltiples enlaces individuales, y de cadena.

B. Hidrocarburos cíclicos, hidrocarburos de cadena cerrada 

Ciclo alcanos, que tienen cadenas cerradas de 3, 4, 5, 6, 7 y 8 moléculas de carbono saturados o no saturados.



Hidrocarburos aromáticos, no saturados, que poseen al menos un anillo aromático además de otros tipos de enlaces.

2.2.1.2.

Origen de los hidrocarburos Los

hidrocarburos

extraídos

directamente

de

formaciones

geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de petróleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural. La explotación comercial de los hidrocarburos constituye una actividad económica de primera importancia, pues forman parte de los principales combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes.

2.2.2. El petróleo El producto es un compuesto químico complejo en el que coexisten partes sólidas, líquidas y gaseosas. Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados hidrocarburos, formados por átomos de carbono e hidrógeno y,

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por otra, pequeñas proporciones de nitrógeno, azufre, oxígeno y algunos metales. Se presenta de forma natural en depósitos de roca sedimentaria y sólo en lugares en los que hubo mar. Su color es variable, entre el ámbar y el negro y el significado etimológico de la palabra petróleo es aceite de piedra, por tener la textura de un aceite y encontrarse en yacimientos de roca sedimentaria.

2.2.2.1.

Origen del petróleo Existen varias teorías sobre la formación del petróleo. Sin embargo,

la más aceptada es la teoría orgánica que supone que se originó por la descomposición de los restos de animales y algas microscópicas acumuladas en el fondo de las lagunas y en el curso inferior de los ríos. Esta materia orgánica se cubrió paulatinamente con capas cada vez más gruesas de sedimentos, al abrigo de las cuales, en determinadas condiciones de presión, temperatura y tiempo, se transformó lentamente en hidrocarburos (compuestos formados de carbón e hidrógeno), con pequeñas cantidades de azufre, oxígeno, nitrógeno, y trazas de metales como fierro, cromo, níquel y vanadio, cuya mezcla constituye el petróleo crudo. Estas conclusiones se fundamentan en la localización de los mantos petroleros, ya que todos se encuentran en terrenos sedimentarios. Además, los compuestos que forman los elementos antes mencionados son característicos de los organismos vivientes. Por lo que existen factores de formación como: 

Ausencia de aire.



Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino).



Gran presión de las capas de tierra.



Altas temperaturas.



Acción de bacterias.

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Los

restos

de

animales

y

plantas,

cubiertos

por

arcilla

y tierra durante muchos millones de años sometidos por tanto a grandes presiones y altas temperaturas, junto con la acción de bacterias anaerobias (es decir, que viven en ausencia de aire) provocan la formación del petróleo.

2.2.3. Localización de yacimientos y prospección del petróleo Los lugares donde hay petróleo están generalmente situados a distancia de las zonas de consumo. Las tres zonas con mayor producción mundial son Oriente Medio, la antigua URSS y EEUU, que producen el 70% del crudo en el mundo. 

Oriente Medio: Es el primer productor mundial de petróleo, con más del 30% de la producción.



EEUU: Aunque tiene una producción muy alta. Las explotaciones se centran en las zonas de California, Kansas, Oklahoma, costa del Golfo de México, Texas, Luisiana y la zona central de las Rocosas.



Antigua URSS: Comenzó a producir petróleo en 1870. Los yacimientos más importantes se encuentran en el Cáucaso, Asia central, entre el Volga y los Urales, Siberia y Sajalin.



China: A pesar de que empezó a extraer su petróleo hace muy poco tiempo (en 1952), consiguió desde 1970 el suficiente como para autoabastecerse y exportar en pequeñas cantidades.



Venezuela: Comenzó su explotación de crudo en 1914 a manos de la compañía Shell. Pero, actualmente, el hallazgo de yacimientos petrolíferos no es

obra librada al azar y obedece a una tarea científicamente organizada, que se planifica con mucha antelación. Instrumental de alta precisión y técnicos, en el desierto o en la selva, obligando a construir caminos y sistemas de comunicación, disponer de helicópteros, instalar campamentos y laboratorios, etc.

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Actualmente se utilizan los siguientes métodos de exploración:

2.2.3.1.

Exploración superficial

A. Relevamientos topográficos en escala grande B. Relevamientos geológicos superficiales, en zonas donde afloran rocas sedimentarias. C. Relevamientos geofísicos, basados en métodos 

Gravimétricos, que estudian las pequeñas alteraciones de la gravedad, producidas por la vecindad de grandes masas de rocas densas.Por medio de un instrumento especial llamado gravímetro se pueden registrar las variaciones de la aceleración de la gravedad en distintos puntos de la corteza terrestre. Se determina la aceleración de la gravedad (g) en puntos del terreno explorando lugares distantes 1.000 ó 5.000 metros entre sí.



Magnetométricos, que denuncian las pequeñas alteraciones magnéticas, producidas por las distintas permeabilidades magnéticas de las rocas cristalinas próximas. Se usan magnetómetros muy sensibles,

que

a

veces

suelen

transportarse en aviones, para disminuir los efectos de masas férreas superficiales. 

Sismográficos, este método consiste en hacer estallar cargas de dinamita en pozos de poca profundidad, normalmente entre 10 y 30 pies, registrando las ondas reflejadas en las napas profundas por medio de sismógrafos combinados con máquinas fotográficas. En la superficie se cubre un área determinada con dichos aparatos de alta sensibilidad llamados también "geófonos", los cuales van unidos entre sí por cables y conectados a una estación receptora.

D. Análisis de suelos

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Determina la presencia de hidrocarburos hasta una profundidad no mayor de 15 cm.

E. Análisis de hidrocarburos Determina su presencia en el suelo y en perforaciones poco profundas. Con estos datos se confeccionan planos de posibles acumulaciones explotables de la zona.

2.2.3.2.

Exploración Profunda Se realiza en zonas que se consideran favorables, mediante la

perforación de pozos profundos

A. Perfilaje eléctrico Realizado con electrodos que se bajan a distintas profundidades de un pozo de exploración, para determinar la conductibilidad eléctrica de las distintas capas y sus probabilidades de contener petróleo. B. Perfilaje geoquímico Determina la presencia de vestigios de hidrocarburos en las capas profundas del subsuelo. Sus datos no pueden ser siempre adecuadamente interpretados. C. Perfilaje térmico Efectuado con termómetros de máxima y mínima, a distintas profundidades, que diferencia las capas por sus conductibilidades térmicas. También se usa para el control de operaciones de perforación de pozos (cementados, etc.)

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D. Cronometraje de perforación Por distintas velocidades, con que se atraviesan las capas, las individualiza.

E. Fotografía de las paredes de los pozos También se utilizan para la individualización de las capas atravesadas. Todos los datos reunidos, solamente proporcionan una posibilidad de existencia del yacimiento, que autoriza a realizar la gran inversión de capital requerida por la perforación de un pozo. Estos datos se concretan en la ejecución de planos estructurales, que determinan la ubicación más favorable para la perforación, y permiten el cálculo de las posibles reservas petrolíferas.

2.2.4. La perforación para obtener el petróleo El pozo se construye perforando un agujero de 127 a 914,4 mm de diámetro en el suelo mediante una torre de perforación que hace girar una línea o sarta con una broca en su extremo. Luego de completada la perforación, se introduce una cañería de diámetro levemente inferior al de la perforación, lo que permite sellar con cemento el resto del pozo. Este caño camisa provee integridad estructural a la obra, y al mismo tiempo permite aislarla en relación a zonas de alta presión que pueden resultar potencialmente peligrosas. Completado el encamisado, la perforación puede llevarse a mayores profundidades con una broca más pequeña, repitiendo luego el proceso con un encamisado de menor diámetro. Los pozos modernos suelen incluir de dos a cinco conjuntos de encamisados de diámetro descendente, para alcanzar grandes profundidades.

2.2.5. Transporte de crudo El crudo estabilizado y cumpliendo con las especificaciones de venta es transportado a través del oleoducto hasta el límite de batería que puede ser

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directamente la refinería o un terminal de almacenamiento para su posterior transferencia.

2.2.5.1.

Recepción y filtración El oleoducto se origina en lo que se denomina líneas de recepción,

una característica que lo identifica es la presencia de la trampa de rascadores, a través de la cual no circula crudo en operación normal del oleoducto. Las líneas de recepción se encuentran protegidas por sobrepresión con indicadores de presión local y remota, interruptores por alta y válvulas de alivio. Se procede a cerrar la válvula motorizada de conexión a trampa de raspadores y abrir la válvula motorizada de ingreso de crudo a la estación. Se selecciona uno de los brazos de filtración que están conformados por filtros de cesta, generalmente con malla mesh 20 y uno de los cuales debe estar de reserva. Cada filtro en operación se sacará a mantenimiento cuando el diferencial de presión sea como máximo 10 psi.

2.2.5.2.

Medición Después de la filtración el crudo pasa por el desaireador, cuya

función es eliminar los arrastres de aire y/o gas. El sistema de desaireación posee válvulas de bloqueo, de pass manual para su mantenimiento y válvulas de venteo para despresurización. Al igual que la filtración el sistema de medición debe contar con un brazo de reserva. Cada brazo de medición cuenta con un filtro tipo cesta, un medidor de desplazamiento positivo y una válvula mariposa para el control de flujo operada automáticamente, de tal manera que garantice el mismo caudal a través de cada brazo de medición en operación.

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Se envían a la sala de control las señales de caudal a través de cada medidor, la temperatura del crudo, la presión en línea, presión diferencial en el filtro. Cada brazo está protegido por sobrepresión por una válvula de expansión térmica. En la mayoría de los casos este sistema de medición es una unidad paquete que además de los equipos mencionados es suministrada con los paneles de control local y en la sala de control general de la planta, ordenadores, impresoras de datos y todas las comunicaciones entre los componentes del sistema.

2.2.5.3.

Almacenamiento La presión a lo largo del sistema de medición se ajusta mediante una

válvula controladora de presión. Normalmente en caso de fallo de esta válvula se cuenta con un bypass con válvula de globo para efectuar el control manual. Se procede a abrir abre la válvula del tanque seleccionado para el recibo (válvula normalmente abierta).

2.2.5.4.

Bombeo Los tipos de bombas utilizadas con mayor frecuencia en oleoductos

son las centrífugas y las alternativas. La configuración general del bombeo es: 

Bombas booster.



Bombas de transferencia.



Las bombas booster sirven a dos propósitos.



Proveer adecuado NPSH a las bombas de transferencia.



Hacer trasiegos que no requieran mucha presión. Este esquema de bombeo incluye la configuración en colectores de

la succión y la descarga para dar flexibilidad operativa a lo largo de la vida del campo de producción.

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Para el ejemplo, las bombas booster elevan la presión del crudo procedente de los tanques a valores del orden de 200 psig (14 kg/cm2). Las bombas principales reciben el crudo en esta condición de presión y la llevan a valores del orden de 600 a 2000 psig (40 a 140 kg/cm2), según los requerimientos del oleoducto. Se deben tener en cuenta en cuenta dos restricciones de presión: 

La presión no debe superar la Máxima Presión de Trabajo Permisible (MAWP) de la línea.



La presión no debe estar por debajo de la presión de punto de burbuja del crudo, para evitar el consecuente flujo en dos fases.

En la práctica, en secciones de oleoducto con pendiente descendente, el nivel de presión hidrostática puede aumentar rápidamente, de tal manera que puede exceder el MAWP en corto tiempo. De tal manera, puede ser necesario instalar una estación reguladora que disipe parte de la presión. Según el perfil topográfico de la ruta seguida por el oleoducto, al presentarse elevación marcada en un tramo, en general cuando se opera a presiones altas y ante la eventualidad del cierre de una válvula, se puede presentar golpe de ariete. En este caso se hace necesario instalar en la descarga de la bomba un recipiente alimentado por gas inerte, que amortigüe la presión y evite que exceda la MAWP de la línea. Para predecir este comportamiento se debe realizar el análisis dinámico del sistema.

2.2.5.5.

Trampa de chachos (rascadores) Usualmente se instala una trampa de recepción y una de

lanzamiento en las respectivas líneas de entrada y de salida de las estaciones iniciales o intermedias del oleoducto; también en los tramos donde hay cambio de diámetro de la línea. Su propósito es enviar y recibir el rascador, comúnmente denominado "chancho". Esta operación llamada "pigging" se realiza entre otras, por las razones siguientes: 

Mejorar el rendimiento pérdida de presión - caudal del oleoducto. Caso especial en el transporte de crudos parafínicos donde a pesar

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de estar controlado operativamente a temperaturas por encima del "cloud point", eventualmente se presenten depósitos de parafinas. 

Medio de separación y limpieza cuando requiere cambiar de producto transportado, caso en el cual las instalaciones toman el nombre de poliducto.



Presencia de agua en la línea que debe ser retirada periódicamente con el fin de minimizar la corrosión. En particular, la acumulación de agua en puntos bajos del oleoducto es susceptible de producir corrosión.

En las líneas que transportan el crudo a la unidad de tratamiento (flowlines): 

Utilizado como medio que restrinja el tamaño del "slug catcher" requerido, ya que esta operación es llevada a cabo a intervalos frecuentes, puede reducir el inventario de líquido acumulado en las líneas y así limitar el tamaño del máximo "slug".

Hay riesgos operativos asociados con la operación de "pigging" ya que ocasionalmente puede destruirse dentro del oleoducto y como resultado pueden causar daño de equipos y accesorios. En el peor de los casos el rascador puede empotrarse en la línea y requerirse entonces una costosa parada del oleoducto para su localización y retirada.

2.2.5.6.

Transporte de crudos pesados Se considera como un crudo pesado aquel con una gravedad API

baja (20 °API o menos), generalmente se comporta como un líquido Newtoniano, con lo cual su viscosidad es altamente sensible a los cambios de temperatura. Los métodos para mejorar el transporte de crudos pesados incluyen las siguientes posibilidades: 

Térmico o Precalentamiento y transporte caliente.



Línea aislada.



Línea sin aislamiento o Calentamiento de crudo y línea aislada.

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

Traceado con fluido caliente



Calentamiento eléctrico.



Mecánico o Envío de rascador a través de línea para reducir depósito de parafinas o Bombeo de crudo a temperaturas superiores al pour point.



Químico o Dilución del crudo con solventes o Inyección de dispersantes de parafinas.

2.2.6. Refinado del petróleo El petróleo llega en su estado natural a las refinerías para este proceso. Una refinería viene a ser un complejo enorme, en donde el petróleo crudo se somete, en primer lugar, a un proceso de destilación o separación física y luego a procesos químicos que permiten extraer buena parte de la variedad de componentes que contiene. El objetivo del refinado del petróleo es destilar y separar destilados valiosos (nafta, queroseno, diésel) y gasóleo atmosférico a partir de la materia prima cruda, mediante un proceso de destilación complejo. Cuadro 1. Procesos para refinación del petróleo Proceso ¿De qué manera? Precalentamiento de la materia cruda

Utilizando el calor recuperado de las corrientes del producto. Usando la separación mejorada con

Desalación y deshidratación del crudo electrostática

líquido-líquido

(desalador). Calentamiento del crudo

Dirección del crudo

Haciendo uso de calentadores hasta alcanzar la temperatura deseada. Llevándolo hacia la columna de destilación atmosférica.

18

Creación del reflujo líquido interno

Extracción

Utilizando

circuitos

cerrados

de

recirculación. Se efectúa en la parte superior, los lados y la parte inferior.

Fuente: Elaboración propia con información de AMPO.

La refinación comprende una serie de procesos de separación, transformación y purificación, mediante los cuales el petróleo crudo es convertido en productos útiles con innumerables usos.

Cuadro 2. Unidades de proceso usadas en las refinerías Unidad Utilidad Desalador Unidad de destilación de petróleo crudo

Lava la sal del petróleo crudo. Destila el petróleo crudo en varias fracciones

para

continuar

su

procesamiento en otras unidades. Destila el petróleo residual del fondo

Unidad de destilación al vacío

de la unidad de destilación del crudo, por debajo de la presión atmosférica. Utiliza hidrógeno para desazufrar la nafta de la destilación atmosférica.

Unidad de tratamiento con hidrógeno de nafta

La nafta debe tratar con hidrógeno antes de enviarla a una unidad del reformador catalítico. Convierte las moléculas desazufradas de nafta en moléculas de mayor

Unidad de reformado catalítico

octanaje para producir reformado, un componente del producto final de gasolina o petróleo.

Unidad de alquilación

Utiliza

ácido

fluorhídrico

sulfúrico para

o

ácido producir

19

componentes de octanaje alto para la mezcla de gasolina.

Unidad de isomerización

Convierte

moléculas

moléculas

ramificadas

octanaje

para

lineales de

mezclarlas

en

mayor en

la

gasolina o alimentar las unidades de alquilación. Utiliza hidrógeno para desazufrar Unidad de tratamiento con hidrógeno de destilado

otras fracciones destiladas en la unidad de destilación de petróleo crudo (como gasóleo) tras pasar por las unidades de destilación. Desazufra el gas licuado de petróleo, queroseno o carburante oxidando

Merox: Oxidador de mercaptanos

mercaptanos

no

convirtiéndolos

deseados

y

en

disulfuros

ácido

sulfhídrico

orgánicos. Las unidades de tratamiento de gas con aminas

Convierten

el

procedente de la hidro-desulfuración en azufre elemental. Mejora las fracciones más pesadas

Unidad de desintegración catalítica en lecho móvil

con un punto de ebullición más alto y las

convierte

en

productos

más

valiosos, ligeros y con un punto de ebullición más bajo. Utiliza hidrógeno para mejorar las fracciones más pesadas procedentes

Unidad hidro-desintegradora

de las unidades de destilación de petróleo crudo y destilación al vacío, también

para

convertirlas

productos más valiosos y ligeros.

en

20

Mejora el petróleo residual de la unidad Unidad de reducción de viscosidad

mediante

de

destilación desintegración

al

vacío térmica,

convirtiéndolo en un producto con viscosidad reducida, más valioso y ligero.

Unidades de coquización diferida y Convierte petróleo residual pesado en coquización

producto final de coque de petróleo y subproductos de nafta y gasóleo.

Luida Fuente: Elaboración propia con información de El Petróleo.

La mayor parte de los productos destilados se convierten en productos más utilizables, cambiándoles el tamaño y estructura de las moléculas de sus hidrocarburos a través del rompimiento (“cracking”), reformado y otros procesos de conversión. La refinación de petróleo es fundamental para la cadena de suministro de petróleo. En la siguiente imagen podemos observar el proceso de refinado de manera resumida.

21

Ilustración 1: Refinado del petróleo.

22

2.2.7. Distribución del petróleo El consumidor, es el destino final del petróleo y de sus derivados. En este proceso van a intervenir distribuidores mayoristas y minoristas, además se emplearán todos los medios para el transporte y la venta. Las operaciones finales más delicadas de la industria petrolífera, que consisten en transportar los productos salidos de la refinería, almacenarlos en depósitos y puntos de venta y, por último, expenderlos (venderlos al por menor) a los clientes gracias a una red de comercialización que cubra el conjunto del territorio. Por regla general, la distribución exige un despliegue de medios múltiples en función de la infinita variedad de necesidades de los clientes, y no sólo por los productos en sí mismos, sino también por los servicios accesorios a la venta. En estas condiciones, las inversiones y los gastos operacionales de distribución son mucho más elevados que los de una refinería, que cubre: 

Oleoductos de productos.



Barcos de cabotaje de alta mar.



Transportes fluviales (canoas, lanchas, remolcadores).



Depósitos de almacenamiento.



Los vagones-cisterna.



Camiones-cisterna (grandes transportes o pequeños distribuidores domésticos).



Estaciones de servicio.



Avituallamiento

de

las

aeronaves

mediante

camiones

especializados y canalizaciones subterráneas. 

Suministro a los navíos en todos los puertos por barco-cisterna o por conducciones en el muelle unidas a depósitos.



Llenado de botellas de gas licuado.

23

2.2.7.1.

Reservas del petróleo y gas Se entiende por reservas de petróleo y gas de un yacimiento

al volumen de hidrocarburos que será posible extraer del mismo, en condiciones rentables, a lo largo de su vida útil. Para determinarlas lo primero que se debe saber es cuánto petróleo y/o gas contiene el yacimiento, lo que se conoce como el "petróleo original en situ" (OOIP). Cuadro 3. Total de reservas probadas al cierre de 2016 Mil millones Mil millones Región País/nación de barriles de barriles Centro

Venezuela

américa Medio este

Arabia saudita

Parte del total

300.9

47

17.60%

266.5

36.6

15.60%

Norteamérica

Canadá

171.5

27.6

10.00%

Medio este

Irán

158.4

21.8

9.39%

Medio este

Irak

153

20.6

9.00%

Fuente: RANKIA.

Los países con mayor influencia dentro de las reservas son: Venezuela, en primer lugar con un aporte total del 17.6%, le sigue Arabia Saudita, con un 15.6%, posteriormente Canadá, con un 10%; así como Irán e Irak que aportan un 9.3% y un 9% respectivamente. Entonces, la reserva total de estos 5 países (más representativos) en su conjunto, representan el 61.5% de la reserva total mundial.

2.2.8. Derivados del petróleo

24

El aceite combustible, los aceites lubricantes y la gasolina son los derivados más usados del petróleo. La gasolina es el producto más sencillo e importante a la vez, ya que la mayoría de vehículos e industrias hacen uso de él. Cuadro 4. Derivados del petróleo COMBUSTIBLES (Gas licuado de La mayor parte de vehículos usan petróleo (GLP), gasolinas y naftas, combustibles derivados del petróleo kerosén, diésel, combustóleos)

para su funcionamiento.

LUBRICANTES

Destinado a las industrias básicas y del automotor.

PARAFINAS

Son fundamentales para la fabricación de

productos

comerciales,

como

ceras para autos, velas, jabones, etc. CLORURO DE POLIVINILO (PVC)

La mayoría de la materia prima más universal que existe, está fabricado con PVC o sus

POLIETILENO

Con esta materia prima, se puede fabricar toda clase de plásticos

ASFALTO

Conocido como brea, usado para carreteras

Fuente: Elaboración propia, con información de respuestas.tips.

Cuadro 5. Información de lo que abarca “Combustibles” Mezcla de gases licuados presentes GAS LICUADO DE PETRÓLEO

en el gas natural o disueltos en el petróleo Mezcla de hidrocarburos obtenida del

GASOLINAS Y NAFTAS

petróleo por destilación fraccionada, que se utiliza principalmente como combustible

25

Se usa como combustible de aviones KEROSENO

de reacción y en la fabricación de insecticidas

Hidrocarburo líquido que se obtiene DIÉSEL

principalmente de la destilación del petróleo Aceite combustible residual derivado

COMBUSTÓLEOS

de la destilación del petróleo crudo, es el combustible líquido más utilizado para la generación de electricidad.

Fuente: Elaboración propia con información obtenida de Google.

2.2.9. Sustitutos del petróleo El petróleo es un recurso natural no renovable, ya que en algún momento se agotará. Va desapareciendo a medida que se utiliza sin ser posible su regeneración. Por esto, considerando la posibilidad de agotamiento, se buscan fuentes alternativas de energía. Cuadro 6. Posibles sustitutos del petróleo SUSTITUTO

DEFINICIÓN

VENTAJAS

DESVENTAJAS A bajas

Combustible de naturaleza renovable derivado BIODIESEL

de aceites

No emite azufre Es rápidamente biodegradable

temperaturas puede empezar a solidificar y formar cristales,

vegetales o grasas

Se puede usar

que pueden

animales y que

sin adaptar el

obstruir los

puede ser utilizado

motor Además

conductos del

como sustituto o

ayuda en la

combustible.

26

complemento del

lubricación del

Sus costos aún

diésel

motor

pueden ser más elevados que los del diésel de petróleo. Esto depende básicamente de la fuente de aceite utilizado en su elaboración.

Se obtiene por destilación de productos de ETANOL

fermentación de sustancias azucaradas o feculentas.

Aumenta el

El etanol se

rendimiento del

consume de un

combustible y

25% a un 30%

mejora las

más

prestaciones del

rápidamente que

motor.

la gasolina; para ser competitivo,

Emite menos

por tanto, debe

monóxido de

tener un menor

carbono

precio por galón.

27

El sistema de almacenamiento Gas combustible que se genera en medios naturales, BIOGÁS

por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica.

La emisión de

es complejo y de

contaminantes

alto valor.

de gases es mucho menor en comparación con la quema de combustibles fósiles

El sistema de producción plantea altos costes. Emisión de dióxido de carbono (CO2).

Es un recurso muy abundante en nuestro A partir de él se puede obtener energía como para HIDRÓGENO

hacer que un vehículo funcione, esto a través de ciertos procesos físi co-químicos

100% ELÉCTRICA

temperaturas muy bajas

planeta. Elevado gasto La combustión del hidrógeno con el aire es

de energía en la licuefacción del hidrógeno.

limpia, evitando asi la contaminación d el medo ambiente.

ALTERNATIVA

Se cristaliza a

Cada vez más

Son vehículos

empresas utilizan

que no emiten

este tipo de coches,

humos y son

gracias sobre todo

muy silenciosos.

Elevado precio de licuefacción de hidrógeno puro.

Los vehículos demoran mucho en cargar

28

a lo barato que

Su consumo es

resulta su uso.

mínimo. Se podrían

la energía

Energía renovable,

realizar coches

producida es

obtenida a partir del

totalmente

aproximadament

ENERGÍA

aprovechamiento

autosuficientes

e un tercio de la

SOLAR

de la radiación

energía que

electromagnética

Se terminaría el

teóricamente

procedente del Sol

gastar dinero en

podría

combustible

producirse

Fuente: Elaboración propia con información de Erenovable, Eco2site y Google.

El petróleo, también conocido como el ”oro negro” está encontrando sustitutos, por la necesidad que tiene la sociedad de contar con fuentes de energías que garanticen su continuo proceso de desarrollo.

2.2.10.

Almacenamiento del petróleo Todos los procesos que se desarrollan como parte de la cadena de

extracción de petróleo y la producción de sus derivados, deben propender por el cuidado del medio ambiente. Esta misión conlleva la adopción de prácticas de seguridad estrictas que garanticen el menor impacto posible en los ecosistemas circundantes a los lugares en donde se lleven a cabo las actividades relativas a la industria petrolera. En algunos países las compañías petroleras están obligadas a poseer en todo momento una cantidad de producto que garantice el consumo del mercado interno durante un tiempo mínimo determinado. El stock debe encontrarse en todos los tramos para evitar cortes y la reserva mínima exigida en condiciones normales normalmente debe superar los 90 días.

29

2.2.10.1. Almacenamiento del crudo Una refinería no se abastece normalmente directamente a partir del yacimiento de petróleo, dado que en entre uno y otro punto suele producirse un transporte intermedio por buque cisterna (petroleros) o por oleoducto. Por ello, el crudo (petróleo bruto) se almacena tanto en el punto de embarque como en el del desembarque. El almacenamiento del petróleo es una de las actividades más importantes dentro de la cadena logística de esta industria, ya que además de actuar como punto de referencia en la medición de despachos de producto, mantener las reservas del crudo y contribuir con la estabilización de la economía particular de la industria y por ende, de las naciones, apalanca todas las demás actividades dentro del proceso de convertir el “oro negro” en la energía que mueve al mundo. 2.2.10.2. Almacenamiento en la refinería Las refinerías disponen de numerosos depósitos al comienzo y al final de cada unidad de proceso para absorber las paradas de mantenimiento y los tratamientos alternativos y sucesivos de materias primas diferentes. Asimismo, para almacenar las bases componentes de otros productos terminados que se obtienen a continuación por mezcla, y para disponer de una reserva de trabajo suficiente con el fin de hacer frente a los pedidos y cargamentos de materia prima que les llegan. 2.2.10.3. Almacenamiento de distribución Solamente una pequeña parte de los consumidores puede ser abastecida directamente, es decir por un medio de transporte que una de forma directa al usuario con la refinería. Por este motivo, es más eficaz y económico construir un depósito-pulmón, Terminal de distribución, surtido masivamente por el medio de transporte que viene de la refinería, ya sean oleoductos de productos terminados, buques (para depósitos costeros), barcazas fluviales, vagones cisterna o camiones cisterna. Estos depósitos suelen estar ubicados cerca de los grandes centros de consumo (ciudades, polígonos industriales, etc.). Desde

30

estos depósitos, salen camiones de distribución que llevan el producto al consumidor final. 2.2.11.

Ingeniería del petróleo

2.2.11.1. Definición Es la parte de la ingeniería que usa la combinación de los métodos científicos y prácticos para el desarrollo y aplicación de técnicas para descubrir, explotar, desarrollar, transportar, procesar y tratar los hidrocarburos desde su estado natural, en el yacimiento, hasta los productos finales o derivados (Medina,2008). 2.2.11.2. Objetivos de la profesión 

Identificar y resolver problemas económicas y gerenciales relacionados con la exploración, explotación, perforación y producción de hidrocarburos.



Planificación y ejecución de las operaciones de perforación.



Producción y yacimientos, haciendo uso de los componentes fundamentales de matemática, física, química y ciencias de la ingeniería.



Maximizar la recuperación económica del petróleo y el gas.



Prever los posibles daños ecológicos al medio ambiente.



Supervisar la destilación de los hidrocarburos para obtener una variedad de productos derivados tales como: la gasolina, kerosene, aceites y liga para frenos, entre otros.

2.2.11.3. Importancia económica El petróleo es la fuente de energía más importante de la sociedad actual que mueve toda economía. La demanda del llamado “oro negro” 76 millones de barriles por día. Con su actividad contribuye a mantener viva una de las industrias más rentables para el país y transcendentales a nivel mundial, ya que realiza

31

análisis económico y de factibilidad de los proyectos relacionados con la explotación de hidrocarburos, y dirige su puesta en operación. 2.2.11.4. Solución de problemas 

Identifica problemas, determina sus antecedentes y diagnostica su situación y estado.



Propone diversas alternativas de solución a un problema de ingeniería que sean factibles y viables.



Usa los métodos y técnicas de la ingeniería de petróleo y gas natural para el planteamiento, descripción y solución de problemas de ingeniería.



Utiliza aplicativos de software especializados para la solución de problemas de ingeniería de petróleo y gas natural.



Evalúa y selecciona la solución más adecuada con el conocimiento de la metodología y criterios de ingeniería.



Toma en consideración criterios de seguridad y prevención de riesgos en el planteamiento de soluciones a problemas de ingeniería.

2.2.12.

La contaminación del petróleo El desarrollo de la actividad petrolera es una de las industrias que

genera más impactos sobre el medio ambiente, como también en la biodiversidad a nivel local y global. Las practicas operacionales de la industria petrolera en zonas tropicales acaban de destruir la biodiversidad y el medio ambiente en general (ALMEDIA, 2006), por ser estas regiones importantes para el equilibrio del clima mundial, como ser el hogar de tanta biodiversidad e pueblos indígenas. Por otro lado, la combustión de fósiles constituye el principal causante del calentamiento global. Por eso todas las fases que se da en la industria petrolera tienen algún efecto sobre el medio ambiente y en la biodiversidad. Para analizar estos impactos, no basta evaluar cuales son los efectos del petróleo sobre cada componente de un ecosistema. Como se explicó anteriormente, para poder extraer el petróleo del subsuelo se necesita

32

una serie de operaciones (apertura de líneas sísmicas y de carreteras, instalación de infraestructura, etc.), las cuales distorsionan el equilibrio ecológico. Las principales causas de afectación son la contaminación y la deforestación. La contaminación puede tener diferente naturaleza: química, sonora y lumínica. La deforestación se produce por tres causas: 

Porque se clarea el bosque para instalar toda la infraestructura necesaria (plataformas de perforación, campamentos, helipuertos, pozos, tendido de oleoductos y apertura de carreteras de acceso y de líneas sísmicas)



Por el uso de la madera extraída del bosque para la construcción de campamentos, empalizar las carreteras, etc.



Porque las carreteras de acceso constituyen una puerta abierta para la colonización y consecuentemente para la deforestación. Esto se considera un impacto indirecto.

A continuación, se realiza una breve descripción de los impactos biofísicos en los principales componentes del ambiente causados por la actividad petrolera en la Región Amazónica Ecuatoriana (RAE).

33

Medio Físico Atmósfera - Contaminación por la permanente combustión de gas natural asociado al petróleo. - Emisiones provenientes de pruebas de producción de pozos, incineradoras, motores de maquinaria y vehículos. - Contaminación por generación de partículas sólidas procedentes del movimiento de tierras para la construcción de plataformas, por transporte de material pétreo y por el tráfico de vehículos. Hidrosfera - Aparición del efecto barrera y anegación de áreas no inundables, por la construcción de la infraestructura. - Alteración de cauces y lechos hídricos, incremento de partículas en suspensión y cambios en el proceso de erosión-sedimentación y afectación a humedales temporales y permanentes por la construcción de vías de acceso, plataformas y al cambio del uso del suelo (colonización). - Destrucción de vertientes de agua y cambios en el proceso de erosión, sedimentación por las detonaciones. - Contaminación de pequeños cuerpos de agua por la descarga permanente de agua de formación proveniente del proceso de separación agua/petróleo. - Contaminación por la descarga de aguas negras, grises y aceitosas provenientes de campamentos y plataformas - Contaminación por la descarga y/o derrames de lodos de perforación y químicos industriales. - Contaminación por derrames de petróleo provocados en líneas de flujo, estaciones de producción, oleoductos secundarios y principal, piscinas de retención y trabajos de reacondicionamiento en pozos. - Contaminación de acuíferos sub superficiales con productos químicos, petróleo, combustibles, fluidos de perforación y aguas negras y grises. - Contaminación de acuíferos con aguas de pozo por las detonaciones. - Riesgo de contaminación de acuíferos con agua de formación por reinyección de los pozos. Geosférico - Destrucción directa de los suelos debido a la construcción de infraestructura. - Erosión y compactación de los suelos por la alta pluviosidad, actividades agropecuarias, maquinaria pesada y transporte. - Reducción de la disponibilidad de arena y grava de los lechos de los principales ríos. - Aparición de fracturas inducidas por las actividades de perforación.

34

Medio Biótico Flora - Destrucción directa de la vegetación del bosque primario y secundario en el área de influencia. - Destrucción de la vegetación de zonas inundables y semi-inundables como consecuencia de la permanente descarga del agua de formación producida. - Fraccionamiento de la estructura del bosque primario y/o secundario debido a las actividades de exploración y desarrollo petrolero. - Alteración en la composición de fitoplancton por las descargas del agua de formación, lodos de perforación y químicos industriales. - Alteración de la vegetación acuática por el incremento en la turbidez general por los procesos erosivos de inducción antropogénica. - Presión y tráfico de especies vegetales de valor comercial y shamánico debido a la acción de mercaderes nacionales e internacionales. Fauna - Destrucción de hábitat de fauna terrestre y acuática por la construcción de infraestructura. - Desplazamiento y migración de especies por la destrucción y fragmentación de hábitat y por el ruido. - Presión cacería y tráfico de especies faunísticas de valor comercial y estético debido a la acción de mercaderes nacionales e internacionales. - Alteración de la estructura composicional trófica de insectos nocturnos por su permanente calcinadero en los quemaderos de gas. - Modificaciones en los hábitos alimentario y reproductor como producto de la interferencia de actividades que generan ruidos, provocan emisiones atmosféricas, contaminan comederos, bebederos y saladeros. - Disminución de especies endémicas y de la diversidad de las comunidades faunísticas por la destrucción del bosque primario y la instalación de actividades agropecuarias y /o crecimiento de la sucesión natural. - Reducción de especies de peces, crustáceos y mamíferos acuáticos, por procesos contaminantes industriales y locales. - Disminución del número de peces tanto en la zona pelágica como en el fondo de la columna del agua por las detonaciones de la prospección sísmica. Fuente: Narváez, 2002.

35

2.2.12.1. Principales contaminantes de la industria petrolera A. Lodos de perforación: 

Composición: Pueden estar basados en agua o en aceite (normalmente diésel). -

Los lodos solubles en agua tienen como componente principal la

barita y el carbonato de calcio, a los que se añade compuestos inorgánicos como la bentonita y otras arcillas que aumentan la viscosidad. Estos lodos incluyen varios metales pesados tóxicos, sales inorgánicas, detergentes, polímeros orgánicos, inhibidores de la corrosión y biácidas. A pesar de su nombre, estos lodos contienen cantidades significativas de hidrocarburos (100-7000 ppm), los mismos que son usados para reducir la fricción y como lubricantes (Bravo, 2007). -

Los lodos en base a hidrocarburos contienen petróleo mineral,

con cantidades variables de hidrocarburos aromáticos, limo para aumentar el pH y controlar la corrosión, químicos en base a lignita para controlar la pérdida de fluidos, emulsificantes y detergentes, entre los que se incluyen ácidos grasos, aminas, amidas, ácido sulfúrico y alcoholes como emulsificantes secundarios; bentónica, cloruro de calcio es usado como emulsificante para aumentar la viscosidad de los lodos (Bravo, 2007). 

Modo en el que entra en contacto con el medio: Cerca de las plataformas se abre un gran hoyo, llamado piscina, el

cual sirve de recipiente de desechos. La mayoría de piscinas existentes en la Amazonía no presentan ningún tipo de impermeabilización en sus paredes, permitiendo así la filtración de su contenido. De una de las paredes de la piscina se desprende un tubo con forma de z llamado cuello de ganso, el cual conecta el interior de la piscina con el medio, y su función es evacuar los desechos cuando las piscinas se llenan, muchas de las veces a las fuentes de agua.

36

Estas piscinas abiertas son un importante foco de contaminación, por la migración de los desechos hacia capas subterráneas del suelo. Por esta razón, algunas empresas están colocando geotextiles para que los contaminantes no migren a través del suelo hasta aguas subterráneas. Sin embargo, en zonas tropicales, donde hay altos niveles de pluviosidad, estos pozos rebasan contaminando las áreas adyacentes, entre las que se incluyen esteros, ríos, lagunas, zonas boscosas, otros ecosistemas naturales o áreas agrícolas.

B. Cortes de perforación 

Composición: Los cortes de perforación están compuestos de una mezcla

heterogénea de rocas, cuya composición depende de la estratología local, que puede incluir metales pesados, substancias radioactivas u otros elementos contaminantes. Pueden contener hidrocarburos en mayor o menor grado. Cuanto mayor es la profundidad a la que se perfora, se generan mayor cantidad de desechos, los mismos que contienen niveles más altos de toxicidad. Los principales metales pesados presentes en los cortes de perforación son: Cadmio, Plomo, Mercurio, Arsénico, Cobre y Cromo. Además de éstos, pueden contener Cobalto, Hierro, Selenio, Magnesio, Molibdeno, Antimonio, Bario, Plata,Talio, Titanio, Estaño, Zinc, Vanadio. 

Modo en el que entra en contacto con el medio y destino en el ambiente: La gestión de los cortes de perforación es la misma que la de los

lodos, de manera que son depositados en piscinas abiertas junto con los demás residuos sin ningún tratamiento previo.

C. Residuos asociados al crudo 

Composición:

37

La composición del agua de formación es diferente en cada yacimiento, pero puede contener: hidrocarburos residuales emulsionados, disueltos o en suspensión (500-5000 ppm)3, sales de metales pesados de las operaciones de perforación (Arsénico, Bario, Cadmio, Cromo, Plomo, Vanadio, etc.), gases disueltos como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), ácido sulfhídrico y otros, sólidos suspendidos que pueden contener trazas de metales pesados y posiblemente un nivel excesivo de radiación causado por la presencia de estroncio y radio (minerales altamente radiactivos) (Bravo, 2007; Almeida 2006) Presenta niveles de salinidad (particularmente cloruro de sodio y otros sólidos) que pueden llegar a variar de 30.000 ppm (como en el caso de los campos operados por petro-ecuador) a 100.000 ppm en yacimientos de crudos pesados (Reyes y Ajamil, 2005). A diferencia de ríos y cuerpos de agua dulce Amazónicos que presentan niveles de salinidad de 7 ppm. La salinidad del agua del mar es aproximadamente de 35.000 ppm. (Bravo, 2007). La temperatura a la que sale a la superficie alcanza valores muy por encima de los naturales. Cubren un rango de 32 a 73 ºC, con una temperatura media de 55 ºC. (Bravo, 2007) Las principales emisiones atmosféricas provenientes de la quema del gas natural son: -

Óxidos de carbono (COx), como dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono (CO).

-

Óxidos de nitrógeno (NOx), como dióxido de nitrógeno (NO2) y monóxido de nitrógeno (NO).

-

Óxidos de azufre (SOx), como dióxido de sulfuro (SO2)

-

Gas sulfhídrico (SH2)

-

Hidrocarburos Aromáticos Volátiles (HAV)

-

Hidrocarburos saturados o alcanos, como metano (CH4), etano (CH6), propano (CH8), butano (CH10) pentano (CH12), heptano (CH14).

-

Ozono (O3)

-

Clorofluorocarbonados (CFCs).



Modo en el que entran en contacto con el medio

38

La gestión y tratamiento de residuos como el agua de formación y el gas depende de las prácticas de la compañía. Actualmente, en algunos casos, el gas y el agua de formación son reinyectados al yacimiento, ya que, conforme avanza la explotación la presión disminuye hasta el punto que no es suficiente para fluir con de forma natural y el agua de formación y el gas mantienen la presión del reservorio y optimizando las tasas de producción. En muchos casos, esta agua ha sido vertida directamente a los cuerpos de agua circundantes. En los últimos años, en cambio, el agua de formación es depositada en piscinas adyacentes a las instalaciones. Generalmente, cada estación cuenta con tres piscinas conectadas mediante cuellos de gansos (tuberías) y desde la última piscina son vertidas las aguas al cuerpo de agua superficial más cercano (es fácil encontrar detrás de las estaciones petroleras pantanos creados por vertidos de aguas de formación). Estas piscinas tienen el fin de enfriar el agua y mejorar la separación de los hidrocarburos residuales por densidad antes de ser vertida al medio. Estos residuos (agua de formación y gas) también pueden entrar en contacto con el medio cuando se producen derrames por rotura de las líneas que los transportan o en accidentes en los pozos de reinyección. Cuadro 7. Generación de desechos y focos de contaminación Focos de contaminación por prácticas cotidianas  Desechos producto de la combustión de petróleo y sus derivados, emanaciones de compuestos volátiles.  Petróleo crudo de los derrames, goteo y petróleo contenido en los fluidos de desecho.  Agua de formación proveniente de las estaciones de separación, de los tanques de lavado, del proceso de estabilización, de las rupturas de las líneas de flujo y del oleoducto, sumideros y drenajes.  Fluidos de reacondicionamiento de los pozos: agua de control del pozo, cemento, aditivos químicos, petróleo, agua de formación, derivados del petróleo.  Fluidos y cortes de perforación: aditivos químicos, cemento, minerales, agua de formación, petróleo.

39

 Fluidos de pruebas de producción: petróleo, agua de formación, gas natural.  Aditivos químicos, anticorrosivos, biocidas.  Aguas de escorrentía: sólidos en suspensión, aceites y grasas

Cuadro 8. Otras fuentes de contaminación

40

 Polvo de distinta naturaleza procedente de la construcción de carreteras y infraestructura petrolera.  Emisión de gases asociados a la combustión fósil proveniente de la maquinaria de perforación.  Los fondos de tanques y aceite residual.  Los almacenes de químicos peligrosos y tóxicos, combustible y otros.  Los químicos y residuos utilizados en las distintas fases de la operación son dispuestos en el ambiente.  Las aguas grises y negras.  Los desechos del mantenimiento de los carros fuera de los sistemas hidrológicos naturales.  Presencia de plásticos y chatarra, procedente de toda la operación petrolera. Esto, junto con otros desechos sólidos generados, son incineradores de basura, o en el ambiente quedan depósitos de basura y chatarra.  Las aguas de lavado, así como de los lubricantes usados - las vías por décadas era “mantenida” con crudo procedente de los campos petroleros, constituyendo una constante fuente de contaminación.  Los esteros son taponados por el paso de la carretera, lo que constituye una foco de generación de enfermedades transmitidas por vectores que cumplen una fase vital en aguas estancadas. Fuente: Bravo, 2007

D. Destino ambiental del crudo y de los metales pesados

41

Todo episodio de contaminación está constituido por: la fuente de producción del contaminante, el medio de transporte y de transformación física y química, y el medio receptor. Así pues, para una correcta descripción del episodio de contaminación se tendrá que conocer la fuente de emisión, que determina la naturaleza del contaminante, el medio en el que irá a parar y el flujo de emisión. Por otra parte, se deberán conocer parámetros fisicoquímicos del contaminante y del medio que determinen la naturaleza del transporte y la velocidad de desplazamiento, la distribución entre las fases y la cinética de las reacciones químicas que ocurran en la fase considerada. Finalmente se deberán describir las posibles interacciones con el medio receptor y analizar los consiguientes impactos ambientales ocasionados (Doménech, 1999) La contaminación tanto por crudo como por metales pesados puede comenzar en el agua, en los suelos o en la atmósfera, para posteriormente difundirse por todo el medio. Muchos metales pesados están presentes en los suelos, comportándose como micronutrientes, pero si sus aportes se realizan a ritmos superiores a la velocidad de asimilación del suelo, pueden ocasionar serios problemas. Estos metales una vez son depositados en el suelo, sufren diferentes reacciones dependiendo del metal en concreto. Los suelos amazónicos debido a sus características fisicoquímicas (ácidos y con poca materia orgánica, pero arcillosos) y la gran precipitación de estas zonas, proporcionan unas condiciones ideales para que algunos de estos metales sean lixiviados hasta poder llegar a aguas subterráneas. De la misma manera son suelos capaces de retener y almacenar algunos de estos metales como es el caso del arsénico. Por otra parte, algunos metales pesados pueden llegar a volatilizarse a través de su metilación. Puede ser el caso del mercurio (Hg), plomo (Pb), cromo (Cr) y arsénico (As). El mercurio en concreto, forma un compuesto orgánico liposoluble de elevada toxicidad. En consecuencia, puede

42

atravesar con facilidad las membranas biológicas e incorporase en la cadena trófica. En el agua, estos contaminantes pueden sufrir diversos procesos: precipitación y sedimentación, incorporación directa a la cadena trófica, volatilización o suspensión. Algunos de ellos, como el plomo, son más solubles a pH alcalinos, por lo que los vertidos de aguas de formación que incorporen estos contaminantes facilitan su disolución en el agua. Por último, estos contaminantes pueden movilizarse desde la atmósfera al sistema edáfico e hídrico por medio de la precipitación y sedimentación. La contaminación en el suelo por petróleo y sus compuestos asociados hace que los compuestos solventes se filtren, y los sólidos y grasas permanezcan en la superficie o sean llevados hacia tierras más bajas. La contaminación de suelo provoca la destrucción de los microorganismos del suelo, produciéndose un desequilibrio ecológico general. En los suelos, el petróleo se adsorbe en gran cantidad a la materia particulada. Esto disminuye su toxicidad, pero aumenta su persistencia. A corto plazo, el petróleo y las fracciones del mismo que contienen componentes asfálticos no se degradan significativamente. Los suelos tropicales probablemente tienen las condiciones óptimas para favorecer a la degradación del crudo, pero existen otros factores ambientales que incrementan la toxicidad de los hidrocarburos, como es el pH, la temperatura y la irradiación. En general, el crudo ligero y el petróleo refinado (como diesel y gasolina) pueden penetrar mejor en el suelo y llegar a las capas freáticas, y ser muy tóxico para la microflora del suelo. Por otro lado, pueden evaporarse con mayor rapidez, y por lo mismo, persistir por menor tiempo en el ambiente. Los crudos más pesados son menos tóxicos a corto plazo, pero pueden permanecer en el ambiente por mucho más tiempo. (Bravo, 2007) Cuando el crudo llega al agua, al ser menos denso, puede permanecer por mucho tiempo sin descomponerse y ser una fuente de contaminación permanente. Los contaminantes más pesados del crudo tienden a hundirse y se depositan en los 30 sedimentos convirtiéndose de la misma

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manera en focos constantes de contaminación. Las zonas de baja energía son propensas también a la concentración de contaminantes. De igual manera, los crudos livianos pueden penetrar más eficientemente en la columna de agua que los crudos pesados y ser muy tóxicos, pero los crudos pesados permanecen por más tiempo en el ambiente. La contaminación del agua provoca afectación en la fauna y flora acuática. Los hidrocarburos entran desde su inicio en las cadenas alimenticias a través del zooplancton y fitoplancton. “Diferentes estudios han mostrado la presencia de crudo en diferentes especies de peces”. (San Sebastián, 2000) El petróleo puede volatilizarse, convirtiéndose así en contaminante atmosférico; la contaminación atmosférica producida por la quema incompleta de los hidrocarburos, no sólo puede acabar afectando a suelos y a fuentes de agua por su precipitación, sino que puede tener un efecto negativo en diferentes organismos. La vegetación puede verse afectada, en cierta parte por los contaminantes que entran en la planta por las estomas en el intercambio gaseoso de la fotosíntesis. Por otro lado, las partículas sólidas pueden depositarse en las hojas, formando unas costras que impiden el desarrollo normal de la planta. (Doménech, 1991) Una vez analizado brevemente el ciclo de estos contaminantes, se llega a la conclusión de que, en zonas afectadas por vertidos o emisiones de éstos, tanto animales como humanos pueden estar expuestos por tres diferentes vías: inhalación a través de la respiración, la absorción por la piel, y la ingestión de agua y alimentos

2.2.13. Producción del petróleo 2.2.13.1. Definición Es la fase durante la cual se busca extraer el hidrocarburo (petróleo y gas) desde un yacimiento hasta el pozo y de allí a la superficie; donde se separan, tratan, almacenan, miden y transportan para su posterior utilización, la

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producción forma parte de la cadena de actividades que realiza la industria petrolera. La producción, también llamada extracción, pasa por tres pasos esenciales: 

Comprobar la existencia de yacimientos de hidrocarburos en una región determinada, mediante la investigación geológica y geofísica, además de la perforación de pozos exploratorios.



Determinar el área del yacimiento o yacimientos descubiertos por los pozos exploratorios, a través de la perforación de pozos de avanzada, que definirán los límites geográficos del yacimiento, aportando datos valiosos acerca del subsuelo de la región y los fluidos que contienen las rocas.



Calcular el valor comercial del volumen recuperable de hidrocarburos. Si el estudio económico arroja resultados satisfactorios, se continúa la perforación de pozos de desarrollo yse construyen las instalaciones de superficie

2.2.13.2. Principales países en producción de petróleo en el mundo

a) Arabia Saudita Arabia Saudita produjo en promedio 11.6 millones de barriles diarios de líquidos de petróleo totales en el 2013, de los cuales 9,6 millones fueron de crudo y 2 millones de líquidos procesados. La producción total declinó en 0,13 millones de barriles diarios a partir de 2012. Los saudíes redujeron su producción para dar cabida al crecimiento de los países no afiliados a la OPEP, principalmente Estados Unidos y en menor medida Canadá. Arabia Saudita posee la mayor capacidad de producción de crudo del mundo, que se estima en el orden los 12 millones de barriles diarios hacia finales de 2014. Los líquidos procesados, a diferencia del crudo, no están sujetos a cuotas de la OPEP y se producen a capacidad plena. El objetivo a largo plazo de Arabia Saudita es seguir desarrollando su potencial de petróleo ligero crudo y mantener los niveles actuales de

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producción, compensando la declinación de sus campos ya maduros con la exploración y desarrollo de otros nuevos.

ILUSTRACION 2

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a) Estados Unidos Según la Administración de Información de Energía (AIE), Estados Unidos terminará 2018 como el principal productor de crudo del mundo, con un récord de 10,88 millones de barriles por día (bpd). El pico de producción anual histórico en Estados Unidos es de 1970, con 9,6 millones de bpd. La producción de crudo de Estados Unidos promediaría 12,06 millones de bpd en 2019, un alza de 1,18 millones de bpd respecto de 2018, y frente a un pronóstico previo de un incremento de 1,16 millones de bpd. Una revolución del esquisto ha ayudado a Estados Unidos a producir una cantidad récord de petróleo en 2018 y a desbancar a Rusia y Arabia Saudita como mayor productor del mundo. Se estima que la demanda de petróleo en Estados Unidos aumente en 330.000 bpd a 20,81 millones de bpd en 2019, por encima de su estimación anterior de un aumento de 220.000 bpd.

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En tanto, el 2018 la demanda de petróleo en Estados Unidos subiría en 520.000 bpd a 20,48 millones de bpd, elevando ligeramente su pronóstico anterior de un alza de 510.000 bpd a 20,47 millones de bpd.

Ilustración 3

2.2.13.3. Producción de petróleo en el Perú a) Producción Según los datos estadísticos de Perupetro, a finales de 2012, la producción de petróleo crudo en el Perú es algo más de 64 mil barriles diarios de petróleo, figura 4. El acumulado anual de producción apenas supera los 24 millones de barriles.

Ilustración 4: Producción de petróleo crudo en el Perú en el año 2012, Perupetro.

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Ilustración 5: Producción diaria de petróleo crudo en el Perú entre el año 2002 y 2012, Perupetro.

La situación no es novedosa. La producción del crudo convencional en el Perú se reduce gradualmente desde el año 1980. 32 años de reducción continua de la producción de petróleo en el Perú no convence a la clase dirigente nacional para iniciar un proceso serio y planificado de transición hacia un modelo energético desacoplado del petróleo. En la figura 5, se observa que del año 2002 al 2012, la producción nacional se ha reducido en 27 mil barriles diarios. En el 2006 y 2007 se incrementó la producción en 2 mil barriles diarios, pero los siguientes años se reinició una importante reducción de la producción nacional. Por otro lado, entre el 2002 y 2012, la producción de crudo convencional se ha reducido en 10 millones de barriles anuales, figura Z. No es difícil deducir que el Perú experimenta una inexorable reducción del principal recurso energético del país, deslizándose peligrosamente hacia una dependencia energética nunca antes imaginada e incrementando la vulnerabilidad energética del país. Se observa que la producción en la selva presenta una incesante reducción. Es muy probable, incluso, que los tan publicitados nuevos descubrimientos en la selva no permitan recuperar la producción de años anteriores.

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Ilustración 6: Producción anual de petróleo crudo en el Perú entre el año 2002 y 2012, Perupetro.

b) Predicciones para la producción Se observa que en el 2011 o 2012, ya se esperaba un importante incremento de la producción. Así, según el Ministerio de Energía y Minas, se preveía una producción diaria de 100 mil barriles diarios en el 2010, pero las estadísticas indican que en ese año no se superó los 74 mil barriles. Asimismo, Perupetro esperaba una producción diaria de 120 mil barriles en el 2011 y casi 180 mil en el 2016. Lamentablemente, las estadísticas hacen añicos esas predicciones y regresan a las autoridades estatales a su triste y sombría realidad, la incesante reducción de petróleo nacional y el incremento de las importaciones de crudo y derivados.

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Ilustración 7: Predicciones de la producción de petróleo en el Perú hasta el año 2018, MEM.

Ilustración 8: Predicciones de la producción de petróleo en el Perú hasta el año 2030, Perupetro.

III. CONCLUSIONES Al desarrollar el presente trabajo, quisimos ampliar nuestro campo de visión sobre los distintos conceptos: Definición del petróleo, hidrocarburos, origen, composición química, localización de yacimientos, prospección, perforación, transporte del petróleo, refinado, distribución del petróleo, derivados del petróleo, sustitutos, almacenamiento, la ingeniería del petróleo, contaminación del petróleo, producción local y mundial. Hemos, por ejemplo, revisado los distintos enfoques de los más variados trabajos de investigación realizado por los más destacados investigadores en el área petrolera. A continuación, exponemos un conjunto de conclusiones específicas que constituye los resultados de nuestra monografía.

3.1. Entendemos por el petróleo: como una sustancia que se encuentra bajo la tierra. El petróleo puede ser tan espeso y tan negro como el alquitrán y tan ligero como el agua. El petróleo contiene mucha energía y se puede transformar en distintos tipos de combustible como la gasolina, el keroseno y el carburante que se usa para producir calor. La mayoría de los productos plásticos también contienen petróleo. La gente ha usado el petróleo durante mucho tiempo. Antiguamente no se solía perforar la tierra para obtenerlo, sino que recogían el que salía de la tierra y que iba a parar a los estanques. El petróleo flotaba en el agua. 3.2. Definimos la situación del petróleo como un recurso no Renovable: El petróleo que utilizamos hoy en día se produjo a lo largo de millones de años. No podemos producir petróleo en un período de tiempo corto. Por este motivo decimos que el petróleo es una sustancia no renovable. En los Estados Unidos no se extrae la cantidad de petróleo que se necesita para abastecer a todo el país por lo que hay que comprar la mitad de lo que se usa de otros países.

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3.3. El petróleo puede contaminar: el petróleo nos permite funcionar, pero puede dañar el medio ambiente debido a que puede contaminar el aire. La contaminación que producen los coches representa un gran problema en muchas partes del país. Las compañías petroleras están produciendo constantemente gasolina y otros tipos de combustible que son más limpios. El petróleo también puede contaminar la tierra y el agua y dañar a los animales. Las compañías petroleras se esfuerzan en extraer y transportar el petróleo de la manera más segura e intentan limpiar cualquier escape que se pueda producir. Concluyendo que, absteniendo los beneficios económicos, el petróleo es un gran problema con el excesivo incremento de uso de automóviles y maquinaria que utilizan como combustible el petróleo y sus derivados.

Luego de haber visto una diversa y compleja gama de definiciones, clasificaciones y acotaciones en torno a los conceptos del petróleo, derivados del petróleo y contaminación del petróleo resulta bastante evidente el carácter fundamental que poseen entender los conceptos más complejos del petróleo. Teniendo como base el marco conceptual propuesto por los diversos autores, hemos convenido dar una definición aventajada por cada uno de los conceptos tratados. Como se sabe, a nivel mundial todos son dependientes del petróleo y sus derivados, tanto en el ámbito industrial como en el nivel económico y vienen a ser temas de gran interés mundial.

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IV.

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