Propiedades de los hidrocarburos
El carbón mineral, el gas natural y el petróleo, son combustibles fósiles de la naturaleza, no son sustancias puras.
El carbón mineral está constituido principalmente por carbono y en muy baja proporción por hidrocarburos de alto peso molecular. El petróleo está compuesto por una mezcla de hidrocarburos de distintos números de átomos de carbono, cuyas moléculas pueden ser cerradas formando anillos (llamados compuestos aromáticos) o abiertas, con o sin ramificaciones (llamados compuestos alifáticos).
Según la región en la que se encuentren, varía la proporción de los distintos compuestos del petróleo por lo que su coloración va desde el negro, pasando por el verde amarillento hasta el rojizo. Asimismo varían sus propiedades físicas como la densidad, el índice de refracción, la viscosidad, el punto de ebullición, entre otros. Los distintos componentes del petróleo son utilizados para distintos productos según sus propiedades.
Componentes del petróleo y productos
(Comprende sólo hidrocarburos simples a presión atmosférica) |
Denominación química |
Estado Normal |
Punto aproximado
de ebullición |
Productos empleo
primario |
Metano |
CH4 |
Gaseoso |
-161ºC |
(-258ºF) |
Gas natural combustible /
Productos petroquímicos |
Etano |
C2H6 |
Gaseoso |
-88ºC |
(-127ºF) |
Propano |
C3H8 |
Gaseoso |
-42ºC |
(-51ºF) |
GLP / Productos
petroquímicos |
Butano |
C4H10 |
Gaseoso |
0ºC |
(31ºF) |
Pentano |
C5H12 |
Líquido |
36ºC |
(97ºF) |
Naftas de
alto grado |
Hexano |
C6H14 |
Líquido |
69ºC |
(156ºF) |
Heptano |
C7H16 |
Líquido |
98ºC |
(209ºF) |
Gasolina natural (substancia base para combustibles
para motores
de combustión
interna, turbinas) |
Octano |
C8H18 |
Líquido |
125ºC |
(258ºF) |
Nonano |
C9H20 |
Líquido |
150ºC |
(303ºF) |
Decano |
C10H22 |
Líquido |
174ºC |
(345ºF) |
Undecano-N, Hendecano |
CnH2n |
Líquido |
195ºC |
(383ºF) |
Dodecano-N, Diexilo |
CnH2n |
Líquido |
215ºC |
(419ºF) |
Kerosene |
Tetradecano-N |
CnH2n |
Líquido |
252ºC |
(487ºF) |
Aceites lubricantes |
Eicosano-N |
CnH2n |
Sólido |
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Parafinas |
Fuente: Instituto Argentino del Petróleo y el gas (IAPG) |
En lo que se refiere al gas natural, el mismo está constituido principalmente por metano (Posee un solo átomo de carbono), considerado el hidrocarburo más simple. Puede contener, aunque en menos proporción, hidrocarburos de hasta 4 átomos de de carbono, anhídrido carbónico e impurezas como sulfuro de hidrógeno.
Los combustibles fósiles son la principal fuente de energía ya que generan calor cuando sus moléculas de hidrocarburos entran en combustión dentro de un motor, turbina o caldera, en combinación con el aire.
Dichas moléculas provienen de la biomasa, que antiguamente se desarrollo gracias a la principal fuente de energía del planeta: el sol.
Al momento en que un hidrocarburo es derramado en el mar, sufre una serie de cambios físicos y químicos que condicionan su tasa de persistencia. El período de tiempo depende principalmente de sus características físicas y químicas iniciales, así como también el volumen derramado y las condiciones hidrometeorológicas.
En relación con un derrame a los hidrocarburos, se los suele diferenciar en dos grupos:
1) No-persistentes:
- Gasolina
- Nafta
- Kerosene
- Diesel
Tienden a desaparecer más rápidamente de la superficie del mar.
2) Persistentes:
- Crudos
- Productos refinados pesados
Se disipan más lentamente ya que tienen mayor persistencia (dependiendo de sus propiedades físicas y del tamaño del derrame) y por lo tanto requieren por lo general tareas activas de limpieza.
Las propiedades físicas que afectan el comportamiento de un hidrocarburo derramado en el mar son la gravedad específica, las características de destilación, la viscosidad y el punto de fluidez.
Se puede definir a la gravedad específica de un hidrocarburo como su densidad en relación con el agua pura, lo cual determinará si el mismo flotará o no. Casi todos los hidrocarburos son más livianos que el agua, teniendo una gravedad específica por debajo de 1. Por lo general la densidad de los hidrocarburos se expresa en términos de gravedad API:
ºAPI = (141,5 / Gravedad específica) - 131
Conociendo la densidad nos podemos dar una idea de las otras propiedades de un hidrocarburo, por ejemplo los hidrocarburos con una alta densidad específica (ºAPI bajo) tienden a ser pobres en componentes volátiles y poco fluidos.
En cuanto a la viscosidad podemos decir que nos indica la resistencia al flujo. Los hidrocarburos de alta viscosidad fluyen con dificultad, mientras que los de baja viscosidad poseen gran movilidad. La viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura, por lo tanto la temperatura del agua de mar y la capacidad del hidrocarburo para absorber calor del sol, son consideraciones de gran importancia.
*Tasa de remoción de la superficie del mar de los hidrocarburos pertenecientes a los grupos I a IV, según sus propiedades físicas.
*Figura Extraída de: The International Tanker Pollution Federation Limited. 2002. Fate of Marine Oil Spills. Technical Information Paper.
Por último el punto de fluidez es la temperatura por debajo de la cual el hidrocarburo no fluye, con lo cual si la temperatura del ambiente (principalmente del agua) está por debajo del punto de fluidez, el hidrocarburo se comportará básicamente como un sólido.
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