quimica industrial del petroleo
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Fascculo 34
Sabas que la madera puede serplstica?
La madera plstica es producto del reciclaje de polietileno
de baja y alta densidad, as como de otros polmeros contrazas de metales. Posee las caractersticas de la madera
en cuanto a que puede ser serruchada, taladrada y se
trabaja con las mismas herramientas que la natural. Tiene
aplicacin en los exteriores de las casas o construcciones
y es impermeable y reciclable. Su importancia radica en
que es ecolgica porque colabora con la preservacin de
los recursos naturales.
La compaa www.singaporeemarketplace.com ofrece una
venta de este tipo de madera con el eslogan Salve nuestros
rboles, use Plastiwood.
Captulo X. Petrleo: Qumica e industria
El m undo de la qum ica
Un poco de historia
En los aos cincuenta, el qumico alemn Kart Ziegler
(1889-1973) descubri que se poda polimerizar eteno en
condiciones moderadas de presin y temperatura enpresencia de un catalizador: tetracloruro de titanio activado
con cloruro de alquilaluminio. Luego, el ingeniero italiano
Giulio Natta (1903-1979) polimeriz propeno en las mismas
condiciones y obtuvo una mezcla de polipropileno. El
catalizador usado por ambos se conoce como Ziegler-
Natta. Por sus aportes al estudio de las macromolculas
se les otorg, en el ao 1963, el Premio Nobel de Qumica.
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Sabas que?
No todos los materiales de plstico para recubrir o envolver
alimentos pueden ser usados para calentar comida enel microondas. Uno de ellos es el PVC. Su monmero
ClHC = CH2(cloruro de vinilo) es cancergeno y
durante la polimerizacin del PVC queda ocluido
en la red del polmero. Esto hace posible que
durante la coccin de productos en esos
recipientes la sustancia contamine el alimento.
Es importante que se utilicen slo envases
diseados para ser usados en ese tipo de
hornos. Los materiales de uso comn tienen
escritas las siglas internacionales que identifican
el tipo de polmero con el cual estn hechos.
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Charles Goodyear, en 1839, produjo por accidente
hule sinttico mediante un proceso que se conoce
actualmente como vulcanizacin. El mismo consiste
en la polimerizacin de ciertos alquenos en presencia
de azufre e involucra el ordenamiento de las cadenas
polimricas de manera especial debido a la
posibilidad de formar enlaces sulfuro entre ellas.
El proceso de vulcanizacin es utilizado para
aumentar el punto de fusin del caucho y hacerlo
suficientemente duro como para ser usado en la
fabricacin de cauchos para automviles y otros
productos. Durante la vulcanizacin las cadenas de
unidades de poliisopreno se unen entre s con
enlaces sulfuro llamados puentes de azufre, como
se ve en la figura. Esto los hace trmicamente ms
estables, pero los transforma en un material rgido
que una vez moldeado no puede cambiar de forma.
Vulcanizacin: El hule sinttico
S
S
S
S
S
S
S
S
SS
S
S
Hule natural
Hule vulcanizado
COMPUESTO
S
SULFRICOSHule natural
Hule solidificado
La principal aplicacin del
hule sinttico es en
neumticos. El de origen
natural, sin azufre, no es
apropiado para aplicaciones
que requieran de fuerza o
durabilidad.
Interesante
Las bolsas fabricadas para contener sangre son hechas con PVC grado mdico. Este
material permite que el 80 % de los glbulos rojos de la sangre sobrevivan. El empaque
viene con tubos, jeringas y un lquido anticoagulante cuya composicin permite que la
sangre se mantenga en buenas condiciones. Estn confeccionadas para contener de
430 a 450 ml de sangre, que es lo que se conoce como una unidad de sangre.
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Otros polmeros
PoliamidasSon polmeros conformados por monmeros que contienen
el grupo amida. Algunos son sintticos, como el nylon-6
que se obtiene por la polimerizacin de e-caprolactama.
Tejidos sintticosA partir de la celulosa de la madera es posible obtener
fibras para telas como el perln y el rayn, imitaciones de
lana y seda, respectivamente. Seguramente te has
preguntado de qu estn hechas las telas que no se
arrugan; pues lo estn de un polmero conocido como
polialgodn al que se le ha aadido formaldehdo. Si bien
es de uso frecuente para fabricar ropa, tiene la desventaja
de no permitir la transpiracin corporal y puede causar, en
algunas personas, alergias y dermatitis.
AramidasLas aramidas son poliamidas similares a uno de los tipos
de nylon. Ejemplos comerciales de estos polmeros son el
Nomex y el Kevlar. Mezclas de estos dos productos seutilizan para hacer ropa antillamas.
El Nomexes un tipo de polmero que se usa para
protegernos contra las llamas ya que no se inflama
fcilmente. Por esta razn es ampliamente utilizado en los
trajes de los conductores profesionales de automviles de
carrera. Las mezclas de Nomex-Kevlar tambin protegen
a los bomberos.
El chaleco antibalas es una pieza de uso fundamental para
aquellas personas que poseen trabajos riesgosos como
policas y militares. En sus inicios estuvo confeccionado a
partir de un material conocido como Kevlar, descubierto
en 1971 por Stephanie Kwolek. El peso de esta fibra es 5veces menor a su equivalente en acero. La proteccin se
fundamenta en el principio de que toda bala o proyectil
hace dao no slo por su forma y por el material del que
est hecho, sino por la energa que le imprime la detonacin
del cartucho. La energa cintica puede ser dispersada
cuando el proyectil choca con la fibra de Kevlar, sin que
penetre o trasponga esta barrera. En la actualidad el
polietileno de ultra alta masa molar (UHMWPE) ha sustituido
las fibras de Kevlar en la fabricacin de chalecos antibalas.
N
O
C
H
Estructura del nylon-6
Dupont introdujo el nylon en la Feria Mundial de NuevaYork en el ao 1939, y las medias realizadas con esematerial se han transformado en cono de la coqueterafemenina hasta hoy.
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Interesante
Msica maestro!
Antes del advenimiento de las grabaciones, para escuchar
msica se deba acudir a lugares dispuestos para tal fin,
a menos que algn miembro de la familia interpretara un
instrumento musical. Thomas A. Edison fue el inventor
del fongrafo, primer aparato usado para grabar sonidossobre un cilindro de cera, el que fue posteriormente
sustituido por un disco. Luego, en los aos veinte, se
invent la primera banda magntica, y despus de la
Segunda Guerra Mundial los discos de acetato, los cuales
fueron usados hasta mediados de los aos noventa.
En la actualidad, el mayor avance en la era de la
tecnologa audiodigital es el disco compacto o CD. El CD
original est hecho de un material metlico reflexivo, que
contiene la informacin, ubicado entre dos lminas de
policarbonatos.
Emisin de luz lserRecepcin de luz lser
CD
Superficie y etiqueta
Capa de datos
Policarbonato
Para leer los datos en el disco, la luz del
lser brilla a travs del policarbonato e
impacta sobre la capa de los datos. De
esta manera, las propiedades de reflexin
de la luz lser que inciden en la capa de
datos son digitalizadas (0 o 1) y pasadas
a su procesamiento.
Los bebs se mantienen secosgracias a los poliacrilatos
Los paales desechables estn hechos de varios tiposde polmeros, pero el responsable de la absorcin de la
humedad es el poliacrilato, un polmero hidroflico que
puede admitir agua hasta 800 veces su peso. Un paal
desechable est compuesto por diversas capas: la interna
es de polipropileno; la central de poliacrilato combinado
con celulosa distribuye el lquido por todas partes, y una
capa externa de polietileno que retiene la humedad. Los
derrames se evitan gracias a que el paal dispone de
unos puos elastificados de propileno hidrfobo. A pesar
de las ventajas que presentan deben ser cambiados con
frecuencia para evitar irritaciones en el beb.
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Aunque el petrleo es un recurso natural, su relacin
con el medioambiente ha estado marcada por la alta
contaminacin que producen sus procesos o los
accidentes que de ellos pueden derivarse. En sus
orgenes, la industria petrolera era responsable de
una contaminacin ambiental considerable. Con los
aos, debido a la influencia de los avancestecnolgicos y al establecimiento de leyes ambientales
ms estrictas, se ha ido reduciendo mucho el problema
pero nunca podr ser eliminado completamente.
Accidentes como los vertidos residuales de las
refineras junto con las explosiones en los pozos, son
cada vez menos frecuentes gracias a los desarrollos
tecnolgicos. Sin embargo, resulta ms difcil
controlarlos cuando ocurren en plataformas ocenicas;
bien sea en las propias perforaciones o por los
transportes petroleros, los cuales siguen siendo una
fuente importante de vertidos accidentales.
El control sobre las emanaciones industriales
es otra preocupacin asociada con la actividad
petrolera. Esta fuente de contaminacin depende
de la calidad del crudo, considerando las impurezaspresentes en l como el azufre o el nitrgeno. Las
leyes ambientales limitan la cantidad de xidos de
dichos elementos que pueden emitirse al ambiente.
Por ello, la industria petroqumica ha prestado
atencin algas naturalya que es mucho ms
limpio que el petrleo crudo. Una ventaja importante
para su uso, por ejemplo, es que sea un gas a
temperatura ambiente ya que as es menos probable
que se contaminen ros y ocanos. Adems,
contiene menos compuestos de azufre y nitrgeno
por lo que se quema de forma ms limpia.
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Esta imagen (falso color) muestra la contaminacin en elLago de Maracaibo (2003) detectada por un satlite de laNASA.
El petrleo y el medioambiente
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ContaminacinSegn estimaciones de la NASA el volumen de los
contaminantes vertidos al ocano es de 3 175 millones
de litros anuales, el cual destruye importantes
ecosistemas del planeta. Los mayores colaboradores
son los desechos de las ciudades y de las industrias
que alcanzan 1 633 millones de litros, lo que representa
un 51,4 %. Las operaciones de limpieza deembarcaciones de carga aportan 19,4 % del total. La
cantidad transferida al agua de los ocanos a travs de
la lluvia cida debido a las emisiones a la atmsfera
producto de los autos e industrias equivale a un
13,0 %. La industria petrolera contamina por diferentes
fuentes: los derrames provocados por los accidentes
de buques petroleros (5,2 % de vertidos al mar cada
ao) y por perforaciones de las plataformas marinas
que representan un 2,1 %, son algunos de ellos.
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Sabas que...?
Alrededor del 0,1 al 0,2 % de la produccin mundial de
petrleo, que equivale a unos tres millones de toneladas,
se derrama en el mar cada ao, provocando daos enel ecosistema marino. Entre las tcnicas para limpiar
los derrames petroleros podemos citar: cercado del
vertido y recuperacin del rea utilizando sistemas de
succin, centrifugacin o empleando fibras absorbentes
mediante la recoleccin; otra tcnica es la de usar
sustancias qumicas que influyan en la solubilidad de
los hidrocarburos en el agua para formar pequeas
gotas y poder recoger el vertido con rapidez a travs
de dispersantes. Otra ms consiste, en tratar de quemar
el derrame considerando que es una forma de eliminar
el petrleo, con el inconveniente de producir una alta
contaminacin atmosfrica por medio de la combustin.Y, finalmente, el proceso que utiliza microorganismos
(bacterias y hongos) que consumen los hidrocarburos
y los transforman en sustancias qumicas menos
perjudiciales por medio de un mecanismo de
biodegradacin.
El Cristforo Colombo echando 1 300 barriles de fuel-oil frente a lascostas griegas. Escrito sobre la roca: "No contamines, s humano"Fuente: Sakhalin Environment Watch, Sept. 2004.
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La contaminacin de desechos plsticos y fibras sintticas
ha llegado a tal punto, que ni siquiera los ocanos o las
playas ms remotas de nuestro planeta estn a salvo de
sus estragos. Efectivamente, segn un estudio publicado
en la revista Science, inclusive playas que podran
suponerse en estado virgen contienen desechos plsticos
de tamao microscpico mezclados con la arena y el lodo.
"Si tomamos en cuenta la durabilidad del plstico y la
naturaleza descartable de muchos artculos plsticos, lo
ms probable es que se incremente este tipo de
contaminacin", seal el jefe del grupo de investigadores
de la Universidad de Plymouth, Inglaterra, el profesor
Richard Thompson .
Y ms importante an es que se desconoce cules podran
ser los efectos a largo plazo de esta contaminacin.
Reciclando plsticos
El 90 % de los plsticos es reciclable y podemos encontrarlo
en numerosas formas y presentaciones. Sin embargo,debido a su gran variedad, es difcil su clasificacin. Es
por esta razn que se han acordado smbolos para su
identificacin que ya se usan en nuestro pas (ver fascculo
33). Cada da es ms claro que es necesaria la
recuperacin de los restos plsticos por dos razones
principales: la contaminacin que provocan y el valor
econmico que representan. Son tres los mtodos de
reciclaje de plsticos ms utilizados.
Reutilizacin.Es aplicable a aquellos productos que
tienen un valor en su forma y estado actual, tales como
cajas de poliestireno expandido, cajas de transporte de
botellas o frutas, bidones... En estos casos, un simplelavado y almacenamiento del producto limpio es suficiente
para su recuperacin. Las aguas de lavado se utilizan en
las plantas de compostaje, papel u otras de recuperacin
dentro del mismo complejo.
Reciclado por calidades.Se trata de separar los plsticos
en funcin de su composicin (polietilenos, PVC, PET,
ABS...) y efectuar un lavado de los mismos. Para su venta,
los plsticos limpios pueden ser comprimidos en balas
como en el caso del papel o fundidos y convertidos en
granzas para darles un valor aadido.
Reciclado conjunto.Consiste en realizar una mezcla de
la totalidad de los plsticos recolectados y, previa limpieza
y trituracin, moldearlos por extrusin obteniendo perfiles
para su utilizacin como sustitutos de la madera o metales.
Se puede fabricar madera plstica a partir del brik o
plsticos de postconsumo. El nuevo material, la madera
plstica reciclada, procede de la recoleccin selectiva
municipal, y con l se fabrica desde mobiliario hasta
elementos de decoracin (ver pgina 265).
Desechos plsticos inundan la Tierra
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Gas para recic
Propeno
Benceno
Tolueno
Ceras y alquitrColumna dedestilacin
Columna dedestilacin
Gas reciclado
Airecomprimido
QuemadoresProductos de la pirlisis
Cenizas
Horno
Carbn
Mtodo de la pirlisis para reciclarpolmerosPirlisis: es el craqueo de las molculas porcalentamiento en el vaco. Este procesogenera hidrocarburos lquidos o slidos quepueden ser luego procesados en refineras.
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Captulo XI:
Energy ball.Escultura en Alemania. Arte kintico.Fuente: www.kugelbahn.ch