Petróleo
El petróleo es una mezcla de hidrocarburos de origen fósil que se refina para obtener combustibles y materias primas petroquímicas.
El petróleo es un líquido oleoso, de color oscuro y formado por una compleja mezcla de hidrocarburos, que se encuentra atrapado en el subsuelo. Es la principal fuente de combustibles del mundo y la materia prima de la industria petroquímica, de la que salen plásticos, fibras, abonos y miles de productos de uso diario.
¿Qué es el petróleo?
La palabra procede del latín petroleum, formada por petra («piedra») y oleum («aceite»): «aceite de roca». Se le llama también crudo o petróleo crudo antes de ser refinado. Es un combustible fósil, pues se originó a partir de restos de organismos que vivieron hace millones de años, y es un recurso no renovable a escala humana.
Origen y formación
El petróleo se formó a partir de plancton marino y algas que, al morir, se depositaron en el fondo de mares y lagos poco profundos junto con sedimentos. Quedaron enterrados sin oxígeno, y bajo la presión y la temperatura crecientes de las capas superiores, la materia orgánica se transformó lentamente en querógeno y después en hidrocarburos líquidos y gaseosos. Este proceso requiere millones de años.
Al ser menos denso que el agua y las rocas, el petróleo ascendió por poros y fracturas hasta quedar atrapado bajo una roca impermeable. Ese depósito se denomina yacimiento, y suele contener también gas natural y agua salada.
Composición química
Está formado sobre todo por hidrocarburos, compuestos de carbono e hidrógeno. En términos de masa, contiene aproximadamente un 83-87 % de carbono y un 10-14 % de hidrógeno, y cantidades pequeñas de azufre, nitrógeno, oxígeno y metales como níquel y vanadio. Entre los hidrocarburos hay:
- Alcanos (parafinas): cadenas saturadas, como el octano, C₈H₁₈.
- Cicloalcanos (naftenos): cadenas cerradas en anillo.
- Aromáticos: derivados del benceno, C₆H₆.
Cada yacimiento tiene un crudo distinto. Se clasifica por su densidad (grados API) en ligero o pesado, y por su contenido en azufre en «dulce» (poco azufre) o «amargo» (mucho azufre). Los crudos de referencia internacionales son el Brent, del mar del Norte, y el West Texas Intermediate (WTI).
Cómo se extrae y se refina
La extracción comienza con la perforación de pozos, en tierra firme o en el mar, hasta llegar al yacimiento. Después el crudo se transporta por oleoductos o buques petroleros a las refinerías. El crudo no se usa directamente: se separa en fracciones mediante destilación fraccionada en una torre en la que cada componente sale a una altura distinta según su punto de ebullición. Las fracciones más ligeras suben a la parte superior y las más pesadas se quedan abajo.
| Fracción | Átomos de C (aprox.) | Temperatura de ebullición aproximada | Usos |
|---|---|---|---|
| Gases (GLP: propano y butano) | 1-4 | Menos de 30 °C | Calefacción, cocina |
| Gasolina y nafta | 5-12 | 40-200 °C | Automoción, petroquímica |
| Queroseno | 10-16 | 175-275 °C | Combustible de aviones |
| Gasóleo (diésel) | 13-20 | 250-350 °C | Motores diésel, calefacción |
| Fuelóleo y lubricantes | 20 o más | Más de 350 °C | Barcos, centrales, aceites |
| Residuo (asfalto o betún) | Más de 40 | No destila | Carreteras, impermeabilizantes |
Posteriormente, procesos como el craqueo rompen moléculas grandes en otras más pequeñas y valiosas, y el reformado mejora la calidad de las gasolinas.
Usos del petróleo
- Energía y transporte: gasolina, gasóleo, queroseno y fuelóleo.
- Petroquímica: de la nafta se obtienen etileno y propileno, base de plásticos y polímeros como el polietileno, de fibras sintéticas como el nailon, de disolventes y de detergentes.
- Agricultura: fertilizantes y plaguicidas.
- Construcción: asfalto y aislantes.
- Medicina y cosmética: parafinas, vaselina y numerosos principios activos.
Historia y producción
El hombre conocía el petróleo desde la Antigüedad, pues afloraba en superficie en Mesopotamia, y lo usaba como impermeabilizante. La industria moderna nace en 1859, cuando Edwin Drake perforó el primer pozo comercial en Titusville (Pensilvania). Hoy los mayores productores son Estados Unidos, Arabia Saudí y Rusia. La OPEP, fundada en 1960, agrupa a varios países exportadores para coordinar su política de producción. La unidad habitual de comercio es el barril, que equivale a 159 litros. España produce una cantidad mínima y depende de las importaciones para casi todo su consumo.
Impacto ambiental
La combustión de derivados del petróleo libera dióxido de carbono, principal gas de efecto invernadero, además de óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y partículas. A ello se suman los riesgos de los vertidos: el hundimiento del petrolero Prestige frente a las costas gallegas en 2002 es un ejemplo cercano. Por todo ello se impulsan alternativas como los combustibles alternativos y las energías renovables.
Ejercicios resueltos
1. ¿Cuántos litros hay en 5 barriles de petróleo? (1 barril = 159 L)
5 × 159 L = 795 L.
2. Ajusta la combustión completa del octano: C₈H₁₈ + O₂ → CO₂ + H₂O.
Se igualan C (8 CO₂), H (9 H₂O) y O (16 + 9 = 25 átomos, 12,5 O₂). Multiplicando por 2: 2 C₈H₁₈ + 25 O₂ → 16 CO₂ + 18 H₂O.
3. ¿Qué masa de CO₂ se emite al quemar 114 g de octano (M = 114 g/mol)?
n(C₈H₁₈) = 114 / 114 = 1 mol. Cada mol da 8 mol de CO₂: 8 × 44,01 g/mol ≈ 352 g de CO₂.
4. Un crudo tiene una densidad de 0,85 g/mL. ¿Qué masa tiene un barril (159 L)?
159 L = 159 000 mL. m = d × V = 0,85 g/mL × 159 000 mL = 135 150 g ≈ 135 kg.
Preguntas frecuentes
¿De qué está hecho el petróleo?
De una mezcla de hidrocarburos, es decir, de compuestos de carbono e hidrógeno, con pequeñas cantidades de azufre, nitrógeno, oxígeno y metales.
¿Cómo se formó el petróleo?
A partir de organismos marinos microscópicos enterrados hace millones de años, que se transformaron por presión y calor en ausencia de oxígeno.
¿Qué se obtiene del petróleo?
Combustibles como gasolina, gasóleo y queroseno, además de asfalto, lubricantes y materias primas para plásticos, fibras, abonos y disolventes.
¿Qué es la destilación fraccionada del petróleo?
Es el proceso de refinería que separa el crudo en fracciones según su punto de ebullición, calentándolo y haciendo que cada componente condense a una altura distinta de la torre.
¿Es el petróleo una energía renovable?
No. Se forma en procesos de millones de años, mucho más lentos de lo que lo consumimos, por lo que se considera no renovable.
Referencias
- Speight, J. G. The Chemistry and Technology of Petroleum. CRC Press.
- Agencia Internacional de la Energía (AIE). World Energy Outlook.
- Morrison, R. T. y Boyd, R. N. Química orgánica. Pearson.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2023). «Petróleo». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/petroleo/
