Petroli i Energia Nuclear: Origen, Processos i Aplicacions

Petroli: Origen, Refinament i Aplicacions

Què és el Petroli?

El petroli brut, tal com s'extreu del jaciment, és un líquid de color variable, des del terrós fins al negre, lleugerament menys dens que l'aigua, d'aspecte oliós, de viscositat variable, encara que normalment alta, i d'olor desagradable.

Origen del Petroli

La matèria orgànica, en forma de gelatina, en quedar atrapada va experimentar una descomposició en dues etapes: la primera portada a terme per bacteris aerobis (organismes microscòpics que necessiten l'oxigen per desenvolupar-se) i la segona per bacteris anaerobis (organismes microscòpics als quals no els cal l'oxigen). Aquesta descomposició, juntament amb els factors de pressió i temperatura, va originar els diferents hidrocarburs que constitueixen el petroli.

L'extracció natural es produeix quan el petroli es troba pressionat i puja espontàniament pel tub de sondeig. En l'extracció artificial s'injecta aigua a través dels tubs de la sonda, que obliga el petroli a pujar a la superfície, o s'utilitzen bombes aspirants per fer-ho.

Reserves Mundials d'Hidrocarburs

• Petroli: 40 anys
• Gas natural: 70 anys
• Carbó: 200 anys
• Urani: 100 anys

Transformació en Productes Aptes per al Consum

A les refineries es porten a terme un seguit de processos destinats a separar els diferents components o fraccions del petroli. Els més característics són:

1. Destil·lació Fraccionada

   Consisteix a escalfar el cru fins a l'evaporació, per refredar-lo progressivament i obtenir les fraccions condensades separades en funció del seu punt d'ebullició. S'efectua amb dues torres de destil·lació o columnes de fraccionament. La primera treballa a pressió atmosfèrica i la segona al buit.

2. Cracking

   Consisteix en la descomposició dels hidrocarburs més pesants (olis i fuels), per tal d'obtenir-ne de més lleugers (benzines). El procés es pot fer a temperatures i pressions elevades (cracking tèrmic) o amb la presència de catalitzadors químics (cracking catalític).

3. Polimerització

   És el procés químic contrari al cracking: els hidrocarburs lleugers (butà i propà) es converteixen en compostos més pesants (benzines o gasoils).

4. Reformat

   S'utilitza per millorar les característiques de les benzines. Es fa a altes temperatures i en presència d'un catalitzador, com ara el platí.

Aplicacions del Petroli i Derivats

• La indústria, el comerç i l'habitatge: el desplegament d'una xarxa de distribució.
• Les centrals tèrmiques mixtes: es va imposant l'ús del gas natural.
• Les instal·lacions de cogeneració: consisteix en la producció simultània d'energia elèctrica i de calor útil.
• La indústria petroquímica: com a matèria primera.

Gas Combustible

Un gas combustible és capaç de reaccionar amb l'oxigen de l'aire de forma ràpida i amb alliberament de calor.

L'Energia Nuclear

Conceptes Atòmics Fonamentals

Nombre Atòmic (Z)

Nombre de protons que un àtom d'un determinat element té en el seu nucli.

Nombre Màssic o Massa Atòmica (A)

Nombre de protons més el de neutrons d'un àtom.

Isòtops

Són àtoms del mateix element però que tenen diferent nombre de neutrons, per tant també diferent nombre màssic.

Radioactivitat

Radioactivitat Natural

La radioactivitat natural és el fenomen de la transformació o transmutació nuclear espontània. Quan un àtom d'un element radioactiu emet una partícula α, surten del nucli 2 protons i 2 neutrons. Si el que emet és una partícula β, surt un electró del nucli.

Isòtops Radioactius Artificials

Els isòtops radioactius artificials s'obtenen mitjançant el bombardeig de nuclis amb partícules projectil α, β i γ i, sobretot, neutrons.

Definició d'Energia Nuclear

L'energia nuclear és l'energia continguda en el nucli dels àtoms. E=m·c²