El petroli
és un líquid fosc que desprén una forta olor i és
més lleuger que l'aigua. Tot i que no és un mineral o una roca
en el sentit estricte, està intimament associat a roques sedimentàries
detritiques. No forma estrats, sinó que es troba omplint els porus
o fractures d'aquestes roques , de manera semblant com ho fan les aigües
subterrànies.
Tot i que la paraula petroli (Oli de pedra) ens fa pensar en una substància
eminentment líquida , realment és una barreja de substàncies
sòlides, liquides i gasos que pertanyen al grup dels hidrocarburs constituïts
fonamentalment per C i H però on poden apareixen quantitats variables
de N, O i S. A la taula podem observar els principals tipus d'hidrocarburs
que conté el petroli :
Origen del petroli
El petroli s'origina a les conques marines poc profundes on proliferen grans quantitats de plancton , conjunt d'organismes microscòpics que viuen en suspensió a les capes superficials del mar. Quan moren els microorganismes, s'acumula una gran quantitat de matèria orgànica que queda entre el fang del fons de la conca sedimentària. Si aquests organismes romanen massa temps sobre el fons marí sofriran un procés d’oxidació. Altrament, si queden fora del contacte amb l'oxigen dissolt a l'aigua marina en ser soterrats per un sediment inorgànic impermeable sofrirà un procés diagenètic en condicions d'anaerobiosi on participa l'augment de pressió i temperatura juntament amb l'acció de bacteris anaerobis que transformen la materia orgànica en hidrocarburs. El següent esquema resumeix aquest procés complex:
En una primera fase, que té lloc alhora que la compactació i litificació del sediment. els bacteris degraden els principis immediats dels organismes vius amb els quals s'alimenten, i transformen els residus en una substància insoluble orgànica amb estructures cícliques que rep el nom de querogen i que constitueix la matèria prima del petroli. El petroli en si, es produeix per la transformació dels àcids grassos del querogen que es transformen en hidrocaburs pesats que posteriorment en un procés de maduració es trenquen i originen hidrocarburs líquids i gasosos.
Una vegada formats els hidrocarburs a l'interior del sediment i la seua transformació al llarg de la diagènesi poden ocòrrer dues coses:
a) Que el petroli es quede a l'interior de la roca o sediment on es va formar (roca-mare) que normalment és impermeables i de textura fina. Són les anomenades pissarres bituminoses la explotació comercial de les quals no és massa rentable, ja que cal realitzar processos d'excavació, trituració i destil·lació de grans quantitats de roques fins a poder obtenir petroli líquid. Es tracta de processos que requereixen una gran quantitat d'aigua i generen una gran quantitat de residus rocosos (gran impacte ecològic). Els jaciments més importants de l'Estat Español es troben a Puertollano (Ciudad Real)
b) Migració del petroli. Si la roca mare ha quedat soterrada a gran profunditat és molt possible que el petroli s'escape, per causa de la forta compactació, cap a zones superiors fins un altre material de major porositat i permeabilitat. que rep el nom de roca magatzem, la qual està limitada per roques impermeables que aturen la migració formant les anomenades trampes petrolíferes que poden correspondre a geometries molt diverses i estan associades a plecs, fractures, etc. El petroli no és troba en un determinat tipus de roca sinó que impregna qualsevol roca que siga prou porosa (fonamentalment gresos i calcàries de gra gruixut). A més del petroli també trobem en aquestes roques, metà (a sobre del petroli) i aigua salada (a sota del petroli) provimnents del seu proces de formació.
Fig.4:
Torre d’extracció de petroli
El petroli s'extrau en forma de cru, format per una mescla d'hidrocarburs gasosos, líquids i sòlids, que no té cap aplicació directa. Per tant, per a la seua aplicació ha de passar per un seguit de processos de refinació, coneguts amb el nom de destil·lació fraccionada, en els quals es va pujant la temperatura per separar les diferents fraccions de menor a major punt d'ebullició: en primer lloc se separen els productes gasosos (metà, età, butà, etc.) i tot seguit els líquids (gasolina, nafta, querosè, etc.), de manera que finalment queden dipositats els sòlids (quitrans i betums). Els hidrocarburs que s'obtenen així encara no són aptes per al consum i hauran de sotmesos a més tractaments.
El petroli es transporta a través dels coneguts oleoductes, però la forma més habitual són els grans petroliers, que presenten un elevat risc d'accidents, amb conseqüències d'enormes dimensions (per exemple, el naufragi del petrolier Exon Valdéz i els successos que van tenir lloc durant la guerra del Golf). Com que és més lleuger que l'aigua, si es produeix una fuita es pot estendre per les superfícies marines, de forma que impedeix l'entrada d'oxigen i elimina tota vida existent (marees negres). Altres riscos provocats pel seu ús són els derivats de la combustió, que incrementen la pol.lució desprenen grans quantitats de CO2 a l'atmosfera.
La problemàtica principal associada al petroli prové dels abocaments de cru al medi marí com a conseqüència de diferents fonts: l'extracció del cru, els accidents dels petrolers, els vessaments o les explosions dels tancs on s'emmagatzema, etc.
El fenomen és puntual però el seu impacte és molt persistent. Al ser una substància hidròfoba té tendència a estendre’s per la superfície hídrica, enlloc d'agafar profunditat. En les 48h posteriors a un vessament s'haurà volatilitzat el 50% dels components del cru (les fraccions més lleugeres). Un altre tant per cent s'incorporarà també a l'atmosfera arrossegada per l'aerosol marí. De la resta, una part es dissoldrà al medi i l'altra es mantindrà en suspensió formant una emulsió que servirà com a font d'alimentació per a determinats tipus d'organismes o acabarà sedimentant o degradant-se, en el millor dels casos.
A nivell
general però, els efectes sobre l'ecosistema marí depenen de
molts factors, des del tipus de oli (cru o refinat), fins a condicions climatològiques
(època de l'any, règim de precipitacions, temperatura, etc.).
No obstant, els hidrocarburs orgànics volàtils despresos del
vessament eliminen un gran nombre d'organismes aquàtics ja des del
primer moment, especialment les formes larvàries que són més
vulnerables.
La pel·lícula formada per l'emulsió que resta a la superfície
podrà generar puntualment una variació en les característiques
del medi en eutrofitzar les aigües i impedir el pas de llum. A més
a més, s’adherirà a les plomes dels ocells i a la pell
dels mamífers marins dificultant la seua mobilitat i entorpint el seu
aïllament tèrmic, provocant que s'ofeguin o moren a conseqüència
de les pèrdues de temperatura corporal.
Entre les
principals utilitats del petroli podríem
esmentar els gasos liquats (d'ús domèstic i industrial en calefaccions
i calderes), gasolina (automòbils), nafta i querosè (per a la
indústria química i com a combustibles per als avions), gasoils
(per a vehicles dièsel i calefaccions domèstiques), fuel (a
les centrals tèrmiques per generar electricitat i als generadors de
calor industrial). I altres productes(utilitzables com a matèries primeres
per a la indústria química, fertilitzants, pesticides, plàstics,
fibres sintètiques, pintures, medecines, etc.).
Però el principal ús que es fa del combustible és per
als transports, que necessiten una ingent infraestructura inamovible (les
gasolineres) per a la seua distribució. El fet de plantejar l'ús
de nous combustibles alternatius s'enfronta amb la inèrcia d'aquesta
infraestructura, ja que no s'admeten fàcilment les novetats. Malgrat
les fluctuacions del preu, encara hi ha dificultats per substituir-lo per
un altre tipus d'energia. Si comencés a escassejar o si afegírem
tots els ''costos ocults'' econòmics, ecològics i militars,
que van lligats al seu ús, el preu es dispararia
Importància econòmica del petroli
Es pot trobar petroli en tots els continents distribuïts de forma molt irregular. Enormes camps petrolífers que contenen al voltant de la meitat del petroli mundial es troben en l'Orient Pròxim. També existeixen grans quantitats de petroli en el Golf de Mèxic, Mar del Nord i l'Àrtic (tant en Alaska com a Rússia). Es pensa que deu haver notables reserves en les plataformes continentals, encara que per diveros problemes la majoria d'ells no estan encara localitzats i explotats.
És molt difícil estimar per a quants anys tenim petroli ja que aquest càlcul perquè depèn de moltes variables desconegudes. No sabem quants dipòsits nous es van a descobrir. Tampoc com va a ser el ritme de consum, perquè és probable que quan vagen escasejant i els seus preus pugen s'utilitzen més generalitzadament altres fonts alternatives d'energia i el seu ritme de consum disminuisca. Per això, les xifres que se solen donar són molt poc fiables. En 1970 havia reserves conegudes de petroli per a uns 30 anys (fins l'any 2000). En canvi en 1990 havia suficients dipòsits localitzats de petroli per a altres 40 anys (fins el 2030); és a dir, en aquests anys s'ha descobert més del que s'ha consumit. Per tot això es pot dir que hi ha reserves per a un temps comprès entre diverses desenes i uns 100 anys.
Reservas [ R ] miles de millones de barriles |
Producción [ P ] millones de barriles diarios |
R/P en años |
||||
1981 |
1991 |
2001 |
1991 |
2001 |
2001 |
|
Amèrica del Nord |
102,0 |
93,0 |
63,9 |
14,2 |
14,0 |
13,5 |
Europa |
27,9 |
16,3 |
18,7 |
4,7 |
6,8 |
7,8 |
Orient Mitjà |
362,6 |
661,6 |
685,6 |
17,3 |
22,2 |
86,8 |
OPEP |
435,2 |
767,1 |
818,4 |
24,7 |
30,2 |
76,6 |
Total Mundial |
678,7 |
1.000,9 |
1.050,0 |
65,1 |
74,5 |
40,3 |
Taula 6: Reserves Provades: Producci, Horitzó de Producció de Petroli . Font: "Statistical Review of World Energy, BP 2002" 
Altre important problema relacionat amb el petroli és que es consumeix majoritàriament en regions on no es produeix. Així entre Estats Units i Europa occidental es consumeix gairebé la meitat del petroli mundial. Els països del Golf Pèrsic que només consumeixen el 5% mundial produeixen, en canvi, el 26%.. Aquesta diferència s'agreujarà en el futur perquè la major part de les noves reserves s'estan descobrint en els països menys consumidors. Així es calcula que Estats Units té reserves per a uns 13 anys o Europa per a uns 10, mentre que els països del Golf acumulen més de 2/3de les reserves conegudes.
Fig 7: Balanç del petroli : producció i despeses
El gas natural prové de la fermentació de la matèria orgànica acumulada entre els sediments. Es compon d'una barreja d'hidrogen, metà, butà, propà i d'altres gasos en proporcions variables. Es troba s ota terra, sotmès a grans pressions, en forma de gas natural pur o formant part d'un pou de petroli. Els principals productors són: Unió Soviètica, Canadà, Països Baixos, Regne Unit, Romania, Algèria i Indonèsia .
Extraure'l és molt senzill, ja que per causa de la pressió exercida pels sediments que el contenen, el gas flueix per si mateix, per la qual cosa la seua explotació resulta molt econòmica. El transport es realitza principalment mitjançant gasoductes, que tot i que requereixin una forta inversió, són molt senzills i amb poc risc. Un perill associat és la fuita de metà, que, com ja sabem, és un gas d'efecte hivemacle molt més potent que el CO2
Un altre mètode de transport del gas natural consisteix a liquar-lo a baixes temperatures i a traslladar-lo en vaixells similars als petroliers, com passa al Japó. Aquests mitjans són perillosos, ja que hi ha la possibilitat d'un accident, encara que remot, que tindria conseqüències terribles per l'explosió d'un núvol de gas que faria que pugés la temperatura i consumiria tot l’oxigen de la zona.
El gas natural s'utilitza directament a les cases (calefacció, cuines, etc.) i a la indústria, i a les centrals tèrmiques comença a substituir el carbó. Si bé és cert que els dos emeten a l'atmosfera la mateixa quantitat de CO2, el gas no produeix contaminants sulfurats, cosa que sí que fa el carbó. Molts analistes creuen que el gas natural és el combustible ideal que s'ha d'utilitzar fins que es produeixi la transició cap a d'altres fonts d'energia renovables (com l'hidrogen, que podria reutilitzar la infraestructura de distribució del gas natural). Es tracta d'una solució temporal, ja que es pensa que les reserves actuals només duraran uns seixanta-dos anys si s'utilitzés com a substitució dels altres combustibles fòssils.
Reserves de petroli i de gas natural
fig.6: distribució de les reserves de petroli i gas
Impactes provocats pels combustibles fòssils (resum)
La generació d'energia mitjançant la crema de combustibles fòssils genera impactes en les diferents fases de la seua obtenció:
* Durant la fase d'extracció es detecta un augment considerable de la quantitat de sòlids en suspensió en l'aire al voltant de les zones d'extracció, degut a l'activitat minera. Les modificacions en el medi físic també són molt habituals, així com la contaminació química de les aigües, especialment en les refineries.
* Durant el seu transport les canalitzacions per a traslladar els hidrocarburs fins al centre de tractament poden provocar el vessament accidental al sòl i els dipòsits mòbils o cisternes, que persegueixen la mateixa finalitat poden també vessar el seu contingut accidentalment en el medi marí o en carretera.
* La construcció de les infrastructures necessàries per a dur a terme tot el procés d'obtenció d'energia, des que s'extrau del medi natural fins que es consumeix en els diferents punts de distribució implica tota una sèrie d'alteracions del paisatge, que acaben generant un gran impacte estètic o visual.
* No obstant, tots aquests impactes relativament petits no són res en comparació als generats durant la fase de funcionament de les centrals tèrmiques amb font de carbó o petroli. Alguns dels més significatius són els següents:
* Emissió i generació de contaminants, tals com:
* Partícules no cremades
* Diòxid de sofre
* Òxids de nitrogen
* Monòxid de carboni
* Cendres* Contaminació tèrmica de les aigües superficials, en evacuar les aigües del procés directament a la xarxa natural, a unes temperatures que inhibeixen la vida aquàtica en un radi més o menys gran, al voltant del punt de sortida.
* La quantitat de CO2 que estem emetent a l'atmosfera al cremar els combustibles fòssils. Com estudiem amb detall, aquest gas té un important efecte hivernacle i es podria estar provocant un escalfament global de tot el planeta amb canvis en el clima que podrien ser catastròfics.
* Altre impacte negatiu associat a la crema de combustibles fòssils és la pluja àcida, en el cas del carbó per la producció d'òxids de sofre i en el cas del petroli i el gas natural, per la producció d'òxids de nitrogen.
* Contaminació del sòl, per ser el receptor final dels contaminants abocats tant al medi hídric com al medi atmosfèric.
* Sorolls i vibracions, provocats per l'activitat de la central.* Impacte durant el transport de l'energia produïda fins als diferents punts de consum. Els impactes ambientals derivats de les línies elèctriques d'alta tensió són encara avui dia motiu de disputa entre els diferents grups socials implicats
* Problemàtica associada als recursos naturals no renovables utilitzats: carbó i petroli. Les pautes de comportament consumistes de l'Estat del Benestar, que confonen un nivell de vida elevat amb una constant despesa de productes, provoquen una disminució en els estocs de moltes matèries primeres que el medi és incapaç de restituir. Aquests productes són anomenats recursos no renovables, perquè el medi ha trigat milions d'anys a produir-los i a mesura que es consumeixen s'esgoten inevitablement les seves reserves.
