unidad xix: los combustibles...

UNIDAD XIX: UNIDAD XIX: LOSLOS COMBUSTIBLES FÓSILESCOMBUSTIBLES FÓSILES

CARBÓN

¿QUÉ ES EL CARBÓN?Materia orgánica fosilizada en condiciones reductoras. El carbónmineral es una roca sedimentaria organogena, formada a partir derestos vegetales.

CARBÓN

¿COMO SE FORMA?Etapas de formación:Etapas de formación:1) Acumulación de materia orgánica (MO) 1) Acumulación de materia orgánica (MO) en forma de en forma de TURBATURBA ((PeatPeat). Esto ocurre en ). Esto ocurre en zonas adecuadas (siempre húmedas calidos o zonas adecuadas (siempre húmedas calidos o fríos, y el crecimiento vegetal supere la fríos, y el crecimiento vegetal supere la destrucción): pantanos, charcas, ciénagas, o destrucción): pantanos, charcas, ciénagas, o albuferas +albuferas +-- colmatadas. La MO se conserva colmatadas. La MO se conserva debido a condiciones de bajo Odebido a condiciones de bajo O22 que inhiben que inhiben la actividad de bacterias y hongos que la actividad de bacterias y hongos que generan la putrefacción. La MO pasa a un generan la putrefacción. La MO pasa a un forma gelatinosa denominada HUMUS forma gelatinosa denominada HUMUS enriquecida en C:enriquecida en C:

2C2C66HH1010OO55 = C= C88HH1010OO55 + 2CO+ 2CO22 + 2CH+ 2CH44 + H+ H22OOCELULOSA HUMUS GAS METANOCELULOSA HUMUS GAS METANO

CARBÓN

¿COMO SE FORMA?Etapas de formación:Etapas de formación:2) La MO se va cubriendo de sedimentos 2) La MO se va cubriendo de sedimentos compactándola. De esta manera aumenta la compactándola. De esta manera aumenta la densidad y se pierden gases y agua. Se densidad y se pierden gases y agua. Se genera un tipo de Carbón genera un tipo de Carbón

(5 cm de Turba (5 cm de Turba 1 cm de C1 cm de Cáárbon)rbon)

EL PERIODO CARBONIFERO FUE UNA EL PERIODO CARBONIFERO FUE UNA EPOCA EXEPCIONAL DE FORMACION EPOCA EXEPCIONAL DE FORMACION DE CARBDE CARBÓÓN. N.

Condiciones para la formaciCondiciones para la formacióón de Carbn de Carbóón: n: 11-- crecimiento continuo de vegetacicrecimiento continuo de vegetacióón por n por mucho tiempo, acumulmucho tiempo, acumuláándose en forma de ndose en forma de TURBA.TURBA.22-- Subsidencia continua que permita la Subsidencia continua que permita la acumulaciacumulacióón de sedimentos sobre la Turba.n de sedimentos sobre la Turba.33-- ProfundizaciProfundizacióón continua. n continua.

CARBÓN

TIPOS DE CARBÓNDependen de la cantidad de % C, volátiles y Dependen de la cantidad de % C, volátiles y humedad. humedad.

El tipo de carbón depende principalmente de El tipo de carbón depende principalmente de la profundidad de enterramiento, el aumento la profundidad de enterramiento, el aumento de la presión y temperatura que permiten la de la presión y temperatura que permiten la expulsión de volátiles, dejando una mayor expulsión de volátiles, dejando una mayor proporción de carbono fijo (el material proporción de carbono fijo (el material combustible sólido restante). combustible sólido restante).

TIPOS:TIPOS:

LIGNITOLIGNITO: parecido a la Turba con 65: parecido a la Turba con 65--70% 70% C. No consolidado. C. No consolidado.

CARBONES BITUMINOSOSCARBONES BITUMINOSOS: tres tipos: tres tipos11-- HULLA: 70HULLA: 70--80% C80% C22-- ANTRACITA: 93ANTRACITA: 93--98% C (muy 98% C (muy diagenizadodiagenizadoa metamórfico)a metamórfico)33-- GRAFITO: 98GRAFITO: 98--100 % C (metamórfico)100 % C (metamórfico)

CARBÓN

CARBÓN

COMPONENTES DEL CARBÓN

El carbón no es una masa homogénea y uniforme sino que se reconoEl carbón no es una masa homogénea y uniforme sino que se reconocen distintas cen distintas sustancias:sustancias:

VITRINA: muy frágil y brillante, similar al vidrio negro. Se recVITRINA: muy frágil y brillante, similar al vidrio negro. Se reconocen las onocen las estructuras de las células leñosas. estructuras de las células leñosas.

CLARITA: se asocia a la vitrina y forman bandas alternantes entrCLARITA: se asocia a la vitrina y forman bandas alternantes entre ellas VCe ellas VC--VCVC. .

DURITA: forman franjas de carbón negro mate relativamente duras,DURITA: forman franjas de carbón negro mate relativamente duras, similar al similar al limo orgánico. limo orgánico.

FUSITA: escamoso a lentes de carbonilla normalmente muy friable FUSITA: escamoso a lentes de carbonilla normalmente muy friable que que generalmente mancha los dedos. generalmente mancha los dedos.

CARBÓN

USO DEL CARBON

CARBÓN

YACIMIENTOS EN ARGENTINA

El carbón se exploto intensamente durante la El carbón se exploto intensamente durante la era industrial, siendo el principal era industrial, siendo el principal combustible fósil que permitía la expansión combustible fósil que permitía la expansión industrial. Hoy en día su explotación es industrial. Hoy en día su explotación es relativamente escasa. relativamente escasa.

En Argentina no existen grandes yacimientos En Argentina no existen grandes yacimientos de carbón, salvo el de Río Turbio (Santa de carbón, salvo el de Río Turbio (Santa Cruz) de edad Cretácico Superior Cruz) de edad Cretácico Superior ––Terciario. Consiste de Lignitos de zonas Terciario. Consiste de Lignitos de zonas marinas costeras. marinas costeras.

CARBÓN

EXPLOTACION MUNDIAL

PETROLEO

¿QUE ES EL PETROLEO?

Mezcla muy compleja de diferentes de diferentes hidrocarburos naMezcla muy compleja de diferentes de diferentes hidrocarburos naturales en turales en estado liquido (estado liquido (mineral liquidomineral liquido). Este liquido es menos denso que el agua y de ). Este liquido es menos denso que el agua y de color oscuro. color oscuro. Junto al liquido que forma el petróleo, se encuentran gases (porJunto al liquido que forma el petróleo, se encuentran gases (por ejemplo: ejemplo: Metano, Acetileno, y Butano) y fases sólidas (por ejemplo: AsfalMetano, Acetileno, y Butano) y fases sólidas (por ejemplo: Asfaltos y Betunes). tos y Betunes). Además existe N, Además existe N, ZnZn, O, O22 y ciertas derivados de la clorofila. y ciertas derivados de la clorofila. La presencia de compuestos orgánicos hace que el petróleo tenga La presencia de compuestos orgánicos hace que el petróleo tenga una una polarización rotatoria de la luz. polarización rotatoria de la luz.

PETROLEO

TIPOS DE PETROLEOS

PARAFINICOS: PARAFINICOS: CCnnHH2n2n+2+2 compuestos por gases livianos y metano. Forman las compuestos por gases livianos y metano. Forman las ceras minerales. De color claro, fluidos y de baja densidad (0,7ceras minerales. De color claro, fluidos y de baja densidad (0,755--0,85 0,85 grgr//mlml))

ASFALTITAS: Contienen una elevada proporción de hidrocarburos deASFALTITAS: Contienen una elevada proporción de hidrocarburos de la serie la serie naftenicanaftenica. . CCnnHH2n2n. Son negros y viscosos, y elevada densidad (0.95 . Son negros y viscosos, y elevada densidad (0.95 grgr//mlml). Al ). Al destilarlo genera menos Nafta que los parafínicos y deja un residestilarlo genera menos Nafta que los parafínicos y deja un residuo asfáltico. duo asfáltico.

VARIEDADES MIXTASVARIEDADES MIXTAS

PETROLEO

ORIGEN DEL PETROLEO

1.1. El petróleo es de origen orgánico evidenciado por la polarizacióEl petróleo es de origen orgánico evidenciado por la polarización típica de la n típica de la materia orgánica. materia orgánica.

2.2. La presencia de porfirina (que se forma a partir de la clorofilaLa presencia de porfirina (que se forma a partir de la clorofila) revela que el ) revela que el petróleo se formo en condiciones reductoras, ya que la porfirinapetróleo se formo en condiciones reductoras, ya que la porfirina se destruye se destruye rápidamente en presencia de oxigeno. rápidamente en presencia de oxigeno.

3.3. La presencia de petróleo en rocas de edad Carbonífera a DevónicaLa presencia de petróleo en rocas de edad Carbonífera a Devónica, y la falta , y la falta de conexión clara entre los yacimientos de Carbón y Petróleo indde conexión clara entre los yacimientos de Carbón y Petróleo indican que ican que estos no derivan de plantas terrestres fosilizadas sino de estos no derivan de plantas terrestres fosilizadas sino de microrganismosmicrorganismosmarinos que al morir caen al fondo (principalmente plancton). marinos que al morir caen al fondo (principalmente plancton).

El petróleo se forma a partir de materia orgánica acumulada en cEl petróleo se forma a partir de materia orgánica acumulada en condiciones ondiciones anaeróbicas y por la acción de bacterias que actúan sobre estos anaeróbicas y por la acción de bacterias que actúan sobre estos restos vegetales y restos vegetales y minerales durante un tiempo muy prolongado. minerales durante un tiempo muy prolongado.

PETROLEO

FACTORES QUE INTERVIENEN EN SU ORIGEN

1. BIOLÓGICOS1. BIOLÓGICOS: presencia de MO y bacterias anaeróbicas. : presencia de MO y bacterias anaeróbicas.

MO + Bacterias = MO + Bacterias = SapropelSapropel KerogenoKerogenoKerogenoKerogeno + Presi+ Presióón + Temperatura = Petrn + Temperatura = Petróóleoleo

SapropelSapropel: sedimentos granulares oscuros que se forman a partir de restos: sedimentos granulares oscuros que se forman a partir de restosvegetales y animales transformados bioquímicamente sin contribucvegetales y animales transformados bioquímicamente sin contribución del ión del oxígeno. oxígeno.

KerogenoKerogeno: materia orgánica dispersa de las rocas sedimentarias insoluble: materia orgánica dispersa de las rocas sedimentarias insoluble en en bases y ácidos no oxidantes y en disolvente orgánicos.. Bajo conbases y ácidos no oxidantes y en disolvente orgánicos.. Bajo condiciones de diciones de presión y temperatura, el presión y temperatura, el kerógenokerógeno empieza a ser inestable y se produce empieza a ser inestable y se produce reagrupamiento en su estructura con objeto de mantener el equilireagrupamiento en su estructura con objeto de mantener el equilibrio brio termodinámico. La generación de petróleo es una consecuencia nattermodinámico. La generación de petróleo es una consecuencia natural del ural del ajuste del ajuste del kerógenokerógeno a condiciones de incremento de temperatura y presión.a condiciones de incremento de temperatura y presión.

(sapropélicos)

Cuando se calienta, el querógeno sapropélico produce petróleo y gas, y el querógeno húmico produce principalmente gas.

(macerales)

(Bituminita)

PETROLEO


(Cortesía de (Cortesía de los Drs. R. los Drs. R. AstiniAstini y F. y F.

DavilaDavila. . Cátedra de Cátedra de

Estratigrafía Estratigrafía y Geol. y Geol.

Histórica)Histórica)

PETROLEO


2. FÍSICO2. FÍSICO--QUÍMICOSQUÍMICOS: :

I.I. Temperatura de formaciónTemperatura de formación: : ±± 100100ººCC. (A >200. (A >200ººCC se destruye la se destruye la Porfirina).Porfirina).

II.II. Potencial Potencial RedoxRedox: se requieren valores bajos de : se requieren valores bajos de redoxredox. .

III.III. CatalizadoresCatalizadores: La presencia de ciertas arcillas, como la : La presencia de ciertas arcillas, como la Montmorillonita, es fundamental para la formaciMontmorillonita, es fundamental para la formacióón de petrn de petróóleo. La leo. La calidad del tipo de petrcalidad del tipo de petróóleo se relaciona con el tipo de arcilla leo se relaciona con el tipo de arcilla presente. presente.

PETROLEO


3. GEOLÓGICOS:3. GEOLÓGICOS:

I.I. CUENCA SEDIMENTARIACUENCA SEDIMENTARIA: de grandes dimensiones que permita : de grandes dimensiones que permita el desarrollo de un ciclo completo.el desarrollo de un ciclo completo.

II.II. AMBIENTEAMBIENTE: : ParalicoParalico, salobre y ner, salobre y neríítico. tico.

PETROLEO

ROCA MADRE

Se denomina así a todo cuerpo de roca Se denomina así a todo cuerpo de roca sedimentaria que se ha formados en sedimentaria que se ha formados en condiciones adecuadas para generar condiciones adecuadas para generar hidrocarburos. Generalmente son rocas de hidrocarburos. Generalmente son rocas de grano fino (por ejemplo: arcillas, margas, grano fino (por ejemplo: arcillas, margas, o calizas finas) con elevado contenido de o calizas finas) con elevado contenido de MO, de colores oscuros, formadas en MO, de colores oscuros, formadas en ambientes reductores. ambientes reductores.

Pelitas bituminosas Pelitas bituminosas en afloramiento y al en afloramiento y al

microscopiomicroscopio

(Cortesía de los Drs. R. (Cortesía de los Drs. R. AstiniAstini y F. y F. DavilaDavila. Cátedra de Estratigrafía y Geol. Histórica). Cátedra de Estratigrafía y Geol. Histórica)

PETROLEO

ROCA ALMACÉN O RESERVORIO

Estas rocas presentan las características adecuadas para acumulaEstas rocas presentan las características adecuadas para acumular el petróleo. r el petróleo. Es decir, el petróleo migra de la roca madre a la roca almacén. Es decir, el petróleo migra de la roca madre a la roca almacén. Son rocas Son rocas porosas y permeables (por ejemplo: areniscas, conglomerados, calporosas y permeables (por ejemplo: areniscas, conglomerados, calizas de izas de arrecifes). arrecifes).

PETROLEO

ROCA SELLO

Estas rocas presentan una baja Estas rocas presentan una baja permeabilidad impidiendo que se permeabilidad impidiendo que se escape el petróleo y los gases. escape el petróleo y los gases. Generalmente son rocas ricas en Generalmente son rocas ricas en arcillas, también pueden ser sello: arcillas, también pueden ser sello: rocas volcánicas, calizas poco rocas volcánicas, calizas poco permeables, etc. permeables, etc.

PETROLEO

MIGRACION

Cuando la roca madre se somete a presiones de tipo Tectónico o lCuando la roca madre se somete a presiones de tipo Tectónico o litostática, los itostática, los hidrocarburos se movilizan hacia zonas de menor presión y se enthidrocarburos se movilizan hacia zonas de menor presión y se entrampan en la rampan en la roca almacén. roca almacén.

ALMACENAMIENTOALMACENAMIENTOSi en la movilización el petróleo encuentra algún obstáculo o baSi en la movilización el petróleo encuentra algún obstáculo o barrera rrera impermeable, comenzara a acumularse y generar un yacimiento. Losimpermeable, comenzara a acumularse y generar un yacimiento. Los lugares lugares que causan que el petróleo se acumule se llaman TRAMPAS PETROLIFque causan que el petróleo se acumule se llaman TRAMPAS PETROLIFERAS. ERAS.

PETROLEO


PETROLEO

TRAMPAS PETROLIFERAS

Pueden ser de tres tipos Pueden ser de tres tipos principales: principales:

11-- ESTRATIGRAFICAS ESTRATIGRAFICAS 22-- ESTRUCTURALESESTRUCTURALES33-- MIXTASMIXTAS

PETROLEO

TRAMPAS PETROLIFERAS

PETROLEO


PETROLEO


……conjunto de variables geológicas y procesos necesarios para geneconjunto de variables geológicas y procesos necesarios para generar y acumular rar y acumular hidrocarburos… hidrocarburos…

Incluyendo Incluyendo a) una cuenca sedimentaria a) una cuenca sedimentaria b) un intervalo geológico productivob) un intervalo geológico productivoRequisitos:Requisitos:

••existencia de una existencia de una roca madreroca madre o fuente de generacióno fuente de generaciónc/alto contenido de materia orgánica (TOC>0,5%; óptimo >1%)c/alto contenido de materia orgánica (TOC>0,5%; óptimo >1%)

••maduración térmica apropiadamaduración térmica apropiada ((TºCTºC))Historia de hundimiento generación de hidrocarburosHistoria de hundimiento generación de hidrocarburos

••expulsión y migraciónexpulsión y migración

••que exista una buena que exista una buena roca reservorioroca reservorio > 10% porosidad> 10% porosidad

ventana ventana oleogenéticaoleogenética (del petróleo, del gas)(del petróleo, del gas)

••desarrollo de un buendesarrollo de un buen entrampamiento y sello entrampamiento y sello estratigráficos estratigráficos geométricos o estructuralesgeométricos o estructuralestrampastrampas

--Condiciones que deben cumplirse todas para el éxito de un proyecCondiciones que deben cumplirse todas para el éxito de un proyectoto--¡Secuencia temporal y yuxtaposición espacial apropiados! ¡Secuencia temporal y yuxtaposición espacial apropiados!

(200/250(200/250--350ºC 475ºC)350ºC 475ºC)

Calidad del reservorioCalidad del reservorioproductividad productividad recuperaciónrecuperación

SISTEMA PETROLERO

PETROLEO


SISTEMA PETROLERO

PETROLEO

PROSPECCIÓN PETROLERA

En la primera etapa el geólogo busca a escala regional evidenciaEn la primera etapa el geólogo busca a escala regional evidencias de posibles rocas s de posibles rocas madres, rocas almacén, y la existencia de trampas. madres, rocas almacén, y la existencia de trampas. ETAPASETAPAS::

11-- Búsqueda de un medio geológico antiguo favorable: una cuenca maBúsqueda de un medio geológico antiguo favorable: una cuenca marina, poco rina, poco profunda, contenido de restos orgánicos, sedimentación continua profunda, contenido de restos orgánicos, sedimentación continua y prolongada. y prolongada.

22-- Búsqueda de roca porosa y permeable (roca almacén). Búsqueda de roca porosa y permeable (roca almacén).

33-- Búsqueda de trampas petrolíferas (estructuras tectónicas y/o trBúsqueda de trampas petrolíferas (estructuras tectónicas y/o trampas estratigráficas).ampas estratigráficas).

44-- Elección del lugar del sondeoElección del lugar del sondeo

55-- Del éxito de los sondeos prospectivos depende la realización deDel éxito de los sondeos prospectivos depende la realización de sondeos extractivos. sondeos extractivos.

Los estudios requeridos en los puntos 3 y 4 pueden ser de dos tiLos estudios requeridos en los puntos 3 y 4 pueden ser de dos tipos: pos: 11-- Directos (geología de campo)Directos (geología de campo)22-- Indirectos (métodos de prospección geofísica y geoquímica). Indirectos (métodos de prospección geofísica y geoquímica).

PETROLEO

PROSPECCIÓN: MÉTODOS INDIRECTOS

REFLEXIÓN SÍSMICA REFLEXIÓN SÍSMICA


PETROLEO

PROSPECCIÓN: MÉTODOS INDIRECTOS

REFLEXIÓN SÍSMICA REFLEXIÓN SÍSMICA

(Cortesía de los Drs. R. (Cortesía de los Drs. R. AstiniAstini y F. y F. DavilaDavila. .

Cátedra de Estratigrafía y Cátedra de Estratigrafía y Geol. Histórica)Geol. Histórica)

PETROLEO

EL PETROLEO EN ARGENTINA

(Cortesía de los Drs. R. (Cortesía de los Drs. R. AstiniAstini y F. y F. DavilaDavila. .

Cátedra de Estratigrafía y Cátedra de Estratigrafía y Geol. Histórica)Geol. Histórica)

Yrigoyen, 1989

PETROLEO

(Cortesía de los Drs. R. (Cortesía de los Drs. R. AstiniAstiniy F. y F. DavilaDavila. Cátedra de . Cátedra de

Estratigrafía y Geol. Estratigrafía y Geol. Histórica)Histórica)

ACTIVIDAD PETROLERA EN

ARGENTINA

15%15%85%85%

Cuencas sedimentarias Cuencas sedimentarias productivas y no productivas y no

productivasproductivas

Producción en Producción en aumentoaumento

petróleopetróleogasgas

Reservas Reservas incorporadasincorporadaspor décadapor década

NotableNotabledisminución!disminución!

PETROLEO

(Cortesía de los Drs. R. (Cortesía de los Drs. R. AstiniAstiniy F. y F. DavilaDavila. Cátedra de . Cátedra de

Estratigrafía y Geol. Estratigrafía y Geol. Histórica)Histórica)

Disminución de reservas de petróleoDisminución de reservas de petróleo Disminución de reservas de gasDisminución de reservas de gas

Disminución de actividad exploratoriaDisminución de actividad exploratoriaACTIVIDAD

PETROLERA EN ARGENTINA

ENERGÍA SOLAR

ENERGÍA GEOTÉRMICA

ENERGÍA EÓLICA

ENERGÍA NÚCLEAR

La fisión es un proceso nuclear, lo que significa que ocurre en el núcleo del átomo. La fisión ocurre cuando el núcleo se parte en dos o más núcleos pequeños, más algunos subproductos. Estos subproductos incluyen los neutrones libres y la emisión de fotones (generalmente rayos gamma) asociada, que supone cantidades substanciales de energía.

236236UUEs el 0,71% de Es el 0,71% de

U que se U que se encuentra en la encuentra en la

naturalezanaturaleza

ENERGÍA NÚCLEAR

EMBALSE RÍO TERCERO

httphttp://://www.cnea.gov.arwww.cnea.gov.ar//xxixxi//divulgaciondivulgacion/reactore/reactores/s/c_reactores_fii.htmlc_reactores_fii.html

ENERGÍA NÚCLEAR

EMBALSE RÍO TERCERO

ENERGÍA NÚCLEAR

URANIO EN ARGENTINA

Tabla V: Recursos recuperables del mineral explotable en toneladas de uranio

2450110074805140TOTALES--100-LAGUNA COLORADA

2450110030802540CERRO SOLO--43002600SIERRA PINTADA

<130U$S/kg

U

<80U$S/kg

U

<130U$S/kg

U

<80U$S/kg

U

RECURSOS ADICIONALES ESTIMADOS I

RECURSOS RAZONABLEMEN

TE ASEGURADOS

INFERIDO I

YACIMIENTO

COSTO POR KG. EXTRAÍDO

FUENTE CNEA: FUENTE CNEA: httphttp://://caebis.cnea.gov.arcaebis.cnea.gov.ar//IdENIdEN//CONOC_LA_ENERGIA_NUCCONOC_LA_ENERGIA_NUC/CAPITULO_6_/CAPITULO_6_DD

ifusionifusion//CICLO_COMB_NUCLCICLO_COMB_NUCL//Recursos_uranio_arg.htmRecursos_uranio_arg.htm

unidad xix: los combustibles...

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