LOS HIDROCARBUROS

Definición Los hidrocarburos son compuestos constituidos exclusivamente por carbono e hidrógeno y su principal fuente de obtención es el petróleo.

El petróleo y sus derivados El petróleo es esencialmente una mezcla de hidrocarburos que resultan de la descomposición de materias orgánicas de origen animal y vegetal; se encuentra localizado en yacimientos que se formaron durante los diferentes periodos geológicos.

El petróleo crudo El petróleo crudo es un líquido aceitoso, de color oscuro y de composición variable según los diferentes yacimientos; contiene principalmente hidrocarburos saturados, pero a veces también hidrocarburos no saturados, en particular aromáticos. La mezcla de compuestos que contiene el petróleo es muy compleja y se estima que son por lo menos 500. Para obtener mayor provecho de le petróleo, se requiere de una destilación fraccionada denominada refinación.

La refinación En la refinación es la serie de procesos mediante los cuales el petróleo se transforma en derivados comercializables. obtienen así los gases, las gasolinas, los querosenos, los gasóleos, los aceites lubricantes y los residuos sólidos como parafinas y asfaltos.

MATERIALES ASFALTICOS

El uso moderno del asfalto para carreteras y construcción de calles comenzó a finales del siglo pasado, y creció rápidamente con el surgimiento de la industria automotriz. Desde entonces, la tecnología del asfalto ha dado grandes pasos, hoy día, los equipos y los procedimientos usados para construir estructuras de pavimentos asfalticos son bastante sofisticados.

¿QUE ES EL ASFALTO?

El asfalto es una sustancia negra y pegajosa, derivada del petróleo, que se utiliza frecuentemente en el rubro de la pavimentación de calles y carreteras, así como también para la impermeabilización de estructuras como bodegas y techos, además se lo utiliza en la fabricación de baldosas, tejas y piso. Según la temperatura, el asfalto se puede encontrar en estado sólido o semi sólido. Si se lo calienta a la temperatura en que hierve el agua (100ºC), el asfalto toma una consistencia pastosa con la que es muy fácil de trabajar gracias a la facilidad de su extensión.

COMPOSICION DE LOS ASFALTOS Los asfaltos generalmente consisten de: Carbono   70%-85% Hidrogeno  7%-12% Nitrógeno  0%-1% Azufre     1%-7% Oxigeno    0%-5%   Y pequeñas cantidades de metales ya sea dispersos en forma de óxidos y sales o en compuestos orgánicos conteniendo metales.

OBTENCIÓN DEL ASFALTO EN REFINERÍAS El crudo de petróleo es una mezcla de distintos hidrocarburos que incluyen desde gases muy livianos como el metano hasta compuestos semisólidos muy complejos, los componentes del asfalto. Para obtener este debe separarse las distintas fracciones del crudo de petróleo por destilaciones que se realizan en las refinerías de petróleo.

DESTILACIÓN PRIMARIA Es la operación a que se somete el crudo. Consiste en calentar el crudo en hornos tubulares hasta aproximadamente 375ºC. Los componentes livianos (nafta, keroseno, gas oíl), hierven hasta esta temperatura y se transforman en vapor. La mezcla de vapores y líquido caliente pasa a una columna fraccionada. El liquido o residuo de destilación primaria se junta todo en el fondo de la columna y de ahí se bombea a otras unidades de la refinería.

 DESTILACIÓN AL VACIO Para separar el fondo de la destilación primaria, otra fracción libre de asfáltenos y la otra con el concentrado de ellos, se recurre comúnmente a la destilación al vacio. Difiere de la destilación primaria, en que mediante equipos especiales se baja la presión (aumenta el vacio) en la columna fraccionada, lográndose así que las fracciones pesadas hiervan a menor temperatura que aquella a la que hervían a la presión atmosférica. El producto del fondo de la columna, es un residuo asfaltico más o menos duro a temperatura ambiente, se denomina residuo de vacío. De acuerdo a la cantidad de vacío que se practica en la columna de destilación, se obtendrá distintos cortes de asfaltos que ya pueden ser utilizados como cementos asfalticos.

DESASFALTIZACIÓN CON PROPANO O BUTANO El residuo del vacío obtenido, contiene los asfáltenos dispersos en un aceite muy pesado, que, a la baja presión (alto vacio) y alta temperatura de la columna de vacío, no hierve (se destila). Una forma de separar el aceite de los asfáltenos es disolver (extraer) este aceite es gas licuado de petróleo. El proceso se denomina “Desasfaltización” y el aceite muy pesado obtenido, aceite desasfaltizado. Se utiliza como solvente propano o butano liquido, a presión alta y temperaturas relativamente moderadas (70 a 120 ºC). El gas licuado extrae el aceite y que da un residuo semisólido llamado “bitumen”. En la figura 5.1 se muestra en forma esquemática el proceso de refinación del petróleo.

CARACTERISTICAS DEL ASFALTO. El asfalto es un liquido viscoso constituido esencialmente por hidrocarburos o sus derivados, a continuación enlistamos algunas de las características: - Consistencia - Durabilidad - Susceptibilidad térmica - Pureza - Seguridad

PROCESOS DEL ASFALTO. El asfalto cuenta con tres tipos de procesos de mejoramiento, tanto físico como químicos, descritos a continuación:

PROCESO QUIMICO Polimeraciòn: Formación de moléculas mas grandes, generando una estructura mas rígida. Depende del tipo de asfalto y la temperatura. Proceso irreversible pero se puede atenuar. - Oxidación: Es una relación entre el asfalto y el oxigeno, es una forma de polimeraciòn.

PROCESO FISICO - QUIMICO: - Volatilización: Evaporización de los componentes mas livianos del asfalto. Depende únicamente de la temperatura, proceso reversible pero no se logra el mismo material.

PROCESO FISICO: Endurecimiento termico (reversible). Endurecimiento en la vecindad del agregado (no reversible). - Fatiga.