Carbón, petroleo y plásticos

El carbón, el petróleo y el gas natural son combustibles que se encuentran en la corteza terrestre de la Tierra. El carbón se extrae por minería, y el petróleo y el gas natural mediante perforación del subsuelo. Estos combustibles se utilizan para producir calor y se les llama combustibles fósiles porque se formaron hace millones de años a partir de la estratificación y compactación de organismos vivos que se fosilizaron bajo el suelo.

Reciben el nombre de hidrocarburos porque se componen, de diversas cantidades, de carbono e hidrógeno. Los hidrocarburos a su vez se dividen en dos tipos, los acíclicos y los cíclicos.

Las grandes centrales térmicas consumen enormes cantidades de estos combustibles como forma de generar la electricidad que se distribuye a las ciudades.

El gas natural puede ser suministrado directamente a los hogares para la calefacción, pero el petróleo no puede pasar desde los pozos de extracción hacia su directa explotación en fábricas y hogares.

El petróleo crudo se traslada a las refinerías donde se le somete a su descomposición en numerosos productos diferentes. Este proceso de descomposición del petróleo se conoce como cracking. Entre los productos obtenidos de los crudos mediante dicho proceso están los carburantes como la gasolina y el fuel, así como los aceites pesados y los lubrificantes. Además, el cracking permite obtener otros productos muy útiles, más pesados o más ligeros. Entre los más pesados se cuentan sustancias bituminosas y céreas, y entre los más ligeros hay los gases de hidrocarburos, similares al gas natural.

Estos productos pesados o ligeros del petróleo tienen una gran importancia económica. Son las materias primas indispensables para otras muchas industrias que se fabrican sus propios productos. Por ejemplo, los gases de hidrocarburos se emplean a gran escala en la fabricación de los objetos de plástico tan abundantes en cualquier hogar. También se utilizan productos derivados del petróleo para fabricar caucho sintético, medicamentos, explosivos, fertilizantes, insecticidas y” muchos productos químicos industriales. Los alquitranes y otros derivados pesados sirven para recubrir el piso de las carreteras, y las sustancias céreas o bituminosas para proteger los tejados.

El carbón también suministra numerosas materias primas para estos fines. En este caso, se procede a su destilación calentándolo sin presencia de aire, y con ello se descompone en gran número de útiles materias primas. Además de las ya citadas, éstas abarcan productos orgánicos que son la base de la fabricación de colorantes.

A finales del siglo XIX, los plásticos, derivados del petroleo, vinieron a revolucionar el mundo pero también a ponerlo en serio peligro debido a su incontrolada expansión y a los desconocidos efectos que habrá tenido su exposición en la cadena trófica y natural.

La materia prima empleada para fabricar plástico y goma sintética es de tres tipos:
1. Hidrocarburos. Son compuestos químicos que contienen solamente los elementos químicos hidrógeno y carbono y resultan de la destilación del petróleo, carbón y ocasionalmente madera. Contienen numerosas materias primas para diversos fines.

2. Sustancias minerales tales como sal, azufre, calizas y espato flúor son extraídas de minas o canteras y suelen utilizarse generalmente para obtener otros elementos o para utilizarlos junto con otros para proporcionar carcterísticas especiales a dichos elementos.

3. 3. Gases, tales como el cloro se obtiene del petróleo, carbón o de productos químicos.

El término “plástico” abarca una amplia gama de materiales sintéticos con dos elementos básicos: carbono e hidrógeno. Al añadir otros componentes químicos, se le dan al plástico diversas propiedades como por ejemplo mayor dureza, resistencia al calor, suavidad o flexibilidad.

Son casi incontables los diferentes tipos de plásticos que pueden producirse al combinar sustancias químicas en diversas proporciones y formas. Los científicos están intentando crear un plástico revolucionario que sea tan resistente como el acero, tan transparente e impermeable como el vidrio y tan barato como el papel.

Los plásticos constan de grandes moléculas llamadas polímeros, que a su vez están formados por moléculas más pequeñas unidas en largas cadenas. Estas se anudan dando al plástico su resistencia: se necesita una fuerza considerable para separarlas. Cuando la mayoría de los llamados termoplásticos se calientan a unos 200°C las cadenas permanecen intactas pero se separan lo suficiente para deslizarse una sobre otra. Esto permite derretirlos una y otra vez para moldearlos Una vez que el plástico se enfría, conserva su forma y resistencia.

Otros plásticos no pierden tales cualidades una vez que se moldean, aunque se calienten: son termoestables.
La unión de moléculas pequeñas para formar otras más grandes se denomina polimerización, y difiere entre plásticos. Pero a menudo requiere altas presiones y el uso de agentes especiales —los catalizadores— para que las moléculas pequeñas se enlacen.

Los átomos de carbono e hidrógeno presentes en todos los plásticos provienen como ya se ha dicho, del petróleo crudo. Éste contiene hidrocarburos, moléculas de hidrógeno y carbono unidas. Los hidrocarburos forman desde moléculas sencillas como las del gas metano (un átomo de hidróger_ y cuatro de carbono) hasta alquitranes y asfaltos, con cientos de átomos.

Al refinar el petróleo crudo se producen muchos hidrocarburos. Uno es el gas etano compuesto de dos átomos de carbono y seis de hidrógeno, que puede convertirse en otro gas, el etileno, y luego polimerzarse para hacer el polietileno. El gas propano se convierte en polipropileno. Estos dos plásticos se usan para hacer botellas, tuberías y bolsas.

El PVC —cloruro de polivinilo— es químicamente similar al polietileno, pero tiene un átomo de cloro en vez de hidrógeno. Este leve cambio lo hace arder lentamente, por lo que su uso en el hogar es más seguro. Si el átomo de cloro se cambia por cuatro átomos de flúor se obtiene el politetrafluoretileno —cococido como Teflón—, el cual se usa para fabricar sartenes antiadherentes. Se conocen muchos polímeros, pero sólo se industrializan los más útiles como el poliestireno, el Teflón y el nylon

La moderna industria de los plásticos surgió en el decenio de 1860, en Estados Unidos, cuando se ofreció un premio de 10 000 dólares a quien hallara un material económico que sustituyera el marfil para hacer bolas de billar. El ganador fue John Wesley Hyatt, inventor que hizo una bola con lo que él llamó celuloide.

Pronto se empezó a usar el celuloide para otros objetos: armazones de lentes, mangos de cuchillos, parabrisas de los primeros automóviles y pelicula fotográfica por citar sólo unos ejemplos. Sin él no habría sido realidad la industria cinematográfica.

El celuloide no es totalmente sintético: su materia prima es la celulosa, que se encuentra en las. plantas.
El celuloide indujo en Leo Baekeland, químico industrial estadounidense, la idea de crear el primer material que fuera completamente sintético. Lo logró en el año de 1907, cuando mezcló fenol (ácido carbólico) y el gas formaldehido y el resultado fue un plástico que llamó baquelita.

A raíz de este notable avance se crearon muchos otros plásticos. En la actualidad la industria de los plásticos es una de las más importantes y prósperas en todo el mundo.

FUENTES GRAFICAS: WikiCommons