PETRÓLEO SÓLIDO Y SEMISÓLIDO BREA: La brea es un residuo de la pirólisis de un material orgánico o destilación de alquitranes. Es líquida a temperatura ambiente, pese a que parece sólida pues tiene una viscosidad muy alta. Está constituida por una mezcla compleja de muchos hidrocarburos de las siguientes clases: hidrocarburos aromáticos policíclicos !"#$ alquil sustituidos, con el grupo ciclo pentadieno, parcialmente hidrogenados, hetero sustituidos, con grupos carbonilo, etc.$, oligoarilos y ologoarilmetanos, compuestos policíclicos heteroaromáticos benzólogos de pirrol, %urano, tio%eno y piridina$. Las breas presentan un amplio intervalo de ablandamiento en vez de una temperatura de%inida de %usión. &uando se en%ría el %undido las breas solidi%ican sin cristalización.
Tipos de brea 'eg(n su origen e)isten varios tipos de brea: * Brea de alquitrán de hulla: hulla: Es un residuo de la destilación o tratamiento t+rmico del alquitrán de hulla. Están constituidas por mezclas complejas de numerosos !"# y compuestos heterocíclicos. * Brea de petróleo: petróleo: 'on residuos del tratamiento t+rmico y destilación de distintas %racciones del petróleo. En estas breas abundan los hidrocarburos aromáticos con sustituyentes alquilo y grupos na%t+nicos. * Brea vegetal o de biomasa: biomasa: 'e obtienen a partir de alquitranes de origen vegetal por procedimientos similares a los empleados en la obtención de breas de alquitrán de hulla o petróleo. * Brea sintética: sintética: 'e obtiene mediante polimerización- de compuestos aromáticos puros como el na%taleno, o mediante pirólisis de polímeros. 'u estructura y propiedades dependen del compuesto de partida. Brea de mesofase: mesofase: La brea de meso%ase es un material con las características de un cristal líquido. * Está %ormada por unas unidades básicas con %orma de es%era que poseen una estructura similar a la del gra%ito, aunque la %orma de apilamiento de los planos gra%íticos es muy di%erente a la de +ste. 'e obtiene por diversos tratamientos t+rmicos en los que, partiendo de otras breas con características adecuadas, se consigue separar o concentrar la %racción rica en meso%ase. #or tanto, la brea es un subproducto de procesos de conversión de carbones, petróleo o biomasa. Es decir, un producto de, relativamente, poco valor aadido que, sin embargo, es el precursor de productos con un gran valor aadido, como son los materiales de carbón.
Usos y aplicaciones de la brea La materia prima principal para la %abricación de los materiales de carbón es la brea, principalmente la de alquitrán de hulla y petróleo y sus coques. La trans%ormación de estos precursores en un material de carbón implica un proceso de tratamiento t+rmico denominado carbonización. /e las condiciones de este proceso y de las características del precursor dependerán las propiedades o prestaciones del material resultante. La brea tambi+n es una precursora de algunos tipos de %ibras de carbono o de gra%ito. #ara la obtención de este tipo de %ibras la brea se somete a un tratamiento t+rmico para obtener la brea de meso%ase. #osteriormente, esta se somete a un hilado para obtener una %ibra de brea termoplástico, con alg(n grado de orientación, en las mol+culas, a lo largo del eje de la %ibra$. Esta %ibra se somete a una o)idación para obtener una %ibra de brea de meso%ase termoestable con enlaces cruzados de o)ígeno entre las mol+culas que mantienen y bloquean la orientación$. 0inalmente, se someten a un proceso de tratamiento t+rmico en gas
inerte, cuya temperatura puede variar entre 1233 4& y 5333 4&, para producir %ibras de carbono o gra%ito, respectivamente. Las aplicaciones de la brea presentan un %uturo muy alentador. En Espaa, el 67&"8, 6nstituto 7acional del &arbón$, perteneciente al &'6&, o%rece a la industria un nuevo procedimiento de preparación de gra%itos sint+ticos de alta densidad a partir de meso%ase carbonosa procedente de brea de alquitrán de hulla y una brea de meso%ase sint+tica, utilizando un proceso que se basa en la capacidad de las microes%eras de meso%ase para autosinterizarse y densi%icar mediante tratamientos t+rmicos controlados. #roceso simple y barato con el que se obtienen gra%itos de mayor densidad, baja resistividad el+ctrica y alta resistencia a %le)ión.
ASFALTOS ATURALES Los as%altos naturales o nativos constituyen una amplia gama de productos con base as%áltica que se encuentran en la naturaleza. /e estos productos se obtienen los aglomerantes para pavimentaciones sin necesidad de destilación. Los as%altos naturales se han %ormado por un %enómeno de migración de determinados petróleos naturales hacia la super%icie terrestre, apareciendo a trav+s de %isuras y rocas porosas, seguido o combinado con una volatización de sus componentes más ligeros y la consiguiente concentración de los compuestos as%álticos ya e)istentes en el mismo9 algunos se encuentran en estado casi puro, %ormados mayormente por sustancias hidrocarbonadas con poca materia mineral, aunque lo más usual es que est+n mezclados con otros minerales.
Entre los as%altos naturales que podemos considerar de mayor pureza, el más importante por su cuantía se encuentra en tah EE$, y se lo denomina gilsonita, palabra que deriva del nombre de quien inició su e)plotación comercial. ;tro importante es el as%alto
de as!al"os
/entro de una clasi%icación basada en la %orma de presentarse o mani%estarse a los as%altos podemos tipi%icarlos como:
# As!al"os de $iscosidad %rad&ada. 'on generalmente, el producto residual de la destilación atmos=%+rica del petróleo crudo aplicando una posterior destilación al vacío, una o)idación parcial recti%i=cación al aire$, una precipitación por disolventes o una combinación de dichos procesos. > Los as!al"os o'idados son aquellos a los que se les ha modi%icado sus características por insu%lado o soplado de aire a altas temperaturas.
> As!al"os s(lidos o d&ros : "demás de sus propiedades aglutinantes e impermeabilizantes, posee características de %le)ibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes. > As!al"o !l&'an"e) 'on aquellos betunes que llevan como %luidi%icante aceites naturales de la destilación del alquitrán. > As!al"os l*+&idos:
As!al"os e,&lsi!icados: 'on %inas dispersiones de gotas de bet(n en agua. 'e %abrican empleando batidoras de alta velocidad, como los molinos coloi=dales. El contenido de bet(n puede oscilar entre el 53 y el @3 A en peso. > Los as%altos o betunes modi%icados que contienen cantidades signi%icativas normalmente del 5 al 12 A en peso$ de aditivos especiales, como polímeros, elastómeros, sul%uros y otros productos usados para modi%icar sus propiedades9 se aprovechan para aplicaciones especiales. B6L';76<" n nombre gen+rico utilizado ampliamente para una resina carbonosa negra y lustrosa clasi%icada como una as%altita. 'u nombre correcto es uintaíta y se encuentra en tah, E". na característica importante de la gilsonita es la temperatura de su punto de ablandamiento. En los lodos a base de aceite se utiliza como agente para controlar la p+rdida de %luido. #or ser un hidrocarburo es naturalmente mojada por el petróleo. En los lodos a base de agua se utiliza como aditivo para estabilización de lutitas y es di%ícil de evaluar a menos que se ensaye en su punto de ablandamiento o en un punto superior. &omo hidrocarburo, el polvo debe ser acoplado a agua utilizando un glicol o un mojador de agua similar.
BITUME ATURAL !idrocarburo sólido o semi=sólido, inmóvil en las condiciones de presión y temperatura del yacimiento debido a su alta viscosidad. "demás tiene una gravedad menor de C,5 D"#6 y un punto de %luidez superior a 3 D&.
-lasi!icaci(n: a. Bi"&,en = #etróleo líquido aceite crudo y chapopoteras$ = 8esinas = "s%altenos
b. Pirobi"&,en = #irobitumen as%áltico generalmente contiene F 2A de o)ígeno$ #or ejemplo una lutita aceití%era = #irobitumen no=as%áltico generalmente contiene G 2A de o)ígeno$ #or ejemplo un carbón
AL/UITRA El alquitrán es una sustancia líquida bituminosa, viscosa, grasosa, oscura y de olor %uerte, que se obtiene de la destilación de ciertas materias orgánicas, principalmente de la hulla, el petróleo, la turba, los huesos y de algunas maderas resinosas y otros materiales vegetales y minerales.
