combustibles y combustión

TECNOLOGÍAS DE LOS COMBUSTIBLES Y LA COMBUSTIÓN
1. CAPÍTULO I. FUNDAMENTOS DE GEOQUÍMICA ORGÁNICA
El carbón, el petróleo, el gas natural y los combustibles son materia orgánica. La geoquímica orgánica nos informará
sobre los siguientes aspectos:
Tipo de materia orgánica
Madurez (grado de evolución)

Medio Ambiente deposicional
Período y condiciones de generación

Riqueza (abundancia)Procesos de alteración

Edad
Condiciones de migración
Correlación entre materia orgánica y roca
madre (petróleo-petróleo) (roca ma.-petro)

Todos los seres vivos poseen una arquitectura que, salvo en el caso de los unicelulares, exige una estructura con
unos elementos de sustentación. Estos elementos de sustentación serán proporcionales al esfuerzo que tengan que
soportar. La unidadbásica de cualquier estructura molecular de soporte es necesariamente cíclica.
Caracterización de la abundancia de estructuras cíclicas en la materia orgánica a partir de su análisis elemental.
 Para moléculas orgánicas lineales:
Átomos H
=
Átomos C

CH4
4 (1C y 4H)

CH3-(CH2)4-CH3
2,33 (6C y 14H)

CH3-(CH2)30-CH3
2,06 (32C y 66H)

Los alcanos son hidrocarburos, es decir, que tienensolo átomos de carbono e hidrógeno. También reciben el nombre
de hidrocarburos saturados o alifáticos. Dentro de los hidrocarburos alifáticos tenemos: alcanos, alquenos y
alquinos. El alcano más sencillo es el metano con un solo átomo de carbono. Otros alcanos conocidos son
el etano, propano y el butano con dos, tres y cuatro átomos de carbono respectivamente. A partir de cinco carbonos,
losnombres se derivan de numerales griegos: pentano, hexano, heptano.
 Para estructuras de soporte cíclicas:

Relación H/C = 12/6 =2

Relación H/C = 46/32 = 1,44

Un hidrocarburo aromático o areno es un compuesto orgánico cíclico.
La composición molecular de la materia orgánica varía en función del “TIPO” (del origen de dicha materia orgánica).
También se va a poder conocer el grado deevolución de la materia orgánica.
Los seres vivos sintetizan sus estructuras cíclicas de sustentación con aquel tipo de enlace del carbono que requiera
un mínimo de energía, con enlaces sencillos (tetraedro con el carbono en el centro y ángulos entre enlaces de 109º).

 EL BENCENO
El benceno como unidad estructural, para un mismo TIPO, es más
abundante cuanto más tiempo y a mayor profundidad haestado
enterrada la materia orgánica. El valor de la relación atómica
H/C disminuye con el tamaño de la estructura aromática.

 OTRAS CONSIDERACIONES
La mayoría de los microorganismos que metabolizan la materia orgánica sólo pueden atacar las cadenas lineales.
Resultado final:
o
o

En medio anaerobio (en ausencia de O2): CH4, CO2, H2O y residuo sólido.
En medio aerobio (con O2): CO2, H2Oy residuo sólido

A medida que los restos no biodegradables se van enterrando a mayor profundidad tienen que soportar mayores
presiones y temperaturas. La presión tiende a conseguir que la estructura tridimensional original se aplane: se
aromatice.
La evolución natural de la materia orgánica se puede asociar con un mayor predominio de las estructuras cíclicas y
con un incremento del gradode aromatización. La materia orgánica contenido en una roca o sedimento se suele
dividir en dos fracciones:
o
o

Bitumen: fracción de la materia orgánica soluble en disolventes orgánicos comunes
Kerógeno: fracción de la materia orgánica insoluble en disolventes orgánicos comunes. Es mil veces más
abundante que la suma de las reservas de carbón y de petróleo

El estudio químico de ambasfracciones requiere técnicas de análisis distintas.
 TIPOS DE MATERIA ORGÁNICA
TIPO III
Asociado a plantas superiores
(terrestre)
Cadenas alifáticas minoritarias y
enriquecimiento en núcleos
poliaromáticos, cetonas y ácidos
carboxílicos
Relación atómica H/C (1-2) menor
que para los tipos I y II
Relación atómica O/C mayor que
para los tipos I y II

TIPO II
Asociado a sedimentos...