El petróleo crudo que se bombea del suelo o del fondo marino contiene diversas moléculas orgánicas hidrocarbonadas, cada una con propiedades fisicoquímicas y usos comerciales específicos. Algunas de las moléculas más pequeñas (con pocos carbonos) se convierten en gasolina, y las más grandes, en combustibles especiales o en aceites. Para ello, deben separarse los componentes del petróleo, conocidos también como fracciones.

Las refinerías usan una técnica de separación conocida como destilación fraccionada o cracking, palabra en inglés que significa “rompimiento”. La destilación es un método físico de separación basado en que las fracciones o componentes de una mezcla se separan por evaporación a diferentes temperaturas. La condensación posterior permite que cada fracción de la mezcla se obtenga pura y libre de otras moléculas.

El proceso inicia cuando el petróleo crudo se bombea a la torre de fraccionamiento y se calienta a 400 °C, temperatura suficientemente alta como para evaporar casi la mitad del volumen original de petróleo. El vapor sube a través de una estructura de múltiples niveles denominada torre de fraccionamiento.

A lo largo de esa torre, el vapor se va enfriando a diferentes temperaturas (Fig. 1). Cuando cada fracción alcanza la temperatura a la que se condensa, gotea en un colector que lo vierte al exterior. El vapor que queda, va perdiendo fracciones a medida que asciende por la torre. Conforme cada fracción se convierte en un líquido a diferentes alturas de la torre, se van llenando pipas transportadoras que finalmente depositan cada componente en tanques de almacenamiento.

El residuo que no se vaporiza en el primer calentamiento se denomina aceite pesado; se utiliza para fabricar asfalto y combustibles pesados.

Fig. 1 Proceso de destilación fraccionada.

Un polímero es una sustancia constituida por moléculas gigantes, formada por la unión de moléculas sencillas llamadas monómeros. El proceso para producir un polímero recibe el nombre de polimerización que procede del griego poli, “muchos”, y suele requerir altas temperaturas, altas presiones y catalizadores para que las moléculas se unan y formen cadenas.

Los polímeros sintéticos son fruto de las versátiles propiedades de los derivados petroquímicos. Alrededor de 1930 surgieron los primeros polímeros, como el polietileno y el poliestireno, y desde 1950 aparecieron en el mercado varios polímeros sintéticos gracias al desarrollo de la petroquímica.

Dependiendo de la longitud de la cadena y de los grupos químicos presentes en los monómeros que los conforman, los polímeros presentan distintas propiedades. El teflón con el que se recubren sartenes, por ejemplo, es un polímero utilizado por su viscosidad y baja reactividad a altas temperaturas, mientras que el neopreno es apreciado por su elasticidad.

La estructura también es muy importante para las propiedades físicas de los polímeros, lo cual ofrece un enorme campo de interés para los químicos que trabajan en esa área. Por ejemplo, el poliacrilonitrilo es un polímero cuyo aspecto original es de polvo blanco, pero al disolverlo y estirarlo en forma de hilos, se obtienen las llamadas fibras acrílicas, con muchas aplicaciones.

El cloruro de polivinilo o PVC es uno de los polímeros más comunes y utilizados y se obtiene primero como polvo. Por procesos de calentamiento y compresión, el polvo de PVC pasa a un sólido semiduro. Si a este mismo polvo se le agrega un plastificante, se obtiene otro derivado blando y flexible.

Algunos polímeros existen en forma natural, como la seda, la lana y el hule, como se vio en la lectura anterior. El cuerpo humano presenta una enorme cantidad de polímeros naturales que constituyen desde las proteínas de los tejidos hasta las cadenas de ADN, base de la herencia genética.

Al igual que las fibras sintéticas, los plásticos están formados por polímeros, pero estos polímeros, llamados resinas, pueden fundirse y moldearse en las formas deseadas. Varias resinas son apropiadas para este proceso, permitiendo a los fabricantes producir plásticos con múltiples propiedades.

Pueden identificarse dos clases de plásticos: resinas termoplásticas y resinas termoestables. Las primeras son muy duras, pero se vuelven flexibles con el calor. Estos plásticos, entre ellos el polietileno y la mayoría de los poliésteres, reciben su forma mediante una técnica llamada moldeo por inyección, en el cual una máquina funde pequeños fragmentos de la resina deseada y vierte el producto fundido en un molde.

Las resinas termoestables, también conocidas como termofijas, una vez calentadas por arriba de cierta temperatura, cambian su estructura molecular y se vuelven muy duras. Después de esta transformación se vuelven inalterables con el calor. El proceso para moldear estos plásticos es el moldeo por compresión, el cual implica rellenar un molde con resina pulverizada y calentarla hasta que endurece.

¿Alguna vez has tratado de limpiar con agua una brocha con pintura de aceite o un pincel con barniz para uñas? Si es así, sabrás que estas sustancias necesitan de otros disolventes para limpiarse. Para quitar manchas de sustancias insolubles en agua se requieren disolventes que, prácticamente en un 100%, se obtienen a partir de la industria petroquímica. Por tratarse de moléculas que contienen carbono e hidrógeno, se les llama también disolventes orgánicos.

Al escribir con un plumón de aceite, se percibe un olor característico del disolvente que contiene; este producto es también un derivado del petróleo y se usa para diluir la tinta. Los principales ejemplos de disolventes orgánicos son el tíner, la acetona y el tolueno.

Estos productos se utilizan en la manufactura de sustancias farmacéuticas, cosméticos, fibras textiles y hasta de chips para computadoras. Otros disolventes petroquímicos se usan en los procesos de lavado en seco de las tintorerías, pues disuelven fácilmente los aceites corporales y las manchas de grasa en la ropa.

Es importante destacar que los vapores de la mayoría de estas sustancias producen, al inhalarse, severos daños a la salud, por lo que sólo deben utilizarse en lugares ventilados y en pequeñas cantidades. También ofrecen peligro si se guardan en envases de botellas de otros productos, ya que niños o personas que no conocen el contenido de la botella pueden intoxicarse si beben el contenido.

Otro factor muy importante de seguridad cuando se utilizan disolventes, es que la mayoría son altamente inflamables. Nunca los utilice junto a una flama, estufa o fuente de calor.

Los medicamentos o sustancias farmacéuticas son agentes químicos que se usan para curar una enfermedad. Las sustancias activas de los medicamentos o fármacos pueden obtenerse a partir de plantas, animales o minerales, pero hoy en día la mayoría de estos principios activos se fabrican industrialmente, por lo que son sintéticos.

Una de las principales materias primas para producir medicamentos es el benceno, uno de los disolventes que se separan en las columnas de fraccionamiento durante la destilación del petróleo.

La fabricación de productos farmacéuticos sintéticos ha sido una de las industrias más dinámicas y económicamente fuertes en los últimos 50 años; eso deriva del enorme crecimiento de la industria petroquímica, de la aplicación continua de nuevas y más eficientes tecnologías, del uso de catalizadores y del creciente consumo de medicamentos en países en desarrollo, como es el caso de México.