Petroleo.doc

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  Hidrocarburos . TECNOLOGIA.www.maremundi.com. Profesora Laura Warner La Extracción del Petróleo La extracción, producción o explotación del petróleo se hace de acuerdo con las características propias de cada yacimiento. Para poner un pozo a producir se baja una especie de cañón y se perfora la tubería de revestimiento a la altura de las formaciones donde se encuentra el yacimiento. El petróleo fluye por esos orificios hacia el pozo y se extrae mediante una tubería de menor diámetro, conocida como "tubería de producción". Si el yacimiento tiene energía propia, generada por la presión subterránea y por los elementos que acompañan al petróleo (por ejemplo gas y agua), éste saldrá por sí solo. En este caso se instala en la cabeza del pozo un equipo llamado "árbol de navidad", que consta de un conjunto de válvulas para regular el paso del petróleo. Si no existe esa presión, se emplean otros métodos de extracción. El más común ha sido el "balancín", el cual, mediante un permanente balanceo, acciona una bomba en el fondo del pozo que succiona el petróleo hacia la superficie. El petróleo extraído generalmente viene acompañado de sedimentos, agua y gas natural, por lo que deben construirse previamente las facilidades de producción, separación y almacenamiento. Una vez separado de esos elementos, el petróleo se envía a los tanques de almacenamiento y a los oleoductos que lo transportarán hacia las refinerías o hacia los puertos de exportación. El Origen del Petróleo El petróleo es una sustancia aceitosa de color oscuro a la que, por sus compuestos de hidrógeno y carbono, se le denomina hidrocarburo. La composición elemental del petróleo normalmente está comprendida dentro de los siguientes intervalos: 1
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  Ese hidrocarburo puedeestar en estado líquido o en estado gaseoso. En el primer caso es un aceite al que también se le dice crudo. En el segundo se le conoce como gas natural . Según la teoría más aceptada, el origen del petróleo -y del gas natural- es de tipo orgánico y sedimentario. Esa teoría enseña que el petróleo es el resultado de un complejo proceso físico-químico en el interior de la tierra, en el que, debido a la presión y las altas temperaturas, se produce la descomposición de enormes cantidades de materia orgánica que se convierten en aceite y gas. Cuando se encuentra un yacimiento que produce petróleo y gas, a ese gas se le llama "gas asociado". Pero también hay yacimientos que sólo tienen gas, caso en el cual se le llama "gas libre". Otros yacimientos sólo contienen petróleo líquido en condiciones variables de presión y transferencia. Generalmente el petróleo líquido se encuentra acompañado de gas y agua EXPLORACION DEL PETROLEO Uno de los primeros pasos en la búsqueda del petróleo es la obtención de fotografías o imágenes por satélite, avión o radar de una superficie determinada. Esto permite elaborar mapas geológicos en los que se identifican características de un área determinada, tales como vegetación, topografía, corrientes de agua, tipo de roca, fallas geológicas, anomalías térmicas... Esta información da una idea de aquellas zonas que tienen condiciones propicias para la presencia de mantos sedimentarios en el subsuelo. También se utilizan sistemas magnéticos y gravimétricos desde aviones provistos de magnetómetros y gravímetros, con lo cual se recoge información que permite diferenciar los tipos de roca del subsuelo. Asimismo los geólogos inspeccionan personalmente el área seleccionada y toman muestras de las rocas de la superficie para su análisis. En este trabajo de campo también utilizan aparatos gravimétricos de superficie que permiten medir la densidad de las rocas que hay en el subsuelo. Con estos estudios se tiene una primera aproximación de la capacidad de generación de hidrocarburos y de la calidad de rocas almacenadoras que pueda haber en un lugar. Pero el paso más importante en la exploración es la sísmica. Es lo que permite conocer con mayor exactitud la presencia de trampas en el subsuelo. La sísmica consiste en crear temblores artificiales mediante pequeñas explosiones subterráneas, para lo cual se colocan explosivos especiales en excavaciones de poca profundidad, normalmente entre 32,81 y 98,43 metros. En la superficie se cubre un área determinada con aparatos de alta sensibilidad llamados "geófonos", los cuales van unidos entre sí por cables y conectados a una estación receptora. La explosión genera ondas sísmicas que atraviesan las distintas capas subterráneas y regresan a la superficie. Los geófonos las captan y las envían a la estación receptora, donde, mediante equipos especiales de cómputo, se va dibujando el interior de la tierra. Es algo así como sacar un electrocardiograma. Toda la información obtenida a lo largo del proceso exploratorio es objeto de interpretación en los centros geológicos y geofísicos de las empresas petroleras. Allí es donde se establece qué áreas pueden contener mantos con depósitos de hidrocarburos, cuál es su potencial contenido de hidrocarburos y dónde se deben perforar los pozos exploratorios para confirmarlo. De aquí sale lo que se llama "prospecciones petroleras 1
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  Refinado del Petróleo Elpetróleo finalmente llega a las refinerías en su estado natural para su procesamiento. Aquí prácticamente lo que se hace es Una refinería tal razón es que al petróleo también cocinarlo. Pores un enorme complejo donde ese se le denomina "crudo". petróleo crudo se somete en primer lugar a un proceso de destilación o separación física y luego a procesos químicos que permiten extraerle b El petróleo se puede igualmente clasificar en cuatro cat . Los productos que se sacan del proceso de re etc. Las refinerías son muy distintas unas d que una refinería tiene numerosas torres, unidades, equipos y tuberías. Es algo así como una ciudad de plantas de proceso. En resumen, el principal producto que sale de la refinación del petróleo es la gasolina motor. El volumen de gasolina que cada refinería obtiene es el resultado del esquema que utilice. En promedio, por cada barril de petróleo que entra a una refinería se obtiene 40 y 50 por ciento de gasolina. El gas natural rico en gases petroquímicos también se puede procesar en las refinerías para obtener diversos productos de uso en la industria petroquímica. TRANSPORTE DEL PETROLEO En el mundo del petróleo los oleoductos y los buques-tanque son los medios por excelencia para el transporte del crudo. El paso inmediato al descubrimiento y explotación de un yacimiento es su traslado hacia los centros de refinación o a los puertos de embarque con destino a la exportación. Para ello se construye un oleoducto, trabajo que consiste en unir tubos de acero a lo largo de un trayecto determinado, desde el campo productor hasta el punto de refinación y/o de embarque. La capacidad de transporte de los oleoductos varía y depende del tamaño de la tubería. Es decir, entre más grande sea el diámetro, mayor la capacidad. Estas líneas de acero pueden ir sobre la superficie o bajo tierra y atraviesan la más variada topografía. En la parte inicial del oleoducto una "estación de bombeo" impulsa el petróleo y, dependiendo de la topografía por donde éste pase, se colocan estratégicamente otras estaciones para que le permitan superar sitios de gran altura. Los oleoductos disponen también de válvulas que permiten controlar el paso del petróleo y atender oportunamente situaciones de emergencia. El gas natural se transporta en idénticas circunstancias, pero en este caso la tubería se denomina "gaseoducto". Hay conductos similares que cumplen funciones específicas: poliductos para gasolinas, acpm y otros derivados; propanoductos para gas propano, combustoleoductos para combustóleo, etc. Los buques-tanque son a su vez enormes barcos dotados de compartimientos y sistemas especialmente diseñados para el transporte de petróleo crudo, gas, gasolina o cualquier otro derivado. Son el medio de transporte más utilizado para el comercio mundial del petróleo. La capacidad de estas naves varía según el tamaño de las mismas y de acuerdo con el servicio y la ruta que cubran. Algunas pueden transportar cientos de miles de barriles e incluso millones. CURIOSIDADES DEL PETROLEO 1
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  • Qué esMejoramiento, o "Coking" En pocas palabras, el hidrocarburo es una cadena de átomos de carbón e hidrógeno. Cuando hay muchas cadenas largas, el hidrocarburo es más pesado. El asfalto, por ejemplo, tiene cadenas larguísimas, mientras que la gasolina no. Como la gasolina es mejor negocio, se diseñaron varias técnicas para "mejorar" el crudo, rompiendo cadenas y eliminando carbón del hidrocarburo. El carbón que se elimina se denomina "coke", y por eso hay varias técnicas de mejoramiento de crudos que incluyen en su nombre el término de "coking". • Qué es la Petroquímica La conversión de hidrocarburos en productos químicos se llama "petroquímica", y es piedra angular de la industria y tecnología actual. Esta industria produce plásticos, medicinas, textiles, útiles de cocina, y muchas, muchas cosas más, y ha hecho posible muchos de los productos que hoy en día se consideran "normales" y "necesarios" (computadoras, tejidos, juguetes irrompibles, etc En 1859, Edwin L. la Producción Comercial •¿ Cuándo se InicióDrake perforó el primer de Petróleo a Nivel Mundial? pozo con el propósito específico de producir petróleo, con el fin de producir cantidades industriales de kerosina para la iluminación. Este se considera el inicio de la industria petrolera, aunque se sabe que los rusos también perforaron sus primeros pozos de petróleo entre 1806 y 1819, así como los canadienses en 1857. Previo a la aplicación que le dio Edwin Drake al petróleo, los florecimientos petroleros se utilizaban principalmente para producir asfalto. •¿ Qué son los Lodos de Perforación? Los lodos de perforación son el líquido lubricante y transportador de desechos que se utiliza para perforar pozos petrolíferos. Este líquido se bombea hasta la mecha o punta de taladro y arrastra hasta arriba, a la boca del pozo, todos los pedazos de tierra y piedra que se ha taladrado hasta el momento. Estos lodos se filtran y limpian para ser reutilizados, y hay tecnología que permite el uso de los desechos para fertilizar tierras agrícola ¿ Porqué dicen que el Petróleo es Contaminante? Aunque todo producto en exceso contamina, el petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y, por lo tanto, difícil de limpiar. Además, su color, olor y viscosidad lo hacen difícil de disimular. En general, los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida en el lugar, razón por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir con normas y procedimientos muy estrictos en materia de protección ambiental. •¿ Qué es una "Cuenca" Petrolera? El petróleo se encuentra bajo tierra, en diferentes regiones, distribuidas por todo el planeta, conocidas con el nombre de cuencas sedimentarias. Las cuencas sedimentarias están formadas por capas o estratos dispuestos uno sobre otro, desde el más antiguo al más reciente y cada estrato tiene constitución diferente al otro Gas Natural: El gas natural, en las perforaciones petrolíferas, se ubica bajo la roca impermeable y sobre el petróleo .Se compone de hidrocarburos gaseosos correspondientes a alcanos de bajo peso molecular i.e., gas metano, etano, propano y butano. Gasolina: Corresponde a una mezcla de hidrocarburos de entre 5 y 12 carbonos que contienen proporciones variables de aromáticos y de alcanos. Su principal utilización es como combustible para automóviles. La contaminación del medio ambiente marino por introducción PAHs, se produce generalmente por acciones antropogénicas, principalmente por derrames producidos en el transporte del petróleo, a través del mundo, instalaciones fijas y otras fuentes i.e.,desechos municipales, desechos industriales, aportes de ríos, intercambio atmosférico y dumping. Derivados del Petróleo Los diferentes productos derivados del petróleo y su utilización son: 1
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  Gasolina Motor Corrientey Extra : Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos. Turbocombustible o Turbosina : Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A. Gasolina de Aviación : Para uso en aviones con motores de combustión interna. ACPM o Diesel -:De uso común en camiones y buses. Queroseno : Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo". Cocinol : Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima. Gas Propano o GLP -:Se utiliza como combustible doméstico e industrial. Bencina Industrial : Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico Combustóleo o Fuel Oil : Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales. Disolventes Alifáticos : Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general. Asfaltos :Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción. Bases Lubricantes : Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes. Ceras Parafínicas -:Es la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc. Polietileno : Materia prima para la industria del plástico en general Alquitrán Aromático (Arotar) :Materia prima para la elaboración de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. También es un diluyente Ácido Nafténico -:Sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas Benceno :Sirve para fabricar ciclohexano. Ciclohexano -:Es la materia prima para producir caprolactama y ácido adípico con destino al nylon. Tolueno -:Se usa como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, y como materia prima del benceno. Xilenos Mezclados : Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner. Ortoxileno -:Es la materia prima para la producción de anhídrido ftálico. Alquilbenceno : Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, ácidos sulfónicos y en la industria de curtientes. Azufre :Sirve para la vulcanización del caucho, fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre otros usos. Gas Natural : Sirve como combustible para usos doméstico, industriales y para la generación de energía termoeléctrica. En el área industrial es la materia prima para el sector de la petroquímica. A partir del gas natural se obtiene, por ejemplo, el polietileno, que es la materia prima de los plásticos. Del gas natural también se puede sacar gas propano. Esto es posible cuando el gas natural es rico en componentes como propanos y butanos, corrientes líquidas que se le separan. 1
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  TRANSPORTE DEL PETROLEOEN TERRITORIO ARGENTINO Sala principal de bombas de la estación cabecera del oleoducto trasandíno. OLEODUCTOS Desde los tanques de almacenaje en los yacimientos, el petróleo crudo es transportado por ramales internos hasta líneas troncales de oleoductos donde se lo bombea -a veces por largas distancias- hacia terminales oceánicas o refinerías. Como por lo general el petróleo se encuentra a grandes distancias de los centros de consumo, los oleoductos integran una parte importante de los recursos financieros que deben destinar las empresas para sus inversiones de capital. Muchos oleoductos se entierran por debajo del nivel del suelo, y todos demandan procesos especiales para protegerlos de la corrosión. La tubería de acero es el elemento de mayor costo de un oleoducto, y puede representar entre un 35 y un 45 por ciento de la inversión total. Se han desarrollado aceros especiales de gran resistencia a la tensión que permiten construir cañerías más delgadas y de menor costo. También se ensayaron de aluminio y de material plástico, aunque las de aceros especiales siguen siendo las más utilizadas. Además de los oleoductos convencionales, exclusivamente destinados al transporte de petróleo crudo, existen los poliductos, en condiciones de transportar una variedad de productos petroleros ya procesados en refinerías. Los poliductos pueden transportar distintos tipos de petróleo crudo, kerosene, naftas, gas-oil y gases licuados. El transporte se realiza en baches sucesivos, de acuerdo a programaciones preestablecidas controladas por centros de computación, encargados de regular las presiones y la velocidad de desplazamiento de cada producto particular. A condición de que se cumplan ciertas normas, el nivel de mezcla de los sucesivos productos que pasan por el poliducto alcanza sólo a pocas decenas de metros. Dados los enormes volúmenes transportados los niveles de contaminación sólo llegan a una fracción del 1 por ciento, lo que permite -sin que los costos afecten a la operación- degradar al nivel del producto de menor calidad la fracción que pasó por el poliducto. Sucede normalmente que uno de grandes dimensiones contenga cuatro o cinco productos diferentes en distintos puntos de su recorrido, para su entrega en la terminal de recepción o en estaciones intermedias ubicadas a lo largo de la ruta. BUQUES-TANQUE Y CAMIONES CISTERNA Un volumen sustancial del petróleo que llega a los mercados es transportado por buques tanque. Comparados con los buques de pasajeros, los petroleros pueden parecer pequeños, debido a que, cuando navegan cargados sólo una parte pequeña de ellos aparece por encima de la línea de flotación: pero los buques-tanque más grandes pueden movilizar más de medio millón de toneladas (508.025, exactamente, transportan los de mayor porte ahora en navegación). En general, los petroleros superan de lejos la capacidad de carga de todos los navíos en navegación. Los buques petroleros llevan las máquinas propulsaras ubicadas en la popa, para evitar que el árbol de la hélice atraviese los tanques de petróleo y como medida de protección contra el riesgo de incendios. En los buques tanque modernos también se ubican hacia la popa el puente de mando y los alojamientos de la tripulación. Este sector está separado de los tanques por compartimientos estancos, espacios huecos que a manera de tabiques extendidos de una a otra banda ofrecen protección adicional. Otro compartimiento similar separa la sección de proa del conjunto de tanques. Lógicamente, algunos petroleros de gran porte encuentran dificultades para atracar en puertos comunes que carecen del calado adecuado o no disponen de muelles especiales. En esos casos, se recurre a boyas especiales fondeadas a distancia conveniente de la costa -a veces varios kilómetros- donde la profundidad sea adecuada. Las boyas están provistas de tuberías especiales, conectadas a terminales en tierra que permiten a los grandes petroleros amarrar y descargar el petróleo sin necesidad de ingresar a puerto. El petróleo descargado en puerto ingresa a las refinerías donde es sometido a procesos de conversión que se describen más adelante. La distribución de productos petroleros, especialmente las naftas para automóvil, el gas oil y el kerosene para aviación, exigen para su distribución y llegada al consumidor final, otro complejo sistema de poliductos, plantas terminales de almacenaje que lo reciben y camiones de transporte especiales que, finalmente lo descargan en las estaciones de servicios. En la República Argentina la industria petrolera tiene en actividad más de una veintena de terminales de despacho, desde Tierra del Fuego (Planta Orión, en las afueras de Ushuaia) hasta la Planta General Mosconi, en el extremo norte de la provincia de Salta. La mayoría de ellas reciben los combustibles desde poliductos que arrancan en las refinerías y otras, como las ubicadas sobre puertos del Atlántico y ríos interiores, por barco. Todas las Terminales Marítimas, que eran operadas por YPF, actualmente se encuentran privatizadas. La tabla siguiente dá un detalle de los ductos y terminales asociadas: OLEODUCTO Longitud (Km) Diámetro (Cm) Campo Duran - Montecristo 1
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  1,109 32.4 Montecristo - San Lorenzo 379 32.4 Lujan de Cuyo - Villa Mercedes 338 32.4 Villa Mercedes - Montecristo 320 32.4 V. Mercedes - Dna. Inflamables 699 32.4 La Plata - Dna Inflamables 52 93.4 Pto. Hernandez- Lujan de Cuyo 525 40.6 Pto Hernandez - Allen 230 40.6 Plaza Huincul - Allen 137 27.3 Allen - Pto Rosales 513 35.6 Plaza Huincul - Pto Rosales 647 35.6 Pto Rosales - La Plata 584 81.3 Pto Hernandez - Concepción (Chile) 415 40.6 Para llevar los combustibles a las estaciones de servicios hay más de 2.000 camiones cisternas en circulación. Estos camiones están reequipados y modernizandos, de acuerdo a las exigencias de seguridad y protección ambiental vigentes. El camión que se muestra, por ejemplo, fue especialmente diseñado para transportar 38.000 litros de combustible; carga los líquidos desde su parte inferior, está dotado de sistemas especiales para la recuperación de gases y posee dispositivos electrónicos especiales que permiten medir permanentemente la carga de combustibles recibida, en tránsito y despachada. Las compañías petroleras de Argentina están impulsando, con flotas propias de estas características, la renovación total del parque de camiones en circulación. CARGA VENTRAL La carga ventral (Bottom Loading) es una metodología utilizada para el despacho de camiones cisternas por bombeo de hidrocarburos livianos, a través de un sistema de válvulas y cañerías montadas en la parte inferior de las cisternas del camión.- El factor más importante por el cual los países en desarrollo desde hace tiempo fueron adoptando la carga ventral fue la seguridad, debido al importante número de accidentes ocurridos en los Estados Unidos a través de los años en la operatoria por carga superior. Casi en el mismo nivel de importancia que la seguridad se encuentra la limitación de los niveles de contaminación al medio ambiente. A continuación se puntualizarán los principales beneficios de la carga ventral: 1.- Seguridad para el operador. 2.- Prevención de incendios Como ya se mencionara el proceso de carga superior involucra el efecto "splashing" del fluido que está siendo cargado, y por ende la creación de importantes cargas estáticas dentro del compartimento mismo. Las oportunidades de ocurrencia de una chispa aumentan en la carga superior dado que existe un hombre moviéndose sobre la parte superior del camión, y manipulando elementos metálicos que pueden rozarse.- 3.- Prevención de derrames Existen razones fundamentadas que justifican la instalación de sistemas de prevención de derrames por sobrellenados. Los camiones aptos para carga ventral poseen dos sensores por cada cisterna, uno se ubica en el punto más bajo del compartimento y el otro en la parte superior, un par de centímetros por encima del enrasador fijo que determina la capacidad nominal de la cisterna. http://energia3.mecon.gov.ar/contenidos/verpagina.php?idpagina=800 Cuencas petroleras 1
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  En la RepúblicaArgentina se han identificado 19 cuencas sedimentarias, con una superficie total de aproximadamente 1.750.000 km2 Cinco de estas cuencas tienen continuidad sobre la plataforma continental, mientras que otras tres se extienden bajo las aguas del mar. La superficie de las ubicadas sobre el continente es de alrededor de 1.350.000 km2, y las de la plataforma continental, tomando como límite la isóbata de 200 mts; de unos 400.000 km2, cifra que puede ser duplicada si se la considera hasta el pie del talud. Actualmente, las cuencas productivas de hidrocarburos son cinco: Noroeste, Cuyana, Neuquina, Golfo de San Jorge y Austral o de Magallanes. Considerando solamente la porción emergida, su superficie abarca un 40% de lo que en la actualidad se conoce como cuencas útiles a los fines petroleros. Cuencas sedimentarias argentinas GUIA DE ESTUDIO 1-¿ Cómo se realiza la extracción del petróleo? ¿ qué es y para qué sirve el árbol de navidad? 2-¿ A dónde va el petróleo luego de separarse de otros elementos? 3-¿ Cómo puede estar el petróleo ¿ Y cómo se llama en cada caso? 4-¿ Cómo se llaman los distintos tipos de yacimientos? ¿ Por qué? 5-¿ Cómo se realiza la exploración de superficies para saber si en ellas existe petróleo? 1
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  6-¿ Cuál esla principal exploración? ¿Cómo se realiza? 7-¿ Qué trabajo realizan las refinerías de petróleo? ¿Qué productos se sacan del proceso de refinación? ¿ Cuál es el principal? 8- ¿ Por qué se dice que una refinería es como una ciudad de plantas de proceso? 9-¿ Para qué se procesa el gas natural en una refinería? 10-¿ Qué es un oleoducto? ¿ Para qué sirve? 11-¿ Qué es un buque tanque? ¿ Para qué sirve? 12-¿Qué es la petroquímica?¿ Qué produce? 13 ¿ Qué es una cuenca petrolera?-¿ Cuáles son las principales cuencas petroleras productivas de Argentina? 14-¿Cuál es el inicio del a producción petrolera mundial? 15-¿ Para qué sirve un lodo de perforación? 16-¿ El petróleo es contaminante? 17-¿ Para qué sirve la gasolina? 18_ De los productos derivados del petróleo indique cuales son los que conoce que utilicemos para nuestra vida diaria y como los utilizamos. 19-¿ Por qué se dice que los oleoductos cuestan mucho dinero? 20-¿Qué es un poliducto? 21-¿Por qué los buques tanque petroleros son tan grandes? 22-¿Cómo llegan a las personas las naftas para automóvil, el gas oil y el kerosene para aviación? 23- ¿Por qué se dice que en Argentina la industria petrolera tiene más de una veintena de terminales de despacho? 24-¿Para qué sirven los camiones cisternas en circulación en Argentina? 25-¿ Qué es la carga ventral? ¿ qué ventajas tiene? 1