Hidrocarburos: explicación y ejemplos

Se denominan hidrocarburos a una especia de compuestos orgánicos que se crean mediante la unión de átomos de carbono e hidrógeno. Su fórmula química es CxHy. Los hidrocarburos se pueden conseguir en estados sólidos, gaseosos y líquidos.

Las mezclas de hidrocarburos son muy importantes en el mundo modelo, puesto que tienen un peso trascendental en la producción industrial. El petróleo y el gas natural son las mezclas de hidrocarburos más utilizadas en las industrias.

Cabe mencionar que los hidrocarburos también son los compuestos que dan pie a la creación de otras sustancias también importantes como es el caso de los combustibles fósiles.

La importancia de los hidrocarburos en nuestra vida diaria es tal que muy probablemente estén presentes en tu día a día incluso sin que seas consciente de ello. Por ejemplo, el gasoil y la gasolina son combustibles fósiles derivados de los hidrocarburos que son indispensables para que se ejecuten los procesos necesarios para que los coches sean impulsados.

Claro está que esta no es la única aplicación que tienen estos compuestos, sino que se trata de una de las más conocidas. La realidad es que los hidrocarburos son tan importantes que incluso son utilizados para la creación de productos plásticos.

Si estás interesado en conocer todas las características de estos compuestos orgánicos, sus aplicaciones y de qué manera se clasifican, entonces te invitamos a que continúes leyendo este artículo.

¿Qué son los hidrocarburos?

Como ya se mencionó, los hidrocarburos son el resultado de la composición orgánica de la unión de átomos de hidrógeno y carbono. Sin embargo, la estructura no es universal, puesto que varía de acuerdo al tipo de hidrocarburo.

En este sentido, hay que mencionar que la mayoría de hidrocarburos se originan del petróleo. El petróleo a su vez proviene de materia en estado de descomposición. Gracias a las características propias de esta materia es que cuenta con dosis tan altas de hidrógeno y carbono.

A esto hay que sumar que los derivados del petróleo son también derivados de hidrocarburos, de ahí que se tenga que hacer tanto hincapié en la importancia que tiene para el sector industrial este compuesto orgánico. Ahora bien, esta es una descripción muy general del concepto de hidrocarburos.

Por ello, a continuación, se van a mencionar cuáles son las características más importantes de estos compuestos, de forma que resulta mucho más fácil identificarlos.

Características de los hidrocarburos más importantes

Aunque tienen más características, éstas son las más resaltantes:

• A nivel molecular todos los hidrocarburos compartes una misma cadena de átomos de carbono. Sin embargo, esto no quiere decir que sean exactamente iguales, ya que también cuentan con diferencias moleculares más allá de los átomos de la ya mencionada cadena, pues es a raíz de estas diferencias que es posible establecer una diferencia entre los distintos tipos que existen.
• Son altamente inflamables. Es por esto que suelen ser muy utilizados para la producción de energía en el área industrial.
• Una característica negativa es que gran parte de los hidrocarburos son tóxicos, pues los vapores que emanan pueden provocar efectos secundarios adversos en la salud humana. Por tanto, se trata de sustancias que deben ser manejadas meticulosamente.

Clasificación de los hidrocarburos

Ahora que ya conocemos las características que permiten identificar a estos compuestos orgánicos es posible hablar de su respectiva clasificación. Ésta es realizada de acuerdo a la estructura molecular de los mismos o los tipos de enlaces atómicos que contengan en su composición.

Clasificación de acuerdo a la estructura

Según la primera tipología de clasificación que se mencionó es posible diferenciar entre los siguientes tipos de hidrocarburos:

Acíclicos

Los hidrocarburos acíclicos son aquellos cuya estructura molecular es incapaz de cerrarse. Dentro de esta clasificación se puede diferenciar entre acíclicos ramificados o acíclicos líneales.

Cíclicos

A diferencia de lo que ocurre con los hidrocarburos acíclicos, los acíclicos sí son capaces de cerrarse, pues lo hacen sobre sí mismos. Es por esta razón que forman un circuito cerrado a través del cual los electrones son capaces de fluir. En este sentido, los hidrocarburos de este tipo pueden ser de dos tipos de acuerdo a la cantidad de ciclos que posean. Si sólo cuentan con uno se considera monocíclicos y si cuentan con varios se consideran policíclicos.

Clasificación por tipo de enlace atómico

La segunda tipología clasificatoria de los hidrocarburos establece los siguientes tipos:

Aromáticos

Se trata de aquellos hidrocarburos cíclicos cuya estructura se caracteriza por imitar a la estructura hexagonal del benceno, pues se trata de un compuesto derivado. Su origen etimológico se debe a que al ser degradados con sustancias químicas el olor que generaban resultaba agradable de inhalar.

Alifáticos

A diferencia de los anteriores, en esta clasificación los hidrocarburos carecen del anillo aromático, pues no son derivados del benceno. Su origen etimológico se encuentra en que su obtención original se conseguía al descomponer grasas y aceites, lo cual se denominaba en griego como aleiphar.

Los alifáticos también se pueden dividir en dos tipos dependiendo de su número de enlaces (similar a lo ocurrido con los ciclos. Si sus enlaces son dobles, se consideran alifáticos insaturados y si sus enlaces son simples, se consideran alifáticos saturados.

Principales aplicaciones de los hidrocarburos

Con respecto a la aplicación de los hidrocarburos, hay que decir que los más utilizados son los alquinos, alquenos y alcanos. Estos últimos, también conocidos como parafinas, pueden encontrarse en forma de petróleo y de gas natural.

Sus aplicaciones principales son en forma de combustibles como el gasoil o la gasolina. En el caso de los alquenos, estos son utilizados para manufacturar una gran cantidad de productos, ya que son indispensables para fabricar colorantes, explosivos y plásticos, entre otros materiales.

Por su parte, los alquinos son unos hidrocarburos mucho más reactivos, se utilizan para crear otras formas de plásticos, fibras textiles y cauchos sintéticos.

Cabe mencionar que no se puede decir que existe un solo tipo de industria que se centra en la utilización de hidrocarburos, sino que son muy variadas las que los utilizan, ya que su capacidad de combustión los hace bastante útiles. La combustión facilita la creación de energía, pero también permite crear sustancias químicas como combustibles, solventes, productos de limpieza, betún, fertilizantes y plásticos.

¿De dónde provienen estos compuestos orgánicos?

En la mayoría de los casos los hidrocarburos se extraen de depósitos, yacimientos y reservorios que se hayan en el subsuelo. La extracción puede realizarse por medio de plataformas marinas o terrestres. La forma en que se obtienen se divide en las siguientes cuatro etapas:

Sedimentación en gran profundidad

Como se dijo en un principio, cuando la materia orgánica se descompone y se transforma en sedimentos, se convierte en hidrocarburos. Esta materia orgánica puede localizarse en el subsuelo, específicamente en un área denominada roca madre. Por tanto, la primera etapa consiste en la formación natural de estos compuestos orgánicos.

Calentamiento y presión

Es necesario ejercer un aumento de temperatura y presión sobre la materia orgánica anteriormente mencionada para que pase a un estado líquido o gaseoso. Es decir, para convertir los hidrocarburos en gas natural o petróleo. Esto se logrará sólo si está presente la roca madre.

Migración de los hidrocarburos desde la roca madre hasta la roca almacén

Una vez que los hidrocarburos son convertidos en gas o petróleo, comenzará el proceso de migración hacia las rocas almacén. Las rocas almacén son un tipo de rocas que están fragmentadas y cuentan con la capacidad de expulsar y absorber líquidos.

Esta facultad de las rocas almacén está sujeta a dos características muy importantes: permeabilidad y porosidad. Aunque se suele pensar que se trata de depósitos cóncavos, esto está lejos de ser realidad.

Retención por trampa petrolífera o rocas impermeables

Una trampa petrolífera es una forma geométrica relacionada con la roca almacén en la que se encuentra integrado el fluido. Ésta está cubierta a su vez por una roca denominada “roca sello” y es responsable de impedir que el hidrocarburo salga disparado hacia la superficie.

¿Por qué son importantes los hidrocarburos?

La importancia de los hidrocarburos se debe en gran parte a que son la materia prima para la fabricación de una amplia variedad de sustancias derivadas, las cuales son indispensables para el correcto desempeño de la vida moderna e industrial en la actualidad.

Por tanto, su importancia se puede analizar cuando se tiene en cuenta su papel fundamental en los siguientes aspectos:

Recursos energéticos

Los hidrocarburos son uno de los más importantes recursos energéticos utilizados en el transporte, agricultura e industria. De hecho, también suelen ser utilizados para la producción de la energía de uso doméstico. En cifras específicas, se habla de un aproximado del 80% de la producción energética del planeta. Por tanto, sin la existencia de los hidrocarburos la vida moderna, la cual es muy dependiente de la electricidad, sería imposible tal y como la conocemos.

Materias primas

Muchas de las materias primas que son utilizadas en nuestra vida diaria tienen su origen en los hidrocarburos. Ejemplos de estos son el plástico, gomas, fibras sintéticas textiles, productos químicos, insecticidas, tintas y lápices.

Productos especiales

Más allá de servir como materias primas, también forman parte de ciertos productos como lubricantes, parafinas, grasas para motores, asfalto, entre otros.

Hidrocarburos sustituidos

Estos son una clase de compuestos que, si bien cuentan con la estructura de un hidrocarburo en su forma más básica, también tienen en su composición átomos de elementos extra. La parte de la molécula en la cual se concentran estos elementos extra se denomina grupo funcional. Ejemplos de esta clase de compuestos son los pesticidas, repelentes, refrigerantes y disolventes.

¿Cuáles son los efectos de los hidrocarburos en la salud?

De acuerdo a lo ya mencionado, los hidrocarburos pueden llegar a tener efectos adversos en la salud de las personas, pues se trata de una de sus características más resaltantes.

Esto ocurre si se ingieren. Una de las consecuencias más comunes es la de provocar una neumonitis aspirativa de gravedad. Sin embargo, la toxicidad de todos los hidrocarburos no es idéntica. Esta se mide de acuerdo a sus niveles de toxicidad, entre otros factores, cuanto menor sea el nivel de viscosidad mayor es el potencial tóxico.

Por ejemplo, la gasolina y los aceites minerales tienen niveles muy bajos de viscosidad, por lo que pueden expandirse a gran velocidad en área amplia, lo que convierte a ambas sustancias en elementos con un potencial de provocar una neumonitis aspirativa grave relativamente alto. Por el contrario, elementos como el alquitrán, los cuales tienen niveles altos de viscosidad, son menos propensos a afectar negativamente a la salud de acuerdo a sus niveles de toxicidad.

Ahora bien, la forma en que se tenga contacto con el hidrocarburo también influye en sus efectos en la salud. Si se ingiere en grandes cantidades sus consecuencias pueden ser mucho peores, pues en caso de absorberse de manera sistemática podría afectar al sistema nervioso central o provocar toxicidad hepática. Estos efectos son más comunes en el caso de los hidrocarburos halogenados como el tricloroetileno o el tetracloruro de carbono.

Uno de los inconvenientes de que los hidrocarburos sean tóxicos es que pueden ser utilizados como drogas recreativas. Específicamente, los hidrocarburos halogenados como la gasolina, gomas, solventes o refrigerantes pueden provocar en la persona que los inhala con fines recreativos sensaciones de euforia y alteraciones del estado mental, incluso son capaces de sensibilizar al corazón hacia las catecolaminas endógenas, produciendo una sensación de adrenalina.

Esta práctica puede ser potencialmente mortal, ya que puede desencadenar arritmias ventriculares mortales. Además, a diferencia de lo que ocurre con otras drogas recreativas, no presenta síntomas de advertencia como palpitaciones premonitorias, por lo que los desenlaces fatales pueden tomar por sorpresa a las personas afectadas.

Merece mención especial el tolueno, un tipo de hidrocarburo caracterizado por ser capaz de intoxicar al sistema nervioso central a largo plazo, específicamente al afectar el área periventricular occipital.

Por último, hay que mencionar que el diagnóstico de la intoxicación por hidrocarburos se suele realizar mediante oximetría y radiografía de tórax después de que han transcurrido seis horas de la ingesta o inmediatamente si el afectado presenta síntomas de gravedad.