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II Guerra Mundial: La colección definitiva


El Proceso Bergius

Investigación tecnológica y científica durante la guerra

Moderador: Bertram


El Proceso Bergius

Notapor Durand » 18 Ene 2008, 12:28

El Proceso Bergius


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    El 90% del combustible utilizado, por las fuerzas armadas alemanas, durante la Segunda Guerra Mundial, era de origen sintético, fabricado a base de carbón hidrogenado. Entre 1930 y 1941, se construyeron en Alemania 8 plantas para procesar carbón bituminoso, que producían más de 930.000 toneladas al año, dedicadas solamente, a la producción de combustible para la aviación. La escasez de petróleo, era una de las mayores debilidades del Eje, y como todos sabemos, un ejército, sin el suficiente suministro de combustible, será derrotado, más pronto que tarde.. Las refinerías alemanas, revistieron una importancia extrema, para la economía alemana durante la guerra, y en particular,para la producción del carburante de aviación, ya que, gracias a estos carburantes sintéticos, se pudo mantener a la Luftwaffe en los cielos, hasta la rendición alemana. En 1944, la industria petroquímica alemana, logró producir, 25,5 millones de barriles de combustible. Fundamentalmente, se utilizaron dos tipos de procedimientos, para obtener hidrocarburos.

    INDICE:

    1. PROCESO BERGIUS.
    2. PROCESO FISCHER-TROPSCH.
    3. PETRÓLEO EN ALEMANIA.
    4. FUENTE TEXTO Y FOTOS.




1. PROCESO BERGIUS


    Friedrich Bergius, fue un químico e industrial alemán, galardonado con el Premio Nóbel de Química en 1931. Creó un procedimiento, para producir carburantes por hidrogenación del carbón, a elevadas temperaturas y presiones.
    Su labor investigadora, sobre la influencia de las altas presiones en las reacciones químicas, fue reconocida en 1931 con la concesión del premio Nobel de Química, que compartió con Carl Bosch. El proceso de hidrogenación, se aplica también en la producción de gasolina sintética. El Proceso Bergius, denominado así por el químico alemán Friedrich Bergius, se usa a gran escala en muchas partes del mundo donde los recursos de petróleo son escasos, y utiliza carbón y alquitrán de hulla, como materia prima. El carbón, mezclado con un aceite pesado, se muele hasta convertirse en una pasta fina, y se calienta con hidrógeno, sometido a alta presión, en presencia de un catalizador compuesto por sulfuros metálicos. El aceite resultante vuelve a hidrogenarse, y en una tercera hidrogenación se obtiene gasolina. Una tonelada de carbón produce unos 300 litros de gasolina.

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Carl Bosch


    La conversión de carbón, lignito y otra materia carbonada, en combustibles líquidos despertó interés, en los países que no cuentan con recursos petrolíferos. Alemania fue la que inició este desarrollo, pero también otros países han construido instalaciones experimentales, como garantía contra el agotamiento de los yacimientos petrolíferos( por ejemplo, Sudáfrica). El Proceso Bergius, hidrogena el carbón directamente combinándolo a presión y temperatura elevadas. En la práctica, lo que se hace es inyectar hidrógeno a presión en una pasta asfáltica densa formada por carbón pulverizado. El hidrógeno necesario, para la reacción se obtiene a partir del metano y del agua mediante las reacciones siguientes:

    1A. Primera Etapa del Proceso Bergius:


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    1B. Segunda Etapa del Proceso Bergius:


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    El proceso Bergius es muy versátil y proporciona hidrocarburos que se encuentran, en los intervalos de los combustibles para reactores y motores diésel así como gasolinas. Durante la SGM Alemania obtenía el 70% del combustible para sus aviones por éste método.




2. PROCESO FISCHER-TROPSCH


    El Proceso Fischer-Tropsch, denominado así por sus descubridores, los químicos alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch, se utilizó mucho en Alemania en la década de 1930, para producir petróleo sintético y combustible diesel. Este proceso utiliza una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno con un catalizador, que contiene níquel, cobalto o hierro con óxidos de magnesio, manganeso y torio. El proceso, se usa hoy para producir la materia prima, utilizada en la fabricación de grasas y jabones sintéticos. El Proceso Fischer-Tropsch (abreviado FT) fue patentado por los alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch en 1925, llevado a escala piloto por vez primera por Ruhrchemie AG en 1934 e industrializado en 1936. Experimentó gran auge en la Alemania nazi, porque el estallido de la Segunda Guerra Mundial volvió difícil el acceso a fuentes exteriores de petróleo, mientras que el país producía mucho carbón, convertible en gas de síntesis mediante el proceso de gasificación. El proceso FT tenía un serio competidor en la licuefacción directa del carbón, impulsada por IG Farben, que se desarrolló aun más deprisa. A principios de 1944 el Reich producía a partir de carbón unos 124.000 barriles/día de combustibles, que suponían más del 90% del keroseno de aviación y más del 50% del combustible total del país. Esta producción, provenía sobre todo de 18 plantas de licuefacción directa, pero también de 9 pequeñas plantas FT, que aportaban unos 14.000 barriles/día.

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    Japón también hizo un gran esfuerzo por producir carburantes, a partir del carbón. La vía principal elegida por Japón, fue la carbonización a baja temperatura, proceso poco eficiente pero simple. No obstante, la empresa Mitsui compró una licencia del proceso FT a Ruhrchemie y construyó tres plantas en Miike, Amagasaki y Takikawa, que nunca alcanzaron su capacidad nominal, debido a problemas de diseño. En 1944 Japón produjo 114.000 toneladas de combustible a partir del carbón, pero sólo 18.000 de ellas provinieron de las plantas FT. Entre 1944 y 1945, las plantas alemanas y japonesas fueron muy dañadas por los bombardeos aliados, ya que fueron consideradas, como objetivo estratégico de primera magnitud, y la mayoría fueron desmanteladas después de la guerra. Los científicos alemanes que habían trabajado en el proceso FT, fueron capturados por los estadounidenses, siendo siete de ellos, enviados a trabajar en EE.UU, en el marco de la Operación Paperclip. Originalmente llamada Operación Overcast, la Operación Paperclip fue el nombre en clave de los esfuerzos realizados por los Servicios de Inteligencia Militar de los EE.UU. para sacar de Alemania, científicos especializados en cohetes, (V-1, V-2), armas químicas (Zylon-B) y medicinas después del colapso de Alemania, al término de la Segunda Guerra Mundial. Se estima que unos 700 científicos alemanes y sus familias fueron trasladados a EE.UU. como resultado de la Operación Paperclip.El programa estadounidense, sobre la síntesis FT ,fue a su vez abandonado en 1953, por su excesivo coste, frente a los combustibles, obtenidos mediante la destilación fraccionada "convencional", de los yacimientos petrolíferos existentes en Alaska, Texas, etc.

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Hans Tropsch


    El Proceso de Fischer-Tropsch, obtiene monóxido de carbono e hidrógeno, a partir de coque (simple carbono sólido, carbonilla) y vapor de agua. Luego se combina el monóxido de carbono, con un exceso de hidrógeno para dar hidrocarburos adecuados como combustibles líquidos. La reacción se efectúa a temperatura y presión elevadas, y en presencia de catalizadores. Se puede resumir, en las siguientes reacciones químicas:

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    El producto obtenido a la salida de un reactor de Fischer-Tropsch, consiste en una mezcla de hidrocarburos, con una distribución muy amplia de pesos moleculares, que van desde los gases hasta las ceras pasando por la gasolina, el keroseno y el gasóleo. La naturaleza y proporción de los productos depende del tipo de reactor y de catalizador. En general, los procesos que operan a alta temperatura, producen una mayoría de gasolinas olefínicas, mientras que los de baja temperatura dan sobre todo gasóleos parafínicos. El proceso FT produce principalmente cadenas de hidrocarburos rectas. La composición del producto variará algo según la relación hidrógeno a monóxido de carbono, y también según el catalizador y las condiciones de proceso. Este producto crudo de la síntesis FT debe procesarse aún para que el combustible sea aceptable. Este procesamiento incluye romper las largas cadenas en unidades más pequeñas y reacomodar algunos de los átomos (isomerización) para brindar las propiedades deseadas. Este proceso de mejora produce un material de amplio rango de ebullición, que luego se destila para obtener los productos finales. Estos procesos, así como variantes tecnológicas de los mismos, están teniendo un cierto auge, en los últimos años, debido a la crisis energética, del sector de los combustibles fósiles, pero, por el momento, el factor económico, es el que dicta la última palabra y por el momento, es más caro obtener combustibles sintéticos, que, obtenerlos del petróleo, tal y como lo conocemos.




3. PETRÓLEO EN ALEMANIA


    Uno de los problemas de Alemania para llevar adelante la guerra fue el suministro de petróleo, materia prima que es de primordial importancia para producir los combustibles necesarios para mover la maquinaria bélica, además de ser de vital necesidad para la supervivencia de la población. En 1940 Alemania controlaba la producción petrolera europea obteniendo de Austria 10.000 barriles diarios, de Dinamarca 12.200 barriles, de Francia 151.600, de Italia 57.300 y de Noruega 1.200 barriles diarios. Dentro de su propio territorio, la explotación de crudos era de 68 mil barriles diarios. Esos niveles de producción eran suficientes para mantener un solo frente de guerra y satisfacer las necesidades de la industria y de la vida cotidiana del país germano. Por su parte, las refinerías europeas producían: en Austria 10 mil barriles diarios, Dinamarca 12.200, Francia 151.600, Alemania 68.800, Italia 57.300 y Noruega 1200 barriles diarios.

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    Durante el año 1943, la explotación de petróleo crudo de los países del Eje era de 172.943 barriles diarios provistos por Albania con 2.742 barriles, Austria 20.488, Checoslovaquia 547, Francia 975, Alemania 13.625, Hungría 17.390, Polonia 9.589 y Rumania 107.348 barriles diarios. En el año 1943, las plantas de combustible sintético alemanas contribuían, con 129.660 barriles diarios, un combustible más caro que el natural obviamente. También mezclaban un 5% de alcohol con petróleo para obtener mayor rendimiento en los niveles de producción. Es decir, que la principal fuente de suministro de los 172.943 barriles diarios de petróleo crudo que Alemania consumía, eran los pozos petroleros y refinerías de Rumania, entre ellas Ploesti. Esos 172.943 barriles diarios significaban unos 8,6 millones de toneladas métricas anuales que era la forma como los alemanes cuantificaban la producción y consumo. Viendo el volumen de las importaciones procedentes de Rumanía, se puede deducir inmediatamente, que si el Eje perdía esos yacimientos petrolíferos, no sólo la maquinaria de guerra alemana se detendría sino que el país entraría en crisis.

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    Pero, no toda la producción de Rumanía era enviada a Alemania pues la propia Rumanía consumía 40% de su producción, es decir unos 43 mil barriles. Aparte de eso, exportaba unos 2000 barriles diarios a Suiza y poco menos de 300 barriles diarios a Turquía, lo que sumaba unas 110 mil toneladas métricas de combustibles. En 1939, en Alemania las reservas de gasolina para automotores eran de 280,000 toneladas métricas, en 1940 de 626,000, en 1941 de 379,000, en 1942 de 313,000, en 1943 de 436,000 y en 1944 118,000 toneladas. En cuanto al diésel, las reservas en 1939 eran de 138,000 toneladas, en 1940 de 296,000, en 1941 de 164,000, en 1942 de 138,000, en 1943 de 244,000 y en 1944 121,000 toneladas. Luego de Stalingrado, el avance de las tropas rusas cortó el suministro de petróleo polaco y rumano a Alemania que representaba el 67,6% de sus importaciones y pasaron a cubrir las necesidades soviéticas, un merma significativa que necesariamente iba a detener la maquinaria bélica alemana, pues además de ver disminuidos sus inventarios, enfrentaba cada vez mayores dificultades para transportar el combustible al frente de batalla. No sólo lo impedían las tropas rusas, sino las guerrillas y el congestionamiento de las vías férreas, detrás de sus propias líneas.

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Refinería Astra Romana de Ploiesti, en 1929


    En 1943, los productos alemanes refinados alcanzaban las siguientes cifras, por Hidrogenación obtenían 3,431,000 toneladas, de Fischer-Tropsh 484 mil, petróleo diésel 1.933.000, derivados del Benzol 657 mil, de carbón 985 mil y de alcohol 18 mil, que hacían un total de 7.508.000 toneladas de combustibles. En cuanto a la gasolina de aviación, en 1943 la producción en Alemania era de 299 mil toneladas y en 1944 de 307 mil toneladas. El consumo de gasolina de la Luftwaffe en 1944 era de 116 mil toneladas mensuales, la Wehrmacht consumía 149 mil toneladas de gasolina de automotor al mes, más 118 mil toneladas mensuales de diésel. En total Alemania produjo o importó unas 11.300.000 toneladas métricas de combustibles en 1943. Para hacer más crítico ese estado de cosas para Alemania, cuando Italia se rindió los Aliados confiscaron 140 mil toneladas de combustible y mediante la campaña de bombardeos durante 1944, que se realizaban desde bases en Italia, causaron la reducción drástica de la refinación de combustibles en Alemania cuya producción descendió desde el máximo de 700 mil toneladas de producción en febrero de ese año, a unas 275 mil toneladas en octubre. La importantísima gasolina de aviación, sufrió una reducción dramática pues pasó de unas 175 mil toneladas, a 10 mil toneladas. La gasolina para automotores se redujo en 60% y el diésel en 50%. Todos los combustibles sufrieron una reducción, de un total de 500 mil toneladas en marzo, a 125 mil toneladas en setiembre, pero luego tuvieron un repunte, debido principalmente a una producción extra de 30 mil toneladas de gasolina de aviación en noviembre. A partir de ese momento la producción se vino cuesta abajo.

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    Para tener una idea más clara del dramatismo de la escasez de combustible en Alemania y que fue la razón principal de su derrota, basta hacer una comparación entre la producción de EEUU y la producción Alemana. La producción de las refinerías de Estados Unidos en 1943 era de 4.125.000 barriles diarios, bien abastecidas por el crudo barato sudamericano, o sea que lo que producía EEUU en 15 días, era similar a la producción alemana durante todo un año, cuando todas las refinerías europeas estuvieron bajo control germano. El transporte de combustible desde Rumanía, en especial de las refinerías de Ploesti, durante los dos últimos años de guerra, fue muy difícil porque los ingleses minaron las aguas del Danubio, que era la vía fluvial de transporte del crudo hacia Alemania, pero que en invierno quedaba inutilizada debido al congelamiento de sus aguas. En esa época del año, el transporte se hacía por tren y como las vías férreas estaban congestionadas por la afluencia de tráfico de los transportes de tropas y material bélico, acosados por los bombardeos sistemáticos, el traslado del combustible sufría retrasos importantes. En particular hay que mencionar, que una vez ocupado el sur de Italia, eran cotidianos los bombardeos de las vías férreas que corrían desde Rumanía a Alemania, haciendo que la escasez de combustibles alcanzara niveles insostenibles. Ante tal circunstancia, el 24 de julio, las refinerías de Ploesti dejaron de ser un blanco estratégico para los Aliados, aunque seguían realizándose los bombardeos frecuentes de esa refinería, con bombarderos ligeros y cazas.

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Depósitos petrolíferos en llamas en Ploesti tras una incursión de bombardeo de la USAAF


    Otro dato interesante es que en 1940, Egipto producía 17.773 barriles diarios de petróleo que era bastante más que la producción interna alemana en esa misma época. Si Rommel hubiera logrado invadir ese país, por lo menos podría haber obtenido el combustible que tanto necesitó y que fue una de las causas, si no la principal, de su derrota. Pero además tenía la puerta abierta para desalojar a los británicos que mantenían ocupados los países árabes. Ante todas esas evidencias, se podría decir que quizás la Segunda Guerra Mundial tal vez debía haberse llamado la "primera guerra mundial del petróleo", pues como todos sabemos la que está en curso es la segunda.




4. FUENTE TEXTO Y FOTOS



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Re: El Proceso Bergius

Notapor cocinilla » 24 Sep 2011, 11:56

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