Francisco Martín García

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Oro negro: de su complicada extracción a su uso más innovador

El origen, su búsqueda y explotación

Empecemos por el principio, por el origen del petróleo. A diferencia de lo que muchos podríamos imaginar, el petróleo en su estado natural no se encuentra en cuevas subterráneas repletas de este oro negro en estado líquido. El petróleo se forma en la roca madre, una superficie creada hace millones de años mediante materia orgánica que se va depositando y “cocinando” debido a la presión y temperatura existente en tales profundidades.

Cuando el petróleo se encuentra en estado líquido, abandona la roca madre y escala hacia otros estratos de menos presión, se filtra por las rutas de migración -grietas en el terreno-, y queda almacenado en el yacimiento o reservorio -una roca, no un depósito- generalmente del tipo arenisca con alta porosidad. El petróleo no sigue subiendo más hacía la superficie porque encuentra en su camino una capa impermeable que lo envuelve.

Existen zonas del mundo como Oriente Próximo en la que las rocas son más arenosas, disgregadas y de mayor permeabilidad, lo que facilita su extracción. En otras, sin embargo, como en Venezuela, la arena de las rocas es tan suelta, que en su extracción se contamina el material con otros elementos – Beatriz Sánchez, técnico de comunicación en Repsol.

Hasta el Plan Estratégico 2008-2012, la petrolera española se dedicaba de forma casi exclusiva al downstream -refinar y comercializar el crudo-, salvo incursiones 30 años atrás de la llamada en aquella época Enpetrol -72% propiedad del Instituto Nacional de Industria-, propietaria del yacimiento Casablanca. La compañía compraba en el Mercado Internacional del Petróleo (CNEA) ingentes cantidades, para después refinarlo en sus instalaciones de la mejor forma posible y así aumentar la eficiencia de los vehículos, utilizarlo en la industria NAFTA (petroquímicos) o transformarlo en plásticos. La que tradicionalmente había sido una compañía refinera, encontró un hueco mediante un valor diferencial, una nueva tecnología de exploración, para adentrarse en un terreno de gigantes como BP, Epson, Shell, Chevron, o las compañías estatales de Arabia Saudita, Kuwait y Abu Dhabi, el de la búsqueda, extracción y producción o upstream.

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La construcción en el año 2002 del Centro de Tecnología de Repsol, supuso el verdadero inicio de la compañía en el nuevo campo del upstream. Porque cuando la exploración de un pozo petrolífero supone un coste medio de entre 50-70 millones de dólares (en torno a 1.500 metros), si es sobre plataforma continental, o 300-400 millones (en torno a 8.000 metros), si es *off-shore* -sobre el océano-, más vale estar seguros de que se va encontrar grandes cantidades de oro negro con el que rentabilizar esa acción. Las 400 personas que investigan en equipos multidisciplinares dentro los laboratorios de este centro tecnológico tienen un único objetivo, aumentar las probabilidades, actualmente en torno al 15-20% de media mundial, de éxito exploratorio.

Los pozos sobre plataforma continental son más fáciles de producir y han sido explotados durante años. Ahora que empiezan a escasear, tenemos que ir a por los más difíciles, es decir, aquellos que están sobre el mar, a más profundidad, o los que tienen más viscosidad.

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El procedimiento para perforar en un país consiste en adquirir primero los derechos de sísmica de ese país, esto es tener la autorización para lanzar campañas con ultrasonidos que generen una imagen de los estratos del terreno formado durante millones de años. En estas imágenes generadas mediante un software diferente en cada compañía, no se visualizan los hidrocarburos. Entran a escena los expertos en geología que tienen que determinar las probabilidades de que en una zona exista un reservorio. El software de Repsol, denominado Caleidoscopio, fruto del trabajo en su centro de tecnología, es el único del mundo en visualizar todo aquello que se encuentre bajo lechos de sal -grandes formaciones bajo tierra que impiden a los ultrasonidos pasar, haciéndoles rebotar a la superficie-. Gracias a esta ventaja competitiva, la compañía está pudiendo explotar yacimientos en Brasil. Otro software diferencial es Excalibur -en colaboración con IBM-, el cual mediante técnicas matemáticas permite realizar evaluaciones integrales de los yacimientos, pudiendo así, obtener toda la información del mismo (profundidad, tipo de estratos, porosidad de la roca, previsión de hidrocarburos y coste de la exploración) para tomar la decisión más acertada antes de perforar.

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A diferencia de la creencia popular, los pozos petrolíferos difícilmente se agotan. Para explotar un yacimiento medio, se tardan décadas. En los primeros años, la extracción es sencilla, por diferencia de presión, el petróleo sale a la superficie casi por sí solo, pero según se sigue extrayendo y la presión del subsuelo desciende, la extracción se va complicando. Es necesario introducir fluidos, como el agua o gas para equilibrar las presiones y llega un punto en el que el coste de explotación es tan elevado que no es rentable extraer petróleo. Se considera que este punto de no rentabilidad se alcanza en el 50% de la reserva de cada yacimiento. Llegado a este punto las petroleras no se olvidan de estos pozos, simplemente los sellan y esperan a que la tecnología siga avanzando permitiéndoles volver a él en un futuro, cuando su extracción sea rentable.

De todas las reservas exploradas del mundo, se estima que tendremos petróleo para más de 50 años. Se estima también que por formación de continentes, el 50% de las reservas mundiales están aún por explorar.

Asfaltos inteligentes, la mejora de las infraestructuras

Más del 50% de la población mundial vive en ciudades, grandes urbes repletas de infraestructuras que sufren un grave desgaste fruto de nuestra actividad diaria, en una sociedad con cada vez más escasez de recursos, costes de explotación y falta de interrelación.

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Las arterias de un país en forma de carreteras y autopistas están formadas por toneladas y toneladas del betún proveniente del petróleo, -a diferencia de las primeras construcciones que se hacían con el alquitrán procedente de la hulla del carbón- con compuestos perjudiciales para la salud. A diario millones de personas ruedan sobre estas superficies, que desde hace años han sido objetivo de investigación. Mucho hemos leído sobre asfaltos que redujeran la contaminación acústica de las carreteras, mezclas en las que se introducía polvo de neumáticas de caucho, dando así una salida viable ambientalmente al problema de tenerlos amontonados en grandes vertederos.

Pero nuestra visita al laboratorio de nuevos asfaltos, no podía quedarse aquí, estas mezclas ya tienen casi una década desde su concepción. Los proyectos más innovadores en este apartado, en los que trabaja el centro, se dividen en: asfaltos descontaminantes y asfaltos autoreparables.

Asfaltos descontaminantes: ¿No sería genial descontaminar una ciudad directamente desde sus carreteras? Preguntádselo al Ayuntamiento de Madrid dirán algunos, con toda la polémica surgida por los frecuentes altos niveles de contaminación de la capital española, esta solución es más que prometedora. Los asfaltos descontaminantes consisten en superficies capaces de captar los gases NOx -perjudiciales para la salud- expulsados por los tubos de escape de los vehículos (sobre todo diésel). El proyecto, denominado EQUINOX, está financiado y forma parte del Programa Horizonte 2020 de la Unión Europea. En detalle, la solución propuesta consiste en colocar en la superficie de la calzada un catalizador capaz de fijar y convertir los óxidos de nitrógeno en especies químicas no perjudiciales. El proceso por el cual comienzan las reacciones de transformación de los óxidos de nitrógeno es la fotocatálisis, que al igual que la fotosíntesis, requiere de luz para comenzar.

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Asfaltos autoreparables: Baches por aquí, baches por allá. Como parte del Proyecto REPARA 2.0, múltiples compañías como Sacyr, Acciona o Solid Forest están impulsando el desarrollo de betunes para ser empleados en tecnologías de rehabilitación preventiva de firmes en las que se diseñarán mezclas semicalientes autorreparables, que regeneren el pavimento de forma autónoma a lo largo del tiempo y además contengan material recuperado de carreteras antiguas. Este tipo de asfaltos emplean microcápsulas embebidas en el material que contienen un agente reparador. Esta sustancia, que puede ser un adhesivo, se libera cuando la cápsula se rompe al propagarse una grieta, y endurece para cerrar el incipiente fallo en la carretera.

La llegada masiva de los vehículos eléctricos

Eres una petrolera, el 70% de toda tu actividad va destinada a la movilidad de vehículos que se desplazan gracias a tus combustibles, el parque automovilístico global cambia, y se pasa del combustible a la electricidad, ¿qué haces?

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El dilema es claro, y la respuesta por parte de la petrolera española también. No está claro cómo lo afrontarán el resto de gigantes de la industria:

Daremos al transporte lo que necesite en cada momento. Si el transporte requiere de energía, suministraremos y almacenaremos energía en un primero momento, y posteriormente, la crearemos.

La industria tiene claro que el problema principal de los vehículos eléctricos actuales son sus baterías. A día de hoy, necesitas 6-8 horas al día para recargar las batería de tu vehículo de cara a la próxima jornada, es cierto que existen múltiples soluciones de recarga rápida en el mercado, ellas son capaces de cargar hasta un 80% del total de la batería en tan solo 20 minutos. Sin embargo, al meter tanta densidad energética en la batería, acortas su ciclo de vida, la estás sobrepotenciando. Teniendo en cuenta que la batería de un coche eléctrico significa en torno al 60% del valor total del vehículo, no es una buena idea acabar con ella antes de tiempo.

Artículo original escrito por Francisco Martín García publicado en Hipertextual.

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