Image: Petróleo sin reservas

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Ciencia

Petróleo sin reservas

La tecnología busca nuevos combustibles

27 septiembre, 2000 02:00

La crisis del petróleo se recorta ante un horizonte de progresivo agotamiento de las reservas. Contra esa perspectiva trabajan especialistas destinados a diseñar técnicas de prospección que alarguen las vidas de hidrocarburos. Mariano Marzo, catedrático de la Universidad de Barcelona, explica qué cabe esperar de estas innovaciones.

El agotamiento del petróleo es una de las predicciones más recurrentes. En 1914, la Oficina de Minas de Estados Unidos anticipó que las reservas americanas durarían apenas 10 años. En 1972, el Club de Roma asustó al mundo con sus vaticinios de una inminente sequía del oro negro. En 1978, el presidente americano Jimmy Carter dijo que el petróleo se habría agotado a finales de los años 80. Ninguno de los augurios se cumplió y hoy, gracias al avance de las técnicas de prospección y recuperación, las reservas superan los 800.000 millones de barriles, una cifra suficiente para cuarenta años de consumo. Pero, ¿hasta cuando prorrogará la tecnología la disponibilidad del crudo?

La realidad es que el descubrimiento de nuevas reservas se ha ralentizado: «las compañías están encontrando solamente un barril de petróleo por cada uno que consumimos», señala Colin Campbell, un geólogo de la consultora Petroconsultants. Hay que buscar nuevas fuentes de hidrocarburos. ¿Dónde? Y, sobre todo, ¿con qué medios?

Las innovaciones en materia petrolífera se reparten en dos grandes campos: el primero se refiere a las aplicadas a la mejora de las técnicas de prospección y extracción del petróleo en estado líquido; el segundo se encamina a la obtención de hidrocarburos equivalentes. No cabe duda que, en el primer apartado, el mar posee uno de los mayores potenciales. La explotación de yacimientos submarinos ha representado una bendición para la industria petrolera (no hay más que ver la bonanza de Noruega y Gran Bretaña por sus pozos del Mar del Norte). Pero la tecnología actual no puede operar a gran profundidad. Por eso la extracción "off shore" se concentra en aguas poco profundas (Golfo de México, costas del áfrica Occidental, Mar del Norte).

"Fabricar" petróleo

Aumentar la capacidad extractiva de las plataformas petroleras exige superar el peligro de la sobrepresión, es decir, la presión excesiva del petróleo almacenado a gran profundidad que hace peligrosa su extracción. Solventarlo es el cometido del proyecto GeoPop de la Universidad de Durham (G. Bretaña), financiado por 14 petroleras. Sus estudios, basados en modelos que simulan las condiciones en esos estratos geológicos, anticipan a los ingenieros las presiones con las que se toparán al perforarlos, ayudándoles así a manejarlas.

Otra alternativa proviene del lado de la biotecnología. No porque vaya a «fabricar» petróleo, sino por que ayudará a comercializar las reservas con altos contenidos de azufre. Este elemento contaminante entorpece su comercialización de cara a la legislación ambiental, cada vez más rigurosa respecto de los niveles sulfurosos en gasolinas.

«El azufre es uno de los principales responsables de la lluvia ácida», explica Eduardo Díaz, investigador del Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC. Este experto -uno de los más destacados en España en el área de la biodegradación- ha recibido financiación de Repsol y otras empresas del sector para el diseño de bacterias seudomonas transgénicas, capaces de «comerse» el azufre del crudo.

El 60 por ciento del contenido de las reservas de crudo es demasiado pesado, y su desulfurización muy cara con los métodos actuales. De diseñarse microbios adecuados, se agilizará la puesta en mercado de vastos volúmenes de petróleo.

Otra ayuda microbiana concierne a la recuperación del petróleo falto de presión para subir a superficie, frecuente en los pozos semiagotados. En EE UU y el Cáucaso han echado en ellos microbios transgénicos que segregan gas, agua y otras sustancias que tornan al petróleo menos viscoso y facilitan su extracción. Con este recurso la tasa de recuperación aumenta entre 10 y 40 por ciento. Pero si dichas innovaciones resultan fructíferas, todo indica que dentro de 50 años resultará difícil hallar bolsas de hidrocarburos líquidos en estratos sedimentarios formados hace millones de años. Urge, por consiguiente, buscar nuevas formas de oro negro.

Una opción interesante son las arenas bituminosas, una mezcla de betún, arena, agua y arcilla dispersa en todo el mundo, con enormes depósitos en Alberta (Canadá) y Venezuela. Sólo en Canadá se conocen yacimientos de más de 1,7 billones de barriles de betún, de los cuales se podrían recuperar 300.000 millones de barriles de petróleo.

Boom bituminoso

Su explotación comenzó hace tres décadas; pero los bajos costos del petróleo líquido frenaron su avance. Ahora el costo de producir un barril a partir del betún ha descendido a 13 dólares, aunque continúa siendo alto respecto de los cinco que cuesta extraerlo en Medio Oriente. De todos modos, fuentes de la industria petrolera local hablan de un «boom» bituminoso que abastecerá a Canadá hacia el 2010.

Al repertorio alternativo hay que agregarles otros hidrocarburos submarinos: los hidratos de metano. Compuestos sólidos de agua y metano, se localizan bajo el subsuelo oceánico. Los expertos calculan que allí se esconden depósitos de 20.000 billones de metros cúbicos, el doble de las reservas globales de petróleo, carbón y gas natural. Tan fabuloso botín no es de fácil acceso. Generado por la descomposición de los sedimentos marinos, el metano se une a moléculas de agua en condiciones de baja temperatura y alta presión, y se transforma en hidratos. Pero su extracción se perfila en extremo ardua.

Para empezar, se esconden a cientos de metros bajo fondos marinos situados, a su vez, a unos 3.000 metros de profundidad. Además de encontrarlos, hay que extraerlos y trasportarlos, y, con frecuencia, los hidratos se presentan entremezclados con barro, lo cual impone un proceso añadido de refinado, costoso y complicado. Además, su manejo «es tremendamente peligroso», comenta Richard Seller, experto de la Royal School of Mines (Londres). «Si se perfora con un barco convencional y la sustancia se desestabiliza, todo el gas emergería burbujeando y la embarcación se hundiría«. Al descongelarse, el gas se expande unas 160 veces su volumen en estado sólido. «Algunas plataformas petroleras del Mar Caspio fueron destruidas por la liberación accidental de grandes cantidades de metano». De hecho, una hipótesis de las desapariciones de barcos atribuidas al Triángulo de las Bermudas las achaca a la liberación de burbujas gigantescas de metano atrapado en el lecho subyacente.
En este terreno los japoneses figuran en cabeza. Si su tecnología pasa la prueba, en dos años sacarán metano comercialmente de la península de Omae Zaki (Japón). Su explotación beneficiará a los países americanos, cuyas costas encierran los principales yacimientos (el resto se distribuye en Extremo Oriente, la Antártida y Escandinavia).

Queda el recurso al gas natural y al carbón, cuyas reservas superan de lejos a las de petróleo. Existen tecnologías para formar con las dos materias primas hidrocarburos similares a los de la gasolina. «Se trata de simular lo que hizo la naturaleza», dice José Luis García Fierro, coordinador del área de química y tecnologías químicas del CSIC. «Está demostrado y patentado, pero sus procesos no resultaban competitivos; aunque algunos ya son rentables con un barril a 35 dólares».

Tales opciones no son nuevas. En realidad, se desarrollaron en la II Guerra Mundial en Alemania, con el fin de fabricar combustibles líquidos para vehículos. «La tecnología se exportó a Sudáfrica, y en los años 50 ya fabricaban allí gasolina sintética limpia, sin azufre y muy buena desde el punto de vista de la automoción», añade García Fierro. En aquel país el carbón tenía un precio muy bajo, y además la autarquía favorecía las alternativas independientes del suministro exterior.

Futuro incierto

Por supuesto, los escenarios descritos chocarán con las exigencias ambientales. Lo que menos querrían los ecologistas es la prolongación indefinida de la combustión de hidrocarburos. En su opinión, esta sustancia escasa debería reservarse para la producción de aromáticos, pinturas y plásticos, en lugar de despilfarrarse en combustibles. No hay que olvidar que la dependencia del petróleo como fuente energética significará más oleoductos, mayor trasiego de buques petroleros y un aumento de los vertidos catastróficos para el medio ambiente.

Cuesta anticipar el porvenir de los hidrocarburos, aún si la tecnología garantiza su suministro. Su suerte dependerá del costo del petróleo común, de la competencia de las energías alternativas y de la presión social contra el calentamiento global y la contaminación. A largo plazo, el último factor de la ecuación puede resultar el decisivo, conforme las temperaturas suban y las emisiones de CO2 sigan aumentando.

Cóctel de energías

El cálculo del volumen de hidrocarburos (petróleo y gas natural) recuperable del subsuelo de nuestro planeta debe considerar al menos cuatro sumandos: 1) la producción acumulada hasta la fecha, 2) el volumen probado de reservas, 3) el incremento en las reservas resultante del desarrollo de los campos en producción y 4) las reservas por descubrir. Cualquier intento de predicción del balance entre reservas disponibles y necesidades de producción debe tener muy presente que las cifras relacionadas con los parámetros anteriores no permanecen invariables en el transcurso del tiempo. En realidad, deben someterse a un constante proceso de revisión en función de los avances tecnológicos y de los cambios en las condiciones económicas, ambientales, sociales y políticas. Por lo tanto, las previsiones efectuadas por los diversos analistas puedan ser radicalmente diferentes. Por ello, la predicción que nos ocupa contempla tres hipótesis o escenarios posibles. Las tres asumen una demanda energética creciente y un máximo en la población mundial que se situaría alrededor de los 11.000 millones de personas en el año 2060. Sin embargo, difieren en un punto esencial: cómo la preocupación sobre el cambio climático puede influenciar en la producción de petróleo y gas natural.

El primer escenario ("cornucopia") contempla una gran abundancia de reservas de hidrocarburos y un elevado ritmo de producción, que a partir del año 2040 iniciaría un lento declinar, y que en cualquier caso permitiría satisfacer la práctica totalidad de la demanda energética del siglo XXI. Otro escenario, drásticamente opuesto al anterior, contempla volúmenes de reservas y ritmos de producción mucho más bajos, asistiendo a un rápido declive de la producción a partir del 2015, de tal manera que en 2060 podríamos asistir al "fin de la era del motor de combustión interna". Ni que decir tiene que tal escenario demanda la inmediata puesta a punto y utilización de otras fuentes energéticas.

La mayoría de los analistas creen más probable un escenario intermedio ("cóctel de energías"), en el que a partir del año 2020 asistiríamos a un lento declive de la producción de petróleo y gas natural que, dado el incremento de la demanda energética, se acompañaría por una progresiva implantación de un abanico de fuentes energéticas complementarias, tales como las hidráulica, solar, eólica, geotérmica, etc., sin olvidarnos de la recuperación y puesta al día de algunas fuentes más tradicionales, como el carbón, o controvertidas, como la nuclear.

La viabilidad de los escenarios "cornucopia" y "cóctel de energías", que presuponen tasas de producción relativamente altas durante periodos prolongados de tiempo, requieren innovaciones tecnológicas agresivas, tanto en el campo de la exploración como en el de la producción de hidrocarburos. Posiblemente, durante los próximos 20 años, esta innovación se centrará sobre temas tales como: 1) mejora de los equipos de perforación en aguas profundas, 2) tecnología de sondeos, con especial énfasis en los horizontales y multilaterales, 3) integración de los métodos de exploración geológicos y geofísicos con los de la ingeniería de producción para la caracterización y visualización en tres y cuatro dimensiones de las rocas almacén, 4) desarrollo de una nueva generación de métodos geofísicos, 5) optimización de la producción para la recuperación de crudos pesados, 6) producción de gas a partir de rocas almacén sobrecompactadas y de capas de carbón, 7) conversiones metano-líquido y metano-hidrógeno, 8) reducción de la emisión de sustancias contaminantes, como el dióxido de carbono, metano y diversos compuestos del azufre y el nitrógeno.

Mariano Marzo