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11 de marzo de 2016 | por: Equipo Comunicación | 0 comentarios

La ingeniería de petróleo en la explotación de arenas bituminosas

Los depósitos más importantes de arenas bituminosas se encuentran en Alberta (Canadá), son areniscas del Cretácico. Es el único lugar donde se explotan industrialmente, con una larga tradición. También se explotan en Venezuela, pero con producciones muy pequeñas. Concretamente, de las arenas bituminosas de Alberta (Canadá) hablaremos en este artículo sobre ingeniería de petróleo.

ingeniería de petróleo

Las  arenas  bituminosas,  son  una combinación  de  arcilla,  arena,  agua,  y  bitumen  o betún. De las arenas de alquitrán se extrae un bitumen similar al petróleo el cual es convertido en un petróleo crudo sintético o refinado directamente por refinerías especializadas para obtener productos del petróleo.

Podemos decir que como promedio, el betún o bitumen contiene un 83,2% de carbón, 10,4% de hidrógeno, 0,94% de oxígeno, 0,36% de nitrógeno y 4,8% de azufre.

El depósito de Athabasca, en Canadá, es el mayor depósito de bitumen crudo en el mundo y el mayor de los tres depósitos de arena petrolífera en Alberta, junto con los cercanos depósitos de río de la Paz y lago Cold. Juntos, estos depósitos de arena de petróleo quedan bajo 141.000 km2 de bosque boreal escasamente poblados y “muskeg” (Pantanos de turba). Además, el depósito de Athabasca es la única gran reserva de arenas de petróleo en el mundo que es adecuada para la minería a cielo abierto a gran escala, aunque la mayor parte de él sólo puede producirse usando la tecnología in situ más recientemente desarrollada.

Las arenas bituminosas de Alberta son el “arma energética secreta” de Canadá. A la sombra del círculo polar, a 960 Km al Norte de Montana se encuentra la provincia de Alberta, el bosque de Canadá. Es un territorio de bosques vírgenes del tamaño del estado de Nueva York y que ha estado intacto hasta ahora, momento en que se está desarrollando una de las hazañas más grandes de la ingeniería petrolera mundial.

La naturaleza les ha puesto las cosas lo más difíciles posible, porque a pesar de que el depósito de petróleo más rico del planeta se encuentre bajo sus pies, se halla casi fuera de su alcance y ninguna perforadora puede extraerlo porque no es líquido.

Es por eso que se usa la excavadora más grande del mundo en su categoría, con 21 metros de altura (equivalente a 2 autobuses escolares colocados en vertical, uno encima del otro). Con un potencia de 8000 C.V, esta excavadora de 1300 Tm es capaz de levantar 90 Tm de arenas bituminosas en cada cucharada.

 ingeniería de petróleo

El sistema de transporte hasta la planta de procesamiento se realiza a través de una flota con algunos de los camiones más grandes del mundo. Cada uno pesa 250 Tm y mide 6 metros de alto (igual que 3 todo terrenos, uno encima del otro). Pueden avanzar por caminos de grava a 67 km/h en medio de una cegadora tormenta de polvo y pesan bastante más que un Jumbo 747. Los camiones funcionan 24 horas, 7 días a la semana, 365 días al año. La flota de volquetes es, por tanto, la sangre vital para la mina de arena.

 ingeniería de petróleo

La combinación de excavadora y camión suponen una mejora sobre la dragalina y la cinta transportadora, pero nada es perfecto. En la época de deshielo, las carreteras se reblandecen y para este tipo de camiones, con su peso y dimensiones, son tan peligrosas como arenas movedizas.

Con una media de 1200 viajes diarios entre la refinería y la mina, es inevitable que alguna vez alguien se quede atascado en algún sitio, de tal forma que su única opción sea dejar la carga y seguir. De esta forma, 200 barriles volverían a la madre tierra pero rápidamente otro camión llegaría a ocupar su lugar. En cualquier caso, nunca puede dejar de entrar arena en las fauces de la planta de extracción.

 ingeniería de petróleo

El último trecho del viaje comienza en el tren, que tiene tres partes:

– La primera parte es una zona con unas trituradoras en forma de bocas, donde los camiones vacían su carga para que sea triturada en trozos más pequeños.

– Después la arena triturada pasa, a través de una cinta transportadora, hasta una tolva, el corazón del sistema de transporte. Se trata de una especie de colador gigante que regula el flujo de la mezcla de petróleo y arena, para que fluya con un ritmo constante.

– Al final la arena que sale de la tolva se almacena en un silo de 42 metros de alto, donde la arena se mezcla con agua y pasa finalmente a la planta de procesamiento.

¿Cómo se procesan las arenas bituminosas? Con un sistema inspirado en la propia naturaleza. Cada grano de arena tiene una fina capa de agua. Sin el agua, el petróleo y la  arena se fundirían para siempre, pero, gracias al agua, este proceso se evita y la arena puede aislarse y extraerse. La receta para separarlas es por tanto muy fácil. Se añade un montón de agua caliente, un poco de sosa caústica y se agita bien.

Cada  día  se  mezclan  con  agua  caliente  500.000  Tm  de  arenas  en  unas  batidoras gigantes  de  100  metros  de  largo,  las  cuales  se  deshacen  violentamente  de  las  rocas  más grandes. Una vez eliminadas esas piedras, se añade agua caliente y se vierte la mezcla en los vasos de separación. Allí se añade más agua aún a la mezcla, y así poco a poco, el petróleo, formado por glóbulos de brea de bitumen, se separa por flotación y sube a la superficie.

 Una vez consistente, ese bitumen se vierte en unos recipientes de recolección y ya pasa a la refinería, para obtener gasolinas, kerosenos, fuelóleos, etc…

Las arenas bituminosas o “tar sands” de Alberta son uno de tantos recursos petrolíferos no convencionales presentes en el mundo y cuya existencia nos asegura el mantenimiento de nuestras reservas y la garantía de un suministro fiable en las próximas décadas.

Las reservas mundiales de petróleo contenidas en este tipo de acumulaciones no convencionales, en Alberta, son enormes. Se estiman en 174.500 millones de barriles (equiparable a las reservas convencionales de petróleo de Arabia Saudita) y podrían llegar a 315.000 millones de barriles en un futuro.

Álvaro Mesonero, profesor del Máster en Petróleo y Gas: Prospección, Transformación y Gestión

Máster en Petróleo y Gas: Prospección, Transformación y Gestión

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