Como afectan las prospecciones petrolíferas al medio ambiente.

Hace ya mucho tiempo que se viene hablando sobre las prospecciones petrolíferas, como las diferentes compañías intentan buscar más allá de sus fronteras suelos para explotarlos y extraer hidrocarburos. Pero, ¿se conoce cuales son las fases de este proceso y sobre todo, cual es el impacto medioambiental?

En una primera fase, las compañías se centran en buscar información y realizan un estudio previo sobre el área a inspeccionar: pruebas magnéticas y geológicas, estudios regionales, estudios medioambientales previos, etc.

En una segunda fase, se realizan sondeos acústicos. Con estos sondeos se pretende determinar la situación y extensión de los yacimientos. Para ello se lleva a cabo  una serie de detonaciones submarinas que generan unas ondas de resonancia y permiten conocer la composición de la roca. Estas detonaciones suelen alcanzar unos niveles de sonido entre los 215 y 230 decibelios (dB).

En la tercera fase, se procede a la perforación para la toma de muestras y si todo es viable, se procederá a la implantación de la planta petrolífera para la extracción de petróleo o gas. En esta última fase se utilizan diferentes productos químicos como por ejemplo lodos de compactación que sirven para ejercer presión sobre la bolsa de hidrocarburos y evitar por lo tanto posibles explosiones durante su perforación.

Es de reconocer que las existencias de petróleo y gas en nuestro planeta son escasas a medida que avanzan los años pero, ¿somos conscientes de los graves problemas medioambientales que trae consigo una explotación de este tipo en el mar? ¿Están las empresas preparadas para gestionar los riesgos que puedan surgir?

Recordemos la catástrofe de la plataforma petrolífera situada en el Golfo de México propiedad de Transocean y operada por BP, la cuál explotó ocasionando la muerte de muchos de sus trabajadores y multitud de vertidos al mar. En la siguiente foto se puede observar como quedaron algunas de las aves.

 

Figura 1. Aves tras el desastre en el Golfo de México [IBRRC Flickr account]

 

En los últimos meses, varias son las manifestaciones que se están llevando a cabo tras la autorización del Gobierno Español a la compañía Capricon Spain Limited para realizar prospecciones sísmicas en el Golfo de Valencia. Y no es la única, ya que la empresa Spectrum Geo Limited ya ha iniciado los trámites para llevar a cabo prospecciones en otro punto del Mar Mediterráneo.

El pasado día 26 de febrero de 2014 se presentaron, dentro del Foro Económico Mundial, las 10 nuevas tecnologías que cambiarán el futuro. Además, el presidente del departamento de tecnologías emergentes dice estas tecnologías tienen un potencial impacto positivo y real en el futuro, entiendo que se refiere a que serán tecnologías que se implementarán y que no se quedarán en meros proyectos. Veremos si realmente es así.

Las 10 tecnologías que cambiarán el futuro son:

  1. Control del estrés
  2. Materiales ligeros y resistentes
  3. Desalinizar agua
  4. Almacenamiento de energía
  5. Baterías más potentes y duraderas
  6. Proyecciones en el espacio
  7. Terapias con bacterias
  8. Medicinas de RNA
  9. Máquina previsoras
  10. Control a través del pensamiento

De las anteriores, voy a hablar de las que, a priori, son más afines a la rama de la ingeniería química.

 

Materiales ligeros y resistentes

Las emisiones de gases a la atmosfera son un motivo de preocupación ambiental. Un porcentaje elevado de estas emisiones proviene del transporte y su eficiencia.

Las nuevas técnicas que se utilizan para la producción de nanoestructuras de fibras de carbono tienen una potencial aplicación en el ámbito, entre otros, de la industria del automóvil. El uso de materiales más ligeros en la producción de vehículos repercute en el consumo de combustible de estos, en sus emisiones y, por lo tanto, en la eficiencia de la movilidad. Se estima que el uso de estos materiales podría disminuir el peso de los vehículos en un 10%.

Pero claro, cuando hablamos de movilidad, no sólo debemos pensar en la eficiencia como tal, debemos de pensar también en la seguridad. Para aumentar la resistencia y la tenacidad de estos nuevos materiales, la interfase entre las fibras de carbono y la matriz polimérica que está alrededor, está diseñada a nanoescala (se utilizan nanotubos) para mejorar el anclaje del sistema. En el caso que haya un accidente, estos materiales son capaces de absorber el golpe, distribuir la fuerza y garantizar la seguridad de los pasajeros que viajan en el vehículo.

 

Desalinización de agua

A medida que la población mundial sigue creciendo y que los países se van desarrollando, el uso (y mal uso) del agua está creciendo. Tal es el crecimiento que el agua podría convertirse en una de los recursos naturales más limitados de nuestro planeta. Ríos tan importantes como el Colorado, el Murray-Darling o el río Amarillo son ríos altamente afectados por la falta de agua, hecho que provoca que durante algunos períodos del año, estos ríos no lleguen a desembocar en el mar.

Hay que tener en cuenta que el agua se utiliza en todos los ámbitos de nuestra vida: alimentación, sanidad, industria, agricultura, ocio, etc. Y como ya apuntaba antes, en algunos se esos ámbitos se hace un uso abusivo y poco consciente de este recursos natural necesario para nuestra vida.

Debido a este elevado consumo de agua a nivel mundial, las tecnologías de desalinización de agua es normal que aumenten para intentar abastecer al mercado. La desalinización (que también fue una tecnología emergente y del futuro en el paso año 2013) presenta dos inconvenientes importante: el elevado consumo de energía para el proceso químico y la producción de salmuera concentrada. Esta salmuera, cuando se vuelve a enviar al mar, puede tener un impacto muy importante en la flora y la fauna marina, ya que se está modificando el ecosistema. Estas nuevas tecnologías que cambiarán el futuro proponen utilizar esta salmuera para potenciar materiales valiosos, como por ejemplo, el litio y el magnesio. Ambos son minerales usados en las baterías de alto rendimiento y en aleaciones ligeras.

 

 

Se proponen además, nuevos procesos químicos basados en catálisis, para poder extraer esos minerales de la salmuera (rechazo de la desalinización), consiguiendo, a medio y largo plazo, que el coste de esto procesos sea más rentable que la explotación de minas que contienen estos minerales.

ABS: Copolímeros acrilonitrilo-butadieno-estireno 

Los Copolímeros acrilonitrilo-butadieno-estireno, o también llamados comercialmente como Copolímeros ABS, son también muy conocidos mundialmente debido a las propiedades tanto químicas como físicas que proporciona cada uno de los polímeros tras su copolimerización. Su estructura molecular puede observarse en la Figura 1:


Figura 1. Estructura molecular copolímero acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)

 

Existen principalmente dos procesos para su fabricación: en emulsión y en masa, siendo el proceso en emulsión el más utilizado comercialmente.  A continuación se explica el proceso en emulsión para su obtención.

En primer lugar se introduce el butadieno en un reactor tipo batch y se produce la polimerización de éste. En este reactor se produce un látex de caucho que posteriormente añadido a un segundo reactor donde se introduce y polimeriza el estireno y el acrolonitrilo  produce lo que se llama látex ABS. 

Consecutivamente, este látex ABS pasa por diferentes etapas donde en la primera se produce su coagulación. Esta coagulación se realiza a elevadas temperaturas y mediante la adición de NaCl. Después se filtra con agua de lavado para eliminar las posibles impurezas e inherentes y es secado mediante un proceso con aire caliente para producir y poder empaquetar para su posterior venta el llamado copolímero ABS.

Como dato adicional, destacar que la producción de este tipo de copolímero requiere un aporte mayor de energía que el resto de procesos de los que se ha hablado. Esto es debido a que se requiere mucha energía para la recuperación del polímero.

Entre las propiedades que tiene dicho copolímero, destacar en primer lugar las características que proporciona cada polímero por separado, para después sintetizar las propiedades que aporta tras su combinación. El acrilonitrilo por sí solo proporciona: elevada resistencia térmica y a la fatiga, elevada resistencia química, dureza y rigidez. 

SBR: Copolímeros estireno-butadieno

Estos copolímeros son más conocidos como Caucho SBR. Actualmente es el caucho sintético mas utilizado. Su estructura molecular se puede apreciar en la Figura 1.

Figura 1. Fórmula molecular del SBR

 

Este tipo de Copolímero puede ser fabricado mediante dos tipos de vías:

-    Emulsión en frío. Proceso en el que la polimerización se lleva a cabo a baja temperatura y en agua.
-    Polimerización en solución aniónica.

a)  Emulsión en Frío 

Actualmente se puede decir que es la técnica más usada para la producción de este tipo de copolímeros. El proceso de emulsión en frío consta de 4 etapas diferenciadas, donde va desde la preparación de los reactivos o materia prima, pasando por los procesos de polimerización y recuperación de los monómeros, para por último llegar a la fase de coagulación y secado donde se obtiene el copolímero o la goma propiamente dicha. Pasemos a describir más detalladamente cada una de las fases en las que consta el proceso de emulsión en frío: 
    
a.1)  Preparación de Reactivos

En esta primera fase o proceso, los monómeros deben de ser tratados para eliminar todo aquella sustancia o producto químico utilizado para el almacenamiento y transporte de dichos monómeros. 
Posteriormente, los dos monómeros se suelen mezclar en proporciones en peso de butadieno-estireno de 3-1. Con esta relación se consigue unas propiedades óptimas.

a.2) Reacción de Polimerización

La polimerización transcurre en una serie de reactores agitados en serie. El flujo va pasando de reactor en reactor donde se va desarrollando la reacción química. 
En todas las reacciones de polimerización, en la fase final hay que añadir una solución para detener el continuo avance de la reacción. En este caso, para detener la reacción se introduce una solución de C12H26S en el reactor final para detener la polimerización.

a.3) Recuperación de Monómeros

En esta fase, se recupera los monómeros que no han reaccionado en la anterior fase. Se recuperan y se reciclan para ser usados posteriormente. 

a.4) Coagulación y posterior Secado

El producto resultante de la reacción de polimerización y libre de inhibidores es enfriado posteriormente para que se produzca su coagulación. Se almacena en tanques de homogenización y por último, el polímero producido que contendrá aproximadamente entre el 45-55% de H20, es secado y prensado en sacos para su posterior venta.