El
petróleo de esquistos bituminosos o shale oil, es un petróleo no convencional
producido a partir de esquistos bituminosos mediante pirólisis, hidrogenación,
o disolución térmica. Estos procesos convierten a la materia orgánica contenida
dentro de la roca (querógeno) en petróleo sintético y gas.
El petróleo resultante puede ser utilizado como combustible o ser mejorado para
ajustarse a las especificaciones del material que alimenta una refineria
mediante el agregado de hidrógeno y la eliminación de impurezas tales como
azufre y nitrógeno.
Los productos refinados pueden ser utilizados para los
mismos fines que aquellos obtenidos a partir del petróleo crudo.
Tres colinas de escombros de esquistos en West Lothian,
evidencia de la primitiva industria de parafina de petróleo en el siglo XIX en
Escocia.
El
petróleo de esquistos fue una de las primeras fuentes de aceite mineral usadas
por los humanos. Su uso más antiguo del cual existan registros fue en
Suiza y Austria a comienzos del siglo XIV.2 En 1596, el médico personal de
Frederick I, Duque de Württemberg escribió acerca de sus propiedades curativas.
El petróleo de esquistos
fue utilizado para alumbrar las calles de Modena, Italia a comienzos del
siglo XVII. La corona británica otorgó una patente a tres personas en 1694 que
habían "encontrado la
manera de extraer y producir grandes cantidades de pitch, brea, y aceite de un
cierto tipo de roca." Posteriormente comercializado como Betton's
British Oil, se promocionaba diciendo que el producto destilado había sido
"probado por buzos en dolores y contunsiones con gran efecto
beneficioso." Las
industrias modernas de extracción de shale oil se crearon en Francia hacia 1830
y en Escocia durante la década de 1840. El petróleo era utilizado como combustible, como
lubricante, y como aceite para lámpara; la revolución industrial había
aumentado la demanda de iluminación. Servía para reemplazar al aceite de ballena que era cada vez más
escaso y costoso.
Durante finales del siglo XIX, se construyeron plantas
para extracción de shale oil en Australia, Brasil y Estados Unidos. China
(Manchuria), Estonia, Nueva Zelanda, Sudáfrica, España, Suecia, y Suiza
producían shale oil a comienzos del siglo XX.
El descubrimiento de petróleo crudo en Medio Oriente a
mediados del siglo XX paralizó a la mayoría de estas industrias, aunque Estonia
y Noreste de China mantuvieron operativas sus industrias de extracción hasta
comienzos del siglo XXI. En
respuesta al aumento de los costos del petróleo a comienzos del siglo XXI, han
recomenzado operaciones de extracción y/o de exploración en Estados Unidos,
China, Australia, y Jordania.
El petróleo de esquistos bituminosos puede extraerse
mediante pirólisis, hidrogenación, o disolución térmica. La pirólisis de la
roca es realizada en un retorta, situada encima del suelo o dentro de la propia
formación de roca. En 2008 la mayor parte de las industrias extractivas de
shale oil extraían, trituraban
y transportaban la roca hasta una instalación de retortas, aunque se han
probado algunas técnicas
experimentales que permiten extraer el petróleo in-situ en el mismo lugar de
extracción. La temperatura a la cual el querógeno se descompone en
hidrocarburos estables varía según el tiempo del proceso. En la descomposición sobre suelo
el proceso comienza sobre los 300 °C, pero puede acelerarse y completarse a
temperaturas más altas. Las descomposición se realiza de forma más
óptima entre 480 y 520 °C.
Los
procesos de hidrogenación y disolución térmica (mediante procesos de reactivos
de fluidos) permiten extraer el petróleo usando un donante de hidrógeno,
disolventes o una combinación de estos.
La
disolución térmica implica la aplicación de disolventes a una elevada
temperatura y presión, incrementando la salida de petróleo por craqueo
de la materia orgánica disuelta. Diferentes métodos producen shale oil con
diferentes propiedades.
Una medida crítica para estudiar la viabilidad de la
extracción del shale oil es
la relación entre la energía producida por el shale oil extraído respecto a la
cantidad de energía necesaria para extraerlo y procesarlo, una relación
denominada "Energía retornada respecto a energía invertida" (en
inglés "Energy Returned on Energy Invested"). En 1984 un estudio
estimó que la relación para varios depósitos de shale oil variaba entre 0'7 y
13'3.
Estudios más recientes indican que la relación de los
shale oil variaría entre 2 a 16, dependiendo de si la energía consumida es
contada a su vez como energía producida. Royal Dutch Shell informó sobre relaciones
entre 3 a 4 en extracciones que desarrollaron tecnologías de procesamiento in
situ."
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