LA EXPLOTACIÓN de las sustancias minerales de la corteza terrestre, que pueden encontrarse tanto en la superficie como en las profundidades, puede realizarse por procedimientos de extracción sólida, líquida o gaseosa.
Las características de las zonas marinas de donde se obtienen estas sustancias, son como las de tierra firme, es decir, un conjunto de huecos de distintas formas, en donde las labores que se pueden llamar mineras deben ejecutarse para llegar al yacimiento, enlazarlo con la superficie, dividirlo en secciones para extraer el mineral de una manera ordenada, segura y económica. Antes de iniciar las labores mineras se tiene que localizar y determinar el yacimiento, realizando los trabajos conocidos como "búsqueda y prospección".
La minería submarina puede llevarse a cabo de diferentes formas: por dragado o excavación directa del fondo del mar en los yacimientos situados en superficie de rocas; por la explotación subterránea de pozos o galerías, cuando el mineral está situado a mayor profundidad, y por la explotación con sondeo para las sustancias especiales, como el petróleo, el gas, el azufre, y diferentes sales.
El petróleo, hidrocarburo líquido oleaginoso, es de origen orgánico y su formación comprende un complicado proceso que se inicia con la acumulación de residuos de origen orgánico de plantas y animales, los cuales se depositan junto con otros sedimentos como la arena, el limo y la arcilla, productos de la erosión continental.
A medida que aumenta la profundidad en donde se depositan estas sustancias, una porción de la materia orgánica se transforma, por procesos químicos, en hidrocarburos, incluyendo el petróleo crudo y el gas.
Las principales condiciones que requiere la acumulación de estos productos comprenden espesas secciones de estratos sedimentarios, constituidos por capas permeables como las formadas por piedra arenisca y capas impermeables de restos orgánicos compactos.
También es necesario que las capas presenten algún tipo de arreglo que permita interceptar y guardar las acumulaciones de sedimento, como son las estructuras abovedadas o vueltas hacia arriba, que se pueden localizar en estratos permeables para dar cabida al petróleo crudo y al gas, y contenerlos dentro de estas capas de tipo reservorio.
Mediante el uso de técnicas geofísicas y de perforación, que permiten el relevamiento y la exploración de los estratos sedimentarios a grandes profundidades por debajo de las plataformas continentales, se han descubierto, en muchas zonas marítimas, las condiciones favorables para la acumulación del petróleo crudo y de gas.
Las plataformas no sólo se extienden sobre un gran espesor de sedimentos sino que satisfacen las otras condiciones requeridas para la acumulación del petróleo crudo y del gas.
Aunque el primer descubrimiento de petróleo bajo el mar fue reportado hace 75 años más o menos, en aguas poco profundas frente a la costa de California, no fue sino hasta 1946 cuando se inició la exploración intensiva de las zonas costeras mundiales.
Desde esa época se calcula que más de 16 000 pozos han sido perforados en plataformas continentales a profundidades mayores y a distancias cada vez más alejadas de la costa, lo cual confirma la aseveración de algunos investigadores de que la reserva mundial petrolera se reduce año con año, y que si en 1985 alcanzaría para 30 años de consumo, en el año 2000 sólo habrá para 20.
Las técnicas modernas permiten extraer petróleo crudo en aguas con profundidades que llegan a los 100 metros y localizadas hasta a 100 kilómetros de la costa. La exploración ya está en marcha en las plataformas continentales de 75 países, 28 de los cuales están produciendo o están por producir petróleo crudo y gas submarinos.
La producción mundial en estas áreas frente a las costas ha aumentado hasta alcanzar el 17% del total de la producción de petróleo crudo, y las reservas estimadas próximas a la costa suman un 21% de los 60 mil millones de toneladas que constituyen el total de la reserva mundial.
La razón principal para esta gran actividad de exploración y de explotación de la zona costera es el rápido aumento de la demanda mundial de energía, y la probada capacidad de las plataformas continentales para suministrar una parte sustancial de hidrocarburos. Aun cuando se espera que las plataformas continentales satisfagan una parte significativa de los futuros requerimientos petroleros, la industria ya está recurriendo a las zonas de aguas más profundas de los taludes continentales para la futura provisión del petróleo, y, posiblemente, en los próximos años se llegará a trabajar en las regiones continentales todavía más profundas y en los mares semicerrados también profundos, que se caracterizan por sus espesos sedimentos.
Las operaciones marinas de exploración geológica y geofísica son diferentes de las realizadas en tierra firme, aunque, en esencia, los métodos sean los mismos; sin embargo, los estudios marítimos exigen que los aparatos de medida sean colocados en el fondo del mar, descendiéndolos con cables y nivelándolos con mando a distancia, antes de efectuar las lecturas y además que estén construidos con materiales especiales que resistan la acción corrosiva del agua del mar.
Ya se cuenta con la tecnología necesaria para investigar, no sólo las partes exteriores de las márgenes continentales y los mares semicerrados, sino también las cuencas oceánicas profundas. Buques perforadores de profundidad han trabajado en profundidades de más de 1 500 metros en el talud continental superior del Golfo de México y en el Atlántico occidental; el buque perforador Glomar Challenger se halla realizando varios trabajos similares en los mares semicerrados y en las cuencas oceánicas a profundidades superiores a los 6 mil metros, como parte del proyecto de perforación bajo aguas profundas de los Estados Unidos.
Recientemente se reportó que el Glomar Challenger, al perforar una de las elevaciones estructurales debajo de la planicie abisal del Golfo de México, a 3 580 metros, extrajo petróleo y azufre, utilizando para ello tubería que penetró a 137 metros de la corteza. Si bien no se trata de un descubrimiento con valor comercial, es la mejor prueba de que posiblemente existe petróleo en mares semicerrados a esas profundidades.
En la exploración de los recursos petroleros costeros se utilizan plataformas flotantes y barcos para perforar pozos, y la tecnología para hacerlo está limitada a una profundidad máxima de unos 450 metros.
Después de esta exploración, y a medida que van apareciendo acumulaciones de petróleo consideradas como comercialmente explotables, las naves flotantes son remplazadas por enormes estructuras fijas para perforar los pozos requeridos y para alojar las instalaciones de producción y almacenamiento. Hasta ahora, se han utilizado con este propósito grandes plataformas ancladas en el fondo por medio de pilotes que salen sobre la superficie del agua. La profundidad máxima a la que se han instalado esas estructuras no pasa de 100 metros.
Entre las posibilidades para diseñar nuevos métodos, se encuentran en estudio las estructuras totalmente sumergidas, levantadas sobre el fondo a profundidades a las que los buzos pueden trabajar en muchas de las tareas de producción.
Tanto para la búsqueda del petróleo como para su explotación se emplean los sondeos, cuya perforación en el mar requiere de técnicas y equipos especializados, que constantemente son perfeccionados.
Se han construido diversos tipos de plataformas como base de apoyo de las torres de sondeo, que se utilizan en función de varios factores: la profundidad, los objetivos del sondeo, las características del mar, el calado, etcétera.
Las plataformas de perforación submarina disponen entre sí de unos elementos comunes, indispensables para cumplir su función. Por ello, el aspecto de todas es muy parecido: llevan una o dos torres de sondeo, e instalaciones de producción de energía y accionamiento, bombas y estanques del lodo de circulación; almacenes, talleres, laboratorio y oficinas. Además, alojamientos para el personal y pista para helicópteros, que garantizan su enlace con tierra firme.
La característica importante que sirve para clasificarlas es la forma como se fijan en el lugar de trabajo, pues mientras unas flotan y se fijan con anclas, otras se apoyan firmemente en el fondo del mar. Se pueden considerar los siguientes tipos: buques-sonda, plataformas sumergibles, plataformas autoelevadoras, plataformas flotantes semisumergibles y barcazas.
Los buques-sonda son embarcaciones en las que se monta la torre de perforación y se instalan los elementos y servicios necesarios, dejando sobre cubierta la pista para helicópteros; su ventaja principal es que pueden trabajar a grandes profundidades y su operación resulta la más económica en comparación con los demás métodos. Tienen gran libertad de movimiento porque sus desplazamientos son rápidos y poco costosos; sin embargo, presentan el inconveniente de su escasa estabilidad.
Las plataformas sumergibles están construidas sobre columnas con las que se apoyan en el fondo del mar. La maniobra de estas plataformas no es difícil y son estables al ser remolcadas, pero su transporte alcanza costos elevados sobre todo para distancias grandes; son apropiadas cuando desde un punto se efectúan varios sondeos con direcciones diferentes, de modo que no haya que cambiarlas de sitio con frecuencia: generalmente son utilizadas para calados de más de 50 metros.
En las plataformas autoelevadoras, las columnas llevan gatos que elevan a la plataforma, por lo que pueden ampliar su calado hasta 90 metros; son de difícil transporte y generalmente se utilizan en estaciones desde las que se efectúan varios sondeos con una campaña de larga duración.
Las plataformas flotantes semisumergibles cuentan con columnas que están unidas a unos grandes cilindros o pontones con armaduras, situados alrededor de la plataforma, y hacen las veces de flotadores que pueden llenarse de agua a voluntad para conseguir la altura adecuada para el trabajo, de acuerdo con la intensidad del oleaje. La parte inferior con los pontones queda sumergida, de modo que el conjunto se estabiliza mejor, aunque se trabaje en zona de fuerte oleaje.
Las estructuras más altas de estas plataformas llegan a 40 metros; sin embargo, si se colocan parcialmente sumergidas se puede trabajar sobre los 150 metros. Resulta poco económico desplazarías a distancias grandes, por lo que son apropiadas para realizar sondeos de exploración localizados en distancias cortas.
Las barcazas son embarcaciones de fondo plano sobre las que se montan las torres de sondeo y los servicios, llegando a sumergirse un poco al llenar de agua los tanques de inmersión, de modo que en lugares con poca profundidad se pueden apoyar sobre el fondo del mar y cuando flotan trabajan hasta a 20 metros.
Algunos países, como Estados Unidos, hacen la prospección del petróleo submarino desde espaciosas plataformas llamadas "rigs", que pueden ser de dos tipos muy distintos en su diseño y modo de empleo. Unas están provistas de pies móviles, que son bajados en el momento en que la plataforma llega al lugar de trabajo; las otras, en cambio, son flotantes, y se sumergen parcialmente en el momento de la perforación, inundando de lastre sus depósitos situados en la base de la plataforma.
Las primeras están provistas de patas móviles y sólo pueden trabajar en fondos inferiores a 50 metros, pues la longitud de estas patas, que hay que recoger cuando la plataforma se traslada de un emplazamiento a otro, impone una limitación.
En cambio, las plataformas semisumergibles permiten perforar a cualquier profundidad, pero en la práctica se limitan a 200 metros, porque la inmovilidad lateral no es suficiente para fondos mayores. Estas plataformas son más eficientes cuando se las estabiliza en el momento de la perforación mediante anclas y procedimientos automáticos basados en localizaciones y marcaciones con el radar y el sonar.
Los diseños de las estructuras están cambiando constantemente, y la industria espera disponer de instalaciones capaces de producir petróleo y gas cada día a mayor profundidad, tratando, si el potencial petrolífero de estas zonas más profundas y los factores económicos lo justifican, de construir instalaciones de producción para estas profundidades.
La explotación de los yacimientos de petróleo en el mar sigue bases semejantes a la de tierra firme. Después de evaluar la capacidad y productividad comercial por medio de estudios y ensayos, que constituyen la "prueba de producción", se acondiciona la tubería de extracción de petróleo, cementando el tubo de revestimiento para asegurar su impermeabilidad al paso de las filtraciones de agua, y así evitar su mezcla con el petróleo.
Posteriormente se colocan en la parte superior de la tubería, en su salida a la superficie, los cierres con llaves de seguridad y tuberías secundarias de transporte, necesarias para soportar la presión interna del gas disuelto en el petróleo o la de los mantos acuíferos localizados en el área, y así hacer brotar el petróleo de manera espontánea.
Durante esta fase, que generalmente es la más prolongada, se colocan los equipos de bombeo del petróleo que se van a usar cuando la presión natural se agote, y finalmente se dispone de un complicado equipo de seguridad y lucha contra incendios, estallamientos imprevistos, contaminación del agua del mar por derrames de petróleo, etcétera.
El principal inconveniente de estas maniobras es la lucha con las condiciones del mar, por la situación flotante de las plataformas, expuestas a ser arrastradas y destruidas por los temporales.
Uno de los yacimientos petrolíferos y gasíferos más importantes del mundo se localiza en el Mar Caspio, en donde, por ejemplo, está el yacimiento "28 de Abril", a una profundidad de 100 metros, y que cuenta con una plataforma de acero desde la cual se han perforado 21 pozos marítimos.
La plataforma continental del Caspio, que se ha explotado desde hace 20 años, es actualmente considerada como la principal región de las explotaciones marítimas de petróleo de la Unión Soviética, y sus técnicos estiman que existen más de 100 yacimientos de hidrocarburos; para explotarlos se han construido grandes plataformas llamadas "islas de acero" de casi 200 toneladas de peso, que trabajan a 200 metros de profundidad.
En otros lugares del océano la situación no es tan halagadora; por ejemplo, los científicos han calculado que si la producción de petróleo británico continúa al actual nivel en el Mar del Norte, se agotará en aproximadamente diez años, por lo que opinan que es urgente que Gran Bretaña reduzca su producción de crudo.
Las necesidades mundiales de energía continúan creciendo a fuerte ritmo en todo el planeta. Se espera que el consumo se multiplique por 4 en los años que faltan del presente siglo, y en el año 2000 seguirá siendo el petróleo la fuente de energía principal de que disponga la humanidad, por lo que es importante seguir investigando y trabajando para evaluar y comprobar que existe tanto petróleo por descubrir como el que ya se ha descubierto, pues se considera que dentro de 20 años más de la mitad de la producción mundial provendrá de yacimientos aún no descubiertos, sobre todo de las plataformas continentales, principalmente en América del Norte, el Oriente Medio y las Antillas.
IMPACTOS DE LA INDUSTRIA PETROLERA EN MARES Y COSTAS
Panamá por su posición geográfica es un país de abundantes costas, y su tipo de economía fundada en los servicios tiene un alto nivel de participación en la economía del petróleo en materia de trasiego por el Canal de Panamá y Almacenamiento de combustibles fósiles para surtir la demanda marítima internacional, así mismo posee dos ductos, uno en oriente y otro en occidente, que transportan de un lado al otro del continente combustible fósil. Este tipo de participación en la economía del petróleo ha producido graves daños a los ecosistemas costeros, a lo cual ahora se suma amenazas de exploración y exploración de gas y petróleo en el Golfo de Garachiné y frente a Kuna Yala. A continuación veamos algunos impactos ambientales de la industria petrolera sobre mares y costas.
LA SÍSMICA
Sísmica es una palabra que proviene de sismo, que en griego significa temblor. La sísmica es un proceso geofísico de intervención directa sobre el medio ambiente, que consiste en crear temblores artificiales de tierra, mediante explosivos que causan ondas, con las que se hace un ecografía del subsuelo. Con la información obtenida se producen mapas del subsuelo donde aparecen las diversas estructuras presentes en el área objeto de estudio, incluidas aquellas que potencialmente pueden almacenar hidrocarburos.
PROSPECCIÓN SÍSMICA EN EL MAR
Los impactos se evidencian en peces y larvas de importancia comercial, especialmente cuando la prospección se lleva a cabo en aquellas áreas en las que las especies cumplen ciclos biológicos cruciales.
Hay una afectación además en aves y mamíferos marinos, especialmente cetáceos (delfines, ballenas y cachalotes) que usan complicados sistemas de comunicación para orientación y para atrapar alimentos. En ellos se ha detectado fallas en su fisiología auditiva, alteración en las respuestas frente a condiciones de estrés, aumento en la hipertensión y un desbalance endocrino.
Adicionalmente, se ha registrado una disminución en las fuentes alimenticias, lo que es especialmente relevante cuando los animales están en período de lactancia o crianza.
Dado que las aves marinas tienen requerimientos muy especiales en el período reproductivo (sitios de copulación y requerimientos alimenticios especiales), las detonaciones en esta época puede significar la pérdida de toda una estación reproductiva, afectando la composición de las poblaciones naturales. Este problema se agudiza si las campañas sísmicas son muy prolongadas.
Se han realizado estudios de los impactos de la prospección sísmica en bancos de peces, y se ha encontrado que para algunas especies de interés comercial, se puede reducir la pesca en hasta un 45% del promedio. Su impacto se registró en 10 Km. a la redonda. El número de peces disminuyó tanto en la zona pelágica como en el fondo de la columna del agua. Después de las detonaciones no se observó una recuperación en la pesca por varios días.
LA PERFORACIÓN
Es un proceso que consiste en realizar en el subsuelo un orificio vertical, inclinado u ‘horizontal muy profundo hasta llegar a estructuras, ‘trampas’ o formaciones, que pueden contener hidrocarburos (crudo, gas, condensados o una mezcla de estos). El hueco puede tener hasta seis kilómetros de profundidad y se conoce con el nombre de pozo petrolero.
La perforación de un pozo puede durar varios meses, en los que el ambiente recibe los desechos industriales y domésticos, que se producen durante su construcción. Para tener una idea de lo que esto significa, en un pozo petrolero pueden estar trabajando simultáneamente más de 200 personas, que viven en sus campamentos y que manipulan desde sustancias químicas, hasta sustancias radiactivas.
Si en la exploración el pozo resulta positivo, se perforan otros pozos, también exploratorios, que se conocen como pozos de extensión. Con estos pozos se determina el tamaño del yacimiento.
En mares temperados, la perforación a profundidad a provocado los siguientes impactos:
Sedimentación de lodos contaminados en el fondo marino creando “desiertos biológicos”
Inhibición en el crecimiento y desarrollo reproductivo de algunas especies de moluscos
Disminución en la actividad reproductiva de bivalvos
Reducción del establecimiento de organismos bentónicos
cambio en las respuestas inmunológicas en peces
Reducción de la colonización y destrucción del hábitat de polichaetas y amphipodos
LA EXTRACCIÓN
Para la extracción petrolera en el mar se construyen plataformas marinas La presencia de las plataformas producen un impacto físico de importancia, pues puede alterar el comportamiento de la vida silvestre, sobre todo cuando esta infraestructura es instalada en el sitio de apareamiento, desove, alimentación y rutas de migración de algunas especies.
Otra fuente de alteración es el ruido y la luz que se genera en las plataformas, ambos aspectos pueden alterar el comportamiento e interferir con las rutas migratorias de mamíferos, peces y aves marinas. El calor producido en las plataformas sobrecalienta el agua de mar, produciendo impactos negativos sobre todo en aquellas especies que tienen un nicho ecológico muy demandante, como son las especies que conforman los arrecifes coralinos.
En el mar se debe contrarrestar la presencia de bacterias reductoras de sulfatos, para producir hidróxido de sulfuro que es muy corrosivo, se utiliza biocida para controlarlas.
Adicionalmente, se utiliza compuestos orgánicos nitrogenados para proteger las paredes de las tuberías contra la corrosión. Con el fin de prevenir la cristalización de sales minerales se utiliza fosfanatos y ésteres fosfatados.
Las aguas de producción se componen de:
Aguas de formación, que son aquellas que provienen de las formaciones geológicas y que se obtienen normalmente durante la extracción del petróleo y,
Aguas que se contaminan al inyectarlas a un yacimiento petrolero (esta actividad utiliza una gran cantidad de agua superficial).
Estas aguas son altamente contaminantes, por lo que representan un alto riesgo para la fauna, flora, suelos, fuentes de agua y el ser humano. Por ello existen restricciones para su manipulación y/o deposición.
LAS AGUAS DE PRODUCCIÓN
Las aguas de producción se componen de:
-Aguas de formación, que son aquellas que provienen de las formaciones geológicas y que se obtienen normalmente durante la extracción del petróleo y,
-Aguas que se contaminan al inyectarlas a un yacimiento petrolero (esta actividad utiliza una gran cantidad de agua superficial).
Estas aguas son altamente contaminantes, por lo que representan un alto riesgo para la fauna, flora, suelos, fuentes de agua y el ser humano. Por ello existen restricciones para su manipulación y/o deposición.
La mayor parte del agua potable en el mundo se encuentra en acuíferos (aguas subterráneas) de poca profundidad. La mayoría de los acuíferos de agua potable se alimentan de fuentes superficiales y son altamente susceptibles a contaminarse con otros fluidos.
Las aguas de producción son un contaminador ‘ideal’, pues esencialmente tienen la misma gravedad específica del acuífero y son fácilmente mezclables con el agua fresca.
Al momento no existen estudios sobre la eco toxicidad de los distintos contaminantes provenientes de las aguas de formación en mares tropicales, y aunque la principal preocupación se ha centrado en los hidrocarburos presentes, otros compuestos pueden tener efectos mayores, sobre todo cuando actúan en conjunto.
Las concentraciones de sales en el agua de formación puede llegar a ser varias veces más alta que la del agua de mar, afectando negativamente a la fauna y flora nativa. Otra fuente importante de impactos, son las altas temperaturas que alcanzan estas aguas.
Vertir las aguas de producción en el medio costero marino o en el mar es una práctica común tanto en las plataformas cercanas a la costa como mar adentro. Conlleva la acumulación de metales pesados e hidrocarburos en especies marinas y la contaminación de la línea costera. En algunos casos se hacen los vertimientos a más de 30 m de profundidad. Los efectos letales aparecen solo muchos años después de ser causados.
G
AS ASOCIADO
En muchos campos de extracción asociado con el petróleo se extrae gas natural. Aunque a veces el gas natural es utilizado como fuente de energía en las mismas instalaciones o es procesado, en otros casos simplemente es quemado.
El gas natural tiene una muy baja solubilidad en el agua. El metano (gas que se encuentra en mayor concentración), en agua destilada tiene una solubilidad de 90ml/l, en cambio en agua marina tiene una solubilidad de 36g/l (es mucho menor). En mares tropicales, la solubilidad del metano suelo ser mayor.
En el mar el gas penetra rápidamente en el organismo de los animales marinos a través de las branquias causando problemas en la fisiología de los sistemas respiratorio, nervioso, en la circulación de la sangre en la actividad enzimática y otros. Esto hace que cambie el comportamiento de los peces, su excitabilidad, incremento o disminución de actividad, etc. Los síntomas se manifiestan muy rápidamente.
TUBERIAS EN EL MAR
El crudo o gas extraído en el mar puede ser almacenado en tanques de almacenamiento en las plataformas marinas, o ser transportado por ductos a infraestructura en tierra.
Los gasoductos pueden ser una fuente constante de fugas o derrames, ya sea por rupturas accidentales o por práctica rutinaria debido al envejecimiento de la tubería.
El agua marina puede causar corrosión de la tubería.
DERRAMES
Los derrames de crudo y sus derivados son una constante en la actividad petrolera. La práctica de las empresas es ocultarlos o contratar empresas espacializadas en "limpiar ecositemas", sin embargo, la limpieza no garantiza al 100% la reducción de los impactos ambientales.
Cuando existe un derrame, una práctica común es quemar el crudo. Esto provoca otra forma de contaminación.
Escrito por: JHENNY HEREDIA BAZOALTO S 2694-8
• Cicloalcanos o cicloparafinas-naftenos: hidrocarburos cíclicos saturados, derivados del ciclopropano (C3H6) y del ciclohexano (C6H12). Muchos de estos hidrocarburos contienen grupos metilo en contacto con cadenas parafínicas ramificadas. Su fórmula general es CnH2n.
El petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa en mezclas más simples de hidrocarburos que tienen usos específicos, a este proceso se le conoce como destilación fraccionada. El petróleo natural hirviente (unos 400 grados Celsius) se introduce a la parte baja de la torre, todas las sustancias que se evaporan a esa temperatura pasan como vapores a la cámara superior algo más fría y en ella se condensan las fracciones más pesadas que corresponden a los aceites lubricantes. De este proceso se obtienen las fracciones:
El 14 de septiembre de 1960 en Bagdad, (Iraq) se constituye la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP), fundada por el Ministro de Energías venezolano Juan Pablo Pérez Alfonso, junto con un grupo de ministros árabes.
