Esquisto Bituminoso y Arenas Petrolíferas: Fronteras de los Combustibles Fósiles No Convencionales

Debajo de vastas extensiones del oeste canadiense y estadounidense, debajo de las montañas de Estonia y Escocia, y bajo los desiertos de Brasil y China, se encuentran enormes depósitos de roca y arena cargadas de hidrocarburos que han transformado el panorama energético mundial desde que comenzó su desarrollo a gran escala en el siglo veinte. Las arenas petrolíferas y los esquistos bituminosos — las dos categorías principales de recursos de hidrocarburos "no convencionales" — contienen cantidades de petróleo equivalentes a, o superiores a, la totalidad de las reservas de petróleo crudo convencional que han impulsado la civilización industrial durante un siglo y medio.

Las arenas petrolíferas (también llamadas arenas bituminosas) son depósitos de una forma densa y espesa de petróleo conocida como bitumen, mezclada con arena, arcilla y agua. A diferencia del petróleo crudo convencional, el bitumen es demasiado viscoso para fluir por tuberías a temperaturas ambientales y debe extraerse mediante minería a cielo abierto (en depósitos poco profundos) o mediante métodos de recuperación térmica in situ (en depósitos más profundos) que calientan el bitumen para reducir su viscosidad. Las arenas petrolíferas de Athabasca, en el norte de Alberta, Canadá, son el reservorio de arenas petrolíferas más grande conocido en el mundo, con reservas que superan los ciento setenta mil millones de barriles de petróleo recuperable, la tercera reserva de petróleo más grande del mundo después de Arabia Saudita y Venezuela.

El esquisto bituminoso es una roca sedimentaria de grano fino que contiene kerógeno, un material orgánico sólido y ceroso que no ha sido sometido a suficiente calor y presión geológicos para convertirse en petróleo convencional. Cuando el esquisto bituminoso se calienta (un proceso llamado retortado), el kerógeno se convierte en un petróleo crudo sintético (petróleo de esquisto) y gas. Los depósitos de esquisto bituminoso existen en todos los continentes habitados y se estima que contienen varios billones de barriles de petróleo equivalente, muchas veces superiores a la totalidad de las reservas de petróleo convencional del mundo. Sin embargo, la energía necesaria para extraer y retorar el esquisto bituminoso representa típicamente una fracción sustancial de la energía contenida en el producto, lo que hace del esquisto bituminoso uno de los métodos de producción de petróleo con mayor intensidad energética.

El desarrollo de las arenas petrolíferas y el esquisto bituminoso como recursos energéticos representa un desafío definitorio de la transición energética del siglo veintiuno: estos recursos son enormes en escala, económicamente significativos a los precios actuales del petróleo, pero acompañados de impactos ambientales — perturbación del suelo, uso del agua, emisiones de gases de efecto invernadero — que son sustancialmente mayores que los de la producción de petróleo convencional. El debate sobre el desarrollo de las arenas petrolíferas y el esquisto bituminoso encapsula la tensión central de la transición energética: el valor económico y geopolítico de los recursos de hidrocarburos domésticos frente a los costos ambientales de explotar el extremo más no convencional, de mayor intensidad energética y más perturbador para el medio ambiente del espectro de los combustibles fósiles.

La Geología de las Arenas Petrolíferas

Las arenas petrolíferas — también llamadas arenas bituminosas en muchos contextos, aunque "arenas petrolíferas" es el término preferido por la industria porque hace referencia al producto (petróleo) en lugar de la textura (alquitrán) — son depósitos sedimentarios en los que arenisca porosa o roca carbonatada ha sido impregnada con una forma pesada y viscosa de petróleo que ha sido degradada por la acción de bacterias y agua durante millones de años.

El petróleo convencional se forma cuando la materia orgánica en sedimentos marinos es enterrada a profundidades suficientes para que la temperatura y la presión la conviertan en petróleo líquido, que luego migra hacia arriba a través de roca permeable hasta quedar atrapado debajo de una roca impermeable de cubierta, formando un yacimiento de petróleo convencional. En los depósitos de arenas petrolíferas, el petróleo que migraba hacia arriba alcanzó la superficie (o cercanías de la superficie), donde quedó expuesto a aguas subterráneas, bacterias y oxígeno atmosférico, que eliminaron las fracciones más ligeras y degradaron el petróleo restante en bitumen pesado. El resultado es un depósito cercano a la superficie de arena impregnada de petróleo con un contenido de bitumen muy alto (típicamente del diez al quince por ciento en peso), pero con una permeabilidad extremadamente baja (el bitumen llena los espacios porosos entre los granos de arena, impidiendo el flujo).