Un nuevo material de composición cerámica, capaz de soportar altas temperaturas y la exposición prolongada a la humedad, podría suponer una forma económica de extraer petróleo de los grandes depósitos de esquisto bituminoso en América.

Los recursos petrolíferos de esquisto bituminoso de Estados Unidos son tres veces más grandes que las reservas de crudo de toda Arabia Saudí. Pero al contrario de lo que sucede en los ricos campos petrolíferos de Oriente Medio, extraer petróleo del esquisto es como intentar exprimir un limón congelado. Tradicionalmente, el esquisto se extrae de la misma forma que se extrae el carbón. Luego se le aplica calor hasta que una sustancia parecida al petróleo, llamada kerogeno, se desprende del esquisto en forma líquida. Sin embargo este método de extracción es costoso, gasta mucha energía y produce un alto nivel de contaminación de carbono, como ocurre con las extracciones que se llevan a cabo en las controvertidas arenas petrolíferas de Canadá, que están produciendo un efecto devastador en el medio ambiente local.

Más recientemente, compañías como la Royal Dutch Shell han estado desarrollando una forma de extraer el petróleo in situ. Primero se realiza la perforación hasta alcanzar miles de metros de profundidad, después se insertan cables de una pulgada de grosor que se calientan hasta, literalmente, cocer la roca con la que entren en contacto. El kerogeno se hace líquido y gradualmente se traslada hasta un pozo de extracción. A partir de ahí se bombea fácilmente hasta la superficie.

Este proceso evita la necesidad de crear minas, usa menos agua que otros métodos, y no deja como resultado montañas artificiales de esquisto con forma de kerogeno. Además, según un estudio de Rand Corporation, también se puede llevar a cabo la extracción por un tercio del coste que supondrían los trabajos de minería y proceso en la superficie. Sin embargo, uno de los problemas técnicos radica en el tipo de cable utilizado para calentar la roca. Los cables más habituales que se usan en la actualidad están aislados con una capa de magnesio óxido que puede llegar a deformarse, degradarse y, finalmente, fundirse tras su uso prolongado en temperaturas extremas, el contacto constante con la humedad y los movimientos de roca que a veces se dan a grandes profundidades. El reemplazo y mantenimiento de este tipo de cables es costoso.

Soportar ese tipo de temperaturas extremas requiere “una combinación de propiedades que actualmente no están disponibles en el mercado,” comenta Joe Culver, directivo dentro del Departamento de Energía (DOE, en inglés), que considera el petróleo extraído de esquistos como algo vital para la seguridad energética de América. Sólo en Colorado, Wyoming, y Utah hay depósitos equivalentes a 800 mil millones de barriles de crudo.

La compañía Composite Technology Development, con sede en Lafayette, Colorado, se dispuso a solucionar el reto del aislante del cable mediante el uso de un tipo de cinta tejida a partir de fibras de cerámica y que se envuelve alrededor de un cableado de cobre. Este aislante de cerámica es un material compuesto a partir de fibras de cerámica y una matriz de cerámica inorgánica que hace que las fibras se unan entre sí. “Es nuestra receta secreta,” señala Mike Tupper, vicepresidente ejecutivo, y explica que las fibras también se pueden trenzar o se puede crear un tejido a partir de ellas, dependiendo de la aplicación que se les vaya a dar.

El cable, una vez aislado, se calienta a 150 °C hasta que una resina de la cinta hace que el material aislante se endurezca, aunque el aislamiento sigue siendo flexible para permitir su traslado e instalación posterior. Depués, una vez llega a su destino, se calienta hasta 500 °C, con lo que la capa de cerámica de solidifica y se convierte en un material de larga duración.

Como parte de un reciente proyecto de demostración bajo el programa del DOE, Composite Technology probó con éxito el material aislante de sus cables, sometiéndolos a temperaturas de entre 760 y 850 °C durante más de 5.000 horas. A temperaturas tan altas como estas, “sigue manteniendo sus propiedades eléctricas,” señala Tupper. “No se ve afectado por el medio ambiente, y no se degrada.”

Tupper también comenta que los cables pueden operar bajo una amplia gama de voltajes y temperaturas, y que se pueden fabricar con prácticamente cualquier tipo de longitud. “Existen tipos de materiales similares a este, pero nosotros hemos desarrollado un método para fabricar algo que tiene el mismo rendimiento pero por sólo una fracción del coste,” señala Tupper. “Esto hace que sea rentable para las industrias del petróleo y el gas.” También afirma que Shell ya ha tenido oportunidad de evaluar esta tecnología y que están muy interesados.

Pero incluso con un avance de estas características, hay quien cuestiona el hecho de tener que usar electricidad para calentar la roca y así obtener más petróleo. Shell afirma que este proceso genera de tres a siete unidades de energía por cada unidad de energía utilizada en el proceso.

“Suponiendo que este cable funcionase, ¿qué es lo que obtenemos a cambio?” se cuestiona Clement Bowman, un antiguo científico de alto nivel en Imperial Oil, y uno de los artífices principales del desarrollo de las arenas petrolíferas de Canadá. “La electricidad es un producto eléctrico de alto nivel, y utilizarla para extraer productos energéticos de bajo nivel como el keroseno o el bitumino siempre llevará consigo una penalización económica.”