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39. Petróleo y gas natural - Exploración, extracción, transporte y almacenamiento
Indice
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1. Descripción del ámbito de actividad
2. Impacto ambiental y medidas de protección
2.1 Exploración
2.1.1 Aspectos ecológicos
2.1.2 Aspectos sociológicos
2.1.3 Aspectos de salud pública y seguridad laboral
2.2 Extracción
2.2.1 Aspectos ecológicos
2.2.2 Aspectos sociológicos y económicos
2.2.3 Aspectos de salud pública y seguridad laboral
2.3 Transporte y almacenamiento
2.3.1 Aspectos ecológicos
2.3.2 Aspectos de salud pública y seguridad laboral
3. Análisis y evaluación de impacto ambiental. Fuentes de referencia
4. Relación con otros ámbitos de actividad
5. Evaluación sinóptica de la relevancia ambiental
1. Descripción del ámbito de actividad
En el año 2000, entre el 50 y el 70 % de la creciente demanda global de energía será cubierta por dos fuentes de energía: petróleo y gas natural. Se calcula que la demanda de petróleo será mayor que la de gas natural, con una relación de 2:1 ó 2:1,5. Dada la importancia de estas dos fuentes de energía, los proyectos de desarrollo del sector y las actividades de explotación en países con yacimientos importantes tendrán efectos ambientales considerables.
La explotación de petróleo y gas natural tiene efectos ambientales específicos que dependen de la ubicación de los yacimientos y de los pasos técnicos requeridos para extraer los productos brutos. A nivel internacional, se distinguen tres fases características de los proyectos:
- La exploración, tanto submarina como en tierra firme, se basa fundamentalmente en la geofísica y en sondeos de prospección, incluyendo una fase de prueba en caso de perforación positiva. La exploración no requiere prácticamente infraestructura.
- La extracción se realiza en varias etapas previamente definidas. La primera de ellas son los pozos de desarrollo, que sirven de base a la producción en sentido estricto. El procesamiento preliminar de la materia prima pertenece a esta fase y es considerada como parte de la explotación. La extracción de petróleo y de gas natural requiere obras de infraestructura.
- El transporte y el almacenamiento del petróleo y del gas natural se realizan inmediatamente después de la extracción y constituyen una fase intermedia entre ésta y la transformación destinada a obtener productos comercializables. En esta fase se utiliza una parte de la infraestructura existente.
2. Impacto ambiental y medidas de protección
2.1 Exploración
La exploración se define como la prospección y el reconocimiento científico de yacimientos de materias primas. Esta fase incluye:
- estudios cartográficos
- estudios geofísicos y
- sondeos de exploración.
La exploración de yacimientos de petróleo y gas natural en tierra firme se basa en el trazado de mapas fototopográficos de zonas extensas. En muchas regiones del mundo, basta analizar la superficie del terreno con ayuda de estos mapas para identificar yacimientos explotables. La prospección geológica y geoquímica son los pasos siguientes de la exploración. Para confirmar los resultados de las exploraciones geológicas, geofísicas y geoquímicas realizadas desde la superficie, es necesario efectuar sondeos de prospección, incluidas diagrafías y análisis de probetas y detritos obtenidos en la perforación.
En términos generales, se puede decir que el impacto ambiental de la exploración es moderado; no obstante, las perforaciones realizadas en esta fase en algunos casos conllevan trastornos y riesgos considerables (véase también el capítulo "Reconocimiento, prospección y exploración de recursos geológicos").
2.1.1 Aspectos ecológicos
Los trabajos cartográficos iniciales no suponen un impacto ambiental directo, gracias a las modernas técnicas de fotografía aérea.
Los efectos ambientales resultantes de la prospección geofísica, en cambio, se perciben durante períodos que van desde varios meses hasta varios años. Los efectos dependen en cierta medida del método empleado, pudiéndose distinguir entre la gravimetría y las mediciones magnéticas (realizadas en su mayoría desde el aire), por una parte, y los estudios sismográficos, por otra. Estos últimos permiten al geofísico detectar los límites entre los distintos estratos geológicos en profundidades de hasta varios miles de metros, mediante la reflexión de ondas de presión. La prospección sísmica, además de ser la técnica más difundida, es la que más afecta al medio ambiente.
Aunque las perturbaciones persistan tan solo durante poco tiempo, será preciso limitar su impacto ambiental. Los equipos de agrimensores geofísicos, por ejemplo, viven en zonas retiradas durante períodos más o menos prolongados, en campamentos relativamente autosuficientes. Dependiendo de las condiciones ecológicas, puede ser conveniente utilizar únicamente vías fluviales o aéreas para el acceso y el transporte. Al viajar por tierra, es imprescindible hacer desvíos si las condiciones ecológicas lo exigen. En el caso de la prospección sísmica por voladuras, la magnitud de las detonaciones empleadas para generar impulsos de presión debe regularse aplicando tecnologías modernas y eficientes. Si las condiciones lo permiten, debe utilizarse el método sísmico vibratorio, por ser menos perjudicial para el medio ambiente. El perfeccionamiento técnico de los aparatos receptores y amplificadores permite captar numerosas y diversas informaciones con impulsos relativamente débiles. Tratándose de yacimientos en el fondo del mar, la prospección sísmica por voladuras tiene efectos devastadores sobre la fauna marina, especialmente en aguas poco profundas. La técnica de impulsos neumáticos, en cambio, protege en gran medida dichos organismos.
A nivel regional, el impacto más notable sobre la naturaleza y los ecosistemas procede de las perforaciones profundas. A pesar de ello, una prospección basada en el uso consecuente de tecnologías modernas de perforación genera efectos ambientales mucho menores de lo que podrían suponer las personas ajenas al sector. A pesar de la duración limitada de los proyectos de exploración, es sumamente importante evitar los efectos ambientales negativos, o por lo menos reducirlos a un nivel tolerable, mediante una planificación técnica cuidadosa y una política adecuada de inversiones.
La preparación del sitio de perforación y la construcción de vías de acceso deben realizarse con un mínimo de intervenciones en la superficie. Es necesario, asimismo, planificar desde un principio la rehabilitación posterior del terreno y prever un método para conservar la tierra vegetal (depósito en almiares, etc.).
En lo que respecta a las actividades de perforación, es importante que el entubado y la cementación se diseñen correctamente, a fin de mantener intactas las separaciones entre los estratos geológicos y las capas acuíferas.
Los materiales de sondeo, especialmente el lodo de perforación, deben seleccionarse en función de su moderado impacto ambiental y, en lo posible, reciclarse posteriormente.
La seguridad de un pozo de extracción depende fundamentalmente de su fortaleza estructural y del control permanente de la presión dinámica. Dichas condiciones deben garantizarse mediante el dimensionamiento correcto de la cementación y del entubado. Debe preverse, asimismo, el uso de un bloque obturador (preventor) que permita el cierre durante la fase de perforación (empleo de técnicas actualizadas). Por otra parte, se requieren medidas preventivas de orden técnico y planes de emergencia destinados a limitar las consecuencias de accidentes ocasionados por la erupción de pozos. Ello permite evitar daños importantes al medio ambiente, los cuales, aunque no suelen ser irreversibles, exigen medidas de rehabilitación difíciles y costosas.
Los residuos de extracción no aprovechables cuya producción no pueda evitarse, como por ejemplo detritos y líquido de perforación usado, deben ser eliminados de forma controlada. Dependiendo de las condiciones naturales del lugar, pueden aplicarse principios de dilución, incineración térmicamente optimizada o deposición en recipientes herméticos o cámaras selladas.
Como alternativa a la perforación profunda convencional, debe estudiarse la posibilidad de abrir los pozos mediante perforación de diámetro reducido (slim hole drilling). Este procedimiento requiere inversiones mínimas de material, equipos técnicos y tiempo, pudiendo reducir los costos hasta en un 50%. Sin embargo, sólo es apto para determinadas estructuras geológicas y no permite, por ejemplo, perforaciones de gran profundidad.
Habiendo realizado una perforación positiva y concluido con éxito esta primera fase del proyecto, será necesario establecer medidas de prevención para evitar que se produzcan efectos ambientales en el período que queda antes de iniciar la explotación (que puede ser de varios años). Sólo entonces se dará por terminada la fase de exploración.
Si la perforación de sondeo arroja resultados negativos, el pozo debe ser correctamente rellenado. Las instalaciones exteriores, incluidas las vías de acceso, deben recultivarse o destinarse a un uso controlado.
2.1.2 Aspectos sociológicos
Los proyectos de exploración producen importantes modificaciones en el ámbito social del país. Las sociedades autóctonas se ven confrontadas repentinamente con consorcios que operan a nivel mundial y con el uso de conocimientos técnicos avanzados. En vista de que las labores se llevan a cabo necesariamente en la zona del yacimiento, será preciso compensar adecuadamente los intereses divergentes en el lugar del proyecto. El proyecto debe integrarse cuanto antes en la estructura social existente, para lo cual es imprescindible obtener la participación de los diferentes grupos sociales.
2.1.3 Aspectos de salud pública y seguridad laboral
Por lo general, los temas de sanidad y seguridad laboral conciernen principalmente a los trabajadores de los proyectos de exploración. Para quienes no participan directamente en el proyecto, en cambio, los efectos sanitarios y laborales son poco significativos.
Los asuntos de salud y seguridad laboral se plantean por primera vez en la fase de exploración, en relación con los equipos de agrimensores geofísicos. Estos realizan un trabajo arduo que les impone considerables privaciones, especialmente cuando operan en zonas retiradas. Su actividades persisten hasta la apertura del pozo de perforación.
En vista de que la mayoría de las actividades son realizadas por personal local asalariado y no calificado, los servicios de asistencia deben ajustarse a la situación específica de dicho personal. Deben ofrecerse programas de atención médica, higiene y seguridad en el trabajo. Asimismo, debe asegurarse la aceptación de las medidas de seguridad en el trabajo, lo cual implica una capacitación preliminar.
2.2 Extracción
La exploración es seguida por la extracción (o producción) del petróleo y del gas natural. La extracción incluye:
- pozos de desarrollo (incluidos todos los preparativos para el acabado de un pozo);
- instalaciones exteriores y procesamiento preliminar del mineral extraído;
- dotación de infraestructura.
En relativamente poco tiempo, el ser humano ha consumido gran parte de los recursos de petróleo y de gas natural, que fueron formados a lo largo de millones de años. A fin de que estos recursos naturales puedan utilizarse a largo plazo, es imprescindible perseguir una política de explotación responsable, especialmente en vista de que los yacimientos requieren eras geológicas enteras para su regeneración. Sin embargo, experiencias en los países exportadores de petróleo tradicionales indican que muchos de ellos operan primordialmente en función de las cuotas de producción, lo cual lleva a un deterioro considerable del medio ambiente. La gran demanda de energía y la escasez de alternativas determinan en gran medida las estrategias de explotación.
El lapso de tiempo entre la exploración y la extracción debe aprovecharse para analizar minuciosamente los efectos ambientales que pueden surgir durante y después de la explotación, tomando como referencia un período normal de explotación (se calculan períodos de 15 a 25 años para campos de petróleo y de 50 a 100 años para campos de gas). Este análisis requiere el levantamiento oportuno de datos específicos sobre el respectivo entorno sociológico, cultural, económico, climático y ecológico, pudiéndose obtener datos ampliamente divergentes en los distintos países. Los resultados del análisis deben integrarse obligatoriamente en la planificación de todo proyecto de extracción de materias primas.
La apertura de los pozos marca el comienzo del desarrollo del yacimiento y coincide con la dotación de la infraestructura necesaria (construcción de vías de acceso, instalaciones de extracción en la superficie y plantas de procesamiento preliminar, conexión a la red vial, tendido de conductos a distancia y en el campo de explotación, etc.). En relación con los efectos ambientales, véanse los respectivos capítulos de esta Guía (por ejemplo "Construcción y mantenimiento de redes viales; construcción de caminos rurales").
2.2.1 Aspectos ecológicos
La fase de extracción de todo proyecto de petróleo/gas natural comienza con la producción regular. Los pozos de desarrollo constituyen la base de la explotación a largo plazo, la cual se adapta a las condiciones subterráneas y se realiza según principios científicos (geología de la producción e ingeniería de yacimientos). Respecto al impacto ecológico, tiene validez, sin excepciones, lo expuesto en el punto 2.2.1 respecto a la exploración.
El espacio ocupado por las instalaciones debe reducirse al mínimo, especialmente en zonas sensibles con biotopos valiosos. Hoy en día, las avanzadas técnicas de perforación dirigida permiten explotar varios kilómetros cuadrados de la extensión total de los yacimientos, tanto submarinos como en tierra firme, realizando varias perforaciones desde un solo punto. El taladrado horizontal en el interior del yacimiento, por su parte, reduce de forma importante el número de perforaciones.
Dado que en la actualidad las instalaciones técnicas y la infraestructura superficial de los proyectos de petróleo/gas natural ocupan áreas relativamente reducidas, es posible evitar la devastación y la alteración de superficies extensas y de su respectiva flora y fauna (por ejemplo, selva tropical, tundra y bancos de corales).
En las operaciones de extracción modernas, el diseño eficiente y los sistemas de vigilancia automáticos con dispositivos múltiples de seguridad permiten mantener un nivel bajo de emisiones, tanto en condiciones normales como en casos de avería.
Los daños ambientales causados por accidentes, especialmente por derrames de petróleo, deben limitarse mediante mandos técnicos de seguridad (por ejemplo sistemas de cierre de válvulas). Las aguas y suelos contaminados con petróleo deben recuperarse acelerando artificialmente la descomposición biológica de los hidrocarburos con ayuda de agentes químico-bacterianos. La protección de las aguas subterráneas durante la explotación no plantea actualmente problema alguno, siempre y cuando se mantengan condiciones adecuadas de funcionamiento en la instalación.
Para lograr un aprovechamiento racional y económico de las fuentes de energía naturales, debe darse prioridad tanto a la conservación de los recursos como al control de los efectos ambientales. La protección de los recursos de petróleo y gas natural se basa en el uso selectivo de técnicas avanzadas de explotación y en el aprovechamiento eficiente de todo el potencial energético extraído (evitando, por ejemplo, la práctica contaminante de quemar en antorcha los gases sobrantes que no pueden aprovecharse directamente).
2.2.2 Aspectos sociológicos y económicos
La duración promedio de la explotación de un campo equivale aproximadamente a la vida laboral de un hombre; con frecuencia, especialmente en la producción de gas, puede ser incluso superior. Este hecho, por sí solo, implica un gran compromiso social para los proyectos del sector. Por consiguiente, una vez concluidas las primeras medidas de la fase de exploración, los temas de vivienda, alimentación, educación, salud pública y entorno cultural (incluyendo la religión) deben tener la misma prioridad que los aspectos netamente técnicos de la extracción. Será necesario, especialmente, evitar la formación de guetos y fortalecer las estructuras sociales tradicionales. El proceso de industrialización debe caracterizarse por un desarrollo prudente y permitir la integración de la herencia cultural de las sociedades autóctonas.
2.2.3 Aspectos de salud pública y seguridad laboral
Una de las tareas más importantes del organismo ejecutor es fomentar el sistema de salud pública, no sólo para los empleados sino para todos los habitantes de la zona del proyecto.
Lo mismo vale para la seguridad laboral, siendo éste un ámbito que puede organizarse siguiendo el ejemplo de las naciones industrializadas con experiencia en el sector. La participación de personal calificado y experimentado es una condición previa para ello.
2.3 Transporte y almacenamiento
El transporte y el almacenamiento siguen a las fases de exploración y extracción. Los productos brutos son transportados mediante oleoductos y gasoductos, camiones y vagones cisterna, o bien por vía fluvial o marítima. Todas estas formas de transporte requieren una infraestructura especial. El almacenamiento se realiza en tanques dispuestos en la superficie del terreno, depósitos subterráneos, cavernas o estratos porosos subterráneos.
El transporte de productos (transporte marítimo, etc.), los mecanismos de distribución y el almacenamiento de productos acabados no serán tratados en este capítulo. Para ello remitimos al lector a los capítulos dedicados a ámbitos afines (por ejemplo, "Navegación marítima", "Puertos marítimos - Construcción y explotación portuaria" y "Puertos interiores")
2.3.1 Aspectos ecológicos
En relación con el transporte, puede aplicarse por analogía lo expuesto en el capítulo 2.3 respecto a la extracción.
Al almacenar grandes cantidades de petróleo y de gas natural deben tomarse medidas de seguridad especiales, destinadas ante todo a prevenir incendios y explosiones. Los detectores y colectores de fugas son muy importantes en este contexto, al igual que las alarmas. Deben usarse preferentemente depósitos subterráneos en lugar de tanques ubicados en la superficie, si bien éstos suelen tener un sistema de seguridad más elaborado.
Las alternativas de menor impacto ambiental incluyen el almacenamiento subterráneo en cavidades, cavernas de rocas o de sal gema, así como en estratos geológicos porosos (éstos últimos sólo son adecuados para el almacenamiento de gases). Las cavernas de sal gema, por su parte, deben ofrecer la posibilidad de utilizar o depositar aguas saladas (cercanía del mar). El almacenamiento en capas porosas y en cavernas de sal gema requiere la presencia de formaciones geológicas adecuadas.
2.3.2 Aspectos de salud pública y seguridad laboral
El transporte y el almacenamiento de grandes cantidades de petróleo y de gas conlleva ciertos riesgos, tales como la fuga de hidrocarburos y las explosiones accidentales. Estos riesgos pueden limitarse mediante la supervisión técnica del transporte y el uso de sistemas de seguridad múltiples en el almacenamiento. Los oleoductos y gasoductos pueden controlarse mediante centrales de supervisión, presóstatos automáticos y observación aérea. Los tanques y las tuberías deben disponer de una protección anticorrosiva.
3. Análisis y evaluación de impacto ambiental. Fuentes de referencia
La evaluación de impacto ambiental debe tener en cuenta las condiciones específicas del lugar y ofrecer datos significativos que puedan utilizarse en la planificación. Debe prestarse especial atención a los efectos sociales y a la integración oportuna de la población local en el proyecto. Conviene aprovechar, asimismo, las experiencias obtenidas en proyectos similares en relación con el medio ambiente.
La capacitación del personal local en todos los niveles es una medida importante para que éste se haga responsable posteriormente de la gestión de las operaciones y pueda controlar al mismo tiempo los efectos ambientales. Al realizar el proyecto, conviene aprovechar las leyes, normativas, reglamentos, valores límite y conocimientos técnicos disponibles en los países industrializados.
4. Relación con otros ámbitos de actividad
Las distancias largas de transporte limitan la rentabilidad de las exportaciones de gas natural, por lo que muchos países conceden escasa importancia a la extracción de dicho producto. En vista de ello, sería conveniente fomentar la técnica de licuefacción de gas, con miras a obtener un producto que pudiera ser transportado en barcos cisterna, obviando así los problemas actuales en este ámbito. Gracias a su alto rendimiento, el gas natural podría usarse como fuente de energía primaria, sustituyendo otras fuentes energéticas y disminuyendo así el impacto ambiental.
El sector del petróleo y del gas natural tiene relaciones múltiples con otros sectores. Algunos de los más importantes son:
- Ordenación del espacio y planificación regional
- Planificación energética
- Abastecimiento de agua
- Planificación de emplazamientos industriales
- Construcción de maquinaria, talleres y astilleros
- Aceites y grasas vegetales
En los casos pertinentes se ha hecho una referencia directa a los respectivos capítulos y ámbitos de proyecto.
5. Evaluación sinóptica de la relevancia ambiental
Las experiencias obtenidas a nivel mundial indican que, con los conocimientos científicos y técnicos disponibles actualmente, la industria extractora de petróleo y gas natural podría orientarse sobre criterios ecológicos. Sin embargo, para que ello ocurra es necesaria una concientización ecológica, basada en la adopción de normas vigentes en los países altamente industrializados.
A fin de reducir al mínimo los riesgos y los efectos ambientales indeseados, el proyecto debe ejecutarse de manera responsable, teniendo en cuenta las posibles consecuencias ecológicas y sociales. Lo más indicado para ello es un sistema de gestión interdisciplinaria, basada en la participación directa de todos los sectores de la población.
El funcionamiento con miras a la protección del medio ambiente requiere la existencia de órganos de control adecuados y eficaces. Para ello es conveniente que la empresa designe encargados de asuntos ambientales que se ocupen de la formación y el perfeccionamiento del personal, así como de actividades de sensibilización en temas relativos al medio ambiente.
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