Primera edición, 2009
Primera edición electrónica, 2012
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ISBN 978-607-16-0367-8
Hecho en México - Made in Mexico
Desde el nacimiento de la colección de divulgación científica del Fondo de Cultura Económica en 1986, ésta ha mantenido un ritmo siempre ascendente que ha superado las aspiraciones de las personas e instituciones que la hicieron posible. Los científicos siempre han aportado material, con lo que han sumado a su trabajo la incursión en un campo nuevo: escribir de modo que los temas más complejos y casi siempre inaccesibles puedan ser entendidos por los estudiantes y los lectores sin formación científica.
A los diez años de este fructífero trabajo se dio un paso adelante, que consistió en abrir la colección a los creadores de la ciencia que se piensa y crea en todos los ámbitos de la lengua española —y ahora también del portugués—, razón por la cual tomó el nombre de La Ciencia para Todos.
Del Río Bravo al Cabo de Hornos y, a través del mar océano, a la Península Ibérica, está en marcha un ejército integrado por un vasto número de investigadores, científicos y técnicos, que extienden sus actividades por todos los campos de la ciencia moderna, la cual se encuentra en plena revolución y continuamente va cambiando nuestra forma de pensar y observar cuanto nos rodea.
La internacionalización de La Ciencia para Todos no es sólo en extensión sino en profundidad. Es necesario pensar una ciencia en nuestros idiomas que, de acuerdo con nuestra tradición humanista, crezca sin olvidar al hombre, que es, en última instancia, su fin. Y, en consecuencia, su propósito principal es poner el pensamiento científico en manos de nuestros jóvenes, quienes, al llegar su turno, crearán una ciencia que, sin desdeñar a ninguna otra, lleve la impronta de nuestros pueblos.
Comité de selección de obras
Dr. Antonio Alonso
Dr. Francisco Bolívar Zapata
Dr. Javier Bracho
Dr. Juan Luis Cifuentes
Dra. Julieta Fierro
Dr. Jorge Flores Valdés
Dr. Juan Ramón de la Fuente
Dr. Leopoldo García-Colín Scherer
Dr. Adolfo Guzmán Arenas
Dr. Gonzalo Halffter
Dr. Jaime Martuscelli
Dra. Isaura Meza
Dr. José Luis Morán López
Dr. Héctor Nava Jaimes
Dr. Manuel Peimbert
Dr. José Antonio de la Peña
Dr. Ruy Pérez Tamayo
Dr. Julio Rubio Oca
Dr. José Sarukhán
Dr. Guillermo Soberón
Dr. Elías Trabulse
Prólogo
Introducción
I. El origen del petróleo, sus características y usos
Esa sustancia oscura del fondo de la Tierra
El origen y la formación del petróleo
El kerógeno: precursor del petróleo y del gas
Estructura general del kerógeno
Los tipos de kerógeno
Procesos geológicos y formación del petróleo
Características y propiedades de los hidrocarburos
Los productos derivados del petróleo crudo
II. La cadena de valor del petróleo: de la exploración a la producción
El proceso de exploración de los hidrocarburos
El proceso de explotación o producción de los hidrocarburos
La refinación del petróleo crudo
Las provincias petroleras del mundo
III. El escenario mundial del petróleo y del gas natural
Demanda y consumo de energía
Reservas de petróleo y gas natural
La producción de petróleo
La producción de gas natural
Consumo de petróleo y gas natural
Comercio internacional de petróleo y gas natural
IV. La industria del petróleo en México
El estudio y la exploración de las cuencas sedimentarias de México
Las reservas de petróleo y gas natural de México
Producción de petróleo y gas natural
Consumo de hidrocarburos
V. Un acercamiento a los escenarios futuros del mercado mundial de petróleo
El ámbito mundial
El ámbito nacional: una prospectiva general en México
VI. Hacia el futuro: energía y petróleo
La geopolítica del petróleo: esbozo general
El impacto al medio ambiente y la sociedad
Conclusiones generales
Anexos
Anexo I: Unidades de medida y abreviaturas
Anexo II: Glosario
Bibliografía
A Marie, esencia de mis días, por el amor que me sustenta.
A Moisés, Felipe, Eridani y Ezra,
porque son mi alegría y motivo de vivir; por su ejemplo
de empeño y estudio constante.
Al señor José Luis Revilla Martín del Campo,
forjador de nuestra generación y eminente intelectual
de la historia y el cambio social y económico
de nuestros pueblos explotados.
El petróleo ha sido el actor principal durante la revolución científica y tecnológica del siglo XX, y además, se asegura aún un papel de primera línea en el siglo que comienza. Pero, ¿quién es ese personaje negro y misterioso, cómo se origina, de dónde viene? ¿Por qué el petróleo ha sido fuente de acumulación de capitales y poder, y por qué se ha constituido en motor y dinámica de la economía mundial?
La geopolítica internacional ha girado en torno al petróleo, pues este energético ha causado crisis, tormentas económicas y hasta numerosos conflictos armados. Los Estados y las economías más desarrolladas del planeta han fincado estrategias y políticas mundiales para procurarse los recursos petroleros donde éstos se encuentren y así asegurar su estatus, crecimiento y desarrollo. La posesión del petróleo es el tema central de la estrategia energética de las naciones; es más: constituye un asunto de seguridad nacional. La civilización actual, desde sus inicios en la Revolución industrial, está fincada en el uso y depredación de los recursos petroleros. No existen, al parecer, alternativas energéticas adecuadamente viables, extensivas y seguras en lo inmediato.
Sin embargo, frente a estas realidades existen otras: el impacto de la contaminación sobre el medio ambiente y su influencia en el cambio climático —efecto invernadero y calentamiento global —debido a la explotación y uso de los hidrocarburos, así como la amenaza de su agotamiento inminente. El mundo consume diariamente más de 80 millones de barriles; ¡pero se calcula que esa cuota se incrementará, hacia el año 2025, a más de 120 millones de barriles!
Frente a la enorme demanda, el tema del agotamiento de los recursos petroleros es causa de la creciente inestabilidad geopolítica actual, y al mismo tiempo, la búsqueda de soluciones inmediatas constituye una enorme responsabilidad que recae sobre la humanidad entera. Todos los escenarios, sean “optimistas” o “pesimistas”, distan muy poco entre sí en sus apreciaciones acerca del tiempo que nos separa del fin del modelo energético basado en los hidrocarburos. La declinación de la producción mundial se podría presentar antes del fin de la década de 2010, o poco tiempo después; el hecho real es que se presentará.
La distribución actual de las reservas mundiales de hidrocarburos presenta la realidad siguiente: más de 70% de las reservas de petróleo y gas natural se encuentra en la región de Oriente Medio, el Mar Caspio, la Federación Rusa y algunos países de América Latina. Cabe preguntarse, entonces, ¿cómo se dará el equilibrio geopolítico y económico mundial que asegure la paz y la estabilidad en el planeta? La pregunta, por ahora, no tiene respuesta clara.
Para el caso de México, durante las últimas décadas se ha constatado una preocupante reducción de las reservas probadas de petróleo, actualmente cercanas a los 14 000 millones de barriles. Este hecho ha repercutido directamente en que la producción petrolera nacional ha descendido de 3.4 a 2.8 millones de barriles diarios en sólo cuatro años. En los escenarios y condiciones actuales, la vida media de las reservas probadas de México podría ser menor a nueve años. Este panorama es crítico y preocupante, ya que constituye la más aciaga incertidumbre para la vida económica, social y política del país en las próximas décadas.
En esta perspectiva, y como ciudadanos, es necesario y urgente conocer los escenarios actuales y futuros en torno al petróleo, las estrategias energéticas que se deben derivar de ello, y las situaciones económicas, sociales y políticas tanto para el mundo en general como para México. El futuro del país se encuentra estrechamente vinculado a sus recursos energéticos, a la búsqueda de soluciones y a la conciencia y participación ciudadanas. El petróleo y la forma de obtener y usar la energía han estado y estarán en el centro de las preocupaciones y estrategias de las naciones, y por ende de México.
Este ensayo pretende divulgar y contribuir al conocimiento de la industria del petróleo, su origen, las reservas, la producción, los escenarios presentes y futuros, así como las perspectivas de este vector energético fundamental para el mundo actual. El conocimiento que tengamos del ámbito energético y de la realidad económica y social es el sustento para edificar una nación autónoma y soberana. Así, cualquiera que sea el panorama futuro, el conocimiento es y será la clave para construir un mundo mejor.
Saber por saber, pero quizá mejor saber más para poder.
TEILHARD DE CHARDIN
Todo lo que es simple es falso; mas todo lo que es complejo es inútil.
PAUL VALÉRY
El descubrimiento y el uso del petróleo cambiaron la faz del mundo; el petróleo determinó e impulsó el crecimiento económico del final del siglo XIX y protagonizó toda la historia del siglo XX. En el presente siglo el mundo seguirá teniendo una estrecha relación con los hidrocarburos, por lo menos durante los próximos 20 años, a menos que una catástrofe, una verdadera revolución científica y tecnológica o algún suceso mundial pongan fin a tales proyecciones.
En el desarrollo de la industria petrolera, un acontecimiento fundamental fue la invención del automóvil, el cual creó un nuevo y vasto mercado para los combustibles. La fabricación masiva de automóviles en los países industrializados hizo despegar el consumo de gasolina, y en la actualidad el transporte terrestre y aéreo en el ámbito mundial se ha desarrollado en estrecha relación con la producción y el uso del petróleo.
Asimismo, la generación y procuración de energía en el mundo actual tienen como vectores principales a los energéticos fósiles, principalmente petróleo, gas natural y carbón. Estos tres vectores energéticos representan más de 90% de participación como fuentes de energía. Además del desarrollo que se pueda lograr en el ámbito mundial sobre las fuentes energéticas no fósiles, biomasa, hidrógeno, eólica, etc., se estima que las fuentes de energía fósil seguirán siendo fundamentales en el desarrollo económico del mundo. Sin embargo, los energéticos fósiles no son renovables, es decir, en sentido amplio, llegará una etapa de declinación y se “agotarán” en algún momento futuro.
Para la naciente industria del petróleo fueron muy importantes una serie de grandes descubrimientos de hidrocarburos, durante los primeros años del siglo XX, en zonas como Irán (1901), Texas (1901), California (1903), México (1910), Venezuela (1922), Irak (1927), Arabia Saudita (1933 a 1938) y el Mar del Norte (1969), entre otros sitios importantes. En este contexto, comienza la creación de las primeras compañías petroleras que tendrían significativos desarrollos hacia la segunda mitad del siglo XX.
Posteriormente, en 1960, los países productores más importantes fundaron la Organización de los Países Exportadores de Petróleo (OPEP). Sus fundadores, y principales productores mundiales, fueron Arabia Saudita, Irán, Irak, Kuwait y Venezuela; posteriormente se adhirieron Qatar, Indonesia, Libia, los Emiratos Árabes Unidos, Argelia y Nigeria.1 Desde su fundación, la OPEP ha desempeñado un importante papel en el mercado petrolero mundial, primordialmente durante las crisis petroleras de la década de 1970 y ulteriores, en las que la volatilidad de los precios del petróleo tuvo el papel central. Posteriormente, y para hacer contrapeso a la OPEP, varios países consumidores —entre ellos los Estados Unidos y algunos países europeos—fundaron la Agencia Internacional de Energía (AIE), en 1974, la cual también ha tenido, desde entonces, una presencia fundamental en el ámbito petrolero y geopolítico mundial.2 Seguramente, durante el siglo XXI esos organismos internacionales y las compañías petroleras transnacionales tendrán los roles estelares en los escenarios del nuevo orden petrolero mundial (sic), que ocupan, por ahora, primordialmente los Estados Unidos.
A pesar de nuevos e importantes yacimientos descubiertos durante los años de la década de 1970, así como de los incrementos sustantivos de las reservas petroleras de algunos países o regiones en el ámbito mundial, algunos países o regiones comenzaron a entrar en un proceso de declinación de su producción petrolera. Este fue el caso de los Estados Unidos al final de la década de 1970, por lo que se ha visto obligado a aumentar paulatinamente, desde entonces, sus importaciones petroleras. Asimismo, ya en la segunda parte del siglo XX, el petróleo y la necesidad de su posesión comenzaron a protagonizar acontecimientos y conflictos políticos de alcance regional o mundial: el conflicto árabe-israelí (con la presencia política o militar de países occidentales), la presencia de Inglaterra en Medio Oriente (principalmente en Irak y Kuwait), la segunda Guerra Mundial, etc. Varios de estos acontecimientos y factores desembocarían en la primera crisis del petróleo en 1973, provocada por el embargo árabe contra los Estados Unidos y los Países Bajos, por su apoyo a Israel en la guerra del Yom Kipur.3
En torno al petróleo han girado una gran cantidad de acontecimientos de signos diversos, desde el inicio real de la declinación de la producción de algunas regiones (como fue el caso de los Estados Unidos) hasta estrategias geopolíticas llevadas a cabo por varios países o por organizaciones internacionales (la OPEP, la AIE) y compañías transnacionales, la manipulación de las cifras de reservas de países o mundiales, las guerras por la posesión de regiones y yacimientos petroleros, y las cuotas de producción extra o de reducción para controlar la volatilidad de precios e influir en el mercado internacional del petróleo, entre otros factores.4
Otros acontecimientos importantes fueron las nacionalizaciones de la industria petrolera que realizaron, para sí, algunos países productores, como México, Irán, Irak y Arabia Saudita. La Revolución iraní provocó la segunda crisis petrolera en 1979, interrumpiendo los suministros del Golfo Pérsico; la guerra entre Irán e Irak agravó la crisis, que se prolongó hasta después de 1980.
Otra crisis del petróleo se produjo en 1990, luego de la invasión a Kuwait por parte de Irak, aunque en ese entonces Arabia Saudita aumentó su producción para cubrir la demanda de los principales consumidores. Incluso, algunos de ellos recurrieron a sus reservas estratégicas para hacer frente a sus fuertes demandas internas, por lo que esta crisis no tuvo las consecuencias de aquélla acaecida en 1973.5
En las décadas de 1970 y 1980 se incrementó la exploración en las áreas tradicionales, así como en nuevas regiones. Destacan los hallazgos y la incorporación de nuevas reservas en el Golfo de México, Brasil, en la costa occidental de África y en la región del Caspio y el Cáucaso. Actualmente, algunos especialistas consideran que estas regiones poseen importantes reservas de petróleo para hacer frente a las demandas energéticas futuras mundiales.
Por otro lado y como resultado de la explotación intensiva de los yacimientos y el uso generalizado de los combustibles fósiles, surge el problema de la contaminación y del deterioro ambiental. En este rubro destacan importantes impactos en la salud a consecuencia de la emisión de contaminantes a la atmósfera, hidrosfera y al suelo. Los principales contaminantes son el bióxido de carbono, el metano, los óxidos de nitrógeno, o los derrames de hidrocarburos en mares y regiones continentales a causa del transporte y manejo inadecuado del petróleo crudo o de sus productos derivados. También es notorio el impacto directo al ambiente y a los ecosistemas por causa de los métodos de explotación y refinación llevados a cabo. Además de la emisión de bióxido de carbono, se han incrementado las emisiones de compuestos clorofluorocarbonados, los cuales han favorecido el efecto invernadero y, en consecuencia, el surgimiento de un fenómeno nuevo identificado como el cambio climático. Actualmente se considera que este fenómeno, aún no bien entendido, ha ocasionado el incremento de la temperatura global y propiciará, en el futuro, importantes cambios en el ambiente, los ecosistemas y en los ciclos meteorológicos mundiales.
A pesar de la problemática ambiental ocasionada y de los conflictos por la posesión y el abastecimiento de petróleo entre algunos países, hasta el final de 2001 el mundo había consumido cerca de 650 000 millones de barriles de petróleo —o sea, 650 × 109 barriles, o bien 650 gigabarriles de petróleo (Gb), utilizando la nomenclatura en unidades de medida internacionales, las cuales son explicadas en el Anexo I. Para el final de 2002 las reservas probadas de petróleo ascendían a un billón 47 000 millones de barriles (1 047 Gb),6 mientras que para 2004 eran de 1 188.6 Gb.7 Según Oil & Gas Journal, estas reservas conocidas son suficientes para responder a la demanda de petróleo, a los ritmos de crecimiento proyectado, durante más de 40 años.8 Sin embargo, estimaciones más cuidadosas permiten suponer, grosso modo, una autonomía energética mundial basada en los hidrocarburos que no podría ir más allá de 2025.
Por otro lado, en el contexto energético, el mundo está incrementando su demanda de fuentes de energía cada año; el consumo de energía constituye un enorme reto para la humanidad. En este sentido, el impacto ambiental, los conflictos internacionales y el desarrollo tecnológico están estrechamente relacionados, con un papel esencial desde ahora y hacia los años venideros. Los escenarios prospectivos deberán tomar en cuenta estos factores de manera cuidadosa.
Con relación a los factores como la oferta y la demanda de petróleo en el mercado internacional, las condiciones geopolíticas, económicas, etc., destaca el tema de la volatilidad de los precios del petróleo en el ámbito internacional, la cual ha tenido grandes variaciones a lo largo de los años. Este factor ha sido determinante en el mercado mundial, y todo parece indicar que esta volatilidad continuará, y aun crecerá en los próximos años. Otro factor de inestabilidad de precios, que ahora ya se presenta en el ámbito mundial, es el temor de su posible o tangible declinación y agotamiento futuros. Las estrategias de los países consumidores y productores de hidrocarburos se encaminarán, en consecuencia, a determinar para su propio beneficio, los factores que inciden en la banda y la volatilidad de los precios internacionales del petróleo.
La humanidad requiere, dado este panorama en el contexto mundial, resolver los ingentes problemas actuales que gravitan en torno a los energéticos. En los capítulos siguientes se abordará una descripción somera de los escenarios actuales y futuros del mundo del petróleo. Es urgente, partiendo de estos contextos, encontrar las fuentes alternas de energía que podrán permitir el acceso a nuevas etapas del desarrollo de la humanidad. Entre estas fuentes alternas el hidrógeno, la biomasa, la energía eólica, etc., podrían en el futuro, quizá, tener la palabra.
1 Enrique Parra Iglesias, Petróleo y gas natural: industria, mercados y precios, p. 15.
2 Miguel García Reyes y Gerardo Ronquillo Jarillo, Estados Unidos, petróleo y geopolítica. Las estrategias petroleras como un instrumento de reconfiguración geopolítica, 2005, Instituto Mexicano del Petróleo/Plaza y Valdés, p. 131. Los países signatarios del acuerdo de creación de la AIE fueron Alemania, Australia, Austria, Bélgica, Canadá, Dinamarca, España, Estados Unidos, Grecia, Irlanda, Italia, Japón, Luxemburgo, Noruega, Nueva Zelanda, Holanda, Reino Unido, Suecia, Suiza y Turquía.
3 Enrique Parra Iglesias, op. cit., p. 16.
4 Eric Laurent, La cara oculta del petróleo, Arcopress, Córdoba, 2006, pp. 7-9.
5 Enrique Parra Iglesias, op. cit., p. 17.
6 British Petroleum, Statistical Review of World Energy 2004, p. 4.
7 Idem.
8 Oil & Gas Journal, 2001.
Cualquier complejidad real es infinita, porque infinita es la tarea de enumerar las propiedades que la hacen distinguible de cualquier otra complejidad real.
JORGE WAGENSBERG
Más allá de los elementos, existe el hecho de que ellos forman un todo.
GEORGES DUMEZIL
La palabra petróleo procede del griego πετϱέλαιου, “aceite de roca”. Existen otros términos sinónimos o semejantes que han sido utilizados a lo largo del tiempo; por ejemplo, el vocablo “chapopote” utilizado en México, el cual proviene de tzaue, que significa pegamento o engrudo, y popochtli, perfume. Otra acepción indicaría que procede de chíahuatl, o grasa, y poctli, humo, por lo que sería, literalmente, aceite ahumado. Otros términos utilizados como sustitutos o para algunos productos son “asfalto”, “bitumen”, “nafteno”, etc. La palabra “asfalto” procede del vocablo griego ἂσφαλτος, que significa aceite resinoso. También, las palabras “betún” y su equivalente “bitumen” son ampliamente utilizadas y proceden de la voz latina bitus, que alude a la noción de una madera resinosa. Finalmente, la palabra “nafteno” provendría de una voz babilonia, napata, que significa inflamable.
El petróleo fue conocido y usado por la humanidad desde las más antiguas culturas y civilizaciones, como lo han demostrado numerosas referencias en documentos históricos. Por ejemplo, en la Biblia se hace mención en el capítulo ocho del libro del Génesis, cuando se narra la construcción del arca y que Noé utilizó el petróleo para impermeabilizarla. Asimismo, el petróleo es mencionado, empleando el término “betún”, en la tablilla XI del poema épico babilónico de Gilgamesh, en la narración de la historia del diluvio y la construcción del arca por el legendario héroe sumerio. El petróleo también fue conocido y usado posteriormente por otros pueblos del Medio Oriente.
Los nahuas lo utilizaron para perfumar sus templos, como pegamento, para la producción de barnices, o en la preparación de la argamasa empleada en la construcción, así como para impermeabilizar y proteger la madera de sus construcciones de la humedad, el salitre y los insectos. Numerosas referencias indican que los primeros pobladores de México utilizaron el petróleo crudo, principalmente con fines medicinales y para sus sistemas de alumbrado.
El petróleo es esa sustancia oscura y maravillosa que procede de las profundidades de la Tierra, de algunos kilómetros de profundidad, y que se ha formado a partir de los restos de los organismos y seres que vivieron hace millones de años en el planeta. El petróleo literalmente “habla” de su remoto pasado, trayendo materialmente, además, la energía solar de las épocas geológicas que se pierden en la oscuridad de los tiempos; esa energía ha sido el motor de nuestra civilización por más de cien años. Ahora es necesario revalorar sus posibilidades, limitaciones e inconvenientes, frente a la conservación y protección del medio ambiente y de las nuevas alternativas energéticas que requiere el desarrollo de la humanidad en el siglo que comienza.
Desde el final del siglo XIX y principios del siglo XX se pensaba que los hidrocarburos eran de origen inorgánico y que se formaban en las profundidades de la corteza terrestre por la acción del agua sobre los carburos metálicos a partir de hidruros metálicos, idea sustentada por el químico Dmitri Ivánovich Mendeleiev. Por su parte, Marcellin Berthelot consideraba que el petróleo era el producto de la acción del agua y del bióxido de carbono sobre los metales alcalinos. Sin embargo, las abundantes pruebas acumuladas por los estudios de la química y la geología, así como de los materiales orgánicos asociados, han hecho evidente el origen orgánico de los hidrocarburos. Posteriormente, gracias al desarrollo de la geología del petróleo y particularmente al de la química orgánica y la geoquímica del carbón y del petróleo durante la segunda parte del siglo XX, se ha establecido formalmente el origen orgánico y evolución de los hidrocarburos en las rocas sedimentarias de la corteza terrestre.
La materia orgánica fósil que se encuentra en los sedimentos y en las rocas, es la precursora del petróleo. Éste se origina a partir de la materia orgánica que ha sido transformada durante millones de años, a causa de las altas presiones y el aumento de temperatura que ocurren cuando los sedimentos son sepultados y evolucionados mineralmente en el interior de los estratos de la corteza terrestre.
La materia orgánica que se encuentra en los sedimentos está constituida por todos aquellos materiales que proceden de los organismos vivos, plantas y animales que han vivido en las épocas geológicas pasadas. Todos los seres vivos nacen, se desarrollan y mueren en la parte de la Tierra que constituye la biosfera. Todos estos materiales orgánicos o materia orgánica son acarreados, junto con los sedimentos, hacia las cuencas sedimentarias marinas o lacustres donde se depositan, o son paulatinamente desintegrados o transformados.
Normalmente, los sedimentos que se depositan en medios acuáticos y que reúnen condiciones ambientales especiales para la conservación de restos orgánicos contendrán, al final, ciertas cantidades de materia orgánica preservada. Por el contrario, en los sedimentos que quedan expuestos a condiciones subaéreas, la materia orgánica se destruye con facilidad a causa de la oxidación química o de la actividad microbiana. El depósito de materia orgánica es abundante a lo largo de las márgenes continentales debido a la alta productividad biológica primaria en las aguas costeras y al alto suministro de material procedente de las plantas superiores de las áreas terrestres (figura I.1).
Para que tenga lugar la concentración y conservación de la materia orgánica en los sedimentos se requieren condiciones óptimas tanto en el nivel de energía o dinámica en un cuerpo de agua como en el ritmo o tasa de la sedimentación. Cuando los materiales orgánicos son atrapados entre los sedimentos evitando el acceso de oxígeno, existirán las condiciones apropiadas para la conservación inicial de la materia orgánica ahí acumulada. Esta materia será la precursora de los hidrocarburos. El depósito de sedimentos ricos en materia orgánica es un hecho inusitado en la naturaleza, es decir, no es un fenómeno extensivo, ya que tiene baja probabilidad.
Las condiciones más favorables para el depósito de sedimentos ricos en materia orgánica se encuentran en las plataformas continentales, en áreas de aguas tranquilas, como las lagunas, estuarios y cuencas profundas de circulación de agua y oxígeno restringida (figura I.1).
FIGURA I.1. Acumulación de sedimentos y restos de materia orgánica de origen continental y marino. Ésta se lleva a cabo por medio de los procesos geológicos de la sedimentación y tiene lugar principalmente en las plataformas y taludes continentales.
En la figura I.2 se muestra la ruta de evolución general de la materia orgánica y sus componentes (lignina, carbohidratos, proteínas y lípidos) a través de sus productos de transformación y derivados, como el kerógeno y los hidrocarburos, y, finalmente, los residuos de carbón. Estas transformaciones tienen lugar entre los sedimentos donde se encuentra atrapada la materia orgánica, siendo causados por los procesos de degradación microbiana, polimerización y condensación. La degradación térmica es un proceso determinante en la transformación y evolución de los materiales orgánicos.
Después de ser sepultados o atrapados los restos orgánicos en los sedimentos, aquéllos pasan por diferentes etapas de evolución, condicionadas por la temperatura y la presión; estas etapas sucesivas son diagénesis, catagénesis y metagénesis (figura I.2). Estas etapas de transformación son detalladas a continuación.
a) La diagénesis se inicia en los sedimentos recientemente depositados como resultado de la actividad microbiana, la cual constituye uno de los principales agentes de transformación de los materiales orgánicos y sedimentarios. A medida que se comienzan a profundizar los sedimentos, se presentan en la materia orgánica algunos acomodos químicos a poca profundidad, como la policondensación y la insolubilización. Al final de la etapa de diagénesis, la materia orgánica es transformada en un compuesto orgánico complejo llamado kerógeno.
b) La catagénesis es la fase que tiene lugar como resultado del aumento progresivo de la temperatura durante el soterramiento de las series sedimentarias por sedimentos más jóvenes. La degradación térmica del kerógeno, en esta etapa, es responsable de la generación de la mayor parte de los hidrocarburos, es decir, del petróleo y del gas.
FIGURA I.2. Fuentes y procedencia de los hidrocarburos según la evolución de la materia orgánica. El kerógeno es el insumo intermedio que origina los hidrocarburos. Los componentes iniciales de los seres vivos son la lignina, los carbohidratos, las proteínas y los lípidos. Los ácidos fúlvicos son los primeros compuestos originados por la descomposición de la materia orgánica durante el proceso de la diagénesis. Diagrama de evolución de la materia orgánica según Tissot y Welte, 1978.
c) La metagénesis es la fase de transformación orgánica y mineral que se alcanza cuando los materiales orgánicos y sedimentarios son sepultados a gran profundidad. Empero, la última etapa de evolución de la materia orgánica se inicia antes, cuando la reflectancia de la vitrinita1 es cercana a 2%, para luego continuar la fase del metamorfismo de la fase mineral. En esta fase de metamorfismo,2 la reflectancia de la vitrinita puede ser cercana a 4%, correspondiendo al inicio de las “facies de esquistos verdes”, es decir, la etapa en la cual las rocas comienzan a adquirir un carácter netamente metamórfico y ya no son consideradas rocas sedimentarias.
El aumento de la temperatura durante el transcurso del soterramiento de los sedimentos origina un reacomodo progresivo de las moléculas del kerógeno. Su evolución durante las diferentes etapas se puede bosquejar como sigue:
1. Durante la última parte de la diagénesis, los enlaces heteroatómicos y los grupos funcionales se eliminan. Se desprende bióxido de carbono, agua y algunos compuestos pesados de nitrógeno, azufre y oxígeno. En términos de la exploración del petróleo, las rocas generadoras se consideran inmaduras en esta etapa; es decir, aún no se ha producido el proceso de generación y expulsión de los hidrocarburos de la roca generadora.
2. Durante la etapa de la catagénesis, las cadenas y ciclos de hidrocarburos se eliminan. De este modo, primordialmente se forman los petróleos crudos o aceites y luego, sucesivamente, el gas. Esta etapa corresponde a la fase principal de la formación de aceite o hidrocarburos líquidos; y también es la etapa primordial de la formación del gas húmedo.
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