Seguro, rápido y mecanizado: Una contribución a la seguridad en la explotación de minas de interior mediante el empleo mallas de alambre de acero de alta resistencia

Julio Prieto, Roberto J. Luis (Geobrugg Ibérica, SAU); Andrea Roth (Geobrugg, AG)

Los sistemas de sostenimiento habituales están limitados en su capacidad frente a cargas dinámicas. Las mallas de acero de alta resistencia han demostrado su idoneidad como protección y sostenimiento en excavaciones subterráneas. Ensayos estáticos y dinámicos realizados por la Western Australian School of Mines así lo han corroborado.

Debido a la elevada resistencia del alambre de acero (mín. 1770MPa) y su capacidad de adaptación a la superficie del terreno, este sistema de sostenimiento se puede aplicar en emplazamientos sometidos a altas solicitaciones. Para desenrollar la malla romboidal de alambre de acero de alta resistencia se ha desarrollado y comenzado a utilizar exitosamente un brazo automatizado, que permite desarrollar con eficiencia los trabajos de sostenimiento subterráneo. Este dispositivo, compatible con cualquier jumbo de perforación de brazos múltiples, permite colocar la malla enrollada en un sistema de bobina. Este mecanismo se emplaza en uno de los brazos del jumbo, mientras que la máquina perforadora para los anclajes se coloca sobre otro de los brazos del jumbo. La innovación en la colocación de esta malla junto con la implementación mecanizada de anclajes de forma simultánea, proporciona un aumento en la seguridad del personal, así como del rendimiento en la producción de la mina.
En general, el sostenimiento primario en operaciones mineras subterráneas para controlar derrumbes consiste en un mallazo electrosoldado sujeto con anclajes de expansión que trabajan a fricción. A mayor profundidad, los hastiales de las galerías sufren por aumento de la sismicidad y daños asociados por derrumbes. Para intentar controlar este riesgo se colocan anclajes especialmente diseñados, con mejor capacidad de absorción de energía y de elongación. Este tipo de anclajes también es compatible con entornos de alta deformabilidad, sin embargo, entre los anclajes se requiere de un elemento que permita distribuir de forma racional el soporte en la zona libre de anclajes. La estrategia hasta el momento ha sido utilizar como recubrimiento fibras textiles gruesas, no muy efectivas u hormigón proyectado (gunita) reforzado con mallazo de acero electrosoldado, este último tipo de solución además de costosa, presupone lentitud en el proceso de instalación. El hormigón proyectado además, tiene un comportamiento rígido y reacciona de forma inadecuada frente a solicitaciones dinámicas. La consecuencia más común es el fallo y por ende la necesidad de repetición de dichos trabajos de refuerzo, con los problemas de seguridad que todos ello implican.
En principio los paneles de mallazo de acero electrosoldado son fáciles de manipular, además este mallazo es suficientemente rígido a la vez que suficientemente resistente, para prevenir desprendimientos y caídas de rocas de menor tamaño. Con la colocación de este mallazo en forma de arco se consigue aportar una cierta estabilidad a la clave y hastiales, pero sin ninguna duda no tienen la posibilidad de absorber impactos dinámicos de bloques mayores. Las uniones electrosoldadas son quebradizas y usualmente se rompen primero, seguidas por fallo del alambre cuando las cargas son superiores.
Las mallas de simple torsión, compuestas por alambre de acero de alto límite elástico (1770 MPa) han evidenciado excelentes resultados durante los primeros ensayos realizados, ya que combinan una alta resistencia y una considerable flexibilidad. La malla fue capaz de absorber la energía cinética, amortiguando así los impactos de las masas de roca. La alta resistencia de la malla es necesaria para transferir las solicitaciones resultantes del derrumbe o el estallido de rocas, hacia los anclajes y evitar la rotura por punzonamiento.
Con el objetivo de utilizar esta malla de alto rendimiento como un producto estándar para sostenimiento subterráneo ha sido necesario desarrollar un método seguro, rápido y automatizado de instalación. El objetivo de este trabajo es proveer a gestores responsables de los trabajos mineros de interior una solución eficiente que permita instalar rollos de mallas romboidales de alta resistencia. Además, fue considerado como necesario que el nuevo dispositivo de sujeción/aplicación de la malla (mesh handler) pueda estar integrado al equipo de perforación común empleado en las minas subterráneas, obviando así la necesidad de adquisición de nuevos equipos.

Malla romboidal y de alta resistencia para sostenimiento subterráneo
La malla romboidal de simple torsión TECCO® está fabricada con alambre de acero de alto límite elástico (1770 MPa) y de 4 mm diámetro. Este alambre de acero tiene una resistencia excelente tanto al corte como contra impactos. La apertura de la malla tiene forma romboidal y a lo largo de los bordes laterales del rollo, los alambres se cierran de manera que los extremos sean tan fuertes como la malla misma.
La malla es suministrada en rollos y puede ser fabricada en anchos hasta 5m y en longitudes a medida. El empleo de alambre de alto límite elástico permite que la malla sea muy ligera en relación con su resistencia. Para la protección contra la corrosión el alambre tiene un recubrimiento especial de aleación de Zn/Al, lo que le aporta una durabilidad muy superior al extragalvanizado al Zn convencional.
La geometría de dicha malla fue diseñada de manera que tenga una resistencia altísima a cargas de rotura, a la vez que se garantiza una deflexión controlada, evitando así las deformaciones o desplazamientos que ocasionan los desprendimientos o estallidos de roca. Las propiedades resistentes de la malla han sido caracterizadas a partir de varias series de ensayos de laboratorio en la Universidad de Cantabria en Santander, España y en LGA de Nürnberg, Alemania.

Ensayos realizados a la malla de alta resistencia Tecco®
Para la determinación de las propiedades mecánicas de la malla de acero de alta resistencia TECCO® se realizaron series de ensayos tanto estáticos como dinámicos en la Western Australian School of Mines (WASM). Para el dimensionamiento del sistema de sostenimiento consistente de malla y anclajes se desarrolló un modelo numérico basado en elementos finitos, calibrado y verificado por el Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research (WSL).

Ensayos estáticos
Tres muestras individuales con tamaño de 1,3 m x 1,3 m de la malla de alta resistencia tipo TECCO® G80/4 son sometidas a esfuerzos mediante una placa de acero de 300mm x 300mm. El ensayo es descrito por Morton et al. (2007). La malla de alta resistencia TECCO® G80/4 (límite elástico de acero 1770 MPa) fue capaz de resistir cargas de 100 kN a 110 kN antes de fallar en la esquina de la placa de carga. En comparación, en el mallazo electrosoldado el fallo se produce a los 40 kN aproximadamente, y en una malla genérica de simple torsión de acero de bajo contenido de carbono (límite elástico de 450 MPa) se produjo sobre los 20 kN; aplicando el mismo principio de ensayo. Todas las muestras de mallas requieren un cierto desplazamiento inicial antes de entrar en carga. La rigidez tanto de la malla romboidal de simple torsión de alta resistencia TECCO® G80/4 como del mallazo electrosoldado resultó ser similar y depende más de las condiciones de sujeción que del tipo de la malla.
Se demostró que la malla de alta resistencia TECCO® G80/4 puede soportar un aumento de carga en caso de fallo de un alambre (unraveling test, Roth et al., 2004). Ensayos realizados en la Universidad de Cantabria y LGA (1998-2003) de esfuerzos a tracción directa en prototipos de mallas análogas demostraron que la malla alcanza los valores de resistencia máxima a la tracción, aun cuando los ensayos se realicen con uno o dos alambres previamente seccionados, sin que se produzca el destrenzado o destrefilado conocido como unraveling.

Ensayos dinámicos
Aplicando el método de transferencia del momento (Player et al., 2004; Thompson et al., 2004) la malla TECCO® G80/4 fue ensayada en las instalaciones de la WASM (Player et al., 2008). La malla se coloca en un bastidor de carga, donde un elemento de acero puede lanzarse en caída libre desde alturas diferentes sobre la malla. La prueba dinámica es completamente instrumentada con cámaras de alta velocidad, células de carga y acelerómetros.
Una masa de 1.000 kg (saco lleno con esferas de acero para rodamientos) impacta sobre la malla. Dicha malla se deforma de acuerdo con la carga aplicada y transmite las solicitaciones a los extremos. Las condiciones de sujeción son fijas e inamovibles para tener resultados repetibles y comparables. Bajo de esta configuración, la malla de alta resistencia TECCO® G80/4 fue capaz de absorber energías hasta 10 - 12 kJ, lo que corresponde a frenar un derrumbe de 1.000 kg que impacte a una velocidad de 4,5 a 5,0 m/s. El valor mencionado representa solamente la absorción de energía debida a la acción de la malla. En comparación, los mallazos electrosoldados (con diámetro de alambre de 5,6 mm y luz de 100 mm) mostraban capacidades de absorción de energía en el orden de 1 a 2 kJ bajo el mismo sistema de ensayo.
De forma adicional a los ensayos de laboratorio, durante los años 2012 y 2013 se han realizado ensayos de campo a escala natural en las instalaciones de Walenstadt (Suiza). El dispositivo ha permitido simular las acciones y solicitaciones que ejerce sobre la malla el fenómeno de estallido de rocas. Los valores de resistencia a solicitaciones dinámicas demuestran que la malla TECCO® reúne todas las condiciones necesarias para proteger las instalaciones de forma segura. Para la malla TECCO® G80/4 (Ø 4mm), la energía disipada ensayada en un panel de 0,75 x 0,75m está entre 10 – 12 kJ, y su elongación en el 8%.

Modelo numérico
Para la modelación numérica se utilizó un algoritmo capaz de simular grandes deformaciones e impactos dinámicos, un modelo basado en método de elementos finitos (MEF). Para la modelación de impactos dinámicos se aplica la segunda ley de Newton, junto con las propiedades de los materiales de cada componente. El software informático que contiene este algoritmo se denomina FARO y fue desarrollado por la ETH de Zúrich junto con el WSL (Volkwein et al., 2002).
El ensayo estático realizado por Roth et al. (2004) con la malla TECCO® de alta resistencia y una separación de anclajes de 1m x 1m, somete la malla a esfuerzos por un bastidor de acero tensionado hacia arriba. Estas pruebas fueron utilizadas para calibrar el modelo numérico. Con el modelo de MEF calibrado es posible llevar a cabo simulaciones dinámicas y pronosticar así solicitaciones, modos de fallo y deformaciones de diferentes componentes.
Mediante un modelo numérico calibrado de un sistema de sostenimiento subterráneo con un tipo específico de malla de alta resistencia es posible simular la respuesta dinámica para cualquier configuración y esfuerzos. Se permite ajustar los parámetros de entrada a los parámetros específicos de proyecto; y así, pueden ser determinadas tanto la distribución de los anclajes como las deformaciones máximas. Esto posibilita el dimensionamiento y un diseño adecuado para este tipo de sostenimiento subterráneo contra esfuerzos dinámicos. Es muy importante tener un sistema de sostenimiento con componentes que tengan comportamientos similares entre sí. Con el modelo numérico calibrado es posible combinar diferentes tipos de anclajes con la malla de alta resistencia, y determinar así si trabajan juntos bajo condiciones dadas. Debido a que siempre hay concentraciones de cargas en las placas de transmisión de fuerzas, pueden ser transmitidos esfuerzos mayores mediante el uso de placas especiales que permitan agarrar más alambres a la vez.

Instalación de malla de alta resistencia en túneles y galerías
La diferencia en la instalación de un mallazo electrosoldado y de una malla de simple torsión es la rigidez de la propia malla. La malla electrosoldada es relativamente rígida y se suministra e instala en paneles. La malla de simple torsión únicamente es rígida en una dirección pero permite enrollarla en la otra. Por esto, la malla de simple torsión se suministra en rollos y tiene que ser instalada de manera diferente en comparación con el mallazo electrosoldado.
Muchas veces se realiza una instalación manual de la malla simple torsión mediante plataformas elevadoras de tijera o mediante carretillas elevadoras telescópicas provistas con cestas, pero esto requiere una labor intensa. Por esta razón, se ha concebido una nueva manera de realizar el trabajo, que consiste en un equipo de instalación colocado en un brazo del jumbo, que permite tanto desenrollar la malla como sujetarla en la superficie del túnel o galería mientras es anclada al macizo rocoso con el segundo brazo del jumbo. El objetivo principal es garantizar la rapidez y la seguridad de la instalación con el fin de cumplir con los requerimientos de seguridad y productividad de la minería moderna.

Instalación manual de la malla de simple torsión
Para instalar malla de simple torsión primeramente hay que desenrollarla alrededor del perfil de la galería y sujetarla a los anclajes. Muchas veces, durante la instalación manual, los anclajes se colocan antes que la malla para posteriormente sujetarla a los mismos. Para este propósito, se utilizan habitualmente las citadas plataformas elevadoras de tijera o carretillas elevadoras telescópicas equipadas con cestas.
Estos métodos tienen la desventaja de ser bastante lentos y requerir mucho trabajo. Además, es difícil llegar a la tensión óptima de la malla, lo que es importante para minimizar tanto el mantenimiento como los costes. Adicionalmente, los trabajadores tienen que instalar la malla en un entorno aun no protegido falto de medidas de seguridad suficientes.

Instalación totalmente mecanizada con equipo de instalación de malla
Para poder mecanizar la instalación se ha desarrollado un equipo automatizado que permite la instalación de los rollos de malla de acero de alta resistencia TECCO® G80/4, que ha sido probado con éxito en minas de Australia, Sudáfrica, Chile y Perú para la utilización en trabajos de sostenimiento subterráneo. Este equipo, compatible con un jumbo de brazos múltiples, sirve para colocar la malla enrollada en una bobina. El eje central del rollo de malla es ensamblado a un brazo del jumbo, mientras que la perforadora es instalada en un segundo brazo. La instalación de malla y la colocación mecanizada de los anclajes se realiza al mismo tiempo.
El primer brazo lleva el dispositivo que sostiene el rollo de malla y lo va desenrollando a lo largo del perfil de la galería (de forma transversal al eje). Para ajustar la malla entre los anclajes, el manipulador permite tensionar y soltar la malla por rotación de la bobina hacia delante y hacia atrás. Mientras tanto, el segundo brazo puede anclar la malla al macizo rocoso. Este proceso es ejecutado paso a paso con el fin de tensionar la malla tanto como sea posible y así adosarla de manera correcta a la superficie de la excavación. Este sistema reduce:

1. el trabajo manual
2. la exposición de personal en zonas peligrosas durante el proceso de instalación
3. el tiempo del ciclo de sostenimiento

Aparte de esto, se aumenta la calidad del sostenimiento, tanto por el dimensionamiento y el diseño adecuado, como por la aplicación de la malla de alta resistencia, que queda bien adosada a la superficie de la roca, reduciendo además la posibilidad de enredarse, a la par que minimiza la formación de bolsas. Otro aspecto importante es que ningún trabajador queda expuesto directamente a la zona aun sin tratar, gracias al equipo mecanizado y por la capacidad del jumbo de sostener la bobina con el rollo de malla TECCO®, y así poder mover dicha bobina hacia la zona de trabajo y manejarla allí desde un lugar ya sostenido y, por lo tanto, seguro.

Instalación in-situ
Para poner el equipo de instalación de malla en marcha y probarlo, se realizaron ensayos en condiciones reales en una mina de interior en el oeste de Australia, con malla romboidal de simple torsión de alta resistencia TECCO® G80/4 y con 2 m de ancho del rollo. El equipo fue ensamblado a un jumbo Sandvik con dos brazos, que pertenecía a la empresa minera. En uno de los brazos se colocó el dispositivo de instalación. El circuito hidráulico existente fue utilizado para el control de dicho equipo.
En esta primera prueba, se plantearon dudas sobre si la malla formaría bolsas y permitiría que grandes bloques o detritus de rocas se acumulasen. El ensayo a escala natural mostró que no era así, y tan pronto como la malla se había anclado a los hastiales y clave de la galería, se comprobó que la membrana se adosaba a la superficie del macizo rocoso y que estaba bien sujeta por la tensión aplicada durante el proceso de instalación.
Esta primera instalación in-situ demostró que es posible instalar una malla de alta resistencia en menos tiempo que un mallazo electrosoldado estándar, aun cuando el operador del jumbo utilizó el equipo de instalación combinado con la perforadora por primera vez. Es, además, muy interesante ver como casi de forma inmediata el operador adquiere habilidades y el rendimiento aumenta considerablemente. Con la optimización del proceso de instalación ha sido posible alcanzar un ciclo de sostenimiento mecanizado con malla de alta resistencia aún más rápido, garantizando no comprometer la seguridad de la operación.

Conclusiones

• Sobre la base de los resultados de los ensayos realizados con la malla romboidal de simple torsión de alambre de acero de alta resistencia, tanto estáticos como dinámicos, se verificó que dicho tipo de malla es adecuado en áreas de posible derrumbe, estallido de rocas o en ambientes de interior de alta deformabilidad con importantes solicitaciones de esfuerzos.
• En contraste con el hormigón proyectado o el refuerzo mediante el empleo de láminas de fibra gruesa ancladas, el macizo rocoso queda visible para ser inspeccionado cuando sea necesario.
• Para un sistema de sostenimiento contra derrumbes parciales, han de dimensionarse tanto los anclajes que junto con las placas de reparto adecuadas han de ser combinados con dicha malla de alta resistencia. Este sistema de sostenimiento puede ser diseñado mediante el modelo numérico calibrado descrito anteriormente.
• Con el método de instalación mostrado, este tipo innovador de malla puede ser instalada de manera más simple y segura que los métodos de sostenimiento usualmente aplicados en interior.
• Debido a la aplicación mecanizada de la malla se reduce el tiempo de instalación del sostenimiento. Además, pueden utilizarse jumbos estándares. Esta aplicación permite ciclos optimizados de trabajo y ampliación de la separación entre anclajes.
• El mismo tipo de malla de alta resistencia, pero compuesta por alambre de menor diámetro, podría ser utilizada como malla de refuerzo del hormigón proyectado, en el caso que así se desee o requiera.
• Se concluye que tanto la malla romboidal de alta resistencia como su instalación totalmente mecanizada puede aumentar considerablemente la seguridad del personal, así como la calidad del sostenimiento instalado, incluyendo su optimización por el dimensionamiento apropiado y adecuado a los potenciales mecanismos de fallo, y la eficiencia en el desarrollo de la operación minera.

Bibliografía

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• Morton, E. (2008) Test report on static testing of Tecco mesh G80/4. Western Australian School of Mines (WASM) (pp. 1-15).
• Player, J., Villaescusa, E., Thompson, A. (2004). Dynamic testing of rock reinforcement using the momentum transfer concept. Ground Support Symposium, Perth, Australia ( pp. 327-339).
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• Player, J. (2007). Test report on dynamic testing of Tecco mesh. Western Australian School of Mines (WASM) (pp. 1-24)
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• Ruegger, R. (1999). Penetration tests of the Tecco mesh with four plates, Test Report. Ruegger Systems, St. Gallen, Switzerland (pp. 1-8).
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• Torres, J. A. (2002) Tecco mesh, evaluation Tecco G80, technical report, Universidad de Cantabria. Santander, España (pp. 1-27).
• Villaescusa, E. (2003). Personal communication with Prof. Dr. Ernesto Villaescusa, Western Australian School of Mines (WASM), undated picture from Mt Isa Mines.
• Volkwein, A., Anderheggen, E., Grassl, H. (2002). Numerical simulation of highly flexible rockfall protection systems, 5th World Congress on Computational Mechanics. Vienna, Austria (pp. 224-230).

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La minería se reivindica: Foro internacional sobre energía y recursos minerales

La energía y los recursos minerales condicionan la economía mundial, y su gestión es fundamental para el futuro socioeconómico de cualquier país. Por ello, las temáticas de este encuentro internacional resultaron de enorme interés social.

La ciudad de Santander fue sede de un importante encuentro internacional sobre energía y recursos minerales organizado por la Asociación Nacional de Ingenieros de Minas de España, el Consejo Superior de Colegios de Ingenieros de Minas y el Colegio Oficial de Ingenieros de Minas del Norte de España. Esta cita, que logró congregar a más de 300 expertos internacionales, se desarrolló bajo el lema “Hacia un futuro económico y socialmente sostenible”, agrupando las sesiones en varios programas temáticos sobre energías renovables, hidrocarburos no convencionales, minería metálica, gestión e innovación, hidrocarburos, minería no metálica, seguridad y salud laboral, metalurgia física, prospección minera y  medioambiente y RSC.
El Internacional de Energía y Recursos Minerales fue inaugurado por Ignacio Diego, presidente del Gobierno de Cantabria, junto a Eduardo Carmelo Arasti, consejero de Innovación, Industria, Turismo y Comercio; Samuel Ruiz Fuentes, delegado del Gobierno, y César Díaz Maza, teniente de alcalde del Ayuntamiento de Santander. A continuación, dos relevantes personalidades del mundo de los grandes grupos mineros internacionales, como Juan Carlos Torres Inclán, Doctor Honoris Causa por la Universidad de Oviedo y ex-presidente de Duro Felguera, y Javier Targhetta, consejero delegado de Atlantic Copper y  Senior Vice-Presidente de Marketing y Ventas de Freeport McMoRan Copper & Gold Inc, uno de los mayores grupos mineros del mundo y líder del cobre, pronunciaron sendas conferencias de interés para los asistentes.
En el transcurso de este encuentro se presentó el informe “Gas no convencional, una oportunidad de futuro”, que analiza la situación del shale gas y las técnicas de fracking y que afirma que este recurso energético reduciría la dependencia energética de España y generaría empleos y riqueza.

Conclusiones del Congreso
Vicente Gutiérrez Peinador, de Confedem, resumió las sesiones del Congreso, resaltando la oportunidad del encuentro, días después de la adopción, por parte del Grupo de Alto Nivel (HLG), de la estrategia para la Cooperación Europea en Innovación de Materias Primas, la EIP?RM, que marcará el rumbo de la Europa 2020 en lo que a industria extractiva se refiere. En cuanto a la sempiterna crisis, subrayó el concepto de eficiencia y sostenibilidad, tomando en cuenta las “tres Rs” (Reducción, Reutilización, Reciclado). Gutiérrez Peinador observó que se habían puesto de manifiesto en todas las presentaciones los puntos clave que rodean la producción eficiente, que hay que complementar con el más importante de cara a la sociedad: comunicación. Y, finalmente, la exportación, en tanto que la actividad nacional sigue y seguirá en lento crecimiento.
El representante de Confedem subrayó la necesidad de trabajar junto con administraciones y universidades: “Hemos perdido mucha credibilidad por desastres ecológicos que han marcado un antes y un después en las exigencias ambientales. Hay que aportar y liderar grupos de trabajo asociados a los proyectos presentados, que permitan a la Administración ser garante de la ley con la colaboración de los centros del conocimiento, dejando patente la intención de transparencia que se pide”. Asimismo, hizo hincapié en la necesidad de”conocer y participar en la EIP que la UE ha puesto en marcha, un tren para la industria extractiva que no se puede perder”. Gutiérrez Peinador indicó que hay ahora mismo en España más de veinte proyectos que están siendo estudiados por la Administración y que representarían entre 15.000 y 20.000 puestos de trabajo. “Luchemos por recuperar el 1% del PIB que teníamos hace tan solo unos años”, concluyó.

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La plataforma “Cajun Express” en el puerto de Las Palmas de Gran Canaria

Las Palmas de Gran Canaria ha consolidado su protagonismo como escala “off shore”, dando así cobertura a un sector en notable crecimiento en el Golfo de Guinea, donde las prospecciones y extracciones de petróleo están al alza. Esto es posible gracias a un tejido empresarial sólido y competitivo, reparaciones navales capaces desde el punto de vista técnico, una logística consolidada, diversos servicios auxiliares y una Autoridad Portuaria competente y formada por profesionales que demuestran con su trabajo constante y exitoso su amor por su puerto. Uno de los ejemplos más recientes es la presencia de la plataforma “Cajun Express”, que llegó para una estancia de un mes, aproximadamente, con la finalidad de realizar reparaciones navales y avituallamiento, antes de emprender una nueva campaña en el oeste de África.
Propiedad de Transocean y abanderada en Liberia, la plataforma está contratada por el plazo de un año por la firma escocesa Cairn Energy para una campaña de prospecciones en aguas de Senegal, Mauritania y Marruecos. Arribó al puerto de Las Palmas a remolque del remolcador de altura “Uranus”. Se trata de una plataforma semisumergible de la clase “Forex Xpress” preparada para perforar en ambientes moderados y profundidades de hasta 8.500 metros.
Con la llegada de esta plataforma, han coincidido en el puerto grancanario cuatro unidades de esta naturaleza: “GFS Artic I”, propiedad de Transocean, fondeada desde hace varios meses frente a Vegueta, pendiente de alquiler o comprador; “Noble Globetrotter II”, en viaje de estreno, subcontratada por Shell; y “Stena Drillmax”, que se encuentra en trabajos de mantenimiento a cargo de ASTICAN.

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Comienza la cuenta atrás. Extracción de petróleo en aguas de Canarias y Marruecos

La plataforma Cajun Express, de 114 metros de eslora, 60 de manga, 114 de altura y casi 24.000 toneladas de peso, contratada por la petrolera escocesa Cairn Energy para perforar en aguas de Marruecos, comenzará a primeros de octubre sus trabajos a unos 555 kilómetros al noreste de Canarias. Mientras en el lado español Repso, cuenta con autorización para perforar cerca de Lanzarote y Fuerteventura.

Los Gobiernos de Marruecos y España avanzan en su intención de realizar prospecciones petrolíferas en el Atlántico, en aguas cercanas a Canarias, con la oposición de las instituciones insulares, del sector turístico de las islas orientales y de los grupos ecologistas. A falta de una delimitación de las aguas jurisdiccionales en la zona, ambos gobiernos han autorizado prospecciones cada uno a su lado de la mediana, una línea imaginaria equidistante entre las costas marroquíes y canarias.
Según las estimaciones de Repsol, los yacimientos podrían contener 1.400 millones de barriles y se podrían extraer 140.000 barriles al día, el 10 por ciento del consumo nacional, una cantidad sin precedentes en España.

Cairn Energy
En el lado marroquí la petrolera escocesa Cairn Energy se prepara para empezar en octubre o noviembre los sondeos al lado de las cuadrículas en las que el Gobierno de España ha autorizado a Repsol a perforar a sesenta kilómetros de las costas de Lanzarote y Fuerteventura.
Además, la plataforma Cajun Express, contratada por Cairn Energy, comenzará a primeros de octubre sus trabajos a unos 555 kilómetros al noreste de Canarias.
Las prospecciones que hará Repsol, asociada con la alemana RWE y la australiana Woodside, están pendientes del proceso de evaluación de impacto ambiental.
La zona económica de 200 millas sigue sin estar reconocida y las aguas más allá de las doce millas siguen siendo internacionales, si bien la mediana funciona tácitamente como la línea divisoria entre los dos países.
Mientras las catas próximas a las Islas deben salvar rigurosos planes medioambientales y ajustarse a las estrictas medidas de protección y seguridad medioambiental europeas, en el país vecino se han dado permisos de exploración en zonas que abarcan una extensión trece veces mayor que las otorgadas por España.
Los bloques más cercanos son los de Foum Draa (el primer pozo está en curso y debería iniciarse en breve); Sidi Moussa (la primera exploración está prevista para 2014); Tarfaya «Offshore»; Juby Maritime I, II y III (entre dos y cuatro operaciones de exploración entre 2013 y 2014), y Boujdour Offshore Shalow I.

Problemas políticos
El Cabildo de Lanzarote ha sido desde el principio la institución más combativa y en 2004 consiguió del Tribunal Supremo la revocación de los permisos por falta de medidas de control medioambiental.
Las autorizaciones quedaron paradas durante los gobiernos del PSOE, que se comprometió a no reactivarlas sin el acuerdo de las instituciones canarias.
Con el regreso al poder del PP y con el canario José Manuel Soria como ministro de Industria, en marzo de 2012 se concedieron de nuevo los permisos a Repsol.
Desde entonces, la oposición de las instituciones canarias ha sido inequívoca, con el presidente regional, Paulino Rivero, a la cabeza.
La negativa de las instituciones canarias, aunque bienvenida por los grupos ecologistas, ha sido muy criticada por el PP de Canarias, defensor de los beneficios económicos de una eventual explotación.
Sin embargo, el Gobierno canario argumenta que las islas sólo asumen riesgos en esta operación, mientras que todos los beneficios serán para una compañía privada.
En su día, el Gobierno central ofreció crear una tasa para Canarias sobre la extracción de los hidrocarburos y el Gobierno canario respondió anunciando un impuesto sobre esa actividad con efectos disuasorios, pero de momento nada se sabe de esas iniciativas.
Aunque los pronunciamientos institucionales no dejan lugar a dudas de la oposición de Canarias a las prospecciones, la unanimidad interna está lejos de producirse.
Hay voces dentro de Coalición Canaria y entre los empresarios, sobre todo en las islas occidentales, que se han pronunciado a favor del petróleo si hay garantías medioambientales y de beneficios económicos.
El secretario general del PSOE de Canarias, José Miguel Pérez, dijo poco antes de convertirse en vicepresidente del Gobierno autonómico que era partidario de las prospecciones "con los ojos cerrados", aunque después ha mostrado su oposición.
El PP tampoco se libra de las contradicciones, y mientras en la Comunidad Valenciana y en Baleares se opone a las prospecciones por sus riesgos medioambientales y para el turismo, en Canarias las apoya.
El Cabildo de Fuerteventura ha asegurado que ni el Real Decreto que otorgó los permisos de prospecciones en busca de hidrocarburos frente a las costas de Fuerteventura y Lanzarote (diciembre de 2001) ni en el más reciente por el que se convalidaron estos permisos por parte del Ministerio de Industria (marzo de 2012) autorizan a Repsol y sus socias petroleras multinacionales a perforar en el fondo marino de Canarias a más de 3.500 metros.
Los portavoces de la multinacional petrolera afirman que ambos Reales Decretos no fijan profundidad límite para perforar, y adelantan que primero perforarán a 3.500 metros y luego a más de 6.000 metros de profundidad.

El “Rowan Renaisance de Repsol”
La compañía Repsol contrató en el tercer trimestre del año 2012 los servicios del buque “Rowan Renaissance”, para perforar pozos en las «aguas ultraprofundas» próximas a Canarias, limítrofes con las marroquíes.
La multinacional ha contratado dos barcos al objeto de perforar en aguas ultraprofundas, los denominados “Mylos Ocean” y “Rowan Renaissance”. El primero, para la campaña de perforación en el bloque brasileño BM-C-33, con la finalidad de delinear los tres descubrimientos realizados por Repsol» en ese área; y el segundo, preferentemente, para perforar en el oeste de África (Angola y Namibia), Canarias y el Golfo de México-EEUU.
El buque “Rowan Renaissance” es de nueva construcción. Una vez terminado, estará dotado de tres grúas de 100 toneladas; dispondrá de una cubierta variable con capacidad de carga de 20.000 toneladas y de cinco bombas de lodo, entre otras especificaciones técnicas. Además, es capaz de perforar pozos a profundidades de 40.000 pies y cuenta con una autonomía mínima de 75 días. La empresa constructora, Hyundai Heavy Industries, prevé entregar el buque en Corea del Sur a finales de este año.
Rowan Companies plc., ya ha formalizado el contrato con una duración de tres años con Repsol y se espera que entre en vigor, es decir, que el barco comience sus operaciones de sondeo en las mencionadas zonas, durante el primer trimestre del 2014. En el primer año, la tarifa aproximada que Rowan Companies plc. calcula percibir con el buque operativo en el oeste de África ronda los 624.000 dólares al día, dependiendo de la zona de trabajo. Los dos años siguientes en el Golfo de México, en torno a 614.000 dólares al día, según estimaciones de uno de sus directivos, Mark Keller, difundidas en una publicación especializada.
Keller, que es su vicepresidente ejecutivo, no solo se ha mostrado entusiasmado con el contrato suscrito con el gigante español, sino que también ha subrayado el incremento de la actividad prospectiva en África Occidental.

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Una oportunidad de futuro: España cuenta con recursos de gas no convencional para 39 años

El Consejo Superior de Colegios de Ingenieros de Minas de España ha presentado un informe sobre las potencialidades del gas no convencional en nuestro país y las técnicas de fracking (fracturación hidráulica) para su obtención.

A pesar de que la importación de hidrocarburos ha sido, y es, un lastre para el crecimiento económico en nuestro país, la realidad está mostrando que las situaciones irreversibles pueden cambiar.
En Estados Unidos, una economía también altamente dependiente de los hidrocarburos importados, la situación está siendo revertida gracias al expansivo crecimiento de la producción de gas y petróleo procedente de las pizarras y areniscas de baja permeabilidad, y no se descarta que, en el futuro, pase ser un exportador neto.
La explotación de los hidrocarburos no convencionales en EEUU ha permitido disponer de gas abundante, que cuesta sólo un 20% del precio que paga el mercado europeo, con lo que se convierte en un extraordinario dinamizador de la vida económica, con casi dos millones de empleos creados y la expectativa de duplicar la cifra en la próxima década, con la consiguiente entrada de dinero en la arcas públicas y la reducción del déficit externo.

Informe ‘Una oportunidad de futuro’
En España, los recursos potenciales de gas natural no convencional cubrirían durante 39 años la actual demanda de gas del país, una estimación que incluso podría duplicarse después de una investigación exhaustiva, como ha ocurrido en el Reino Unido. Esta es una de las conclusiones del informe ‘Gas no convencional, una oportunidad de futuro’, impulsado el Consejo Superior de Colegios de Ingenieros de Minas de España, codirigido por Ángel Cámara, catedrático de Ingeniería Química y Combustibles de la Universidad Politécnica de Madrid y decano del Colegio de Ingenieros de Minas del Centro de España, y Fernando Pendás, catedrático de Hidrogeología, Geología del Petróleo y Estratigrafía de la Universidad de Oviedo.En su elaboración ha participado una veintena de expertos pertenecientes a la comunidad científica, organizaciones empresariales y representantes de los sindicatos UGT y CCOO, comprometidos en la sostenibilidad del abastecimiento energético y la protección del medio ambiente.
El Informe describe la dependencia energética española, más de 56.000 millones de euros/año en importaciones de hidrocarburos, que supone un lastre para el crecimiento económico del país. Una cifra que debería cambiar ante la tendencia energética global encaminada a reducir las emisiones, diversificar las fuentes y poner en valor recursos inexplorados como el gas no convencional.
En un modelo energético bajo en emisiones de CO2, el gas natural está llamado a ejercer un protagonismo transitorio ya que su combustión por unidad de energía emite la mitad de CO2 que el carbón y un tercio menos que el petróleo. Estados Unidos, el gas no convencional ha permitido reducir un 9% las emisiones de CO2 desde 2007. El gas natural juega un papel trascendental como energía de base y los cálculos estiman que los recursos de gas no convencional podrían al menos triplicar las actuales reservas, de manera que se elevaría la vida media de los recursos mundiales de gas de los actuales 60 años a más de 250 años.
Los recursos de hidrocarburos no convencionales están mejor distribuidos geográficamente que el petróleo y el gas convencional, lo que contribuye a reducir los desequilibrios globales de los países energéticamente dependientes y a disminuir la tensión mundial por el control de los hidrocarburos.
Entre 2000 y el 2012, Estados Unidos pasó de una producción cero a diez veces el consumo anual de gas en España. Más de 200.000 pozos abiertos dinamizaron la economía creando dos millones de empleos y rebajando la factura del gas a un 20% del precio que se paga en Europa. La Agencia Internacional de la Energía se preguntaba a finales del pasado año: “¿Estamos entrando en una edad de oro del gas?”
En el informe Gas no convencional, una oportunidad de futuro del Consejo Superior de los Colegios de Ingenieros de Minas, se profundiza en la tecnología de la fracturación hidráulica y en la descripción de los riesgos que conlleva.

Consumo de agua y utilización de aditivos
Es la estimulación hidráulica para extracción de hidrocarburos y consiste en inducir a grandes profundidades -2.000/6.000 metros- una o varias fracturas subverticales para incrementar la permeabilidad de la roca que alberga los recursos, mediante la inyección de agua a alta presión (99,5%) con arena y otros fluidos (0,5%). Así, se facilita el drenaje de los hidrocarburos hacia el pozo de extracción y de allí al sistema de transporte y los puntos de consumo.
En los últimos años, la tecnología ha reducido considerablemente el uso de agua, que se recupera y reutiliza, aplicándose probadas técnicas para aislar los acuíferos de los pozos. Los volúmenes de agua varían en función de las características geológicas del yacimiento, pudiendo ser más elevados al inicio de la actividad, pero en general se estima que la cantidad de agua necesaria para la fracturación en un pozo es equivalente al riego de un campo de golf como el del Club de Campo de Madrid.
La cantidad necesaria oscila entre 1.000 y 2.000 metros cúbicos en cada etapa de estimulación, lo que hace un consumo total para un pozo entre 10.000 y 30.000 m3. Comparativamente, la energía generada con gas no convencional precisa una décima parte del agua necesaria para producir lo mismo partiendo del carbón y una milésima parte menos que partiendo del etanol.
Los aditivos están registrados púbicamente (información disponible en la web www.fracfocus.org) y se avanza hacia productos cada vez más amigables con el medioambiente. En Europa están autorizados por el reglamento REACH y su composición también es de acceso público, así como la identificación de sus riesgos y las precauciones a adoptar en su manejo.
El Informe ‘Gas no convencional, una oportunidad de futuro’ señala que los compuestos químicos utilizados en el fracking son de uso común en la industria alimentaria, farmacéutica, automovilística, etcétera, los podemos encontrar en salsas, maquillajes, antioxidantes, entre otros productos cotidianos.
La EPA americana está realizando análisis a pie de pozo sobre la afección al agua potable, cuyas primeras conclusiones y recomendaciones estarán disponibles en 2014.
En cuanto al gas metano, no es venenoso pero debe vigilarse el riesgo de filtraciones a los acuíferos de abastecimiento durante la extracción. Como ejemplo, en Estados Unidos, la Agencia del Medio Ambiente identificó 18 casos de intrusión de metano en acuíferos por lo que están elaborando una nueva normativa que garantice la estanqueidad.

Radioactividad
Y en cuanto a la radiactividad detectada en algunas aguas de retorno durante el proceso exploratorio, está totalmente probado que no tiene origen en la fracturación hidráulica, ya que ésta no utiliza ningún elemento radiactivo, como ocurre en algunos procesos industriales. Si se detecta radicación es natural e inherente a muchas formaciones pizarrosas. Aún así, en los casos detectados en Norteamérica no llegó a valores mínimos para tomar precauciones fuera de la vigilancia permanente y la descontaminación periódica de los equipos.

Episodios sísmicos
En 2011, cerca de Blackpool, en una zona de baja sismicidad, se registró un episodio sísmico de magnitud 2,3 de la escala Richter, mientras se realizaba una fracturación hidráulica en un pozo del entorno. El gobierno británico prohibió la fracturación hidráulica, mientras investigaba las causas y los expertos descubrieron la existencia de una falla no identificada en los estudios previos. En diciembre se han reanudado las operaciones tras establecer un procedimiento preventivo a la sismicidad inducida y el ejecutivo británico ha declarado su apuesta por la extracción de gas no convencional y por liderar esta actividad en Europa.

Uso del suelo
El Informe señala que la ocupación del suelo es uno de los focos de preocupación social –no de riesgo- pero que las referencias localizadas siempre en los mismos emplazamientos con un elevado número de pozos son una excepción. La ocupación del suelo en el gas no convencional es semejante a la del gas convencional, con la ventaja de que la perforación de pozos con una sección horizontal subterránea permite ubicar varios pozos desde un único emplazamiento, minimizando el impacto y la afección a la población local (ruido, tráfico rodado y vías de acceso). Traducido en cifras, un emplazamiento de 2,5 hectáreas o inferior, puede cubrir un área de explotación de más de cinco kilómetros cuadrados de superficie que no se ve.

Marco regulatorio
En los Estados Unidos el hecho de que el propietario de terreno sea también dueño de los recursos minerales que alberga su subsuelo ha contribuido de un modo relevante a la exploración y extracción de gas natural ya sea convencional o no. Este esquema permite una compensación directa y relevante al dueño del terreno, incentiva el desarrollo local de la actividad y, en algunos casos favorece la apertura de un número excesivo de pozos para lo que debería ser una explotación racional del recurso.
En España ni el titular del terreno ni las administraciones territoriales se benefician, algo que puede cambiar si prospera una resolución del Congreso de los Diputados (26-02-12), que insta al Gobierno a estudiar “la implantación de un tributo que grave la extracción de hidrocarburos en territorio nacional, incluidas sus aguas territoriales, cuya recaudación se podrá destinar a financiar aquellas Comunidades Autónomas y Entidades Locales de la región donde se produzca la extracción”.

Normativa ambiental
En la fase preliminar en que se encuentran las prospecciones en España, la legislación vigente se considera suficiente en el corto plazo. El marco regulatorio general sobre seguridad e impacto ambiental en la exploración del gas no convencional es el mismo de cualquier otra actividad industrial, así como la normativa de aguas.
A largo plazo y a medida que se aproxime una hipotética explotación comercial, será necesario contar con una normativa nacional que agilice la tramitación administrativa de los permisos y licencias, refuerce el papel de las comprobaciones ex post mediante auditorías medioambientales y técnicas, regule específicamente aspectos técnicos concretos y estimule incentivos locales para trasladar retornos económicos al ámbito donde se generan los impactos. El éxito económico que ha supuesto la extracción de gas no convencional en Estados Unidos y Canadá debería es una referencia para una Europa dependiente energéticamente y justificaría por sí solo su desarrollo en este continente.

Conclusiones
Reproducimos a continuación algunas conclusiones y recomendaciones del Informe ‘Gas no convencional, una oportunidad de futuro’, elaborado a instancias del Consejo Superior de Colegios de Ingenieros de Minas de España.

• La perforación horizontal y la fracturación hidráulica está probada y madura, mejora de forma constante en la reducción del uso del agua y aditivos, en la localización precisa de fracturaciones y en el incremento de la sección horizontal de los pozos productores.
• España debe considerar un recurso energético que reduciría la dependencia energética y crearía empleos y riqueza.
• Comparativamente con otros países europeos, España es un país por explorar en hidrocarburos.
• El potencial exploratorio español es considerable y existen notable interés de compañías nacionales y extranjeras en adquirir derechos mineros. En cinco años se han otorgado más de 70 permisos exploratorios y 40 están pendientes de adjudicar.
• Con evidencias de recursos de hidrocarburos pendientes de reconocer y empresas dispuestas a invertir no debería demorarse la exploración.
• Como en cualquier otra actividad industrial, los riesgos asociados pueden ser prevenidos y mitigados mediante una gestión eficiente y respetuosa con el medio ambiente. Es necesario implementar la aplicación de las últimas tecnologías disponibles para salvaguardar la salud, la seguridad y el medio ambiente.
• En Estados Unidos, la extracción de gas no convencional ha logrado dinamizar la economía, crear empleo y disponer de gas al 20% del precio que se paga en Europa.
• La gestión eficiente de los riesgos, donde el factor humano es fundamental, debe basarse en las mejores prácticas internacionales, la implementación de sistemas regulatorios, el control ex post mediante auditorias, la mejora continua de los procesos de exploración y una extracción derivada del aprendizaje inteligente.
• Con la tecnología y los controles adecuados, la industria de la extracción del gas no convencional tiene un riesgo similar a cualquier otra industria extractiva o transformadora.

Nota de los autores
El catedrático de Ingeniería Química y Combustibles de la Universidad Politécnica de Madrid y decano del Colegio de Ingenieros de Minas del Centro, Ángel Cámara, y el catedrático de Hidrogeología, Geología del Petróleo y Estratigrafía de la Universidad de Oviedo, Fernando Pendás, autores del informe, subrayan acerca de este documento que es fruto de la participación de numerosas entidades y colectivos, procedentes de ámbitos tan dispares como son: universidad, sindicatos, administraciones públicas, empresas y organizaciones empresariales de nuestro país, comprometidos por la sostenibilidad del abastecimiento energético y la protección del medio ambiente.
La profundización en la explotación del gas no convencional desde perfiles y visiones tan diferentes no ha sido fácil. A lo largo de los meses de preparación hubo notables discrepancias y serias discusiones, siempre en un ámbito de respeto y juego limpio, como no podía ser de otra manera dada la calidad humana y profesional de todos los integrantes del Grupo de Trabajo que lo ha elaborado.
Los resultados expuestos en el Informe reflejan el amplio consenso alcanzado por el Comité de Redacción, tras reflexivos debates técnicos, sin juicios a priori, inspirados por el rigor y el conocimiento.
A lo largo del informe se profundiza en la puesta al día de las tecnologías empleadas y en el trasfondo de los incidentes medioambientales ocasionados por esas tecnologías, teniendo en cuenta todos los ámbitos geográficos en donde se están aplicando, pero fundamentalmente en los EEUU, que con 40.000 pozos perforados para la extracción de gas no convencional y con algo más de medio millón de operaciones de fracturación hidráulica, disponen de la más amplia experiencia.
En cualquier actividad humana, y particularmente en la actividad industrial, ya sea extractiva (petróleo, gas, minerales) o transformadora (química, alimentaria, etc.) los riesgos en la salud, la seguridad y el medio ambiente deben ser gestionados de manera eficiente a través de operaciones basadas en las mejores prácticas, la implementación de sistemas regulatorios, junto con la investigación continua en la optimización y la mejora de los procesos llevados a cabo.
En definitiva, resulta necesario conocer cuáles son los hipotéticos riesgos y definir las líneas de actuación para prevenirlos, minimizarlos, mitigarlos y, cómo no, evitarlos.
Las dos principales tecnologías actualmente utilizadas para la explotación del gas no convencional, la perforación horizontal y la fracturación hidráulica, están sobradamente desarrolladas para ser aplicadas, con un riesgo asumible, similar a las otras actividades industriales.
En la fase preliminar en que se encuentran las prospecciones en nuestro país, puede afirmarse que la legislación actual es suficiente en el corto plazo. Sólo se necesita dar cumplimiento a la vigente Ley de Hidrocarburos. Si es mayor el plazo, entonces se precisa una adecuación del marco regulatorio, así como una mayor colaboración entre los diversos organismos públicos, las empresas y la universidad.
En España está todo por hacer en materia de gas no convencional y la expectativa de considerables recursos prospectivos, se ha puesto de manifiesto con la creciente solicitud de permisos de exploración, 27 en el último año de los que se han otorgado 19, la mayoría teniendo como objetivo el gas de pizarras.
No tiene sentido renunciar en nuestro país a un recurso energético que permitiría, entre otros beneficios, crear miles de puestos de trabajo, reducir la notable dependencia energética, mejorar la balanza de pagos, incrementar la competitividad, incrementar los ingresos fiscales y reducir las emisiones de efecto invernadero.
Merece la pena insistir en que en España se importa el 99% de los hidrocarburos consumidos. En 2011 la factura derivada de la importación de productos energéticos (petróleo, gas y carbón) ascendió a 56.000 millones de euros, aproximadamente el 4% de PIB. Cualquier actuación tendente a revertir esta situación, tiene el beneficioso doble efecto de mejorar nuestra balanza de pagos y la creación de numerosos puestos de trabajo. Sin embargo, la actividad exploratoria está paralizada. Las compañías no han podido desarrollar sus planes de labores con normalidad, dentro de los plazos establecidos por la vigente Ley de Hidrocarburos. Estando prácticamente todas las inversiones exploratorias, comprometidas y no comprometidas, paralizadas.
A pesar de estas expectativas, los autores perciben el largo camino que hay que recorrer para reducir los actuales mitos que envuelven a este importante recurso energético.

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