La gasolina fue descubierta hace casi 160 años como subproducto del refinado de petróleo crudo para fabricar queroseno para iluminación. En aquella época no se utilizaba gasolina, por lo que se quemaba en la refinería, se convertía en combustible gaseoso para lámparas de gas o simplemente se desechaba. Hace aproximadamente 125 años, a principios de la década de 1890, los inventores del automóvil comenzaron a darse cuenta de que la gasolina tenía valor como combustible. En 1911, la gasolina superó por primera vez al queroseno. Y, en 1920, había alrededor de nueve millones de vehículos de gasolina en Estados Unidos, y estaciones de servicio abrían en todo el país para abastecer al creciente número de coches y camiones. 1
Hoy en día, la gasolina es el combustible preferido para vehículos ligeros, que consumen aproximadamente el 90% del producto vendido en Estados Unidos. 2 La gasolina también se utiliza en motocicletas, vehículos recreativos, barcos, pequeñas aeronaves, equipos de construcción, herramientas eléctricas y generadores eléctricos portátiles. Los estadounidenses utilizan en promedio más de un galón de gasolina por persona y día, con un consumo estadounidense de aproximadamente 392 millones de galones diarios al 31 de diciembre de 2016.3 Entonces
, ¿de dónde viene toda esta gasolina y cómo termina en los tanques de combustible de los automóviles? Sigue leyendo para conocer más sobre la fabricación y distribución de la gasolina.
La gasolina se fabrica a partir de petróleo crudo, que contiene hidrocarburos – compuestos orgánicos formados enteramente por átomos de hidrógeno y carbono. El petróleo crudo siempre se ha obtenido mediante pozos verticales perforados en yacimientos subterráneos y submarinos. Un pozo es básicamente un agujero redondo revestido con un tubo metálico llamado revestimiento. El fondo del revestimiento tiene agujeros que permiten la entrada del petróleo del yacimiento. Muchos pozos petroleros también producen gas natural, que se utiliza principalmente para aplicaciones fijas como calefacción doméstica, pero también puede servir como combustible con modificaciones adecuadas del vehículo.
Los pozos petroleros modernos siempre comienzan con pozos verticales, pero a partir de ahí pueden ramificarse en varias direcciones y a diferentes profundidades. Estos pozos secundarios permiten acceder a petróleo adicional, aumentando la producción mientras minimizan las perturbaciones en superficie. La perforación horizontal es una práctica común en la fracturación hidráulica, un proceso que utiliza la inyección de fluido y cargas explosivas para romper el suelo alrededor de un pozo, liberando petróleo y gas natural adicionales. Los pozos horizontales pueden extenderse varios kilómetros desde el pozo central.
Mientras que algunos pozos tienen presión interna natural que empuja el petróleo a la superficie, la mayoría requiere alguna forma de bomba sumergible o en superficie para extraer el petróleo. Se pueden utilizar varios procesos adicionales durante la vida útil de un pozo para extraer la máxima cantidad de petróleo posible. Los métodos de extracción secundaria comunes incluyen la inyección de agua en el pozo y la inyección de gas o vapor. Cuando los precios del petróleo crudo caen, los pozos de baja producción pueden ser taponados, para volver a ponerse en servicio cuando los precios aumenten.
Contrario a la creencia popular, el color del petróleo crudo varía de casi transparente a negro azabache y puede tener una viscosidad que va desde la del agua hasta casi sólida. La calidad del petróleo crudo también varía considerablemente, aunque los petróleos de la misma área general tienden a tener propiedades similares. La calidad del petróleo se basa en un análisis químico donde los dos valores más importantes son la densidad molecular y el contenido de azufre.
Los petróleos que tienen cadenas cortas de hidrocarburos y una densidad de 34 o más del American Petroleum Institute (API) se consideran “ligeros”, los entre 31 y 33 son “medios”, mientras que los de 30 años o menos son “pesados”. Los petróleos con contenido de azufre inferior al 0,5% en peso son “dulces” y los por encima de ese nivel son “ácidos”. El petróleo crudo ligero no corrosivo es el tipo más valioso porque se refina más fácilmente a menor costo y produce mayores cantidades de productos terminados.
Existen 46 principales países exportadores de petróleo, pero los precios del petróleo crudo generalmente se cotizan en base a uno de tres productos principales: West Texas Intermediate Crude, North Sea Brent Crude y UAE Dubai Crude. La fijación de precios de estos productos sirve como barómetro para toda la industria petrolera. Los precios del petróleo se basan en el costo de un “barril” de 42 galones de crudo, una unidad de medida que se remonta a los albores de la perforación petrolera.
En el pasado, Estados Unidos importaba grandes cantidades de petróleo crudo y otros productos petroleros. El pico se alcanzó en 2005 cuando las importaciones netas (importaciones menos exportaciones) llegaron a 12,6 millones de barriles por día. Más recientemente, la exploración continua y los procesos de extracción avanzados han aumentado la producción nacional de petróleo y reducido las importaciones de petróleo. En 2016, las importaciones netas fueron solo de 4,9 millones de barriles por día, equivalentes a aproximadamente el 25% del consumo total de petróleo en Estados Unidos. Esto es un ligero aumento respecto al 24% en 2015, que fue el nivel más bajo desde 1970 4.
Una vez extraído el petróleo crudo de los pozos, se almacena en grandes tanques antes de ser transportado a las refinerías. Los oleoductos, buques y barcazas son métodos comúnmente utilizados para mover el petróleo crudo. Sin embargo, en los últimos años, el aumento de la producción en áreas sin acceso a oleoductos o vías navegables ha resultado en el transporte de mayor cantidad de petróleo por tren en vagones cisterna. Las formas muy espesas y pesadas de petróleo crudo, como las arenas bituminosas, deben diluirse con solventes antes de poder bombearse en oleoductos o transportarse por otros medios.
Todos los métodos de transporte de petróleo crudo conllevan riesgos potenciales para el medio ambiente. Sin embargo, los descarrilamientos de trenes petroleros presentan riesgos adicionales ya que los trenes atraviesan regularmente ciudades y pueblos donde derrames de petróleo e incendios potenciales podrían causar daños materiales significativos y pérdidas de vidas.
Para abordar estas preocupaciones, el Departamento de Transporte emitió una regla final integral en mayo de 2015 que contenía estándares mejorados para vagones cisterna, nuevas pautas operativas para el movimiento de grandes volúmenes de líquidos inflamables por ferrocarril y planificación y capacitación mejoradas para respuesta de emergencia. La industria ferroviaria apoya el reemplazo acelerado de vagones cisterna antiguos, ha aumentado las inspecciones de vías para minimizar riesgos de descarrilamiento y ha adoptado tecnología especial para ayudar a determinar las rutas ferroviarias más seguras para el transporte de petróleo.5
Las refinerías son instalaciones industriales a gran escala que producen productos comerciales a partir de petróleo crudo y, en algunos casos, otras materias primas como biomasa. Más de la mitad de la capacidad de refinado de petróleo en Estados Unidos se encuentra en la costa del Golfo, el resto está disperso por todo el país – generalmente cerca de fuentes de producción de petróleo o oleoductos de transporte y vías navegables.
Las refinerías de petróleo operan las 24 horas del día, los 7 días de la semana, pero deben cerrarse periódicamente para mantenimiento y reparaciones. Generalmente, esto ocurre en primavera y otoño cuando deben realizarse cambios en las refinerías para pasar de la producción de gasolina de verano a la de invierno, y viceversa. Las diferencias entre ambas se discutirán más adelante.
Los paros de refinería impactan el suministro regional de gasolina, por lo que generalmente se planifican con mucha anticipación y se monitorean cuidadosamente. Esto permite a la red de distribución hacer los ajustes necesarios para asegurar un suministro ininterrumpido de combustible. Las paradas imprevistas de refinerías causadas por problemas técnicos o condiciones climáticas extremas pueden resultar en escaseces de gasolina localizadas a corto plazo y aumento en los precios del combustible.
Casi toda la gasolina vendida en Estados Unidos se refina aquí, y Estados Unidos también exporta grandes cantidades de gasolina a otros países – más de 230 millones de barriles en 2016.6 El refinado de petróleo crudo en productos petroleros terminados es una empresa extremadamente compleja. La siguiente descripción proporciona una visión general de alto nivel del proceso de refinado, centrándose en la producción de gasolina.
Todas las refinerías utilizan un proceso primario llamado destilación fraccionada para descomponer el petróleo crudo en varios componentes. La destilación implica calentar el petróleo crudo hasta ebullición (alrededor de 600°C) luego inyectar el vapor en una torre de destilación. A medida que el vapor caliente sube por la torre, se enfría y, a diferentes alturas y temperaturas, varias “fracciones” del petróleo crudo se condensan y son recolectadas. Las fracciones más pesadas, como el aceite lubricante, tienen puntos de ebullición más altos y se condensan cerca del fondo de la torre. Las fracciones más ligeras, como el propano y el butano, tienen puntos de ebullición más bajos y suben hacia la parte superior. La gasolina, el queroseno, el gasóleo y el combustible diesel se recolectan en la parte media de la torre.
Muy pocos productos petroleros, incluida la gasolina, están listos para usar cuando salen de la torre de destilación. Se necesitan varios procesos de refinado secundario para purificar las fracciones y convertirlas en productos comercializables.
El “craqueo” implica procesos de tratamiento que descom