La gasolina fue descubierta hace unos 160 años como un subproducto de la refinación de petróleo crudo para producir queroseno. En ese entonces, la gasolina no se utilizaba y era quemada en las refinerías, convertida en gas combustible para lámparas de gas o simplemente desechada. Hace unos 125 años, a principios de la década de 1890, los inventores de automóviles comenzaron a darse cuenta de que la gasolina tenía valor como combustible. En 1911, la gasolina superó por primera vez al queroseno, y para 1920, alrededor de 9 millones de automóviles de gasolina circulaban en los Estados Unidos, con estaciones de servicio abriendo en todo el país para abastecer a la creciente flota de automóviles y camiones.1
Hoy en día, la gasolina es el combustible principal para vehículos ligeros, consumiendo aproximadamente el 90% de los productos vendidos en los Estados Unidos.2 La gasolina también se utiliza en motocicletas, vehículos recreativos, botes, aviones pequeños, maquinaria de construcción, herramientas eléctricas y generadores portátiles. Los estadounidenses usan un promedio de más de un galón de gasolina por persona cada día, y el consumo en los EE. UU. al 31 de diciembre de 2016 fue de aproximadamente 392 millones de galones por día.3
Entonces, ¿de dónde viene toda esta gasolina y cómo llega a los tanques de combustible de los automóviles? Siga leyendo para aprender más sobre la fabricación y distribución de la gasolina.
La gasolina se fabrica a partir de petróleo crudo, que contiene hidrocarburos (compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de hidrógeno y carbono). Históricamente, el petróleo crudo siempre se ha obtenido a través de pozos verticales perforados en yacimientos subterráneos y submarinos. Un pozo es básicamente un agujero redondo revestido con tuberías de metal llamadas casing. En la parte inferior del casing hay agujeros que permiten que el petróleo fluya desde el yacimiento. Muchos pozos petroleros también producen gas natural, que se utiliza principalmente para aplicaciones estacionarias como calefacción residencial, pero que también puede servir como combustible con las modificaciones adecuadas en los vehículos.
Aunque los pozos petroleros modernos siempre comienzan como pozos verticales, pueden ramificarse en múltiples direcciones y a diversas profundidades a partir de ahí. Estos pozos secundarios permiten acceder a petróleo adicional y aumentan la producción mientras minimizan la perturbación en la superficie. La perforación horizontal es una técnica común en la fracturación hidráulica, que utiliza la inyección de fluidos y explosivos para fracturar el terreno alrededor del pozo, liberando petróleo y gas natural adicionales. Los pozos horizontales pueden extenderse varios kilómetros desde el pozo central.
Aunque algunos pozos tienen suficiente presión interna natural para empujar el petróleo a la superficie, la mayoría requieren algún tipo de bomba sumergible o en superficie. Para extraer la mayor cantidad de petróleo posible durante la vida útil del pozo, a veces se utilizan procesos adicionales. Los métodos comunes de recuperación secundaria incluyen la inyección de agua en el pozo y la inyección de gas o vapor. Cuando los precios del petróleo crudo bajan, los pozos de baja producción pueden cerrarse y reabrirse cuando los precios suben.
Contrario a la creencia popular, el petróleo crudo varía en color desde casi transparente hasta negro azabache, y en viscosidad desde similar al agua hasta casi sólido. La calidad del petróleo crudo también varía significativamente, aunque los petróleos de la misma región general tienden a tener propiedades similares. La calidad del petróleo se basa en análisis químicos, y los dos valores más importantes son la densidad molecular y el contenido de azufre.
El petróleo con cadenas de hidrocarburos cortas y una densidad API de 34 o más se considera “ligero”, entre 31 y 33 es “medio”, y 30 o menos es “pesado”. El petróleo con menos del 0.5% de contenido de azufre por peso es “dulce”, y niveles más altos son “agrios”. El petróleo crudo ligero y no corrosivo es el tipo más valioso porque es más fácil y económico de refinar y produce más productos finales.
Aunque hay 46 países principales exportadores de petróleo, los precios del crudo generalmente se cotizan basándose en uno de tres productos de referencia: West Texas Intermediate (WTI), Brent del Mar del Norte y Dubai de los EAU. 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 petróleo crudo de 42 galones, una unidad de medida que se remonta a los primeros días 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, con importaciones netas (importaciones menos exportaciones) de 12.6 millones de barriles por día. Recientemente, la exploración continua y los procesos de extracción avanzados han aumentado la producción nacional de petróleo, reduciendo las importaciones. En 2016, las importaciones netas fueron de solo 4.9 millones de barriles por día, aproximadamente el 25% del consumo total de petróleo de los EE. UU. Esto es un ligero aumento desde el 24% en 2015, que fue el nivel más bajo desde 1970.4
Una vez que el petróleo crudo se extrae del pozo, 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 llevado a que más petróleo crudo sea transportado por ferrocarril en vagones tanque. Las formas muy espesas y pesadas de petróleo crudo, como las arenas bituminosas, deben diluirse con solventes antes de poder bombearse a través de oleoductos o transportarse por otros métodos.
Todos los métodos de transporte de petróleo crudo conllevan riesgos ambientales potenciales. Sin embargo, los descarrilamientos de trenes petroleros presentan riesgos adicionales, ya que los trenes pasan regularmente por pueblos y ciudades, y los derrames de petróleo y los posibles incendios pueden causar daños significativos a la propiedad y pérdida de vidas.
Para abordar estas preocupaciones, el Departamento de Transporte emitió una norma final en mayo de 2015 que incluía estándares mejorados para vagones tanque, nuevas pautas operativas para mover grandes volúmenes de líquidos inflamables por ferrocarril, y planes y capacitación mejorados para respuesta a emergencias. La industria ferroviaria ha apoyado el reemplazo acelerado de los vagones tanque más antiguos, ha aumentado las inspecciones de vías para minimizar el riesgo de descarrilamiento y ha adoptado tecnologías especiales para ayudar a determinar las rutas ferroviarias más seguras para el transporte de petróleo.5
Las refinerías son grandes instalaciones industriales que producen productos comerciales a partir de petróleo crudo y, a veces, otras materias primas como biomasa. Más de la mitad de la capacidad de refinación de petróleo de los Estados Unidos se encuentra en la Costa del Golfo, y el resto está distribuido por todo el país, generalmente cerca de fuentes de producción de petróleo o de oleoductos y vías navegables de transporte.
Las refinerías de petróleo funcionan las 24 horas del día, los 365 días del año, pero periódicamente deben cerrarse para mantenimiento y reparaciones. Normalmente, esto ocurre en primavera y otoño, cuando las refinerías necesitan hacer cambios para la transición de la producción de gasolina de verano a la de invierno, o viceversa. Las diferencias entre ambas se explican más adelante.
Los cierres de refinerías afectan el suministro regional de gasolina, por lo que generalmente se planifican con anticipación y se monitorean cuidadosamente. Esto permite que la red de distribución haga los ajustes necesarios para garantizar un suministro ininterrumpido de combustible. Los cierres imprevistos de refinerías debido a problemas técnicos o condiciones climáticas extremas pueden causar escaseces regionales de gasolina a corto plazo y aumentar los precios del combustible.
Casi toda la gasolina vendida en los Estados Unidos se refina aquí, y el país también exporta grandes cantidades de gasolina a otras naciones—más de 230 millones de barriles en 2016.6 Refinar petróleo crudo en productos petroleros finales es un negocio extremadamente complejo. La siguiente descripción proporciona una visión general del proceso de refinación, centrándose en la producción de gasolina.
Todas las refinerías utilizan un proceso primario llamado destilación fraccionada para separar el petróleo crudo en sus diversos componentes. La destilación fraccionada implica calentar el petróleo crudo hasta su punto de ebullición (aproximadamente 600°C) e inyectar el vapor en una torre de destilación. A medida que el vapor caliente asciende por la torre y se enfría, diferentes “fracciones” del petróleo crudo se condensan y se recogen a varias alturas y temperaturas. Las fracciones pesadas, como los aceites lubricantes, tienen puntos de ebullición más altos y se condensan cerca del fondo de la torre. Las fracciones ligeras, como el propano y el butano, tienen puntos de ebullición más bajos y ascienden a la parte superior. La gasolina, el queroseno, el gasóleo ligero y el combustible diésel se recogen en la sección media de la torre.
Solo unos pocos productos petroleros, incluida la gasolina, están listos para usar inmediatamente después de salir de la torre de destilación. Se necesitan muchos procesos de refinación secundarios para refinar las fracciones y convertirlas en productos comercializables.
El “craqueo” implica procesos de tratamiento que descomponen las moléculas de fracciones pesadas en fracciones más ligeras. Esto se usa comúnmente para producir componentes de gasolina