Petróleo y gas

Frijoles Guar y Fracturamiento Hidráulico


Frijoles Guar: Izquierda: clúster de frijol guar, imagen de dominio público creada por R. Loganathan. Derecha: frijoles guar, fotografía de Tracey Slotta, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Laboratorio Sistemático de Botánica y Micología del ARS.

Un frijol que convierte el agua en gel

El polvo hecho del grano de una planta relativamente desconocida cultivada en India y Pakistán puede convertir rápidamente el agua en un gel muy espeso. Los frijoles se usan típicamente para espesar salsas y alimentos procesados ​​como helados y ketchup. Ahora, las compañías de perforación que necesitan agua de alta viscosidad para extraer petróleo y gas natural de formaciones rocosas estrechas están comprando frijoles guar tan rápido como se cultivan.

El aumento de la demanda ha multiplicado los precios y atraído a muchos nuevos agricultores al negocio del frijol guar. Históricamente, India y Pakistán han producido más del 80% del suministro mundial de frijoles guar. Sin embargo, los agricultores en Texas, Oklahoma y otros estados ahora están plantando frijoles guar para aprovechar estos altos precios.

Por qué se necesita agua de alta viscosidad

Enormes cantidades de petróleo y gas natural están atrapadas en las unidades de roca subterránea que están tan apretadas que los fluidos no pueden fluir a través de ellas. Para liberar el petróleo y el gas natural, las compañías de perforación bombean fluidos por un pozo bajo presiones que son lo suficientemente altas como para fracturar las unidades de roca subterránea. Este proceso se conoce como fracturación hidráulica.

Agregar polvo de frijol guar (también conocido como goma guar) a esta agua aumenta su viscosidad y hace que el bombeo a alta presión y el proceso de fractura sean más eficientes.

Se necesita agua de alta viscosidad por una segunda razón. Los granos de arena u otros gránulos pequeños se mezclan con el agua que se usa para el proceso de fractura. Cuando se produce la fractura, estos gránulos, conocidos como "apuntalantes", son transportados profundamente a la unidad de roca por el repentino torrente de agua que acompaña a la apertura de las fracturas.

Cuando se apagan las bombas, la presión del agua dentro de las fracturas cae y las fracturas se cierran repentinamente. Si se han llevado suficientes apuntaladores a las fracturas, evitan que las fracturas se cierren por completo. Estas fracturas parcialmente cerradas se convierten en pasajes que permiten que el petróleo y el gas natural fluyan desde la roca hacia el pozo.

El agua de alta viscosidad es mucho más efectiva para suspender granos de arena y transportarlos a las fracturas.

Fracturamiento hidráulico: Esta ilustración muestra un pozo de gas natural en desarrollo con fractura hidráulica. El Marcellus Shale es la unidad de roca con gas. El pozo fue perforado hasta el Marcelo y luego se volvió horizontal para penetrarlo durante una larga distancia. La fractura se realiza dentro del Marcellus para facilitar el flujo de gas fuera de la unidad de roca y dentro del pozo.

¿Qué son los frijoles guar?

Frijoles guar, también conocidos como granos de racimo (Cyamopsis tetragonoloba) han sido cultivados en el noroeste de India y Pakistán por al menos varios siglos. El guar es una leguminosa anual que crece bien en una variedad de tipos de suelo y en climas áridos a semiáridos.

Usos tradicionales de frijoles guar

Las hojas y los frijoles de la planta de guar se han utilizado tradicionalmente como alimento para animales y como verdura para consumo humano. Los agricultores aprovechan las capacidades de fijación de nitrógeno de la planta de guar al usarla como un cultivo de abono verde.

Los frijoles guar se descascaran y muelen para producir un polvo blanco conocido como goma guar o guaran. La goma guar es soluble en agua y se usa en recetas como espesante. Es muy similar al almidón de maíz, pero tiene aproximadamente ocho veces el "poder espesante".

Otros usos industriales de la goma guar

La goma guar se usa para hornear como espesante de masa. Se utiliza para espesar productos lácteos como leche, yogurt, queso, helado y sorbete. En los alimentos procesados, la goma guar se usa como espesante en aderezos para ensaladas, salsas, salsa de tomate, sopa y muchos otros productos. La goma guar tiene usos medicinales que incluyen: fibra soluble en agua, laxante formador de masa y crea una sensación de saciedad.

Economía de la goma guar

Tradicionalmente, la mayor parte del suministro mundial de frijoles guar se usaba como alimento para animales y personas con una pequeña cantidad destinada a la industria de procesamiento de alimentos. Sin embargo, en los últimos años, el uso de goma guar en la fracturación hidráulica comenzó a aumentar rápidamente. Este aumento repentino de la demanda provocó un aumento de diez veces en el precio. En 2011, India exportó guar por un valor de $ 915 millones a los Estados Unidos, con la mayor parte del producto destinado al uso de la industria del petróleo y el gas. Fue la mayor exportación agrícola de la India a los Estados Unidos.

Los agricultores de guar en la India respondieron con una mayor superficie cultivada, y el mayor procesador de goma guar de la India distribuyó 3.000 toneladas de semillas gratuitas a los agricultores que querían probar el cultivo. Se espera que los altos precios disminuyan a medida que más agricultores indios planten frijoles guar; sin embargo, la volatilidad de los precios aún es posible. Cultivar guar en India es un negocio arriesgado porque el cultivo debe recibir la cantidad adecuada de lluvia de monzón que llega en el momento adecuado del ciclo de crecimiento.

En los Estados Unidos, los químicos están tratando de encontrar un sustituto de la goma guar, y los agricultores en Texas, Oklahoma y otros estados están plantando guar para ofrecer una fuente de suministro nacional.