Y-TEC, una catedral de la tecnología

A diez años de su creación, la compañía de YPF y el Conicet trabaja en múltiples frentes y quiere actuar como una aceleradora de empresas tecnológicas 

28 de diciembre, 2022 | 00.05

YPF es conocida como una compañía de extracción de petróleo y gas, y como fabricante de lubricantes y combustibles. Otra faceta menos visible son sus empresas relacionadas: YPF Luz (con centrales térmicas, parques eólicos en la Provincia de Buenos Aires, Chubut y Santa Cruz, y un gran parque solar en San Juan) o YPF Agro (se dedica a la biotecnología vegetal, fertilizantes y otros insumos para el campo). Es el segundo productor de energía verde del país y aspira a ser el primero, para lo cual está avanzando hacia la transición energética con nuevos métodos de extracción de litio, la primera planta de producción de celdas y baterías de América latina, y proyectos para la obtención de hidrógeno verde.

Estas innovaciones son posibles en gran parte gracias a Y-TEC, su brazo tecnológico, una empresa cuyo capital accionario pertenece en un 51% a YPF y en un 49% al Conicet, y que se plantea ser algo así como una “catedral de la tecnología”. Ubicada en Berisso, Provincia de Buenos Aires, la sede ocupa un predio de cinco hectáreas cedido por la Universidad Nacional de La Plata. En un moderno edificio de unos diez mil metros cuadrados, trabajan 260 investigadores y tecnólogos, más otros 133 investigadores, becarios y técnicos adscriptos a proyectos puntuales, hacen sus tesis 10 doctorandos, funcionan 47 laboratorios, 12 plantas piloto y más de mil equipos, algunos de ellos, únicos en el país.

Y-TEC tiene uno de los laboratorios de microscopía más completos del país (FOTO GENTILEZA Y-TEC)

A diez años de su creación, obtuvo 35 patentes y desarrolló 20 tecnologías en las áreas comprendidas en nueve “misiones” o ejes de trabajo. Además, tiene más de 100 acuerdos de cooperación con el sistema científico, y convenios de colaboración con las universidades nacionales de Córdoba, del Sur, de Río Negro, San Juan Bosco y de La Plata, y con la Comisión Nacional de Energía Atómica, entre otros. Y lleva publicados en revistas con referato alrededor de un centenar de trabajos de ciencia básica.

La filosofía de Y-TEC gira en torno del concepto de empresa interdisciplinaria. Allí trabajan geólogos, físicos, matemáticos, biotecnólogos, químicos, ingenieros. “Es un mundo atractivo para los investigadores porque pueden transformar los hallazgos de laboratorio en soluciones tecnológicas que se escalan y llegan al mercado –dice Roberto Salvarezza, ex ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación, y actual presidente del Directorio–. Analizamos las propuestas desde los insumos que se van a utilizar hasta si son factibles desde el punto de vista económico, a lo mejor no en lo inmediato, pero sí en el corto plazo. Y ahora también nos estamos planteando actuar como una aceleradora de otras compañías de base tecnológica”.

Lo que en un primer momento se concibió como una suerte de Invap petrolero creció para ir más allá: poner a disposición del sistema de tecnología e innovación desde el equipamiento, hasta el soporte administrativo y logístico para el desarrollo de sus proyectos.

Muestra de roca donde se advierte su porosidad

El subsuelo en el laboratorio

Un ejemplo es el dispositivo para inspeccionar gasoductos que están desarrollando precisamente con Invap: un “PIG”, siglas en inglés que corresponden a pipeline inspection gauge (en broma, lo llaman el "chancho inteligente”, porque el vocablo “pig”, en inglés significa “cerdo”).

“Hasta ahora, cada vez que una compañía quería inspeccionar un gasoducto, había que traer el PIG en avión, se usaba, se grababan las señales, se interpretaban y les entregaban el resultado –explica Eduardo Dvorkin, director titular de Y-TEC–. Eso no solo hacía que tuvieran que salir dólares del país, sino que se carecía de una adecuada disponibilidad. Es decir, que si uno se llevaba por delante un gasoducto con una retroexcavadora, no había forma de inspeccionarlo. Pero nosotros estamos diseñando uno propio, para uso local y para dar servicios a terceros. La Transportadora de Gas del Sur (TGS), la Transportadora de Gas del Norte (TGN)  y Yacimientos Petrolíferos Fiscales de Bolivia serán los primeros usuarios”.

Litio, Hidrógeno, Tecnologías del Subsuelo, Químicos Innovadores, Combustibles, Ambiente, Agro, Tecnologías de Caracterización son los nombres de algunas de las “misiones” (líneas estratégicas a la manera en que las concibe la economista Mariana Mazzucatto) en torno de las cuales se organiza la tarea diaria de los laboratorios de Y-TEC. El que dirige Martín Sánchez desarrolla nuevas tecnologías para la caracterización del subsuelo y la optimización de la producción de hidrocarburos.

“Por ser un proceso de extracción de fluidos del subsuelo, la fractura hidráulica (tecnología con la que se extrae el petróleo y el gas no convencional de Vaca Muerta), si no se hace correctamente, puede generar sismicidad –cuenta Sánchez, doctor en ingeniería–. Pero insertar un fluido, como el dióxido de carbono (CO2), una de las soluciones que hoy se estudia para el control de los gases de efecto invernadero, también. Si se inyecta CO2 en condiciones súper críticas también produce sismicidad inducida si no se toman los recaudos necesarios. De hecho, hay algunas iniciativas, como el proyecto español Castor, un depósito de gas natural sumergido en un antiguo campo petrolífero frente a las costas de Castellón y Tarragona, que se canceló por la sismicidad que generaba”.

Atlas para la inyección de dióxido de carbono

Ya hay países que inyectan dióxido de carbono en el subsuelo. Uno de los precursores fue Noruega, pero también lo hacen Estados Unidos, Canadá, Australia y, en América latina, Brasil.

“La idea de estudiar el subsuelo es tratar de mitigar esos problemas –destaca Sánchez–. En general, la inyección de fluido en fractura hidráulica es muy baja, entonces, las probabilidades de que aparezca sismicidad importante son pequeñas”.

El grupo que lidera tiene a su disposición una instalación experimental única en América latina para investigar la fractura hidráulica en muestras tomadas de Vaca Muerta, utilizando incluso modelos de simulación. Además, están trabajando en colaboración con la Comunidad Europea en un proyecto llamado “Pierre Curie” para la inyección de dióxido de carbono, por el que recibieron un millón y medio de euros. “En este momento, tenemos gente nuestra en España, en Noruega y en Francia para investigar en este tema  –cuenta Sánchez–. Participan 12 o 13 instituciones, entre las cuales también está la CNEA, la UBA y la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, de Chubut. De los países europeos, participan Bélgica, Noruega, Francia y Suiza”.

Para explorar cuáles serían las principales cuencas locales aptas para este uso, los científicos produjeron el primer atlas de la Argentina sobre capacidad de almacenamiento de CO2, algo indispensable si se decide avanzar en la producción de hidrógeno azul (que procede del reformado del gas natural, pero en cuya obtención se captura el dióxido de carbono para que no contribuya a la acumulación de gases de invernadero).

“La captura y el almacenamiento de CO2 son las estrategias por excelencia para alcanzar el ‘cero neto’ (emisiones nulas) en 2050  –destaca Sánchez–. Y aún así estamos en el 1% de lo que se necesitaría”.

Espectrómetro de fotoelectrones inducidos por rayos X (XPS); permite determinar la composición de materiales

Microscopía en escala micro, nano y atómica

En materia de gas y petróleo, entre otras características de las rocas que es imprescindible conocer están la porosidad y la interconexión [de esos poros] para estimar la permeabilidad que permitirá que fluya el hidrocarburo. “Son las propiedades petrofísicas por excelencia –subraya Sánchez–. En un reservorio convencional, cuanta más porosidad, más volumen almacenado. En uno no convencional, la permeabilidad es baja, entonces es necesario aplicar otras técnicas, como la estimulación”.

Parte de esos estudios se hacen en el laboratorio de microscopía a cargo del investigador del Conicet Alberto Carneiro, que le da soporte a todas las áreas. Junto con su equipo, desarrolló procedimientos para obtener imágenes en 3D y analizar muestras de las “coronas” que se extraen en los pozos de “shale” (petróleo y gas no convencionales), unos cilindros de un metro de largo por dos a cuatro pulgadas de diámetro.

Alberto Carneiro, jefe del Laboratorio de Microscopía

Con el equipo de Rayos-X obtienen imágenes para el estudio de baterías y celdas de litio. Con un microtomógrafo pueden ver detalles más pequeños.

Entre los equipos que son únicos en el país, cuentan con un espectrómetro de alta resolución, que permite determinar con enorme precisión la masa exacta de los compuestos analizados. Pueden observar el tipo de moléculas que componen el petróleo crudo y así obtener una huella digital de la formación para compararla con otras.

También disponen de un modernísimo “microscopio electrónico de transmisión” (TEM)  que alcanza resolución atómica. Obtiene imágenes en el modo tomografía. Las muestras que examina son tan, pero tan pequeñas, que si se sumara el volumen de todas las que se vieron con este tipo de dispositivo en el mundo equivaldría a algunos milímetros cúbicos.

“Llegó en 2016 y está protegido por un gabinete para evitar perturbaciones que pueden producirse incluso cuando uno habla –explica Carneiro–. O sea que cubrimos las tres escalas: micro, nano y atómica, lo que nos permite estudiar cómo se organiza la materia en cada una”.

En el laboratorio de mecánica, examinan las propiedades de las rocas, cómo se deforman y se rompen, algo crítico en la fractura hidráulica y también en la captura de dióxido de carbono.

Sacamos muestras, las colocamos en prensas con las que podemos simular la profundidad que uno desee, para someterlas a las condiciones de presión que existen, por ejemplo, a 3000 metros –explica Sánchez–. La primera prensa que compramos, era ‘de estantería’. La otra se diseñó para nuestros requerimientos específicos, es especial para nosotros. En la primera hacemos ensayos, y en la segunda, investigación. Antes, había que enviar las coronas al exterior para estudiarlas”.

Simulación numérica

Para estudiar problemas complejos, desde 2012 se viene trabajando en el desarrollo de un simulador de fractura hidráulica propio. “Eso nos da capacidades que los software comerciales no poseen –subraya Dvorkin–. En estos diez años, comenzamos con problemas muy simples hasta finalmente avanzar con arreglos que representan con mayor precisión lo que ocurre en el subsuelo”.

La misión de “químicos innovadores”, a cargo de Isabel Vega, trabaja en mitigación de corrosión inducida por microorganismos, en nanotecnología y surfactantes, y en “recuperación terciaria” (el proceso por el cual se inyecta agua con un polímero para empujar el petróleo remanente).

Eduardo Dvorkin y Roberto Salvarezza

También desarrollan “desemulsionantes”, que son nanoláminas (nanosheets) de grafeno modificado. “Para que una fractura hidráulica sea eficiente, hay que introducir un fluido a muy alto caudal con un agente de sostén para que una vez que se deja de bombear, la fractura quede abierta –detalla Vega–. Estos  fluidos rompen la roca y bajan la presión, con lo que puedo usar más caudal, acelero el proceso, uso menos energía y reduzco costos. Hoy, ya existen estos productos, pero la diferencia fundamental del nuestro es que es una solución acuosa, lo que hace más fácil ‘aditivarlo’”.

Para conocer la integridad de las cañerías de los pozos petrolíferos y los daños por corrosión, en Y-TEC desarrollaron una tecnología que les permite medir el espesor remanente y hacer un cálculo de la velocidad con que se produce el daño. “Junto con la gente del Centro de Investigación en Métodos Computacionales (Cimec), de Santa Fe, pensamos un método para calcular los espesores remanentes y cuál es la presión que puede seguir resistiendo esa cañería –cuenta Dvorkin–. Hoy todavía no se aplica porque no podemos sacar más gas de Vaca Muerta hasta que esté finalizado el gasoducto. Pero el año que viene esta tecnología será importante, vamos a poder producir más gas en menos tiempo”.

Planta piloto de litio (FOTO GENTILEZA Y-TEC)

Celdas de litio

Uno de los proyectos insignia que encarnan el objetivo de Y-TEC es su planta de celdas de litio, UniLiB, una de las únicas cuatro que se encuentran en el Hemisferio Sur, que ya está equipada y a punto de comenzar a producir. Desarrollada en conjunto con la Universidad Nacional de La Plata, los trabajos en escala de laboratorio se iniciaron hace 12 años. “Después, pasamos a una planta piloto en la que podemos testear nuestros propios materiales –destaca Salvarezza–. Hay tres que son insumos críticos: uno es el material catódico (el polo positivo, nosotros elegimos la tecnología de fosfato, hierro y litio, o LFP). Es más segura y económica, y tiene menos impacto ambiental. El otro es el grafito, utilizado en el ánodo (polo negativo). Y el tercero es el electrolito [solución líquida que proporciona la fuente de iones de litio, conductora de electricidad]. En el camino del desarrollo uno se encuentra con restricciones potenciales que son el acceso a un recurso estratégico, al conocimiento, y a las divisas para las posibles inversiones”.

Realizando ensayos en la planta piloto de celdas de litio

Según Salvarezza y Dvorkin, los costos estimados de producción están casi en paridad con el LFP importado de Asia. La planta tendrá una  capacidad de producción de 300 celdas por día, y de 780 cuando se trabaje en tres turnos. Esto permitiría equipar entre 40 y 45 buses por año, pero la primera meta que tienen en vista es proveer a la comunidad de la Isla Paulino, cercana a Berisso, de baterías de litio para almacenar la electricidad producida por un parque fotovoltaico.

“Es una localidad que está aislada de la red de suministro eléctrico –cuenta Salvarezza–. Será una prueba piloto para resolver el problema de muchas jurisdicciones del país que nunca van a estar integradas a la red porque están muy alejadas. Vamos a desarrollar un paquete de energía limpia y renovable que incluye paneles solares y baterías para almacenamiento de la energía, y cuyo costo es competitivo en comparación con otras alternativas”.

Además, están en tratativas con la provincia de Santiago del Estero para transferirle la tecnología que les permitirá construir una planta de producción de baterías de tres a cinco veces más grande, pero para vehículos eléctricos.

“Estamos transformando nuestro carbonato de litio en productos con valor agregado –afirma Salvarezza–. Somos socios con un 20% de participación. Ellos ponen la inversión, y nosotros capacitamos personal y nos ocupamos del soporte tecnológico”.

Combustibles

En otro laboratorio, Adrián Guzmán, líder de la misión Combustibles, y su equipo simulan las distintas situaciones a las que se ve sometido el motor de un vehículo durante un ciclo de uso: aceleración, frenado, marcha en la calle, en autopista…  Todo eso se puede programar y un dinamómetro lo ejecuta. “Nos permite probar el rendimiento del combustible en una condición de laboratorio con una capacidad de control y de medición increíbles –dice Guzmán–. Es muy, muy preciso. La sala tiene un sistema de aire acondicionado para mantener la temperatura y la humedad muy estables, aún con el motor andando, durante los ensayos. Con esta instalación aseguramos que los productos de YPF siempre estén a la vanguardia de las últimas tecnologías y que tengan la mejor performance. Se hace un esfuerzo muy importante para que tanto los premium como los de segundo grado, estén al más alto nivel”. 

Adrián Guzmán, líder de la misión Combustibles

La misión Hidrógeno investiga en aplicaciones de este elemento, una de las estrategias que despierta gran interés para el futuro de la movilidad baja en emisiones de dióxido de carbono. “Estamos desarrollando tecnología para la reconversión de motores diesel de transporte pesado o de pasajeros en sistemas duales con hidrógeno y diesel y de ese modo generar una descarbonización parcial a través del reemplazo parcial del diesel por hidrógeno bajo en carbono –cuenta la física María Herrera, líder del programa–. También estamos trabajando con trenes argentinos en un proyecto, todavía en etapas iniciales, para la transformación de locomotoras diesel a hidrógeno con tecnología de celdas de combustible como las que usa el Mirai, el auto a hidrógeno de Toyota”.

Y por último, la misión Ambiente, liderada por María Elena Oneto, desarrolla nuevas tecnologías para la regeneración de sistemas naturales, la valorización de residuos y el diseño sostenible de productos.

Sin duda, una apuesta ambiciosa para impulsar la innovación tecnológica en el país que debe mantenerse en el tiempo. 

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