Acelerador de partículas Sirius avanza en estudio de rocas presalinas

Investigadores del Laboratorio Brasileño de Luz de Sincrotrón (LNLS), en colaboración con Petrobras, han desarrollado una estación experimental en la línea de luz Mogno del acelerador de partículas Sirius. Esta estación está diseñada para analizar muestras de roca de yacimientos de petróleo extraídas del fondo oceánico por las sondas de la empresa estatal.

El laboratorio es responsable del funcionamiento de Sirius, la infraestructura científica más grande y compleja construida en Brasil y una de las fuentes de luz de sincrotrón más avanzadas del mundo. Mediante técnicas avanzadas de tomografía, los análisis generan imágenes tridimensionales que simulan la interacción de las rocas con fluidos como el petróleo y el gas, lo que ayuda a los expertos a comprender mejor los yacimientos y a mejorar los escenarios de prospección.

Esta investigación es la primera fase de una colaboración entre el Centro Nacional de Investigaciones Energéticas y Materiales (CNPEM) y Petrobras. La nueva estación deberá acortar considerablemente el análisis de las muestras. En la fase siguiente se buscarán nuevos métodos para el postprocesamiento del gran volumen de datos generado por las tomografías.

Sirius cuenta con aceleradores de electrones de última generación en su núcleo, capaces de producir una luz que revela la microestructura de los materiales. Mogno se diseñó para investigaciones relacionadas con el petróleo y puede operar a una escala de hasta 200 nanómetros, o 200 milmillonésimas partes de un metro. Se trata de una escala menor que la de una bacteria y sólo 200 veces mayor que el diámetro de nuestro ADN.

“Pronto también será posible someter materiales a diferentes condiciones mecánicas, térmicas o químicas y observar los cambios en tiempo real”, afirmó Nathaly Archilha, investigadora del LNLS/CNPEM responsable de la línea Mogno.

La nueva microestación simulará las mismas condiciones a las que se enfrentan las rocas en la capa presalina, algo que ningún otro laboratorio ha logrado. El análisis podrá realizarse en hasta 88 muestras cilíndricas de roca con un diámetro de 1,5″ (unos 38 mm).

Según Archilha, las primeras mediciones se realizaron en noviembre de 2024, con un equipo de Petrobras in situ, y el proyecto se completó en marzo de este año. Aunque aún está en fase de puesta en marcha, se espera que esta microestación esté disponible para la comunidad científica y las empresas a principios de 2026.

Petrobras busca generar una base de datos digital de rocas para mejorar el conocimiento de la industria sobre los yacimientos de petróleo. Esta base de datos estará vinculada a algoritmos que, mediante inteligencia artificial, permitirán caracterizar las estructuras geológicas y realizar simulaciones del proceso de recuperación de petróleo.

“Ya se han firmado cuatro nuevos proyectos industriales para seguir desarrollando la estación, dos con Petrobras y dos con Equinor. El enfoque está en realizar experimentos de tomografía 4D, que permiten observar el flujo de diferentes fluidos en medios porosos bajo condiciones similares a las del presal brasileño”, explicó Archilha.

“En Mogno, investigamos principalmente la estructura física de las rocas, como la distribución de los poros y la matriz mineral, mientras que otras líneas de luz de Sirius pueden complementar esta información con análisis químicos y mineralógicos”, agregó.

Sirius

La investigación en Sirius está abierta a empresas y centros de investigación. El acceso a las estaciones experimentales, como la línea de luz de Mogno, se concede mediante la presentación de proyectos. El uso es gratuito para los científicos que se comprometan a hacer públicos los datos, por ejemplo mediante publicaciones científicas. Las empresas o usuarios que opten por la confidencialidad pueden acceder a la infraestructura previo pago.

Las convocatorias de propuestas se publican dos veces al año y están abiertas a la comunidad científica global, incluidas universidades y centros de investigación industrial.

Más detalles se pueden encontrar en el sitio web del Laboratorio Brasileño de Luz de Sincrotrón (LNLS).