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Figura 3. Depósitos de esquisto bituminoso en Brasil. De Padula (1969, su fig. 1). Haga clic para agrandar el mapa.
Se han reportado al menos nueve depósitos de esquisto bituminoso que van desde el Devónico hasta el Terciario en diferentes partes de Brasil (Padula, 1969). De estos, dos depósitos han recibido el mayor interés: (1) el esquisto bituminoso lacustre de edad terciaria en el valle de Paraíba en el estado de São Paulo al noreste de la ciudad de São Paulo; y (2) el esquisto bituminoso de la Formación Pérmica Iratí, una unidad muy extendida en la parte sur del país.
Valle de Paraíba
Dos áreas en el Valle de Paraíba que suman 86 km2 contienen una reserva de 840 millones de barriles de petróleo de esquisto bituminoso in situ, según lo determinado por la perforación. El recurso total se estima en 2 mil millones de barriles.La unidad de interés, que tiene un grosor de 45 m, incluye varios tipos de lutitas bituminosas: (1) lutitas de papel laminado fosilífero de color marrón a marrón oscuro que contiene 8,5 a 13 por ciento en peso de petróleo equivalente, (2) lutita bituminosa semipaperosa del mismo color que contiene 3 a 9 por ciento en peso de petróleo equivalente, y (3) esquisto bituminoso de bajo grado de aceituna oscura, escasamente fosilífero, que se fractura semi-concoidalmente.
Formación Iratí
El esquisto bituminoso de la Formación Pérmica Iratí tiene el mayor potencial para el desarrollo económico debido a su accesibilidad, grado y distribución generalizada. La Formación Iratí se desarrolla en la parte noreste del Estado de São Paulo y se extiende hacia el sur durante 1.700 km hasta la frontera sur de Rio Grande do Sul hasta el norte de Uruguay. Se desconoce el área total subyacente por la Formación Iratí porque la parte occidental del depósito está cubierta por flujos de lava.
En el estado de Rio Grande do Sul, el esquisto bituminoso se encuentra en dos camas separadas por 12 m de esquisto y piedra caliza. Las camas son más gruesas en las cercanías de São Gabriel, donde la cama superior tiene 9 m de espesor y se adelgaza hacia el sur y el este, y la cama inferior tiene 4,5 m de espesor y también se adelgaza hacia el sur. En el estado de Paraná, en las cercanías de São Mateus do Sul-Iratí, los lechos de lutitas bituminosas superior e inferior tienen 6,5 y 3,2 m de espesor, respectivamente. En el estado de São Paulo y parte de Santa Catarina, hay hasta 80 lechos de esquisto bituminoso, cada uno de unos pocos milímetros a varios metros de espesor, que se distribuyen irregularmente a través de una secuencia de piedra caliza y dolomita.
La perforación del núcleo delineó un área de aproximadamente 82 km2 que contiene una reserva de esquisto bituminoso de más de 600 millones de barriles (alrededor de 86 millones de toneladas) de petróleo equivalente de esquisto bituminoso, o aproximadamente 7.3 millones de barriles / km2 cerca de São Mateus do Sul en el sur de Paraná. En las áreas de San Gabriel y Dom Pedrito de Rio Grande do Sul, el lecho inferior produce alrededor del 7 por ciento en peso de aceite de esquisto bituminoso y contiene recursos similares, pero el lecho superior produce solo el 2-3 por ciento de petróleo y no se considera adecuado para la explotación (Padula, 1969).
El esquisto bituminoso de Iratí es gris oscuro, marrón y negro, de grano muy fino y laminado. Los minerales de arcilla componen 60-70 por ciento de la roca y la materia orgánica constituye gran parte del resto, con contribuciones menores de cuarzo detrítico, feldespato, pirita y otros minerales. Los minerales de carbonato son escasos. El esquisto bituminoso de Iratí no está notablemente enriquecido en metales, a diferencia de los esquistos bituminosos marinos, como los esquistos bituminosos devonianos del este de los Estados Unidos.
El origen de la Formación Iratí es controvertido. Algunos investigadores han concluido que la materia orgánica se deriva de una fuente predominantemente de algas / microbios en un ambiente lacustre de agua dulce a salobre, como lo indica la geoquímica del aceite de esquisto bituminoso (Afonso y otros, 1994). Por otro lado, Padula (1969), citando a investigadores anteriores, plantea la hipótesis de que los sedimentos ricos en materia orgánica se depositaron en una cuenca marina intracontinental (Paraná) parcialmente cerrada de salinidad reducida que estaba en comunicación con el mar abierto. La cuenca se formó después del cierre de la glaciación carbonífera tardía. Hutton (1988) clasificó el esquisto bituminoso de Iratí como un esquisto bituminoso marino (marinita).
El desarrollo de la industria brasileña de esquisto bituminoso comenzó con el establecimiento de la compañía petrolera nacional brasileña, Petrobras, en 1954. Una división de esa compañía, Superintendéncia da Industrialização do Xisto (SIX), se encargó del desarrollo de los depósitos de esquisto bituminoso. . Los primeros trabajos se concentraron en el esquisto bituminoso de Paraíba, pero luego se concentraron en el esquisto bituminoso de Iratí. Un prototipo de retorta de esquisto bituminoso y una planta UPI (Usina Prototipo do Iratí) construida cerca de São Mateus do Sul comenzó a operar en 1972 con una capacidad de diseño de 1,600 toneladas de esquisto bituminoso por día. En 1991, se puso en funcionamiento una retorta de tamaño industrial, de 11 m de diámetro, con una capacidad de diseño de aproximadamente 550 toneladas (~ 3.800 barriles) de petróleo de esquisto bituminoso por día. Se han producido más de 1,5 millones de toneladas (~ 10,4 millones de barriles) de petróleo de esquisto bituminoso y otros productos, incluido el gas licuado de petróleo (GLP), metano y azufre desde el inicio de la planta UPI hasta 1998.