Researchers unravel the structure of the asphaltenes, responsible for the “cholesterol” in oil refineries

Scientists from CiQUS, IBM and oil corporation ExxonMobil collaborate in the study of the molecular structure of petroleum, the fossil fuel par excellence.


Diego Peña is in charge of the cooperative research line that CiQUS has established with the IBM Research Center in the last years.

«A pesar de la relevancia económica del petróleo, la estructura molecular de algunas de sus fracciones pesadas continúa siendo una incógnita, por la complejidad en las mezclas y la falta de patrones y técnicas adecuadas para el estudio de algunos de sus componentes». Quien así se expresa es Diego Peña Gil, investigador principal del CiQUS y responsable de la línea de colaboración que el centro mantiene abierta con el IBM Research en Suiza; una prolífica relación integrada por físicos (IBM) y químicos (CiQUS), que ya ha dado lugar a numerosas publicaciones colectivas entre ambas instituciones. Fruto de esta interacción multidisciplinar, en 2015 los científicos conseguían determinar la estructura molecular de una de las fracciones más intrigantes y problemáticas de este combustible fósil: la compuesta por un tipo de moléculas conocidas como asfaltenos.

Los asfaltenos son componentes sólidos del petróleo, que causan graves problemas en la industria petrolífera al bloquear tuberías y canalizaciones; de hecho, se les conoce como ‘el colesterol de las refinerías’ (en clara alusión al efecto que esta sustancia provoca en nuestras arterias). Consecuentemente, conocer la estructura molecular de los asfaltenos es clave para combatir sus efectos perjudiciales en pozos petrolíferos y refinerías.

La primera aproximación de los investigadores en Santiago y Zúrich sirvió para resolver un debate clásico en este campo, valiéndose para ello de la técnica de Microscopía de Fuerza Atómica (AFM); así, el equipo responsable del trabajo de 2015 concluyó que la mayoría de asfaltenos tienen un único núcleo aromático, rodeado de diferentes cadenas de átomos de carbono.

Ahora, de nuevo un trabajo conjunto del CiQUS e IBM, en colaboración con la compañía petrolífera ExxonMobil, ha ido un paso más allá en el estudio de esta intrincada mezcla molecular, preparando y caracterizando a nivel atómico moléculas modelo de asfaltenos, con diferentes cadenas de carbono en su periferia.

Los resultados de esta investigación han facilitado el análisis de muestras naturales de asfaltenos mediante la comparación con estas nuevas moléculas modelo, lo que permitirá disponer de un mayor conocimiento sobre la estructura real del petróleo. Un avance que, como reconoce el propio Peña Gil, «posiblemente tendrá importantes implicaciones en la industria del petróleo, tanto a la hora de su extracción como durante el proceso de refino».

Structure of one of the model molecules and its corresponding image, obtained through Atomic Force Microscopy – AFM (/IBM Research)

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