Charles R. Goulding and Andressa Bonafe discuss how South American countries can leverage 3D printing technology to strengthen their positions as emerging players in the global oil and gas market.
As major Western economies look to reduce their energy dependence on conflict-ridden Russia and the Middle East, South America emerges as a promising site for the next oil boom. A recent Wall Street Journal article underlines the potential of Argentina, Brazil, Guyana, Surinam, and Venezuela. 3D printing can play a significant role in helping South American oil and gas companies establish themselves as global suppliers.
Argentina
Despite possessing enormous, untapped reserves of oil and gas, Argentina is often dubbed as the world’s sleeping energy giant. An increasing number of companies are aiming to capitalize on the current geopolitical climate by escalating their activities in Vaca Muerta, a vast oil and gas zone with significant production potential. In September of 2023, Shell announced its plans to boost oil production by 5,000 barrels per day (bpd) in the Argentine shale formation, reaching up to 50,000 bpd. Pampa Energía, Argentina’s leading independent energy firm, is also ramping up investments in the region. With a major focus on natural gas and electricity, Pampa announced a $200 million investment to develop a pilot shale oil project in Vaca Muerta, thereby gaining a larger share in the oil sector.
Shell is already using 3D printing, a technology that can undoubtedly contribute to its success in expanding operations in Argentina. According to the British multinational, additive manufacturing has enabled on-demand spare parts production, the development of innovative equipment, and rapid prototyping of engineering designs. Shell has been striving to develop capabilities that can bridge the gap between 3D printing manufacturers and the energy industry, an effort that can greatly benefit companies working in South America.
In 2023, Shell went beyond printing dense parts and achieved a significant technological breakthrough in the production of unique porous structures. Ed Ganja, Vice President for Catalyst and Analytical Technology at Shell, highlighted the pivotal role of 3D printing in enabling the development of advanced catalytic materials with enhanced mass and/or heat transfers and improved catalytic performance.
Brasil
Brasil también está en el centro del boom petrolero de América del Sur, habiendo alcanzado una producción récord de petróleo y gas en septiembre de 2023, de más de 3,6 millones de barriles por día. Petróleo Brasileiro SA (Petrobras), una multinacional estatal con más de 37 mil empleados y un ingreso neto de R$ 188,3 mil millones en 2022, es en gran medida responsable del desempeño del país.
Producción de petróleo crudo de Brasil versus exportaciones, en miles de barriles por día
[Por Kpler / Fuente: Business Insider]
El gigante petrolero brasileño publicó recientemente un plan de inversión quinquenal por valor de 102.000 millones de dólares que promete impulsar la exploración y producción de petróleo, áreas que representan el 72% del gasto previsto. Se espera que la producción aumente de 2,8 millones de barriles de petróleo equivalente por día (boed) en 2024 a 3,2 millones de boed en 2028. Los planes de exploración incluyen el Margen Ecuatorial, que cubre casi 1.370 millas de reservas de aguas profundas y ultraprofundas a lo largo de la costa norte y noreste de Brasil.
En 2021, escribimos sobre la asociación de Petrobras con el fabricante alemán de sistemas ópticos Carl Zeiss y la organización brasileña de investigación y tecnología sin fines de lucro, SENAI, para avanzar en el uso de la fabricación aditiva para la producción de componentes críticos de petróleo y gas. Los esfuerzos de investigación se centraron en metodologías de impresión 3D de metal, en particular la fusión láser de lecho de polvo, así como la deposición de energía directa (DED). Su objetivo era desarrollar y validar enfoques para la fabricación y calificación de componentes críticos estáticos y dinámicos para la industria del petróleo y el gas.
En diciembre de 2022, Petrobras abrió su primer laboratorio dedicado a la fabricación aditiva. Lab I3D apoya 15 plataformas produciendo piezas de reemplazo, piezas que requieren mejoras y personalizaciones para satisfacer demandas específicas, así como plantillas y herramientas para apoyar la operación y el mantenimiento.
Guayana
Guyana, often seen as one of the hottest energy frontiers, has experienced remarkable GDP growth in recent years. ExxonMobil is the country’s first and largest oil producer and leads a consortium that to date is responsible for 46 discoveries since 2015, with over 11 billion barrels of recoverable oil and gas.
As we reported in December 2022, ExxonMobil has been using 3D printing to create new spirals of acrylic, metal, ceramic and other forms with advanced additive manufacturing capabilities. That same year, the US multinational hired AML3D to create what was later considered the world’s largest metal-printed commercial pressure vessel for its refinery operations. The $190,000 deal was aimed at producing a high-pressure tubular vessel weighing over 2000 pounds. AML3D was to use its patented Wire Arc Manufacturing (WAM) technology, reducing the delivery time from 12 months to just 12 weeks.
More recently, ExxonMobil joined the Industry Collaboration Project (ICP), a global initiative led by software company Fieldnode to create an industry standard for a digital inventory ecosystem. The two-year project brings together energy leaders BP, ConocoPhillips, Equinor, Shell, TotalEnergies, and Vår Energi and aims to develop a digital foundation to build a network for the supply of on-demand spare parts through additive manufacturing technology.
The examples of Shell, Petrobras, and ExxonMobil shed light on the increasingly important role of 3D printing in the oil and gas sector. US-based companies involved in similar efforts can take advantage of R&D tax credits, as described below.
El Crédito Tributario por Investigación y Desarrollo
El ahora permanente crédito fiscal por investigación y desarrollo (I+D) está disponible para las empresas que desarrollan productos, procesos y/o software nuevos o mejorados.
La impresión 3D puede ayudar a impulsar los créditos fiscales de I+D de una empresa. Los salarios de los empleados técnicos que crean, prueban y revisan prototipos impresos en 3D se pueden incluir como un porcentaje del tiempo elegible dedicado al crédito fiscal de I+D. Del mismo modo, cuando se utiliza como método para mejorar un proceso, el tiempo dedicado a integrar el hardware y el software de impresión 3D cuenta como una actividad elegible. Por último, cuando se utilice para modelado y preproducción, también se podrán recuperar los costes de los filamentos consumidos durante el proceso de desarrollo.
Ya sea que se utilice para crear y probar prototipos o para la producción final, la impresión 3D es un gran indicador de que se están llevando a cabo actividades elegibles para el Crédito de I+D. Las empresas que implementen esta tecnología en cualquier momento deberían considerar aprovechar los créditos fiscales para I+D.
Conclusión
La situación geopolítica actual en Medio Oriente y Rusia ha creado una oportunidad para que los países sudamericanos fortalezcan su papel como proveedores internacionales de petróleo y gas. Sin embargo, la región debe enfrentar riesgos políticos y desafíos económicos de larga data que han restringido su potencial de liderazgo global. Las empresas de energía que trabajan en América del Sur pueden aprovechar la tecnología de impresión 3D para mejorar la competitividad e impulsar el próximo auge petrolero.
“Why did the 3D printer go to therapy? Because it had too many layers of unresolved issues!”
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