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BOLETÍN 28

BOLETÍN 28

Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat

ANIH

Palacio de las Academias, Bolsa a San Francisco, Caracas, 1010 – Venezuela

Apartado Postal 1723 - Caracas, 1010 – Venezuela.

Oficina Administrativa: Edif. Araure, Piso 1, Ofic. 104, Sabana Grande,

Caracas, 1050 - Venezuela.

Teléfonos: (+58-212) 761.03.10 / 761.20.70

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LA PORTADA

Los deslaves de Vargas.

Título Original:

BOLETÍN 28

Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat

Diseño y Diagramación: ANIH

Diseño de Portada: ANIH

Compuesto por caracteres: Times New Roman, 11

Caracas - Venezuela

Edición Digital

Octubre 2014

Depósito Legal: pp200103CA232

ISSN: 1317-6781

INDIVIDUOS DE NÚMERO

Sillón I Roberto Úcar Navarro

Sillón II Oscar Grauer

Sillón III Manuel Torres Parra

Sillón IV Nagib Callaos

Sillón V José C. Ferrer González

Sillón VI Asdrúbal A. Romero Mújica

Sillón VII Eduardo Roche Lander

Sillón VIII José Grases Galofre

Sillón IX Alfredo Guinand Baldó

Sillón X Gonzalo J. Morales Monasterios

Sillón XI Oladis Troconis de Rincón

Sillón XII Guido Arnal Arroyo

Sillón XIII Luís Giusti

Sillón XIV Vacante

Sillón XV Alberto Urdaneta Domínguez

Sillón XVI Víctor R. Graterol Graterol

Sillón XVII Vacante

Sillón XVIII Arnoldo José Gabaldón Berti

Sillón XIX César Quintini Rosales

Sillón XX Luís Enrique Oberto González

Sillón XXI Vladimir Yackovlev

Sillón XXII Heinz Henneberg G.

Sillón XXIII Vacante

Sillón XXIV Simón Lamar

Sillón XXV Vacante

Sillón XXVI Franco Urbani Patat

Sillón XXVII Vacante

Sillón XXVIII Rubén Alfredo Caro

Sillón XXIX Eli Saúl Puchi Cabrera

Sillón XXX Vacante

Sillón XXXI Mario Paparoni Micale

Sillón XXXII Roberto César Callarotti Fracchia

Sillón XXXIII Aníbal R. Martínez

Sillón XXXIV Walter James Alcock

Sillón XXXV Oscar Andrés López Sánchez

COMITÉ DIRECTIVO Presidente: Manuel Torres Parra

Vicepresidente: Rubén Alfredo Caro

Secretario: José Grases Galofre

Tesorero: Vladimir Yackovlev

Bibliotecario: Franco Urbani

COMISIÓN EDITORA

Aníbal R. Martínez, Presidente

Rubén Alfredo Caro

Oladis Troconis de Rincón

Vladimir Yackovlev

Francia Galea

Carlos Raúl Canard

LA ACADEMIA NACIONAL DE LA INGENIERÍA Y EL HÁBITAT

HACE CONSTAR QUE LAS PUBLICACIONES QUE PROPICIA

ESTA CORPORACIÓN SE REALIZAN RESPETANDO EL

DERECHO CONSTITUCIONAL A LA LIBRE EXPRESIÓN DEL

PENSAMIENTO; PERO DEJA CONSTANCIA EXPRESA DE QUE

ESTA ACADEMIA NO SE HACE SOLIDARIA DEL CONTENIDO

GENERAL DE LAS OBRAS O TRABAJOS PUBLICADOS, NI DE

LAS IDEAS Y OPINIONES QUE EN ELLOS SE EMITAN.

MIEMBROS HONORARIOS

Ignacio Rodríguez Iturbe

Graziano Gasparini

Gustavo Rivas Mijares

Salomón Cohén

Celso Fortoul

Gustavo Ferrero Tamayo

José Ignacio Moreno León

Roberto Centeno

Miguel Bocco

Mariana Henrriette Staia

Rodolfo Tellería

Mireya Rincón de Goldwasser

Oscar Benedetti Pietri

MIEMBROS CORRESPONDIENTES

EXTRANJEROS

William A. Wulf (Estados Unidos)

Jacky Lesage (Francia)


POR EL ESTADO MIRANDA

Alejandro J. Müller Sánchez

Martín Essenfeld Yahr

Joaquín Lira–Olivares

MIEMBRO CORRESPONDIENTE

POR EL ESTADO MÉRIDA

Julián Aguirre


POR EL DISTRITO CAPITAL

Carlos Genatios Sequera

José Luis López Sánchez

ÍNDICE

BOLETÍN 28

SESIÓN SOLEMNE

de incorporación de Miembro Académico a

la ANIH

MIEMBROS HONORARIOS

Sesión Solemne de incorporación a la Academia Nacional de la

Ingeniería y el Hábitat de la Ing Mireya Rincón de Goldwasser,

como Miembro Honorario, el 07 de agosto del 2014

- Discurso de Presentación del Acad Ruben Caro ..................... 10

- Discurso de Incorporación de la Ing Mireya Rincón de

Goldwasser .......................................................................... 14

- Palabras de clausura por el Presidente Manuel

Torres Parra ....................................................................... 26


Ingeniería y el Hábitat del Ing Oscar Benedetti Pietri, como

Miembro Honorario, el 25 de setiembre del 2014

- Discurso de Presentación del Acad Alfredo Guinand Baldó .. 29

- Discurso de Incorporación del Ing Oscar Benedetti Pietri ... 41


Torres Parra ....................................................................... 46



Ingeniería y el Hábitat del Ing José Luís López Sánchez, como

Miembro Correspondiente por el Distrito Capital, el 18 de

setiembre del 2014

- Discurso de Incorporación del Ing José Luís López Sánchez 50

- Discurso de Contestación del Acad José Grases ....................70


Torres Parra .......................................................................73

ARTÍCULOS TÉCNICOS

Estudios para la optimización de prótesis total de cadera (Trabajo

de Incorporación a la Academia Nacional de la Ingeniería y el

Hábitat, 2011), Acad Joaquín A. Lira-Olivares .........................77

Emanaciones de petróleo, aguas termales y sulfurosas en el norte

de los estados Lara y Yaracuy y sureste del estado Falcón., Franco

Urbani et al .................................................................................158

Aspectos estratégicos del negocio del petróleo y su influencia en el

desarrollo económico de Venezuela. Dr Ernesto Fronjosa .......176

SESIÓN SOLEMNE

de incorporación de Miembros Académicos a la ANIH

MIEMBROS HONORARIOS

Sesión Solemne

de incorporación a la

Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat de la

Ing. Mireya Rincón de Goldwasser, como

Miembro Honorario,

el 07 de agosto del 2014

10

Discurso de Presentación del Acad. Rubén Caro

Señores presidentes de las Academias Nacionales, señores

Académicos, señores invitados, familia e invitados de la Dra. Mireya

Rincón de Goldwasser, señoras y señores.

La Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat está conformada

por Miembros de Individuos de Número, Miembros Correspondieses

Nacionales y Extranjeros y Miembros Honorarios, de acuerdo al

Artículo 3° de su Ley de Creación. Los Individuos de Número son 35,

los cuales constituyen la máxima autoridad de la misma (JIN).

El Artículo 8° de la Ley establece que “La JIN podrá designar

Miembros Honorarios a aquellas personas que por los excepcionales

méritos de sus actividades o investigaciones científicas y tecnológicas,

culturales o profesionales sean merecidos de tal distinción”

Hoy, en esta Sesión Solemne se incorpora como Miembro Honorario

de nuestra Academia la Dra. (PhD) Mireya Rincones de Goldwasser,

por decisión tomada por la Junta de Individuos de Número en su

reunión N° 194/14, celebrada el martes 10 de junio de 2014, “en

reconocimiento al desempeño loable en la docencia e investigación

universitaria en el campo de la ciencia” y en particular a su honestidad

y participación social ejemplar y así lo hace constar en Caracas, Palacio

de las Academias, al séptimo día del mes de agosto de 2014, al ser

juramentada.

La Academia me ha concedido el honor para hacer la presentación del

Nuevo Miembro Honorario, lo cual haré sintetizando su extensa hoja

de vida.


11

1. Datos Personales:

Nombre y Apellidos: MIREYA RINCÓN DE GOLDWASSER

Lugar de Nacimiento: Lagunillas, Edo. Zulia

Fecha de Nacimiento: 30/12/1940

Nacionalidad: Venezolana

Estado Civil: Casada y madre de tres hijos

2. Grados Académicos:

Licenciada en Química, Universidad Central de Venezuela, 1964

DIC y PhD Ingeniería Química, Imperial College, University of

London, U.K, 1976

Profesora invitada: Institute Des Researches sur la Catályse, Lyon,

Francia, 1983

Profesora invitada en la Universidad de Lille, Francia. 1996

3. Premios:

- Premio “Lorenzo Mendoza Fleury” de la Fundación Empresas

Polar (2009)

- Placa de Reconocimiento de la Asociación de Procesadores de Gas

“Premio AVPG a la Excelencia Académica” (2006)

- Placa de Reconocimiento de INELECTRA por el mejor trabajo de

Ingeniería Química (2006)

- Premio Francisco De Venanzi a la trayectoria de Investigación

(1992)

- Orden José María Vargas, en su grado más alto, corbata, por

méritos Académicos (1991)

- Premios PEI, SPI, CONABA, CONADES en su grado más alto

- Sistema de Promoción al Investigador: SPI nivel IV (nivel más

alto)

4. Publicaciones:

Ha publicado más de 240 artículos científicos e informes técnicos y ha

sido invitada en numerosas universidades en Venezuela y en

conferencias y simposios internacionales, principalmente en

Iberoamérica y Francia.


12

5. Formación de Recursos Humanos:

Dirección de 71 tesis de Pregrado, 13 tesis de Postgrado, 3 trabajos de

ascenso

6. Proyectos:

Participación en 30 proyectos científicos nacionales e internacionales

siendo responsable de 24 de ellos.

7. Área de Investigación:

En el área de investigación, la Dra. Goldwasser se dedicó inicialmente

a trabajar en diferentes áreas del diseño, síntesis y desarrollo de

catalizadores con aplicación a reacciones tales como la oxidación

selectiva de hidrocarburos para la producción de compuestos

oxigenados, la dimerización oxidativa y en la aplicación de tamices

moleculares a reacciones de craqueo catalítico.

Otra de las áreas de investigación desarrollada por la Dra. Goldwasser

es el área de Química Fina donde ha sido pionera en el país en el

desarrollo de catalizadores y adsorbentes básicos, tanto sintéticos

como naturales, con aplicación a la síntesis orgánica. Mediante estos

catalizadores y adsorbentes básicos se ha podido sintetizar compuestos

de alto valor agregado para la aplicación en la industria farmacéutica,

de alimentos y fragancias y en el uso de adsorbentes básicos como

antiácidos. Los trabajos en esta área originaron una invitación a

participar como invitada al curso de Química Fina realizado en Río de

Janeiro, Brasil, organizado por la ONU, con la participación de

investigadores de reconocida trayectoria de Europa y Estados Unidos.

Sus más recientes logros en investigación están relacionados con el

área de la valorización de Gas Natural permitiendo el desarrollo de

procesos para la obtención de combustibles y materia prima

petroquímica a partir de fuentes diferentes al crudo, más adecuadas en

cuanto a la preservación del medio ambiente. En este sentido desarrolla

catalizadores en reacciones que combinan al metano (componente

principal del gas natural) con materia prima abundante, contaminante y


13

de bajo costo como lo es el CO2, diseñando una serie de sólidos los

cuales se usan como precursores de catalizadores en el proceso de

obtención de gas de síntesis.

Los aportes científicos de la Dra. Goldwasser en esta área originaron

que el Editor en Jefe del Journal of Applied Catalysis la invitara a

contribuir con un artículo para una edición especial en el área de

transformación de CO2 y en el Journal of Molecular Catálisis y le

merecieron una contratación como Consultora de la Empresa Petrobras

desde el año 2003-2009. En marzo del 2006 firmó un proyecto-

consultoría con la Empresa Brasilera Petrobras para el Desarrollo de

Catalizadores para el Proceso GTL (Gas to Liquid), con la finalidad de

producir Diesel a partir de gas natural.

Área actual en investigación: Química de C1-Valorización de Gas

Natural

En la actualidad, es Profesora Titular del Postgrado de la Escuela de

Química de la Facultad de Ciencias e Individuo de Número de la

Academia de Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales.

8. Publicaciones:

En su trayectoria como investigadora en el área de la Catálisis

Heterogénea, la Dra. Goldwasser, ha publicado más de 240 artículos

científicos e informes técnicos, entre ellos: 9 monografías, 75 artículos

en revistas indexadas en el Science Citation Index (SCI), 22 artículos

en revistas nacionales tipo RACI y 85 en Actas de Congresos

arbitrados, lo que hace un total de 191 Publicaciones arbitradas.

9. Proyección Internacional:

La proyección internacional de la Dra. .Goldwasser es otra

característica que resalta de su trayectoria. Ha sido invitada como

conferencista a más de 20 reuniones científicas entre nacionales e

internacionales, en numerosas universidades en Venezuela y en

conferencias y simposios internacionales, principalmente en

Iberoamérica y Francia.

14

Discurso de Incorporación de la Ing. Mireya Rincón de Goldwasser

Buenas días

Señor, Dr. Manuel Torres Parra, Presidente de la Academia Nacional

de la Ingeniería y el Hábitat. Señora, Dra. Gioconda San-Blas,

Presidenta encargada de la Academia Venezolana de Ciencias, Físicas,

Matemáticas y Naturales. Colegas Académicos de ésta y otras

Academias que hoy nos acompañan. Colegas profesores de las

universidades nacionales. Queridos familiares, señoras y señores.

Amigos todos.

Es hoy para mí un gran honor, el poder dirigirme a ustedes, en la

oportunidad de mi incorporación como miembro honorario de esta

prestigiosa institución.

Agradecimiento

Quiero iniciar mi disertación, expresando mi más profunda y sincera

gratitud a todos los académicos, que con su apoyo, han hecho posible

mi inclusión, en esta ilustre corporación, para formar parte de ella y

asumir el compromiso de trabajo y honorabilidad que la definen.

Deseo expresar mi especial agradecimiento y cariño, al académico, Ing.

Rubén Caro, por su iniciativa de proponerme para tan alta distinción.

Del Dr. Caro, profesor de muchas generaciones, tuve el privilegio de

recibir sus enseñanzas en el área de la físico-química. Además de haber

sido mi profesor en la carrera universitaria, fue también, Epónimo de

mi promoción.


15

Mi gratitud a la Universidad Central de Venezuela, a la Facultad de

Ciencias y a la Escuela de Química, por haberme dado la oportunidad,

de formarme en sus recintos, y permitirme desarrollar en ellas mi

vocación docente y de investigación. Al Consejo de Desarrollo

Científico y Humanístico de la UCV, y a otras instituciones, que con

su apoyo financiero me han permitido llevar a cabo mis inquietudes, y

expectativas, para poder así plasmarlas en hechos concretos.

Mi gratitud a todos aquellos ilustres profesores que con su guía y

conocimiento, contribuyeron significativamente con mi formación

académica. Mi eterna gratitud a los profesores Dres. Dora Türk de

García Banús, Luis Benito Tugues, Marcos Ghiglione, Rigoberto Díaz

Cadavieco, Deanna Marcano, Paulino Andréu, Karel Setinek, Milán

Hajec, David Trimm Y Claude Nacache.

Mi reconocimiento a mis colegas y amigos del Centro de Catálisis y

muy especialmente, a mis colegas catalíticos en el área de Química de

C1, las Dras. Josefina Scott, María Luisa Cubeiro, Eglé Pietri de

García y Juan Álvarez de la Facultad de Ciencias, a los Dres. Luis y

Adriana García de la facultad de Ingeniería, y Eduardo Falabella, de la

Universidad Federal de Rio y del programa GTL de Petrobras, Brasil.

Mi gratitud a los estudiantes de pre y post grado quienes con sus

renovadoras ideas, entusiasmo, y energía, han incentivado a lo largo

del tiempo mis inquietudes de conocimiento.

Finalmente quiero agradecer a mi familia: A mis padres y hermanos,

por haberme inculcado la importancia de aprender y del conocimiento

y el deseo de superación y honestidad. Con su amor y ejemplo guiaron

siempre mi vida. A mis amados hijos Leonardo, Marcos y David por

alegrar mi vida, por su comprensión, por estar siempre allí y por hacer

más grato mi trabajo. A mi cuñado José Goldwasser, con quien tuve la

suerte de compartir tanto en el área de Físico-Química, como en

Catálisis.

Finalmente, mi inmensa gratitud a mi esposo Alberto, por su guía,

apoyo y solidaridad, y por su amor incondicional.


16

Actividad académica

Dado que mi incorporación está íntimamente vinculada con la

actividad académica que he venido realizando, por más de 40 años,

quisiera referirme a este tema con énfasis en la catálisis.

Un poco de historia: los estudios de la catálisis en Venezuela, se

iniciaron en el año 1964, en la Escuela de Química, de la Facultad de

Ciencias, de la Universidad Central, con la firma de un convenio de

cooperación entre la Universidad de Múnich y la Universidad Central

de Venezuela, bajo la dirección del Profesor Henrich Noller, del

instituto de Investigación de Catálisis, de Múnich, Alemania, y del Dr.

Luís Benito Tugues, Director de la Escuela de Química, de la Facultad

de Ciencias.

Inicialmente, el convenio orientó todo su esfuerzo hacia la formación

de recursos humanos y a la construcción de infraestructura. A partir de

ese momento, el crecimiento de la catálisis en Venezuela no se detuvo.

Los esfuerzos pioneros del profesor Noller y sus alumnos Paulino

Andréu y Edmundo Schmidt, dieron lugar a todos los grupos de

catálisis existentes en el país.

Formación de recursos humanos

En cuanto a mi participación en la formación de recursos humanos, mi

contribución la he desarrollado en el área de físico-química y catálisis,

mediante el dictado de asignaturas de pre y post grado, realización de

TEG y tesis de postgrado, y con la participación en talleres y escuelas

temáticas, a través de cooperación internacional, mediante programas

de investigación conjuntos con reconocidas instituciones científicas y

tecnológicas; permitiendo así a mis estudiantes, el acceso a diversos

laboratorios en países foráneos, con oportunidad de adquirir una visión

diferente, en cuanto a cómo llevar a cabo investigación en un área

dada.

Así fue como iniciamos los programas de cooperación de postgrado

(PCP) financiados por el CEFI, francés, y el Conicit, entre

universidades francesas, tales como las universidades de Poitiers,


17

Lille, Estrasburgo y Montpellier, y con el Instituto de Investigaciones

en Catálisis de Lyon.

El éxito alcanzado con los PCP, condujo a la realización de dos

proyectos enmarcados en los Programas de Cooperación Científica,

PICS, que realiza el Centro Nacional de Investigaciones Científicas,

CNRS, de Francia, y que se otorga a un país, en reconocimiento al

grado de avance alcanzado en investigación, en un área determinada.

Los PICS se realizaron con las universidades de Lille y Poitiers.

Esta cooperación internacional permitió la formación de un gran

número de jóvenes investigadores y de doctores venezolanos, en el área

de la catálisis. En esta área, he participado en la dirección de 71 tesis

de pregrado, 3 de maestría, 10 de doctorado y 3 trabajos de ascenso.

Actualmente dirijo 2 tesis de doctorado y 2 tesis de pregrado.

Investigación desarrollada.

En cuanto a la investigación desarrollada, tuve la oportunidad de

formar parte de los instructores que se integraron al grupo de catálisis,

en el año 1967, donde comenzaron mis primeros ensayos como

investigadora.

Mi desarrollo como investigadora independiente se inició en 1977, al

regresar al país, una vez finalizados mis estudios de postgrado en el

Imperial College of Science and Technology de la Universidad de

Londres, Inglaterra.

A partir de ese momento, mi investigación ha estado dirigida al diseño,

síntesis y caracterización, de catalizadores sólidos, con la finalidad de

llevar a cabo investigación tanto básica como aplicada. Entre las cuales

podemos mencionar:

Reacciones de dimerización oxidativa y la obtención de compuestos

oxigenados, mediante la oxidación selectiva de hidrocarburos. En

esta área, contribuimos al estudio de la cinética y de los mecanismos

de reacción involucrados.


18

Posteriormente, trabajé en la síntesis de tamices moleculares, con

aplicación a reacciones de transferencia de hidrógeno y al craqueo

catalítico en lecho fluidizado (FCC), logrando dilucidar el efecto

pasivante del antimonio sobre el níquel, profundizando en este tipo de

interacción en catalizadores industriales. En esta área incursioné

además, en la aplicación de la resonancia paramagnética electrónica

(RPE), para la elucidación de la incorporación de elementos diferentes

al silicio y el aluminio en la estructura de tamices moleculares.

A continuación, mediante un proyecto de asesoría con Pdvsa-Intevep,

logramos desarrollar sistemas catalíticos para la producción de

alquenos de bajo peso molecular, diesel y alcoholes superiores. Estos

últimos constituyen un preciado aditivo, el cual se añade a la gasolina,

para aumentar su octanaje y substituir el metil ter-butil éter (MTBE),

cuestionado por su toxicidad.

Mediante un proyecto financiado por la unión europea, con

participación de las universidades de Lille, en Francia y de Brunel, en

Inglaterra, trabajé en el desarrollo de sistemas catalíticos para la

producción de alcoholes superiores. Los estudios realizados en esta

área, nos permitieron desarrollar la experticia necesaria para la síntesis

de catalizadores “taylor-made” o hechos a la medida, para llevar a

cabo reacciones específicas.

Posteriormente, incursioné en el área de química fina o química verde.

En esta área he sido pionera en el país en el uso de catalizadores

básicos, tanto sintéticos como naturales, con aplicación en síntesis

orgánica, para la substitución de catalizadores homogéneos altamente

corrosivos y contaminantes. Mediante estos catalizadores, logramos

sintetizar compuestos con aplicación en la industria farmacéutica, de

alimentos y de fragancias; así como adsorbentes, de uso como

antiácidos. Los trabajos en esta área, motivaron una invitación para

participar en el curso de química fina, organizado por la ONU, en Rio

de Janeiro, Brasil, con la participación de investigadores de reconocida

trayectoria de Europa y EEUU.

Dado que en los últimos 15 años me he dedicado principalmente a la

investigación tendiente a la valorización de gas natural, quisiera


19

referirme un poco más a este tema. Es bien conocido que Venezuela es

un país dependiente de la economía de los hidrocarburos. Las fuentes

de mayor dimensión con que cuenta el país, son los petróleos pesados y

extra pesados de la faja petrolífera del Orinoco y el gas natural.

El gas natural es considerado como una de las fuentes de energía no

renovables más importantes. Es un recurso versátil, tanto energético

como petroquímico y siderúrgico, de allí su importancia dentro de la

matriz energética mundial.

El gas natural constituye una reserva energética muy superior a la

actual debido al incremento en la investigación y desarrollo, de fuentes

adicionales de gas natural, denominadas “no convencionales”, tales

como el gas de baja permeabilidad (tight gas), gas de lutitas o gas

pizarra (shale gas), el metano de lechos de carbón (coal bed methane) y

los hidratos de metano, presentes fundamentalmente en el sedimento

del fondo de los océanos y en el subsuelo congelado permanentemente,

como el caso de las regiones polares. Las reservas mundiales de gas

natural superan, actualmente, los 6.000 trillones de pies cúbicos (TPC),

con una cantidad similar, estimada para el gas de lutitas, por lo que

actualmente, el gas natural representa el combustible fósil de mayor

expansión.

Las acumulaciones de hidrocarburos que podrían considerarse

contenidas en yacimientos “no convencionales”, en Venezuela, se

relacionan a arenas bituminosas, crudos pesados a extra pesados,

metano en estratos de carbón y lutitas gasíferas. Venezuela posee las

mayores reservas de gas en Sur América y es el octavo país a nivel

mundial, lo que representa una oportunidad de inversión importante,

con la participación de empresas extranjeras en el sector de gas.

Sin embargo, toda la producción de gas en Venezuela está actualmente

asociada con la producción de petróleo, y Pdvsa como su principal

consumidor, lo utiliza para la reinyección con la finalidad de mantener

la producción de petróleo y petroquímicos, también controlada por

esta empresa.


20

El cambio climático mundial que está ocurriendo en los últimos años,

demanda una evolución en la tecnología de obtención de energía a

partir de combustibles fósiles, los cuales seguirán siendo la fuente

dominante de energía proyectada hasta el año 2030. El agotamiento de

las reservas de crudos y los efectos al medio ambiente hacen obligante

el desarrollo de nuevas tecnologías y procesos para la síntesis de

combustibles ultra-limpios.

En tal sentido, el gas natural es considerado como uno de los

combustibles fósiles más limpios, ya que las emisiones de dióxido de

azufre son mínimas y los niveles de óxido nitroso son menores que los

emitidos por otros combustibles fósiles. Posee además, la más baja

relación carbono/hidrógeno, limitando así, la producción de CO2 y en

consecuencia los efectos negativos sobre el medio ambiente.

Por lo tanto, debido a sus grandes reservas, bajo costo (tanto técnico

como financiero), su compatibilidad medioambiental y su alto

contenido de metano, el gas natural es la materia prima más eficiente

para la producción alternativa de energía y para la obtención, directa o

indirecta, de productos finales de alto valor agregado.

La tecnología más importante de valorización de gas natural consiste

en convertir el metano, en monóxido de carbono e hidrógeno, conocido

como gas de síntesis, seguida de una reacción catalítica para la

formación de:

(i) hidrocarburos de alto peso molecular, los cuales, posteriormente son

convertidos en gasolina, diesel o ceras

(ii) metanol, el cual adicionalmente se puede convertir en gasolina

(iii) hidrógeno, que puede usarse tanto como vector energético, como

para la producción de amoníaco y para el mejoramiento de crudos

pesados

(iv) olefinas, como etileno, para uso industrial.

Por todas estas razones, es primordial que Venezuela incluya el

desarrollo de los yacimientos de gas natural y su valorización, como

parte de su estrategia energética. Además, el metano, componente

mayoritario del gas natural, es el precursor óptimo para la producción


21

de hidrógeno, en comparación a otros precursores como carbón y

destilados medios de petróleo. El término economía del hidrógeno,

responde a una visión de futuro donde este gas, generado de forma

limpia y económica, servirá para alimentar significativamente, las

necesidades energéticas de la sociedad y para ser utilizado en los

procesos de hidrotratamiento para el mejoramiento de crudos pesados,

abundantes en nuestro país.

El hidrógeno forma una parte muy importante de ese futuro idealista.

La molécula de H2 en presencia de oxígeno produce agua, con

liberación de energía en forma de calor y trabajo mecánico, o puede

convertirse en agua, calor y trabajo eléctrico, si se utilizan celdas de

combustible. Sin embargo, la implantación de la economía del

hidrógeno no es inmediata. Si bien se están realizando importantes

avances tecnológicos, se requiere aún, dar respuesta a importantes retos

tecnológicos, económicos, y sociales.

Atendiendo a esta situación, en nuestro laboratorio estamos llevando a

cabo procesos de transformación de corrientes gaseosas, que

involucran el reformado de gas natural para la obtención de gas de

síntesis e hidrógeno, junto a desarrollos catalíticos para transformar

CO2 y metano, dos gases que contribuyen al efecto invernadero,

mediante reacciones tales como reformado seco y combinado,

reformado con vapor y la síntesis Fischer-Tropsch para la conversión

de gas a líquidos, mediante el proceso GTL.

En estos estudios, hemos logrado obtener sistemas catalíticos activos y

selectivos, con una alta estabilidad en el tiempo, debido a la menor

sensibilidad para la formación de coque, principal responsable de la

desactivación de los catalizadores. Esto nos ha permitido desarrollar

nuevos conceptos y metodologías en áreas de la petroquímica,

reformado de gas natural y generación de hidrógeno, profundizando en

la cinética de las reacciones involucradas, particularmente en aquellas

donde la desactivación de los sistemas catalíticos es importante.

Recientemente, hemos logrado sintetizar soportes mesoporosos del tipo

SBA-15, perovskitas complejas tipo Ruddlesden-Popper y

catalizadores nanoestructurados, sobre la base de diferentes complejos


22

organometálicos, con la finalidad de obtener catalizadores metálicos

altamente dispersos, produciendo catalizadores a base de

nanopartículas.

Hemos logrando el esclarecimiento de los mecanismos de reacción y

el comportamiento de los materiales a elevadas temperaturas,

racionalizando los conceptos operacionales y la relación

estructura/propiedades, para mejorar, en condiciones menos extremas,

la selectividad de los sistemas catalíticos hacia relaciones H2/CO

adecuadas para aplicaciones posteriores. Los estudios realizados,

muestran que es posible, mediante el desarrollo de la química de C1,

sintetizar una variedad de compuestos químicos sobre la base de la

utilización de del gas natural, ya sea por vía directa o indirecta,

utilizando un producto más económico, más amigable con el ambiente

y que constituye una energía alternativa

La experticia alcanzada en esta área, me permitió actuar como

consultora de Pdvsa-Intevep por 8 meses, para el desarrollo de

catalizadores para la obtención de hidrógeno, y de la empresa

Petrobras, por tres años y posteriormente, llevar a cabo un proyecto

Facultad de Ciencias-Petrobras, para el desarrollo de catalizadores para

el proceso GTL, con la finalidad de producir diesel a partir de gas

natural.

Hemos recibido también, invitaciones del grupo Science Publishing y

de Open Science, para fungir como editor invitado de un número

especial sobre el tema.

Quisiera enfatizar que, aún cuando el menor impacto medio ambiental

del gas natural y su menor costo energético para producir hidrógeno y

combustibles más limpios, hacen necesaria su valorización, para

lograrlo es preciso el desarrollo de tecnologías que permitan la

extracción del gas libre costa afuera, en la cual Venezuela actualmente

carece de experticia.


23

Reflexiones finales.

Ya que en mi disertación me he referido principalmente a la labor

desarrollada en educación e investigación, quisiera, antes de finalizar,

aprovechar esta oportunidad para compartir con ustedes algunas

reflexiones, refiriéndome brevemente, a la situación de la educación,

y la investigación en el país y en particular en las universidades

autónomas.

Recientemente tuve la oportunidad de leer una cita, atribuida al poeta

y escritor inglés John Edward Masefield, Doctor Honorario, en

literatura, de la universidad de Oxford, en 1921, quien describió a la

universidad de la siguiente manera: cito:

“Hay pocas cosas terrenas, más hermosas, que la universidad: un

lugar, donde los que odian la ignorancia, pueden luchar, por el

conocimiento, y donde quienes perciben, la verdad, pueden luchar

para que otros, la vean”, fin de la cita.

Esta representación de la universidad me conmovió profundamente, ya

que mi vida académica la he desarrollado, mayoritariamente, en la

universidad, mi querida, UCV.

Resulta imposible, ignorar el ataque frontal hacia las universidades

autónomas, con una manipulación tal que en lugar de reconocer sus

logros como éxitos, se desvirtúan las realidades y se trata de cambiar su

esencia. El recorte presupuestario y la falta de recursos, unido al

vandalismo a que son sometidas las universidades, las mantienen en

una situación de zozobra, de paralización, de recesión y regresión, que

se vive a todos los niveles, no sólo educativo, sino también, económico

y social.

Resulta alarmante la falta de recursos para becas de pre y post grado

para la formación de recursos humanos, para la reposición de cargos,

para la continuación de los proyectos y programas de desarrollo

establecidos, para la reposición, actualización y reparación de equipos

e instrumentos científicos, necesarios para una investigación de


24

calidad, fundamental para mejorar la producción científica y

tecnológica del país.

La escasez de formación de profesionales de alto nivel de excelencia,

tanto por deserción de estudiantes en las carreras de pre y postgrados,

como por el éxodo de personal altamente calificado, desmotivados y

sin incentivos, como resultado de la inseguridad existente, de los bajos

salarios y del limitado financiamiento para impartir una docencia,

investigación y desarrollo de alto nivel, se refleja en una caída de la

producción científica. El número de publicaciones científicas, en

revistas disminuyó un 29% en los últimos cinco años (2009-2013).

Venezuela no podrá sobrevivir ante esta debacle de la educación y esta

aseveración es válida comenzando desde el pre-escolar, donde se

siembran y establecen los hábitos, la inquietud y el deseo de aprender y

conocer.

Las academias están jugando un papel protagónico llamando la

atención mediante la publicación de artículos, comunicados y ruedas de

prensa, conferencias, foros y libros temáticos, analizando,

discutiendo, propiciando el diálogo y proponiendo las soluciones

necesarias, velando además, por la consecución de las mismas.

Insistiendo en la importancia de la calidad de la educación a todos los

niveles, fundamentada en la excelencia.

Sin embargo, además del esfuerzo que se está haciendo en las

academias, debemos luchar para ser escuchados y convencer y

persuadir, a todos los niveles de dirección, que el desarrollo del país

transita por la excelencia de su educación y que el costo en educación,

ciencia y tecnología, debe ser considerado como una obligada

inversión.

La excelencia académica debe ser independiente de las políticas

económicas dirigidas hacia ella. Debemos defender el status de

excelencia alcanzado por nuestras universidades para lograr "vencer

las sombras", como alienta el himno universitario de nuestra Alma

Mater.


25

En la actualidad venezolanos altamente calificados, ocupan posiciones

relevantes en empresas y universidades de otras naciones. Para evitar la

diáspora, que sigue aconteciendo, es necesaria la implementación de

salarios competitivos a nivel internacional, aunados a un

financiamiento acorde con los requerimientos de infraestructura y

equipos para llevar a cabo investigación y desarrollo en un clima de

paz, armonía, seguridad y tranquilidad.

Participemos activamente, en la reconstrucción de una sociedad donde

el bienestar, esté sustentado en el esfuerzo por alcanzar los estándares

más elevados en educación, ciencia y tecnología, así como en la

convivencia armónica, sin distingo de preferencias políticas.

Estoy absoluta y firmemente convencida que el futuro de Venezuela

está en la excelencia de su educación, la ciencia y la tecnología y en la

dedicación a la consecución de las mismas.

Quiero finalizar, expresando de nuevo, mi agradecimiento a mis

colegas académicos por haberme aceptado como tal y por darme la

oportunidad de tener acceso a su sapiencia.

Agradezco a todos su presencia y el haber aceptado acompañarme, y

compartir conmigo, este día tan importante para mí.

Muchas gracias!!!!!

26

Palabras de clausura por el Presidente Manuel Torres Parra

Reitero la satisfacción de nuestra Academia de recibir a la Dra. Mireya

Rincón de Goldwasser como Miembro Honorario.

La Ingeniería Química es la rama de la Ingeniería que se dedica al

estudio, síntesis, desarrollo, diseño, operación y optimización de los

procesos industriales que involucran cambios físicos, químicos o

bioquímicos en los materiales.

Aunque los albores de la industria química están en la fabricación de

ácido sulfúrico en 1746 en Alemania, de bicarbonato sódico en 1791 en

Francia y de la pólvora en 1802, en Estados Unidos, el primer curso de

Ingeniería Química se dictó en 1886 en Inglaterra.

De la producción mundial de productos químicos (2192 millardos de

US$ en el 2004), la Unión Europea y Estados Unidos contribuyeron

con 32% y 29 % respectivamente. Latinoamérica solo un 5.7% y

Venezuela con el 0.05% a pesar de tener gran cantidad de materia

prima: petróleo y gas natural.

En Venezuela en el 2012 habían 300 empresas que ocuparon 21 mil

personas, produjeron 2.6 millardos de los cuales se exportaron 1.7

millardos; sin embargo, se importaron 572 millardos US$.

Los principales logros de la Ingeniería Química han sido entre otros, la

síntesis del amoniaco, (que significó la fijación del N2 del aire), la

industria petroquímica, las fibras artificiales, los fertilizantes y las

gasolinas de alto octanaje.


27

Las nuevas tendencias están en la nanotecnología, los biopolímeros y

biomateriales, los biocombustibles y la energía alternas, en

biotecnología y en catálisis computacional.

Los ingenieros químicos representan el 61% de universo ingenieril de

241 mil de ingenieros del país en el 2013.

Nuestro desarrollo tecnológico está rezagado según los indicadores de

resultados: patentes, porcentaje de exportación de productos

manufacturados y entre éstos los de alta tecnología.

Para mejorar estos indicadores como lo expresamos en el libro inter-

académico Reflexiones y Propuestas para la Educación

Universitaria “Es necesario establecer un pacto nacional que permita

fomentar un plan de desarrollo tecnológico dirigido a aumentar el PIB

para hacer más competitiva nuestras empresas en el ámbito

internacional”.

Académica Rincón de Goldwasser le reitero lo expresado en actos

similares: el ser miembro de una Academia es un compromiso por

contribuir en la consecución de los objetivos de ella.

La Academia tiene como objetivo fundamental “contribuir al desarrollo

de las ciencias, la tecnología y las artes vinculadas con las disciplinas

de la ingeniería y el hábitat, los estudios relacionados con el aporte de

dichas disciplinas al desenvolvimiento integral del país”.

Académica Rincón el fomento de la investigación aplicada que

contribuya al desarrollo tecnológico nacional es un área en la cual

usted puede ayudar a nuestra Academia, que desde hoy también es

suya.

Agradezco a la Academia de Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales

por la hospitalidad brindada al permitirnos realizar este acto de su sede.

Agradezco a los asistentes por habernos acompañado en esta sesión

solemne.

Sesión Solemne


Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat del

Ing. Oscar Benedetti Pietri, como

Miembro Honorario,

el 25 de septiembre del 2014

29

Discurso de Presentación del Acad. Alfredo Guinand Baldó

Constituye para mí motivo de gran satisfacción pronunciar estas

palabras, en el homenaje que hoy le rinde la Academia de la Ingeniería

y el Hábitat al Ing. Oscar Benedetti Pietri, al ser designado Miembro

Honorario de la misma.

Considero, que si hay un ingeniero civil venezolano dedicado a la

construcción de grandes obras de ingeniería, con la participación y

colaboración de sus socios y de ingenieros venezolanos y extranjeros,

algunos de fama internacional y en algunas obras formando consorcios

con empresas extranjeras y/o venezolanas, pero manteniendo el

liderazgo de las mismas, ese es el Ing. Oscar Benedetti Pietri, cuya

empresa Precomprimido C.A., continúa plenamente activa, a pesar de

las tradicionales deudas que mantienen los entes públicos contratantes

con las empresas contratistas.

Conocí a Oscar cuando coincidimos en nuestros estudios universitarios

de Ingeniería Civil, en el viejo trapiche de la Hacienda Ibarra que había

sido adquirida durante el gobierno del Gral. Isaías Medina Angarita

para construir todas las edificaciones necesarias para el funcionamiento

de las facultades de la Universidad Central de Venezuela, en base al

proyecto del Arq. Carlos Raúl Villanueva.

Sin embargo, Oscar me llevaba tres años, se graduó el año de 1946, no

pudo recibir el diploma de grado por no haber cumplido 21 años, y yo

me gradué el año de 1949. En esa época los estudios de Ingeniería Civil

duraban 4 años, pero el año siguiente de mi graduación los llevaron a 5

años.


30

Voy a permitirme utilizar las propias palabras de Oscar sobre la

preparación recibida en la Escuela de Ingeniería de esa época, abro

comillas “Tuvimos excelente profesores, los había muy rígidos como

Pedro Emilio Herrera en Descriptiva, quien no perdonaba nada y a

nadie “raspando” al que cometiera cualquier error, ya fuera en el

examen como en la posterior confesión. O los doctores Calcaño

excelentes profesores, pero durísimos y demasiado exigentes en los

exámenes. Éramos un curso muy unido y algo muy importante fue la

gran amistad que manteníamos con los profesores a pesar de que nos

aplazaban, sin contemplación, de ser ese el caso. Sí, eran excelentes

profesores y aunque quizás sus métodos no eran los más expeditos, nos

imponían obligaciones que hacían que nos esforzáramos. En esa época

no había un seguimiento de la preparación del estudiante, sólo había un

examen al final del año, donde se debía aprobar las pruebas escritas,

orales y prácticas de cada materia; la reprobación de alguna de las

pruebas obligaba a repetir el examen en septiembre y de reprobar

nuevamente, repetir el año.

Posteriormente, a partir del año 46 se comenzó a modificar

radicalmente este sistema cuando se empezaron a realizar exámenes

periódicos; algunas materias se aprobaban en un semestre y otras en

dos o más. No sólo se modernizó el sistema de estudios sino también la

forma de calificarlos porque se hacían exámenes mensuales o

trimestrales y de ellos salía una puntuación que promediaba con la del

examen final y así no se dependía únicamente de este último”, cierro

comillas.

Terminada su carrera y antes de obtener su diploma de Doctor en

Ingeniería Civil, viajó a los Estados Unidos, y realizó un post grado en

la Universidad de Renselear Polytechnic Institute en Troy, NY.

De regreso a Venezuela comenzó a trabajar en el M.O.P. Dirección de

Puertos bajo la supervisión del Dr. Bernardo Novel. De allí pasó a la

Dirección de Puentes bajo la dirección del Dr. Herrera Humerez y la

supervisión y control del Dr. José Sanabria, quién además de haber

sido su profesor de puentes en la Universidad fue posteriormente su

guía en el ejercicio de su profesión y compañero de trabajo en la

ejecución de algunos importantes proyectos estructurales de varias


31

obras tales como: el Stádium de Baseball de la Ciudad Universitaria, el

Hotel Tamanaco, las fundaciones y los últimos pisos de las Torres de

El Centro Simón Bolívar.

A comienzos de los años 50 y bajo el régimen dictatorial del Gral.

Marcos Pérez Jiménez se inicia un programa de construcción de

muchas obras de infraestructura, vialidad, obras hidráulicas, presas,

edificaciones de todo tipo, educacionales, hospitalarias, hoteles, de

vivienda de interés social, etc.

Se continuó cumpliendo con el plan de vialidad, que había sido

aprobado durante la Junta Revolucionaria de gobierno, siendo ministro

de Obras Públicas, el Dr. Edgar Pardo Stolk. El próximo ministro de

Obras Públicas fué el Dr. Gerardo Sansón, quién dio un apoyo muy

importante a la constitución de empresas venezolanas de la

construcción en distintas especialidades; movimiento de tierra, puentes,

acueductos y cloacas, edificaciones institucionales, viviendas etc. Estas

compañías complementaron su personal con una inmigración de mano

de obra calificada, en oficios de la construcción, quienes venían de

distintos países europeos, luego de la post guerra, especialmente

españoles, portugueses, e italianos.

En esa época Oscar Benedetti, Juancho Otaola y Eugenio Tundisi

constituyen la empresa Precomprimido C.A., la cual alcanzó una

trayectoria muy meritoria en la construcción de obras de gran

envergadura, especialmente por el cumplimiento en calidad, tiempo de

ejecución y precio de las obras a su cargo.

Sería muy extenso enumerar la totalidad de las obras ejecutadas por

Precomprimido, pero mencionaré algunas de las principales que han

marcado huella en Venezuela e Internacionalmente poniendo en alto la

competencia y preparación de ingenieros venezolanos así como de

personal técnico muy preparado involucrado en ellas.

Comenzaré mencionando el primer puente postensado ejecutado en

Caracas, para unir la Av. Sucre con El Silencio, denominado el Puente

de Pagüita. La historia que cuenta Oscar es la siguiente, abro comillas

“Por cuanto ese Puente estaba muy cerca de Miraflores, el Presidente


32

quería que se hiciese un arquito como los de la autopista Caracas a La

Guaira.

A mediados de abril, el ministro Bacalao Lara nos preguntó si éramos

capaces de proyectar y construir ese arquito, el “Puente de Paguita”,

para el dos de diciembre y lo aceptamos porque lo peor que podía

sucedernos era que nos metieran en la cárcel. Pudimos llevar adelante

el proyecto porque contábamos con el apoyo del Ing. Ricardo Morandi,

quien fue su proyectista, del personal técnico de Precomprimido y de

algunos obreros especializados italianos que se habían trasladado a

Venezuela buscando mejores horizontes que los que podían encontrar

en Europa. En la construcción de este bello puente, que creo sea el arco

más rebajado que se haya construido, se utilizaron equipos muy

pequeños y rudimentarios, por ejemplo, los gatos utilizados para

descimbrar el arco eran tubos de acero rellenos de arena.

Para el descimbrado sólo era suficiente permitir que la arena saliera,

pudiéndose detener el descenso en cualquier momento. Resultó ser que,

a pesar de las precauciones tomadas, la arena se humedeció y no salió,

por lo que hubo que colocar una persona en cada gato para que sacaran

con un alambrito la arena húmeda del cilindro hasta completar el

descimbrado. El Puente Pagüita fue inaugurado por Pérez Jiménez con

motivo del 2 de Diciembre y creo que nuestro éxito en su construcción

nos dio la oportunidad para que fuéramos aceptados para concurrir a

la licitación del

Puente sobre el Lago de Maracaibo

No cabe la menor duda que la obra más emblemática a nivel Nacional

como Internacional la constituye el Puente sobre el Lago de Maracaibo,

construido por un consorcio entre Precomprimido 50% y 50%

compartido entre cuatro empresas alemanas Julius Berger A.G., Grun

& Bilfinger A.G., Philipp Holzmann A.G. y Wayss & Freytag K.G.

Los antecedentes de la licitación de este útil y bello puente los narra

Oscar con lujo de detalles en la entrevista que la periodista Lic. Gladys

Corredor le hiciera hace algunos años.


33

Sin embargo, es bueno señalar que la primera licitación internacional

era para la construcción de un puente de cuatro trochas y una línea

férrea para unir las dos riveras del Lago de Maracaibo, tuvo lugar en

enero de 1956, esta licitación fue declarada desierta y se llamó a una

segunda licitación la cual fue otorgada al consorcio de Precomprimido

con Julius Berger en mayo de 1957 y el contrato se firmó en agosto de

1957.

Motivado a que en enero de 1958 es reemplazado el Presidente Pérez

Jiménez por una Junta de Gobierno, decidieron paralizar la

construcción del puente por considerarla una obra faraónica.

No obstante, el nuevo gobierno decidió seguir con la construcción pero

eliminando la línea férrea y sustituyendo el tramo de 400 mts. de luz

por cinco canales de 200 mts. cada uno para el paso de los barcos,

especialmente los tanqueros petroleros.

Se comenzó la construcción en abril de 1959 con un costo de cien

millones de dólares y se inauguró en agosto de 1962.

Quiero destacar que en una obra de esta magnitud y complejidad tienen

un mérito muy grande los ingenieros venezolanos Oscar Benedetti y

Juancho Otaola, que decidieron, a pesar de las limitaciones económicas

de Precomprimido C.A. para ese momento, gestionar una sociedad a

partes iguales con cuatro empresas alemanas de mayor envergadura, y

experiencia para participar en la licitación del Puente sobre el Lago,

tuvieron una relación armoniosa en el consorcio que permitió construir

la obra en el tiempo previsto y hubo una transmisión de tecnología

hacia muchos ingenieros, técnicos y artesanos de oficios de la

construcción, durante todo el proceso de ejecución, lo cual confirma la

tesis sostenida durante muchos años por la Cámara Venezolana de la

Construcción que en la realización de grandes obras de ingeniería del

país contratante, en este caso Venezuela, debe ser obligatorio que en

los consorcios que se constituyan participen empresas locales como

socios activos.


34

EL PUENTE DE ANGOSTURA SOBRE EL RÍO ORINOCO.

Luego de una licitación realizada por el Ministerio de Obras Públicas,

Precomprimido concurrió para construir un puente colgante proyectado

por la firma Sverdrup and Parcel and Associates en la que American

Bridge (U.S Steel Corporation) suministró y montó la estructura de

acero y Precomprimido asociada con Constructora América se encargó

de dirigir y coordinar el proyecto, de construir las fundaciones de las

pilas y los anclajes del colgante y de proyectar y construir los accesos

del puente.

La construcción de las pilas se complicó debido a una mala

información de un vendedor de explosivos, pero se superó el

inconveniente para dar comienzo a las obras metálicas del puente el

cual se terminó a tiempo y dentro de los costos previstos, treinta

millones de $ dólares.

El puente tiene 1678.5 mts., el colgante es de 1272 mts., con un tramo

central de 712 mts., y dos tramos laterales de 278 mts., el acceso Norte

151.9 mts., y el Sur 254.9 mts.

ETAPA I – FASE 2 DE LA PRESA DE GURI

Prolongación de la Casa de Máquinas de la Etapa I que solo tenía

instaladas 3 turbinas, para prolongarla y colocar 7 turbinas adicionales.

Edelca llamó en 1969 a una licitación internacional para esta obra que

era muy compleja, pues había que desecar el área de construcción

inundada por las aguas del Río Caroní, como las que provenían de las

3 primeras turbinas que estaban en operación y también las

provenientes del aliviadero de la presa que para esa época estaba

aliviando el embalse.

Los principales trabajos eran: construcción de un ataguía de celdas

circulares de acero (tablaestacas) rellenas con arena del mismo río;

voladura de toda la roca que estaba desde la casa de máquinas existente

hasta el aliviadero, igualmente existente y llevar la excavación hasta la

cota de las turbinas ya montadas; luego todas las obras de concreto de


35

la Casa de Máquinas; construcción y montaje de las 7 nuevas tuberías

forzadas de un Ø mts.; por último la supervisión del montaje de las

turbinas tipo Francis como de los generadores.

De entrada las condiciones de esa licitación sobrepasaban por mucho

las capacidades financieras de las empresas venezolanas para conseguir

fianzas de 50% del valor de la obra, igualmente fianzas de anticipo y

sobretodo capital de trabajo durante su ejecución.

Esas condiciones obligaban a formar consorcios con empresas

internacionales.

Sin embargo un día recibimos una llamada de Oscar Benedetti de

Precomprimido, C.A. y de Juancho Otaola, para que nos reuniéramos

los socios principales de Edifica C.A., Martin Tovar y Luis Pérez

Olivares, de Guinand & Brillembourg, C.A., David Darío Brillembourg

y mi persona con ellos para analizar las posibilidades de participar en

un Consorcio de Empresas Venezolanas, condicionando que las

exigencias financieras del contrato no sobrepasaran los montos

máximos que podían otorgar los bancos y/o las empresas aseguradoras

venezolanas, para las fianzas y montos de los riesgos exigidas por

Edelca..

Acordamos no incluir en el Consorcio ninguna empresa extranjera,

pero como no teníamos ninguna experiencia en obras electromecánicas

de esa envergadura, hicimos contacto en Suiza con la firma Motor

Columbus y llegamos a un acuerdo de contratarla si ganábamos la obra,

como asesora en esos trabajos.

Éramos 6 ó 7 Consorcios los que habíamos sido llamados a licitar.

El día de la apertura de los sobres de la licitación sucedió un hecho

muy extraño, concurrió solamente el Consorcio de Empresas

Venezolanas. La Comisión de Licitación declaró desierta la licitación,

pero Edelca que tenía urgencia de no retrasar la obra, debido al

incremento de la demanda de energía eléctrica, decidió abrir nuestros

sobres el técnico y el económico cuyo monto estaba muy cercano al

estimado de Edelca. Nos llamaron para aclarar algunos puntos


36

financieros y de ejecución, llegamos a un acuerdo y firmamos el

contrato en 1970.

Se comenzaron los trabajos a finales de 1970.

Las empresas no solo aportamos equipos sino lo más importante,

personal desde ingenieros, técnicos, operadores, maestros de obra y

personal administrativo.

A pesar de las grandes dificultades para realizar el ateguía y poder

secar el área de trabajo, se realizaron las voladuras de la roca del lecho

del río, se iniciaron los vaciados de concreto, comenzando por la

unidad 4 y continuando hasta llegar a la unidad 10

Se colocaron las tuberías forzadas de un diámetro de aproximadamente

3,0 mts. y simultáneamente se comenzó con la instalación de las

turbinas y los generadores correspondientes. Cabe destacar que los

conocimientos y apoyo que nos prestaron los suizos fueron

transmitidos a un grupo de ingenieros eléctricos y mecánicos

venezolanos que siempre los valoraron mucho.

La obra se finalizó en el plazo previsto de cinco años en 1975 y su

costo fue el presupuestado.

Este es un claro ejemplo que las empresas venezolanas podemos

realizar obras de infraestructuras importantes siempre y cuando se nos

dé la oportunidad de participar en licitaciones con condiciones

alcanzables.

Nuevo Viaducto Uno de La Autopista Caracas La Guaira

Cuando lamentablemente el Viaducto Uno original sufrió los empujes

de un deslizamiento continuo e imparable del cerro vecino sobre la

primera pila del mismo, que terminaría destruyendo el puente, el cual

en su tiempo fue una obra de ingeniería admirada mundialmente por su

diseño estructural y belleza arquitectónica, no quedó otra alternativa

que llamar a una licitación internacional la cual fue ganada por


37

Precomprimido C.A., con un precio muy inferior al de grandes

empresas extranjeras que concurrieron.

El puente se realizó en el tiempo previsto, utilizando tecnología y

suplidores locales entre ellos el fabricante de las vigas y partes

metálicas del puente la firma VHICOA, quién ha colaborado con

Precomprimido en muchas obras.

La participación de Oscar Benedetti, de su socio por muchos años,

Juancho Otaola, de ingenieros, personal técnico especializado y

obreros ha contribuido en la construcción de obras, además de las ya

nombradas, realizadas algunas con proyectos propios, otras con

proyectos de terceros pero dándole prioridad al personal profesional y

técnico venezolano.

Haré mención de algunas de ellas:

Los Puentes Chururu en el estado Táchira, el Llanito en el estado

Miranda, la Gaviota en la Autopista Regional del Centro, la Pérgola en

la Autopista del Este, el Caroní con su correspondiente vialidad sobre

el Río Caroní, el Kempis-Chuspita en la Autopista Rómulo Batancourt

y diferentes puentes elevados en Caracas.

Las represas Borde Seco y La Vueltosa del Complejo Hidroeléctrico

Uribante-Caparo y la de Turimiquire, la Planta Termoeléctrica de

Tacoa, la Planta de Barras y Alambrón de Sidor y el Terminal

Petroquímico de Jose (Pequiven).

El Puerto Pesquero de Guiria, el Plan Maestro de Puerto Cabello,

incluyendo sus muelles flotantes, el muelle de Ferrys en la Vela de

Coro, el muelle de Ferrys de Guanta, el muelle Petroquímico de Jose,

el muelle de Vencemos en Pertigalete, el muelle de Sidor, el muelle de

Guaranao, el muelle de Palua, los Astilleros Navales en el Estado

Falcón.

El edificio de Angloven, el Teatro del Este en la Plaza Venezuela, el

Palacio de Justicia, el edificio sede de Petróleos de Venezuela, la Torre


38

del Reloj y los Corredores Cubiertos de la Universidad Central de

Venezuela y la estación de llegada del Teleférico del Ávila.

Hasta aquí un rápido recorrido por la actividad de Oscar Benedetti,

como Ingeniero y constructor de grandes obras.

Otras de las actividades realizadas por Oscar, no menos importantes,

han sido: su desempeño como dirigente gremial ocupando la

Vicepresidencia y Presidencia de la Cámara Venezolana de la

Construcción, durante los años 1968 a 1969 y 1970 a 1971, donde sus

opiniones, e intervenciones e iniciativas fueron siempre muy valiosas.

Tuve la suerte de compartir con él durante los años de mi Presidencia

en la Cámara Venezolana de la Construcción, por cuanto él era el

Vicepresidente y en esos mismos años estábamos trabajando juntos en

la obra de Guri. La Cámara Venezolana de la Construcción celebró su

Vigésimo Quinto aniversario el día 05-09-1968 y entre los cinco

Premios Construcción que se otorgaron en esa ocasión, uno fue para

Precomprimido, C.A.

Produce un sentimiento de frustración y de profunda tristeza, constatar

que la gran mayoría de las obras importantes iniciadas a partir de 1999

hasta hoy, como son el segundo y tercer puente sobre el río Orinoco

(éste último aún en construcción) las presas de Caruachi y Tocoma

(aún no terminado) los ferrocarriles (que no se sabe que van a

transportar por los recorridos y puntos de origen y destino) el metro de

Caracas y hasta los edificios y casas de la Misión Vivienda, han sido

asignadas, a dedo, a empresas extranjeras de países amigos del régimen

actual sin ningún tipo de licitaciones. Los precios son muy elevados y

en algunos casos las empresas extranjeras subcontratan a empresas

venezolanas con márgenes muy bajos para la realización de las obras.

Sin embargo, en una de las pocas obras licitadas por el gobierno para la

continuación de la Cota Mil hasta la Autopista Caracas la Guaira,

Precomprimido en Consorcio con la empresa Texeira Duarte de

Portugal ganaron la licitación. La ejecución de la obra fue dividida

entre Texeira Duarte quién tiene a su cargo la ejecución del túnel que

va desde la Av. Baralt a final de la Cota Mil hasta Macayapa, el


39

Distribuidor Macayapa estará a cargo del Consorcio y el Viaducto que

va desde dicho distribuidor hasta el viaducto uno de la Autopista

Caracas – La Guaira estará a cargo de Precomprimido, C.A.

La actuación de Oscar en lo que se refiere a su proyección social la ha

dirigido especialmente a apoyar iniciativas educacionales de algunos

sacerdotes jesuitas, como el padre José María Vélaz, fundador de Fé y

Alegría, a quién acompañó en la primera directiva de esta obra

educativa para muchachos de bajos recursos y la cual se ha extendido

por el país y hasta en países vecinos. En un barrio muy pobre de Petare,

Precomprimido construyó un colegio de Fé y Alegría.

Como recuerdo, a la muerte prematura de su hijo Oscar Fernando,

construyó conjuntamente con su socio y amigo Francisco Mendoza una

escuela en Guacara, que hoy imparte instrucción a cerca de 1500

alumnos.

Otro proyecto de construcción de una escuela para reeducar niños

quemados, que estaría ubicada en El Junquito se paralizó por cuanto el

gobierno ordenó la expropiación del terreno.

Como reconocimiento a su larga y exitosa actuación profesional y a su

buen proceder como ciudadano Oscar ha recibido, entre otras, las

siguientes condecoraciones:

Orden del Libertador

Ordenes Francisco de Miranda en su 1ra. y 2da. Clase.

Orden al Mérito en el Trabajo en su 1ra. Clase.

Medalla del Buen Ciudadano otorgada por Pro-Venezuela.

Orden Universidad Metropolitana

La trayectoria profesional del Dr. en Ingeniería civil Oscar Benedetti

Pietri ha dejado huella en su tránsito vital no solo como ingeniero

constructor sino como gremialista y perseverante en participar en las

pocas grandes obras de infraestructura que el actual gobierno ha

convocado a licitación.

Puedo afirmar que la trayectoria profesional de Oscar Benedetti como

ingeniero dedicado a la construcción de obras importantes de


40

infraestructura por más de sesenta años como socio principal de

Precomprimido C.A., le otorgan méritos suficientes para recibir el

reconocimiento que hoy le hace la Academia de Ingeniería y el Hábitat

al nominarlo Miembro Honorario de la misma.

La Academia de la Ingeniería y el Hábitat se siente honrada a partir de

este día de contar en calidad de miembro Honorario con el Dr. en

Ingeniería Civil Oscar Benedetti Pietri.

Bienvenido colega.

41

Discurso de Incorporación del Ing. Oscar Benedetti Pietri

Es para mí un inmenso honor estar aquí con ustedes en este momento

tan importante y significativo en la mi ya larga vida, sobre todo por que

ocurre en los mismos espacios y lugares donde hace 74 años, iniciamos

nuestros estudios en la Facultad de Ingeniería de la universidad Central

de Venezuela, en la que en el mes de junio del año 1946, 72 de

nosotros nos recibimos como ingenieros, con el nombre de Promoción

Antonio José de Sucre, la cual fue la última promoción que egresaba de

esa Universidad con el título de Doctor en Ingeniería.-

Cuatro de nuestra promoción, por la circunstancia de haber nacido en

mayo de 1926 éramos considerados como menores de edad, de acuerdo

a las normas legales de la época y teníamos que esperar hasta junio de

1947 para poder recibir el título profesional, razón por la cual, tres de

nosotros aplicamos, como aspirantes a ingresar en varias Universidades

norteamericanas con poco éxito, entre otras razones por que acababa de

concluir la segunda guerra mundial y una inmensa cantidad de jóvenes

norteamericanos que participaron en ella estaban regresando a su país y

las Universidades y demás casas de estudio les daban prioridad de

ingreso sobre los extranjeros aspirantes a cupos en las mismas.

Afortunadamente por la ayuda de personas allegadas al Instituto

Politécnico de Renselear de Troy, New York, pudimos ser admitidos

en dicha Universidad en un curso de post grado. Una de las materias

escogidas por nosotros dentro del pensum académico ya la habíamos

cursado en la Universidad Central en Venezuela, lo que fue para mí de

gran ayuda por mi modesto conocimiento del idioma inglés.


42

Algunos de los aquí presentes, saben que nunca he sido dado a hablar

en público y que siempre me he considerado sin los merecimientos que

tan generosamente me han prodigado algunas personas e instituciones

que hacen la vida pública, académica y social de nuestro país.

Tal y como es mi costumbre no me extenderé mucho en estas palabras

por las razones que ya indiqué y sólo me limitaré a expresar a ustedes

mi sentir, mis creencias, mi fe en Venezuela y a hablar un poco sobre

los objetivos que me tracé en mi juventud e inicio profesional para

tratar de ser útil, de crear fuentes de trabajo y sobre todo tratar de ser

ejemplo de honestidad profesional y de crear bienestar y riqueza, no

sólo para beneficio personal, sino para que los menos favorecidos

sintieran apoyo, tuvieran oportunidades para un futuro mejor y que en

Venezuela se pudiera alcanzar el mismo nivel de los países

desarrollados del mundo.-

A mi regreso de los Estado Unidos, ingresé como ingeniero proyectista

en la División de Puentes del antiguo Ministerio de Obras Públicas,

cuyo consultor técnico era

El Dr. José Sanabria, un gran ingeniero, quien fuera mi profesor en la

cátedra de puentes de la Universidad Central de Venezuela y mas tarde

un entrañable compañero y consejero en los muchos años de amistad y

relaciones de trabajo que mantuvimos hasta su muerte.

En el Ministerio permanecí por varios años, hasta que convencido de

que ser funcionario público no era lo que iba a llenar mis inquietudes y

aspiraciones profesionales abordé con audacia la idea de levantar

nuestra propia empresa y fue así como ingresé a PRECOMPRIMIDO,

C.A., una compañía de construcción venezolana que había comenzado

sus actividades en 1950 y que fue la primera en utilizar en Venezuela

en concreto precomprimido.

Es grande la lista de actividades y de obras que hemos ejecutado,

algunas de las han recibido el premio que la Cámara Venezolana de la

Construcción otorga anualmente a la mejor obra de ingeniería que se

ejecuta en el país. Algunas de nuestras obras galardonadas con ese

premio son, entre otras El puente “General Rafael Urdaneta”, sobre el


43

Lago de Maracaibo en el Estado Zulia; el Muelle de Jose en el Estado

Anzoátegui; el Viaducto Kempis-Chuspita en la Autopista “Antonio

José de Sucre” y el nuevo Viaducto Caracas La Guaira.

Orgullosos nos sentimos igualmente de la gran cantidad de jóvenes

profesionales que se formaron a nuestro lado y bajo nuestra guía. Ellos

están regados por todo el país y muchos hoy en día establecidos en el

exterior y con su calidad van dando fe de la excelencia

profesional de nuestros Ingenieros y constructores, formados en

nuestro país, en nuestras Universidades y en nuestras empresas.

Considero que desaprovecharía este pequeño momento de tiempo, si

continuara hablando sólo de mí, cosa que me disgusta sobremanera,

prefiero expresar a ustedes mi mas profundo respeto, admiración y

apoyo a las actividades, iniciativas y desempeño que hace esta

Academia sobre el ejercicio de la ingeniería y de la construcción de

obras en general.

He leído varios de los boletines y publicaciones emanados de ella,

surgidos de la preparación y las experiencias de algunos de los

miembros de esta valiosa institución y me consta por la relación

personal que he tenido a lo largo de mi vida con varios de los

Directivos y miembros de esta Academia el valor que ésta, al igual que

el Colegio de Ingenieros de Venezuela y la Cámara Venezolana de la

Construcción, le atribuyen al ejercicio de la profesión de Ingeniería y

sobre todo al concepto de que todas las obras públicas del país

deberían ser puestas preferentemente en manos de venezolanos y sólo

si las condiciones técnicas y económicas lo requirieren, contratadas con

Consorcios con empresas extranjeras, en las que la participación

venezolana fuese muy importante y con real poder decisorio.

Desgraciadamente la realidad de nuestro país es otra y los contratos de

obras públicas significativas se otorgan a compañías extranjeras, (

brasileras, argentinas, rusas, chinas, bielorrusas ente otras), sin

licitación alguna y pagadas en divisas extranjeras, dejando así el

camino expedito para que nuestras propias empresas, en muchos casos,

sólo puedan trabajar como meros subcontratistas o simplemente como

suplidores de mano de obra, rebajando así toda la trayectoria histórica


44

que, para la ingeniería y la construcción en general, tienen las

empresas nacionales.

Lleno está el país de imponentes y extraordinarias obras de todo tipo,

autopistas, aeropuertos, puertos, diques, presas, así como edificaciones

civiles e industriales, calculadas, diseñadas, dirigidas y construidas por

empresas venezolanas, bajo la dirección de ingenieros venezolanos, las

cuales nada tienen que envidiarle a las construcciones de otros países y

en ello está y se encuentra siempre presente la opinión valiosa y

valiente de la Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat, la cual

contará siempre con mi felicitación y mi firme apoyo conciente de los

altos niveles de capacidad que tienen la mayoría de los profesionales

formados en Venezuela.

Quiero hacer mención especial a las continuas y contundentes

comunicaciones llenas de sentimiento patriótico, muy venezolano que

la Academia ha dirigidas a los representantes de los diferentes Entes y

Poderes que manejan la vida del país, mediante los cuales en atención

al clamor público, se han planteado temas trascendentales en el difícil

futuro que se avizora en los años por venir y ello ha sido en todas las

materias, no solo de la ingeniería, sino en los aspectos económicos,

sociales, culturales y del medio ambiente. Comunicaciones estas

llenas de sentimiento de patria y de preocupación, cuya única finalidad

es la de coadyuvar en la búsqueda de un futuro mejor para el país y sus

habitantes y donde además de la crítica justa y correcta se han señalado

o sugerido nuevos caminos, otras formas de abordar todo ese cúmulo

de problemas y sobre todo llenas del interés de que Venezuela

recupere su real importancia dentro del mundo latinoamericano, no

desde el punto de vista político, sino con visión de grandeza verdadera,

dirigida hacia el bienestar de todos sus habitantes en salud, vivienda,

trabajo, alimentación, distracción y todas las cosas que hacen mas

tolerable para los seres humanos la lucha diaria por la vida y el futuro.

He seguido de cerca y con interés toda la información y opiniones

emanadas de calificados miembros de esta institución en materia de

hábitat y medio ambiente y como comparto esas preocupaciones y

estoy totalmente de acuerdo con ellas, tiene la Academia mi mas

humilde, pero firme apoyo y respaldo.


45

No quiero concluir estas palabras sin agradecer profundamente a esta

Academia, a sus integrantes y muy especialmente a su Junta Directiva,

tanto en mi propio nombre como en el de mi familia, su gesto de

incluirme como Miembro Honorario de la misma, un honor que no

creo merecer pero que acepto con toda humildad por que conozco y

percibo los enormes lazos de fraternidad, amistad y afecto que por

largos años han integrado la relación de muchos de sus miembros y mi

persona.

Reciban todos ustedes, dicho con todo mi afecto, mis mas expresivas

gracias por sus atenciones y muestras de aprecio.

Oscar Benedetti Pietri

46


Reitero la satisfacción de nuestra Academia de recibir al Ing. Oscar

Benedetti como Miembro Honorario.

Ya han sido destacadas en esta Sesión Solemne las dificultades y la

falta de transparencia en la contratación de obras de ingeniería, la

contratación de empresas extranjeras sin licitación y por consiguiente

la disminución de la participación de la ingeniería venezolana y nos

corresponde a la Academia y al Colegio de Ingenieros de Venezuela

enarbolar los principios de la venezonalización de la Ingeniería.

Las actividades económicas asociadas a la ingeniería han disminuido

desde el 58% del PIB en 1950 al 46% en el 2013. El porcentaje del PIB

destinado a la infraestructura en Venezuela ha venido decayendo. En

la década de los 50 fue de 8.6% entre los 60 y 78 fue de 4.4% y en el

2012 fue de 0.17%, inferior al 2% de Latinoamérica y muy inferior al

5% recomendado por el Banco Mundial.

El ranking mundial de competitividad de infraestructura (Foro

Económico Mundial) ocupó el lugar 120 de 144 países evaluados y en

calidad general de la infraestructura la posición 135.

El tema será tratado por nuestra Academia en el aporte al libro

interacadémico sobre institucionalidad que elaboramos este año.

Según encuesta de Datanalisis el 74.7% de la población cuestionó la

calidad de la infraestructura y la paralización de obras.


47

Al analizar el problema de la calidad de las obras, la Academia ha

decidido organizar para el año próximo unas jornadas de inspección de

obras y con relación a la contratación de empresas extranjeras unas

jornadas de venezolanización de la ingeniería. Ayúdenos en esta

misión, Académico Benedetti.

Reitero lo expresado en actos similares: el ser miembro de una

Academia constituye un compromiso para contribuir en la consecución

de los objetivos de ella.

Nuestra Academia tiene como objetivo fundamental “contribuir al

desarrollo de las ciencias, la tecnología y las artes vinculadas con las

disciplinas de la ingeniería y el hábitat, los estudios relacionados con el

aporte de dichas disciplinas al desenvolvimiento integral del país”.

Esperamos académico Benedetti que nos ayude en el logro de ese

objetivo.


por la hospitalidad brindada al permitirnos realizar este acto en su sede

y a los asistentes por habernos acompañado en esta Sesión Solemne.

Sesión Solemne


Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat del

Ing. José Luís López Sánchez, como

Miembro Correspondiente por el Distrito Capital,

el 18 de setiembre del 2014

50

Discurso de Incorporación del Ing. José Luís López Sánchez

Agradezco a la Academia el honor que me han hecho de nombrarme

Miembro Correspondiente, y paso a continuación a leer el discurso de

incorporación apoyado en el uso de láminas (diapositivas) para una

mejor ilustración del mismo.

En la mañana del jueves 16 de diciembre de 1999, después de intensas

y prolongadas lluvias, se produjeron casi simultáneamente, como una

reacción en cadena, deslaves y aludes torrenciales en la mayoría de las

quebradas que drenan el flanco norte del Macizo Ávila en el estado

Vargas.

La montaña quedó marcada por miles de derrumbes y deslizamientos

que arrancaron y arrastraron grandes masas de suelos, rocas y

vegetación, hacia las zonas más bajas. Aproximadamente 24

quebradas, a lo largo de una extensión costera de 50 km, desplazaron

una cantidad estimada en el orden de 20 millones de metros cúbicos de

sedimentos que fueron erosionados de la montaña, transportados en los

cauces y depositados aguas abajo en los valles y abanicos aluviales,

enterrando a las poblaciones asentadas sobre la franja costera, entre el

pié de la montaña y el mar.

Panorámica de las cuencas de Vargas, mostrando cicatrices de los

movimientos de masa de diciembre 1999.


51

Uno sólo de estos torrentes, el río San Julián, depositó en la zona de

Caraballeda y Los Corales, un volumen estimado de 2,6 millones de m3

de sedimentos, siendo este, de acuerdo a registros históricos, el más

grande reportado en el mundo para un solo evento de origen

hidrometeorológico.

Fuimos testigos de un evento excepcional que ocurre una vez cada 500

o 1000 años; un evento extraordinario y admirable, desde el punto de

vista hidrológico, sedimentológico y geológico, que cambió la

geografía del estado Vargas, pero también un evento terrible y doloroso

desde el punto de vista humano y social. La naturaleza irrumpió

violentamente y se ensañó con los habitantes de Vargas, recordándole

al hombre la imperiosa necesidad de respetar el territorio del río.

Para entender cuál es el territorio del río, debemos recordar que la

mayoría de las poblaciones del estado Vargas se ha asentado sobre los

abanicos aluviales de las quebradas que descienden del Ávila. Si uno

pudiera excavar por debajo de las viviendas del estado Vargas

localizadas en los abanicos aluviales, encontraría enormes cantidades

de sedimentos gruesos, señal indicativa de que por allí pasó un flujo

torrencial.

El abanico aluvial de una quebrada, o también llamado cono de

deyección, es una zona de forma cónica o triangular, de pendiente

suave a la salida de la montaña donde el flujo, al perder velocidad,

deposita su carga sólida. Sucesivas crecientes y deposiciones

sedimentarias obstruyen el canal, lo cual lo obliga a migrar

lateralmente en un proceso progresivo de cierre y apertura de nuevos

cauces. Visto en planta parece un abanico, tal como el abanico japonés

que se usa para mover el aire a nuestro alrededor, como se muestra en

la figura anexa.

Abanico japonés

Abanico torrencial del río San Julián en Caraballeda

Cauce

del río


52

Una vista panorámica desde el espacio nos permite tener una visión

más clara de los procesos físicos que tienen lugar en el territorio donde

se asientan las poblaciones de Vargas. Vargas es testigo de la lucha

continua que se lleva a cabo entre dos fuerzas de la naturaleza,

representadas por la montaña y el mar. La montaña con sus cumbres

elevadas y pendientes pronunciadas, ayudada por el tectonismo, la

actividad sísmica, la meteorización o descomposición de las rocas, y

las lluvias torrenciales, produce enormes cantidades de sedimentos que

son arrastrados y depositados en el mar, desplazando la línea de costa

hacia el océano. El mar por su parte, a través de las corrientes marinas,

las mareas y el oleaje, tiende a socavar los sedimentos y erosionar la

línea de costa empujándola de regreso hacia la montaña. El resultado

de este enfrentamiento es una topografía típica en la zona costera,

conformada por salientes y yuxtaposiciones de abanicos aluviales, tal

como se aprecia en la figura anexa donde se muestra una panorámica

de fotografías aéreas de una parte del estado Vargas el año 1999.

Fotografías aéreas de 1999 del estado Vargas, mostrando poblaciones

asentadas sobre los abanicos aluviales de los torrentes.

Los deslaves son conocidos desde la antigüedad. Las referencias

escritas más antiguas parecen encontrarse en la Biblia, de acuerdo al

siguiente texto extraído del Canto de Débora del Libro de los Jueces

(Jueces 5,5), (1192-1152 a.c.):


53

“Oh Señor, cuando saliste de Seir, y pasaste por las regiones de Edón,

se estremeció la tierra, y los cielos y las nubes se disolvieron en aguas”.

“Los montes se licuaron a la vista del Señor, como el Monte Sinaí

delante del Señor Dios de Israel”.

En nuestro país, de nada valieron los antecedentes de eventos

anteriores, los más recientes ocurridos en los años 1938, 1948 y 1951,

muy bien documentados en los videos de Bolívar Films, también en

fotografías aéreas y en libros de la época; en particular cabe destacar el

trabajo del Dr. Eduardo Rohl, titulado “Los Diluvios en las Montañas

de la Cordillera de La Costa”, publicado el año 1949 en el Boletín N°

38 de esta academia. La conclusión obvia es que no se aprendieron las

lecciones del pasado y el hombre reconstruyó el riesgo al desastre al

ocupar las riberas, gargantas y los valles y abanicos aluviales de los

cursos torrenciales o quebradas que bajan del Ávila.

El caso de Carmen de Uria es particularmente dramático. Una

inspección a fotografías aéreas de diferentes épocas nos permite

visualizar lo ocurrido, mediante el uso de un modelo digital del terreno

para observarlo en tres dimensiones.

La fotografía aérea de 1936 muestra un valle estrecho con un curso de

agua drenando en el medio de la Hacienda Uria y parcelas de cultivos

sobre la planicie o terraza fluvial en la margen derecha del río Uria. No

se observan evidencias de deslizamientos en los cerros circundantes.

En la parte alta de la cuenca se realizaban actividades agrícolas a

menor escala.

19381948

Bolívar Films: a) obstrucción de puente en La Guaira por

aludes torrenciales en 1938; b) peñones depositados por la

quebrada Piedra Azul en el alud torrencial de 1948.


54

Posteriormente el año 1953 los terrenos son vendidos al constructor

Italiano Felipe Galiardi, colaborador del dictador General Marcos

Pérez Jiménez, quienes soñaban con construir allí un gran desarrollo

urbanístico. Del proyecto sólo se construyó un edificio ya que,

posteriormente, a la caída de Pérez Jiménez en 1958, las obras fueron

abandonadas y los terrenos comenzaron a ser invadidos por personas de

escasos recursos económicos. Se inició entonces un proceso de

construcción anárquico que con gran rapidez se extendió a todo el

pequeño valle y a las laderas de Uria.

En las fotografías de 1962 se observa un intenso movimiento de tierra,

cortes espectaculares en los cerros, terraceo, desarrollo de vías de

penetración, y remoción de la vegetación acompañada de rellenos

artificiales creando una explanada en donde posteriormente se

emplazaría la población de Carmen de Uria. El curso natural del río fue

desviado, mediante un muro de concreto ciclópeo al final de la

garganta, y canalizado con un curso recto que atraviesa la explanada

en el lindero oeste del parcelamiento. Adicionalmente se construye una

presa de control de sedimentos, de unos 15 m de altura, en la garganta

del río Uria, a unos 300 m del final de la garganta. Se estima que esta

presa fue construida después de la tormenta de 1951, a fin de proteger

el desarrollo urbanístico en proyecto.

El poblamiento del cono aluvial de Carmen de Uria tuvo lugar a una

velocidad asombrosa. En la fotografía aérea de 1975 se aprecia el valle

completamente ocupado por viviendas, y una completa regeneración

del bosque, debido a la migración de los agricultores hacia centros

urbanos de la Costa Litoral. También se observa la ejecución de vías de

comunicación en las montañas y una vía costanera para la

interconexión de los poblados ubicados a lo largo de las costas del

Litoral. La foto de marzo de 1998, muestra una situación parecida a la

de 1975 con la diferencia que se ha incrementado la ocupación de las

laderas de los cerros por construcciones marginales.

La foto de 1999, tomada después de la tragedia, muestra la devastación

del valle aluvial como consecuencia de los aludes torrenciales del 16 de

diciembre. La canalización del río fue obstruida por un deslizamiento

y el río recobró parcialmente el cauce original, desplazándose hacia el


55

este. En su recorrido el río abrió un cañón de unos 30 m de ancho por 7

m de profundidad, en donde antes había viviendas de una, dos y hasta

tres plantas. En la margen derecha (este), debía encontrar dos estribos

de roca que lo desviarían nuevamente a la margen izquierda (oeste),

pero encontró una terraza constituida por arenas y gravas deleznables

que fácilmente socavó para alcanzar al mar en línea recta, sin mayores

obstáculos. La línea de costa se desplazó unos 200 m ampliando el

cono de deyección o abanico fluvial y ganándole terrenos al mar. Se

presume que el colapso de la presa de retención de sedimentos

construida en la parte media de la cuenca contribuyó acentuar de

manera importante el flujo de lodos y escombros en este cauce. A

diferencia de otros sectores, en el Río Uria el proceso predominante fue

la erosión fluvial, mientras que en otros cauces el fenómeno

predominante fue deposición de sedimentos.

1936

1998 1999

1962


56

Después de la tragedia del 99, a partir del año 2000, se inicia un

programa masivo de construcción de obras de canalización y retención

de sedimentos en las cuencas de Vargas. En un período de 7 años,

entre el año 2001 y el 2008, se canalizaron 24 quebradas y se

construyeron 63 presas de retención de sedimentos. De estas presas, 37

son cerradas (sin aberturas) y 26 presas son abiertas, con ventanas o

ranuras para filtrar el tamaño de los sedimentos. De acuerdo al tipo de

material, 44 presas fueron construidas de gaviones (70%), 14 presas

de concreto, 3 presas tubulares de acero, y 2 presas de mallas flexibles

formadas por redes de anillos de acero.

Es evidente que, a pesar de que algunas obras estén incompletas o

presenten fallas, la situación actual es muy diferente a la existente en

1999 cuando se contaba apenas con cuatro presas para el control de los

flujos torrenciales en las cuencas de Vargas.

Los ríos son entes dinámicos, que responden ante la intervención

humana. Las presas que se construyen en los ríos para el control de los

arrastres torrenciales, interfieren el flujo normal del agua y modifican

el arrastre de sedimentos, generando cambios morfológicos en el lecho

del cauce, que pueden extenderse por distancia considerables tanto

aguas arriba como aguas abajo del sitio de presa. Aguas arriba de la

presa, el dique transversal que intercepta los flujos aumenta las

profundidades del agua y se genera un lago o embalse. Los efectos de

remanso creados por el embalse se extienden aguas arriba e inducen a

una reducción en la velocidad del flujo y por ende en su capacidad para

transportar el sedimento, lo cual se traduce en la deposición del

material arrastrado. La sedimentación se inicia en el sitio donde el

perfil de remanso intercepta el flujo normal aguas arriba, y ocurre en la

forma de una pequeña onda, denominada delta, de forma triangular,

que crece verticalmente y viaja hacia aguas abajo en un proceso de

colmatación progresiva del vaso de la presa hasta alcanzar el cuerpo

del dique. A este fenómeno de sedimentación se le conoce también

como agradación del lecho, en donde los niveles del fondo del cauce

aumentan progresivamente en el tiempo.

Las imágenes anexas ilustran gráficamente las características del delta

de sedimentos que se forma aguas arriba de una presa. La imagen


57

superior muestra un esquema en perfil longitudinal de la estructura

típica del delta; la foto central corresponde a la vista lateral de un delta

generado en un canal de flujo torrencial en el laboratorio del IMF-

UCV; y la foto inferior presenta una vista frontal del delta desde el sitio

de presa del embalse Santo Domingo, en el estado Mérida, cuando el

nivel del embalse estaba muy bajo (foto tomada el 26/03/2014) y puso

al descubierto las formaciones sedimentarias acumuladas aguas arriba

de la presa.

Estos procesos de sedimentación y erosión generalizada se han

manifestado claramente en las obras construidas en el estado Vargas.

Como un ejemplo, investigaciones recientes muestran que

aproximadamente el 50% de las presas construidas en el estado Vargas,

están totalmente sedimentadas. Por una parte esto es positivo, porque

las presas fueron construidas con ese propósito, para retener

sedimentos, pero significa también que se ha reducido

significativamente su capacidad para proteger a las poblaciones aguas

abajo. Un ejemplo de presas sedimentadas se muestra en las fotografías

de las quebradas Curucutí, y San José de Galipán, en el estado Vargas.

Por otra parte, la retención de los sedimentos en el vaso o embalse,

produce, durante las crecientes, flujos con menores concentraciones de

sedimentos que se desplazan hacia los tramos aguas abajo del cuerpo

de la presa. Estos flujos de aguas claras, hambrientos de sedimentos,

tienden a saturarse o a satisfacer su capacidad de transporte tomando el

sedimento del lecho y márgenes del río, produciéndose entonces un

fenómeno de degradación o erosión generalizada del lecho en el tramo

aguas abajo de la presa.


58

Flujo


59

Vistas de un delta de sedimentos generado producido por la deposición

de las partículas aguas arriba de una presa de retención en un río de

montaña: a) Esquema en perfil longitudinal de la estructura típica del

delta; b) Vista lateral de un delta generado en un canal de laboratorio,

y c) Vista frontal del delta desde el sitio de presa del embalse Santo

Domingo, en el estado Mérida.

Estos procesos de erosión general del lecho en los tramos aguas abajo

de las presas se han manifestado en muchas de las quebradas de

Vargas, observándose en algunos casos descensos del lecho del cauce,

de hasta 3 m de profundidad, poniendo en peligro la estabilidad de las

estructuras. Estos procesos erosivos han contribuido a la falla de

algunos diques, contradiques y estructuras de disipación, construidos

en gaviones o en concreto, así como también a la fractura de algunas

losas del fondo y muros laterales de las canalizaciones. El colapso

total de algunas de estas obras pudiera producirse de no tomar medidas

urgentes para reparar los daños en las mismas.


60

En los ríos torrenciales, el análisis de los procesos de agradación y

degradación del lecho, aguas abajo y aguas arriba de los sitios de presa,

se complica al estar fuertemente influenciados por el fenómeno de

acorazamiento, debido a la gran variedad en los tamaños de los

sedimentos que se encuentran en el lecho del cauce, desde las arenas

finas de pocos milímetros de diámetro hasta peñones de varios metros

de tamaño. Las partículas más pequeñas pueden quedar escondidas

entre las más grandes, y cuando estas últimas cubren una porción

significativa del lecho, se genera una coraza protectora que impide el

avance del proceso erosivo o de degradación. Adicionalmente, la

presencia de una topografía abrupta, con cambios bruscos en la

geometría (ancho) de las secciones, y con pendientes pronunciadas del

lecho, que en el caso de los torrentes pueden alcanzar valores en el

orden de 10% o mayores, ocasiona que se puedan generar cambios en

el régimen de flujo, de supercrítico a subcrítico y viceversa, generando

inestabilidades en la superficie del agua, en la forma de resaltos

hidráulicos, que hacen aún más complicado el análisis de la respuesta

morfodinámica del lecho a la construcción de presas de retención de

sedimentos.

Es precisamente el objetivo de este trabajo, que presentamos ante la

Academia de Ingeniería, analizar la respuesta morfodinámica de un río

de montaña a la construcción de presas de retención de sedimentos.

Para ello hemos realizado investigaciones que se fundamentan en el

denominado trípode científico, es decir en los tres pilares en los que se

Presas sedimentadas en la quebrada Curucutí

(izquierda) y San José de Galipán (derecha).


61

basa el conocimiento científico: la investigación de campo, la

investigación de laboratorio, y la investigación numérica.

A través de numerosas visitas y observaciones de campo, hemos

apreciado y medido el impacto fluvial de la construcción de presas de

retención de sedimentos en los cauces torrenciales de las quebradas de

Vargas. Mediante ensayos y experimentos en el laboratorio, usando

modelos físicos construidos a escala reducida, hemos visualizado

procesos de erosión y sedimentación del lecho que son muy difíciles de

observar en la naturaleza.

Utilizando métodos numéricos y el computador, hemos podido

formular y desarrollar modelos matemáticos para la simulación de los

flujos torrenciales y su interacción con las presas de retención de

sedimentos. Los modelos han permitido analizar diferentes escenarios,

variando las condiciones iniciales y de contorno, que han servido para

enriquecer el aprendizaje sobre estos procesos y conocerlos con mayor

profundidad.

El trabajo que hoy se presenta aquí en este recinto, resume las

investigaciones y experiencias del autor durante los últimos 20 años en

el estudio de los fenómenos de erosión y sedimentación en ríos de

montaña y su interacción con la construcción de presas de retención de

sedimentos.

En el trabajo se presentan dos (2) modelos matemáticos desarrollado

por el autor, en conjunto con otros investigadores del Instituto de

Mecánica de Fluidos, para simular los procesos morfológicos que

ocurren en el lecho de los ríos de montaña, y que permiten evaluar el

impacto fluvial de la construcción de presas de retención de

sedimentos. Los modelos se fundamentan en las ecuaciones básicas

que gobiernan el flujo de agua y sedimentos en ríos: ecuaciones de

conservación de la masa y de la cantidad de movimiento, ley de

fricción y ecuación de transporte sólido. Se resuelven utilizando

métodos numéricos de diferencias finitas. Se presentan aplicaciones de

algunos casos prácticos en ríos de Venezuela, y los resultados de los

modelos se han validado con observaciones, mediciones de campo y

ensayos de laboratorio.


62

El primer modelo matemático ha sido desarrollado para reproducir los

cambios en las elevaciones del lecho de ríos torrenciales donde el

régimen de aproximación del flujo es supercrítico, generándose un

resalto hidráulico al encontrarse con las aguas tranquilas del embalse

creado aguas arriba de la presa.

El funcionamiento hidráulico de las presas abiertas difiere del de las

presas cerradas, influyendo en el movimiento del resalto hidráulico y

en la dinámica de formación y desplazamiento del delta de sedimentos.

Las figuras que se presentan a continuación presentan la evolución de

los perfiles de la superficie libre y del fondo para el caso de una presa

cerrada y una presa ranurada.

Considérese el caso de una presa cerrada construida en un canal de

pendiente fuerte cuyo régimen de flujo es supercrítico, sujeto a

incrementos del caudal, tales como los producidos por una creciente

fluvial. Se supone que el perfil del fondo se encuentra en equilibrio

con el caudal sólido de entrada, y que para t = 0 se eleva bruscamente

el nivel del agua, generándose un remanso aguas arriba de la presa que

se traduce en un perfil S1 que finaliza donde se forma el resalto

hidráulico. La agradación del lecho comienza con la formación de una

pequeña onda de sedimentos (delta) donde se ubica el resalto

hidráulico, porque es allí donde comienza a aumentar la profundidad y

a reducirse la capacidad de transporte. A medida que transcurre el

tiempo y el caudal aumenta, la pequeña onda se transforma en un delta

de sedimentos que crece en altura y viaja hacia aguas abajo,

modificando en su avance la pendiente del lecho. El perfil de la

superficie libre se va adaptando a las nuevas cotas del lecho y a la

nueva pendiente que adopta progresivamente el canal. El resalto viaja

también hacia aguas abajo y los remansos se incrementan generando

adicionalmente una onda regresiva de sedimentos que incrementa

progresivamente las cotas del lecho en su avance aguas arriba. En su

condición última, el delta ha avanzado hasta ocupar totalmente los

espacios creados por el remanso y los sedimentos llenan el vaso de la

presa produciéndose la colmatación de la misma.


63

Respuesta morfodinámica del río torrencial al aumento del caudal

aguas arriba de una presa cerrada. Arriba se muestra la respuesta de

la superficie del agua y abajo la respuesta del lecho del cauce.

La próxima figura ilustra la respuesta hidráulica y morfodinámica del

cauce cuando se construye una presa abierta de tipo ranurada. En este

caso, el resalto hidráulico se mueve aguas arriba a medida que se

incrementa el caudal del río. Esto es debido al efecto que ejerce la

contracción de la ranura, donde se supone que se verifica la

profundidad crítica, la cual produce un efecto de remanso mayor que

en el caso de la presa cerrada. La respuesta del lecho es la

sedimentación del cauce, pero en este caso el delta crece verticalmente

y el frente del delta se mueve también lentamente hacia aguas arriba.

Cuando el caudal comienza a descender, el resalto inicia su

desplazamiento hacia aguas abajo.


64

Respuesta morfodinámica del río torrencial al aumento del caudal

aguas arriba de una presa abierta. Arriba se muestra la respuesta de

la superficie del agua y abajo la respuesta del lecho del cauce.

Las experiencias numéricas realizadas muestran que el modelo permite

calcular transiciones del flujo subcrítico a supercrítico y viceversa,

ubicando automáticamente la localización del resalto hidráulico. El

modelo ha sido aplicado también para generar las condiciones fínales

de equilibrio morfodinámico en cauces sujetos a procesos de

agradación y degradación del lecho con cambios en el régimen de flujo,

y los resultados han sido validados mediante comparación con

soluciones analíticas.

Las simulaciones numéricas efectuadas en dos casos hipotéticos para

analizar la sedimentación que se produce aguas arriba de una presa

cerrada y de una presa abierta, durante una creciente, muestran que este

modelo reproduce razonablemente los procesos de formación,

crecimiento y avance del delta de sedimentos, y su interacción con el

resalto hidráulico. Los desplazamientos del resalto, hacia aguas arriba o

abajo dependiendo de las variaciones del caudal, son simulados


65

adecuadamente por el modelo, presentándose en algunos casos

pequeñas oscilaciones numéricas en la superficie del agua, en las

inmediaciones del frente del delta. A medida que avanza el proceso de

sedimentación, el resalto hidráulico se va atenuando y el flujo aguas

arriba del frente del delta se va haciendo menos supercrítico o incluso

cambia de régimen, debido al descenso de la pendiente original del

lecho.

Se presentan también los resultados de ensayos experimentales

realizados en un canal de flujo torrencial en el laboratorio, para

monitorear el desplazamiento de un delta de sedimentos generado

aguas arriba de una presa cerrada. Los resultados numéricos se

comparan satisfactoriamente con las mediciones de laboratorio. La

comparación con los ensayos experimentales refuerza la importancia

de seleccionar adecuadamente la fórmula de transporte de sedimentos

para evaluar la respuesta del cauce fluvial a la construcción de obras

hidráulicas.

Un segundo modelo matemático se ha desarrollado para simular los

cambios altimétricos y granulométricos que ocurren en el lecho de un

río de montaña. Para contabilizar los cambios en la granulometría del

material del lecho, se propone un modelo de dos capas el cual

considera un lecho estratificado para simular el intercambio de

sedimentos entre el flujo y el fondo del cauce. La capa superior se

llama el estrato de mezcla, siendo esta la capa donde se produce el

intercambio de sedimentos entre el flujo y el lecho. El espesor inicial

de la misma se supone igual a 2Dmax. La segunda capa se extiende por

debajo de la anterior y se llama el sustrato inferior, el cual provee

material para reemplazar el sedimento del estrato de mezcla cuando

este se hace muy pequeño.

El modelo permite calcular las velocidades y profundidades del flujo,

el transporte de sedimentos, y los cambios en las elevaciones del fondo

y en la granulometría del material del lecho. Los resultados numéricos

de las simulaciones efectuadas demuestran la capacidad del modelo

para reproducir periodos alternados de refinamiento y engrosamiento

del material de lecho, como respuesta a los procesos de agradación y

degradación generados en los tramos aguas arriba y aguas abajo de


66

presas de retención de sedimentos. Las respuestas del coeficiente de

fricción y del transporte sólido a los cambios en la granulometría del

lecho, demuestran la importancia de considerar adecuadamente estas

variables en los cálculos de erosión y sedimentación del lecho de

cauces torrenciales.

La aplicación de estos modelos en el Río Cocorotico en el estado

Yaracuy, en la Quebrada La Honda en el estado Lara, y en el río San

José de Galipán en el estado Vargas ha demostrado la capacidad del

mismo para simular adecuadamente el proceso de acorazamiento que

tiene lugar en el lecho del cauce de un río de montaña, con amplia

presencia de material grueso (gravas, cantos rodados y peñones). Las

aplicaciones han permitido comparar los resultados del modelo con

mediciones y observaciones de campo aguas arriba de una presa,

obteniéndose resultados satisfactorios en la reproducción de los perfiles

observados del lecho y de los cambios granulométricos.

Los modelos matemáticos desarrollados pueden ser usados para evaluar

el funcionamiento de presas existentes de retención de sedimentos, ya

sea abiertas o cerradas, así como para evaluar el impacto fluvial en los

tramos aguas arriba y aguas abajo del sitio de presa. Esta información

es de gran utilidad para apoyar al ingeniero en el diseño de futuras

presas.

Adicionalmente, en el campo de la transferencia y difusión de

conocimientos, es conveniente y necesario disponer de otras

herramientas para educar y concientizar, tanto a la población como a

las autoridades, sobre los flujos torrenciales y sus medidas de

prevención. Para ello se ha desarrollado un micromodelo hidráulico de

carácter didáctico, portátil, para demostraciones prácticas del fenómeno

de los aludes torrenciales (ver figura anexa). El objetivo es mostrar, a

través de sencillos ensayos experimentales, el impacto que tienen las

presas de retención de sedimentos para la mitigación y control del alud

torrencial.


67

Comparación entre perfiles del lecho medidos en el laboratorio y

calculados por el modelo para diferentes fórmulas de transporte de

sedimentos y en diferentes instantes de tiempo.

La topografía del modelo se inspiró en la cuenca del río Cerro Grande,

en Tanaguarena, estado Vargas, y se replicó solamente el tramo inferior

de la cuenca, compuesto por el abanico aluvial y una parte de la

(03:27 min)

0

5

10

15

20

25

30

1 1.5 2 2.5 3

Progresiva (m)

Niv

el (c

m)

Fondo canal Mediciones

Schoklitsch Engelund-Hansen

Meyer-Peter y Muller

(05:27 min)

0

5

10

15

20

25

30

1 1.5 2 2.5 3 3.5

Progresiva (m)

Niv

el (c

m)

(09:27 min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5

Progresiva (m)

Niv

el (c

m)

(14:27 min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5

Progresiva (m)

Niv

el (c

m)

(18:34 min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5

Progresiva (m)

Niv

el (c

m)

(22:30 min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5Progresiva (m)

Niv

el (c

m)

Comparación entre los resultados experimentales y los del modelo

numérico para las diferentes ecuaciones de transporte (03:27 min)

0

5

10

15

20

25

30

1 1.5 2 2.5 3

Progresiva (m)

Niv

el (c

m)

Fondo canal Mediciones

Schoklitsch Engelund-Hansen

Meyer-Peter y Muller


68

garganta del torrente.Para facilidad del manejo y traslado del modelo se

seleccionaron unas dimensiones iguales a 1,20 m de largo x 0,80 m de

ancho x 0,80 m de altura, con un peso de 40 kg. El agua se recircula

con una bomba y el suministro de sedimentos se hace manualmente,

con tamaños de partículas seleccionadas a partir de los criterios de

movimiento incipiente de Shields y de Aguirre-Pe-Fuentes.

En los ensayos se demuestra que cuando el suministro de sedimentos

aguas arriba es menor que la capacidad de transporte del río, el flujo

en el canal es capaz de evacuar los arrastres sólidos. Por el contrario,

cuando el suministro es mucho mayor que la capacidad de arrastre,

como en el caso del alud torrencial, se produce la sedimentación y el

desborde del flujo en el abanico aluvial. Se han ensayado diferentes

tipos de presas: presa cerrada, presa abierta de ventana y presa abierta

ranurada, los cuales han permitido verificar la capacidad del sistema de

presas para retener y filtrar los arrastres sólidos, y proteger a la

población aguas abajo. Estas presas se deben colocar en el siguiente

orden: la primera aguas arriba debe ser la presa ranurada con las

aberturas más grandes para retener los grandes bloques y peñones; en

segundo lugar la presa de ventanas con aberturas de menor tamaño que

las ranuras; y por último aguas abajo la presa cerrada.

Se ha encontrado que el micromodelo reproduce adecuadamente los

procesos de transporte y deposición de sedimentos que ocurren en

cauces torrenciales. Se observa similitud entre los procesos

sedimentarios observados en el estado Vargas y en el micromodelo. El

Vista del micro-modelo hidráulico de carácter

didáctico para demostración de los aludes torrenciales y

los efectos de sus medidas de mitigación


69

micromodelo permite visualizar procesos físicos que son muy difíciles

de observar en la naturaleza y que son usualmente invisibles para el ser

humano. Su portabilidad y la posibilidad de realizar ensayos in situ lo

convierten en un instrumento poderoso para transmitir conocimientos

sobre los flujos torrenciales y sus medidas de prevención.

Este acto que celebramos en el día de hoy, único en la vida de un

profesional de la ingeniería, nos motiva a recordar a aquellas personas

que han tenido una fuerte influencia en nuestras vidas. Y no puedo

terminar este discurso sin mencionarlas. La primera de ellas es nuestro

padre, el Ingeniero Oscar López Ferrero, quién nos inculcó con su

ejemplo la afición y el hábito por el estudio, por la rigurosidad

profesional, la honestidad intelectual, y la sensibilidad social y

vocación de servicio. La segunda persona a quién debo mencionar es al

Profesor Marco Falcón Ascanio, maestro insigne de innumerables

ingenieros hidráulicos, quien nos motivó hacia los estudios de

hidráulica fluvial y transporte de sedimentos, siendo siempre una

fuente de consulta y de intercambio permanente de ideas y solución de

problemas. Por último no puedo dejar de recordar a mi querida esposa

Hortensia, quién debe estar celebrando con nosotros este momento

desde el mundo espiritual en que se encuentra ahora, con su eterna

sonrisa y algunas de sus únicas ocurrencias.

Muchas gracias por su atención.

José Luis López Sánchez

70

Discurso de Contestación del Acad. José Grases

Mencionó en su exposición el Ingeniero José Luís López los deslaves

del año 1951 que ocasionaron daños en la vertiente Norte de la

Cordillera de la Costa. Traía yo un testimonio sobre ese evento que el

Profesor Germán Pacheco Troconis recogió en su compilación de

lluvias torrenciales, avenidas y deslaves en esa parte del país, publicada

bajo el título Las Iras de la Serranía, el año 2002. El documento que

reprodujo el profesor Pacheco fue un artículo firmado por Domingo F.

Maza Zavala, probablemente estudiante en esa época, y posteriormente

destacado economista, artículo que consideré oportuno recordar hoy

visto la muy completa síntesis que presentó José Luis como trabajo de

incorporación a nuestra Academia, sobre los catastróficos deslaves del

año 1999. Como era de esperar, el profesor López se me adelantó en su

exposición al referirse brevemente a este evento sobre el cual la

apreciación de Maza Zavala resulta pertinente en esta ocasión.

Con la venia del señor Presidente permítaseme leer parte del artículo

del Doctor Maza Zavala sobre los deslaves de 1951. Cito: “….y ahora

ocurrirá lo que tantas veces anteriores: las lamentaciones, las

consolaciones, los donativos, los hechos filantrópicos, las medidas de

emergencia extenderán un manto piadoso sobre el dolor del desastre.

Se harán comentarios…..pero luego que pase el temporal, nadie más

se ocupará del problema….El Gobierno dictará las providencias del

caso, los daños materiales se cargarán a la cuenta de pérdidas y

ganancias de la Nación, las instituciones humanitarias cumplirán

labores encomiables y continuará la imprevisión, la esencia del

problema, la entraña viva del mal, preparando futuras y más

tremendas catástrofes, de las cuales serán víctimas principalmente los

sectores humildes de la población, las que se ven obligadas a vivir en


71

las zonas de mayor peligro, las que llenan las cifras de la estadística

de muertos trágicamente en las inundaciones y en los derrumbes” (fin

de la cita).

Nacido en el 47, el ingeniero López tendría para esas fechas unos 4

años. Veinte años después recibía el título de Ingeniero Civil en la

UCV y poco después se inscribió en los cursos de Postgrado de la

Universidad de Colorado, institución que le otorgó el título de Magister

Scientiarum en Hidráulica el año de 1976 y el de Philosophical Doctor

en esa especialidad dos años después.

Se incorporó en 1978 como profesor-investigador en el Laboratorio de

Hidráulica de la Facultad de Ingeniería, UCV, y allí se ha mantenido

hasta el presente, contribuyendo a elevar ese Laboratorio al nivel de

Instituto de Mecánica de Fluidos, del cual ha sido su Director. Su

ascenso desde el punto de vista académico ha sido sostenido. Entre sus

tareas en el seno de la Facultad de Ingeniería destaca la de Coordinador

del Postgrado en Ingeniería Hidráulica en la Facultad alcanzando, en

1997, el más alto grado del escalafón que es el de Profesor Titular.

La labor docente y de investigación del profesor José Luís López ha

sido intensa: ha dictado siete materias, seis de las cuales de post-grado.

Ha dirigido doce tesis de pregrado y nueve a nivel de post-grado. Todo

esto en el marco de un considerable número de proyectos de

investigación de los cuales ha sido responsable, cuyos resultados se

traducen en un amplio número de publicaciones, más de 100

contribuciones escritas, en revistas arbitradas nacionales o

internacionales. Entre los coautores destacan otros investigadores

venezolanos como los son: Marco Falcón (1938-2011), José Rafael

Córdova, Arturo Marcano, Reinaldo García, Manuel Vicente Méndez,

Henry Power, Luis José Mata, Carlos Gil, Iván Saavedra, Ana María

Castillo, David Pérez Hernández y otros muchos más. Respetó allí José

Luís principios éticos, ocasionalmente ignorados, al acompañar su

nombre al de sus colegas colaboradores siguiendo el orden de

responsabilidades y/o contribuciones en cada trabajo escrito.

Parte de esos resultados, sumados a los de otros investigadores, fueron

compilados en una edición que coordinó conjuntamente con el profesor


72

Reinaldo García M.: Los Aludes Torrenciales de Diciembre de 1999,

en un grueso volumen de mil páginas. Entre sus aportes personales

destaca un conjunto de programas de simulación para la solución de

problemas hidráulicos, los cuales son empleados en el Instituto de

Mecánica de los Fluidos. Los resultados, algoritmos desarrollados y

modelos reducidos analizados para una mejor comprensión de los

fenómenos observados, fueron sometidos a la consideración de sus

pares. En efecto, entre el presente año y 1997 José Luís ha dictado

numerosas conferencias sobre los temas de su especialidad en

Venezuela y en el extranjero, habiendo participado en 52 Congresos

nacionales o internacionales sobre temas afines a los que domina.

De modo que las palabras que recordamos al comienzo, escritas por

Maza Zavala en 1951: “…..pero luego que pase el temporal, nadie más

se ocupará del problema….” y que puede considerarse tuvieron validez

hasta finales del siglo pasado, gracias a la preparación y disciplina de

profesionales como José Luís López y otros colegas, ya no aplican en

el presente siglo. Los estudios hechos han orientado la estrategia de

mitigación a seguir, dirigidas a minimizar los efectos de inevitables

futuros eventos de ese tipo.

Todo lo anterior, aquí descrito en forma muy sintetizada, ha merecido

el justo reconocimiento institucional en forma de premios y merecidas

condecoraciones por sus contribuciones académicas.

De modo que no podía ser más natural el ingreso del profesor José Luís

López como Miembro Correspondiente a la Academia Nacional de la

Ingeniería y el Hábitat, corporación que, tenemos el convencimiento,

ha sido altamente favorecida con su ingreso. Su vasta y probada

experiencia con seguridad será un valioso aporte en alguna de las

diferentes Comisiones de Trabajo que nuestra Academia ha organizado

en estos 15 años de vida que ya tiene, a las cuales lo invitamos desde

ya a que participe en su crecimiento.

Sea Usted profesor José Luís López Sánchez bienvenido a esta su

Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat.

73


Reitero la satisfacción de nuestra Academia de recibir al Ing. José Luis

López como Miembro Correspondiente por el Distrito Capital.

La hidráulica se ocupa del estudio de las propiedades mecánicas de los

fluidos. La hidrodinámica se ocupa de los fluidos en movimiento y la

Ingeniería Hidráulica se ocupa de proyección y ejecución de obras

relacionadas con el uso del agua para generar energía eléctrica,

irrigación, potabilización, canalización y control de inundaciones; entre

ellas diques, canales, represas, puertos, muelles, rompeolas entre otras.

Los riesgos naturales están constituidos por la probabilidad que un

territorio y sus habitantes sean afectados por fenómenos naturales

extraordinarios. Depende su intensidad del peligro o amenaza natural

(sismo, volcán, deslave, inundación), de la vulnerabilidad (de los

asentamientos) y del tiempo de exposición.

Las amenazas naturales han aumentado con el cambio climático a nivel

mundial y se han hecho menos previsibles.

La ocurrencia de aludes torrenciales, una amenaza natural, ha sido un

fenómeno endémico en nuestro país en las áreas montañosas entre un

mil y 2,5 mil metros (snm), sin embargo, representan un

acontecimiento cuando el efecto es devastador, como ocurrió en 1999

en nuestro Litoral Varguense. Después de ese desastre, el mayor

ocurrido en nuestro país, mucho ha sido lo aprendido en prevención,

mitigación y reconstrucción relacionado con los riesgos de deslaves.

Como lo mostró nuestro hoy homenajeado en el libro coordinado por él


74

denominado Lecciones Aprendidas del Desastre de Vargas, editado en

2010.

A pesar del esfuerzo hecho en Vargas, la lucha debe ser continua y es

necesario ampliar la red de monitoreo hidrometeorológico, fortalecer el

sistema de alerta temprana, construir más represas, mantener operativas

las existentes y sobre todo reducir las viviendas construidas en las

gargantas de quebradas y por supuesto impedir nuevas construcciones

de éstas.

Esta área preventiva debemos apoyarla y estoy seguro que el

Académico López nos ayudará a hacerlo.

La Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat tiene el propósito

de contribuir con el fortalecimiento de las Sociedades Profesionales de

la Ingeniería. La Sociedad de Ingenieros Hidráulicos ha sido una de las

más activas sociedades profesionales de la ingeniería y merece ser

fortalecida.

Académico López, colabore con la Academia en activar la Sociedad

Venezolana de Ingeniería Hidráulica.

Reitero lo expresado en actos similares: el ser miembro de una

Academia constituye un compromiso para contribuir en la consecución

de los objetivos de ella.

Nuestra Academia tiene como objetivo fundamental “contribuir al

desarrollo de las ciencias, la tecnología y las artes vinculadas con las

disciplinas de la ingeniería y el hábitat, los estudios relacionados con el

aporte de dichas disciplinas al desenvolvimiento integral del país”.

Académico López el fomento de la educación y la investigación

aplicada que contribuya al desarrollo nacional es un área a la cual usted

le ha dedicado su mayor esfuerzo profesional, colabore con la

Academia en fortalecer esas dos nobles actividades.


por la hospitalidad brindada al permitirnos realizar este acto de su sede

y a los asistentes por habernos acompañado en esta sesión solemne.

ARTÍCULOS TÉCNICOS

Estudios para la Optimización de Prótesis Total de Cadera

Trabajo de Incorporación a la

Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat, 2011

Acad. Joaquín A. Lira-Olivares

77

Estudios para la Optimización de Prótesis Total de Cadera

Acad. Joaquín A. Lira-Olivares, Ph.D.,H.D.

Centro de Ingeniería de Superficies, Universidad Simón Bolívar,

Valle de Sartenejas, Caracas, Venezuela

Tel: +58 212 9064170. Fax: +58 212 9064171. E-mail: [email protected]

Trabajo de Incorporación a la

Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat, Enero 2011

Resumen

En el presente trabajo se exponen brevemente los resultados

experimentales de algunos estudios realizados por mi persona durante

los últimos diez años con la colaboración de un equipo

multidisciplinario de colegas y estudiantes. Entre las áreas que más

ampliamente se han desarrollado se encuentra la rama de biomateriales.

Empleando diversas técnicas de investigación se han aportado

soluciones a problemas relacionados con los implantes totales de

cadera, que incluyen el vástago, la cabeza de fémur y el acetábulo.

Algunos de los aportes más resaltantes han sido la optimización de

diseños y la búsqueda de nuevos materiales para la construcción de los

componentes necesarios de un implante total de cadera, de igual forma

se han estudiado métodos de recubrimientos de Hidroxiapatita (HA,

material que conforma la parte inorgánica del hueso), haciendo énfasis

en el potencial piezoeléctrico del colágeno tipo I (principal componente

orgánico de la matriz ósea). La influencia de polímeros sintéticos como

el nylon y el poli-fluoruro de vinilideno (PVDF) en la deposición de

HA y en la orientación de los osteoblastos (células que sintetizan los

componentes orgánicos de la matriz ósea) para simular el fenómeno

natural. Comprobando así que en ausencia de células óseas, el colágeno

mailto:[email protected]

Estudios para la Optimización de Prótesis Total de Cadera,


78

deformado, al presentar dipolos eléctricos por piezoelectricidad, induce

la deposición de HA en las zonas en compresión (cargadas

negativamente). Es decir induce el crecimiento óseo en las zonas

comprimidas siguiendo la Ley de Wolff. Se ha investigado la

producción de apatitas bajo un campo eléctrico externo formado por un

par de placas paralelas de acero 316L inmersas en un fluido simulado

del cuerpo (FSC) observando que éstas se depositan en la placa

polarizada positivamente. Algunos resultados han sido contrarios a lo

esperado como la tendencia por parte de las células óseas a orientarse

hacia la zona en tensión (polarizada de manera positiva) del PVDF. En

este trabajo se presentan varios aportes importantes para la prótesis

total de cadera e ideas novedosas para comprender el proceso de

remodelación ósea.

Palabras claves: implante de cadera, colágeno, hidroxiapatita,

piezoelectricidad, electrodeposición.

I. INTRODUCCIÓN

En los últimos años hemos buscado realizar aportes al área de salud

pública, mejorando el diseño de implantes óseos y la calidad de los

materiales que los componen. Dado que la vida útil de las prótesis de

cadera fabricadas con acero, resulta ser menor a la expectativa de vida

de muchos de los pacientes jóvenes que se ven sometidos en la

actualidad a la utilización de un reemplazo total de articulación, se hace

necesaria la extensión progresiva del tiempo de vida de los implantes,

mediante diseño mecánico (acetábulo, cabeza y vástago del implante) y

sustitución de los materiales, por unos más duraderos, tanto en el

vástago como en la cabeza del implante y que proporcione una mejor

calidad de vida.

En este trabajo se presentan los estudios realizados en nuestro Centro

de Ingeniería de Superficies (CIS) sobre el implante total de cadera

(RTC), con el fin de hacer un aporte en su diseño y la búsqueda de

nuevos materiales y así lograr un incremento en la vida útil. Se estudió

desde el diseño geométrico del acetábulo en la relación de transferencia

de esfuerzos en la intercara cabeza de fémur-acetábulo y del vástago, el

cual debe ser más liviano y transmitir los esfuerzos al muñón del fémur



79

en forma equilibrada, si se quiere evitar las deformaciones musculares

y óseas promovidas por el exceso de peso de las prótesis comerciales y

su forma cilíndrica o cónica la cual se debe rediseñar para transformar

esfuerzos en forma más homogénea y evitar la remisión del tejido óseo.

Se estudió igualmente la resistencia al desgaste de la cabeza del

implante, la cual debe interactuar con el acetábulo artificial fijado a la

cadera, formando una pareja tribológica rediseñada con cerámicas

nanométricas de mayor tenacidad que las comerciales. Se diseñó un

simulador de cadera, el cual se utilizará para estudiar la resistencia

mecánica y el desgaste de las partes diseñadas.

El metal comercial más usado en la construcción de implantes

Ti6Al4V, fue mejorado por medio de aleación mecánica (triboquímica)

de nanopolvos cerámicos. Finalmente se estudiaron métodos

alternativos de recubrimientos de HA sobre muestras orgánicas

(colágeno) e inorgánicas (polímeros, cerámicas y metales) los cuales

son materiales usados en los componentes de prótesis de cadera, desde

el vástago hasta el acetábulo.

Hasta ahora se ha dicho que la mineralización de los huesos es debido a

la acción que ejercen los osteoblastos, sin embargo los resultados

obtenidos por nosotros sugieren que la sola acción de la polarización

del colágeno deformado (piezoelectricidad) produce la deposición de

HA y también la orientación de los osteoblastos. Hemos comprobado

que la mineralización se presenta sin ayuda de los osteoblastos, y que

el fenómeno se repite para la polarización del colágeno y de polímeros,

además, ambos orientan a los osteoblastos si hay deformación en el

sustrato [1,2,3,4]. Para completar esta investigación se comprobó que

la mineralización puede ocurrir solo si se aplica un campo eléctrico con

un substrato metálico, sin substratos orgánicos. [5,6]

II. OBJETIVO GENERAL

Diseñar un implante total de cadera con mayor durabilidad que los

implantes comerciales existentes, para ello se estudiara la cabeza del

fémur y el acetábulo desde el punto de vista mecánico y características

de los materiales, el cuerpo del implante con énfasis en la forma,



80

dimensión y materiales del vástago y por último nos dedicaremos al

estudio de la fabricación del mineral del hueso (HA) por métodos

galvánicos.

III. ESTUDIOS PREVIOS

A continuación se presentan los trabajos publicados sobre prótesis total

de cadera que constituyeron la base de esta línea de investigación,

luego se presentarán los estudios más recientes relacionados a la

influencia de los campos eléctricos externos y la piezoelectricidad en la

deposición de HA y en la adhesión celular.

En un estudio clínico se tomaron 172 prótesis de cadera que fallaron

por diferentes causas, la principal fue la pérdida del componente

acetabular, la segunda causa pérdida de ambos componentes (acetábulo

y cabeza de fémur) y en tercera posición la falla del componente

femoral o vástago, como se puede observar en la siguiente tabla,

motivos por los cuales se realizaron los siguientes estudios.

Tabla 1. Razones por las cuales fueron removidos los RTC. [7]

Razón de Revisión Nº de casos

Pérdida del componente acetabular 58

Pérdida de ambos componentes 51

Pérdida del componente femoral 13

Sepsis 12

Lisis localizda de fémur 10

Dislocación recurrente 9

Causa desconocida 7

Dolor por otras causas 6

Fractura del componente femoral 2

Lisis localizada en el acetabulo 1



81

Falla del injerto por impacto 1

Hundimiento masivo 1

Desgaste del componente

acetabular

1

3.1. Diseño de componentes de una prótesis total de cadera

Debido a sus propiedades mecánicas la cerámica ha surgido en los

últimos años como material principal de construcción de los

componentes de implantes de cadera, principalmente la alúmina y la

circonia, las cuales poseen excelente resistencia al desgaste, pero su

fragilidad es causa de fallas en los implantes, debido a la acumulación

de esfuerzos que pueden desarrollar o inducir sobretodo en pequeños

defectos preexistentes como grietas, poros y otros. Para alargar el

tiempo de vida útil de los implantes existen dos acciones, una es

mejorando las propiedades mecánicas de las cerámicas utilizadas en las

prótesis de cadera durante el proceso de fabricación de las mismas. La

otra acción es el mejoramiento del diseño de los componentes con lo

cual se puede minimizar la concentración de esfuerzos. Estas dos

acciones son interdependientes, la combinación de una cerámica

óptima al igual que una aleación metálica, desde su proceso de

elaboración, con el mejor diseño de la pieza, conllevan a la elaboración

de una prótesis de cadera con la calidad esperada para un aumento

sustancial de su vida útil. [8,9]

3.1.1. Diseño de la geometría del acetábulo para la transferencia de

esfuerzos en la relación cabeza de fémur y acetábulo en materiales

cerámicos para un reemplazo total de cadera (RTC).

Mediante el programa ANSYS de análisis de elementos finitos no

lineales se estudió como afecta el ángulo entre el borde del acetábulo y

el eje del implante, la posición del borde del acetábulo de cerámica en

los esfuerzos concentrados dentro de la intercara cabeza de fémur-

acetábulo y la evaluación de los órdenes de magnitud de estos

esfuerzos. Un caso clínico muestra como falló el implante de cadera

probablemente por acumulación de esfuerzos debido a la posición del

acetábulo como se puede observar en la siguiente figura.



82

Figura. 1. Radiografía simple: anteroposterior que muestra la

movilización del acetábulo y el aumento de la densidad de los tejidos

blandos en la cadera derecha (flecha). Fotografía de los componentes

recuperados muestran que la superficie de apoyo era una cabeza de

acero inoxidable y el acetábulo con incrustación de alúmina. Desgaste

macroscópico en ambas superficies. [10]

En el diseño el vástago de metal utilizado fue 12/14 Euro-cone (ISO-

7206), y la cabeza del fémur de cerámica de 28 mm de diámetro, se

consideraron tres diferentes geometrías para el componente acetabular

todas ellas con los mismos diámetros pero con diferentes posiciones del

borde acetabular. Se modelaron tres conjuntos de componentes de un

RTC, con un desplazamiento desde el centro de la cabeza del fémur y

el acetábulo, tomando en cuenta el punto crítico de la cerámica donde

se mide el ángulo de la bisela conocido como ángulo de borde. [8]

Se tomaron en cuenta los coeficientes de fricción de las intercaras de

los materiales considerados para el estudio obtenidos por la siguiente

ecuación, donde Fr es la fuerza de roce, μ el coeficiente de fricción que

depende de los materiales y N es la magnitud de la fuerza normal. [64]

Vástago de metal/cabeza del fémur de cerámica 0,35 en el caso de

alúmina y 0,15 en el caso de circonia, la interacción cabeza del fémur

de cerámica y acetábulo de cerámica es de 0,05 alúmina/alúmina y aún



83

menor para cualquier combinación de alúmina/circonia. El análisis por

elementos finitos no lineales, fue realizado con 1716 elementos (5024

nodos) entre estructura y elementos de contacto para las intercaras.

Fr = μ N Ecuación 1

Figura. 2. Modelo computarizado generado en 2-D de los

componentes de RTC (considerando un eje de simetría). Valores de

esfuerzos para cada caso y cada ángulo en el caso de Cup1. [8]

Se calculó el esfuerzo de Von Mises usando una carga aplicada desde

el centro del vástago de 5kN. Los valores más bajos de esfuerzo se

encontraron en el caso donde el fondo del acetábulo estuvo localizado a

1,5 mm por debajo del centro de la cabeza del fémur (ver figura 2), con

un ángulo de 150º de posición del acetábulo. Se utilizaron la alúmina y

la circonia en estos modelos, mostrando esta última una disminución

del esfuerzo como se puede observar en la figura 3.



84

Figura. 3. Comparación de los contornos para los materiales cerámicos

utilizados. Esfuerzos deVon Mises en MPa. [8]

3.1.2. Influencia del diámetro de la cabeza del fémur en el esfuerzo

transferido por cabezas de cerámicas para componentes de RTC.

Como algunas de las fallas de los implantes de cadera se deben al mal

funcionamiento de la cabeza del fémur, se estudió el diseño y el

diámetro de la cabeza del fémur, con el fin de construir mapas de

concentración de esfuerzos cuando se le aplica una carga, y evaluar la

influencia del diámetro de la cabeza del fémur. Utilizando las

condiciones anteriores se realizaron las simulaciones en 3-D y usando

los programas computarizados SOLID92, CONTA174 y TARGE170.

Se realizaron cuatro modelos de diferentes diámetros de cabeza de

fémur, 2 diseños de intercara cavidad/cono igualmente se trabajó con

dos tipos de cerámicas alúmina y circonia. En cuanto a las condiciones

de borde, el perímetro de la cabeza de fémur se vio limitada en todos

los grados de libertad, mientras que se le aplicó una presión de 132,63

MPa desde el centro del vástago suponiendo que el esfuerzo se

transfiere desde el centro del vástago hacia la cabeza del fémur y de allí

al acetábulo. Esa presión se asemeja a una carga de 15 kN llegando a



85

condiciones extremas. Se determinó el esfuerzo de Von Mises y se

construyeron los mapas de esfuerzos. [8]

La comparación entre los diseños en estudio es la profundidad del

agujero de la cabeza del fémur donde encaja el vástago una de 13,5 mm

y la otra de 19,5 mm y cuatro radios diferentes como se puede observar

en la figura 4.

Figura. 4. Geometrías de los componentes modelados en la cabeza del

fémur. [8]

La mayor concentración de esfuerzos está en el centro de la cabeza del

fémur y de acuerdo a los mapas de esfuerzo obtenidos (ver figura 5) se

produce un aumento de los mismos cuando se disminuye el diámetro

de la cabeza, siendo así la parte más crítica, no solo por la geometría

sino porque la región es óptima para el desarrollo de microgrietas

facilitadas por las constantes cargas y descargas cuando “impacta” con

el componente acetábular. En resumen, los pequeños diámetros de la

cabeza de fémur no tienen una zona sin concentración de esfuerzos por

lo tanto no deberían ser usadas en implantes. En orden de obtener alta

confiabilidad y evitar la falla por fatiga el esfuerzo acumulado debe ser

menor o igual al 50% de la resistencia a la fractura del material

utilizado, como se observa en la figura 6. [9]



86

Figura. 5. Mapas de concentración de esfuerzos (Von Mises)

mostrando la sección transversal de los modelos en 3D de varios

tamaños de cabezas de fémur y 2 materiales [MPa]. [9]

Para esfuerzos de Von Mises mayores a 600 MPa la alúmina fallaría,

en cambio con la circonia no ocurriría ésto debido a su alta resistencia.

Los mapas de concentración de esfuerzos muestran la influencia de la

profundidad del agujero en el diseño de la cabeza del fémur,

recomendando que para cirugías se seleccionen componentes que

permitan la total inserción del vástago dentro de la cabeza del fémur ya

que así el esfuerzo concentrado es mínimo. [9]



87

Figura. 6. Esfuerzos de Von Mises calculado para diferentes diámetros

de la cabeza del fémur y los dos materiales para una profundidad de

penetración 13,5 mm. [9]

La relevancia clínica del siguiente estudio está basada en la suposición

de que los huesos caninos son similares a los seres humanos, Sumner et

al. [11] han reportado que muchos de los efectos en el diseño de

implantes femorales observados en modelos caninos también se han

encontrado en humanos.

3.2. Simulación de un vástago femoral canino relleno con

polímero para evitar el escudamiento de esfuerzos.

Una de las principales causas de la pérdida de temprana de un implante

sin que haya rechazo biológico del mismo, está dada por el

escudamiento de esfuerzos, que produce recesión del hueso.

El escudamiento de esfuerzos en RTC se refiere a la concentración de

esfuerzos en zonas donde se pierde masa ósea cortical de la región

proximal del fémur, esta pérdida es debido a un proceso de reabsorción

ósea, causado por un estado anormal de cargas en las fibras del hueso

producto de la colocación de un implante femoral. El escudamiento de



88

esfuerzos está fuertemente afectado por dos factores, la rigidez

(módulo de Young) del material de implante y la geometría del vástago

femoral. Este fenómeno ha sido relacionado al aflojamiento aséptico

del implante hasta llegar a la pérdida de hueso [12], es una de las

causas más comunes de pérdida del implante. En la siguiente figura se

puede observar la introducción del implante de cadera, primero se

realiza la resección del cuello femoral y la cabeza escindida se

conserva en caso de ser necesario usar su tejido esponjoso. Se realiza el

fresado del fémur hasta alcanzar la cortical. El ensanchamiento femoral

se hace progresivamente, consiguiendo el espacio ideal cuando el

macho llega hasta la superficie de corte sin resistencia. Este paso evita

la fractura del fémur. Por último se acopla el vástago al fémur. [13,14]

Figura. 7. Preparación del canal femoral y colocación del vástago.

Fuente: http://www.acarc.com/ailments/hip_dysplasia/hd_treatment.html. Noviembre 2003.

Para el diseño de un vástago perforado para RTC con el fin de reducir

escudamiento de esfuerzos del fémur, se propuso el diseño de un

implante femoral de titanio capaz de estimular la transferencia de

cargas al hueso de la región proximal, disminuyendo así la

probabilidad de que ocurra pérdida de masa cortical. [12]

Se utilizó un perro raza rott-weiller de 35 Kg de peso, con 1 año y 8

meses de edad como modelo, por la facilidad de obtener información

de su esqueleto in vivo y de utilizar el modelo desarrollado en el futuro

en estos pacientes.

http://www.acarc.com/ailments/hip_dysplasia/hd_treatment.html.%20Noviembre%202003



89

Se construyó un modelo biomecánico de la articulación coxofemoral

canina, mediante 238 imágenes de Tomografías Axiales

Computarizadas (TAC) tomadas en un tomógrafo calibrado marca

MARCONI de modo helicoidal, de 512x512 píxeles.

Los contornos realizados de las imágenes del fémur en SURFdriver

fueron guardados en el formato IGES II y exportados a un modelador

de sólidos Pro/ENGINEER 2000i2. En este programa, el implante fue

modelado y ensamblado como un hueso, y exportado al programa

ANSYS en 3D para realizar el análisis de esfuerzos mediante

elementos finitos y determinar el comportamiento del vástago ante una

situación común de carga. Las propiedades mecánicas fueron asignadas

al fémur del canino basadas en el trabajo de Weinans et al. [15] para

evaluar escudamientos de esfuerzos.

Al vástago femoral se añadió un agujero (canal longitudinal), se

estudiaron cinco diámetros y profundidades diferentes que fueron

modelados para comparar la cavidad interna del fémur (el esfuerzo de

Von Mises), dispuesto a ser llenado de poliarileterquetona (PAEK), un

polímero de módulo de elasticidad controlable por medio de refuerzos

de grafito el cual servirá para disminuir la rigidez del implante,

controlado mediante un abordaje geométrico, que al disminuir su peso

distribuye las cargas en forma más homogéneas. Se realizaron dos

simulaciones preliminares, la primera de ellas fue modelando el

implante sólido (sin agujero) y luego la simulación considerando el

agujero a llenarse con PAEK.

En las figuras 8-a y 8-c se muestran implantes construidos mediante

CAD, estos diseños fueron realizados de acuerdo a parámetros

anatómicos estandarizados. En la figura 8 (c) muestra un modelo

simplificado del hueso, su geometría interna es exactamente igual a la

externa del implante, el modelo se presta para variar la geometría

interna del implante (agujero o canal), las propiedades del polímero de

llenado, las condiciones de carga de la cabeza femoral y la longitud del

vástago. Una de las limitaciones es que el diseño presenta el valor

teórico del módulo de Young (máximo) entre 20 y 23 GPa, ya que no

fue calculado a partir de las imágenes obtenidas mediante TAC, donde

es necesario la verificación y calibración del módulo de Young en un



90

sistema tan heterogéneo y complicado como es el implante-hueso. En

la figura 8-d el modelo fue construido del sistema implante-hueso real,

está constituido por las imágenes que proporcionan los datos del

estudio tomográfico, las cuales fueron cambiadas en formato para el

cálculo de las propiedades mecánicas locales del modelo del hueso y

del implante en Pro/ENGINEER, así como los ensamblajes.

Figura. 8. (a) Modelo del implante realizado en Pro/ENGINEER. (b)

Modelo genérico implante-hueso simplificado construido en

Pro/ENGINEER; (c y d) Ensamblajes del sistema real implante-

hueso.[12]

En la optimización del implante se observó una tendencia irregular para

el esfuerzo de Von Mises en relación con el diámetro de la cavidad

interna, esto sugiere que hay un diámetro mínimo del agujero que debe

ser superado para que el implante pase de un comportamiento sólido a

agujereado como se observa en la figura 9-a. Con agujero se encontró

que el esfuerzo de Von Mises aumentó sucesivamente conforme se

incrementaba el diámetro del agujero (ver figura figura 9-b), sugiriendo

que la rigidez del implante disminuye a medida que el agujero crece en

diámetro, el efecto de este parámetro está ligado primordialmente a la

disminución de peso del implante, sin embargo, existe un punto de



91

saturación para el cual mayores incrementos del diámetro no

producirán disminución de la rigidez del vástago.

Figura. 9. Variación del esfuerzo de Von Mises en función de: a)

diámetro de la cavidad longitudinal del implante. b) la profundidad de

la cavidad longitudinal del implante. [12]

El implante agujereado permite cierto control de su rigidez mediante la

manipulación de la geometría interna y manteniendo la externa

constante, ofreciendo una distribución de los esfuerzos proximales en

un implante morfológicamente similar a las prótesis que actualmente se

encuentran en el mercado como se puede observar en la figura 10.

Mediante el análisis computacional el peso obtenido fue de 214,73 g

para el implante sólido, mientras el implante agujereado el peso fue de

71,91 g debido a la baja densidad dada por el polímero, lo que produce

una reducción de peso en un 66,5%.

Otra de las ventajas principales del uso de PAEK para sustituir el

espacio vacío interno del vástago es la combinación adecuada entre la

geometría del agujero y las propiedades mecánicas del polímero (que

son controlables reforzándose con grafito) de manera de reducir el

escudamiento de esfuerzos proximal sin perjudicar el manto del

cemento.



92

Figura. 10. Distribución del esfuerzo de Von Mises en función de la

variación de: a) diámetro y b) profundidad de la cavidad longitudinal

del implante. Los resultados muestran la máxima carga alcanzada es a

los 65 mm de profundidad. D = diámetro, d = profundidad. [12]

Aunque existen factores geométricos que impiden que los sistemas

(humano-canino) sean perfectamente comparables, sin embargo, los

mismos principios biomecánicos, como la remodelación, reabsorción

ósea y las tendencias obtenidas en este estudio en cuanto al

comportamiento de la rigidez del vástago si podrán ser objetos de

extrapolación y pueden ser consideradas en el diseño mecánico de

nuevos implantes.



93

A continuación se describe el diseño de materiales de los componentes

para aumentar la vida útil de las prótesis de cadera para ello se

realizaron los siguientes estudios.

3.3. Estudio de nuevos materiales como alternativas para la

fabricación de componentes de prótesis de cadera.

La aleación Ti6Al4V, aunque es muy utilizada en implantes, es todavía

muy dúctil y poco resistente si se utiliza en estructuras delgadas como

la propuesta anteriormente. Por ello se estudió la posibilidad de

optimizarla mediante aleación mecánica (triboquímica).

3.3.1. Optimización de la aleación de Ti6Al4V para ser utilizado en

implantes de cadera en el vástago.

Para mejorar las propiedades mecánicas de la aleación Ti6Al4V (% en

peso), se utilizó el proceso de aleación mecánica (AM) o como es

conocido actualmente triboquímica, que es uno de los procesos

innovadores que genera nuevas microestructuras y mejores propiedades

mecánicas, en una gran variedad de aleaciones.

Los aluminuros de titanio (α2-Ti, Al y γ-TiAl) son materiales que

poseen baja densidad, alta resistencia específica, alta resistencia

mecánica a elevadas temperaturas, conservan su modulo elástico y

tienen excelente resistencia a la termofluencia. Una seria desventaja en

el uso de estos intermetálicos es su generalmente baja ductilidad a

temperatura ambiente. [16] Para incrementar su ductilidad se ha

utilizado el refinamiento de tamaño de grano a niveles nanométricos,

mediante la adición de elementos aleantes, como el vanadio y con

modificaciones microestructurales como la homogenización,

refinamiento del grano o tratamientos térmicos innovadores.

El vanadio es un elemento aleante de especial interés para Venezuela,

debido a la presencia del mismo en las cenizas de los petróleos

pesados. Asimismo, la aleación Ti6Al4V, es probablemente la más

usada en implantes de fémur de larga vida útil.



94

Para determinar el tiempo de molienda necesario que produzca polvo

metálico de Ti6Al4V con granos o faces de tamaño nanométrico (1-10

nm), con transformaciones parciales de la estructura cristalina

(metaestable) Ti3Al “α2” a la estructura cristalina (estable) TiAl “γ” y

con amorfizacion parcial de la aleación, se utilizó polvo prealeado

Ti6Al4V (%peso), con tamaño promedio de partícula de 200 μm. La

aleación mecánica, se realizó en un molino agitador de alta energía

Spex 8000, con vaso sellado en atmósfera de gas argón con esferas de

acero al cromo de alto carbono SAE 52100 de diámetro 4,76x10-3 m.

La relación de peso bola-polvo fue de 10:1. Se agregó 1% en peso de

ácido esteárico para limitar la aglomeración del polvo. Los tiempos de

molienda fueron 0, 1, 3, 4, 11, 16, 20 y 24 horas.

Una vez obtenida la aleación se procedió a sinterizar mediante el

equipo de prensado isostático en caliente (PIC) o HIP por sus siglas en

inglés, por un periodo de 24 horas, mediante dos etapas: la pre-

sinterización, efectuada a una temperatura de 635 ± 4 ºC y una presión

de 28 ± 3,4 MPa y la segunda etapa sinterización, en donde las

muestras presinterizadas fueron procesadas isostáticamente en caliente,

una a la temperatura de 829ºC ± 5ºC y a la presión de 103 MPa ± 17

MPa y la otra a la temperatura de 745ºC ± 5ºC y a la presión de 207

MPa ± 17 MPa. Luego se les aplicó un tratamiento térmico de recocido

a diferentes temperaturas por tres horas a los polvos nanocristalinos.

Durante los tres procesos (AM, PIC y recocido), se caracterizó la

microestructura mediante microscopia óptica (MO), microscopia

electrónica de barrido (MEB Phillips 505) para determinar la

morfología, el tamaño de las partículas, fases presentes y porosidad, en

el polvo original y el molido, el cual presentó partículas en forma de

hojuelas con disminución en su espesor a pocos micrones al aumentar

el tiempo de molienda. Mediante microscopia electrónica de trasmisión

(MET Hitachi H-800) se determinó con exactitud el tamaño del grano,

el cual es homogéneo y de tamaño 300 nm en el polvo original, pero en

el molido el valor es de 25 nm después de una hora de molienda,

disminuyendo sucesivamente hasta alcanzar 5 nm a las 24 horas de

molienda, midiéndolo en las micrografías y para establecer la

estructura cristalina a través de la difracción de electrones se constató

la existencia de una fase amorfa a partir de las 3 horas de molienda.



95

Los patrones de difracción de rayos x (DRX Phillips, PW3710) del

polvo original muestran una estructura cristalina Ti3Al “α2”, en todos

los polvos procesados por AM los patrones indican una estructura

nanocristalina y un continuo ensanchamiento de las líneas Ti3Al

durante la molienda, que puede deberse a la reducción del tamaño del

grano y por los defectos y esfuerzos inducidos en el material durante la

aleación mecánica. Después de 3 horas de molienda aparecen en los

picos (100), (002) y (101) de Ti3Al un hombro correspondiente a la

fase amorfa y seguidamente de a las 16 horas de molienda aparece el

hombro en los picos (101), (100), (111) de TiAl y en los picos (002),

(101), (201) y (004) de Ti3Al. El refinamiento del grano fue

confirmado con MET.

Se ha observado que principalmente la AM del polvo pre-aleado

produce una transformación parcial de la fase metaestable Ti3Al a la

fase equilibrio (ordenada) TiAl durante la etapa intermedia de

molienda. Ésta transformación de α2 a γ ocurrió probablemente por la

asistencia en la movilidad atómica causada por la deformación y el

incremento de la temperatura durante el proceso.

Se determinó la microdureza del sólido sinterizado, en función de los

parámetros de PIC y de la temperatura de recocido. El incremento en la

resistencia mecanica (Rm) (directamente relacionada con la dureza)

obedece la relación de Hall-Petch (ecuación 1).

σ=σo + kd-1/2

Ecuación 2

Donde σ es el esfuerzo de deformación, σo es el esfuerzo de

deslizamiento de los planos activados, d es el diámetro del grano y k es

una constante.[17] Aunque la dureza o la Rm en los materiales

nanocristalinos es más elevada que en los materiales policristalinos con

granos de tamaño micrométrico; su variación con el tamaño de grano,

no siempre obedece la relación de Hall-Petch, la pendiente k es a veces

positiva y a veces negativa.[18] Por lo tanto la reducción en el tamaño

de los granos a niveles nanométricos, generalmente resulta en un

aumento en la resistencia mecánica y en la dureza (la cual está



96

directamente relacionado a la primera), acompañada de un

mejoramiento en la ductilidad en cerámicas e intermetálicos. [16]

Mediante las difracciones de rayos X aplicadas a la aleación, obtenida a

través de la sinterización mediante PIC, de los polvos de Ti6Al4V

preparados por AM, con granos de tamaño nanométrico parcialmente

amorfos, y en las muestras sinterizadas y recocidas, se observó la

existencia de una estructura dúplex (α2 + γ), acompañada de las fases

Al3Ti y Al23V4 minoritarias, dichos compuestos posiblemente se

forman en las pocas zonas ricas en aluminio.

Los parámetros de sinterización del polvo metálico, de la aleación

nanocristalina Ti6Al4V parcialmente amorfa, que produjeron la dureza

más alta fueron: presión 103 MPa y temperatura de 829ºC por el

tiempo de 2 horas, ya que presentaron la estructura dúplex (α2 + γ)

esperada, un tamaño de grano nanométrico (23 nm) y una dureza

promedio más elevada (1087 HV), que aquella sinterizada a la

temperatura de 745ºC y a la presión de 207 MPa, tamaño de grano de

30 nm y dureza de 520 HV.

La aleación nanocristalina de Ti6Al4V obtenida a través de la

preparación por medio de AM y la sinterización mediante PIC, luego

de un recocido, retiene la estructura cristalina dúplex deseada (α2 + γ),

permanece con tamaño de grano nanométrico (35nm). La dureza de la

aleación Ti6Al4V nanocristalina sinterizada por PIC y recocida (1752

HV), aumenta con respecto a la misma aleación sin recocido (1087

HV), que a su vez es mayor a aquella obtenida por fusión.

Los materiales de Ti6Al4V nanocristalino, obtenidos mediante aleación

mecánica de polvos prealeados y sinterizados por PIC, aumentan su

dureza al aumentar su tamaño de grano, hasta alcanzar un valor crítico

34 nm por encima del cual la dureza disminuye, lo cual ocurrió en la

muestra sinterizada a una temperatura de 745ºC.

En los tres procesos, los resultados indicaron principalmente, la

obtención de la estructura dúplex (α2 + γ) partiendo de una estructura

α2, la obtención de la fase amorfa en los polvos y la reducción del

grano a niveles nanométricos (5 nm) mediante AM con un tiempo de



97

molienda de 24 horas, y el aumento de la microdureza con el recocido.

Todo esto indica que las muestras fabricadas presentan unas mejores

propiedades mecánicas para la aleación de estudio y su posible

aplicación como el componente metálico de implantes de fémur.

Los siguientes trabajos se enfocaron en estudios tribológicos,

mecánicos y microestructurales de nuevos materiales cerámicos con el

objetivo de encontrar óptimas propiedades para realizar componentes

prótesis de cadera.

La circonia y la alúmina han sido ampliamente utilizadas en el campo

médico debido a su biocompatibilidad, excelente resistencia a la

corrosión, baja fricción, alta resistencia al desgaste, alta resistencia

mecánica y bajo costo. La tenacidad a la fractura de la alúmina puede

ser aumentada con la dispersión de partículas de tamaño nanométrico;

pero aún sigue en estudio y no ha sido usada clínicamente. [19] Por

estas razones el propósito de esta parte de la investigación fue fabricar

nanocompuestos con altos valores de dureza, resistencia al desgaste,

resistencia a la fractura y bajo coeficiente de fricción.

3.3.2. Microestructura y propiedades tribológicas del

nanocompuestos Al2O3/TiO2.

La materia prima utilizada fueron compuestos de α-Al2O3 de 300 nm y

TiO2 de 50 nm de alta pureza, la mezcla húmeda se realizó en una jarra

de polietileno con bolas de alúmina y con 300 ml de etanol durante 24

horas a 40 r.p.m. las composiciones de Al2O3/TiO2 variaron desde 0; 5;

10; 15; 20 y 25 mol% de TiO2. Las mezclas fueron secadas y molidas

de nuevo por 12 horas en las jarras utilizadas anteriormente. Las

mezclas fueron compactadas en un molde de grafito, cubiertos con

nitrato de boro (NB) y prensadas en caliente a 25 MPa y 1500ºC en una

atmosfera inerte de argón durante 1 hora. Se obtuvo la densidad

relativa usando el método de Arquímedes en un medio de tolueno. Las

fases cristalinas de los compuestos se estudiaron a través de difracción

de rayos X con radiación CuKα, la microestructura fue observada

mediante MEB.



98

Las muestras fueron cortadas y pulidas. Se les midió la longitud de las

grietas usando el MO. La resistencia a la fractura fue estimada usando

el método de indentación (ver ecuación 2).

KIc = 0,0726 (P/c3/2

) Ecuación 3

Donde c es el promedio de la longitud de las grietas desde el centro de

la indentación y P es la carga aplicada. [20]

El estudio tribológico se realizó utilizando un tribómetro de taco sobre

placa usando bolas de nitrato de silicio (Si3N4) en agua destilada a 37ºC

y 12 m/s por 24 horas. Se usó un profilómetro para leer la profundidad

del surco de desgaste y un planímetro para medir el área de desgaste. El

área gastada se observó mediante MEB.

La principal fase presente fue Al2O3, en segundo lugar el rutilo y la

fase minoritaria el titanato de aluminio (Al2TiO5), como se muestra en

el patrón de difracción y predicho por el diagrama binario de fases, el

titanato de aluminio se forma al reaccionar la Al2O3 y el TiO2 a

1280ºC.

Figura. 11. Patrón de difracción de rayos X del nanocompuesto

Al2O3/TiO2.[20,21].



99

La densidad relativa es inversamente proporcional al contenido de TiO2

como se puede observar en la siguiente figura, probablemente esto se

debe a la formación de Al2TiO5 ya que éste fase posee una densidad

ligeramente menor (3,2 g/cm3) que la alúmina (3,97 g/cm

3) y la titania

(4,24 g/cm3). [20,21,22]

Figura. 12. Variación de la densidad relativa del nanocompuesto

Al2O3/TiO2. En función de la adición de TiO2. [20,21].

La máxima resistencia a la fractura fue de 3,7 MPam1/2

y la HV 13 GPa

se lograron a la composición de 10 mol% TiO2 y esto pudo deberse a

las fases de rutilo y titanato de aluminio dispersas en la matriz de

alúmina. Se sabe que en compuestos pequeñas cantidades de TiO2

actúa como catalizador en el proceso de sinterización aumentando la

dispersión de fases secundarias mejorando las propiedades mecánicas.

Contrariamente para 10 mol% TiO2 ambas propiedades mecánicas

disminuyeron debido a la diferentes microestructuras presentes.

El volumen de desgaste disminuyó con la adición de TiO2 hasta llegar a

10 mol%, luego aumentó hasta 15 mol% y disminuyó ligeramente. Las

superficies desgastadas presentaron rasguños producto de desgaste

abrasivo, y se observaron microgrietas. La abrasión y la deformación

plástica fueron los procesos de desgaste predominantes. Lo que



100

conlleva a requerir de más investigación y desarrollo de este tipo de

compuestos si se quieren utilizar como material para fabricar

componentes de prótesis de cadera. Por lo tanto se continuaron con los

siguientes estudios.

3.3.3. Caracterización del compuesto cerámico Al2O3-TiC

Paralelamente se llevo a cabo el estudio del compuesto 70% Al2O3 y

30% TiC porcentajes en peso con el uso de diferentes tipos de aditivos

sinterizantes (Na2O-SiO2, MgO y Co). Esto se debe a la alta resistencia

al desgate y a la fractura que presenta este compuesto, proporcionando

otra alternativa para la fabricación de componentes de cabezas de

fémur. [23]

Para ello se conformaron probetas de los diferentes compuestos como

se observan en la tabla 2, mediante el prensado uniaxial de la matriz

con diámetro de pastilla 13 mm y presión aplicada de 300 MPa durante

2 minutos, aún cuando este proceso no presenta la mayor eficiencia en

la obtención de materiales de alta densidad como el PIC, pero reduce

los costos de producción del material.

Las probetas se sometieron a dos ciclos térmicos de sinterizado,

considerándose en cada ciclo dos temperaturas 1500ºC y 1600ºC. En el

ciclo Nº 1 la velocidad de calentamiento fue de 3ºC/min, luego se

mantenía a 450ºC por 1 hora y luego calentamiento a una velocidad de

5ºC/min hasta llegar 1500 y 1600ºC por una hora y se enfría a

25ºC/min.

En el ciclo Nº 2 la velocidad de calentamiento fue de 10ºC/min, luego

se mantenía a 450ºC por 1 hora y luego calentamiento a una velocidad

de 25ºC/min hasta llegar 1500 y 1600ºC por una hora y se enfría a

25ºC/min. La sinterización se llevó a cabo en un horno tubular bajo una

atmósfera de argón de alta pureza.



101

Tabla 2. Composiciones químicas usadas [23]

Materia

prima (%p/p)

Composición 1 Composición 2 Composición 3

Al2O3 70,00 70,00 70,00

TiC 30,00 30,00 30,00

Na2O 0,05 0,05 --

SiO2 0,05 0,05 --

MgO -- 0,10 --

Co -- -- 0,10

Se caracterizaron los polvos de Al2O3 y TiC, mediante MEB,

picnometría, DRX, EDX, se midió la densidad por medio del método

de Arquímedes, y la dureza Vickers. También se estudió la

bioactividad mediante el empleo de fluido simulado del cuerpo (FSC)

de pH=7,25 y 37ºC donde fueron sumergidas las probetas por un lapso

de 4 semanas. Pasado este tiempo se analizaron las probetas mediante

MEB y EDX, para evaluar la superficie de las probetas y verificar si se

llegó a formar una capa rica en calcio y fósforo, para determinar la

bioactividad de las cerámicas.

La composición que obtuvo mejores propiedades fue la que contenía

Co como aditivo y sinterizada bajo el ciclo térmico con mayor

velocidad de calentamiento (ciclo térmico Nº 2 a 1600ºC, con una

densidad relativa de 75,42%, dureza de 802 GPa y un menor volumen

de desgaste 1,0x10-7

m3/m, este valor es mucho mayor que los valores

reportados para la circonia 1,3x10-13

m3

y para el polietileno de ultra

alto peso molecular (UHMWPE) de 6,5x10-13

m3, que son los

materiales comúnmente usados en los componentes de prótesis de

cadera.

Aunque todas las composiciones fueron consideradas bioinertes al no

degradarse en el fluido, ninguna presentó las condiciones mínimas

necesarias (la alta resistencia al desgaste y a la fractura) para ser

consideradas candidatas como material para fabricar la cabeza femoral

del RTC y esto se debe probablemente a las técnicas de conformado y

sinterizado que no son las adecuadas.



102

El prensado uniaxial en frío, la sinterización en atmósfera controlada y

el porcentaje de aditivos presentes en las composiciones estudiadas no

promovieron la sinterización total de las probetas de Al2O3–TiC, esto

se evidenció en el bajo porcentaje de contracción, el elevado porcentaje

de porosidad aparente calculado por el método de Arquímedes y

confirmado por MEB y la baja densidad relativa, propiedades que

desencadenan en una baja tenacidad a la fractura y una elevada relación

de desgaste, por lo que el material se declaró no apto para ser material

usado como componente de prótesis de cadera.

Continuando con el desarrollo de nanocompuestos debido a que se

pueden obtener mejores propiedades en lo que se refiere a su

resistencia mecánica, ya que con tamaños <1μm, sus granos se

asemejan más a un cristal ideal por lo que posee menos defectos;

sumado a esto se tiene un material prácticamente isotrópico. [24] Se

procedió al estudio del compuesto Al2O3/TiO2/SiC.

3.3.4. Propiedades mecánicas del nanocompuesto Al2O3/TiO2/SiC.

La materia prima utilizada fue α- Al2O3 de 100 nm; TiO2 de 5 nm y SiC

ultra fino de 170 nm; la mezcla en húmedo al igual que los trabajos

anteriores, es el descrito en Lira et al. [22], la mezcla húmeda fue

secada mediante un evaporador giratorio y sinterizadas por arco de

plasma (Spark Plasma Sintering, SPS), a 1400ºC, A 50 MPa por 5 min.

Los patrones de DRX revelaron la presencia de α- Al2O3, TiO2

(anatasa) y titanato de aluminio (Al2TiO5) para las muestras sin SiC.

Para las muestras con SiC al igual que las anteriores presentaron las

fases ya mencionadas incluyendo β-SiC. La densidad relativa del

nanocompuesto disminuyó a medida que aumentaba el contenido de

SiC, al igual que en caso de Al2O3/TiO2. En la siguiente figura se puede

observar las micrografías obtenidas por MEB de las muestras con 0 y

3% de SiC donde se puede ver la presencia de dos fases. La fase blanca

fue identificada como una composición de alúmina y titania (Al2TiO5),

mientras la matriz consistió principalmente de Al2O3.



103

Figura. 13. Micrografías en MEB de los nanocompuestos Al2O3/

TiO2/SiC: (a) 0% de SiC y (b) 3% SiC. [22].

En la siguiente tabla se muestra una estimación del tamaño de grano en

función del contenido de SiC. La mayor distribución se encontró en la

muestra de 3% (desde 0,1 a 2μm), coincidiendo con la disminución de

la resistencia a la fractura en esta misma muestra. En la muestra con

10% de SiC presentó un tamaño de grano pequeño pero amplio en

distribución (como se observa en la tabla 3), y al igual que la muestra

con 3% esta presentó una ligera disminución en la resistencia a la

fractura, lo que puede sugerir que la dureza y la resistencia a la fractura

están relacionadas con el tamaño de grano y la distribución.

Tabla 3. Valores estimados del tamaño de grano de las muestras. [22]

Contenido

SiC (vol%)

Tamaño de grano

(μm)

0 1,5 1 1-2 3 1-2 5 0,5-1 10 0,1-1,5

Es decir, el aumento a la resistencia a la fractura está relacionado con el

modo de fractura y la disminución del tamaño de grano es debido a la

presencia de nanopartículas de SiC y Al2TiO5. (mayor número de

partículas finas precipitadas en los bordes de grano de las muestras), lo

cual tuvo una influencia positiva en el incremento de la dureza.

También se encontró que al aumentar la distribución de tamaño de



104

grano conduce a disminuciones en los valores de resistencia a la

fractura.

Mejorando el nanocompuesto se llevo a cabo el estudio de Al2O3/

TiO2/ZrO2, para analizar sus propiedades mecánicas y tribológicas.

3.3.5. Análisis tribológico de nanocompuestos de Al2O3/TiO2/ZrO2 y

Si3N4.

Para llevar a cabo este estudio se usaron los siguientes compuestos de

alta pureza: α- Al2O3de 300 nm; TiO2 de 100-300 nm; ZrO2 de 100 nm;

como materia prima para la elaboración de discos de nanocompuestos

Al2O3/TiO2/ZrO2. con variaciones en la composición ZrO2 de 0; 2,5; 5;

7,5; 15 y 20 mol%, mientras el contenido de TiO2 se mantuvo constante

a 10 mol% y la Al2O3 como remanente. Las mezclas húmedas y el

prensado en caliente se realizaron como el procedimiento descrito en el

estudio del Al2O3/TiO2 [19,20]. Luego se varió la temperatura de

sinterización 1200, 1300 y 1400ºC a la muestra que presentó el menor

volumen de desgaste, así como también el tiempo de sinterización a 30,

60 y 90 minutos. Las fases cristalinas de los compuestos se estudiaron

a través de difracción de rayos X con CuKα, la microestructura

mediante MEB y EDX para análisis químico. Se obtuvo la densidad

relativa usando el método de Arquímedes. La dureza Vickers y la

tenacidad a la fractura se estimaron a través del método de indentación,

con una carga de 98N por 15 segundos. La evaluación del volumen de

desgaste material se realizó como en el estudio de Lira et al. [19]

Las principales fases presentes fueron Al2O3y Ti2O3 en la muestra que

no contenía ZrO2, en la muestra de 7,5mol% de ZrO2 las fases

presentes fueron α- Al2O3, Ti2O3 y Zr5Ti7O24. Aunque la técnica

utilizada fue prensado en caliente no se encontraron las fases TiO2 y

Al2TiO5, presentadas en los estudios anteriores. El Ti parece existir en

forma de precipitados pero en algunos casos parece formar algún

compuesto con la alúmina. [20,21,22]

Para la composición de 7,5mol% de ZrO2 a 1500ºC y 60 min de

sinterización se obtuvo el coeficiente de fricción más bajo (0,1 - 0,3) y

un volumen de desgaste de (0,0046 mm3) como se puede observar en la



105

figura 14. Las variables que influyen en el aumento de la resistencia al

desgaste en nanocompuestos de Al2O3/TiO2/ZrO2 son la proporción de

circonia y el tiempo de sinterización. Los otros materiales presentan

mejor comportamiento mecánico, valores altos de HV, compactos casi

totalmente densificados y un tamaño de grano fino, todas estas

características son producto del prensado en caliente; pero el

comportamiento tribológico es inferior. Aunque no se encontró una

relación directa entre las propiedades mecánicas y tribológicas este tipo

de nanocompuestos podría ser un buen candidato para la elaboración de

prótesis de cadera ya que posee un coeficiente de fricción bajo.

Figura. 14. a) Variación del volumen de desgaste del nanocompuesto

en función del contenido de circonio. b) Variación del coeficiente de

fricción con el tiempo de deslizamiento para diferentes composiciones

de circonio. c) Variación del volumen de desgaste de la muestra con

7,5mol% de ZrO2 con la temperatura de sinterización. d) Variación del

coeficiente de fricción con el tiempo de deslizamiento para la muestra

con 7,5mol% de ZrO2 a diferentes temperaturas de sinterizado.[19]



106

En el caso de las cerámicas el desgaste se asocia al agrietamiento

frágil. [25,26] También la resistencia al desgaste en materiales como

alúmina, se relaciona al tamaño de grano fino. Aunque la composición

de 7,5 mol% de circonia presenta el menor volumen de desgaste y el

coeficiente de fricción más bajo como se comentó anteriormente, las

propiedades mecánicas no son las mejores para esta composición.

La tenacidad, es decir la energía absorbida antes de producirse una

fractura puede incrementar con la generación de nanogrietas, las cuales

son bloqueadas tanto por los bordes de grano como por las

nanopartículas que han sido distribuidas en los granos y en los bordes

de éstos por el proceso de sinterización a altas temperaturas, como si

fueran inclusiones.

La multiplicación de nanogrietas podría ser comparable a la

multiplicación de dislocaciones en los metales. Siempre que éstas no

coincidan para formar microgrietas, cuyo tamaño pueda conllevar al

tamaño crítico de fractura frágil y en el caso de desgaste a la formación

de partículas que se desprenden aumentando el volumen desprendido

de la superficie, aunque éstas puedan servir, una vez removidas, de

“tercer cuerpo” entre la pareja tribológica y por ende contribuir tanto

de lubricante sólido como de abrasivo.

En el caso del uso de este tipo de cerámica como material biomédico, a

pesar de la disminución de un coeficiente de fricción por la generación

de polvo entre la pareja tribológica, este polvo tendría un resultado

negativo en el organismo del paciente por lo cual sería necesario

asegurarse que la disminución del coeficiente de fricción no dependa

de la aparición de un tercer cuerpo entre la pareja tribológica, es decir

del desgaste.

Si se acepta la propuesta de Lawn. [27] donde el desgaste producido

por partículas duras sobre una superficie es ocasionado por la

generación de grietas al partir de una zona deformada plásticamente,

entonces la acción de los elementos aleantes al disminuir el tamaño de

grano, disminuirían la movilidad de las dislocaciones en lugar de frenar

el movimiento de las grietas como aquí se propone. En ambos casos el



107

efecto final sería el mismo pero en una cerámica se generan

nanogrietas y no es necesaria la hipótesis de que se multipliquen y

deslicen dislocaciones en materiales con enlaces iónicos y covalentes,

los cuales requieren de una muy alta energía para deslizar los planos

más compactos.

Tomándose en cuenta que las propiedades tribológicas cambian con el

medio. En el caso de Morillo et al. [28] se hizo el estudio tribológico

del nanocompuesto en estudio Al2O3/TiO2/ZrO2 (bajo las mismas

condiciones del estudio presentado) en un tribómetro de bola sobre

disco, contra nanocompuesto de Al2O3 (bolas de diámetro de un ¼ de

pulgada) con una velocidad de deslizamiento de 20 mm/s, a una

frecuencia de 1Hz por una hora con una carga de 49N, en este caso se

utilizaron 2 fluidos diferentes como lubricantes: (a) una solución de

suero fetal bobino (SSFB) diluido en agua 30%vol con azida de sodio

(NaN3) y

(b) agua destilada. Se encontró que el volumen de desgaste de los

nanocompuestos Al2O3/TiO2/ZrO2 era alrededor de 2 a 6 x10-8

mm3/Nm y el coeficiente de fricción desde 0,3 a 0,5 para la muestra en

suero bobino y de 0,4 a 0,7 en agua, en el caso del nanocompuesto

Al2O3/TiO2/ZrO2 con 15mol% de ZrO2 (nomenclatura utilizada en el

gráfico ATZ150) presentó el más bajo coeficiente de fricción para

ambos lubricantes y volumen de desgaste de 1,77x10-8

mm3/Nm en

suero bobino. En este estudio el mejor lubricante fue el suero bobino

como se ve en la figura 15. A partir de la muestra con 7,5mol% de

ZrO2 (ATZ75) el volumen de desgaste disminuye con el aumento de

contenido de ZrO2. La disminución del coeficiente de fricción se debe a

las proteínas y lípidos y la presencia de AlPO4 que se forma en

reacción en medios biológicos. [28]



108

Figura. 15. Variación del volumen de desgaste de las muestras de

alúmina con diferentes composiciones de ZrO2 en diferentes medios

[28].

Esto comprueba que las propiedades tribológicas de los

nanocompuestos de igual material dependen del medio del ensayo en

seco (el material óptimo fue 7,5mol% de ZrO2) o en húmedo (el

material óptimo fue 15mol% de ZrO2) arrojan resultados diferentes.

Los compuestos para prótesis de cadera o para cualquier implante antes

de ser aplicado clínicamente, deben someterse a pruebas de

bioactividad, como se verá en el siguiente estudio.

3.3.6. Recubrimientos de vidrios bioactivos sobre sustrato de alúmina

La alúmina nanométrica es un material atractivo para ser usado como

implante en humanos, gracias a que exhibe buenas propiedades

mecánicas, debido a su tamaño, lo cual resulta un factor importante en

este tipo de aplicaciones. [24]

En este estudio, se emplearon sustratos de alúmina nanocristalina,

pastillas que fueron obtenidas mediante prensado uniaxial con cargas

aplicadas de 200 y 300 MPa por 5 minutos con un pre-prensado de la



109

mitad de la carga total (100 y 150 MPa respectivamente) por un tiempo

de 2 min. Finalmente, se pesaron y midieron las dimensiones de las

probetas en verde. Se sinterizaron a una temperatura de 1450°C con un

tiempo de meseta de 1 hora y una tasa de calentamiento y enfriamiento

de 10°C/min.

Para evaluar la biocompatibilidad y bioactividad en condiciones in

vitro se recubrieron con una capa de biovidrio. Se prepararon 25

gramos de cada composición de vidrio bioactivo. Las composiciones de

los biovidrios se muestran en la siguiente tabla, los detalles de la

preparación se muestran en Barrios et al. [29]

Tabla 4. Composiciones de las mezclas de óxidos para la producción

de vidrios bioactivos. [29]

Óxido

Composición 1

% g

Composición 2

% g

Composición 3

% g

SiO2 49 12,25 49 12,25 48 12

Na2O 23,6 5,9 23,8 5,95 24,9 6,225

CaO 22 5,5 21,6 5,4 20,8 5,2

P2O5 4 1 3,8 0,95 3,5 0,875

B2O3 0,5 0,125 0,6 0,15 1 0,25

Al2O3 0,9 0,225 1,2 0,3 1,8 0,45

Para evaluar sus propiedades mecánicas, las pastillas fueron

caracterizadas usando dureza Vickers, MEB y densidad por medio del

método de Arquímedes.

Para los esmaltes se usaron fritas de tres composiciones de biovidrios

diferentes, cuyo proceso de fusión se ejecutó a una tasa de

calentamiento de 5ºC/min hasta 1450ºC por 1 hora con una meseta a

1000ºC por 30 min. Para realizar el recubrimiento sobre el sustrato se

usó la técnica de esmaltado con aerógrafo. Se emplearon varios ciclos

de cocción del recubrimiento, tomando como punto de partida las

curvas de calentamiento de estos, eligiendo el que tenía mejores

propiedades físicas.



110

Para el estudio de bioactividad, se empleó FSC, donde fueron

sumergidas las muestras por diferentes períodos de tiempo hasta 5

semanas. [30] Para su caracterización se usó MEB y EDX.

Se obtuvo que las pastillas prensadas a 300 MPa exhibieron mejores

propiedades mecánicas, presentando un valor de HV=16,2 GPa con un

2,5% de porosidad y un tamaño de grano de 930 ± 184 nm. Cuando se

analizaron las muestras esmaltadas se observó que a menor espesor de

recubrimiento, menor eran los defectos presentes y que la adherencia

del mismo al sustrato va a depender de la composición de los esmaltes

usados.

Del ensayo de bioactividad, los recubrimientos poseen menor actividad

química que los vidrios conformados, dando como resultado que los

tres esmaltes sean biocompatibles, formando una capa protectora rica

en Si y en el esmalte de composición 1, se formó una capa rica en Ca y

P a la tercera semana de inmersión en el FSC, como se observa en la

siguiente figura.

Figura. 16. Micrografías de MEB (800x) y barrido lineal de la sección

trasversal del sustrato prensado a: a) 300 MPa y recubierto con el

vidrio 1, semana 3. b) 200 MPa y recubierto con el vidrio 2, semana 4.

c) 300 MPa y recubierto con el vidrio 3, semana 5. (S) sustrato, (E)

esmalte, (R) resina [24]



111

Con la finalidad de recrear las condiciones de trabajo de los nuevos

materiales obtenidos y propuestos para las prótesis de cadera se diseñó

un tribosistema que reproduce los movimientos y cargas aplicadas a la

articulación coxofemoral durante el ciclo normal de caminata dentro de

los estándares ISO 14242 permitiendo el ensayo entre materiales

biocompatibles.

3.4. Diseño de un simulador de cadera para estudios tribológicos

En la actualidad existen varios simuladores, los cuales poseen dos o

tres grados de libertad y reproducen algunas condiciones fisiológicas y

cargas en la articulación, mediante sistemas hidráulicos y neumáticos.

Pero este nuevo diseño, mediante la construcción de un sistema

mecánico, presentó la realización de ensayos de desgaste entre

materiales biocompatibles con los cuales pueda reducirse, a largo

plazo, el fenómeno de aflojamiento y perdida de los implantes totales

de la cadera. [31]

El implante de cadera consiste en una copa acetabular y la cabeza

femoral. En este diseño el componente acetabular se colocó en una

base que posee dos grados de libertad (rotaciones) alrededor de dos

ejes perpendiculares a través de un mecanismo similar a la plataforma

de Stewart que proporciona movimiento mediante extensión y

contracción de barras. Se realizó el diseño de esta estructura realizando

un análisis estático a carga máxima en los elementos horizontales y

verticales (seguidores) de la estructura; para esto se colocaron

dimensiones supuestas iniciales con las cuales se determinó que el

material para la fabricación de estos elementos deberá poseer unas

propiedades específicas de resistencia mecánica para garantizar que

con las dimensiones propuestas en los elementos verticales, sometidos

a compresión axial, no sea posible que se presente el fenómeno de

pandeo. En la figura 17 se muestra la descripción general de la

estructura mecánica.



112

Figura. 17. (izq) Descripción general del diseño del simulador de

cadera; (der) parte central de la estructura. [31]

El componente femoral ubicado en la parte superior posee una rotación

sobre su propio eje, completando las componentes de movimiento del

ciclo. El sistema de generación de movimientos, consiste, para cada

rotación, en dos levas iguales colocadas en sentidos opuestos sobre el

mismo eje. Se realizó el diseño de la misma para cada rotación aplicada

sobre el elemento central (movimientos de aducción/abducción y

flexión/extensión). Para obtener la rotación respecto al eje vertical

(media/lateral), se diseñó una leva mediante una palanca pequeña que

generará la rotación del vástago del elemento superior o femoral.

Para diseñar cada una de estas levas primero se realizaron los

diagramas de desplazamiento lineal de los seguidores y se determinó el

radio primitivo de cada una de las levas. Con estos datos y mediante la

utilización del programa OSCAM V51, se obtuvieron los gráficos de

velocidad y aceleración de los seguidores y curvatura de perfil de cada

una de las levas; analizando cada una de las gráficas, se determinó el

comportamiento general de los sistemas leva-seguidor. Los perfiles de

las levas obtenidos pueden observarse en la figura 18.



113

Figura. 18. Perfil de las levas para: (izq) rotación en el plano frontal

(aducción/abducción); (centro) rotación en el plano sagital

(flexión/extensión); (der) rotación lateral/medial. [31]

El sistema de aplicación de carga, consiste en un cilindro

hidroneumático, que comprimiendo una masa fija de aire, genera una

fuerza que se transmite a través del aceite hasta el vástago del elemento

central. La variación de fuerza se obtiene mediante una mayor o menor

compresión del aire a través de un pistón cuyo movimiento

reciprocante esta generado por una leva diseñada de la misma manera

que la anteriores.

Igualmente se realizó un análisis de las fuerzas actuando sobre cada

una de las cuatros levas y sus seguidores (tres para los movimientos y

una para la aplicación de fuerza), para determinar la fuerza que debía

ejercer los resortes que ayudan a mantener los seguidores en su patrón

de movimientos sin saltos ni atascamientos. También, a partir de este

análisis se determinó el torque necesario que deberá proporcionar cada

unión de los movimientos de aducción/abducción, flexión/extensión y

rotación medial/lateral, se requieren motores que proporcionen un

torque mínimo de 0,86Nm y 0,05Nm, respectivamente. Por último,

para mover la leva para aplicación de fuerza se requiere un motor de

48Nm.

Se analizaron también, cada uno de los factores determinantes en el

diseño del cilindro-pistón neumático; obteniéndose que deba utilizarse

un grupo de veinte aletas anulares de 30 mm de longitud y 2 mm de

espesor, para disipar el calor que se genera por la compresión del

aceite.



114

Se observa entonces que este diseño posee las características

principales de los simuladores existentes pero con la versatilidad de

ensayar distintos pares tribológicos, mediante un sistema de aplicación

de cargas y generación de movimientos capaces de reproducir el ciclo

normal de caminata en la articulación coxofemoral, dentro de los

estándares ISO 14242 a una frecuencia de 1 Hz, los cuales son: ISO

14242-1 (Implantes quirúrgicos; Desgastes en prótesis totales de

cadera. Parámetros de carga y desplazamiento de máquinas para la

medición del desgaste), e ISO 14242-2 (Implantes quirúrgicos:

Desgaste en prótesis totales de cadera. Medición del desgaste). [31]

Luego de haber descrito la optimización del diseño, los nuevos

materiales de aleación del vástago, las propiedades mecánicas y

tribológicas de los nanocompuestos de los componentes para realizar

un RTC, se presenta a continuación el estudio de recubrimientos

cerámicos sobre componentes metálicos los cuales son parte de este

estudio de prótesis total de cadera, para mejorar la adhesión del vástago

al muñón del hueso.

3.5. Recubrimientos de Hidroxiapatita (HA) sobre substratos

orgánicos e inorgánicos

Actualmente, se piensa que el requerimiento esencial para que un

material artificial promueva la osteogénesis del hueso vivo es la

formación de una película de apatita biológicamente activa, ya que

distintos estudios han demostrado que la provisión de un ambiente rico

en calcio y fósforo en la vecindad del implante genera el crecimiento

óseo dentro de los poros superficiales del mismo. Se considera que la

hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2] es el material más cercano en

composición al hueso, se caracteriza por su gran biocompatibilidad con

el sistema óseo, ya que ésta es similar a la apatita carbonatada que

conforma el 65% de la fracción mineral del hueso, y por tanto es

importante su estudio como material para las prótesis óseas. [32,33]

La HA es un material muy frágil, lo cual la hace inadecuada para

ciertas aplicaciones; además de ello la posible formación de otras fases

de fosfatos cálcicos que tienen poca estabilidad en comparación con la



115

HA, tienden a disminuir la adherencia con sustratos metálicos

bioinertes. [6,33]

Se busca optimizar la producción de HA, para recubrimientos sobre

sustratos orgánicos e inorgánicos, para la promoción del crecimiento

del tejido óseo que permita un anclaje mecánico entre el hueso y la

prótesis. Una de las principales razones es combinar las propiedades

mecánicas del metal con las propiedades osteoinductivas de la HA con

el objeto de acelerar la adhesión al hueso y favorecer la

oseointegración del implante. Otra razón es minimizar la liberación de

iones metálicos de los implantes causada por la disolución, que durante

el tiempo de vida del implante ocurre sobre la capa de óxido causando

inflamación del tejido y eventualmente la falla del implante. [34,35,36]

Numerosos procesos han sido desarrollados para la obtención y

deposición de HA, como: sol-gel, síntesis hidrotérmicas, técnicas de

emulsión, electroforesis, termorrociado por plasma. El de más fácil

acceso es el método biomimético, el cual es un proceso sencillo que se

basa en la nucleación y crecimiento de la apatita, siendo necesaria una

solución con concentraciones iónicas similares a las del cuerpo

humano, donde el sustrato a recubrir es ayudado por medio de un

agente catalizador de la nucleación, como es el caso de los biovidrios.

[32,35,37,38,39,40,41]

Para este estudio se utilizó como substrato placas de acero inoxidable

(316L), polimetilmetacrilato (PMMA) de área 1cm x 4cm y espesor de

1 mm; discos sinterizados de 2,54 cm diámetro y 1,85 mm de espesor

de: HA, CaCO3, circonia-calcia (Ca-PSZ) y circonia-calcia con 20%

HA.

En el caso de las probetas de CaCO3-HA, se utilizaron dos tipos de

composiciones volumétricas:

10%CaCO3-90%HA

20%CaCO3-80%HA



116

Las probetas de Ca-PSZ prensadas a 106 MPa se evaluaron a diferentes

tiempos de sinterización 1, 5, 7 y 9 horas a 1500ºC, el aglomerante

utilizado fue polientilenglicol 400 al 3% v/v.

Las probetas de circonia-calcia con 20% HA, fueron prensadas a 48

MPa y como aglomerante se utilizó agua destilada al 5% p/p, la

temperatura de sinterización fue de 1100ºC durante 1 hora.

Los vidrios utilizados como agente catalizador poseen una composición

nominal de 50,19% CaO, 45,17% SiO2 y 4,64% P2O5, y se tenían dos

soluciones de FSC y 1,5 FSC. [30, 37,42,43]

La película de apatita fue obtenida sobre los distintos substratos

utilizándose el método biomimético, para la primera etapa de

nucleación de la apatita se cubrió en forma homogénea el fondo de un

vaso de precipitados de plástico de 500 ml con aproximadamente 5,4 g

de vidrio, para ponerlo en contacto con las probetas. Luego, tanto el

vidrio como las probetas fueron sumergidas en aproximadamente 300

ml de la solución FSC y colocados en un baño termostático a una

temperatura de 37ºC durante 4 días. Para dar paso al crecimiento las

probetas fueron volteadas y sumergidas en 300 ml de la solución 1,5

FSC exenta de vidrio y colocadas en el baño termostático a 50ºC

durante 7 días, como se observa en la siguiente figura.

Figura. 19. Procesos de nucleación y crecimiento de HA en FSC.

[32,43]



117

Al culminar el período de crecimiento, las muestras fueron lavadas con

agua destilada y guardadas en un desecador a temperatura ambiente.

Una vez realizada la caracterización de los recubrimientos mediante

DRX con radiación de Co a 35 Kv y 26 mA, en el caso del

recubrimiento sobre el PMMA y de las pastillas de HA la radiación

utilizada fue de Cu, la morfología y el espesor mediante MEB, se

obtuvo que las probetas sinterizadas a diferentes composiciones de

CaCO3-HA presentaron morfologías similares, con presencia de poros

menores a 100-150 µm de diámetro, por lo que estos materiales

generarían una fijación morfológica y bioactiva.

Los substratos cerámicos presentaron en los patrones de difracción una

única fase química, lo cual demuestra que no hubo cambios de fase

durante el proceso de prensado y de sinterización. También se les

determinó la resistencia a la flexión y el módulo de Young, mediante el

método de flexión de tres puntos, y se les determinó la porosidad total.

[30,42,43]

La diferencia radica en la densidad absoluta, la muestra con

20%CaCO3-80%HA presentó mayor densidad (2,774g/cm3) y mayor

porosidad (37,4%) que la muestra 10%CaCO3-90%HA (2,234 g/cm3) y

17,8%, respectivamente. El óxido de calcio presentó una mayor

densidad que el carbonato de calcio, implicando que el carbonato de

calcio se transformó en óxido de calcio. La muestra 10%CaCO3-

90%HA presentó mayor resistencia mecánica que la otra a causa del

porcentaje de la porosidad formada durante el proceso.

Las muestras de Ca-PSZ sometidas al método biomimético fueron las

sinterizadas a 1 y 7 horas, ya que presentaron mejores propiedades

mecánicas, sus porosidades fueron 23% y 16% respectivamente. Las

muestras con 20% de HA tuvieron mayor porosidad, en estas muestras

la HA dispersa en el substrato pudo actuar como núcleos para la

deposición del recubrimiento. Los análisis de DRX muestran que en

todos los casos el recubrimiento fue HA.



118

Como la nucleación fue inducida por vidrio, se obtuvo una capa

homogénea de HA amorfa, que posteriormente se sometió a un

tratamiento térmico a 800ºC con velocidad de calentamiento de

5ºC/min durante 1 hora se volvió cristalina. En el caso de la HA

formada a partir de la existente en el substrato (20% de HA), el

recubrimiento no es homogéneo y la HA es parcialmente cristalina,

debido a la precipitación de apatita amorfa sobre la superficie circonia-

calcia.

A pesar de que las probetas cerámicas presentaron bajas propiedades

mecánicas, su módulo de Young se encontró dentro del rango del hueso

compacto que abarca desde 50 a 500 MPa, lo cual indica que las

probetas podrían utilizarse como materiales para prótesis óseas.

[30,37,42,43]

En el caso del PMMA, material que ha sido usado en aplicaciones

médicas, se generó un recubrimiento con baja adherencia con espesor

promedio de 80µm, el patrón de difracción de este recubrimiento

mostró ser amorfo, probablemente debido al tiempo de nucleación no

fue suficiente para la generación de los núcleos estables de apatita. Otra

posible explicación se deba a que haya existido un crecimiento cuasi

epitaxial, es decir un crecimiento cristalino con un arreglo atómico

similar al del sustrato sobre el cual se produce. Por lo tanto, un

substrato amorfo como es el PMMA generará un recubrimiento

amorfo. [37,42]

Se debe tomar en cuenta que la HA amorfa es un material considerado

reabsorbible ya que es más soluble que la HA cristalina en los fluidos

corporales. Este tipo de material sirve para proveer a los tejidos óseos

cercanos de calcio y fosfatos para la regeneración de los mismos.

[37,42]

El espesor del recubrimiento generado sobre el acero 316L fue de 80

µm, y el análisis químico indicó la formación de HA y cloruro de

potasio, este último genera corrosión por picadura del acero.

En resumen, mediante el método biomimético se generarón

recubrimientos cristalinos sobre al acero 316L y las probetas



119

sinterizadas (10%CaCO3-90%HA y 20%CaCO3-80%HA), a excepción

del PMMA que presentó recubrimiento amorfo al igual que la circonia-

calcia, y la Ca-PSZ con 20% de HA un revestimiento semicristalino.

Los recubrimientos generados sobre las probetas sinterizadas

produjeron materiales biocompatibles y biofuncionales para

aplicaciones con bajas cargas, mientras que el recubrimiento generado

en el PMMA produjo un material bioreabsorbible.

Luego de haber trabajado con el método biomimético se consideró

utilizar colágeno como substrato ya que conforma el 90% de la

fracción orgánica del hueso y es además piezoeléctrico. En los años 50

los físicos I. Yasuda y E. Fukada descubrieron que el colágeno es la

razón fundamental de las reacciones piezoeléctricas de la estructura

ósea. [44,45] El colágeno es una sustancia orgánica que por su triple

hélice y la manera en la cual se encuentran alineadas las fibrillas del

tropocolágeno exhibe un momento dipolar permanente. Cuando el

hueso es sometido a contracciones mecánicas se originan cargas

eléctricas positivas en la zona convexa y negativas en la zona cóncava.

Esta propiedad piezoeléctrica característica de los cristales

anisotrópicos se observa en el colágeno. Esto se debe a que la matriz

orgánica en la cual se deposita la hidroxiapatita está compuesta

principalmente por un colágeno proteico el cual se encuentra en estado

cristalino. Su larga cadena de moléculas en espiral, se halla una junto a

la otra en una formación que constituye un patrón hexagonal regular,

visto desde el final. Por lo tanto el colágeno del cual está constituido el

hueso es un sistema cristalino capaz de generar cargas eléctricas. [46]

Figura. 20. Molécula de tropo colágeno con momento dipolar

permanente. [2]



120

De acuerdo a ley de Wolff, la aplicación de cierta deformación

mecánica en los huesos genera impulsos eléctricos que estimulan el

crecimiento óseo, produciendo una estructura anatómica capaz de

resistir la fuerza aplicada, donde en el lado cóncavo ocurre crecimiento

óseo ya que el potencial negativo estimula la producción de

osteoblastos y osteocitos mientras que en el lado convexo la polaridad

positiva estimula los osteoclastos a la resorción ósea [2,45,

47,48,49,50,51,52,53] como se observa en la siguiente figura.

Figura. 21. Polarización del colágeno al deformarse. En la banda de

arriba se representan fibras de colágeno alineadas normalmente, en la

de abajo está inclinada por que las fibras de colágeno que se extienden

por una cara, se comprimen en la otra; generando tensiones entre los

filamentos de colágeno adyacentes y las cargas opuestas que hay entre

ambos lados de la unidad. [2]

Para constatar sí la contribución de la piezoelectricidad en la formación

de HA es tan importante como la de las células óseas (osteoblastos), se

utilizaron fibras de colágeno y de un polímero sintético (termoplástico)

deformado y sin deformar en FSC, en ausencia de células óseas [54,55]

con el fin de verificar si la deposición de HA es un fenómeno orgánico

(netamente biológico) o solo electroquímico, es decir, si cumple la ley

de Wolff. El efecto piezoeléctrico del colágeno en ausencia de células

óseas fue constatado y reportado por primera vez por Lira et al en el

año 2007. [1]



121

3.6. Influencia de la piezoelectricidad del colágeno óseo y del

polímero en la formación de hidroxiapatita

En la realización de este estudio se usaron muestras de colágeno óseo

tipo I y dos tipos de nylon diferentes. El colágeno se obtuvo de conejos

blancos adultos de la especie Nueva Zelanda. Se tomaron los miembros

posteriores (fémur y tibia de ambos miembros) se limpiaron y

desmineralizaron descrito en [55]. Todo el proceso de limpieza y corte

de los huesos se realizó a 4°C. Las láminas de nylon (polímero

termoplástico) de aproximadamente 0,2 cm de espesor, se obtuvieron

de pellas que se colocaron en un horno al vacío, marca Fischer

Cientific, tipo Isotemp Vacuum Over, Model 285ª, por un lapso de 48

horas y a una temperatura de 110°C, eliminando toda humedad

existente en el material.

Una vez determinada la temperatura de fusión 230 y 280°C de las

muestras de nylon A y B respectivamente, usando una prensa

hidráulica con elementos calefactores marca Carven Laboratory Press y

un marco de acero inoxidable de unos 0,2 cm de espesor se les dió

forma de lámina al nylon en su respectiva temperatura de fusión. Al

finalizar se templaron en agua a temperatura ambiente.

Con el fin de polarizar el colágeno y las muestras de nylon (A y B)

para observar su influencia en la deposición de HA, se procedió a

deformar dichos materiales doblándolos en el interior de una manguera

de plástico de 0,6 cm de radio interior, a dichas mangueras, se le abrió

una ventana rectangular a lo ancho de la misma que servía como marco

(ver figura 22) para garantizar el contacto directo de la muestra con el

FSC.

Figura. 22. Colágeno deformado dentro de la manguera con la ventana

rectangular. [2]



122

3.6.1. Proceso biomimético

Para simular las condiciones corporales en las cuales ocurre la

regeneración de los huesos, se utilizó el método biomimético pero esta

vez sin incluir un catalizador. Para ello se tomó una columna de vidrio

y se sujetó a un soporte universal. En el interior de la columna se

sumergieron los sustratos de nylon y del colágeno óseo con y sin

deformación en el FSC [42,56,57,58]. Para emular la circulación

sanguínea del cuerpo, se dispuso de un vaso de precipitado que

contenía fluido fresco a temperatura controlada de 37°C y pH 7,4 en el

interior de la estufa, mediante una bomba peristáltica se garantizó la

circulación cíclica a lo largo de la columna, similar al flujo sanguíneo.

Es importante destacar que los experimentos in vitro de inmersión

dinámica en FSC, pueden simular mucho mejor las condiciones de

formación de apatitas en el cuerpo humano (siempre y cuando se

controle la velocidad) que usando fluido estático de FSC, el cual es

utilizado en la mayoría de los experimentos in vitro, [59,60]. Además

la circulación de la solución produce un suministro fresco de las sales o

de iones de la solución en el sistema evitando que estos vayan a

precipitar en el fondo del envase. [61]

Se colocó un aislante cubriendo la columna contenedora de las

muestras, evitando el intercambio de calor con el ambiente, y así

mantener la temperatura del sistema lo más cercana a la temperatura

corporal. Cada 7 días se retiraron 2 muestras del colágeno (una

deformada y sin deformar), y cada 2 semanas se extrajeron muestras

deformadas de cada nylon empleado y en la quinta semana las muestras

no deformadas y posteriormente se congelaron para su preservación.

Para observar la morfología de los compuestos depositados se

realizaron micrografías de las muestras de nylon ensayados, del

colágeno sin deformar y deformado (a tracción y a compresión)

expuesta al FSC. Las muestras de colágeno fueron cortadas

rectangularmente, liofilizadas y cubiertas con una capa de carbón. El

equipo empleado para realizar dichas micrografías fue un microscopio

electrónico de barrido marca HITACHI S2400.



123

Todos los sustratos se caracterizaron por EDX, técnica que permite

obtener de manera semi-cuantitativa la cantidad de calcio, fósforo y

otros elementos que se hayan adherido al sustrato. Conociendo la

relación atómica de Ca/P adherida al sustrato se infiere si se ha

depositado algún tipo de apatita, en especial HA. Para ello se trabajó

con un equipo marca THERMO.

3.6.2. La piezoelectricidad en el proceso de mineralización.

En la siguiente figura se presentan dos micrografías del área de

tracción y dos del área de compresión de los sustratos del nylon A y B

sumergidos en el FSC por cinco semanas. Se puede apreciar estructuras

irregulares con superficies aparentemente desgarradas, debido al lijado

previo al que fue sometido el nylon para la remoción del aluminio.

Figura. 23. Micrografías tomadas con MEB de los sustratos

deformados y sumergidos en FSC durante 5 semanas. Nylon A: (a) área

de tensión a una resolución de 400X, (b) área en compresión; Nylon B:

(c) área de tensión, (d) área en compresión. Todas a una resolución de

1000X. Los puntos marcados (1, 2, 3 y 4) indican las zonas donde se

realizó EDX. [3]



124

En el nylon A los sustratos sometidos al FSC por cinco semanas

presentaron la posibilidad de formaciones de fosfato monocálcico

debido a que los puntos (a2) y (b1) tuvieron una relación Ca/P cercana

a 0,5; y de fosfato cálcico anhidro o fosfato cálcico hidratado en los

puntos con relación cercana a 1,0 (b2). [32]

Las relaciones Ca/P obtenidas mediante la técnica de EDX para los

sustratos deformados del nylon B indican posible presencia de fosfato

monocálcico hidratado (Ca(H2PO4)H2O) para los puntos 2 y 5 de la

micrografía (c) y fosfato cálcico hidratado (CaHPO42H2O) ó fosfato

cálcico anhidro (CaHPO4) para los puntos 1 y 2 de la micrografía (d),

se presume la presencia de dichas apatitas según valores referenciales

(ver tabla 5). [32]

Resumiendo se observó que al deformar láminas de nylon solo se

cargan positivamente o negativamente las fibras del polímero que

quedaron sometidas a tensión, mientras que las fibras sometidas a

compresión pasan de estructura orientada en una dirección preferencial

a una estructura no ordenada, ocasionando que esta zona no se polarice,

generando este hecho que la deposición de apatita sobre la zona de

compresión sea aleatoria, como si no estuviese deformada.

Contrariamente a los ocurrido con la muestras de el colágeno óseo tipo

I deformadas, como se ve en la figura 24, sumergidas durante cuatro

semanas, presentó deposición de hidroxiapatita (relación atómica de

Ca/P =1,67) en la zona de compresión debido a la formación del dipolo

eléctrico en el colágeno que orienta las fibras del colágeno reordenado

las cargas negativas en la zona de compresión. En las zona de tensión y

en la muestras de control no hubo presencia considerable de la

hidroxiapatita.



125

Figura. 24. MEB del colágeno sumergido en FSC durante 4 semanas:

a) muestra deformada, área de compresión, b) muestra deformada, área

en tensión, c)muestra sin deformar, zona interior y d)muestra sin

deformar, zona exterior.[1,2]

3.6.3. Estabilidad térmica del colágeno y colágeno-hidroxiapatita.

Se realizó el Análisis Térmico mediante Calorimetría Diferencial de

Barrido (DSC) para determinar la estabilidad térmica del colágeno y

del colágeno-HA, y conocer el tipo de interacción energética existente

entre la capa de apatita depositada y la del colágeno, para los cuales se

utilizaron muestras en un rango entre 5,0-7,0 ± 0,1 mg obtenidas a

partir de los materiales en estudio (muestra descalcificada en fase

inicial y sumergida en FSC por cuatro semanas). Se procedió a colocar

cada una de las muestras en cápsulas de aluminio para ser analizadas en

un equipo PERKIN-ELMER DSC-7, bajo un ambiente de nitrógeno de

alta pureza. El rango de temperaturas estudiado fue de 0 a 150°C,



126

realizado a velocidades de calentamiento y enfriamiento de 20 y 40

°C/min. respectivamente. Antes de iniciar cada sesión de trabajo, se

calibró el equipo con muestras estándares de Indio y Hexatricontano.

El ciclo de trabajo utilizado para cada uno de los ensayos dinámicos

fue el siguiente:

A) Calentamiento controlado a 20°C/min. desde 0°C hasta 150°C.

B) Enfriamiento controlado a 40°C/min. desde 150°C hasta 0°C.

Los análisis térmicos realizados mediante DSC del colágeno que no fue

expuesto al FSC (muestra patrón), registró una endoterma cuya

temperatura de desnaturalización es de 109,73°C y una energía 985,22

J/g. El colágeno sin deformar que fue sometido a 4 semanas de

inmersión en FSC y que pudiera tener depósitos de calcio y fósforo

formados por precipitación en forma biomimética, registró una

endoterma cuya temperatura de desnaturalización es de 102,67°C y una

energía 856,07 J/g, como se puede observar en la figura 25. Lo que

sugiere que existe muy poca cantidad de compuestos en su superficie y

que las interacciones de dichos compuestos no son lo suficientemente

fuertes para modificar la estabilidad de su estructura por lo tanto, se

necesita menor cantidad de energía para romper los enlaces presentes

en las fibras de colágeno.

Figura. 25. DSC de la muestra deformada y sin deformar sumergidas

durante 4 semanas en FSC, y de la muestra patrón. [2]



127

El colágeno deformado inmerso durante 4 semanas en FSC registró una

endoterma cuya temperatura de desnaturalización es de 113,40°C y una

energía 772,79 J/g, la cual presenta un desplazamiento de la curva de

desnaturalización (aumento), que parece indicar que existe una energía

extra que es liberada en el proceso de calentamiento. Esta energía extra

se puede adjudicar al rompimiento de nuevos enlaces; corroborando la

existencia de un depósito sólido sobre la superficie del colágeno

fuertemente enlazado con él (quimisorción). Estas interacciones son de

tipo p-n (semiconductoras) en la cual, el colágeno posee un exceso de

electrones y la hidroxiapatita un defecto de ellos y por lo tanto, se

establecen enlaces polares entre ellos. El cambio energético a 100,4°C

se puede explicar como la deposición de HA sobre la superficie

comprimida.

La disminución de la entalpía en el sustrato deformado inmerso en FSC

durante 4 semanas, indica que existe mayor orden de las moléculas de

dicho sustrato y por lo tanto una tendencia a comportarse como un

material cristalino. Anteriormente en el estudio de recubrimientos de

HA sobre compuestos orgánicos e inorgánicos se demostró que la

hidroxiapatita tiende a nuclear en materiales que presenten orden

cristalino. Este orden de las moléculas causado por una menor energía

interna se transmite a los depósitos en su superficie, generándose un

crecimiento cuasi epitaxial de dichos compuestos, que de acuerdo a los

resultados de la relación estequiométrica reportado por MEB el sustrato

con deformación inmerso en FSC durante 4 semanas probablemente

está recubierto por hidroxiapatita. Dichos depósitos producen la

disminución de la energía superficial del colágeno y aumenta la energía

por unidad de volumen, condición fundamental para que pueda ocurrir

la nucleación y consecuente recubrimiento del sustrato con dichos

cristales.

La deposición de apatitas en polímeros, al igual que en el colágeno,

obedece a la polarización del material inducida por el efecto

piezoeléctrico generado al deformar los sustratos. En el caso del

colágeno se produce una mayor deposición de dichos cristales en el

área polarizada con cargas negativas correspondientes a la zona de

compresión siguiendo la Ley de Wolff. De lo cual podemos inducir que



128

la deposición de apatitas en el polímero, es igualmente promovida por

la formación de dipolos eléctricos, por lo cual observamos la cara

sometida a tensión cubierta por compuestos de calcio y fósforo y no así

la cara en compresión, ya que en polímeros piezoeléctricos la cara en

tesión presentaría cargas eléctricas y la cara en compresión sería

eléctricamente neutra.

IV. INVESTIGACIÓN EN DESARROLLO

La HA, como se mencionó anteriormente es producida en forma

industrial a partir de exoesqueletos coralinos y elementos químicos de

alta pureza. Métodos más confiables y de menor costo permitirán

disminuir el precio de las prótesis que la utilizan.

4.1. Proceso electrostático en la producción de Hidroxiapatita

Se procedió a la sintetización de HA por método electroquímico

totalmente controlable, a partir de FSC basado en los resultados de

experimentos anteriores.

En la realización de este estudio se fabricaron electrodos usando placas

de oro soldadas cada una con un alambre de oro 18 kilates y placas de

acero 316L soldadas con los cables de cobre, todas las placas de área 1

cm2, tubos de vidrio, para ser usados como aislantes de los cables e

hilos de oro, como se puede observar en la figura 26. Todas las placas

fueron preparadas metalográficamente. Después de fijadas las placas se

lavaron con agua destilada y secadas con etanol y aire caliente. Una

vez listos los electrodos se les midió a cada uno la continuidad eléctrica

mediante un multímetro.

4.1.1. Condiciones de electrodeposición.

Las condiciones bajo las cuales se llevo a cabo la electrodeposición en

los electrodos de oro y de acero 316L fueron las siguientes:

El tiempo de trabajo fue de 24h, la temperatura de trabajo 37°C, las

placas paralelas se encontraban a una distancia fija de 2±1 mm, se usó

el FSC como electrolito y un electrodo de referencia de calomelano



129

saturado (ECS), por la falta de adherencia del depósito se filtró el

precipitado de la solución para cada una de las experiencias realizadas,

luego fueron secados en la estufa para ser caracterizadas.

Figura. 26. a) Diagrama del montaje de los electrodos metálicos

formando un capo eléctrico uniforme entre las placas.[5,6]

La morfología de los compuestos formados se observaron mediante

micrografías de los substratos los cuales se recubrieron con una capa de

oro. El equipo empleado para realizar dichas micrografías fue un

microscopio electrónico de barrido marca HITACHI S2400. Para

conocer la relación atómica de Ca/P del material obtenido en las placas

se trabajó con un equipo de EDX marca THERMO.

4.1.2. Campo eléctrico no uniforme.

Para obtener los valores de los potenciales a trabajar se realizaron

curvas de voltamtría cíclica (VC), [6] con las cuales se determinaron 2

valores de potencial para realizar la electrodeposición (-45 mV; +100

mV).

El campo eléctrico no uniforme se realizó con electrodo de trabajo

(oro), contraelectrodo (grafito) y electrodo de referencia (ECS). Con

los valores obtenidos de la VC se polarizó el electrodo de trabajo para

inducir las reacciones que dan inicio a la nucleación y crecimiento de la

HA.



130

Al polarizar a -45 mV se obtuvo una deposición de color azulado en el

electrodo de grafito, contrariamente el electrodo de trabajo (placa de

Au) se obtuvo un recubrimiento de color negro cuyos análisis no

mostraron ningún valor relevante.

a)

Figura. 27. a) Micrografía del residuo recogido del electrodo de

grafito, con aumento de 200 X. b) Micrografía del recubrimiento

obtenido sobre la placa de oro a +1200 mV, con aumento de 100 X. c)

Micrografías del residuo que precipitó al fondo de la solución. A un

aumento 100 X. d) Micrografía del contraelectrodo de oro formando

campo eléctrico uniforme a 1200 mV.[6]

Los análisis de MEB y EDX realizados sobre el precipitado del

contraelectrodo, así como de la solución, mostraron aglomerados de

compuesto como se puede observar en la figura 27-a. el promedio de la

relación atómica Ca/P fue de 1,51, es muy probable que estos



131

compuestos estén constituidos por apatitas de fosfatos de calcio, como

el fosfato tricálcico (ver tabla 5), cuya relación atómica es 1,50.

Estos sólidos obtenidos, probablemente amorfos, pueden llegar a

convertirse en cristales de hidroxiapatita si pasan por un proceso de

sustitución y adición de átomos, dados por la ligera saturación de iones

calcio y fosfato, como también existe la posibilidad que mantengan su

estructura amorfa y sean reabsorbidos por el medio. [46]

Al ver que la deposición ocurrió en el contraelectrodo de grafito, que

estaba polarizado de manera positiva con respecto al FSC, se

modificaron las condiciones del sistema, de forma tal que se realizó el

ensayo empleando el valor pico del potencial anódico, de +100 mV.

Bajo estas condiciones no ocurrió deposición visible, probablemente se

deba a que se requiere un tiempo de estudio superior a las 24 horas.

Como el eletrodo de trabajo correspondía a una aleación de oro de 18

quilates, la cual contenía cantidades no determinadas de cobre y plata,

se decidió trabajar empleando un potencial de trabajo de +1200 mV.

Este valor se estableció luego realizar una evaluación de los diagramas

de Pourbaix del oro, cobre y plata, fijando un valor de pH de 7,4.

Hubo deposición sobre la placa de oro con poca adherencia, es debido

a las reacciones presentes, sobre todo por la evolución de gases en la

intercara metal-solución. [36] Las relaciones atómicas de Ca/P fueron

0,22 y 0,55, siendo este último un valor muy cercano al compuesto de

fosfato monocálcico hidratado, cuya relación atómica es 0,50.

También, se pudo observar un aumento en la cantidad de cobre,

proveniente del sustrato, siendo éste la especie más reactiva formado

algún óxido de cobre, lo que da la coloración azulada del depósito. Es

probable que exista una competencia entre los iones de cobre Cu2+

en

la formación de algún óxido y tal vez los iones de Na2+

que pudieran

llegar a sustituir a los iones de Ca2+

, disminuyendo la posible

formación de apatitas o HA.



132

4.1.3. Campo eléctrico uniforme placas de Au.

Utilizando par de placas paralelas de oro a ±1200 mV como se muestra

en la figura 26 hubo deposición sobre el electrodo polarizado

positivamente de color azul claro mientras que el electrodo polarizado

negativamente estaba negro. La relación atómica Ca/P para el electrodo

negativo fue de 2,04 muy cercano al valor del fosfato tetracálcico

monóxido cuya relación atómica es 2,00. En la zona 3 (figura 27-d) la

relación Ca/P es de 1,39 la cual es muy cercana al valor del fosfato

octacálcico (1,33). Para el electrodo positivo los valores de las

relaciones atómicas fueron no significativos.

Probablemente los depósitos son compuestos que continúan

manteniendo su estructura amorfa y que pueden actuar como

iniciadores en la formación de posible HA al igual que en el caso del

campo eléctrico no uniforme. [46].

Los resultados muestran que la deposición de algún compuesto fosfato

cálcico se encuentra en la placa polarizada negativamente,

contrariamente a lo que ocurrió en los experimentos usando el

contraelectrodo de grafito, lo que nos lleva a la disyuntiva de cómo

ocurre el proceso de formación de HA.

Se conoce de estudios in vivo de los implantes que están constituidos

por cerámicas basadas en fosfatos de calcio, que sus fases estables

dependen directamente de la temperatura y de la presencia de agua. A

37ºC solamente dos fosfatos de calcio son estables en medio acuoso

como los fluidos corporales; para valores de pH menores a 4,2, la fase

estable es el fosfato dicálcico, y para pH mayores a 4,2, la fase estable

es la HA. Pero a temperaturas mayores, aparecen otras fases estables,

como el TPC y el fosfato tetracálcico cuya relaciones atómicas se

muestran en la tabla 5. Estas fases que se encuentran deshidratadas

reaccionan con el agua o con los fluidos corporales a 37ºC

convirtiéndose en HA [32,62]. Por lo tanto es posible que las fases

obtenidas por electrodeposición puedan llegar a convertirse en HA.



133

Tabla 5. Compuestos de fosfatos de calcio que tienen uso biológico

como materiales quirúrgicos.[46]

Definición Química Fórmula Química Ca/P

Fosfato monocálcico hidratado Ca(H2PO4)H2O 0,50

Fosfato cálcico hidratado CaHPO42H2O 1,00

Fosfato cálcico anhidro CaHPO4 1,00

Fosfato octacálcico

pentahidratado

Ca8H2(PO4)5H2O 1,33

β-Fosfato Tricálcico (TPC) Ca3(PO4)2 1,50

Fosfato hidroxi pentacálcico

(HA)

Ca5(PO4)3OH 1,67

Fosfato tetracálcico monóxido Ca4O(PO4)2 2,00

Se debe tomar en cuenta que la composición del FSC va a favorecer

unas reacciones más que otras, como las siguientes [63]:

Ca2+

+ HPO4 2-

= CaHPO4 2H2O Ecuación 4

3Ca2+

+ 2PO43-

= Ca3(PO4)2 Ecuación 5

5Ca2+

+ 3PO43-

+OH- = Ca5(PO4)2 OH Ecuación 6

Es muy probable que las cargas negativas en el electrodo al igual que

en la zona de compresión en el colágeno atraen a los iones de calcio

Ca2+

presentes en la solución, que luego se enlazan con los iones

HPO42-

, HCO-3, y los OH

-y que por Ley de Coulomb se sabe que un

catión interactúa más fuertemente con los dipolos que un anión. [64].

También hay que tomar en cuenta la presencia de los iones de Cu y Ag

del substrato, los cuales influyeron en la formación de algunos óxidos,

posiblemente óxido cúprico (CuO) o hidróxido cúprico (Cu(OH)2) los

cuales son de color azul claro y óxido de plata (AgO) que es de color

negro. [65] Para corroborar este resultado y evitar la presencia de iones

de cobre y plata, se repitió el estudio de campo eléctrico uniforme pero

utilizando placas de acero 316L.

4.1.4. Campo eléctrico uniforme placas de 316L.

Para este ensayo las curvas de VC no mostraron picos anódicos ni

catódicos, como si el sistema en estudio se encontrará en la región



134

pasiva, por ende se realizó un barrido de diferencias de potencial 1000,

750 y 650 mV.

Bajo una diferencia de potencial de 1000 mV se observó en el

electrodo de trabajo (polarizado positivamente) la formación de un

depósito blanquecino, en la figura 28-a se observa la presencia de dos

morfologías distintas para las mismas condiciones de estudio. Una de

las morfologías es similar a la de pequeños racimos porosos conectados

entre sí (punto 1), y la otra presenta la formación de racimos compactos

de mayor tamaño (puntos 2 y 3). La relación atómica Ca/P fue 0,29.

Mediante el análisis del EDX se evidenció corrosión en el acero

inoxidable 316L, ya que se observa la pérdida de dos de los elementos

principales (Fe y Cr).

Para una diferencia de potencial de 750 mV después de 24 horas, en el

electrodo de trabajo se obtuvo una relación de Ca/P en diferentes zonas

de la muestra, un promedio de 0,32 que se encuentra en la figura 28-b.

En ambos casos se presentó corrosión de las placas de acero debido a la

diferencia de potencial en ese sistema. Al igual que en el cuerpo

humano el proceso de corrosión del metal, está relacionado a la

disolución de los iones metálicos en el fluido altamente salino

formándose un complejo metal-cloruro que se disuelve en el fluido

fisiológico limitando la pasividad del metal de manera local, creándose

una zona anódica muy pequeña rodeada de una zona catódica extensa y

esto trae como consecuencia la corrosión local de manera rápida

(picadura). [66]



135

Figura. 28. a) Micrografía del residuo que precipitó para una

diferencia de potencial de 1000 mV. A un aumento de 5000X. b)

Micrografía del residuo que precipitó para una diferencia de potencial

de 750 mV. A un aumento de 5000X. c) Micrografía del recubrimiento

que se formo el electrodo polarizado positivamente, para una diferencia

de potencial de 650 mV y una temperatura de 38ºC. d) A 650 mV y

temperatura de 37°C. e) A 650 mV y temperatura de 36°C. Estas 3 a un

aumento de 10000X.[5]

Basado en los resultados obtenidos anteriormente se trabajó con

diferencias de potencial menores a 750 mV, para evitar la corrosión del

sistema. Además, convino considerar la influencia de la temperatura,

ya que según el grado de temperatura se obtienen morfologías

diferentes de precipitados de apatitas. Por tanto, se trabajó a una

diferencia de potencial de 650 mV constate (no hubo corrosión del

sustrato) y variación de temperaturas de 38°C, 37°C y 36°C.

Para 38ºC en el electrodo de trabajo (polarizado positivamente) se

formó una fina película blanquecina, en algunas zonas del

recubrimiento la relación de Ca/P fue 1,66 parecido al fosfato hidroxi

pentacálcico (HA), en cambio en el punto 2 de la figura 28-c se obtuvo

una relación atómica de 1,68 es por ello, que se puede afirmar que el

recubrimiento obtenido es de HA. Al comienzo y al final del montaje

se midió los potenciales con respecto al electrodo de referencia ECS,

obteniéndose que los valores finales medidos de potencial aumentaron

para ambos electrodos de trabajo haciéndolos más nobles y por ende

con menor tendencia a corroerse, en la figura 28-c, se observa que la

morfología del recubrimiento es de partículas globulares aglomeradas

con pequeños cristales con aristas definidas lo que sugiere una alta

velocidad de nucleación, la formación de nuevos núcleos se da

preferentemente en las partículas de apatita ya formadas, para obtener



136

una morfología porosa, ramificada y de trazas muy finas, similar a la

del hueso humano.

Para 37ºC los potenciales finales de los electrodos de trabajo y

contraelectrodo con respecto al electrodo de referencia disminuyeron

haciéndolos menos nobles, es decir, que están más propensos a

corroerse, ya que el potencial negativo indica la disposición de ceder

electrones, lo cual favorece la corrosión electroquímica. En la figura

28-d se puede observar la formación de núcleos de fosfato de calcio de

morfología porosa y uniforme, por ende se observa una estructura

densa y compacta. La relación de Ca/P (1,6), se aproxima a la del

fosfato hidroxi pentacálcico.

Para 36ºC el potencial del electrodo de trabajo y del contraelectrodo

disminuyeron al final del proceso presentando menor tendencia a

corroerse, ya que los electrodos se hicieron más nobles. Sin embargo

para futuros estudios se sabe que las reacciones que ocurren en la

superficie del metal al estar en contacto con el medio específico pueden

modificar radicalmente su “nobleza”. [66]

A partir de la figura 28-e se observa que la morfología del

recubrimiento es de partículas esferoidales (ovoides) aglomeradas,

porosas y ramificadas, una estructura densa y compacta. La formación

de este tipo de microestructura pudo deberse a que la diferencia de

energía libre entre el líquido y el sólido era muy pequeña para reducir

el tamaño crítico del núcleo, lo cual contribuyó a que sólo se formaran

embriones. En el punto 1 de la micrografía (zona grisácea) se tiene la

relación de Ca/P de 1,65, sin embargo en el punto 2 (zona blanca)

también se muestra un valor cercano 1,71, esta relación de Ca/P

obtenida permite suponer que el depósito formado fue de fosfato

hidroxi pentacálcico, es decir, hidroxiapatita (Ca5(PO4)3OH).

La influencia de la diferencia de potencial aplicada a un par de placas

paralelas de acero inoxidable 316L en la formación de HA demuestra

que a valores de potenciales mayores a 750 mV el electrodo de trabajo

se corroe. Mientras que a una diferencia de potencial de 650 mV el

electrodo de trabajo no se corroe, y además según la temperatura a la

que se trabaje se obtiene en menor o mayor proporción fosfato cálcico

hidratado.



137

La mejor formación de HA sobre el electrodo de trabajo de acero

inoxidable 316L fue probablemente producto de a una diferencia de

potencial de 650 mV y temperatura de 38°C. Estos resultados son

atractivos para producir recubrimientos de HA sobre metales.

Según Zhu et al. [63] altos valores de pH (7,6) en la solución de FSC

parece favorecer la reacción de formación de HA (ecuación 3),

reportando la disminución de la solubilidad de HA cuando aumenta la

temperatura es probable que este pequeño cambio de temperatura haya

modificado el pH entre el FSC y los electrodos de acero, promoviendo

la formación de HA.

La diferencia principal entre los experimentos del campo eléctrico no

uniforme y uniforme, es la forma del campo eléctrico formado como se

puede ver en la figura 29 se muestra una representación de las líneas de

campo eléctrico en ambos casos; en el primer caso la deposición

probablemente se deba a la atracción electrostática de los iones sobre

una superficie completamente polarizada, donde los iones de fosfato se

sintieron atraídos por la placa. En cambio en el par de placas paralelas

el campo eléctrico formado es uniforme, generando un dipolo que

orienta a los iones en la solución.

Figura. 29. a) Muestra las líneas de campo eléctrico producido por un

cilindro y una placa conductora cargados de manera opuesta. b) Se

muestra el patrón de dos placas paralelas conductoras cargadas de

manera opuestas [64].

Los precipitados de apatita obtenidos sobre las placas de acero 316L

siempre se depositaron sobre el electrodo de trabajo conectado al polo

positivo, contrariamente a lo obtenido con las placas de oro, esto



138

pudiera deberse a errores experimentales y a los productos formados

por los iones de cobre y plata presentes en las placas de oro.

Este estudio comprueba que la acción electroquímica producida por los

dipolos generados por un par de placas paralelas pueden simular la

función de ser fuente de crecimiento inicial de HA sobre un sustrato.

Estos estudios abarcan la oseointegración de los implantes para evitar

que el cuerpo los rechace, tratando de buscar una manera económica de

fabricar apatitas para recubrir implantes.

En el área de regeneración de los huesos, los materiales piezoeléctricos

de base polimérica no biodegradables como el PVDF (poli-fluoruro de

vinilideno) están siendo objeto de gran interés, ya que poseen

numerosas características atractivas para múltiples aplicaciones; su

baja densidad conllevan a productos ligeros, los procesos de

fabricación en serie permiten obtener con rapidez piezas baratas y son

materiales generalmente flexibles y resistentes a la fractura. Por otro

lado, pueden emplearse en la obtención de piezas con geometrías

complejas y sus propiedades pueden diseñarse o modificarse con el

empleo de aditivos, para cubrir un rango de requisitos muy amplio. Por

las razones anteriores el PVDF es motivo de las siguientes

investigaciones. [67,68]

4.2. Influencia de la polarización del PVDF en la orientación de

osteoblastos

El PVDF es un polímero semicristalino, con excelentes propiedades

mecánicas y muy buena resistencia química [69]. Es el polímero

piezoeléctrico por excelencia. El efecto piezoeléctrico del PVDF fue

descubierto por Kawai en 1969, consiguiendo que películas delgadas

orientadas de este material tuvieran un coeficiente piezoeléctrico de 6 a

7 pCN, un valor aproximadamente diez veces mayor que el obtenido

para otros polímeros.

La piezoelectricidad del PVDF se debe a la orientación de los átomos

de hidrógeno y flúor a lados opuestos de la cadena al ser sometido a un

esfuerzo de tracción. Esta orientación produce una diferencia de



139

potencial, la que a su vez produce un campo eléctrico. Este proceso se

muestra de forma esquemática en la figura 30.

Figura. 30. Efecto piezoeléctrico directo en el PDVF.

Fuente: http://www.physics.montana.edu/eam/polymers/piezopoly.htm.

Abril 2010.

En la realización de este estudio se usaron láminas de PVDF y cultivo

celular. Las muestras de PVDF utilizadas fueron obtenidas mediante

deformación en caliente. Una lámina de 50x50 cm de PVDF fue

cortada en tiras de 20 mm mediante una sierra de mesa. Para producir

la orientación del material se sujetaron los extremos de una lámina y se

procedió estirarla sobre un mechero para propiciar el reblandecimiento

del polímero. El material fue estirado hasta obtener una cinta de

aproximadamente 0,5 mm de espesor y 6,0 mm de ancho y fue cortada

en secciones de 30 mm. Luego se ataron los extremos de cada cinta de

polímero con hilo de nylon, de manera que se produjera un arco de

aproximadamente 5 mm de radio, emulando a las muestras hechas con

colágeno óseo.

Se corroboró que la dependencia de la deposición de HA con la

piezoelectricidad está debidamente comprobada y se procedió estudiar

sus defectos sobre células óseas (osteoblastos).

4.2.1. Medios de cultivo.

Las láminas deformadas de PVDF, previamente irradiadas con una

dosis de 25 kGy para esterilizarlas, se colocaron en una placa de

cultivo, dentro de la campana de esterilidad, como se muestra en la

figura 31. El procedimiento seguido en la obtención de células óseas



140

fue el descrito por Noris-Suarez et al. [70] Una vez posicionadas las

muestras, se les puso en contacto con una suspensión de 5x104

células/ml de osteoblastos.

Con el fin de estudiar tanto la adherencia de osteoblastos como la

capacidad de biomineralizar por parte de las células óseas sobre la

superficie de los PVDF, se realizaron dos cultivos independientes;

como control positivo de adhesión se utilizó PCL, el cual es un

polímero biodegradable utilizado en andamios para la regeneración de

tejidos.

4.2.2. Cultivo para determinar adhesión.

En un plato de cultivo se colocaron 4 muestras deformadas de PVDF y

4 muestras deformadas de PCL, (ver figura 31) en presencia de la

suspensión celular. En otro plato se colocó una muestra deformada de

cada polímero como control (con medio de cultivo complementado).

Ambos platos fueron incubados a 37°C, por un periodo de 16 horas,

95% de humedad relativa y una concentración de CO2 del 5%.

Una vez transcurrido el tiempo de incubación, se extrajo

cuidadosamente el medio de cultivo de cada plato, y se procedió a lavar

las muestras con una solución de bufferfosfato salino (PBS por sus

siglas en inglés) para eliminar el medio. Por último, las muestras

fueron congeladas a -70°C, para su posterior análisis.

Figura. 31. Montaje de las muestras deformadas de PVDF en el medio

de cultivo. Adhesión Celular Cy-Quant (Invitrogen).[4]



141

Para determinar la adhesión de osteoblastos el procedimiento seguido

fue el descrito por Noris-Suarez et al. [71] Se realizó el ensayo del kit

comercial Cy-Quant, que mide la fluorescencia, de cada zona estudiada

de las muestras de PVDF (tracción, compresión y sin deformar). La

fluorescencia fue determinada empleando un equipo GENios de Tecan

con longitudes de onda de 485 nm para la excitación y 535 nm para la

emisión. Del ensayo de adhesión (16 horas de incubación) con Cy-

Quant de Invitrogen en las muestras de PVDF estudiadas, presenta una

tendencia a incentivar la adhesión celular por parte de la zona a

tracción del PVDF.

Una posible fuente de error en este experimento es la fluorescencia que

pueda emitir el polímero por sí solo, la cual interferiría con la

fluorescencia emitida por las células. Además, podría producirse una

interacción química entre el polímero y el buffer que impida la correcta

penetración de dicha sustancia al interior de las células, trayendo como

consecuencia un error en la medición de la emisión.

4.2.3. Tratamiento para los cultivos e inducir mineralización.

En un plato de cultivo se colocaron 5 muestras deformadas de PVDF.

A cada sección de los platos fue agregado 10 ml de medio de cultivo

con osteoblastos, y luego fueron introducidos en la incubadora, a las

mismas condiciones que el cultivo del procedimiento anterior.

A las 24 horas de cultivo, a fin de garantizar que las células se hubieran

adherido, se inició el proceso de diferenciación celular con el medio

complementado tal como se fue descrito arriba, más los siguientes

compuestos, los cuales inducen la diferenciación:

- 1x10-7

M de dexametasona (DXM).

- 10 mM de beta-glicerofosfato (β-GP).

- 50 mg/ml de ácido arcórbico (AcA).

Se cambió el medio de cultivo con los factores mencionados a los 4, 8

y 11 días. A los 14 días se retiró el medio y las muestras poliméricas

fueron caracterizadas para evaluar la posible biomineralización

mediante la tinción con rojo de alizarina, MO y MEB.



142

Con rojo de alizarina se obtuvo cualitativamente la deposición de

minerales (HA) en las muestras de PVDF expuestas a diferentes

condiciones: en medio de cultivo con osteoblastos, en medio de cultivo

sin osteoblastos, sin exponer a medio de cultivo, para detalles ver

referencia [4].

Al realizar la prueba con rojo de alizarina (colorante que se fija al

calcio), se observó una coloración rojiza en la zona exterior convexa de

la muestra, y principalmente en la zona de mayor deformación en la

muestra de PVDF que fue expuesta a un cultivo con osteoblastos

durante 14 días tratados con dexametasona para inducir el proceso de

diferenciación y biomineralización. Mientras que las otras dos muestras

(expuestas solo a condiciones de cultivo libre de células y las no

tratadas), no presentaron coloración. La presencia de calcio en la

superficie del material puede provenir del calcio que se encuentra

naturalmente dentro de las células.

Mediante MO se observa en la figura 32-a, la zona a tracción de la

superficie del PVDF presenta colonias celulares, a diferencia de la zona

sin deformar 32-b, la cual tiene una superficie totalmente limpia. Por lo

tanto se evidencia la preferencia de los osteoblastos hacia una zona

específica del material, debido a que en dicha zona se produce un

efecto piezoeléctrico. También se observa el desarrollo de dichas

células, ya que además de adherirse a la superficie del polímero,

pudieron diferenciarse, crecer y reproducirse hasta formar una

membrana celular.

Comparando con diferentes espesores de las cintas de PVDF, la cinta

más delgada presenta una menor coloración, mientras que la más

gruesa presenta una coloración más intensa, debido al esfuerzo

requerido para producir una deformación constante. Al aplicar un

mayor esfuerzo, el campo eléctrico producido por el efecto

piezoeléctrico se incrementa, orientando mejor la adhesión de

osteoblastos. Esto último trae como consecuencia que se observe una

mayor actividad de proliferación y posible diferenciación de dichas

células en la superficie del material.



143

Figura. 32. Fotografía de la superficie del PVDF luego de 14 días en

cultivo a 200X. a) Superficie de la zona a tracción. b) Superficie de la

zona sin deformar.[4]

Para realizar MEB y EDX se siguió el procedimiento descrito en [4].

Se observaron partículas en la figura 33-a pueden corresponder a

osteoblastos retraídos (muertos), porque la mayoría de los elementos

observados pertenecen a sales presentes en el interior de este tipo de

células, y el nitrógeno corresponde a los compuestos orgánicos que

forman parte de ella (como ADN). La retracción de las células pudo

producirse debido a un inadecuado proceso de fijación o una mala

manipulación de las muestras.

Al observar la zona no deformada del PVDF (figura 33-b) se

consiguieron partículas similares a las de la zona a tracción, con la

misma composición, pero en menor cantidad y de menor tamaño

(alrededor de 15 µm). Estas partículas también pueden corresponder a

osteoblastos orientados por el efecto piezoeléctrico del material, ya que

la zona que se tomó como no deformada, podría haber estado sometida

a una ligera tensión si la cinta no era lo suficientemente delgada. En

este caso el potencial eléctrico producido es mucho menor al de la zona

deformada por tracción, por lo cual no es una superficie preferencial de

adhesión.

Aunque se pudo producir adhesión en las zonas laterales de las cintas.

En la zona a compresión no se observaron las partículas presentes en

las zonas anteriores, únicamente se pudo apreciar una región con una

superficie muy irregular, como se muestra en la figura 33-c. En

ninguna de las muestras analizadas mediante EDX se observó fósforo

acompañando de calcio, lo cual significa que no se produjo deposición

de hidroxiapatita (mineralización). Esto quiere decir que el calcio



144

detectado con rojo de alizarina corresponde únicamente al que se

encuentra naturalmente en el interior de las células. Esto pudo deberse

a la poca cantidad en que se encontraban las células inhibió el proceso

de mineralización, aunque el desarrollo de dichas células fue completo.

También podría deberse a un tiempo de cultivo menor al necesario.

Figura. 33. a) Micrografía de PVDF en la zona a tracción a 300X. b)

Micrografía de PVDF en la zona no deformada a 600X. c) Micrografías

de PVDF en la zona a compresión a 800X.[4]

4.2.4. Polaroscopia.

Para determinar el grado de polarización del PVDF, se utilizó un

polaroscopio óptico Photolastic Inc 082 de Chapman Laboratorios y se

observó por birrefringencia la cinta orientada, láminas obtenidas por

compresión y la cinta orientada obtenida por la deformación similar

utilizada en los cultivos. Siguiendo el procedimiento establecido en la

norma ASTM D-4093-95 [72], se observó y fotografió las muestras

con Cámara digital EXZ1000 de Casio a contraluz.

La polaroscopía mostró distintas secuencia de colores en las dos cintas

orientadas de PVDF siendo estos más intensos en la muestra

deformada, indicando la existencia de birrefringencia, o índices de

refracción distintos en dos direcciones diferentes del material. En la



145

lámina no orientada no presentó ningún color.

En polímeros, el fenómeno de birrefringencia se produce debido a una

anisotropía en su estructura molecular, la cual puede deberse a la

presencia de estructuras cristalinas o la existencia de regiones

altamente orientadas [72]. En el caso de las muestras orientadas,

coexisten las dos causas mencionadas, ya que el PVDF posee un alto

grado de cristalinidad [69], y el proceso empleado en su obtención, le

otorgó una alta orientación. Las cintas de PVDF analizadas poseen una

alta orientación molecular originada en el proceso de deformación,

probablemente causando un cambio en la estructura cristalina de dicho

material, haciéndolo pasar de la fase α a una fase β con propiedades

piezoeléctricas.

4.2.5. Cristalinidad.

Con el fin de verificar si se obtuvo una fase cristalina con propiedades

piezoeléctricas, se procedió a realizar la difracción de rayos X 30 KV y

20 mA (600 W). (Difractómetro de Rayos X PM 9920/03 de Philips)

de dos muestras de PVDF: una lámina no orientada y una cinta

orientada.

En el difractograma de la figura 32 se puede observar un pico alrededor

de 80° únicamente en la muestra orientada. Este pico indica la

presencia de un plano cristalográfico con índices de Miller [2 0 0],

característicos de las fases piezoeléctricas β y γ del PVDF. Debido a las

condiciones de obtención de la muestra (orientación por tracción), este

plano pertenece a una celda cristalina tipo β [72]. El pico observado a

20° corresponde a la difracción de los planos con índices [1 1 0], el

pico correspondiente al polímero no orientado (curva azul) es de mayor

intensidad que el orientado (curva roja), lo cual se debe a que la

densidad de la celda cristalina de la fase α es mayor que la de la fase β

[69,73]. Esto significa que los planos [1 1 0] en la fase α se encuentran

más empaquetados que en la fase β, produciendo una mayor difracción.

Resumiendo el PVDF orientado, presenta una estructura cristalina en

fase β. Por esta razón, se espera que presente propiedades

piezoeléctricas al ser deformado.



146

Figura. 34. Difractogramas de PVDF orientado (rojo) y no orientado

(azul).[4]

Se puede decir que existe una ligera tendencia por parte de la zona a

tracción del PVDF a incentivar la adhesión celular, observándose

colonias celulares únicamente en la zona a tracción del material. Sin

embargo no hubo un proceso de biomineralización por parte de los

osteoblastos.

El efecto piezoeléctrico del PVDF sí posee una gran influencia en la

orientación de los osteoblastos. Aunque, no se produjo formación de

HA, lo cual pudo deberse a la existencia de un número reducido de

células o un período de incubación menor al necesario.

Una vez conocidas las influencias del PVDF deformado en la adhesión

celular, se está determinando el proceso de calcificación en el PVDF

sin participación de osteoblastos a través del método biomimético. En

estos ensayos se deformará longitudinalmente el PVDF a diferentes

velocidades de manera controlada, además se le aplicará una

deformación transversal tal que las láminas queden dobladas en forma

de “U” cerrada en los extremos. Estas muestras serán sumergidas en

FSC a fin de verificar la capacidad de mineralizar por efecto



147

piezoeléctrico del PVDF, determinar el lugar preferencial de la

deposición de HA en el PVDF deformado transversalmente y analizar

si la variación en la velocidad de deformación de las muestras influye

en la deposición de HA.

V. SUMARIO Y CONCLUSIONES

En los últimos 10 años hemos venido desarrollando la optimización de

diseño, materiales y recubrimientos para extender la vida útil de

prótesis total de cadera desde la unión de acetábulo y cabeza de fémur

hasta su vástago. Se estudió el diseño y dimensión de la cabeza del

fémur y el acetábulo, se realizaron cuatro modelos diferentes, dos

diseños de intercara cavidad/cono y los materiales cerámicos para los

mismos. Obteniéndose los mapas de concentración de esfuerzos que

muestran la influencia de la profundidad del agujero en el diseño de la

cabeza del fémur, recomendando que para cirugías se seleccione

componentes que permiten la total inserción del vástago dentro de la

cabeza del fémur ya que así el esfuerzo concentrado es mínimo.

Mediante el programa de análisis de elementos finitos no lineales se

diseñó la geometría del acetábulo para la transferencia de esfuerzos en

la relación cabeza de fémur y acetábulo en materiales cerámicos. Se

modelaron tres conjuntos de componentes de un reemplazo total de

cadera, con un desplazamiento desde el centro de la cabeza del fémur y

el acetábulo. Se calculó el esfuerzo de Von Mises usando una carga

aplicada desde el vástago. Los valores más bajos de esfuerzo se

encontraron en el caso donde el acetábulo estuvo localizado a 1,5 mm

por debajo del centro de la cabeza del fémur (ver figura 2), con un

ángulo de 150º de posición del acetábulo y circonia como material.

Se realizó una simulación de un vástago de fémur canino relleno con

polímero (PAEK) para evitar el escudamiento de esfuerzos en

Reemplazo Total de Cadera mediante un modelo biomecánico de la

articulación coxofemoral canina y el análisis de esfuerzos mediante

elementos finitos. Se obtuvo reducción de peso del implante en un

66,5%.



148

Para completar el estudio del diseño del vástago se buscó la

optimización de la aleación TiAl. Se utilizó el proceso triboquímico

agregando vanadio como elemento aleante, el cual genera nuevas

microestructuras y mejores propiedades en la aleación Ti6Al4V. Se

obtuvo fase amorfa en los polvos, reducción de los granos a niveles

nanométricos (5 nm) y aumento de la microdureza con el recocido.

Mejorando las propiedades mecánicas para la aleación de estudio y su

posible aplicación como el componente metálico de implantes de fémur

más liviano que los encontrados en el mercado.

Tomando en cuenta las propiedades de los materiales se realizaron

varios estudios tribológicos, mecánicos y microestructurales de los

compuestos Al2O3/TiO2, Al2O3/TiC, Al2O3/TiO2/SiC y

Al2O3/TiO2/ZrO2 con el objetivo de encontrar la composición óptima

para realizar componentes de prótesis de cadera. Para llevar a cabo este

estudio se usaron diferentes compuestos de alta pureza como materia

prima para la elaboración de discos, se variaron las composiciones y se

estudiaron las propiedades de cada uno, escogiendo en cada caso el

mejor compuesto y la mejor condición.

Como el estudio tribológico de los nuevos materiales propuestos para

realizar componentes de cadera, es una parte muy importante se realizó

el diseño de un sistema mecánico que reproduce los movimientos y

cargas aplicadas a la articulación coxofemoral durante el ciclo normal

de caminata, que posee las características principales de los

simuladores existentes pero con la versatilidad de ensayar distintos

pares tribológicos cumpliendo con estándares internacionales.

Continuando con el estudio de recubrimientos cerámicos sobre

componentes metálicos y polímericos que son parte de este estudio de

prótesis de cadera, se utilizó como substratos acero inoxidable (316L),

PMMA; probetas sinterizadas de HA y CaCO3, utilizando vidrios como

agente catalizador en el método biomimético con soluciones de FSC y

1,5 FSC. Se logró la deposición de HA cristalina sobre al acero 316L y

las probetas sinterizadas a excepción del PMMA que presentó

recubrimiento amorfo. Los depósitos generados sobre las probetas

sinterizadas produjeron materiales biocompatibles y biofuncionales



149

para aplicaciones con bajas cargas, mientras que el recubrimiento

generado en el PMMA produjo un material bioreabsorbible.

Para comprender el proceso de deposición de HA como fenómeno

fisico-químico se llevó a cabo la polarización del colágeno y las

muestras de nylon (A y B) en FSC bajo condiciones similares del

cuerpo humano para observar la influencia de la piezoelectricidad en la

deposición de HA. Demostrando que el colágeno cumple con la ley de

Wolff, al depositarse HA en la zona a compresión. Utilizando láminas

de PVDF polarizado en un cultivo celular de osteoblastos, éstos fueron

orientados a la zona de tracción del polímero, demostrando la

influencia de la piezoelectricidad en la orientación de las células

regeneradoras de hueso.

Es cuestionable la creencia que la regeneración ósea sea un proceso

netamente biológico, debido a los resultados obtenidos eliminando toda

fuente biológica en nuestros estudios. Se prueba que existe un

fenómeno electroquímico activado por la piezoelectricidad del

colágeno cuyo dipolo eléctrico influye en la deposición de las

apatitas.[1] Sin embargo las actividades de los osteoblastos es motivada

igualmente por los dipolos participando en el crecimiento óseo, ya sea

por la existencia de HA precursora sobre la superficie del material y/o

por la polarización del mismo creando intercaras sólido-fluido que

pudieran enviarles mensajes a otros osteoblástos para que realicen su

función constructiva.[32]

La obtención de HA es costosa y nos hemos propuesto buscar

alternativas para su producción mediante el proceso electrostático por

las ventajas de este método. Se realizó la electrodeposición de HA bajo

un campo eléctrico, con electrodos de metal inerte y utilizando como

electrolito el FSC en condiciones ambientales similares a las del cuerpo

humano y se obtuvo el potencial y la temperatura óptima para formar

apatitas.

Estos resultados son promisorios para estimular el crecimiento de

material óseo en pacientes con prótesis total de cadera y abre una

puerta a futuras investigaciones y a la aplicación de estos estudios

contribuyendo a mejorar la salud pública aumentado el tiempo de vida



150

útil de los implantes de cadera de pacientes jóvenes y quizás

controlando parcialmente la osteoporosis.

VI. AGRADECIMIENTOS

Deseo agradecer, primeramente a mis alumnos Angélica Gómez,

Jessica De Abreu, Vanessa Gutiérrez, Nakary Medina, Sara González,

Gabriela Perdomo y exalumnos Ana Marina Ferreira, Carlos Morillo,

Santiago Visbal, Daniel Carrillo, Janeth Varela, María del Carmen

Parco, Mayda Díaz, Claudia Vega, Carol Shattner, Maritza Vásquez,

Gisela Márquez, Melba Navarro, que juiciosamente llevaron a cabo la

mayor parte de la experimentacion, enriquecieron con su creatividad

mis ideas, produciendo soluciones nuevas y a mis jóvenes colegas

Karem Noris-Suarez, José Luis Feijoo, Carmen Müller, Alejandro

Müller, Adalberto Rosales, Armando Caballero, Nery Suarez, María

Cristina Hernández y Esteban Barrios que pacientemente afrontaron los

problemas nuevos planteados en estas investigaciones, mantuvieron su

fe en los resultados, colaboraron en la guía de los estudiantes y

aportaron valiosas ideas. A los técnicos de nuestros laboratorios

(microscopía, polímeros, mecánica y biología) y los laboratorios de

microscopía de la Universidad Central de Venezuela (Facultad de

Metalurgia) y del IUT, por su consecuente apoyo, a mi colaborador

extranjero Dr. S. W. Lee, sin quien muchos experimentos no se

hubieran realizado. Al Decanato de Investigaciones y al PPI, por su

apoyo económico y moral.

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Emanaciones de Petróleo, Aguas Termales y Sulfurosas

en el Norte de los Estados Lara y Yaracuy y Sureste del

Estado Falcón

Franco URBANI 1,2

,

David MENDI 1, Wálter REÁTEGUI

2, Alí GÓMEZ

2,

Omar CONTRERAS 3, Armando RAMÍREZ

4,

Eduardo CARRILLO 4, Pedro ARIAS

1 y José BAENA

1

1 Universidad Central de Venezuela. Facultad de Ingeniería. Escuela de

Geología, Minas y Geofísica, Caracas. 2 Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas, El Llanito, Caracas.

3 INGEOMIN, Parque Central, Caracas.

4 Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ciencias, Instituto de

Ciencias de la Tierra, Caracas

158

Emanaciones de Petróleo, Aguas Termales y Sulfurosas en el Norte

de los Estados Lara y Yaracuy y Sureste del Estado Falcón

Franco Urbani, David Mendi, Wálter Reátegui, Alí Gómez,

Omar Contreras, Armando Ramírez, Eduardo Carrillo, Pedro Arias y

José Baena

Resumen

Se presenta información de ubicación y características geológicas de

tres menes de petróleo (Quebrada Petróleo y Macuere, en los

alrededores de Siquisique, Lara; Quebrada La Poderosa, Monterrey,

Falcón), una fuente termal (El Amparo de Tapatapa, Falcón) y tres

fuentes sulfurosas frías (Socremo, Yumare, Yaracuy; Agua Negra y

Montaña Grande, Monterrey, Falcón). Ninguna de ellas había sido

previamente caracterizada, contribuyendo de esta maneta con los

inventarios nacionales de este tipo de fenómenos.

Palabras claves: Geotermia, hidrocarburos, menes, azufre,

hidroquímica.

Abstract

Information about location and geological features in presented about

three oil seeps (Petróleo creek y Macuere, near Siquisique, Lara; La

Poderosa creek, Monterrey, Falcón), a hot springs (El Amparo de

Tapatapa, Falcón) and cold three sulfur springs (Socremo, Yumare,

Yaracuy; Agua Negra y Montaña Grande, Monterrey, Falcón). None of

them had been previously characterized, therefore contributing to the

national inventories of such phenomena.

Key words: Geothermics, hydrocarbons, oil seeps, sulfur,

hydrochemistry.

Emanaciones de Petróleo, Aguas Termales y Sulfurosas en el Norte de los Estados Lara y Yaracuy y

Sureste del Estado Falcón, Franco Urbani

159

INTRODUCCIÓN

Recientemente hemos concluido un estudio geológico regional de un

área de 10.000 km2

que abarca la región septentrional de los estados

Lara y Yaracuy y una pequeña parte de Falcón suroriental (URBANI

2014). En esta región hemos ubicado tres menes de petróleo, una

fuente de aguas termales y tres fuentes de aguas sulfurosas. Ninguna de

estas manifestaciones habían sido estudiadas previamente (Fig. 1).

Las localidades fueron caracterizadas con su ubicación, contexto

geológico y mediciones de propiedades físicas. Estas notas servirán

para enriquecer al inventario nacional de menes que

(http://www.pdvsa.com/lexico/menes/menes.htm), así como al

inventario de fuentes de aguas termales y sulfurosas de nuestro país

(URBANI 1991).

Fig. 1. Mapa de ubicación de la región de estudio (color marrón),

sobre el cuadriculado nacional de hojas topográficas a escala

1:25.000 de la Dirección de Cartografía Nacional. Los puntos rojos

ubican a los menes de petróleo y los puntos azules a las fuentes de

aguas termales y sulfurosas. El punto verde localiza a la fuente termal

de El Baño de Sogoré, descrita previamente por URBANI et al. (1991).



160

MENE DE LA QUEBRADA PETRÓLEO, URUCURE,

MUNICIPIO URDANETA, LARA

El caserío de Urucure se ubica a media distancia en la carretera entre

Baragua y Churuguara. A su vez ubicado al noroeste de Siquisique. El

nombre de la Quebrada El Petróleo se debe a que allí se ubica un mene,

localizado a unos 3 km al oeste del caserío Panamá de Urucure. Este

mene fue ubicado en el campo, siguiendo las coordenadas señaladas

por APPLEGATE (1953) y CPC (1960). En el sitio aflora la Formación

Cerro Pelado (Fig. 2), siendo consistente con su descripción original,

por la presencia de capas decimétricas de carbón.

El mene se encuentra en el Fundo Santa Ana. Desde la casa de la

propiedad se remonta la quebrada, hasta encontrar un pequeño pozo de

agua, sobre el cual se depositan gotas de petróleo. En caso que la

quebrada este totalmente seca, el petróleo se verá manando del

afloramiento de arenisca (Fig. 3).

Fig. 2. Ubicación del mene de petróleo. Fragmento del mapa

geológico 6247-IV-NE Los Algodones (GÓMEZ &URBANI 2013).

Siglas: Tejr: Fm. Jarillal, Tomch: Fm. Churuguara, Tmac: Fm. Agua

Clara, Tmcp: Fm. Cerro pelado, Q0B9 y Q2B10: Sedimentos

cuaternarios. Coordenadas UTM 19N, La Canoa. Escala: cuadrícula

de 1 km.



161

A B

Fig. 3. Vistas del mene de la Quebrada Petróleo, Urucure, Lara. A:

Vista general. B: Detalle del pozo de agua con gotas de hidrocarburos.

MENE DEL CODO DE LA CAIMANERA, MACUERE,

MUNICIPIO URDANETA, LARA

Este mene aparece citado en CPC (1960) y ubicado en el mapa

geológico de Natera (1957). Se ubicaba en la margen derecha de uno

de los más prominentes meandros del Río Tocuyo, denominado Codo

de La Caimanera (Fig. 4), opuesto al caserío de Macuera, a su vez, a

unos 22 km al NE de Siquisique.

Los pobladores de Macuere recuerdan el mene, como un petróleo

relativamente fluido, que inclusive llegaba a fluir hasta las orillas del

río Tucuyo. Lo utilizaban para curar infecciones de gusanos en reses y

la parte mas espesa para tapar huecos en los techos de zinc.

Relatan que un gran deslizamiento ocurrió hace aproximadamente dos

décadas, tapando el mene. En nuestra visita de 2011 fuimos llevados al

sitio, donde efectivamente se observa un gran deslizamiento de rocas

de la Formación Matatere (Fig. 5), pero ya no hay indicios directos del

mene, ni olor de hidrocarburos.



162

Fig. 4. Lugar donde se ubicaba el mene de petróleo del Codo de La

Caimanera, ya tapado por un deslizamiento de rocas de la Formación

Matatere. Fragmento del mapa geológico 6248-II-SE Macuere

(URBANI & GÓMEZ 2013). Unidades geológicas: Verde: "Formación

La Luna". Marrón: Formación Matatere. Anaranjado: Formación

Capadare. Blanco: Sedimentos cuaternarios. Coordenadas UTM 19N,

La Canoa. Escala: cuadrícula de 1 km.

Fig. 5. Gran deslizamiento en la Formación Matatere que tapó el mene

del Codo de La Caimanera, caserío Macuere, Lara. En primer plano

el Río Tocuyo.



163

MENE DE LA QUEBRADA LA PODEROSA, MONTERREY,

MUNICIPIO MAPARARÍ, FALCÓN

El mene se ubica aproximadamente a 45 km al ESE de Churuguara,

Falcón. Para su visita se toma la carretera Barquisimeto-Churuguara,

hasta el puente sobre el Río Tocuyo (caserío Puente Limón). Allí se

continúa por una carretera de tierra con rumbo este que llega hasta

Yaracal. A los 12,1 km se encuentra el caserío Monterrey, se continúa

al este hasta una intersección a los 13 km. Desde ese punto se inicia

una trocha irregular de rumbo general norte, hasta llegar al Fundo Las

Guadalupes (km 14,7). Allí se deja el vehículo y se contrata a un guía

para llegar hasta el mene (Fig. 7). La caminata es de media hora.

El mene se localiza en las coordenadas UTM 19P, 480.095 E y

1.187.017 N, La Canoa, a una elevación de 260 m s.n.m. (Hoja 6348-

II-SO).

El mene se encuentra ubicado en el mapa geológico de NATERA

(1957) y se brota en la zona de afloramientos de la Formación Casupal

(Oligoceno tardío - Mioceno). En las cercanías del mene se ubican

unos afloramientos poco conspicuos de lutita, pero lo más visible son

grandes bloques sueltos de caliza de la Formación Capadare, la cual

aflora a poca distancia aguas arriba de la quebrada.

El petróleo es de color negro y bastante fluido (~30-35 API) (Fig. 6)

acumulado sobre pequeños charcos de agua de dimensiones

decimétricas. El sitio corresponde a un manantial de agua, que en su

ascenso también acarrea petróleo. Sobre el petróleo han quedado

pegados numerosos insectos y mariposas al ir a tomar agua. Las rocas

adyacentes están cubiertas por delgadas capas del petróleo ya

endurecido. Según los lugareños el mene era de mayor tamaño, pero

fue cubierto parcialmente por un deslizamiento desde la ladera

izquierda de la quebrada.

El petróleo es utilizado para untar los cascos (patas) del ganado cuando

estos se debilitan o se enferman. No le dan ningún otro uso. La

temperatura del agua a la sombra fue de 31°C, mientras que la del aire



164

ambiental fue de 32°C. La Fig. 6 muestra un croquis y fotografías del

mene.

Fig. 6. Mene de la Qda. La Poderosa.

A: Croquis.



165

FUENTE TERMAL DE EL AMPARO DE TAPATAPA,

MUNICIPIO MAPARARÍ, FALCÓN

Al igual que en la manifestación anterior, desde el caserío Puente

Limón (puente sobre el Río Tocuyo de la carretera Churuguara-

Barquisimeto), se toma la carretera de tierra con rumbo este hacia el

poblado de Monterrey, continuando hasta el cruce con la quebrada

Tapatapa. Allí se deja la carretera principal que continúa hasta Yaracal,

tomando otra carretera en dirección norte hasta el Fundo El Amparo.

Desde la casa de la hacienda se camina hacia el suroeste por 1,2 km

hasta el manantial, ubicado en la margen izquierda de la quebrada

Agua Hierro (Fig. 7).

La fuente termal se ubica en las coordenadas UTM 19P, E 483.500, N

1.190.900, La Canoa, a 200 m s.n.m. (Hoja 6348-II-NO), aparece

ubicado en el mapa geológico de NATERA (1957). Brota en

afloramientos de caliza masiva de la Formación Capadare. El manantial

principal se encuentra a unos 15 m (Fig. 8A) del cauce de la quebrada

Agua Hierro. El sitio es visitado por muchas personas que vienen a

bañarse por sus presuntas propiedades curativas para afecciones de la

piel. Los lugareños han construido una de ducha para bañarse (Fig. 8B)

y además hay pozas de dimensiones métricas del agua de color azul

claro (Fig. 8C). La zona presenta olor a H2S que se nota especialmente

al acercarse al manantial por primera vez. El agua al paladar es de

sabor algo dulzona y agradable. Los lugareños dicen que el manantial

se mantiene con el mismo caudal durante todo el año, inclusive en

sequías prolongadas.

En el manantial principal se midió una temperatura de 38ºC y pH 7,5, e

iguales valores se obtuvieron en un manantial secundario ubicado a

unos 100 m aguas abajo del principal. El manantial tiene un caudal

estimado en un par de decenas de litros por minuto, que permitiría

alimentar un establecimiento termal de baja carga. Los análisis físico-

químicos se muestran en la Tabla 1.

Por medio del geotermómetro químico de Na-K-Ca para aguas subterráneas, se estima que el acuífero a profundidad debe estar en el orden de 35-40ºC, es decir a una temperatura aproximadamente igual al

brote.



166

Fig. 7. Fragmento del mapa geológico 6348 Santa Cruz de Bucaral

(GÓMEZ &URBANI 2013). Unidades: Tomca: Formación Casupal.

Tmoa: Formación Ojo de Agua. Tmcu: Formación Cueparo. Blanco:

sedimentos cuaternarios. Coordenadas geográficas datum La Canoa.

Fig. 8. Fuente termal de El Amparo de Tapatapa. A. Manantial

principal con una pequeña capilla.



167

B. Ducha que usan los lugareños para bañarse.

C. Poza en la unión del agua procedente de la con aquella de la

quebrada Agua de Hierro.



168

MANANTIAL DE AGUA NEGRA, MONTERREY, MUNICIPIO

MAPARARÍ, FALCÓN

Desde el caserío de Puente Limón, se toma la carretera de tierra que

tiene rumbo este, por 10 km hasta el poblado de Monterrey (Fig. 9). A

partir de allí se requiere la contratación de un guía para llegar. El

manantial se encuentra en las coordenadas Lat. N. 10º43`10”, Long. O

69º13`25” a una elevación de 220 m s.n.m. (Hoja 6348-II-SO). El

manantial brota cerca de afloramientos de lutita de la Formación

Casupal. Este manantial aparece ubicado en NATERA (1957, mapa C-

5-D).

Existe una tanquilla que circunda el manantial y dentro de ella el agua

está estancada (Fig. 10). Se observan algas filamentosas blanquecinas.

Hay un fuerte olor de azufre y el agua tiene un sabor agrio y luce turbia

a pesar de estar estancada. De ahí el agua se escurre pendiente abajo y

llega a otra tanquilla de almacenamiento. Los análisis físico-químicos

se muestran en la Tabla 1. El ganado lo utiliza como abrevadero.

Fig. 9. Fragmento del mapa geológico 6348-II-SO Monterrey

(URBANI & GÓMEZ 2013), con la ubicación de los manantiales.

Unidades: Anaranjado: Formación Capadare. Amarillo: Formación

Casupal, Blanco: Sedimentos cuaternarios. Coordenadas UTM 19P,

La Canoa. Escala: cuadrícula de 1 km.



169

Fig. 10. Tanquilla principal del

manantial de Agua Negra.

MANANTIAL DE MONTAÑA GRANDE,

MONTERREY, MUNICIPIO MAPARARÍ, FALCÓN

Este manantial se ubica a unos 0,8 km al noreste del manantial anterior,

en las coordenadas, Long. N. 10º44`00”, Long. O 69º12`35” a una

elevación de 200 m s.n.m. (Hoja 6348-II-SO) (Fig. 11). El manantial

brota en el área de afloramientos de la Formación Casupal. Según los

vecinos, originalmente era sólo una zona con el suelo muy húmedo,

pero luego excavaron la actual poza. (Fig. 11) y el agua es ligeramente

salobre. A pesar de la turbidez es utilizada para consumo doméstico. El

análisis se muestra en la Tabla 1.



170

Fig. 11. Vista del manantial

Montaña Grande.

Tabla 1. Análisis físico-químicos de aguas de la región SE del estado

Falcón.

ID Am1 Am2 AmR AgN MtG

TºC 38 38 27 25 25

pH 7,5 7,3 7,4 7,5 7,5

Cond. uS/cm 750 940 696 2380 1700

Ca 96 51 97 56 18

Mg 19,9 13,8 13,7 27,4 3,84

Na 69 169 34 502 414

K 3,75 6,83 4,4 3,85 4,54

Cl 43 66 62 170 143

SO4 63 26 82 255 261

SiO2 28,7 37,0 14,4 20,1 20,1

Alc. tot. 425 540 270 1220 1050

Tipo Bic-Na Bic-Na Bic-Ca Bic-Na Bic-Na

Am1: El Amparo, manantial principal. Am2: El Amparo: manantial

secundario. AmR: Quebrada Agua Hierro, 20 m aguas arriba del

manantial termal. AgN: Manantial Agua Negra. MtG: Manantial

Montaña Grande. Bic-Na: bicarbonatada sódica, Bic-Ca: bicarbonatada

cálcica, Bic-Na-Ca: bicarbonatada sódicocálcica. Fuentes visitadas en

abril de 1995. Análisis por el Dr. Armando Ramírez, ICT-UCV.



171

FUENTE SULFUROSA DE SOCREMO, YUMARE, YARACUY

El manantial se ubica a ~2,5 km al NO del poblado de Socremo, a su

vez a unos 16 km al NO de Yumare (Fig. 12). Desde el caserío de

Socremo se continúa por la carretera que conduce a Santa Inés por unos

3 km (conocida como la carretera Yaracuy-Falcón) y se detiene el

vehículo en la batea de la quebrada Socremo y se camina unos 200 m

aguas arriba. El manantial por su olor de H2S, fue ubicado en 1992 por

el geólogo José Antonio Rodríguez (Funvisis) quién nos indicó su

localización. Su localización fue incluida en el mapa de BELTRÁN

(1993). Los manantiales brotan del aluvión Cuaternario que rodea a la

quebrada Socremo, el cual está rodeado de la Formación Capadare

(NEVADO 2012, NATERA 1957).

El manantial principal es puntual, con tiene un metro de diámetro y se

encuentra en un meandro de la quebrada (Fig. 13). Un manantial

secundario brota de una zona de unos 0,5 m de diámetro en el borde de

un abrevadero de ganado. En ambas manifestaciones se siente un

moderado olor a H2S, si bien en otra visita de abril de 1995 no se notó

el olor a H2S. En ambas fuentes se midió una temperatura de 32°C,

contra la de 27°C en la quebrada adyacente a unos 50 m aguas arriba de

las fuentes. En el momento de la medida el aire tenía una temperatura

de 28°C.



172

Fig. 12. Fragmento del mapa geológico 6447-IV-NE Socremo

(GÓMEZ & URBANI 2013), con la ubicación de los manantiales

(flecha roja). Unidades: Anaranjado: Formación Capadare. Blanco:

Sedimentos cuaternarios. Coordenadas UTM 19P, La Canoa. Escala:

cuadrícula de 1 km.

Fig. 13. Vista de la poza en la quebrada Socremo donde se encuentra

el manantial de aguas sulfurosas.



173

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Aspectos Estratégicos del Negocio del Petróleo y su Influencia

en el Desarrollo Económico de Venezuela

Dr. Ernesto Fronjosa

176

Aspectos Estratégicos del Negocio del Petróleo y su Influencia en el

Desarrollo Económico de Venezuela

Dr. Ernesto Fronjosa

Resumen

Lo económico y lo estratégico, son dos planos de cualquier negocio

que tienen que ver con su viabilidad en el corto y el largo plazo.

Cuando lo primero toma en cuenta consideraciones relacionadas con lo

segundo, se encuentra, en realidad, en el campo de este. Las empresas

transnacionales verticalmente integradas poseen una cadena de valor

agregado que incluye los clientes finales de los grandes centros de

consumo. La diversificación de las fuentes de crudo entre varios países,

un proceso de integración horizontal, refuerza el eslabón más débil de

esa cadena. Esto les permite, además, optimizar su beneficio neto

mediante un sistema de valores de transferencia internos. Los países

productores, por otra parte, dependen del ingreso petrolero para su

desarrollo económico, pero no cuentan con una cadena de valor

agregado completa. Deben entregar el crudo en los terminales

asociados a las redes de distribución. Venezuela entre 1979 y 1989

logró completar su cadena de valor agregado (integración vertical) en

varios centros de consumo importantes (integración horizontal), un

paso estratégico trascendental para su desarrollo económico

complementario, a largo plazo, del su negocio tradicional como simple

productor. A partir de este siglo se revierte ese proceso con grave daño

estratégico y, por tanto, patrimonial.

TÉRMINOS CLAVE: Industria petrolera, integración vertical,

integración horizontal, cadena de valor agregado, valores de

Aspectos Estratégicos del Negocio del Petróleo y su Influencia en el Desarrollo Económico de

Venezuela, Dr. Ernesto Fronjosa

177

transferencia, convenios de comercialización, internacionalización,

rentismo.

IMPORTANCIA DEL PETRÓLEO COMO MATERIA PRIMA: El petróleo es hoy en día la mercancía más importante en el comercio

internacional. En forma de crudo, alcanza alrededor del treinta por

ciento del tráfico comercial marítimo y si se le añade el transporte de

productos derivados, dicha participación alcanza el treinta y siete por

ciento. La importancia de estas proporciones, resalta más aún si se

toma en cuenta que el noventa por ciento del comercio internacional, se

lleva a cabo a través de la industria naviera1.

Sin embargo, la enorme importancia económica del petróleo como

materia prima es sólo una consecuencia de su importancia estratégica.

La revolución industrial originó la necesidad de grandes cantidades de

energía originalmente satisfecha con carbón. Muy pronto, sin embargo,

resultó evidente que el contenido energético por unidad de volumen del

petróleo era muy superior al del carbón. A pesar de los grandes

esfuerzos que se están llevando a cabo para el desarrollo de fuentes

alternas, la humanidad sigue siendo altamente dependiente del petróleo

para satisfacer sus necesidades energéticas, especialmente en el

transporte, particularmente en el sector automotor. Es difícil imaginar

una sustancia que almacene suficiente energía para desplazar un

vehículo de más de una tonelada a ochenta kilómetros por hora por

cuatrocientos kilómetros en el espacio que ocupa un tanque de

gasolina.

Llama la atención, que si bien son los productos derivados los que se

utilizan como fuente final de energía, es el crudo el que ocupa el mayor

volumen del transporte comercial. Una razón para ello es que las

características físicas de algunos de los productos derivados requieren

buques especiales. Resulta, por tanto, más eficiente, siendo la fase de

transporte uno de los mayores elementos de costo en la conformación

1 FUENTE: ICS (International Chamber of Shipping) & ISF (International Shipping

Federation):

http://www.marisec.org/shippingfacts/worldtrade/volume-world-trade-

sea.php?SID=lghwfzybi Consultada: 29/04/2014



178

de los precios, para aprovechar las economías de escala, transportar

crudo en un solo tipo de embarcación. Hoy en día los grandes buques

como los VLCC y los ULCC2 permiten transportar grandes volúmenes

en un solo cargamento, esto reduce sustancialmente el costo unitario

del barril transportado. De este modo, el petróleo es transportado para

su procesamiento, a sitios más cercanos a los consumidores finales.

Con ello, por otra parte, se satisfacen las características de varios de

estos consumidores que no son necesariamente las mismas en todos los

mercados. Debido a ello, las operaciones de cada refinería, están

asociadas a una determinada red de distribución, alimentada con los

tipos de crudos más apropiados para satisfacer la demanda de la

variedad de productos de ese mercado en particular.

Una observación final de gran importancia con relación a este tema

tiene que ver con un hecho totalmente fortuito. La vasta mayoría de los

países productores son sociedades que se encuentran, si acaso, en vías

de desarrollo y a grandes distancias de los principales centros de

consumo en las sociedades más desarrolladas. Para las naciones de las

cuales generalmente proviene la producción de crudo, este material

constituye la principal, y a veces la única, fuente de ingresos fiscales y

su desarrollo económico es altamente dependiente del mismo.

Este ha sido históricamente el caso de Venezuela. El desarrollo

económico del país siempre ha estado, y hoy en día está aún más,

subordinado al sector petrolero. En 1999 las exportaciones petroleras

representaban el 76 % de las exportaciones totales. En 2005 esta

proporción llegó al 86 % y en 2012 alcanzó un 96 %. Al mismo

tiempo, tradicionalmente, el gobierno es quien decide en que se van a

utilizar dichos fondos con las conocidas secuelas de corrupción y

clientelismo. Con ello, se incrementa la dependencia de los ciudadanos

de las prebendas del Estado con la consiguiente disminución de su

libertad individual. Parece ser un lugar común decir que Venezuela

debería diversificar su economía para que su desarrollo económico no

2 Los VLCC y ULCC (por sus siglas en inglés “very large crude carriers” y “ultra

large crude carriers”). Estas embarcaciones son capaces de transportar cargas de 300

mil y 500 mil toneladas de peso muerto respectivamente. Esto equivale a entre 5,3 y

9,9 millones de barriles. ¡Aproximadamente entre dos y cuatro veces la producción diaria de Venezuela!



179

esté subordinado a un solo renglón. No obstante, el punto de fondo del

presente trabajo, es mostrar que mientras esto sucede, el país debería

desarrollar nuevas maneras de generar los recursos para su desarrollo

económico a través de nuevas formas de acometer aquello que mejor

conocemos: el negocio petrolero.

ESTRUCTURA OPERACIONAL DE LA INDUSTRIA

PETROLERA: El objetivo último del negocio petrolero es suministrar

combustibles y lubricantes al consumidor final en una estación de

servicio, un puerto o aeropuerto, una planta termoeléctrica de

generación de electricidad. Este proceso implica una secuencia de

múltiples etapas de naturaleza sustancialmente distinta. El concepto de

cadena de valor agregado de Porter (1985, p. 36-48) resulta

particularmente útil para describir el mencionado proceso. Cada uno de

los eslabones de esta cadena recibe un insumo, que es el producto final

de la etapa que le antecede. En la nueva etapa se agrega un valor

adicional, con lo cual se genera un nuevo producto final que es, a su

vez, el insumo del eslabón siguiente, y así sucesivamente. La

generación del valor agregado de cada una de estas etapas, implica un

costo que es el “precio” al cual la función siguiente recibe dicho valor

agregado. La Figura I muestra la cadena de valor agregado de la

industria petrolera.

El primer paso de esta cadena de valor agregado, es la función de

exploración que, por ser el primer eslabón de dicha cadena, no cuenta

con un insumo recibido de otra función. Su objetivo es, precisamente,

comenzando con unas condiciones absolutamente inciertas, reducir

dicho grado de incertidumbre e identificar acumulaciones comerciales

de hidrocarburos en el subsuelo. La reducción de la incertidumbre es el

valor agregado por esta función y todas las operaciones que se llevan a

cabo en ella se orientan a esa finalidad. Su producto final es la

incorporación de reservas probadas en el subsuelo. La exploración es

una actividad orientada al largo plazo, no sólo por el tiempo necesario

para extraer la totalidad de las reservas descubiertas, sino también por

el tiempo que toma recuperar las inversiones en ese rubro.



180

LA CADENA DE VALOR AGREGADODE LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO

E P T R D C

E: Exploración

P: Producción

T: Transporte

R: Refinación

D: Distribución

C: Comercialización

I II III IV V VII : Certidumbre

II : Disponible en superficie

III: Disponible en refinería

IV: Manufactura

V : A centros de consumo

VI: A puntos de venta

1 2 3 4 5

1: Reservas probadas

2: Potencial de producción

3: Crudo en refinería

4: Productos utilizables…

5: … en centros de consumo

6: … en puntos de venta

6

Figura I

La siguiente función, producción o explotación, se encarga de hacer

disponibles paulatinamente en la superficie los volúmenes de reservas

probadas que se encuentran en el subsuelo. Evidentemente, la

extracción total de los volúmenes de reservas existentes en el subsuelo

es, como se mencionó, un proceso que toma una cantidad considerable

de años. Los volúmenes producidos en un determinado período

representan sólo una fracción de las reservas en el yacimiento3 y

provienen de la gran cantidad de pozos que sirven de puntos de drenaje

para los diferentes yacimientos que conforman un campo petrolero4. El

3 Un YACIMIENO de hidrocarburos es un volumen de rocas ubicados en el subsuelo

cuyos espacios porosos intercomunicados (la porosidad intercomunicada hace a dicha roca permeable, es decir, apta para que los fluidos se desplacen dentro de la misma)

constituyen un sistema físico cerrado limitado por cambios (disminución) en la

permeabilidad de las rocas o de los fluidos que saturan la roca (generalmente agua). 4 Un CAMPO PETROLERO es una región geográfica en la cual se ubican un conjunto de yacimientos. Por lo general, se tiende a definir como un “campo” a aquel

conjunto de yacimientos, situados a diferentes profundidades o vecinos unos de otros

en sentido horizontal, cuya área probada proyectada sobre un mapa no presenta

soluciones de continuidad. Es decir esa “área probada compuesta” es una figura única que puede presentar “huecos” pero que no constituyen varias figuras aisladas.



181

valor del esfuerzo de esta función se mide, por tanto, por su capacidad

para suministrar volúmenes de petróleo en la superficie, durante

períodos determinados, en la medida que estos sean requeridos. Es

decir, se orienta fundamentalmente al corto plazo. La producción total

de un campo, luego de recolectada, pasa a la fase de transporte, cuyo

valor agregado consiste en hacer disponibles en una refinería los

volúmenes de crudo producidos en los campos petroleros. Esta fase, el

transporte, es la que conforma el intenso comercio marítimo del que

hablamos al principio del presente trabajo.

El siguiente eslabón, la refinación, genera el valor agregado más

importante de la cadena, pues allí se transforma esa mezcla compleja

de hidrocarburos que son los crudos en productos terminados

utilizables por el consumidor final. La refinación es propiamente un

proceso de manufactura. Al igual que la función de producción, la

refinación está orientada hacia el corto plazo. Su objetivo es

suministrar los volúmenes de los diferentes productos requeridos por

los distintos mercados en un momento dado. Por ser la composición de

los crudos sumamente variada, los productos que se obtienen de ellos

lo serán también y poseerán diferente valor comercial. Esta es la razón

por la cual los crudos livianos de los cuales se obtienen mayormente

productos como las gasolinas tienen un mayor valor comercial que los

de mayor gravedad5 de los cuales se derivan productos como el asfalto.

Así, por ejemplo, el crudo árabe liviano de 33 o API proveniente de

Arabia Saudita es cotizado a un mayor precio en los mercados que un

crudo extra-pesado de la faja petrolífera del Orinoco que puede llegar a

tener una gravedad de 8 o API.

5 Se conoce como gravedad de un crudo a su peso específico relativo. El peso

específico de una sustancia es el peso de dicho material por unidad de volumen

(kilogramos por litro, gramos por centímetro cúbico,…). El peso específico relativo es dicho parámetro medido en comparación al de otra sustancia. En el caso del petróleo la

medida de “gravedad”, o peso específico relativo, se toma con relación al agua. La

unidad utilizada son los grados API. Una medida definida por el American Petroleum

Institute (API) y que se especifica según la fórmula: o API = (141,5/gravedad específica a 60oF) – 131,5. Según esta fórmula, el agua tiene una gravedad específica de 10o API.

Por otra parte, como mayor sea el valor de la gravedad API, más liviano es el crudo.

Algunos crudos pesados llegan incluso a tener una gravedad mayor que el agua (se

hunden en vez de flotar en ella como es lo usual) tienen gravedades API por debajo de los 10o API.



182

Como ya se mencionó, de los volúmenes de reservas aportados por la

función de exploración depende la capacidad de la oferta para

satisfacer la demanda en el largo plazo. Por otra parte, los volúmenes

de producción y el eficiente manejo de las refinerías, son los que

permiten satisfacer dicha demanda en el corto plazo. Para cumplir con

este último cometido, es conveniente que la oferta cuente con cierto

grado de flexibilidad para absorber variaciones puntuales en la

demanda. Esta flexibilidad se logra mediante dos elementos

estratégicos. En las refinerías, mediante el mantenimiento de cierta

capacidad “ociosa”6 (spare capacity). En el área de producción, se trata

de contar con volúmenes adicionales por encima de los normalmente

requeridos que se puedan producir de manera inmediata. El volumen

máximo que se puede llegar a producir de manera inmediata en un

momento dado es lo que se conoce como “potencial de producción”:

Por supuesto, tanto el mantenimiento de un potencial de producción

como el diseñar una refinería con una cierta capacidad “ociosa”

conlleva un costo adicional. La estimación de estos volúmenes

adicionales representa un delicado balance entre la estrategia en

búsqueda de la flexibilidad necesaria para aprovechar oportunidades

futuras del mercado y el costo que representa mantener volúmenes

verdaderamente ociosos durante ciertos períodos.

Los dos últimos eslabones de esta cadena son, por una parte, los

sistemas de distribución que llevan los productos derivados del

petróleo desde las refinerías hasta los diferentes sitios donde se

encuentran los consumidores finales. Por otra, están los puntos de venta

para la comercialización de dichos productos a dichos consumidores

finales: las estaciones de servicio donde los automovilistas llenan el

tanque de sus vehículos, los puertos y aeropuertos donde otras unidades

de transporte se abastecen durante sus travesías o los tanques de

almacenamiento de plantas termoeléctricas que suplen de electricidad a

diversas poblaciones.

6 El llamar “ociosa” a esta capacidad adicional no parece ser lo más apropiado. Aunque

en un momento dado pueda no estarse utilizando no implica que no cumpla con la

importantísima función de darle flexibilidad a la refinería ante aumentos no programados de la demanda.



183

ASPECTOS ESTRATÉGICOS DEL NEGOCIO PETROLERO: El primer aspecto estratégico dentro de la complejidad propia del

negocio petrolero es la necesidad de las empresas de integrarse

verticalmente. Según Daniels et al. (2010) la noción de integración

vertical consiste en

Generar posibles ahorros en costos y seguridad en el

abastecimiento (p. 539) […] Ocurre cuando la empresa es

propietaria de toda la red de proveedores o por lo menos de

una gran parte de ella […] al integrarse verticalmente la

empresa puede reducir los costos de transacción […]

mediante la internalización de los diferentes niveles de la

cadena de valor. (p. 667).

Bajo esta idea, las empresas petroleras llevan a cabo, con esfuerzo

propio, todas las funciones de la cadena de valor agregado. Como

menciona Hartshorn (1967) “En la práctica, y con mucha frecuencia,

las compañías poseen o controlan directamente casi todas las

operaciones relacionadas con el petróleo, desde la exploración hasta la

venta de los productos procesados” (p. 141). Esto permite mantener un

equilibrio entre los productos finales y los valores agregados de las

diversas funciones. Uno de los elementos más importantes dentro de

este proceso, es la necesaria coordinación entre las capacidades de

producción y de refinación en búsqueda del adecuado balance entre la

oferta y la demanda en el corto plazo. En este sentido Yergin (1993)

menciona que:

Aquellos que están en el negocio petrolero se hallan siempre

en una búsqueda por el equilibrio. La inversión en una parte

del negocio los fuerza a hacer nuevas inversiones en otras

partes para proteger la viabilidad de las inversiones

existentes.7 (p. 114).

Otra razón para el establecimiento de una integración vertical es que,

como todo sistema en serie, el funcionamiento del conjunto de

operaciones de la cadena de valor será tan fuerte como el más débil de

sus eslabones. El dejar la responsabilidad de alguno de los pasos de la

cadena en manos de terceros representa una amenaza potencial para el

7 Traducción del autor del presente trabajo.



184

conjunto. Thompson y Strickland (2001) afirman que “una estrategia

de integración vertical tiene atractivo sólo si refuerza de una manera

significativa la posición competitiva de una empresa” (p. 167). Y ese es

precisamente el caso en la industria petrolera.

Mencionábamos anteriormente, que el mayor volumen de transporte

comercial internacional de hidrocarburos, es el crudo y no los

productos. Este hecho, sin embargo, no se debe solamente, como

mencionábamos en esa ocasión, a la necesidad de adecuar las refinerías

y las redes de distribución a la variada demanda de los consumidores

finales. Tal vez la razón más importante para explicar este hecho, es la

minimización de los riesgos. Las operaciones de extracción no las

definen los operadores sino la naturaleza. En contraste, una refinería es

una instalación compleja, costosa y de ubicación muy puntual que

puede ser seleccionada por su dueño u operador. Como se sabe, los

campos petroleros, las fuentes de suministro de crudo, se encuentran

inevitablemente dispersos geográficamente sobre una extensión

considerable y frecuentemente en áreas remotas sujetas a una serie de

riesgos. La construcción de una refinería en esas áreas remotas y

desconocidas, incluso posible blanco de eventual sabotaje, representa

un riesgo mucho mayor que construirla al inicio de las redes de

distribución en los grandes centros de consumo. Esto, además de

satisfacer la mencionada adecuación a las características de los

mercados, es evidentemente la manera de minimizar los riesgos que

representa su construcción en áreas más remotas.

Sin embargo, la estructura verticalmente integrada no basta para

asegurar el deseado balance entre las capacidades de producción y

refinación. Toda cadena de valor agregado tiene un eslabón más débil

que, por ser un sistema en serie, su falla puede afectar negativamente o

incluso interrumpir la totalidad del proceso. En el caso de las grandes

empresas transnacionales, el eslabón más débil de dicha cadena es el

suministro de la materia prima, del crudo. Para comenzar, posiblemente

ninguna de las fuentes de producción está, por sí sola, en capacidad

para satisfacer totalmente la demanda con la cual estas compañías

alimentan sus refinerías y sus mercados. Además, la producción

necesaria para satisfacer esa demanda puede provenir de campos

ubicados en regiones remotas y en muchos casos inhóspitas y



185

percibidas como vulnerables y de alto riesgo político. Todo esto

representa una potencial amenaza para el objetivo final de las

compañías: maximizar el retorno para sus accionistas.

La manera de fortalecer este eslabón más débil de la cadena es un

proceso de integración horizontal, consistente en diversificar las

fuentes de suministro de producción a fin de distribuir los riesgos

asociados a cada región en particular. La noción de integración

horizontal es frecuente en el campo de los negocios internacionales y

se refiere a la realización de inversiones directas con el mismo objetivo

en diferentes sitios. Según Daniels et al. (2010)

La integración horizontal puede proporcionar productos

terminados o componentes. Para (el caso de) los productos

terminados, pueden darse economías de alcance en la

distribución, por ejemplo, si se tiene una línea completa de

productos por vender incrementando así las ventas por costo

fijo (p. 539).

La definición anterior, está mayormente orientada al área de mercadeo,

sin embargo, el concepto es también aplicable al área de producción

cuando una empresa posee plantas distintas en diferentes puntos para

elaborar productos similares. Este es precisamente el caso de las

empresas petroleras multinacionales que operan campos de producción

en distintos países.

Existe una consecuencia adicional derivada de la adopción de un

esquema de integración horizontal que tiene que ver con la

maximización, en diferentes momentos, de la ganancia neta del sistema

en su totalidad. La integración horizontal permite, mediante la

optimización del sistema de costos en cada área de producción,

alcanzar, en cada momento, el mencionado punto óptimo de ganancia

neta para el sistema total. Parte importante de esta estructura de costos,

es el balance adecuado de los diferentes costos de producción,

incluidas las tasas impositivas de las cuales los países productores

derivan sus ingresos fiscales. Mediante una estructura de integración

horizontal, con filiales operadoras en diferentes países, se maximiza la

ganancia neta a través de una compleja labor de coordinación global

utilizando valores de transferencia internos en los diferentes niveles de



186

la cadena de valor agregado. La coordinación de las diversas

operaciones en las distintas fuentes de suministro de crudo la describe

Tugwell (1975) de la siguiente manera:

Mucha de la fuerza, independencia y eficiencia de esas

organizaciones multinacionales se deriva de su habilidad para

coordinar la totalidad del rango de sus operaciones a fin de

maximizar sus beneficios […] La maximización de los

beneficios demanda que esas actividades sean coordinadas de

tal forma que permitan obtener la mayor suma posible de

dinero de la operación como un todo […] Los precios

pagados, el volumen de petróleo producido, e incluso los

métodos de producción y procesamiento utilizados en (cada)

país están afectados por consideraciones extra-nacionales.7

(p. 11).

El cuidadoso esquema de valores de transferencia internos dentro de

este sistema global toma en cuenta la estructura fiscal en los distintos

lugares en los que opera la empresa. Los valores de transferencia se

adaptarán según los sitios donde se lleven a cabo las operaciones del

negocio en función del mayor o menor beneficios en cada sitio. Como

menciona el mismo Tugwell:

Las corporaciones evalúan esos factores (los que

influyen en la maximización de los beneficios) en

términos de las ventajas fiscales involucradas según

los beneficios sean mayores o menores en el punto de

producción, la refinería o el punto de venta.7 (p.13).

La maximización de la ganancia neta del grupo, lleva a concentrar las

ganancias en aquellos países con una menor carga fiscal comparada

con la de otras naciones donde dicha carga es más desventajosa. De

nuevo Tugwell (1975) describe este punto de la siguiente manera: “De

hecho, a fin de maximizar sus beneficios las compañías siempre han

tenido, cuando ello es posible, a enfrentar los intereses de los países

productores unos contra otros.”7. (p.12).

Otra razón importante para la integración horizontal, es un elemento

adicional de riesgo de naturaleza distinta a los que acabamos de ver. Se

trata de la permanente amenaza de deterioro del control sobre el



187

negocio que estas empresas tienden a experimentar en cada uno de los

países en los cuales operan. Es un fenómeno análogo a lo que

Bazerman y Neale (1992) denominan “la maldición del ganador” en el

área de negociación. Situaciones en las cuales alguien, una vez logrado

un objetivo deseado, se da cuenta de que ha quedado sujeto a un

inescapable proceso de deterioro de su posición. En la industria

petrolera, suele producirse una migración en el balance de poder entre

los estados en cuyo territorio se encuentra un recurso natural de valor

comercial y las empresas autorizadas para su explotación. Migración

esta a veces insensible y prolongada, pero inexorable. Los gobiernos

van adquiriendo paulatinamente una mayor participación en los

beneficios económicos derivados de la explotación del producto e

incluso un control cada vez mayor sobre las operaciones mismas. De

nuevo Tugwell (1975) describe que

Con el tiempo, las empresas productoras se hacen vulnerables

a las demandas de cambio en la distribución de los beneficios

entre ellas y el estado. Hasta cierto punto se han convertido

en cautivas de los acuerdos (que ellas mismas han suscrito);

ya los riesgos han sido tomados, y el capital ha sido invertido

en los proyectos. […] Resulta cada vez más probable que el

gobierno solicite —y las empresas tengan que otorgar— una

mayor participación en las ganancias7. (p. 14).

La vulnerabilidad que acabamos de mencionar a la que se ven

sometidas con el devenir del tiempo las empresas petroleras

multinacionales es un fenómeno de carácter universal. La historia de la

industria en el ámbito global, no es sino una manifestación de este

fenómeno. Un punto importante de dicha historia es el acuerdo secreto,

no hecho público hasta 1952, conocido como el “As-Is Agreement”

(“acuerdo del tal como está”) firmado en 1928 en el castillo de

Achnacarry, en las Tierras Altas de Escocia entre Walter Teagle de la

Standard de New Jersey, Henri Deterding de la Royal Dutch Shell y

Sir John Cadman de BP. Este acuerdo puso fin al clima de feroz

competencia entre las grandes empresas, prevaleciente desde

principios del siglo XX, signada por toda clase de maniobras, sobre

todo por las guerras de precios. El aspecto fundamental de este

acuerdo establecía que cada incremento de producción en el futuro se

llevaría a cabo en las proporciones que cada una de las partes tuviera



188

en el sitio donde dicho incremento debiera ocurrir, de allí su nombre.

Con el también llamado acuerdo de Achancarry, se inició un proceso

de estrecha cooperación para el dominio del mercado entre las

principales compañías productoras, principalmente las siete grandes

empresas conocidas coloquialmente como “las siete hermanas”8. La

mencionada cooperación, podía tomar diferentes formas, desde el

establecimiento de consorcios entre varias de ellas con fines concretos

en sitios específicos, hasta mecanismos de consultas y acuerdos

secretos. Parra (2005) describe con gran claridad y de manera muy

sintética este complejo sistema de cooperación en los siguientes

términos:

Las grandes empresas petroleras nunca llegaron a constituir

un cartel que acordara reducir la producción para mantener

los niveles de los precios sustancialmente por encima de los

costos de suministro en el largo plazo. No necesitaban

hacerlo. […] Los desbalances entre los requerimientos de

crudo eran establecidos a través de compras por parte de las

crude short companies (aquellas cuya capacidad de

refinación superaba la de su producción de crudo) a las crude

long companies (aquellas con menor capacidad de refinación

que de producción). […] Las grandes empresas estaban

inclinadas, por razones tanto de su propio interés como

históricas, a cooperar más que a competir en la crucial fase

aguas arriba de la industria, la producción de crudo, ninguna

de ellas se sentía impelida a ir al mercado buscando más

fuentes de crudo de bajo costo cortándoles el cuello a los

demás.7 (p. 2).

Con el acuerdo de Achnacarry o “As-Is Agreement”, surge un primer

aspecto estratégico dentro de este nuevo clima de cooperación cuyo

objeto era proteger el crudo de alto costo de producción de los Estados

8 El conjunto de empresas conocidas como las “siete hermanas” dentro del comercio

petrolero mundial eran: Standard of New Jersey (más tarde convertida en la Exxon Company y hoy en día parte del consorcio Exxon-Mobil), Royal Dutch Shell, British

Petroleum, Gulf Oil Company, Texaco, Standard Oil of New York (Socony, más tarde

convertida en Mobil Oil Company y hoy parte del consorcio Exxon-Mobil) y Standard

Oil of California (Socal, hoy convertida en Chevron).



189

Unidos. Creaba a cambio, un incentivo para los productores de áreas de

menor costo. Este sistema, conocido como “Gulf Plus”, establecía una

fórmula para la fijación de los precios del crudo en cualquier parte del

mundo mediante un proceso de net back9 (costo neto retroactivo) El

punto de destino tomado como referencia del net back en el sistema

Gulf plus para el crudo de cualquier parte del mundo, era la costa del

Golfo de México de los Estados Unidos, independientemente de cuáles

fueran los verdaderos puntos de origen y destino. De este modo, los

crudos estadounidenses eran valuados a su precio real, mientras que

cualquier otro crudo, producido a una distancia de su punto de destino

más cercana que el Golfo de México, percibía un sobreprecio debido a

ese “flete fantasma” desde su destino real hasta la costa del golfo.

Durante el período posterior al acuerdo de Achnacarry, los precios del

crudo en el mercado eran establecidos, de manera unilateral por las

empresas, mediante valores de cotización (posted prices) que ellas

publicaban periódicamente. Sin embargo el crecimiento del mercado al

final de la segunda guerra mundial, produjo el paradójico fenómeno de

una depresión en los precios en una época de expansión en la

demanda. Este fenómeno se debió al frenético crecimiento de

inversiones en nuevas refinerías para satisfacer la explosión en la

demanda que llegó, incluso, a superar el volumen de dicha demanda.

Esto condujo a las empresas petroleras a tener que llevar a cabo una

serie de rebajas en sus valores de cotización, con el consiguiente efecto

inmediato en el ingreso fiscal de los países productores cuyo monto

estaba referido a los mencionados posted prices. El malestar producido

en los países productores por esta situación, desembocó en una serie de

eventos que culminaron en la fundación de la OPEP en septiembre de

1960. Se inició de este modo una migración en el balance de poder

entre las empresas y los países productores que culminó en octubre de

9 El net back es un método de cálculo que permite comparar el valor del crudo en

diferentes puntos del mundo. El mismo consiste en tomar el precio de venta en un

punto de destino tomado como referencia y sustraerle los costos incurridos desde el

punto de origen, principalmente los fletes. Se obtiene así el precio calculado retroactivamente en el lugar de origen. Esto permite establecer los precios en diversos

puntos de origen, evidenciando diferencias entre el tipo de crudo debidas a su valor

comercial en el punto de destino. Una de las aplicaciones es la medición de la

comercialidad de los distintos crudos. Así, un crudo será comercialmente explotable, sólo si su valor de net back es superior a su costo de producción.



190

1973 a raíz de la guerra del Yom Kippur. El subsiguiente embargo de

los países árabes de la OPEP a los países occidentales que habían

apoyado a Israel llevó a la fijación unilateral de los precios de los

crudos por parte de la OPEP. El efecto inmediato fue cuadruplicar el

precio del petróleo, así por ejemplo, el crudo árabe liviano pasó de su

nivel original de 2,91 dólares por barril a 11,65 dólares por barril.

Se inicia así el período de predominio de la OPEP que se mantendrá de

manera clara hasta la última década del siglo pasado cuando el

mercado petrolero experimentado cambios radicales resultado de una

serie de eventos que modifican, una vez más, pero en esta ocasión de

manera más profunda, su naturaleza. Los más notorios de esos eventos

son, por una parte, la transformación de los mecanismos de fijación de

los precios de referencia del mercado. Por otra, la tendencia a la

reagrupación de las grandes empresas petroleras a nivel mundial.

Adicionalmente, la aparición de una serie de nuevos actores y la

asociación de algunos de ellos con los grandes conglomerados que

acabamos de mencionar. Mención aparte merece el papel de la

amplísima gama de empresas petroleras estatales. Finalmente, la

aparición de nuevos adelantos tecnológicos que han permitido la

explotación de depósitos de hidrocarburos cuya extracción se

consideraba hasta ahora imposible.

LOS FINALES DEL SIGLO XX Y EL PRINCIPIO DEL XXI, UN

NUEVO JUEGO: El primer evento, como acabamos de mencionar, lo

constituye la nueva forma de estructurar los valores de referencia para

los precios en el mercado petrolero. Después del acuerdo de

Achnacarry en 1928, las grandes empresas multinacionales en

conjunto dominaban el marcado estableciendo, de manera más o

menos concertada, el valor de oferta de los diferentes crudos. Este

sistema de valores de cotización (posted prices) era establecido

unilateralmente por cada empresa quien podía, potestativamente,

ofrecer descuentos a los clientes que considerara conveniente. El

control sobre los precios del crudo permitía, mediante la aplicación de

valores de transferencia internos, mantener los precios del crudo en las

refinerías a bajos niveles y con muy poca volatilidad. Estas

condiciones de estabilidad, permitían una planificación sumamente



191

precisa, a nivel de dichas refinerías, que era donde se realizaba los

beneficios del negocio como un todo.

Al pasar el control del mercado a manos de la OPEP el sistema de

precios de cotización el mercado se hace más abierto y aparecen

operaciones ocasionales (spot market), transadas por intermediarios

particulares. Con ello se produce, sin embargo, una mayor volatilidad

en los precios. Para contar con unos valores de referencia para nuevas

operaciones e indicativos de las tendencias del mercado en ausencia de

los precios de cotización, surgieron las estimaciones del valor de

ciertos crudos marcadores (benchmarks). Estas estimaciones eran

llevadas a cabo, con la información recabada sobre los precios del

mercado spot, por un grupo de publicaciones especializadas

(principalmente Platt´s Oilgram y Petroleum Intelligence Weekly).

Para los refinadores, el sistema de los valores de referencia basados en

los crudos marcadores presentaba un elemento de inestabilidad. Los

mecanismos utilizados para establecer el precio de referencia de

dichos crudos marcadores se llevaba a cabo en mercados imperfectos y

sujetos, por tanto, a manipulaciones. En muchos casos, el mercado era

más dependiente de las expectativas de los intermediarios, que del

equilibrio real entre la oferta y la demanda.

La conclusión a la que llegaron las empresas de los grandes países

consumidores, era que cualquier solución para alimentar de manera

estable sus refinerías, parecía requerir la cooperación de los países

productores, particularmente de la OPEP, algo que no se veía fácil de

conseguir. La forma de contar con un mercado estable para las

refinerías, independiente de la influencia de los países productores

pareció encontrarse en los contratos a futuro. Como menciona Philip

K. Verleger Jr en Varios (1984):

Los mercados de futuros ofrecen a los consumidores,

refinadores y productores la oportunidad de comprar o

vender por adelantado con la finalidad de minimizar su

riesgo financiero. De hecho, el desarrollo de contratos a

futuro y de un mercado de futuros es la única respuesta al

cambio estructural de la industria petrolera que puede

llevarse a cabo sin la cooperación de los países exportadores

de petróleo7. (p. 122).



192

En marzo de 1983 la Bolsa de Mercancías de Nueva York (NYMEX,

por sus siglas en inglés: New York Mercantile Exchange) y la Junta de

Comercio de Chicago (CBT por sus siglas en inglés: Chicago Board of

Trade) comenzaron a cotizar contratos de petróleo a futuro para el

crudo West Texas Intermediate (WTI). Este hecho constituye el

fundamento del cambio tal vez más trascendental en la historia de la

conformación de la estructura de precios del mercado petrolero. Dicha

estructuración, pasó a estar determinada por factores que, por primera

vez en la historia, se alejaban de un análisis fundamental y se

acercaban más a un análisis técnico10

. Factores más vinculados aún a

las percepciones de los agentes que operan en el mercado que a los

movimientos reales de las variables fundamentales. La fijación de los

precios pasaba a ser controlada por los intermediarios (traders) de los

mercados financieros o de commodities más que por la OPEP o por las

grandes empresas multinacionales. Entraban así en juego, aspectos de

carácter netamente especulativo tales como la competencia de otros

mercados que en un momento dado parecieran ofrecer un retorno más

atractivo que el petrolero, el efecto estimado de las noticias de prensa

y la reacción que, ante las mismas, se pensaba que pudieran tener otros

actores del mercado. Con el tiempo, este carácter especulativo ha

pasado a ser la tónica dominante de ese mercado. La cantidad de

barriles involucrada en las operaciones de contratos a futuro supera en

más de tres veces la producción física real. Los eventos geopolíticos y

ambientales, suelen ver incrementada su importancia por los efectos

que los mismos tienen sobre las percepciones de los actores. El

resultado final ha sido que, por una parte, los precios se han mantenido

a niveles sin precedentes, aún en términos reales y, lo que es peor, con

10 La evaluación del atractivo de una inversión, puede llevarse a cabo mediante dos tipos de análisis, el conocido como análisis fundamental y el análisis técnico. El

primero de ellos, toma en cuenta las características intrínsecas del bien objeto de la

eventual inversión. En el caso del petróleo, estos elementos son, su gravedad, el

contenido de impurezas, el costo del flete debido a las distancias, la situación de inventarios, etc. El segundo método, el análisis técnico, tiene que ver con el estudio de

las tendencias de las curvas que registran las estadísticas del valor de dicho bien en las

transacciones llevadas a cabo en el mercado, por ejemplo, su máximo y mínimo

históricos, la magnitud del “rebote” de dichas curvas en ciertas situaciones, etc. Con ello, se pretende anticipar el precio futuro de dicho bien.



193

un incremento considerable de su volatilidad. Justamente lo que se

trataba de evitar.

Otro de los elementos característicos del negocio petrolero actual, es la

tendencia a la conformación, a través de un proceso de absorciones y

fusiones, de gigantescos conglomerados. Una tendencia radicalmente

opuesta a las políticas tradicionales de los organismos

gubernamentales anti monopólicos, especialmente de los Estados

Unidos. Ya desde finales de la década de los setenta del siglo pasado,

las grandes corporaciones privadas estaban conscientes de la tendencia

al agotamiento de los combustibles fósiles provenientes de las áreas

donde los mismos habían sido tradicionalmente extraídos. El problema

conocido como del peak oil11, la controversia acerca de si se ha

alcanzado o no, de manera permanente a nivel mundial, el punto donde

la incorporación de nuevas reservas no permite compensar los

correspondientes volúmenes producidos es de larga data. La

incorporación de nuevas reservas requiere hoy en día un esfuerzo,

físico, financiero y de nueva tecnología, cada vez mayor. Las

operaciones de exploración deben ser llevadas a cabo costa afuera, en

profundidades de agua cada vez mayores y donde los estratos

productores se encuentran también, cada vez a mayor profundidad en

la corteza terrestre. El crecimiento del esfuerzo financiero requerido

por la tecnología necesaria para ello ha experimentado un crecimiento

de tipo exponencial.

La única forma en que las empresas pueden mantener e incrementar su

participación en el marcado y los beneficios económicos derivados de

ello, sólo se logra a través de un crecimiento importante, proporcional

a los retos planteados. La manera más sencilla de lograr esto, es a

través de su reagrupación en grandes conglomerados donde los

11 El peak oil es el punto en el cual de manera permanente las reservas de hidrocarburos

incorporadas por descubrimientos en un determinado período no son capaces de

compensar los volúmenes de producción para ese mismo lapso. El origen de la

discusión acerca del momento en que dicho punto será alcanzado, si bien —por tratarse de un recurso no renovable— es una noción absolutamente intuitiva, ha pasado por

numerosas etapas de intensidad variable. El concepto se remonta al trabajo de M. King

Hubbert, un geólogo y geofísico Director Asociado de la División de Exploración y

producción del laboratorio de investigación de la Shell en Houston, en la revista Science del 4 de febrero de 1949 titulado Energy from Fossil Fuels.



194

integrantes de los mismos se complementaran en diferentes aspectos

del negocio, generalmente compartiendo estructuras horizontalmente

integradas. Esto dio origen, a partir de los años ochenta, a una gran

cantidad de fusiones y adquisiciones entre las empresas petroleras.

Esta tendencia ha dado origen a conglomerados aún mayores a los que

fueran originalmente desmembrados a principios del siglo veinte. No

es el objetivo de este trabajo entrar en los tortuosos detalles de estos

acuerdos, pero sólo a título de ejemplo vale la pena mencionar la

fusión, en 1999 de la Exxon Corporation (la antigua Standard Oil of

New Jersey) y la Mobil Oil Company (en otra época conocida como la

Standard Oil of New York). Las dos mayores empresas del Standard

Trust de John D. Rockefeller desmembrado en 1911. La nueva

empresa, Exxon-Mobil, pasaría a ser la empresa más importante del

mundo, tanto por el tamaño de su inversión en términos de

capitalización de mercado como de ganancias netas anuales. Otra

fusión de enorme impacto se llevó a cabo en agosto de 2002 entre

Conoco Inc. y la Phillips Petroleum Co., Conoco-Phillips pasó a ser el

más grande conglomerado petrolero dedicado exclusivamente a las

actividades de exploración y producción.

Un episodio interesante dentro de este proceso, es el protagonizado por

la empresa Cities Services, adquirida por la Occidental Petroleum

Corporation (Oxy) en el otoño de 1982, pero mantenida, sin embargo,

como una empresa independiente controlada en un 100 % por Oxy. A

finales de ese año, Cities Services transfirió sus actividades de

refinación y la red de distribución doméstica y ventas a consumidores

finales en los Estados Unidos, en los cuales Oxy no estaba interesada,

a una subsidiaria, la Citgo Petroleum Corporation. Citgo fue vendida al

año siguiente, 1983, a la Southland Corporation. Tres años después, en

1986, el cincuenta por ciento de las acciones de Citgo fueron

adquiridas por Petróleos de Venezuela (PDVSA) quien adquiriría el

control total de la misma en 1990. Este caso particular es de especial

relevancia en el presente trabajo por lo cual le dedicaremos mayor

atención más adelante.

Junto con esta tendencia a la reagrupación de los grandes consorcios,

el final del siglo XX, fue testigo de una serie de eventos geopolíticos

de trascendental importancia que dieron origen, en el sector petrolero



195

mundial, a la aparición de una serie de nuevos actores. Bower (2009)

indica que al advenimiento de este período:

Muchas de las tendencias políticas del siglo anterior estaban

cambiando. Las grandes empresas multinacionales se estaban

convirtiendo en simples pececillos, y el poder de la OPEP

estaba siendo cuestionado por los países productores no

miembros de dicha organización, especialmente por Rusia y

los nuevos países alrededor del mar Caspio.7 (p. xiv).

Tal vez el evento político de mayor impacto del pasado siglo fue el

desmoronamiento de la Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas. En

un corto período de tiempo, el mundo presenció el hundimiento de la

que había logrado que se le percibiera como una gran potencia

mundial. En sólo setenta y tres años, el primer ensayo por poner en

práctica las ideas de Karl Marx acerca del manejo de una sociedad se

derrumbaba estrepitosamente. A raíz de ese hecho, aparecen un grupo

sui generis de empresas privadas rusas como nuevos actores en el

negocio petrolero. Estas empresas terminaron en manos de una serie

de nuevos banqueros y empresarios rusos que han sido frecuentemente

calificados como “una nueva oligarquía”. Un proceso de privatización,

donde las nuevas empresas privadas conservaron, sin embargo, una

fuerte influencia del Estado en un proceso no exento de casos de

corrupción y de tráfico de influencias. Sin embargo, con todo y ello

Rusia aparecía nuevamente como un actor importante en los mercados

internacionales.

Dentro del grupo de grandes empresas rusas vale la pena mencionar a

Rosneft, una empresa del estado formada con los activos del

Ministerio de Petróleo y Gas de la URSS, que se convirtió en un grupo

importante al alcanzar el control de una serie de las nuevas empresas

de menor tamaño. Hoy, luego de varios escándalos por supuestos actos

reñidos con la ética, Rosneft, ha pasado a ser el mayor grupo de ese

país, con una porción de sus acciones cotizadas en forma privada en

los mercados de valores de Moscú y Londres. Rosneft ha estado

involucrada recientemente en varias operaciones comerciales y

financieras en Venezuela.



196

Otro grupo importante es Gazprom, la principal productora de gas del

planeta. Su origen se remonta a 1943, cuando la Unión Soviética

definió la industria del gas como una operación separada del petróleo.

En 1965 se crea el Ministerio de la Industria del Gas, que en 1989 se

transformaría en la Entidad Estatal para el Gas (Gazprom). Al

desaparecer la Unión Soviética en 1991, el presidente Yeltzin inició la

privatización de Gazprom, aunque el estado conservó el 40 % del

paquete total de acciones. En el año 2000 el presidente Putin decidió

readquirir para el estado el control de Gazprom. La empresa ha

expandido sus operaciones a diferentes países de Europa y actualmente

opera también en Bolivia y Venezuela.

Como ya mencionamos, el crecimiento de los requerimientos

financieros y de nueva tecnología necesarios para los nuevos esfuerzos

exploratorios ha sido una de las razones para la reagrupación de las

multinacionales tradicionales en grandes consorcios. Por otra parte, la

necesidad de diluir los riesgos asociados a dichos esfuerzos, sobre todo

en áreas poco conocidas, ha hecho necesario llevar a cabo alianzas

estratégicas con algunos de los nuevos actores del negocio. El sentido

altamente pragmático con el que parecen estarse manejando las

empresas rusas, ha dado origen a varios importantes acuerdos entre

estos dos grupos de organizaciones. Uno de estos acuerdos fue suscrito

en 2011entre Rosneft y Exxon-Mobil para el desarrollo del campo

gigante Prinovozemelsky en la plataforma continental rusa del mar de

Kara en el océano Ártico entre los 75 y 80 grados de latitud norte. Otro

acuerdo fue suscrito también en 2011 entre estos mismos grupos para

la evaluación y el desarrollo del campo gigante Tuapse situado en la

parte de aguas profundas en la costa rusa del mar Negro. En estos

acuerdos, como es típico para este tipo de convenios, Exxon-Mobil

suple la tecnología, mientras que Rosneft contribuye con la

experiencia operacional en el área.

No se puede terminar de hablar de los nuevos actores en el mercado

petrolero mundial sin hacer referencia a la República Popular China,

con su impresionante crecimiento en demanda energética. Su rápido

crecimiento genera la necesidad de contar con una serie de insumos

importantes, sobre todo de tipo energético y de diversos minerales y

materias primas. A pesar de ser un país con vastos recursos naturales



197

—China es, por ejemplo, el primer productor mundial de carbón con la

mitad del volumen producido a nivel global— lo acelerado de su

crecimiento la obliga a salir de sus fronteras. En consecuencia, la RPC

ha establecido una política de Estado para asegurar en el tiempo el

suministro de recursos naturales. Dicha política de Estado, consiste en

facilitar préstamos a inversionistas y países mineros y petroleros, a

cambio de compromisos de suministro a largo plazo de esos materiales

en una especie de compras pre-pagadas. Debido a estos préstamos, los

países que los reciben, quedan comprometidos a entregar parte de su

producción futura, sin ninguna remuneración en el momento de la

operación, puesto que dichos fondos han sido ya entregados y, por

supuesto, utilizados. Además, por haber sido los pagos efectuados por

anticipado, cabe esperar que la RPC reciba también el crudo o los

minerales involucrados a precios preferenciales.

Dentro del nuevo escenario de la industria petrolera mundial está el

papel de las empresas petroleras estatales, sociedades cuya

composición accionaria está totalmente o de forma mayoritaria en

manos del gobierno de un Estado-Nación. Entre ellas están hoy en día

algunos de los actores más importantes del mercado petrolero en gran

medida debido al hecho de que estas organizaciones controlan

alrededor del noventa por ciento de las reservas mundiales de petróleo

que han sido reportadas.

El tema relacionado con estas empresas es notablemente complejo

debido, en primer lugar, a su dispersión geográfica. Existen o han

existido en el sector petrolero, empresas estatales en todos los

continentes excepto en Oceanía. Tal vez como resultado de ello, se

observa una falta de uniformidad con relación a la finalidad con la que

las mismas son constituidas, a su estilo administrativo y a la

continuidad con la cual dicha finalidad y estilo operacional son

mantenidos en el tiempo. En este sentido, existen notables diferencias

entre las empresas estatales de los distintos continentes. Así, las

empresas estatales europeas son las menos numerosas y las más

estables en cuanto a la permanencia de sus objetivos originales. Un

continente en el cual las compañías petroleras estatales han ejercido

particular influencia es en América Latina donde estas empresas están



198

sujetas a una serie de visiones contradictorias con relación a sus

objetivos y al destino del producto de los resultados de sus operaciones.

Un primer desacuerdo tiene que ver con el papel que dichas empresas

deben jugar dentro de estas sociedades. La polémica consistente en

definir si las mismas son entidades netamente comerciales, destinadas

a proveer a los gobiernos de los ingresos necesarios para satisfacer las

demás necesidades de la población, o si deben tener una mayor

injerencia del sector político en su administración a fin de darles un

mayor “contenido social”. Expresión con la cual usualmente se

entiende quebrantar el principio económico básico de la división del

trabajo asignándoles a estas entidades múltiples misiones, muchas de

ellas considerablemente distintas a la naturaleza de su línea de negocio

original. Esto conlleva a un incremento en su número de empleados y

suele conducir, a la vez, a una merma en su capacidad para el logro de

la misión para la cual fueron originalmente creadas. Finalmente,

genera una duplicación de funciones con los organismos del estado

encargados, por su propia misión, de satisfacer esas necesidades.

Paralelamente, la situación descrita va acompañada de una actitud de

recelo con relación a la participación de capitales extranjeros en la

actividad petrolera. Esta participación puede normalmente verse como

una forma de que la Nación distribuya los riesgos técnicos,

operacionales y financieros en proyectos donde dichos factores son

elevados y los niveles de inversión cuantiosos. Muy frecuentemente,

sin embargo, esta posibilidad de asociación con capitales extranjeros

es vista, por algunos sectores, como una violación a la soberanía

nacional y es calificada de “entreguista”.

La influencia de los conflictos mencionados genera en las empresas

estatales de estos países una situación de inestabilidad tanto

administrativa como operacional. Al ser posible la alternancia en el

poder entre los grupos que defienden las posturas opuestas, pueden

ocurrir, entre un gobierno y otro, cambios profundos en las políticas

públicas relacionadas con el sector. Se producen de este modo cambios

drásticos en los objetivos, las estrategias, el esquema administrativo, y

como ya dijimos, en las características operacionales de las empresas.

Por otra parte, nadie puede garantizar tampoco que estos cambios



199

tengan un carácter permanente. Basta que ocurra un nuevo cambio en

el grupo que controla el poder entre aquellos que sostienen una visión

diferente de cómo debe manejarse el negocio, para que las condiciones

se reviertan nuevamente.

Finalmente, la administración de las compañías petroleras del estado

en Latinoamérica está sujeta a una contradicción que genera un

elemento de presión adicional sobre los administradores de las

mismas. Por una parte, por su naturaleza mercantil y dado el carácter

altamente competitivo del negocio petrolero, existe una necesidad de

mantener diferentes grados de confidencialidad en muchas de las

decisiones tomadas y los acuerdos establecidos. Por otra parte, el

elemento político en la administración de estas compañías, que se

deriva del hecho de ser propiedad del Estado, exige una absoluta

transparencia. La contraposición entre las nociones de

confidencialidad y transparencia suele ser fuente de intensos conflictos

para estas empresas con relación a amplios sectores de la población.

Finalmente, en los últimos años se han producido una serie de

importantes adelantos en el campo de la tecnología aplicada a la

industria petrolera. Algunos de ellos han reactivado, una vez más, la

discusión sobre el peak oil12. Estos desarrollos se pueden catalogar en

dos grandes grupos. Unos, simplemente consisten en la modificación o

la mejora sustancial de métodos ya conocidos, otros, son formas

novedosas de explotar hidrocarburos no convencionales cuya

extracción no se consideraba posible en el pasado.

Entre los métodos ya conocidos que han sido objeto de ciertas mejoras

se encuentran la fractura de las formaciones por métodos hidráulicos.

Este método se viene utilizando en la industria petrolera desde finales

de la década de los años cuarenta del siglo pasado para mejorar la

productividad de formaciones convencionales de baja permeabilidad.

La mejora en los métodos para fracturar las formaciones no ha sido

realmente dramática, pero ha demostrado ser una herramienta auxiliar

indispensable para la producción de las nuevas formas de

hidrocarburos que hemos mencionado.



200

Lo que si representa un avance notable dentro de la tecnología

tradicional es la llamada perforación direccional. La posibilidad de

perforar intencionalmente pozos desviados de la vertical, data de los

años treinta del siglo XX. No obstante, la posibilidad de alterar la

dirección de un pozo se mantenía siempre muy cercana a la vertical.

Es a partir de la década de los noventa cuando se produce un avance

realmente notable al lograr que la perforación se mantenga, continúa y

permanentemente, dentro del estrato de interés sin atravesarlo

completamente. Cuando esto sucede, se incrementa enormemente el

área de drenaje del horizonte productor expuesta al pozo o del

intervalo que debe ser sometido a una fracturación hidráulica.

La combinación de la fracturación hidráulica con la perforación

direccional es lo que ha permitido mejorar notablemente la explotación

de yacimientos convencionales de muy baja permeabilidad. El

incremento que acabamos de mencionar del área de fractura y de

drenaje permite mejorar notablemente la posibilidad de estimular estos

yacimientos y aumentar su productividad.

Sin embargo, el adelanto tecnológico verdaderamente novedoso tiene

que ver con los métodos para la extracción de volúmenes de

hidrocarburos almacenados en rocas que hasta hace muy poco tiempo

eran considerados como imposibles de explotar. Se trata de los

hidrocarburos acumulados en las lutitas. Hasta época muy reciente, era

impensable la explotación de los materiales que dan origen en las

lutitas, su “roca madre”, los hidrocarburos que son luego expelidos de

estas y se acumulan en las rocas porosas adyacentes a ellas.

Este es hoy en día uno de los grandes adelantos tecnológicos de la

industria petrolera. Es la producción del gas de lutitas y el petróleo de

lutitas. El grado de dificultad en la recuperación de ambos es

notoriamente distinto. El gas de lutitas, fluye con mucha mayor

facilidad debido a la menor viscosidad del gas comparado con

cualquier hidrocarburo no gaseoso. En el caso del gas de lutitas, basta

fracturar dichas rocas atravesadas por un pozo perforado

direccionalmente. No es ese el caso del petróleo de lutitas. Para

comenzar, los hidrocarburos líquidos que se encuentran en las lutitas

no son aun en muchos casos propiamente petróleo, sino un material



201

conocido como kerógeno, petróleo en formación. Para la extracción

del petróleo de lutitas además de fracturar la roca, es necesario aplicar

algún método térmico para reducir su viscosidad. Sin embargo, el

efecto más importante del calentamiento, es que la intensa temperatura

da lugar a un proceso de pirolisis que acelera la transformación del

kerógeno en petróleo. El material resultante de este proceso,

dependiendo del grado de madurez del kerógeno, puede ser sometido

de inmediato al proceso convencional de refinación.

La importancia de estos avances tecnológicos, es su potencial para

alterar de manera sustancial el balance entre la oferta y la demanda en

el mercado mundial ya que ninguno de los países donde se encuentran

reservas importantes de lutitas hidrocarburíferas forma parte de los

grandes productores y exportadores tradicionales. Quizás uno de los

efectos eventualmente más dramáticos de la nueva tecnología es el

caso de los Estados Unidos. Este país ha sido por largos períodos, a

partir de 1970, un importador neto de petróleo. Basado en sus reservas

de lutitas hidrocarburíferas y en la nueva tecnología para su

explotación, en el año 2019 los Estados Unidos pudieran llegar a ser

autosuficientes en cuanto a suministro de hidrocarburos. De momento,

si bien sigue importando el 35 % de sus necesidades, la disminución

en el consumo y el aumento de su producción debido en parte a estas

nuevas técnicas, permitió, que a finales de 2013, los Estados Unidos

produjeran más de lo que importaban por primera vez en veinte años.

El resultado compuesto de los factores que acabamos de mencionar

han hecho que comenzando el siglo XXI, el negocio petrolero presente

unas características inéditas en toda la historia pasada de la industria.

Esto requiere que, países tradicionalmente petroleros como Venezuela,

superen una serie de prejuicios y busquen soluciones creativas para

que el petróleo continúe siendo un factor importante de su desarrollo

económico.

LAS FORMAS DE INTEGRACIÓN EN LOS PAÍSES

PRODUCTORES: Tal como mencionamos en la sección

correspondiente a los aspectos estratégicos de la industria, la

utilización de un esquema de integración horizontal ha sido el

mecanismo empleado tradicionalmente por las empresas petroleras



202

transnacionales con un doble objetivo. Por una parte reforzar el

eslabón más débil de su cadena de valor agregado, que en su caso es el

suministro de materia prima. Por otra, la presencia en una diversidad

de países con diferentes condiciones operacionales y económicas, les

brindaba la flexibilidad suficiente para optimizar, a través de la

adecuada coordinación de valores de transferencia internos, los

márgenes de ganancia neta del conjunto.

La noción de integración, tanto vertical, como horizontal, debería

también ser aplicable a las empresas de los países productores. El

problema fundamental, es que estas empresas, para empezar, no están

ni siquiera verticalmente integradas pues no cuentan con una cadena

de valor agregado completa. Carecen de los tres últimos eslabones de

dicha cadena: las refinerías en los grandes centros de consumo, las

redes de distribución en dichos centros y los puntos de venta a los

consumidores finales, donde usualmente se realiza el mayor beneficio

comercial del negocio. Estos son eslabones de la cadena simplemente

inexistentes para ellas.

Las compañías estatales de los países productores puede que posean el

control sobre la materia prima, sobre el suministro del crudo. Sin

embargo, ese petróleo producido debe ser, en algún momento, vendido

a terceros, generalmente las mismas empresas multinacionales, en un

punto intermedio de la cadena. Lo que comúnmente se conoce como

“los precios del petróleo”, no es más que el valor de transferencia

dentro de la cadena de valor agregado al cual las refinerías en los

grandes mercados reciben la materia prima. Aún las escasas ventas

internacionales de productos derivados por parte de los países

productores que poseen refinerías en sus territorios, terminan en las

redes de distribución de las empresas de los grandes países

consumidores. Para las empresas multinacionales, los “precios del

petróleo” son el costo de producción o, a lo sumo, de producción más

transporte, sólo un punto de corte en medio de la cadena de valor

agregado. El éxito de la OPEP a partir de los años sesenta, al conseguir

una migración en el balance de poder en los mercados fue sólo hasta

ese nivel. El control de la cadena completa constituye una fuente

importante de poder porqué en ella, precisamente a través del manejo

de sus valores de transferencia internos, las empresas maximizan la



203

ganancia neta del sistema como un todo. Esa es la fuente de poder que

no han perdido nunca las grandes empresas petroleras. Este aspecto no

es de carácter sólo financiero, es, sobre todo, estratégico.

Si una empresa petrolera de un país productor pudiera acceder a una

participación importante en la propiedad de las instalaciones en los tres

últimos eslabones de la cadena, se le abrirían las posibilidades de

utilizar de manera permanente los mecanismos de maximización de

ganancias que han usado tradicionalmente las empresas

multinacionales. Al completar su integración vertical, esta empresa se

liberaría de la dependencia de terceros para la colocación de su

producción y la eventual comercialización de la misma o de sus

productos derivados.

Por otra parte, al definir la integración horizontal en la forma que lo

hacen Daniels et al. (2010), mencionábamos que esta definición era la

más usual cuando se trataba del área de mercadeo ya que “puede

proporcionar productos terminados o componentes (y) pueden darse

economías de alcance en la distribución” (p. 539). Esta sería la

situación típica para una empresa petrolera estatal, que pudiera acceder

a la propiedad de refinerías y redes de distribución doméstica en varios

países consumidores. Con ello estaría reforzando los eslabones más

débiles, para ella, de la cadena de valor agregado, precisamente los que

se encuentran en el sector “aguas abajo”.

EL CASO DE VENEZUELA: Uno de los países que comprendió

estos aspectos estratégicos del negocio petrolero fue Venezuela. La

total estatización de la industria petrolera, el proceso conocido como la

nacionalización, representó un cambio radical en la estructura de la

industria del país. La Nación dejaba de ser un simple recaudador de

impuestos para pasar a ser, además, el único accionista de las empresas

operadoras. El gran reto durante ese período fue mantener la

continuidad operacional y recuperar los niveles de actividad de las

funciones que habían sido objeto de una lógica descapitalización ante

el escenario de la prescripción de las concesiones. Todo ello se logró.

La etapa post-nacionalización: En los años siguientes a la

nacionalización, se reactivaron una serie de actividades que habían sido



204

reducidas a su mínima expresión en los años inmediatamente

precedentes y se generaron nuevas funciones anteriormente

dependientes de las concesionarias. Dos logros particularmente

relevantes fueron la creación de dos nuevas organizaciones de

extraordinaria importancia estratégica para el largo plazo. Por una parte

el Instituto de Adiestramiento Petrolero (INAPET) (luego re-bautizado

CEPET y actualmente CIED) encargado de todas las fases del

adiestramiento del personal de la industria. Este organismo fue el

responsable del desarrollo del personal desde los niveles artesanales

hasta los de la alta gerencia.

De igual, o tal vez de mayor trascendencia, fue la fundación del

Instituto Tecnológico Venezolano del Petróleo (INTEVEP), el centro

de investigación aplicada de la industria. El propósito de esta

institución era mantener a la industria petrolera nacionalizada a la

vanguardia de los rápidamente cambiantes adelantos tecnológicos de la

industria del petróleo. Durante el régimen concesionario, esta actividad

se llevaba a cabo en los grandes centros de investigación de las

empresas multinacionales quienes los distribuían entre sus afiliadas en

diferentes países. Por tal motivo, en el periodo inmediatamente

posterior a la nacionalización fue necesario establecer, de manera

transitoria, convenios de asistencia tecnológica con las antiguas

concesionarias.

Durante sus primeros años, entre 1976 y 1999, esta institución registró

alrededor de 900 patentes y generó unos 240 inventos, además de llevar

a cabo el desarrollo de importantes proyectos como por ejemplo, la

tecnología para el mejoramiento de crudos pesados (el proceso

conocido como HDH). Este proceso le valió a la institución el Premio

de Ciencias de la UNESCO en 1991. Cabe mencionar también el

desarrollo de la orimulsión, una forma novedosa y de alto atractivo

para la comercialización de estos crudos difíciles de colocar en los

mercados. Por su carácter menos contaminante este producto estaba

diseñado para competir en condiciones ventajosas en los mercados del

carbón, sobre todo en el campo de generación termoeléctrica. Por otra

parte, debido a las características de su mercado-objetivo, no constituía

una competencia para otros productos venezolanos como el fuel oil

residual. Con ello, además, al no considerársele parte de la producción



205

de crudos convencionales, no afectaba la cuota de Venezuela en la

OPEP.

Entre las nuevas actividades, vale la pena destacar el caso de la

exploración. En esta área, debido al tiempo que toma la recuperación

de las inversiones, estas se habían reducido a un mínimo. Debido a

ello, durante los últimos años del régimen concesionario, se había

producido una notable merma en las reservas probadas del país, sobre

todo las de crudos livianos y medianos, que por ser los de mayor valor

comercial, eran los que se producían de manera preferente. A partir de

1976 se llevaron a cabo una serie de actividades exploratorias

orientadas a subsanar esta situación. Así, por ejemplo, entre 1971 y

1976, se habían perforado en el país solo 33 pozos exploratorios.

Únicamente en 1976, se perforaron 25 de esos pozos y para 1982 se

habían perforado un total acumulado de 225. Como consecuencia de

ese esfuerzo, para finales de 1986 se habían incorporado 40.150

millones de nuevas reservas. Más del doble de la totalidad de reservas

probadas de Venezuela al final del año 1975 que era de 18.390

millones de barriles.

De particular importancia fue el descubrimiento de una serie de

campos gigantes de gas libre en el norte de la península de Paria en

1979. La información básica de estos descubrimientos fue derivada de

un levantamiento sismográfico sobre toda la plataforma continental

venezolana realizado en 1977. Una de las características resaltantes de

esta área eran las enormes inversiones necesarias y los riesgos

operacionales y comerciales asociados al desarrollo de estos campos.

Para enfrentar esta situación, se estructuró el Proyecto Cristóbal Colón,

en el cual se utilizaría, por primera vez después de la nacionalización,

la participación de capitales privados extranjeros. Este sería el primer

paso del proceso llamado de apertura para establecer asociaciones de

riesgo y ganancias compartidas en este tipo de áreas de altos niveles de

inversión y riesgo. El proyecto estuvo sometido a una serie de

altibajos, donde hubo momentos donde se llegó incluso a dudar de su

comercialidad, debido a amplias fluctuaciones en los precios del

mercado internacional del gas. Hoy en día, más de treinta años después

de los primeros descubrimientos, se siguen haciendo esfuerzos por

desarrollar el área a través del proyecto que ha sido rebautizado como



206

Gran Mariscal de Ayacucho y que se sigue llevando a cabo con el

apoyo de capitales extranjeros en forma de empresas mixtas.

Entre otra serie de importantes tareas llevadas a cabo en ese lapso cabe

destacar el inicio de los esfuerzos para el desarrollo de la Faja

Petrolífera del Orinoco. Igualmente, el cambio de patrón de refinación

en las dos grandes refinerías del estado Falcón, Amuay y Cardón y de

la refinería de El Palito en el estado Carabobo. El nuevo patrón estaba

orientado a la obtención de una mayor proporción de productos

derivados de alto valor comercial mediante procesos de conversión

profunda de crudos pesados. Finalmente, en agosto de 1997, se

interconectan las dos grandes refinerías de Falcón consolidándose

como el centro de refinación de Paraguaná con una capacidad de

procesamiento de 940 mil barriles diarios, el mayor complejo de

refinación a nivel mundial. Entre 1987 y 1991 se realiza el proyecto

Nurgas para interconectar las redes de gas del oriente y el occidente del

país y entre 1989 y 1992 se lleva a cabo el proyecto GNV (Gas Natural

Vehicular) que llegó a adaptar cincuenta mil vehículos a nivel nacional,

con énfasis en el transporte público. Una de las consecuencias de este

último proyecto habría sido la liberación de gasolinas para la

exportación. Sin embargo, el mismo no se expandió como se esperaba

debido a que el elevado subsidio de los precios de dichas gasolinas en

el mercado doméstico no hacía del gas una opción competitiva.

En el área de producción, se continuó llevando a cabo el esfuerzo por

mantener el potencial de producción, ahora con el respaldo de los

descubrimientos en nuevas áreas. La gran limitación de la actividad en

esta función eran las cuotas establecidos por la OPEP a la producción

de cada uno de sus países miembros. Esto llevó incluso a que en ciertos

sectores se planteara la posibilidad de abandonar la organización. Tema

sumamente polémico pues el desmembramiento de la misma, al

comenzar cada país a producir guiado por la maximización de su

propio ingreso fiscal, podría conducir a una grave sobreoferta con la

lógica caída de los precios. El ingreso fiscal obtenido con una mayor

producción pudiera verse más que contrarrestado por una caída de los

precios.



207

La internacionalización: Sin embargo, el logro más importante de la

industria durante esta etapa, fue sin duda el proceso de

internacionalización. Al momento de la nacionalización Venezuela

sufría de la misma limitación estructural a la que están sometidos, tal

como ya se mencionó, todos los países productores, el no contar con

los eslabones finales de la cadena de valor agregado. Los mercados

naturales del país habían sido surtidos tradicionalmente por las

concesionarias y los esfuerzos iniciales por diversificar los mercados a

otros países habían resultado infructuosos. La única solución para

Venezuela, en el corto plazo, era establecer contratos de

comercialización con las ex concesionarias para poder colocar su crudo

en los mercados. El remedio de fondo para liberarse de esta situación

de dependencia era, sin embargo, acceder a los eslabones faltantes de la

cadena de valor agregado. Además, se debía procurar establecer un

esquema de integración horizontal en estos eslabones, que en el caso de

un país productor, son los más débiles de la cadena.

A través de este proceso, Petróleos de Venezuela (PDVSA) se

convirtió en una empresa totalmente integrada vertical y

horizontalmente al incorporar a sus activos una serie de instalaciones

“aguas abajo” en varios de los principales mercados del mundo. La

empresa estatal venezolana llegó a contar, a finales del siglo veinte,

con un conjunto de quince refinerías ubicadas, además de los Estados

Unidos, su mercado natural, en países como Alemania, Suecia, el

Reino Unido y Bélgica. Además, como parte de estos procesos de

integración PDVSA adquirió importantes redes de distribución y

puntos de venta a consumidores finales en esos países. Finalmente,

adquirió de manera complementaria, una capacidad de almacenamiento

en la cuenca del Caribe, en las Islas Vírgenes de los Estados Unidos y

en las Antillas holandesas, cercana a los 30 millones de barriles. Con

ello, a través de un proceso de intermediación en el área de almacenaje,

participaba en el negocio de otras empresas y países en este importante

centro de comercio internacional de petróleo, parte también de su

entorno natural. Este esfuerzo representó tal vez el flujo de capitales en

forma de inversión directa más importante por parte de un país del

tercer mundo hacia un grupo de sociedades que estaban entre los más

importantes consumidores de petróleo a nivel global.



208

Otro efecto importante de estas asociaciones era la posibilidad de

colocar parte de la producción de los crudos pesados y extra pesados

del país. Para el momento de la nacionalización, el 75 % de las reservas

del país eran de crudos con una gravedad por debajo de los 22° API. Al

ser dueña de esas refinerías, PDVSA podía adaptar la dieta de las

mismas para, de acuerdo a sus intereses, procesar una cierta porción de

crudos de más baja calidad. Se introducía así, por razones estratégicas,

un elemento de ineficiencia para procesar crudos cuyos productos

finales poseían un menor valor comercial. Una refinería propiedad de

un tercero no estaría dispuesta, por razones de eficiencia, a realizar una

adaptación semejante en su dieta. Vale la pena resaltar que la necesidad

de colocar los crudos venezolanos pesados y extra pesados ha sido un

argumento muy utilizado a la hora de revertir muchas de las

operaciones llevadas a cabo con el proceso de internacionalización.

Esto es, sin embargo, un argumento falaz ya que se trata de dos

problemas de naturaleza totalmente distinta. Ciertamente, la colocación

y utilización de estos crudos, que representan la gran mayoría de las

reservas de Venezuela, es un problema complejo y de difícil solución.

El mismo no se resuelve, sin embargo, abandonando un excelente

negocio comercial de carácter estratégico. Por el contrario, ese negocio

alterno, aparte de permitir colocar, como hemos dicho, algunos

volúmenes adicionales de crudos pesados, puede significar mantener

un importante nivel de ingresos derivados de una faceta distinta dentro

del mismo sector petrolero.

La internacionalización se inició en 1979 con la selección de

inversiones potenciales en el sector de mercadeo de países

industrializados y se emprendieron las primeras gestiones de

negociación para la adquisición de algunos de esos activos. Hacia

finales de 1980 se establece en Alemania la empresa Ruhr Oel GMBH,

una asociación a partes iguales entre PDVSA y la empresa alemana

Veba Oel que fue ampliado en 1986. Al final de este proceso la

empresa contaba con cuatro refinerías: Gelsenkirchen con una

capacidad de procesamiento de 265 mil barriles por día, Neustadt con

capacidad de 86 mil barriles diarios, Karlsruhe que procesaba 320 mil

barriles diarios y Schwedt que operaba 240 mil barriles por día.

Adicionalmente, entre los activos de Ruhr Oel se encontraban otra serie

de instalaciones como plantas y terminales, varios oleoductos y redes



209

de distribución. Esto colocaba a PDVSA como propietaria del 50 % del

refinador más importante de Alemania que cubría el 20 % del mercado

de ese país. De los más de 900 mil barriles diarios que procesaban las

cuatro refinerías mencionadas, 250 mil eran de crudo pesado

venezolano.

A partir de 1985, se inicia un importante programa de adquisiciones.

Ese año, la empresa arrienda al gobierno de las Antillas holandesas la

refinería de Curazao con una capacidad de procesamiento de 335 mil

barriles diarios que es operada por Isla, una nueva filial de PDVSA. En

1986, se produce una violenta caída de precios en los mercados, el

precio del crudo marcador West Texas Intermediate (WTI) se situó por

debajo de los diez dólares por barril. Por supuesto, esta situación fue

particularmente crítica para los crudos pesados. La estrategia de

PDVSA, fue tratar de asegurar salidas para sus crudos en el largo plazo

mediante su presencia en mercados aguas abajo, principalmente en

aquel que, por razones de flete, es su mercado natural, los Estados

Unidos. Ese año, como ya se mencionó, la empresa estatal venezolana

adquiere el 50 % de las acciones de Citgo, una subsidiaria de la

Southland Corporation.

Dentro de la negociación por Citgo, PDVSA adquiría el 50 % del

complejo de refinación de Lake Charles en el estado de Louisiana, la

sexta más grande de los Estados Unidos, con una capacidad de 425 mil

barriles diarios. La negociación de Citgo condujo, además, a la

adquisición de la refinería de Lemont, cerca de Chicago, con una

capacidad de procesamiento de 155 mil barriles por día y asociada a

una red de distribución exclusiva en los estados de Illinois, Iowa,

Michigan, Ohio y Wisconsin. Otras dos adquisiciones fueron la

refinería de Paulsboro en el estado de New Jersey con una capacidad de

procesamiento de 94 mil barriles diarios y la de Savannah en Georgia

con una capacidad de 60 mil barriles diarios. Estas dos últimas

refinerías se especializan en la elaboración de productos asfálticos y,

por tanto, eran alimentadas con crudos pesados venezolanos.

Adicionalmente, se adquirió una participación del 41 % de la refinería

de la empresa Lyondell, rebautizada Lyondell-Citgo en la ciudad de

Houston. Esta refinería posee una capacidad de procesamiento de 268

mil barriles diarios. Finalmente, en 1987 la empresa estatal venezolana



210

y la Union Pacific Corporation junto con su subsidiaria Champlin

Petroleum Company, firman un acuerdo para constituir a partes iguales

la Champlin Refining Company. Con este acuerdo, la empresa

venezolana pasaba a ser propietaria del 50 % de la refinería de Corpus

Christi en el estado de Texas. Dicha refinería tiene una capacidad de

procesamiento de 257 mil barriles diarios y posee además una extensa

red de distribución en dicho estado además de Oklahoma, Arkansas,

Missouri y Kansas. Al año siguiente, en 1988, PDVSA ejerció una

opción de compra del 50 por ciento restante de las acciones

pertenecientes a su socio, y modificó el nombre de la empresa a

Champlin Refining & Chemicals Inc. En septiembre de 1990, esta

empresa fue transformada en una subsidiaria de Citgo.

En el año de 1990, PDVSA adquiriría el control total de Citgo. Con

ello PDVSA se convertía en propietaria de cinco refinerías y tenía una

participación importante en otra dentro del territorio de los Estados

Unidos. Su capacidad total de procesamiento superaba el millón 125

mil barriles diarios. Contaba, además, con instalaciones de

almacenamiento independientes para cinco millones de barriles.

Finalmente, un elemento de extraordinaria importancia, fue que la

adquisición de Citgo represento tomar el control de una red de más de

12.500 estaciones de servicio, la empresa con más puntos de ventas a

consumidores finales en los Estados Unidos12

. Además de esto Citgo

produce gran variedad de lubricantes y tiene puntos de venta en varios

aeropuertos importantes de los Estados Unidos y vende petroquímicos

y productos industriales a varias compañías industriales. La

participación total de PDVSA a través de Citgo en el mercado

doméstico americano era del 8 %, lo que la convertía en la sexta

empresa en el mercado interno de los EE. UU.13

En 1989, PDVSA adquiere los terminales petroleros de Bonaire y las

Bahamas. El primero, con una capacidad de cuatro millones de barriles

y un puerto de aguas profundas que puede alojar tanqueros ULCC, de

hasta 500 mil toneladas de peso muerto. El segundo, el mayor del

12 FUENTE: http://economiamineraypetrolera.wordpress.com/2012/07/01/petroleos-de-

venezuela-s-a-pdvsa-10/ 13 FUENTE: http://www.veneconomia.com/site/files/articulos/artEsp576_336.pdf



211

Caribe, tiene una capacidad de almacenamiento de 21 millones de

barriles e, igualmente, un puerto de aguas profundas. En la región de

las Islas Vírgenes, PDVSA además se asoció con la empresa Hess

Corporation para adquirir el 50 % de la refinería de Saint Croix, con

una capacidad de procesamiento de 495 mil barriles diarios. Con estas

adquisiciones PDVSA incrementa notablemente su capacidad de

almacenamiento en el Caribe y con ello adquiere una notable influencia

en esa cuenca, un importante punto de transición en el comercio

internacional del petróleo. La Bonaire Petroleum Corporation

(BOPECO) y la Bahamas Oil Refining Company (BORCO) fueron

constituidas subsidiaria de PDVSA.

El objetivo original de PDVSA de tratar de asegurar salidas para sus

crudos en el largo plazo, había llevado a identificar una oportunidad

complementaria de negocio pero de naturaleza totalmente distinta y

que posibilitaba la total integración vertical de la empresa. El primer

objetivo pasaba a ser algo que se podía lograr en cierta medida

mientras se desarrollaba un atractivo negocio, inédito para una empresa

estatal de un país productor. El aspecto más importante del nuevo

negocio, es que representaba el enorme atractivo estratégico de poder

prescindir de cualquier tipo de intermediación para acceder a los

consumidores finales de los grandes mercados. Con ello dejaban de ser

necesarios los contratos de comercialización suscritos al momento de la

nacionalización.

Mientras esto sucedía en Norteamérica y el Caribe, en el año 1989,

PDVSA se asocia a partes iguales con Neste Corporation de Finlandia

bajo la razón social de AB Nynäs, empresa operadora de cinco

refinerías europeas. Dos de estas refinerías ubicadas en Suecia:

Gothemburg que procesa 125 mil barriles diarios y Nynashamn, con

una capacidad de procesamiento de 90 mil barriles por día. Esta última,

especializada en el manejo de crudos pesados especialmente de

Venezuela. Otras dos refinerías se encuentran en el Reino Unido, una

en Eastham, en Inglaterra, con una capacidad de 211 mil barriles y la

otra en Dundee, en Escocia, procesando diariamente 205 mil barriles.

La otra refinería era la de Antwerp, en Bélgica con una capacidad de

360 mil barriles por día. A nivel de ventas AB Nynäs está presente en

once países europeos.



212

De este modo, para 1999, la capacidad de refinación de PDVSA fuera

de Venezuela, incluyendo la refinería Isla en Curazao, era de casi 3

millones y medio de barriles diarios. Igualmente poseía una amplia

capacidad de almacenamiento y acceso a un importantísimo segmento

de los clientes finales de sus operaciones. Un excelente ejemplo de una

empresa estatal de un país productor que había completado su cadena

de valor agregado para lograr una verdadera integración vertical,

complementada con una estructura de integración horizontal en el

mercadeo de sus productos. Esto permitía, junto con la optimización de

la estructura fiscal, utilizar la serie de herramientas de ingeniería

financiera que ponen en uso las empresas multinacionales para

optimizar el beneficio neto del sistema total. Sistema total que no es

otro que la misma Nación venezolana.

La PDVSA del siglo XXI: A partir del nuevo siglo cambia

radicalmente el enfoque del negocio, PDVSA se convierte en

instrumento político del gobierno, y utilizando el argumento de darle

un mayor contenido social, se abandona el principio económico

fundamental de la división del trabajo. Toda organización, pública o

privada, sin fines de lucro o que busque un retorno sobre la inversión

de sus accionistas, en estos casos para la Nación, es creada para

satisfacer una necesidad determinada de la sociedad. Esta es la misión

de esa organización. Toda la actividad de la misma debe, de manera

directa o indirecta, orientarse al logro de dicha misión. Cualquier

actividad que no esté orientada al logro de ella, compromete recursos

productivos que deberían ser utilizados con esa finalidad y daña, por

tanto, la eficiencia de la organización.

La gran tentación de las compañías petroleras estatales, es transformar

una organización eficaz y eficiente como productora y

comercializadora, en una empresa con “mayor contenido social”.

Rompiendo el mencionado principio de división del trabajo, se le

asignan otra serie de funciones distintas a su razón de ser. Tareas que,

por otra parte, deberían ser llevadas a cabo por otras entidades del

Estado, cuya función específica, su misión, es precisamente esa.

PDVSA, la casa matriz petrolera, pasó a tener, de acuerdo a su Balance

de Gestión para el año 2012, veinte filiales de las cuales cinco se



213

ocupan de las más variadas actividades no relacionadas con la industria

petrolera14

: PDVSA Agrícola, S.A. para la “producción de materia

prima de origen agrícola para el procesamiento industrial

agroalimentario”14

. PDVSA Desarrollos Urbanos, S.A. para “el

desarrollo y la ejecución de obras de infraestructura social no

industrial, así como programas de asistencia humanitaria”14

. PDVAL

cuya misión es “Ofrecer a la población venezolana productos de la

cesta básica e insumos básicos para el hogar a precios regulados en

diferentes puntos de venta habilitados a lo largo y ancho del país,

atendiendo a toda la cadena de comercialización”14

. Palmavén, S.A.

que “tiene como eje central la erradicación de la pobreza”14

. Lácteos

Los Ándes, C.A. “Adquirido por el Estado Venezolano a través de la

Industria Petrolera Venezolana PDVSA […] (para) la producción y

distribución de productos lácteos […] adicionalmente el grupo cuenta

con compañías que se dedican a la comercialización de leche cruda, al

transporte y servicios asociados a la actividad”14

.

La multiplicidad de nuevas funciones, consecuencia de la ruptura del

principio básico de división del trabajo, ha llevado no sólo a la

duplicación de funciones con otros organismos del estado, sino a

socavar la necesaria atención a su misión principal: el negocio

petrolero. Como consecuencia, en muy corto plazo decae la

producción, se descuida el mantenimiento preventivo de las

instalaciones y se incrementa el número de accidentes industriales. La

producción llegó a caer en, por lo menos, 400 mil barriles diarios.

Dicha producción, que en 1999 era de 3 millones 250 mil barriles por

día, llegó en 2012 a 2 millones 826 mil según cifras de la misma

PDVSA y a 2 millones 378 mil según cifras de la OPEP en su informe

de mayo de 2012. Venezuela no sólo ha dejado de contar con un

14 FUENTES: http://blog.chavez.org.ve/wp-content/uploads/2010/08/BalancedeGestionPDVSA2009-

blog-2.pdf

http://www.pdvsa.com/index.php?tpl=interface.sp/design/readmenuprinc.tpl.html&new

sid_temas=22 http://www.pdvsa.com/index.php?tpl=interface.sp/design/readmenu-

filiales.tpl.html&newsid_obj_id=7446&newsid_temas=20

http://www.pdvsa.com/index.php?tpl=interface.sp/design/readmenu-

filiales.tpl.html&newsid_obj_id=9006&newsid_temas=20

http://blog.chavez.org.ve/wp-content/uploads/2010/08/BalancedeGestionPDVSA2009-blog-2.pdf

http://blog.chavez.org.ve/wp-content/uploads/2010/08/BalancedeGestionPDVSA2009-blog-2.pdf

http://www.pdvsa.com/index.php?tpl=interface.sp/design/readmenuprinc.tpl.html&newsid_temas=22

http://www.pdvsa.com/index.php?tpl=interface.sp/design/readmenuprinc.tpl.html&newsid_temas=22

http://www.pdvsa.com/index.php?tpl=interface.sp/design/readmenu-filiales.tpl.html&newsid_obj_id=7446&newsid_temas=20






214

potencial de producción, sino que, debido a los volúmenes absorbidos

por el mercado interno, no ha sido capaz de alcanzar la cuota que le ha

sido fijada por la OPEP que se ubica en 3 millones 050 mil barriles

diarios15

. Este déficit ha sido cubierto, como de costumbre en estos

casos, por el swing producer16 de la organización, Arabia Saudita.

Paralelamente, se han incrementado los accidentes tanto de tipo laboral

como industrial. Así, por ejemplo, han venido ocurriendo una serie de

accidentes, algunos de suma gravedad, en las refinerías. Tal es el caso

de los ocurridos en la refinería de Amuay el 25 de agosto de 2012 o el

de menor magnitud en la refinería de El Palito al mes siguiente, el 19

de septiembre de 2012. Al mismo tiempo se ha generado la necesidad

de importar combustibles a precios internacionales para el mercado

interno altamente subsidiado.

Una consecuencia adicional de tener que atender a tantas y tan variadas

nuevas funciones, ha llevado la nómina de algo menos de cuarenta mil

trabajadores en 1999 a 145.439 empleados según el Balance de Gestión

de la empresa para 2012. Por otra parte, una de las medidas más

inmediatas al establecer para la empresa un enfoque más político a

corto plazo que una perspectiva económica en el mediano y largo

plazo, es la substitución de la mano de obra. Se trata de desplazar a

aquellos individuos competentes en las funciones habituales por

personal políticamente comprometido. En el año 2002, el gobierno

aprovechó la coyuntura de una fracasada huelga petrolera, para

desmantelar los cuadros técnicos de la empresa estatal. Tal vez pudiera

aceptarse plantear la discusión con relación a las medidas que hubieran

podido tomarse con relación a los dirigentes de esa acción. Sin

embargo, con ocasión de ello, fueron despedidos alrededor de veinte

mil profesionales y técnicos, algunos de los cuales que ni siquiera se

habían sumado al paro. Este era un paso necesario para generar una

nueva cultura corporativa y redefinir los objetivos de la empresa.

15 FUENTE: http://www.elmundo.com.ve/noticias/economia/energia/preven-que-

venezuela-planteara-recorte-de-la-produ.aspx#ixzz33FPualT9 16 El swing producer es aquel país que cuenta con suficiente potencial de producción

para absorber cambios en la demanda que otros no pueden satisfacer. En el caso de una

organización como la OPEP, es aquel país que está en condiciones para suplir déficits

en las cuotas de otros países y alcanzar el volumen de producción total de la organización.

http://www.elmundo.com.ve/noticias/economia/energia/preven-que-venezuela-planteara-recorte-de-la-produ.aspx#ixzz33FPualT9

http://www.elmundo.com.ve/noticias/economia/energia/preven-que-venezuela-planteara-recorte-de-la-produ.aspx#ixzz33FPualT9



215

La actual situación de PDVSA, no sólo ha afectado su producción en

un momento determinado. Ha afectado también la posibilidad de

cumplir con las proyecciones de incrementos de dicha producción en el

futuro previstos en los planes de la empresa. Rafael Ramírez, Ministro

del Poder Popular para Petróleo y Minería y Presidente de PDVSA,

anunció en varias oportunidades incrementos de producción que, hasta

la fecha, no se han podido materializar. De este modo, en 2011 anunció

que para 2012 el país estaría produciendo cuatro millones de barriles

diarios17

. En septiembre de 2012 aclaró que dicha estimación sería

alcanzada en 201417

. Finalmente en diciembre de 2013 manifestó que

la producción llegaría a 3 millones 11 mil barriles por día en 2014 para

situarse en seis millones de barriles diarios en 201917

. Hasta la fecha,

sin embargo, la producción del país se ha mantenido, como ya se

mencionó, por debajo de los tres millones de barriles diarios.

Por otra parte no se han añadido nuevas reservas por descubrimientos.

Las únicas incorporaciones han sido los descomunales volúmenes

resultado de simples revisiones en la faja petrolífera del Orinoco.

Volúmenes, por otra parte, que no han sido certificados por las

empresas que normalmente llevan a cabo esta labor de forma análoga a

cómo trabajan las compañías auditoras en el sector financiero.

El peligroso retorno a la dependencia de terceros: Pero el aspecto

más importante de la nueva política de PDVSA tiene que ver, de

nuevo, con el estratégicamente crítico proceso de internacionalización.

A partir del año 2003 se inician una serie de acciones orientadas a

revertir el proceso llevado a cabo entre 1979 y 1989. En el año 2006

PDVSA vende su participación en la refinería de Lyondell-Citgo en

Houston por un valor neto, luego de descontados los impuestos de

1.314 millones de dólares18

. Esta refinería, debido a la participación

17 FUENTES: http://www.americaeconomia.com/negocios-industrias/venezuela-preve-

subir-8-su-produccion-petrolera-en-el-2012 http://www.vive.gob.ve/actualidad/noticias/pdvsa-y-sector-privado-prev%C3%A9n-

aumentar-producci%C3%B3n-para-2014.

http://diariodecaracas.com/dinero/venezuela-podra-producir-4-millones-barriles-

petroleo-en-2014 18 FUENTE: http://money.cnn.com/2006/08/17/news/companies/lyondell_citgo.dj/

http://www.americaeconomia.com/negocios-industrias/venezuela-preve-subir-8-su-produccion-petrolera-en-el-2012

http://www.americaeconomia.com/negocios-industrias/venezuela-preve-subir-8-su-produccion-petrolera-en-el-2012

http://www.vive.gob.ve/actualidad/noticias/pdvsa-y-sector-privado-prev%C3%A9n-aumentar-producci%C3%B3n-para-2014

http://www.vive.gob.ve/actualidad/noticias/pdvsa-y-sector-privado-prev%C3%A9n-aumentar-producci%C3%B3n-para-2014

http://diariodecaracas.com/dinero/venezuela-podra-producir-4-millones-barriles-petroleo-en-2014

http://diariodecaracas.com/dinero/venezuela-podra-producir-4-millones-barriles-petroleo-en-2014



216

accionaria de PDVSA procesaba 110 mil barriles diarios de crudo

venezolano que fueron reemplazados, debido al menor costo de

transporte, por crudo pesado canadiense. En 2007 hace lo mismo con la

refinería de Paulboro y en 2008 la de Savannah que, como ya dijimos,

están especializadas en productos asfálticos y procesan, por tanto,

crudos de baja calidad. En el mismo 2008 se concretó también la venta

de la participación de PDVSA en dos grandes oleoductos que cruzan el

territorio norteamericano y de cuatro terminales. Todo ello parte de las

instalaciones de Citgo en los Estados Unidos19

. El monto neto, después

de impuestos, de todas estas ventas fue de 551 millones de dólares.

También en 2008, fue vendido el terminal de Bahamas Oil Refining

Company (BORCO) por 900 millones de dólares19

.

Un paso de trascendental importancia tuvo lugar en octubre de 2010,

cuando con ocasión de una visita del Presidente Chávez a Moscú, se

concreta la venta de los activos de Ruhr Oel de Alemania al grupo ruso

Rosneft. El valor exacto de la venta no está claro y sobre el mismo

existen varias estimaciones. El precio más probable parece ser de 1.600

millones de dólares20

. Finalmente, en marzo de 2012, PDVSA se retira

también de la asociación con Neste Oil en la empresa A. B. Nynäs en

Suecia, el Reino Unido y Bélgica. La razón dada para ello por el

Ministro Rafael Ramírez es “una estrategia que buscaría levantar

recursos para la estatal PDVSA y los proyectos sociales del Gobierno

de Hugo Chávez.”20

.

Con estas transacciones, tiende a romperse la estructura de PDVSA,

tanto vertical como horizontalmente integrada. Con ello, Venezuela se

hace, de nuevo, cada vez más dependiente de terceros para satisfacer

las necesidades de la última parte de la cadena de valor agregado.

PDVSA tiende a volver al esquema en el cual sus ventas finales se

llevan a cabo, a lo sumo, en los terminales de embarque que alimentan

las refinerías de los grandes mercados.

19 FUENTE: http://www.eluniversal.com/2010/10/15/eco_art_pdvsa-vende-a-rosnef_2070848 20 FUENTE:

http://economia.terra.com/noticias/noticia.aspx?idNoticia=201203162011_RTI_

SIE82F0CA



217

Las decisiones de desprenderse de todas estas instalaciones se

sustentan en una serie de críticas al proceso de internacionalización que

se basan fundamentalmente en dos argumentos. El primero de ellos es

que estas inversiones no contribuyen a la colocación de los crudos

pesados venezolanos. El segundo es que, simplemente, dichas

inversiones son un mal negocio. El argumento de la baja rentabilidad

de estas instalaciones ha sido frecuentemente repetido por el gobierno

venezolano durante los procesos de venta como una de las principales

razones para desprenderse de esas instalaciones. Parece evidente que

con ello, se le hace un flaco favor a las negociaciones orientadas a

obtener el mejor precio posible de un eventual comprador de las

mismas.

Con relación al argumento relacionado con la colocación de los crudos

venezolanos, ya hemos mencionado que se trata de dos problemas

distintos. Una cosa es la comercialización de crudos de baja calidad y

otra, el aspecto estratégico de completar la cadena de valor agregado

para la completa integración vertical de la industria y la estructuración

de un sistema de integración horizontal. Estos dos procesos no son, sin

embargo, mutuamente excluyentes y, como también mencionamos, el

segundo más bien ha contribuido a colocar, dentro de un balance

económico-estratégico, ciertos volúmenes de crudos pesados. Esto sin

contar con el hecho adicional de que algunas de las instalaciones

adquiridas estaban específicamente orientadas al procesamiento de este

tipo de crudos.

El análisis de esta argumentación, por otra parte, evidencia una falta de

comprensión de aspectos contables fundamentales. Lo más relevante,

es el desconocimiento de cómo se consolidan los estados financieros de

grupos empresariales constituidos por varias filiales, así como los

mecanismos operacionales y contables que se utilizan para la

maximización de las ganancias. Mecanismos basados, como hemos

venido diciendo, en el uso coordinado de valores de transferencia

internos y que han sido tradicionalmente utilizados por las grandes

empresas multinacionales. Una clara explicación de este tema la da

Oliver Campbell, Coordinador de Finanzas de PDVSA hasta 1982, en



218

una entrevista que le hiciera Veneconomía21

y que citamos como

Campbell (2007):

Es necesario hablar un poco de la teoría contable. Cuando una

empresa controla otra –generalmente por ser dueña de más

del 50% de las acciones– se consideran ambas como una sola

entidad comercial. La contabilidad se ajusta a este hecho y se

preparan las llamadas “Cuentas Consolidadas”. […] Las

cifras de las filiales consolidadas se suman “línea por línea”,

es decir, todas las ventas se suman, todos los costos se suman,

todos los impuestos se suman, etc. Pero […] como el grupo es

una sola entidad comercial: las transacciones entre filiales

consolidadas se eliminan y sólo se reportan las transacciones

con el mundo afuera. […] Un sencillo ejemplo servirá para

explicar la consolidación. Hay un grupo de tres empresas

petroleras en tres países diferentes: una produce crudo, la otra

lo refina y la tercera vende los productos a distribuidores

fuera del grupo. Es de notar que las ventas a los distribuidores

en el País C son las únicas que se registran en las cuentas

consolidadas. Los demás renglones se suman “línea por

línea” y las transacciones entre filiales se eliminan. […] Es

innegable (ante el argumento de que en la operación de Citgo

Venezuela “importa” costos de operación de los Estados

Unidos) que “se importan” los costos de compra de petróleo y

de operación de Citgo. […] Nadie ha resaltado que, al mismo

tiempo que se importan costos, “se importan” las cuantiosas

ventas que hace Citgo. En la consolidación, las ventas que

PDVSA hace a Citgo se eliminan y son sustituidas por las

ventas que Citgo hace a terceros en Estados Unidos. Puesto

que PDVSA Grupo no sólo importa los costos sino también

las ventas, no se entiende cuál es el problema.

Dentro de esta misma argumentación, aparece también lo que podemos

denominar “prejuicio fiscalista”, que consiste en pensar que la única

forma como la Nación se beneficia del negocio petrolero es por la vía

21 Veneconomía Vol. 25 No. 3 – Diciembre de 2007

http://www.veneconomia.com/site/files/articulos/artEsp4915_3490.PDF



219

fiscal, a través del cobro de impuestos. De nuevo, la optimización de

las cargas fiscales en diferentes sitios es parte de las prácticas

tradicionales que las empresas multinacionales han venido utilizando

con notable éxito para maximizar la ganancia neta de la totalidad del

grupo. Con esta idea se ignora el hecho elemental de que los beneficios

netos de PDVSA, por ser esta una empresa totalmente propiedad del

Estado, pertenecen totalmente a la Nación. Con lo cual, el gobierno se

beneficia de la totalidad de esas ganancias de la misma manera que lo

hace con los ingresos fiscales y puede ser que sacrificando en cierta

medida estos últimos, se incremente las primeras… también del país.

Citando nuevamente a Campbell (2007):

Otro error en el análisis […] tiene que ver con el ISLR que

paga PDVSA. (Estas críticas) no entienden que el ISLR sólo

transfiere dinero de PDVSA al SENIAT, es decir, de un

bolsillo de la nación venezolana a otro. En una empresa

estatal, toda la diferencia entre los ingresos y los costos está

disponible para el Gobierno, ya que la ganancia después del

ISLR puede ser exigida como dividendo. […] (Se ha sugerido

en este sentido) que el fisco venezolano debe ajustar los

precios de transferencia hasta el valor de mercado para que

PDVSA pague más ISLR. […] Pero, como se ha visto arriba,

el único efecto de aumentar los precios de transferencia es

subir el ISLR y reducir la ganancia neta.

Un elemento adicional dentro de este proceso, es que la mayor parte de

los fondos provenientes de estas operaciones fueron asignados al

Fondo de Desarrollo Nacional (Fonden), un organismo establecido en

2005 para disponer de los ingresos que recibe el país derivados de

cualquier actividad relacionada con el petróleo. Muchos de estos

fondos, si bien han sido destinados a obras de infraestructura, que en

sentido estricto son también inversiones, pues generan nuevos activos,

se trata de instalaciones cuyo uso es subsidiado, por lo que no producen

una rentabilidad y para las cuales ni siquiera se prevé la recuperación

del capital. Otra porción de este dinero ha sido destinado a proyectos

de gasto social. Evidentemente la utilización de fondos provenientes de

la venta de activos productivos para ser empleados en rubros del tipo

mencionado representa, de hecho, una descapitalización de la empresa.



220

Finalmente, existe un punto adicional que tiene que ver con la nueva

política petrolera del país que se fundamenta en la diversificación de

mercados. Con esta política se establece la reorientación de una

porción considerable de las ventas del país a clientes, que por razones

del costo de los fletes, se encuentran fuera de sus mercados naturales:

los Estados Unidos y la cuenca del Caribe. Uno de estos nuevos

mercados es la República Popular China que, como ya mencionamos,

tiene una política de estado orientada a la adquisición de materias

primas fuera de su territorio bajo un esquema de una especie de

compras pre-pagadas. Por otra parte, el 25 de mayo de este año, se

suscribió un acuerdo similar al de China concretado, en esta ocasión,

con la empresa rusa Rosneft.22

La misma empresa que en octubre de

2010 compró los activos de PDVSA en Ruhr Oel de Alemania. El

convenio, suscrito en San Petesburgo por el ministro Rafael Ramírez,

consiste en una venta pre-pagada de petróleo para lo cual la empresa

rusa adelantó 2.000 millones de dólares. Como contrapartidas PDVSA

debe suministrar 64 millones de barriles no sólo de crudo sino también

de productos derivados durante los próximos cinco años. Se desconoce

el precio equivalente por barril de esta operación. Sin embargo se

espera que el monto pagado por los rusos sea sólo un adelanto pues el

precio equivalente, de acuerdo a las condiciones expuestas hasta el

momento, es de 31,25 dólares por barril de crudo y de cierta proporción

no especificada de productos derivados.

Queda por demostrar que clientes tan alejados de nuestros mercados

naturales y con compras pre-pagadas sean comercialmente más

atractivos que lo logrado con la internacionalización. De cualquier

modo, desde el punto de vista estratégico, sin importar cualquiera de

los demás elementos, se está regresando a la entrega de la producción

de Venezuela en un punto intermedio de la cadena de valor agregado.

22 FUENTES: http://www.correodelorinoco.gob.ve/nacionales/pdvsa-y-petrolera-rusa-rosneft- suscribieron-acuerdo-suministro-crudo/

http://www.notitarde.com/Economia/Rosneft-pagara-adelanto-de-US-2-mil-millones-a-

Pdvsa/2014/05/24/328923

http://www.aporrea.org/energia/n251458.html http://panorama.com.ve/portal/app/push/noticia113317.php

http://www.correodelorinoco.gob.ve/nacionales/pdvsa-y-petrolera-rusa-rosneft-%20suscribieron-acuerdo-suministro-crudo/

http://www.correodelorinoco.gob.ve/nacionales/pdvsa-y-petrolera-rusa-rosneft-%20suscribieron-acuerdo-suministro-crudo/

http://www.notitarde.com/Economia/Rosneft-pagara-adelanto-de-US-2-mil-millones-a-Pdvsa/2014/05/24/328923

http://www.notitarde.com/Economia/Rosneft-pagara-adelanto-de-US-2-mil-millones-a-Pdvsa/2014/05/24/328923

http://www.aporrea.org/energia/n251458.html

http://panorama.com.ve/portal/app/push/noticia113317.php



221

CONCLUSIONES: El negocio petrolero es, por su misma naturaleza, un negocio global

caracterizado, en primer lugar, por la existencia de dos tipos de actores

que además de encontrarse geográficamente dispersos son de

características marcadamente contrastantes. Por una parte, están los

países productores, la gran mayoría de ellos absolutamente

dependientes, para su desarrollo económico, del ingreso proveniente de

la venta de la materia prima que se encuentra en su territorio. Por otra,

las grandes empresas transnacionales que controlan las refinerías y las

redes de distribución que llegan a los clientes finales de los grandes

centros de consumo del mundo, pero que requieren de la materia prima

de los primeros. El carácter global de este negocio, viene también dado

por las grandes distancias que separan los grandes centros de

producción y de consumo. Debido a ello, el transporte es uno de los

elementos más relevantes de dicho negocio.

Para ambos protagonistas, existen una serie de factores que

condicionan sus aspectos económicos en el corto plazo y otros, que

más allá de lo económico, tienen que ver con su misma estabilidad e,

incluso, con su supervivencia. Son elementos de tipo estratégico. En el

caso de los primeros, los países productores, ambos aspectos están

sujetos, fundamentalmente a la incertidumbre. Su estabilidad

económica, tanto en el corto como en el largo plazo, dependen de los

precios de su materia prima en los mercados internacionales, sujetos

estos a variables que en muchos casos escapan a su control. En el caso

de las empresas, en el corto plazo están sujetas a elementos de riesgo

con relación al suministro de la materia prima. En al largo plazo,

dependen de la adecuada aplicación de una serie de elementos

estratégicos, muchos de los cuales están en capacidad de controlar. La

aplicación de estos factores estratégicos les permiten, tanto asegurar el

mencionado suministro de materia prima a largo plazo, como

maximizar sus beneficios económicos en el corto plazo.

Las distintas fases del negocio constituyen los eslabones,

marcadamente distintos y altamente interdependientes, de una cadena

de valor agregado estructurada como un sistema en serie, donde el

desempeño del conjunto es igual al del peor de sus componentes. Esto

hace que, desde el punto de vista estratégico, sea indispensable que el



222

negocio se organice bajo una estructura verticalmente integrada en la

cual sus participantes deben llevan a cabo con esfuerzo propio todas las

etapas del negocio. Esto permite no sólo asegurar el control sobre todas

las fases del negocio, sino además estar en capacidad de coordinar el

adecuado equilibrio entre ellas.

Las grandes empresas multinacionales controlan la totalidad de la

mencionada cadena de valor agregado. Sin embargo, en dicha cadena,

siempre hay un eslabón más débil que los demás. Por encontrarse el

suministro de la materia prima, del crudo, en naciones distintas a su

país de origen, en sitios remotos y sujetos a diferentes tipos de riesgo,

esta etapa constituye el eslabón más débil de la cadena de estas

empresas. Para superar esta debilidad, las grandes compañías

multinacionales recurren a un proceso de integración horizontal,

mediante la diversificación en diferentes países productores, de las

fuentes de materia prima. Este proceso les permite, no sólo la

distribución de los riesgos asociados a este eslabón de la cadena, sino

además optimizar el beneficio neto del sistema como un todo,

ponderando los costos de producción y las tasas impositivas de los

países productores en los cuales operan. Esto lo logran mediante la

coordinación de los valores de transferencia internos entre las distintas

etapas de la cadena de valor agregado.

Los países productores y sus empresas estatales no cuentan con el

control sobre la totalidad de la cadena de valor agregado de la

industria. Su participación se limita a la venta de la materia prima a los

clientes en un punto intermedio de la cadena. A lo sumo controlan la

etapa de transporte hasta los terminales de embarque asociados a las

refinerías donde se inician las redes de distribución de los grandes

mercados, punto en el cual el producto es entregado a terceros. Para los

compradores, el precio de venta en este punto, es sólo el valor de

transferencia entre dos eslabones de su cadena de valor agregado, para

los vendedores de este precio se deriva la totalidad de su ingreso. Por

su limitación intrínseca, esta es una situación que no cuenta con

flexibilidad suficiente para optimizar su beneficio y que es dependiente

de las variaciones de un mercado por naturaleza incierto.



223

Venezuela fue un país que entendió claramente este proceso en las

décadas de los ochenta y noventa del siglo pasado. Entre 1979 y 1989,

PDVSA llegó a desarrollar mecanismos de integración tanto vertical

como horizontal. Con la integración vertical, el país se liberó de la

dependencia de terceros para la colocación de sus crudos y adquirió el

acceso a los consumidores finales de los grandes mercados. Por otra

parte, su participación en varios mercados como mecanismo de

integración horizontal, le permitió reforzar el eslabón más débil de su

cadena de valor agregado que es, precisamente el mencionado acceso a

los grandes mercados. Venezuela alcanzó los medios para generar

recursos potencialmente superiores a los percibidos por la simple venta

del petróleo, pudo generar mecanismos para optimizar dicha

generación de recursos en el corto plazo y aseguró la permanencia de

estos mecanismos en el largo plazo.

Este proceso, ha sido en gran medida revertido en la primera década de

este siglo, con el agravante de que el producto de la venta de los bienes

de capital ha sido utilizado en diversas formas de gasto social. Con

ello, se le ha ocasionado al país no sólo un enorme daño patrimonial,

sino que se le han hecho perder la serie de ventajas estratégicas que

había adquirido. El mejor interés de la Nación aconseja, no sólo

detener el proceso de reversión de la internacionalización, sino tratar,

de ser ello posible, de profundizarlo nuevamente. Esto constituiría la

mejor forma de generar en el largo plazo los recursos financieros

necesarios para contribuir al desarrollo económico del país mientras se

buscan otras maneras de diversificar su economía.

Para poder implementar este tipo de esquema es necesario que los

encargados de la toma de decisiones en los países productores se

liberen del prejuicio de visualizar el ingreso fiscal como la única

manera de acceder a los recursos necesarios para el desarrollo nacional.

Es necesario entender, que las ganancias generadas por una empresa

del Estado en forma de dividendos en otros países, es una manera igual,

o aún mejor, de acceder a los recursos financieros necesarios para el

propio desarrollo económico. Por supuesto, asociado a esta idea, está el

concepto de la mayor participación de los ciudadanos en estas

decisiones que los gobiernos, a nombre del Estado, no tienen derecho a

tomar como mejor les parezca. En otras palabras, no se trata sólo de



224

tener una Nación con mayor desarrollo económico, sino una sociedad

más libre.

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