La implantación FA el sector del petróleo y el gas: del prototipo a la cadena de suministro digital

7 DE ABRIL DE 2026 | Tiempo de lectura: 5 min

La industria del petróleo y el gas suele evocar imágenes de enormes estructuras de acero, piezas de fundición pesadas y equipos antiguos que llevan décadas en funcionamiento. En la refinería de ExxonMobil en Baton Rouge, algunos compresores llevan en funcionamiento desde 1938. Sin embargo, bajo la superficie de estas operaciones tradicionales, se está produciendo una revolución digital. Christopher Beeson, supervisor de ejecución de maquinaria para fines especiales y responsable de fabricación aditiva (FA) en Baton Rouge, está al frente de este cambio. Con más de 30 años de experiencia, que comenzó en la soldadura manual, Beeson comprende la realidad física del metal. Ahora dedica sus días a promover un futuro en el que las piezas de repuesto existan principalmente como archivos digitales en la nube.

ExxonMobil está dejando atrás la fase experimental de la impresión 3D. La empresa está pasando de los laboratorios de investigación corporativos centralizados a un modelo distribuido y dirigido desde las propias instalaciones, en el que cada refinería «se pone manos a la obra». Esta evolución marca un punto de inflexión significativo para el sector, ya que demuestra que FA ahora una herramienta fundamental para el mantenimiento de la infraestructura energética mundial.

El cambio estratégico de los laboratorios corporativos a la ejecución sobre el terreno

ExxonMobil inició su andadura con FA centralizados FA en Houston (Texas) y Clinton (Nueva Jersey). Estas instalaciones se centraban en materiales no metálicos y en la creación de prototipos iniciales. Aunque estos laboratorios sentaron las bases necesarias, el verdadero valor de FA en el trabajo sobre el terreno. La introducción de la norma API 20S en 2021 supuso el principal catalizador del cambio. Esta norma proporcionó el primer marco normativo importante para los componentes metálicos fabricados mediante fabricación aditiva en la industria del petróleo y el gas.

Una vez que la API 20S estableció un procedimiento de homologación, ExxonMobil se dio cuenta de que la fusión por láser en lecho de polvo (LPBF) había superado la densidad y la fiabilidad de la fundición tradicional. La tecnología alcanzó un nivel de madurez que permitió a la sede central delegar la responsabilidad en las distintas plantas. «Mi trabajo consiste en ampliar la escala de la fabricación aditiva», afirma Beeson, señalando que la atención se ha desplazado hacia las plantas de Norteamérica y Singapur, donde la demanda de piezas inmediatas y de alta calidad es mayor.

Acabar con el impuesto sobre las existencias mediante redes de suministro digitales

El principal motivo económico que impulsa la expansión FA la reducción del «coste de almacenamiento». Las grandes empresas petroleras y gasísticas gastan miles de millones de dólares cada año en almacenar piezas físicas que quizá nunca lleguen a utilizar. Un estudio interno sobre los impulsores de bombas reveló que el 40 % de las unidades almacenadas acababan desechándose o nunca se ponían en servicio porque los ingenieros recalificaban las bombas o sustituían sistemas completos. Al pasar a una red de suministro digital, ExxonMobil puede eliminar la necesidad de contar con enormes almacenes físicos.

Para lograrlo, ExxonMobil colabora con competidores como Shell y ConocoPhillips a través de una «nube digital» sectorial conocida como Field Node. En este entorno, las empresas comparten archivos 3D no exclusivos. Si falla una voluta de bomba común, un ingeniero puede consultar la nube para ver si otra empresa ya ha escaneado y homologado la pieza. Esta colaboración permite a ExxonMobil saltarse la costosa fase de ingeniería inversa y pasar directamente a la producción. Una red de confianza de imprentas auditadas, entre las que se incluyen Oerlikon y Quintus, está preparada para imprimir estas piezas bajo demanda.

Tecnologías consolidadas y nuevas fronteras

Aunque la LPBF sigue siendo el estándar consolidado para componentes complejos y densos, como los impulsores, otras tecnologías están ganando terreno rápidamente. La fabricación aditiva por arco eléctrico (WAAM) y la deposición de energía dirigida (DED) representan áreas en expansión para el sector. Estos métodos son ideales para sustituir grandes componentes tradicionales de hierro fundido que suelen medir entre 1,2 y 1,5 metros de altura.

Tradicionalmente, la adquisición de una pieza fundida de gran tamaño podía llevar entre 12 y 14 meses. Gracias a la impresión 3D industrial, las refinerías pueden fabricar un recambio funcional en cuestión de semanas. ExxonMobil también sigue ampliando los límites de los materiales. A través de colaboraciones con socios como Sandvik, la empresa desarrolla polvos patentados diseñados específicamente para los entornos hostiles de las refinerías, como los hornos de pirólisis.

Beeson sostiene que el LPBF es «muy superior» a la fundición, y sugiere que la industria solo se aferra a los métodos tradicionales por costumbre, más que por su rendimiento.

Resolver el reto de la mano de obra mediante colaboraciones locales

La tecnología de fabricación aditiva requiere mano de obra cualificada, pero la mayoría de los ingenieros mecánicos de las instalaciones tradicionales tienen poca experiencia en diseño aditivo. Además, el sector carece actualmente de un «oficio sindicalizado» oficial para los técnicos de impresoras 3D. Para subsanar esta carencia, ExxonMobil colabora en la dirección de la Asociación de Fabricación Aditiva de Luisiana (LAMA). Esta colaboración tiene como objetivo crear un Centro de Excelencia (COE) en Baton Rouge.

El COE funciona como una herramienta «tres en uno» para la región. Ofrece a los ingenieros de ExxonMobil formación práctica, proporciona al centro acceso a impresoras de nivel industrial e impulsa el desarrollo económico. Los estudiantes de universidades locales, como la LSU, pueden obtener certificaciones en diversas marcas de impresoras, como EOS y Velo3D. Esto les permite incorporarse de inmediato al creciente sector manufacturero.

Los aspectos económicos de esta colaboración también son muy atractivos. La afiliación de alto nivel a LAMA ofrece 5.000 horas de impresión gratuitas, lo que puede reducir el coste de un impulsor de 16.000 dólares al mero precio del polvo.

Superar el obstáculo de la preparación digital

A pesar de los avances, sigue existiendo una importante «brecha en el flujo de trabajo» que constituye el principal obstáculo para su adopción generalizada. Pasar de un escaneo 3D sin procesar a un archivo listo para imprimir requiere resolver decenas de cuestiones técnicas relacionadas con el acabado de la superficie, los protocolos de ensayo y el posprocesamiento. Para resolver esto, la Asociación Internacional de Productores de Petróleo y Gas (IOGP) puso en marcha la iniciativa Joint Industry Sprint (JIS O2).

Esta iniciativa crea un «pasaporte digital» para las piezas mediante los niveles de preparación digital (DRL). Una pieza con DRL 1 contiene datos básicos de escaneo y ensayos de materiales, mientras que una pieza con DRL 3 constituye un paquete digital completo. Incluye planes de inspección y especificaciones de rugosidad.

El objetivo final es un sistema de solicitud de presupuesto (RFQ) «con un solo clic». Cuando el paquete digital esté completo, el responsable del proyecto solo tendrá que pulsar un botón para enviar las especificaciones a un proveedor cualificado, lo que eliminará semanas de trámites administrativos.