Gas natural
El gas natural constituye una importante fuente de energía fósil liberada por su combustión. Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos ligeros que se extrae, bien sea de yacimientos independientes (gas no asociado), o junto a yacimientos petrolíferos o de carbón (gas asociado a otros hidrocarburos y gases).1
De similar composición, el biogás se genera por digestión anaeróbica de desechos orgánicos, destacando los siguientes procesos: depuradoras de aguas residuales (estación depuradora de aguas residuales), vertederos, plantas de procesado de residuos y desechos de animales (SANDACH [Subproductos de origen Animal No Destinados A Consumo Humano]).
Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano, que podrían suponer una reserva energética superior a las actuales de gas natural.[cita requerida]
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[ocultar]Reservas naturales[editar]
Según BP, las reservas probadas a finales de 2013 se sitúan en 185,7 billones (1012) de metros cúbicos, siendo suficientes para mantener la producción actual mundial durante 55 años más. Las reservas se han incrementado en un 0,2 % en el último año.
Oriente Medio es la zona geográfica con mayores reservas, con un 43 % del total mundial (destacando Irán y Qatar), seguida de Asia Central con un 31 % (principalmente Rusia y Turkmenistán)
Aunque su composición varía en función del yacimiento, su principal especie química es el gas metano al 79 - 97 % (en composición molar o volumétrica), superando comúnmente el 90 - 95 % (p. ej. en el pozo West Sole del mar del Norte). Contiene además otros gases como etano (0,1 - 11,4 %), propano (0,1 - 3,7 %), butano (< 0,7 %), nitrógeno (0,5 - 6,5 %), dióxido de carbono (< 1,5 %), impurezas (vapor de agua, derivados del azufre) y trazas de hidrocarburos más pesados, mercaptanos, gases nobles, etc. (Las cifras se refieren al gas depurado comercializado en España.)2
Como ejemplo de compuesto contaminante asociado al gas natural cabe mencionar el CO2 (dióxido de carbono) que alcanza la concentración del 49 % en el yacimiento de Kapuni (Nueva Zelanda).[cita requerida]
Durante la extracción, algunos gases que forman parte de su composición natural se separan por diferentes motivos: por su bajo poder calorífico (p. ej. nitrógeno o dióxido de carbono), porque pueden condensarse en los gasoductos (al tener una baja temperatura de saturación) o porque dificultan el proceso de licuefacción de gases (como el dióxido de carbono, que se solidifica al producir gas natural licuado (GNL). El CO2 se determina habitualmente con los métodos ASTM D1137 o D1945.[cita requerida]
El propano, butano y otros hidrocarburos más pesados también se separan porque dificultan que la combustión del gas natural sea eficiente y segura. El agua (vapor) se elimina por estos motivos y porque a presiones altas forma hidratos de metano, que obstruyen los gasoductos. Los derivados del azufre son depurados hasta concentraciones muy bajas para evitar la corrosión, formación de olores y emisiones de dióxido de azufre (causante de la lluvia ácida) tras su combustión. La detección y la medición de sulfuro de hidrógeno(H2S) se efectúa siguiendo los métodos ASTM D2385 o D2725.[cita requerida]
Por último, para su uso doméstico se le añaden trazas de mercaptanos (entre ellos el metil-mercaptano CH4S), que permiten su detección olfativa en caso de fuga.
Aplicaciones[editar]
En el siglo XIX comenzó a extraerse y canalizarse hacia las ciudades estadounidenses como combustible para iluminación. Cuando llegó la electricidad, comenzó a emplearse en calefacción, agua caliente sanitaria y en la industria metalúrgica. Conforme mejoró la tecnología de soldadura tras la Segunda Guerra Mundial fue aumentando la profundidad de las extracciones y la capacidad de transporte hacia los consumidores. 3
Actualmente se trata de un combustible muy versátil y con menos emisiones de CO2 en su combustión que el resto de combustibles fósiles, cuyos principales usos son:
- calefacción de edificios y procesos industriales, mediante calderas
- centrales eléctricas de alto rendimiento, como son las de ciclo combinado gas-vapor
- centrales de cogeneración que mediante la producción simultánea de electricidad y calor alcanzan rendimientos energéticos elevados
- como gas natural vehicular, combustible cada vez más empleado en camiones, autobuses o buques, en forma de gas natural comprimido (GNC) o gas natural licuado (GNL)
- como pila de combustible para generar energía eléctrica en vehículos de hidrógeno.
Su obtención o extracción es más sencilla y económica en comparación con otros combustibles. La licuefacción del gas natural se produce por la acción combinada de la compresión y refrigeración a bajas temperaturas. El GNL permite su transporte marítimo a largas distancias, y sin la necesidad de infraestructuras terrestres, mediante buques metaneros.
El poder calorífico superior del combustible es de 10,45 - 12,8 kWh/m3 (metro cúbico en condiciones normales, i. e. a 0 °C y 1 atm).4
Impacto ambiental[editar]
El CO2 emitido a la atmósfera tras la combustión del gas natural se trata de un gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global de la Tierra. Esto se debe a que el CO2 es transparente a la luz visible y ultravioleta, mientras que absorbe la radiación infrarroja que emite la superficie de la Tierra al espacio exterior, ralentizando el enfriamiento nocturno de esta.
La combustión del gas natural produce menos gases de efecto invernadero que otros combustibles fósiles como los derivados petrolíferos (fuelóleo, gasóleo o gasolina) y especialmente que el carbón. Además es un combustible que se quema de forma más limpia, eficiente y segura, no produce dióxido de azufre (causante de la lluvia ácida) ni partículas sólidas.
La razón por la cual produce poco CO2 es que la molécula de su principal componente, el metano, contiene cuatro átomos de hidrógeno por cada uno de carbono, produciendo dos moléculas de agua por cada una de CO2. Mientras que los hidrocarburos de cadena larga (p. ej. los contenidos en el gasóleo) producen prácticamente sólo una molécula de agua por cada una de CO2 (además, la entalpía estándar de formación del agua es muy elevada).
Sin embargo, los escapes de gas natural que se producen en los pozos suponen un aporte muy significativo de gases de efecto invernadero, ya que el metano equivale a 23 veces el efecto invernadero que el dióxido de carbono (datos del IPCC). Por ejemplo, el accidente de marzo de 2012 en la plataforma petrolífera Elgin -operada por la petrolera Total en el Mar del Norte- supuso un escape de unos 5,5 millones de m3 diarios.5 Como la densidad del metano en condiciones estándar es 0,668 kg/m36 el escape fue de 3674 toneladas diarias, que equivalen a 84 502 toneladas diarias (equivalentes de dióxido de carbono). La duración de la detención de dicho escape se estimó en 6 meses, lo que suponen 15 millones de toneladas equivalentes de dióxido de carbono (las emisiones industriales de Estonia en el año 2009).
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