Elgas natural (a veces denominado gas fósil) es unhidrocarburo mezcla de gases ligeros de origen natural. Principalmente contienemetano, normalmente incluye cantidades variables de otrosalcanos y a veces un pequeño porcentaje dedióxido de carbono,nitrógeno,ácido sulfhídrico yhelio. Se forma cuando varias capas de plantas en descomposición y materia animal se exponen a calor intenso y presión bajo la superficie de la Tierra durante millones de años. La energía que inicialmente obtienen las plantas del sol se almacena en forma deenlaces químicos en el gas. Constituye una importante fuente de energíafósil liberada por sucombustión. Se extrae de yacimientos independientes (gasno asociado) o junto a yacimientos petrolíferos o de carbón (gasasociado a otros hidrocarburos y gases).[1]
Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos dehidratos de metano, que podrían suponer una reserva energética superior a las actuales de gas natural.[2]
Los escapes de un gas inflamable fuera de la estructura que lo contiene son peligrosos, pues ese gas podría producir una grave deflagración al entrar en contacto con una llama.
Esquema de la geología de una bolsa típica de gas, en color negro, y de gas mezclado con otros, en color marrón. El gris corresponde a una capa que no deja que el gas huya a la atmósfera. El color verde indica petróleo.
El gas natural, como los demáscombustibles fósiles, se ha ido formando durante millones de años por ladescomposición anaeróbica (sin oxígeno) de grandes cantidades de restos deorganismos muertos depositados en lo que entonces había sido el fondo delmar o de unlago. Con el paso del tiempo, la materia orgánica mezclada con limo quedó enterrada bajo capas pesadas de sedimento, que la sometieron a alta presión y temperatura, sinaire, durante largotiempo, cosa que poco a poco la alteróquímicamente. De esta descomposición anaeróbica se desprendieron gases, especialmente gas natural.
Hoy el gas natural se encuentra a menudo en estado gaseoso en bolsas que se encuentran bajo tierra cerca de bolsas de petróleo, que queda en estado líquido. Amboscombustibles se encuentran enrocas de origensedimentario, donde fenómenosgeológicos los encarcelan, uno, otro o ambos, dando lugar a grandes bolsas subterráneas. El gas natural puede estar en forma llamadaseca, es decir, totalmente gaseoso, o bien en forma húmeda, es decir, mezclado con hidrocarburos más largos, que se separan fácilmente como líquidos porcompresión,refrigeración oabsorción.
El gas natural seco es predominantementemetano (60%-95%), pero puede contener cantidades apreciables deetano (5%-20%) según la región donde se encuentre.
Otras formas de obtener metano son la combustión anaerobia de residuos urbanos orgánicos (a este gas natural se llama a vecesbiogás) o por procedimientos industriales a partir de lapizarra (en tal caso al gas resultante se le puede llamargas pizarra, eninglés,shale gas). Este último es interesante en los lugares donde no hay yacimientos de gas natural pero sí de pizarra, para no depender energéticamente de otros países.
SegúnBP, las reservasprobadas a finales de 2017 se sitúan en 193,5 billones (1012) de metros cúbicos,[7] 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 (destacan Irán y Catar), seguido de Asia Central con un 31 % (principalmente Rusia y Turkmenistán).
Aunque su composición varía en función del yacimiento, su principal especie química es el gasmetano al 79 - 97 % (en composición molar o volumétrica) y supera comúnmente el 90 % (p. ej. en el pozo West Sole delmar del Norte). Contiene además otros gases comoetano (0,1 - 11,4 %),propano (0,1 - 3,7 %),butano (menos del 0,7 %),nitrógeno (0,5 - 6,5 %),dióxido de carbono (menos del 1,5 %), impurezas (vapor de agua, derivados delazufre) y trazas de hidrocarburos más pesados,mercaptanos,gases nobles, etc. (Las cifras se refieren al gas depurado comercializado en España)[8]
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 y dióxido de carbono), porque pueden condensarse en losgasoductos (al tener una baja temperatura de saturación) o porque dificultan el proceso delicuefacción de gases (como el dióxido de carbono, que se solidifica al producirgas natural licuado (GNL). El CO2 se determina habitualmente con los métodos ASTM D1137 o D1945.[cita requerida]
El propano, el butano y otroshidrocarburos 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 formahidratos de metano, que obstruyen losgasoductos. Los derivados del azufre se depuran hasta concentraciones muy bajas para evitar lacorrosión, la formación de olores y las emisiones dedióxido de azufre (causante de lalluvia ácida) tras su combustión. La detección y la medición desulfuro de hidrógeno (H2S) se efectúa siguiendo los métodos ASTM D2385 o D2725.[cita requerida]
Por último, para su uso doméstico se le añaden trazas demercaptanos (entre ellos elmetil-mercaptano CH4S), que permiten su detección olfativa en caso de fuga.
En el sigloXIX comenzó a extraerse y a canalizarse hacia las ciudades estadounidenses como combustible para iluminación. Cuando llegó la electricidad, comenzó a emplearse en calefacción, en agua caliente sanitaria y en la industriametalúrgica. Conforme mejoró la tecnología de soldadura tras laSegunda Guerra Mundial fue aumentando la profundidad de las extracciones y la capacidad de transporte hacia los consumidores.[10]
Se trata de un combustible muy versátil ycon menos emisiones de CO2 en su combustión que el resto de combustibles fósiles. Sus principales usos son:
calefacción de edificios y procesos industriales, mediantecalderas.
Su obtención o extracción es más sencilla y económica en comparación con otros combustibles. Lalicuefacción del gas natural se produce por la acción combinada de la compresión y la refrigeración a bajas temperaturas. ElGNL permite su transporte marítimo a largas distancias y sin la necesidad de infraestructuras terrestres, mediante buquesmetaneros.
Elpoder calorífico superior del combustible es de 10,45 - 12,8 kWh/m³ (metro cúbico en condiciones normales, es decir, a 0 °C y 1 atm).[11]
Los componentes del gas natural (metano, etano, propano, butano) son materias primas importantes en laindustria química. El metano se utiliza para la producción de gas de síntesis, metanol y amoníaco. El primer paso en la valorización de otros alcanos es la conversión en olefina. La deshidrogenación oxidativa del etano conduce aetileno, que puede convertirse además en epóxido de etileno, etilenglicol, acetaldehído[12] y otras olefinas.[13] El propano se puede convertir en propileno,[14][15] ácido acrílico[16][17] y acrilnitrilo.
Llave de paso de un suministro de gas natural en la cocina de una vivienda deSantiago de Chile.
El CO2 emitido a la atmósfera tras la combustión del gas natural es ungas de efecto invernadero que contribuye alcalentamiento global de laTierra. Esto se debe a que es transparente a la luz visible y ultravioleta, pero 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 deefecto invernadero que otros combustibles fósiles como los derivados petrolíferos (fuelóleo, gasóleo y gasolina) y especialmente que elcarbón. Además es un combustible que se quema de forma más limpia, eficiente y segura y no producedióxido 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, elmetano, contiene cuatroátomos dehidrógeno por cada uno decarbono. Así, se producen dosmoléculas de agua por cada una de CO2, mientras que los hidrocarburos de cadena larga (p. ej. los contenidos en el gasóleo) producen prácticamente solo una molécula de agua por cada una de CO2 (además, la entalpía estándar de formación del agua es muy elevada).
En el gas natural renovable, la molécula de CO2, liberada a la atmósfera en su combustión es igual a la molécula tomada de la atmósfera por las bacterias para crear el metano en el proceso deputrefacción.
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 laplataforma petrolífera Elgin —operada por la petroleraTotal en elmar del Norte— supuso un escape de unos 5,5 millones de m³ diarios.[18] Como la densidad del metano en condiciones estándar es 0,668 kg/m³[19] el escape fue de 3674 toneladas diarias, que equivalen a 84 502 toneladas diarias 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).
↑(en inglés) "BP Statistical Review of World Energy 67th edition" (Jun-2018). Informe estadístico de la energía en el mundo año 2018.
↑«2. El gas natural».Informe de sectores. Comisión Nacional de Energía. 1999. Archivado desdeel original el 18 de febrero de 2015. Consultado el 19 de marzo de 2015.
↑«¿Qué es?».Portal Académico del CCH. 10 de marzo de 2017. Consultado el 31 de octubre de 2022.
↑Álvarez Pelgry, E. y Balbás Peláez, J. (2003).El gas natural. Del yacimiento al consumidor: Aprovisionamientos y cadena del gas natural licuado. CCIE Inversiones Editoriales.
↑«1. El gas natural».Informe de sectores. Comisión Nacional de Energía. 2005. Archivado desdeel original el 2 de abril de 2015. Consultado el 19 de marzo de 2015.
