17/01/2019
El gas natural es una fuente de energía fundamental en la vida moderna, utilizada para calentar hogares, generar electricidad y en diversas aplicaciones industriales. Aunque lo usamos constantemente, pocos conocen realmente su composición y cómo llega hasta nosotros. Este artículo explora en detalle de qué está hecho el gas natural, sus diferentes formas y usos, y el complejo proceso que lo trae desde las profundidades de la Tierra hasta nuestros hogares y vehículos.
En esencia, el gas natural es una mezcla gaseosa inodora compuesta principalmente por hidrocarburos. Constituye aproximadamente el 30% de la energía utilizada en los Estados Unidos, destinándose una gran parte a la producción de energía eléctrica y el resto a usos residenciales, comerciales e industriales. A pesar de ser un combustible alternativo probado y confiable, su uso en el transporte es aún muy limitado, representando solo una pequeña fracción de su consumo total.
¿Cuál es el Gas Principal que Compone el Gas Natural?
La vasta mayoría del gas natural que conocemos se considera un combustible fósil, formado a lo largo de millones de años por la acción del calor y la presión sobre materia orgánica. Su componente principal es el metano (CH₄), que generalmente representa más del 80% de la mezcla. Sin embargo, el gas natural no es solo metano; es una combinación de varios gases.
Los Componentes Clave del Gas Natural
Aunque el metano es el rey indiscutible en la composición del gas natural, hay otros hidrocarburos y compuestos presentes en menor proporción. Estos componentes adicionales son importantes porque pueden separarse y tener usos propios o deben ser eliminados para purificar el gas para su distribución y uso.
Generalmente, se identifican cuatro gases principales, todos ellos alcanos (hidrocarburos con enlaces simples entre átomos de carbono e hidrógeno), que, mezclados en las proporciones adecuadas, crean lo que llamamos gas natural. Estos son:
- Metano (CH₄): Como ya mencionamos, es el componente principal, superando el 80% de la mezcla. Es el hidrocarburo más simple y no tóxico. En su estado puro, es inodoro, por lo que se le añaden compuestos de azufre con un olor característico (como a huevo podrido) para poder detectar fugas por seguridad. Al quemarse, el metano libera emisiones que contribuyen al efecto invernadero.
- Etano (C₂H₆): Es el segundo componente más abundante, representando típicamente entre el 1% y más del 6% de la mezcla de gas natural. Su uso principal es como materia prima petroquímica para la producción de etileno, que se utiliza en la fabricación de innumerables productos cotidianos, desde plásticos hasta telas y equipos médicos. El etano también es un gas de efecto invernadero, aunque en menor medida que el metano.
- Propano (C₃H₈): Presente en pequeñas cantidades en la mezcla de gas natural. Sin embargo, es más conocido por su uso como combustible en parrillas, estufas portátiles, vehículos (como taxis y autobuses) y en áreas rurales para calefacción y electrodomésticos. Su combustión es más limpia que la de la gasolina, aunque no tanto como la del gas natural puro.
- Butano (C₄H₁₀): Constituye una pequeña parte de la mezcla de gas natural. Es altamente inflamable y fácil de licuar. Aunque se considera inodoro, puede tener un ligero olor desagradable. Es ampliamente utilizado en encendedores, sopletes, estufas portátiles, como propelente en aerosoles, refrigerante y combustible para calefacción.
Además de estos cuatro alcanos principales, el gas natural puede contener otros hidrocarburos más pesados como pentano y hexano, así como pequeñas cantidades de gases no hidrocarburos como nitrógeno, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno (que debe ser eliminado), y a veces helio.
Gas Natural Convencional vs. No Convencional
La forma en que se encuentra y extrae el gas natural clasifica sus depósitos en dos categorías principales:
- Gas Natural Convencional: Se encuentra en depósitos relativamente fáciles de acceder, a menudo asociados con yacimientos de petróleo. Su extracción se realiza mediante métodos de perforación tradicionales (perforación vertical).
- Gas Natural No Convencional: Se localiza en formaciones rocosas más difíciles de acceder o consideradas impermeables. Incluye gas de esquisto (shale gas), gas de capas de carbón (coalbed methane), metano hidratado y gas de arenisca compacta (tight gas). Su extracción requiere técnicas más avanzadas como la perforación horizontal y la fracturación hidráulica.
Gas Natural Renovable (GNR) o Biometano
Existe una alternativa al gas natural fósil conocida como gas natural renovable (GNR) o biometano. Este combustible es químicamente idéntico al gas natural convencional, pero se produce purificando biogás. El biogás se genera mediante la digestión anaeróbica de materia orgánica, como residuos de vertederos, estiércol de ganado o procesos termoquímicos como la gasificación. El GNR es una forma de energía más sostenible y puede utilizar la infraestructura de distribución de gas natural existente.
Formas de Uso del Gas Natural en el Transporte: GNC y GNL
Aunque el transporte representa una pequeña fracción del uso total, el gas natural se utiliza en vehículos en dos formas principales:
- Gas Natural Comprimido (GNC): Se produce comprimiendo el gas natural a menos del 1% de su volumen a presión atmosférica estándar. Se almacena a alta presión (hasta 3,600 psi) en tanques a bordo del vehículo. Es adecuado para vehículos ligeros, medianos y pesados, ofreciendo una economía de combustible similar a la de la gasolina (medida en Equivalentes de Galón de Gasolina o GGE).
- Gas Natural Licuado (GNL): Es gas natural en estado líquido. Se produce purificando el gas y enfriándolo a temperaturas extremadamente bajas (-162°C o -260°F) para convertirlo en líquido. Este proceso, llamado licuefacción, elimina la mayoría de los compuestos extraños. El GNL tiene un alto costo de producción y requiere tanques criogénicos especiales para su almacenamiento a bajas temperaturas. Es más denso que el GNC, lo que permite almacenar más energía por volumen, haciéndolo adecuado para camiones que requieren mayor autonomía.
Tabla Comparativa: GNC vs. GNL
Para entender mejor las diferencias entre estas dos formas de gas natural para transporte, veamos una comparación:
| Característica | Gas Natural Comprimido (GNC) | Gas Natural Licuado (GNL) |
|---|---|---|
| Estado | Gaseoso, altamente comprimido | Líquido, súper enfriado |
| Temperatura de almacenamiento | Temperatura ambiente | Extremadamente baja (-162°C / -260°F) |
| Presión de almacenamiento | Alta (hasta 3,600 psi) | Baja (en tanques criogénicos aislados) |
| Densidad energética (por volumen) | Menor que GNL | Mayor que GNC |
| Coste de producción | Relativamente bajo | Mayor (requiere licuefacción) |
| Coste de almacenamiento | Moderado (tanques de alta presión) | Alto (tanques criogénicos) |
| Autonomía del vehículo | Adecuado para distancias moderadas | Ideal para largas distancias |
| Uso principal | Vehículos ligeros, medianos y pesados | Vehículos medianos y pesados (especialmente camiones) |
| Odorante añadido | Sí (para detección de fugas) | No (requiere sensores electrónicos) |
¿De Dónde Viene el Gas Natural?
El gas natural se forma a partir de capas de materia orgánica (animales y plantas microscópicos) que se acumulan bajo sedimentos, tierra y mar a lo largo de millones de años. Al quedar privadas de oxígeno y ser sometidas a intenso calor y presión bajo la superficie terrestre, esta materia orgánica se transforma en hidrocarburos en estado gaseoso.
Estos depósitos de gas natural quedan atrapados bajo tierra en formaciones rocosas. Su extracción es más fácil si las rocas circundantes son altamente permeables y porosas.
- Permeabilidad: Se refiere a la capacidad de una roca para permitir que los fluidos (líquidos y gases) pasen a través de ella. Está relacionada con la interconexión de los espacios porosos.
- Porosidad: Es la cantidad de espacio vacío o diminutos agujeros dentro de una roca. Las rocas porosas pueden almacenar grandes cantidades de gas o líquido.
El gas natural, al ser menos denso que las rocas circundantes, tiende a fluir hacia arriba a través de los espacios porosos hasta que encuentra una capa de roca impermeable que lo atrapa, formando un yacimiento.
Procesos de Extracción del Gas Natural
Una vez localizados los yacimientos mediante técnicas como la sísmica, se procede a la extracción. La técnica utilizada depende de la geología del área y la accesibilidad del depósito.
- Perforación Vertical: Es el método tradicional y más antiguo. Se utiliza cuando el gas natural se encuentra directamente debajo de la superficie en formaciones permeables. La perforación se realiza en línea recta hacia abajo. Es el método más sencillo y económico.
- Perforación Horizontal: Desarrollada en la década de 1980, esta técnica permite acceder a depósitos que no se encuentran directamente bajo el punto de perforación. Utiliza tuberías flexibles y brocas dirigibles para perforar verticalmente y luego curvarse y perforar horizontalmente a través de la capa de gas.
- Fracturación Hidráulica o Fracking: Es un método utilizado para extraer gas de formaciones rocosas impermeables, como el esquisto. Implica inyectar a alta presión una mezcla de agua, arena y químicos en el pozo. Esta presión fractura la roca, liberando el gas atrapado, que luego fluye hacia el pozo y sube a la superficie.
El fracking es una técnica controvertida debido a preocupaciones ambientales, incluyendo el gran consumo de agua, la posible contaminación del agua subterránea por los químicos utilizados y su posible relación con pequeños sismos.
Procesamiento del Gas Natural
Después de la extracción, el gas natural se transporta a plantas de procesamiento. Aquí, se somete a un sistema de filtración para eliminar impurezas y gases no deseados, como sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono, nitrógeno, mercurio y vapor de agua. Algunas plantas también separan subproductos valiosos como etano, propano y butano.
Una vez procesado, el gas natural está limpio y listo para su distribución a los consumidores o para ser convertido en GNC o GNL para usos específicos.
¿El Gas Natural es Energía Limpia?
El gas natural es a menudo promocionado como el combustible fósil más limpio. Produce significativamente menos dióxido de carbono que el carbón y el petróleo cuando se quema para generar electricidad. Sin embargo, no está exento de impacto ambiental.
Si bien es "más limpio" que otros combustibles fósiles, su combustión aún libera emisiones de carbono que contribuyen al cambio climático. Además, las fugas de metano (un potente gas de efecto invernadero) durante la extracción y el transporte son una preocupación significativa. Por lo tanto, muchos argumentan que, aunque es una mejora con respecto a otras fuentes fósiles, no debería considerarse una verdadera energía limpia en comparación con las fuentes renovables como la solar o la eólica.
Usos Principales del Gas Natural
El gas natural es una fuente de energía versátil con múltiples aplicaciones:
- Generación de Energía Eléctrica: Es el uso más importante del gas natural en muchos países, representando una gran parte de la producción de electricidad. Las centrales eléctricas que usan gas natural son más eficientes y rápidas de arrancar y detener que las de carbón, lo que las hace ideales para complementar fuentes intermitentes como la solar y eólica.
- Uso Industrial: Constituye una parte significativa del consumo. Se utiliza como fuente de calor para procesos de fabricación en industrias como la del cemento, vidrio, cerámica, papel y acero. También es una materia prima esencial para la producción de químicos, fertilizantes, plásticos y otros productos.
- Uso Residencial: Más de la mitad de los hogares en muchos países lo utilizan principalmente para calefacción de espacios y agua. También se usa comúnmente para cocinar, secar ropa y en chimeneas de gas.
- Uso Comercial: Similar al uso residencial, pero en edificios comerciales como oficinas, tiendas y restaurantes, para calefacción, refrigeración y cocción.
- Combustible para Vehículos: Aunque minoritario, su uso como GNC y GNL en vehículos está creciendo, ofreciendo una alternativa más limpia a la gasolina y el diésel en algunos casos.
Reservas Mundiales de Gas Natural
Las reservas de gas natural no están distribuidas uniformemente por el mundo. Aproximadamente el 80% de las reservas probadas se concentran en solo 10 países. Rusia posee las mayores reservas, seguida por Irán y Qatar. Estados Unidos también cuenta con importantes reservas, especialmente en formaciones de esquisto, y es actualmente el mayor productor y consumidor mundial.
La cantidad de gas natural restante en las reservas probadas se estima en billones de pies cúbicos. A la tasa de producción actual, se proyecta que hay reservas para varias décadas más. Sin embargo, la creciente demanda energética y la incertidumbre sobre la viabilidad de la extracción de ciertas reservas hacen que la conservación y el desarrollo de energías renovables sean cruciales.
Seguridad del Gas Natural
El gas natural, aunque seguro cuando se maneja correctamente, presenta riesgos de fugas. Como es inodoro en su estado natural, se le añade un odorante para que las fugas sean detectables por su olor característico a "huevo podrido".
Si sospecha una fuga de gas (olor, sonido sibilante, vegetación muerta inusual), es vital no crear chispas (no encender luces, no usar teléfonos) y evacuar el área inmediatamente. Una vez en un lugar seguro, se debe contactar a la compañía de gas de emergencia.
Preguntas Frecuentes sobre el Gas Natural
¿El gas natural es lo mismo que la gasolina?
No, no son lo mismo. Aunque ambos son combustibles y provienen de fuentes fósiles (hidrocarburos), son diferentes. El gas natural es principalmente metano y se encuentra en estado gaseoso (o comprimido/licuado para usos específicos), utilizado principalmente para calefacción, electricidad e industria. La gasolina es un líquido derivado del petróleo, utilizado principalmente como combustible para motores de vehículos.
¿Cuáles son los 4 gases principales del gas natural?
Los cuatro alcanos principales que componen el gas natural, aunque en proporciones variables, son metano, etano, propano y butano. El metano es el componente dominante.
¿Es peligroso el gas natural?
Como cualquier combustible, el gas natural puede ser peligroso si no se maneja correctamente. Las fugas pueden causar incendios, explosiones o asfixia en espacios cerrados. Sin embargo, con las medidas de seguridad adecuadas, la adición de odorantes y el mantenimiento de las instalaciones, su uso es seguro.
¿El gas natural sube o baja en caso de fuga?
El metano, el componente principal del gas natural, es menos denso que el aire, por lo que tiende a subir en caso de fuga. Sin embargo, la mezcla de gas natural con aire puede difundirse rápidamente, y si la fuga es lenta o pequeña, puede no ascender significativamente.
¿Cuánto gas natural queda en el mundo?
Las estimaciones varían, pero las reservas probadas actuales sugieren que, a la tasa de producción actual, hay suficiente gas natural para aproximadamente 40 a 50 años. Sin embargo, el descubrimiento de nuevas reservas y avances tecnológicos en extracción podrían extender este plazo.
¿Cómo se mide el gas natural?
Comúnmente se mide por volumen en pies cúbicos (cf). Para fines energéticos, se mide en Unidades Térmicas Británicas (BTU), que representan la cantidad de calor. Aproximadamente un pie cúbico de gas natural equivale a unos 1,027 BTU.
Conclusión
El gas natural, compuesto principalmente por metano, es una fuente de energía vital con un amplio rango de usos, desde calentar nuestros hogares hasta impulsar la industria y generar electricidad. Entender su composición, origen y cómo se extrae y procesa nos ayuda a apreciar su importancia y los desafíos asociados con su uso, incluyendo su impacto ambiental y la necesidad de explorar y adoptar fuentes de energía más sostenibles para el futuro.
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